JPH06277642A - 取水路内作業ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 取水路への準備作業を極力減らし、流速が速
い取水中や平面的な曲がりがある取水路内でも円滑かつ
確実に作業ができる取水路内作業ロボットを提供するこ
と。 【構成】 取水路１の断面形状に対応した前後１対の枠
体１１，１２を４本の移動用流体圧シリンダ１６で垂直
なピン１７を介して連結し、これら枠体１１，１２に固
定保持用流体圧シリンダ１８と保持パッド１９を設け
る。枠体１１，１２を保持パッド１９で固定保持するこ
とと、移動用流体圧シリンダ１６の伸長とを交互に繰り
返して枠体１１，１２を前後に移動する。これにより、
取水中の水流が速い場合でも確実に移動しながら、これ
ら枠体１１，１２に取付けたスクレーパ２１，２２で取
水路内壁の清掃作業ができ、垂直なピン１７の回動で取
水路に平面的な曲がりがあっても円滑に移動しながら作
業ができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、取水路内作業ロボッ
トの改良に関し、取水中に水流に流されないようにして
清掃作業や検査点検作業などができるようにするととも
に、平面的な曲がりのある取水路でも作業ができるよう
にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】発電所などの動力プラントでは、冷却水
などとして主に海水や河川水あるいは湖水を利用するた
め暗渠式や開渠式の取水路が設けられており、取水の継
続にともない取水路内壁に付着する海洋生物の状態を検
査したり、これらを清掃して取り除く必要がある。

【０００３】従来、取水路の点検や清掃を行う場合に
は、取水を止め、取水路内に作業者が入って人力で行う
のがほとんどであり、発電プラントの場合には発電を停
止せざるを得ず、また、暗渠式の場合には、作業環境が
悪く重作業となるうえに安全上の問題もある。

【０００４】一方、取水中に清掃作業を行うことができ
る装置として開渠式の取水路に対してスラスタを装備し
て水流に打ち勝って静止または移動するようにし、清掃
装置本体に取付けたスクレーパで付着した海洋生物など
を掻き落とすようにした装置が提案されているが、清掃
装置本体の静止または移動をスラスタによる反力のみに
依存しているため清掃効果に乏しい。

【０００５】そこで、これらの欠点を解消できる装置と
して、本願出願人において、取水中の暗渠式の取水路内
をロープで走行させるようにした走行体にスクレーパを
取り付けて清掃できるようにした装置を提案しており、
暗渠内に作業者が入ること無く、清掃を行うことができ
るようになり、画期的な装置となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ロープによる
牽引のため直線状の取水路の場合には、比較的簡単に作
業することができるが、平面的に曲がった取水路に対し
ては円滑な走行が難しくなる場合がある。

【０００７】また、取水路内を流れる水流が速い場合に
は、ロープに加わる荷重が大きくなって円滑に作業がで
きなくなる場合がある。

【０００８】この発明は、かかる従来技術の課題に鑑み
てなされたもので、取水路内にロープを設置するなどの
準備作業を極力減らすことができ、流速が速い取水中の
取水路内や平面的な曲がりがある取水路内でも円滑かつ
確実に作業を行うことができる取水路内作業ロボットを
提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の取水路内作業ロボットは、取水路断面形
状に対応して枠組みされ取水路内に装着可能かつ取水路
内壁を転動するガイドローラを備えた前後１対の枠体
と、これら枠体間に設けられこれら枠体を取水路前後方
向に伸縮移動可能かつ水平面内で回動可能に連結する移
動用流体圧シリンダと、これら枠体に取水路内壁と対向
して設けられ各枠体を取水路内に固定保持可能とする固
定保持用流体圧シリンダと、これら枠体に搭載され取水
路内で作業を行う作業装置とでなることを特徴とするも
のである。

【００１０】

【作用】この発明の取水路内作業ロボットによれば、取
水路の断面形状に対応して枠組みされた前後１対の枠体
を移動用流体圧シリンダで水平面内で回動可能かつ伸縮
可能に連結するとともに、これら枠体に固定保持用流体
圧シリンダを設けておき、一方の枠体を固定保持用流体
圧シリンダで保持した状態で移動用流体圧シリンダで他
方の枠体を移動することを繰り返して前後に移動するよ
うにしており、水流が速い場合でも確実に移動できるよ
うにしている。

【００１１】そして、これら枠体に種々の作業装置を搭
載するようにして取水路内壁などの清掃作業などができ
るようにしている。

【００１２】さらに、枠体と移動用流体圧シリンダを水
平面内で回動可能に連結するようにしており、取水路に
平面的な曲がりがあっても円滑に移動しながら作業がで
きるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１〜図６はこの発明の取水路内作業ロ
ボットを内壁の清掃に用いる場合の一実施例にかかり、
図１は全体斜視図、図２は側面図、図３は平面図、図４
は図２中のＡ−Ａ断面図、図５は図２中のＢ−Ｂ断面
図、図６は図２中のＣ−Ｃ断面図である。

【００１４】この取水路内作業ロボット１０は、取水路
１の横断面形状に対応して枠組みされた前後１対の枠体
１１，１２を備えており、たとえば図４〜６に示すよう
に、四隅が切り欠かれた正方形断面の取水路（八角形）
１に対応して相似形に枠体１１，１２が形成されてい
る。

【００１５】これら枠体１１，１２は取水路１の内壁と
ある程度の間隔をあけて装着できる大きさとされ、正方
形の四隅の切り欠かれた傾斜部１３にそれぞれ取水路１
の内壁に沿って転動するガイドローラ１４が取付けら
れ、取水路１の軸方向（前後方向）に走行できるように
なっている。

【００１６】これら枠体１１，１２は、相対向する内側
の傾斜部１３に形成したブラケット１５に移動用流体圧
シリンダ１６が垂直方向のピン１７を介して連結され、
枠体１１と枠体１２の間隔を変えることができるように
されるとともに、前後の枠体１１，１２をピン１７を中
心として平面内である角度曲げることができるようにな
っている。

【００１７】さらに、各枠体１１，１２の左右側部に
は、取水路１の側壁に対して法線方向に伸縮する固定保
持用流体圧シリンダ１８が２本づつ取付けられ、先端に
摩擦係数の大きい材質で作られた保持パッド１９が取付
けてあり、固定保持用流体圧シリンダ１８のロッドを伸
長して保持パッド１９を取水路１の側壁に当てること
で、枠体１１，１２を流れに打ち勝って固定保持するこ
とができる。

【００１８】このような前後１対の枠体１１，１２を移
動用流体圧シリンダ１６で前後に伸縮移動するととも
に、固定保持用流体圧シリンダ１８で取水路１の壁面に
各枠体１１，１２を固定できるようにしてあるので、各
枠体１１，１２を固定保持用流体圧シリンダ１８で交互
に固定保持した後、移動用流体圧シリンダ１６で前後方
向に枠体１１，１２を移動することを繰り返して取水路
１内を前後に移動することができ、取水路１内を走行す
る走行ロボットとして機能する。

【００１９】この走行ロボットを用いて取水路内で作業
を行うため作業装置が搭載されるが、この実施例では、
清掃作業を行うための清掃装置２０が搭載されている。

【００２０】この清掃装置２０は付着物掻き落し用のス
クレーパ２１，２２を備えており、枠体１１の左右両側
に取水路１の左右側壁の形状に形成されたスクレーパ２
１がスクレーパ取付枠２３及び取付部材２４を介して取
付けられるとともに、枠体１２の上下に取水路１の上下
壁の形状に形成されたスクレーパ２２がスクレーパ取付
枠２３及び取付部材２４を介して取付けてある。

【００２１】これら清掃装置２０を構成するスクレーパ
２１，２２は取水路１の内壁に付着する付着物に応じ
て、たとえば硬質ゴムや金属ブラシ等で構成されるなど
清掃に最適な材質および形状のものが使用される。

【００２２】また、スクレーパ２１，２２が取付けられ
たスクレーパ取付枠２３を枠体１１，１２に固定する取
付部材２４をスプリング入りシリンダで構成したり、流
体圧シリンダで構成して押付力を付与できるようにした
り、スプリングの交換や流体圧力を変えて押付力を調整
できるようにすることもできる。

【００２３】さらに、枠体１２には、移動用流体圧シリ
ンダ１６および固定保持用流体圧シリンダ１８に作動流
体を供給するためのパワーユニット２５が搭載され、バ
ッテリからの電力で駆動されるように構成したり、外部
からケーブル（アンビリカルケーブル）等を介して駆動
されるように構成する。

【００２４】また、移動用流体圧シリンダ１６、固定保
持用流体圧シリンダ１８およびパワーユニット２５等を
制御して取水路１内の清掃を行うため陸上から制御ケー
ブルが接続されたり、音波信号の送受信装置が設けてあ
る。

【００２５】次に、このような取水路内作業ロボット１
０による取水路１の清掃作業について図７に示す縦断面
状態の説明図により説明する。

【００２６】この取水路内作業ロボット１０による清掃
作業を行うため、パワーユニット２５等を運転できる状
態にして取水中の取水路１内に取水路内作業ロボット１
０を装着する。

【００２７】この取水路内作業ロボット１０の装着は取
水路１の取水口側からスクリーンを取り除いて行った
り、取水路１の途中の点検口などから分解して入れて中
で組み立てることで行う。

【００２８】こうして取水路内作業ロボット１０を取水
路１内に装着した後、まず、取水方向上流（取水口側）
の枠体１２を固定保持用流体圧シリンダ１８のロッドを
伸長して保持パッド１９を取水路１の側壁に当てて固定
状態に保持する一方、取水方向下流の枠体１１では固定
保持用流体圧シリンダ１８のロッドを縮めて保持パッド
１９を取水路１の側壁から離した状態にして開放してお
く。

【００２９】こののち、移動用流体圧シリンダ１６のロ
ッドを伸長して固定した枠体１２に対して枠体１１を前
方に押出すようにし、ガイドローラ１４を取水路１の内
壁上を転動させて取水路１内を移動させる。

【００３０】すると、前方に押出された枠体１１に取付
けてある左右１対のスクレーパ２１が取水路１の左右側
壁と接触しながら前進して付着している海洋生物などの
不着物を除去する。

【００３１】こうして枠体１１が前進されたところで、
この枠体１１を固定保持用流体圧シリンダ１８のロッド
を伸長して保持パッド１９を取水路１の側壁に当てて固
定状態に保持する一方、これまで固定保持状態としてあ
った枠体１２を固定保持用流体圧シリンダ１８のロッド
を縮めて保持パッド１９を取水路１の側壁から離して開
放状態にする。

【００３２】こののち、伸長状態となっている移動用流
体圧シリンダ１６のロッドを縮めて枠体１１に対して枠
体１２を前方に引き込むようにし、ガイドローラ１４を
取水路１の内壁上を転動させて取水路１内を移動させ
る。

【００３３】すると、前方に引き込まれる枠体１２に取
付けてある上下１対のスクレーパ２２が取水路１の頂壁
および底壁と接触しながら前進して付着している海洋生
物などの付着物を除去する。

【００３４】このようにして枠体１１，１２の保持・開
放および移動用流体圧シリンダ１６の伸長および収縮を
交互に繰り返すことで、枠体１１，１２が尺取り虫状に
前進され、枠体１１の前進の際に側壁が清掃され、枠体
１２の前進の際に頂壁および底壁が清掃される。

【００３５】そして、取水路１の取水口と反対の端部ま
で清掃したら、上記と逆の動作を繰り返して取水口方向
に移動しながら清掃を行う。

【００３６】このように取水路内作業ロボット１０を用
いて清掃を行なうことで、取水中であっても水流に流さ
れること無く、取水路１の内壁の清掃を行うことがで
き、この実施例のように暗渠式の取水路１であれば左右
および上下の４壁面を同時に清掃することができ、開渠
式の取水路の場合には、左右および下の３壁面を同時に
清掃することができる。

【００３７】また、清掃開始の準備として取水路１内に
牽引用のロープを設置する必要がなく、暗渠式の取水路
１であっても簡単に準備を行って清掃作業を行うことが
できる。

【００３８】次に、この取水路内作業ロボット１０によ
り平面的な曲がりがある取水路の清掃を行う場合につい
て、図８に示す水平に切断した断面状態の説明図により
説明する。

【００３９】このような平面的な曲がりがある取水路２
であっても枠体１１，１２と移動用流体圧シリンダ１６
とが垂直のピン１７を介して連結してあるので、ピン１
７を中心に枠体１１，１２を一定角度回動することがで
き、この平面的な自由度によって取水路２内を円滑に移
動することができる。

【００４０】この場合、枠体１１，１２が取水路２の内
壁と直角な状態で移動されないとスクレーパ２１，２２
で内壁に付着する付着物を有効に除去することができな
くなることから、各枠体１１，１２に壁面との角度を検
出する角度センサを取付けておき、角度検出信号に基づ
いて４本の移動用流体圧シリンダ１６のうち、取水路２
の曲がりの曲率中心の内周側の２本と外周側の２本の移
動用流体圧シリンダの伸長および収縮のストロークを変
えるように制御するようにすることが好ましい。

【００４１】このような平面的に曲がりがある場合の取
水路２の清掃は、既に説明した直線状の取水路１の場合
と同様の工程で清掃が行われる。

【００４２】この取水路内作業ロボット１０によれば、
平面的な曲りがある取水路２に対しても水流に流される
こと無く円滑に移動しながら、清掃作業を行うことがで
きる。

【００４３】なお、上記実施例では、作業装置を清掃装
置としてスクレーパで構成した場合で説明したが、これ
に限らず、水密構造のテレビカメラ等として取水路内の
検査や点検を行うようにするなど、他の作業装置を搭載
するようにしても良い。

【００４４】また、この発明は、上記実施例に限定する
ものでなく、この発明の要旨を変更しない範囲で各構成
要素に変更を加えても良い。

【００４５】

【発明の効果】以上、実施例とともに具体的に説明した
ようにこの発明の取水路内作業ロボットによれば、取水
路の断面形状に対応して枠組みされた前後１対の枠体を
移動用流体圧シリンダで水平面内で回動可能かつ伸縮可
能に連結するとともに、これら枠体に固定保持用流体圧
シリンダを設けておき、一方の枠体を固定保持用流体圧
シリンダで保持した状態で移動用流体圧シリンダで他方
の枠体を移動することを繰り返して前後に移動するよう
にしたので、水流が速い場合でも確実に取水路内を移動
することができる。

【００４６】そして、これら枠体に種々の作業装置を搭
載するようにして取水路内壁などの清掃作業などの取水
路内で必要な作業を行うことができる。

【００４７】さらに、枠体と移動用流体圧シリンダを水
平面内で回動可能に連結するようにしたので、取水路に
平面的な曲がりがあっても円滑に移動しながら取水路内
での作業ができる。

【００４８】また、取水路内の移動のためロープ等を設
置する必要がなく、準備作業が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の取水路内作業ロボットを内壁の清掃
に用いる場合の一実施例にかかる全体斜視図である。

【図２】この発明の取水路内作業ロボットを内壁の清掃
に用いる場合の一実施例にかかる側面図である。

【図３】この発明の取水路内作業ロボットを内壁の清掃
に用いる場合の一実施例にかかる平面図である。

【図４】この発明の取水路内作業ロボットを内壁の清掃
に用いる場合の一実施例にかかる図２中のＡ−Ａ断面図
である。

【図５】この発明の取水路内作業ロボットを内壁の清掃
に用いる場合の一実施例にかかる図２中のＢ−Ｂ断面図
である。

【図６】この発明の取水路内作業ロボットを内壁の清掃
に用いる場合の一実施例にかかる図２中のＣ−Ｃ断面図
である。

【図７】この発明の取水路内作業ロボットによる取水路
の清掃作業の縦断面状態の説明図である。

【図８】この発明の取水路内作業ロボットによる平面的
な曲がりがある取水路の清掃作業の水平断面状態の説明
図である。

【符号の説明】

１ 取水路 ２ 平面的な曲りがある取水路 １０ 取水路内作業ロボット １１ 枠体 １２ 枠体 １３ 傾斜部 １４ ガイドローラ １５ ブラケット １６ 移動用流体圧シリンダ １７ ピン １８ 固定保持用流体圧シリンダ １９ 保持パッド ２０ 清掃装置 ２１ スクレーパ（側壁用） ２２ スクレーパ（頂壁および底壁用） ２３ スクレーパ取付枠 ２４ 取付部材 ２５ パワーユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取水路断面形状に対応して枠組みされ取
   水路内に装着可能かつ取水路内壁を転動するガイドロー
   ラを備えた前後１対の枠体と、これら枠体間に設けられ
   これら枠体を取水路前後方向に伸縮移動可能かつ水平面
   内で回動可能に連結する移動用流体圧シリンダと、これ
   ら枠体に取水路内壁と対向して設けられ各枠体を取水路
   内に固定保持可能とする固定保持用流体圧シリンダと、
   これら枠体に搭載され取水路内で作業を行う作業装置と
   でなることを特徴とする取水路内作業ロボット。