JPH02143199A - 壁面清掃ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用公費〉 本発明は、廃液タンク等の内壁面の清掃に使用する壁面
清掃ロボットに関する。

〈従来の技術〉 原子力発電プラントの熱交換語等からのドレンを集めた
ｊＪ液タンク内は、放射性物質を含んだ水垢が付着する
ため、丁寧な清掃が必要とされている。

従来廃液タンク内の壁面を清掃するロボットとしては、
壁面に所定のルートで敷設されたレールに移動体を係合
させ、自走式または外部からの牽引によって移動体を移
動させながら回転ブラシ等によって壁面に付着した水垢
等を除去するようにしたものが考えられている。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来考えられていた清ｍロボットにあっては、保守上の
付帯設備としてのレールを壁面に設ける必要があり、壁
部の建造コスト高を招く他、壁面構造を複雑にして清掃
の邪魔になると共に清掃残りが生じてしまっていた。

このため、廃液タンク内は人手による清掃が必要となり
、人手によって清掃する場合は、完全な防具を必要とす
る他、放射能の被曝量の木目細かい管理が必要となって
一回の作業時間を長くすることができず清掃作業能率が
悪くなっていた。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、壁面に案内
部材を必要とせず遠隔操作によって清掃残りが生じろこ
となく壁面の清掃が確実に行なえる壁面清掃ロボットを
提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の構成は、浮氷可能な
ロボット本体と、咳ロボット本体の一端側に設けられろ
と共に壁面の清掃を行なう清掃具が回転自在に保持され
ろ清掃体と、前記ロボット本体の他端側に設けられ前記
清掃員の回転中心軸に治って該ロボット本体を一端側に
推進させる第一推進手段と、前記清掃体に設けられ該第
一推進手段による前記清掃体の前記壁面への押付は量を
規制するストッパと、前記ロボット本体に設けられ前記
清掃員の回転中心軸に直交する水平方向に該ロボット本
体を推進させる第二推進手段と、前記ロボット本体に設
けられ該ロボット本体の液面に対する深度を調節するバ
ラスト手段と、前記ロボット本体に備えられ前記第二推
進手段による推進方向に沿って延びろ軸回りで前記清掃
体を回動させる清掃体回動手段とからなることを特徴と
する。

〈作　　　用〉 ロボット本体を液中に浮かせ第一推進手段の駆動によっ
てロボット本体を−＃側に推進させ、ストッパが壁面に
当接するまで清掃体の清掃具を壁面に押圧し清掃員を回
転させる。

第二推進手段の駆動によって清掃具を押付けな状態でロ
ボット本体を清掃員の回転中心軸に直交する水平方向に
推進させ、壁面を水平方向に清掃する。バラスト手段に
よってロボット本体の液面に対する深度を順次調節して
壁面を清掃していく。底壁面や頂壁面の清掃を行なう場
合、清掃体回動手段によって清掃体を回動させて対処す
る。

く実　施　例〉 第１図には本発明の一実施例に係る！！藺清掃四ポット
のｒ４視、第２図にはその清掃体取付部の平面、ｆｓ３
図１とは壁面清掃ロボットの側面、第４図には第３図中
の要部拡大状態、第５図には清掃員の取付状態を表わす
斜視を示している。

図示の清掃ロボット１は、原子力発電プラントで使用さ
れている熱交換器等からのドレンを集めろ廃水タンクの
内壁面を清掃するものであり、マンホールから廃水タン
ク内に搬入されろ。

第１図に示すように、清掃ロボット１のロボット本体１
０は、上面開放の略直方体形状のケーシング１０ａにバ
ッキングを介装し、上１１１−Ｏｂを気密状態に止具で
取付けろことで形成されろ超ジュラルミン薄板製の中空
船殻となって８９、浮氷可能になっている。ロボット本
体１０の内部空気圧は潜水深度に応じて外部の調圧弁（
図示省略）から所定の空気圧がホース及び管継手１０ｃ
を介して供給されろ。ロボット本体１０の一端側には二
つの清掃体２０が設けられている。

第２図乃至第５図に基づいて清掃体２０の構成を説明す
る。ロボット本体１０の一端側の左右（第２図では上下
）にはエアモータ２５が設けられ、エアモータ２５の駆
動軸２６には円盤Ｃが取付けられている。円盤Ｃにはバ
ヨネット式の急速嵌脱継手２３（第３図参照）を介して
硬質ナイロン類の背板ａが取付けられ、背板ａにはポリ
ウレタン系スポンジの清掃具２１が接着されている。各
清掃具２１はエアモータ２５の駆動によって互いに逆方
向（第１図中Ａ、、Ａ、で示す）に回転駆動されろ・ 急速嵌脱継手２３を第５図に基づいて説明する。背板ａ
には一対の円弧状の係合切欠きｄが形成され、円盤Ｃに
は係合切欠きｄに係合する一対の係合爪６が形成されて
いる。係合爪ｅの内側には案内溝ａ、及び鍵溝６２がそ
れぞれ設けられている。背板ａには背板ａを円盤Ｃに押
え付けろ抑圧ユニットｆが設けられ、抑圧ユニットｆは
案内溝６．及び鍵溝０２に係合する突起ｇ１を一対備え
た外筒ｇと、中央の案内ピンｈに沿ってクリップｈ　（
第３図参照）までコイルスプリングｉ　（第３図参照）
によって伸張付勢された内筒ｊとから構成されている。

抑圧ユニットｆは、コイルスプリング１に抗して外筒ｇ
及び内筒ｊを背板ａに押付けながら突起ｇ、を案内溝ｅ
、に嵌入させて回動し、フィルスプリングｉの付勢力で
突起ｇ、を鍵溝６２に係合し、清掃部材２１を円盤Ｃに
安定的に固定させるものである。清掃Ａ２１を取外す場
合、前述と逆の動作を行なう。

エアモータ２５は高速回転が掃られ、比較的高いトルク
も得られるもので、ロボット本体１０の底面後方に設け
られた供給管継手２７ａからタービン駆動用高圧空気を
供給し、排気はエアモータ２５の側部の管継手２７ｂか
らホースを経てタンク外部に導出するようになっている
。又、清掃具２１はエアモータ２５によって回転駆動さ
れ、壁面に押圧されると清掃具２１に含浸された液と空
気は回転による遠心力によって接線方向外側に飛敷され
、清掃具２１の中央腔所内は真空状態になって壁面に対
する吸着力が増大することになる。

従って、後述する第一推進手段３０を停止しても、壁面
に対して清掃具２１は当接状態に保持されることになる
。

清掃体２０には、清掃具２１が壁面に押圧されて変形す
る量を制限するために壁面に当接するストッパ４０が設
けられている。ストッパ４０はエアモータ２５のケーシ
ング２６ｍに固定される脚４２と、１１４２の先端に設
けられ壁面に当接して転勤する鋼球４１とから構成され
ている。

二つのエアモータ２５の基端は水平横断連結軸２７によ
って支持され、水平横断連結軸２７はロボット本体１〇
一端側に旋回可能且つ９ｃ密に支承されている。水平横
断連結軸２７にはウオームホイール２８ａが取付けられ
、ウオームホイール２８ａにはウオームギヤ２８ｂ（第
４図参照）が噛み合っている。ウオームギヤ２８ｂはロ
ボット本体１０に固定された可逆転モータ２８ｃの出力
軸に取付けられ、可逆転モータ２８ｃのＷ動によってウ
オームギヤ２８ｂ、ウオームホイール２８ｍを介して水
平横断連結軸２７が旋回する。つまり、つオームホイー
ル２８ａ、ウオームギヤ２８ｂ。

可逆転モータ２８ｃによって清掃体回動手段２ＢがＷＩ
成され、清掃体回動手段２８による水平横断連結軸２７
の旋回により、清掃体２゜を第３図で兼線で示す水平状
態と二点鎖線で示す垂直状態とに旋回動させる。

また、エアモータ２５のケーシング２６ａば連結棒２６
ｂにより連結され、連結棒２６ｂによって清掃中の清掃
具２１の反力が支えられるようになっている。清掃具２
１やエアモータ２５の水平横断連結軸２７にかかる片持
ち荷重は、ロボット本体１０に固定された可逆転モータ
２８ｃによって安定的に担持される＜ｌ清掃体２０の旋
回角度位置はパルスエンコーダ２９（第２図参照）から
外部のデイスプレィに表示されるようになっている。

第１図、第３図に示すように、ロボット本体１０の中空
内部には三個のバラストタンク５１が配設され、バラス
トタンク５１にはバラスト水供給’ｔｍ手５２から供給
されたバラスト水がｆ４磁弁＃５３で配分されて供給さ
れろ。バラストタンク５１．バラスト水供給管継手５２
．＠Ｔ１１弁群５３によってバラスト手段５０が構成さ
れ、バラスト手段５０によって水面Ｗ（第３図参照）に
対する清掃具２１の適正な位置が制御されろ。ロボット
本体１０の端部には多数の鋼球おもりが封入されたバラ
ンス装［５５が設けられ、鋼球おもりの数を調節して四
ボット本体１０の姿勢制御の補助を行なっている。

第１図、第３図に示すように、ロボット本体１０の他端
側には一対の第一推進手段３０が設けられ、第一推進手
段３０によって清掃体２０を壁面に押付ける方向、即ち
清掃具２１の回転中心軸に沿ってロボット本体１０を一
＃側に推進させるようになっている。各第−推進手８．
３０は、液密容Ｂｙ内に封入された可逆転の電動モータ
及び減速機と、減速機の出力軸に取付けられたスクリュ
ーＳと、スクリ二−８を囲うスクリニ−へ９ジングＨと
から構成され、各々個別に回転方向及び回転速度が制御
されるようになっている。液密容器Ｙの底部には垂直下
方に当止脚３２が突設され、各当止脚３２はケーブルト
レイ３３で連結されている。

ロボット本体１０の底面中央には第二推進手段６０が設
けられ、第二推進手段６０によってロボット本体１０は
水平横断連結軸２７の軸方向に推進されるようになって
いる。第二推進手段６０の構成は第一推進手段３０と略
同〜構成になっている。

ロボット本体１０の一端側には洗浄水を噴射するノズル
７０が設けられると共に、暗所での清掃監視を容易にす
るため一端側前方及び下方を照明する照明具８０が設け
られている。連結棒２６ｂには水中テレビカメラ８５が
設けられ、水中テレビカメラ８５は清掃体２０と共に旋
回して清掃箇所を監視するようになっている。またロボ
ット本体１０の側縁及び端縁にはＵ形状の接触センサ９
０が設けられている。照明具８０は、約３０度傾斜させ
た透明板８１を液密状態で取付けて形成された空所８２
内に設けられている。

前述した各種電気機器及び空気圧８！１冊の動力用及び
制御用ケーブルやパイプは、継手類の他にロボット本体
１０の底面に突設されたレセプタクル９５を介して外部
に導出され、タンク外に設置された電源、コンプレッサ
。

コントローラに連結されている。

次に、清掃ロボット１の円筒状廃水タンク内におけろ使
用状況を概説する。先ずタンク上部のマンホールから既
に必要な配線及び配管を終えた消掃胃ボット１をタンク
内の廃水中に浮かべる。バラスト手段５０を調節して第
３図に示すように水面Ｗに対して清掃体２０が所定の位
置関係をとるようにし、次いで、第一推進手段３０を作
動させてタンク内周側壁面に対してスイッパ４ｏが壁面
に当接するまで清掃具２１を押圧する。エアモータ２５
を作動させて清掃具２１を回動して内周側壁面の水垢等
のスケールの除去清掃を開始すると共に、第二推進手段
６０も作動させて内周側壁面に治ってロボット本体１０
を移動させながら清掃を続けて行く。清掃中は、第一推
進手段３０を停止しても前述したように、清掃具２１の
回転によって中央の空所が真空状態になって壁面に吸着
保持されるため、第二推進手段６０の作動によって壁面
に沿って清掃具２１は移動することができる。ロボット
本体１０がタンク内を一周する毎に廃水を若干後いて水
面を下げて行き、略スパイラル状にタンク内周側壁面を
清掃して行き、タンク底面に当止脚３２が当る直前で清
掃体２０を下方向に９０度旋回させてバラスト手段５０
に注水し、清掃ロボット１の自重で下方向を向いｔこ清
掃具２１をタンク底面に押圧して清掃を続ける。底面全
体を清掃するために適宜第一推進手段３０及び第二推進
手段６０を後退させた秒停止させる。尚、タンク内壁面
清掃中は洗浄水をノズル７０から噴射して清掃効果を高
めろ。清掃状態は、照明具８０と水中テレビカメラ８５
によって監視されろことになる。

清掃ロボット本体内の内部空気圧を調節可能に構成し、
潜航深度に応じた空気圧を送ることで、薄板の船殻構造
のロボット本体１０の変形、圧壊を防止し、全体を軽い
構造にできろ。又、清掃具２１を相互に反対方向に回転
されろ一対で構成したので、清掃作用面積も大きくなり
且つ作用部における揺動が防がれて安定し清掃能率を向
上させることができろ。第一推進手段３０及び第二推進
手段６０を各々ユニット化、モジュール化すると保守が
楽になると共に、又、可逆転式にすると走航自由度が増
大し、各種形状の壁面の清掃に機敏に対応することがで
きろ。更に洗浄水噴射ノズル７０や照明８０や水中テレ
ビカメラ８５や接触センサ９０を設けることによって、
清掃効果の向上、暗い箇所での清掃、遠隔操作の操作性
の向上、付帯機器の損傷防止等が行える。又、清掃体２
０を旋回駆動されるように構成したので、垂直壁面ばか
りではなく底壁面や頂壁面も液中に水平に浮いた状態で
容易に清掃することができる。

従ってこの清掃ロボット１は、壁面に案内部材等を必要
とせず遠隔操作によって清掃残りが生じることなく壁面
の清掃が確実に行なえる。

〈発明の効果〉 本発明の壁面清掃ロボットによれば液体と接した壁面に
特に走行用の付帯的な案内手段を必要とせず、遠隔操作
等によって壁面に未清掃部を残さないように完全に清掃
することができるので操作性向上と清掃の省力化が図れ
る。特に放射能を有したスケールを人手に代って安全に
効率良くしかも確実に壁面から除去することができる。

又、液面に浮かせて使用する他に、液中に潜航させて使
用することもでき、各覆使用条件に対応することができ
る。又、本発明の壁面清掃ロボットによれば、垂直壁面
に対して角度をとって設けられた天井壁及びＭ壁に対し
ても人手に代って安全に且つ完全に清掃することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る壁面清掃ロボットの斜
視図、第２図はその清掃体取付部の平面図、第３図は壁
面清掃ロボットの側面図、第４図は第３図中の要部拡大
図、第５図は清掃具の取付状態を表わす斜視図である。 図　面　中、 １は清掃口ボッ　１・、 １０はロボット本体） ２０は清掃体、 ２１は清掃具、 ２８は清掃体回動手段、 ３０は第一推進手段、 ４０はストッパ、 ５０はバラスト手段、 ６０は第二推進手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 浮水可能なロボット本体と、該ロボット本体の一端側に
   設けられると共に壁面の清掃を行なう清掃具が回転自在
   に保持される清掃体と、前記ロボット本体の他端側に設
   けられ前記清掃具の回転中心軸に沿って該ロボット本体
   を一端側に推進させる第一推進手段と、前記清掃体に設
   けられ該第一推進手段による前記清掃体の前記壁面への
   押付け量を規制するストッパと、前記ロボット本体に設
   けられ前記清掃具の回転中心軸に直交する水平方向に該
   ロボット本体を推進させる第二推進手段と、前記ロボッ
   ト本体に設けられ該ロボット本体の液面に対する深度を
   調節するバラスト手段と、前記ロボット本体に備えられ
   前記第二推進手段による推進方向に沿って延びる軸回り
   で前記清掃体を回動させる清掃体回動手段とからなるこ
   とを特徴とする壁面清掃ロボット。