JPH071359Y2 - 無人水中清掃機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、水中構造部材等の無人水中清掃機に関する。

〔従来の技術〕

例えば、海底上に起立する巨大な海洋構造物の鋼管製脚
柱は腐食により板厚が減少するから、安全上定期的にこ
れを点検する必要があり、板厚の計測は、従来第９図斜
視図に示すように、ダイバーが潜水し又は後記するよう
な水中無心清掃機を上記脚柱に取付けてアンビリカルケ
ーブルを介して遠隔制御により行うのであるが、前者で
は非能率的であり、しかも作業に危険が伴う。

後者の装置としては、第10図平面図に示すように無人機
本体01に左右１対よりなる把持腕08,08を突設し、その
先端に付設された互いに対向する油圧シリンダー09で、
当接部材010を介して無人機本体01を被清掃脚柱07に取
付け、ブレッシ06を回転するブラッシ回転機04を油圧シ
リンダー05を介して脚柱07に押付けながら清掃する。こ
こで、清掃位置を変えるには、油圧シリンダー09を緩
め、前後スラスター02及び又は垂直スラスター03を運転
して無人機本体を適宜移動するのである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような手段では被清掃物の清掃箇所
を次々と変えて行くのに、その都度、把持の解除固定を
繰返し操作するのであるが、脚柱の太さには大小があ
り、かつその表面にはふじつぼ、セルプラ、海藻等の海
洋生物が不規則的に少なからず付着している関係上、凹
凸が大きいので、無人機を脚柱に対して相対的に正しい
位置に確実かつ強固に固定することが仲々に困難であ
る。

本考案はこのような事情に鑑みて提案されたもので、表
面の凹凸が大きい種々の外径の脚柱に対しても確実かつ
強固に固定することができ、脚柱を全面にわたって清掃
する省力かつ省人的な無人水中清掃機を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本考案は、前端に突出する左右１対の把持腕
を介して対象物を挾持することにより自身が同対象物に
支持され水中テレビカメラ、左右１対の前後スラスタ
ー、左右スラスター及び垂直スラスターを有するととも
に回転型スクレーパーを有し、アンビリカルケーブルを
介して駆動制御することにより対象物を清掃する無人機
において、上記把持腕として無人機本体の前端に平行的
に突設され互いに同期して左右対称的に平行移動するこ
とにより間隔を拡縮する左右１対の平行把持腕と、上記
各把持腕の対向面にそれぞれ付設され流体圧の給排によ
り膨張収縮するゴム袋と、上記回転型スクレーパーとし
て上記無人機本体の前端であって上記両把持腕の基端の
中点位置に前進後退可能に突設された回転型スクレーパ
ーとを具えたことを特徴とする。

〔作用〕

このような構成によれば、モーターの駆動により把持腕
はベベルギア機構を介して平行移動的に拡縮して脚柱を
挾む。

把持腕の対向面に付設されたゴム袋を膨張することによ
り、把持腕の脚柱に対する接触面積は大巾に増加し、脚
柱外径の大小、付着物による凹凸の大小に無関係に無人
機本体は強固に脚柱を把持することができる。

スクレーパーは無人機本体の前端であって両把持腕の基
端の中点位置に前進後退可能に配設されているので、両
把持腕で脚柱を緩く把持した状態で、無人機本体の脚柱
周りの旋回及び脚柱に沿う昇降運動により脚柱表面を全
周及び全長にわたって高能率で清掃することが可能とな
る。

〔実施例〕

本考案の一実施例を図面について説明すると、第１図，
第２図はそれぞれ本考案を海洋構造物の鋼管製脚柱の清
掃点検に適用した一実施例の平面図で、第１図は清掃作
業直前の状態を、第２図は清掃作業中の状態をそれぞれ
示す。第３図は第２図の側面図、第４図は第３図のIV-I
V矢視図、第５図は第３図の部分正面図、第６図は第５
図のVI-VI断面図、第７図，第８図はそれぞれ第２図に
おいて、大径脚柱、小径脚柱を把持した状態を示す平面
図である。

まず第１〜４図において、１は横長長方立方体状の無人
機本体、2a,2bはそれぞれ無人機本体１の底板、側板に
付設された前後スラスター、左右スラスター、３はベベ
ルギア4aを駆動するモーター、5,7はそれぞれ無人機本
体に付設されベベルギア4b,4c及びベベルギア軸6,6を軸
支するための内側ブラケット、外側ブラケット、8,8は
ねじ棒状ベベルギア軸6,6のねじ部にそれぞれ螺合する
めねじが内端に刻設され互いに平行的に前方へ突出する
左右１対の平行把持腕で、平行把持腕8,8の対向面には
内圧が供給されると膨張するゴム袋10がそれぞれ付設さ
れ、また把持腕８の先端には脚柱９への挿入を容易にす
るためのガイドローラー8aがそれぞれ枢着されている。
11a,11bはそれぞれゴム袋10の給気管、排気管である。

次に、第５〜６図において、12はベベルギア4cの出力
軸、13は回転型スクレーパーで、出力軸12に外挿された
中空ピストンの中空軸の前端に固着されている。14a,14
bはそれぞれ出力軸12の外周に軸対称的に突設された左
右一対のキーで、キー14a,14bは中空ピストンの中空軸
に軸対称的に穿設された左右１対の軸方向の長いキー溝
孔に緩く嵌合している。15はブラケット５の前面板に付
設され出力軸12を組込んで形成された流体圧シリンダー
で、その前後端にはポート18a,18bが設けられ、ポート1
8aに流体圧が導入されるときは、中空ピストンは鎖線位
置から実線位置へ後退することにより、スクレーパー13
は設定ストロークだけ後退し、ポート18bに流体圧が導
入されるときは、スクレーパー13は同一ストロークだけ
前進する。

17a,17bはそれぞれ流体圧シリンダーの前後端の軸受部
材で、各軸受部材17a,17bにはそれぞれＯリング16a,16b
が嵌着されている。26は板厚計測器である。

このような構造において、脚柱を把持するには、まず第
１図に示すように、無人機をスラスターを使用して左右
１対の把持腕8,8の間に脚柱９が入る位置に持ちきたし
たのち、モーター３を正方向に駆動すると、ベベルギア
軸6,6が互いに逆方向に回転し、把持腕8,8は平行移動的
に近づいて脚柱９を挾む。

なお、把持腕8,8が互いに近づく際に、スクレーパー13
をベベルギア4cにより駆動されているので、流体圧シリ
ンダー15の付勢によりスクレーパー13を前進すれば、脚
柱表面の付着物を掻き落とすことができる。

ここで、把持腕8,8が脚柱９を挾むと、モーター３は過
負荷のために停止し、従ってスクレーパー13の回転も停
止する。なお、後記するように、モーター３の過負荷に
よる停止時の過大電流を検知してリレーを介してモータ
ー３への電流を遮断し、又は要すればモーター３を自動
的に逆転することもできる。

モーターの停止後、給気管11aよりエアをゴム袋10,10に
供給すると、第２図に示すように、ゴム袋10,10は膨張
するので、把持腕8,8は強固に脚柱を把持することで、
無人機本体は確実に脚柱に支持されるから、この状態で
板厚計測器26を使用して、脚柱の板厚計測を行うことが
できる。

板厚計測作業が終了したならば、排気管11bを経てゴム
袋10,10のエアを排気するとともに、モーター３を逆転
してベベルギア4a,4bを介して把持腕8,8を若干開けば、
把持腕の把持力はなくなるので、無人機は自由となるか
ら、スラスターを使用して脚柱の周りを旋回及び脚柱に
沿って昇降することができ、その際、後記するように、
モーターの正，逆回転をくり返えすことにより、脚柱外
面を全面的にスクレーパーで清掃することができる。な
お、清掃作業時のモーターの正逆運転は、過電流による
もののほか、スクレーパーのストロークにより制御する
ことができる。

このような把持腕及びスクレーパーによれば下記の効果
が奏せられる。

（１）把持腕は平行移動的に拡縮するので、大径脚柱の
場合は、第７図に示すように、小径脚柱の場合は、第８
図に示すように、外径の大小にかかわらず、これを把持
することができる。

（２）把持腕及びゴム袋の協働作用により、脚柱に対す
る接触面積は大きくなるので、脚柱表面の付着物による
凹凸の影響は全くなく、迅速かつ強固に脚柱を把持及び
解放することができる。

（３）把持腕による脚柱の把持の際、スクレーパーは両
把持腕と協働して脚柱を３点支持的に安定状態で把持す
る。

（４）スクレーパーの回転は把持腕の拡縮に連動して行
われるので、把持腕が脚柱を把持したとき以外は、つま
り無人機が脚柱に対して旋回・昇降の自由度を有する間
はスクレーパーは回転するからこれを流体圧シリンダー
の付勢により自由に前進後退することと相俟って脚柱の
全長全周にわたっての迅速な清掃が可能となる。

このような無人機による清掃及び板厚計測作業の一実施
態様は下記の要領で行われる。

（１）まず、前後スラスター2a、左右スラスター2b及び
垂直スラスターを使用して、無人機本体１を第１図に示
すように、平行把持腕8,8の間に脚柱９が入る位置に持
ち来たす。この状態は、洋上のコントロールセンター
で、アンビリカルケーブルを介してテレビによりモニタ
ーされ、無人機本体の中心線が脚柱のそれと重なること
が確認される。

（２）この状態で、流体圧シリンダー15に圧力流体を供
給してスクレーパー13を前進させる。

（３）ここでモーター３を駆動すると、ベベルギア4a,4
b,4cは回転し、把持腕8,8は互いに近づいて脚柱９を挾
み、その際ベベルギア4cの回動に伴い、スクレーパー13
は回転し、脚柱表面の付着物を掻き落とす。

スクレーパーと把持腕は連動しているので、把持腕が脚
柱を挾むと、モーターは停止し、従ってスクレーパーも
停止するが、すぐモーターは反転するので、スクレーパ
ーも反転し、把持腕は開き始め、全開位置に達すると、
図示省略のリミットスイッチの作用により、モーターは
停止及び反転するので、把持腕は再び閉じ始める作用を
くり返えし、その間、無人機本体は旋回、昇降を行うと
ともにスクレーパーは正転、逆転をくり返えして清掃を
行う。

（４）清掃作業が終了したならば、無人機はスラスター
により次の清掃面へ移動する。

（５）移動後は、無人機は脚柱の中心線に重なる位置に
来ているとは限らないが、把持腕の回転力の方がスラス
ターによる力よりも大きいので、脚柱に当接する一方の
把持腕を中心として無人機が回動するから、やがて、無
人機は脚柱の中心と重なる位置に来る。

（６）停止後、把持腕のゴム袋にエアを供給すると、空
気は膨張し、把持面積が増すから、無人機は強固かつ確
実に脚柱を挾持し、板厚計測作業を安定状態で行う。

（７）計測作業終了後、ゴム袋のエアを排出する。

（８）モーターを逆転して把持腕を開き、スラスターを
使用して次の板厚計測点に移動する。

〔考案の効果〕

要するに本考案によれば、前端に突出する左右１対の把
持腕を介して対象物を挾持することにより自身が同対象
物に支持され水中テレビカメラ、左右１対の前後スラス
ター、左右スラスター及び垂直スラスターを有するとと
もに回転型スクレーパーを有し、アンビリカルケーブル
を介して駆動制御することにより対象物を清掃する無人
機において、上記把持腕として無人機本体の前端に平行
的に突設され互いに同期して左右対称的に平行移動する
ことにより間隔を拡縮する左右１対の平行把持腕と、上
記各把持腕の対向面にそれぞれ付設され流体圧の給排に
より膨張収縮するゴム袋と、上記回転型スクレーパーと
して上記無人機本体の前端であって上記両把持腕の基端
の中点位置に前進後退可能に突設された回転型スクレー
パーとを具えたことにより、表面の凹凸が大きい種々の
外径の脚柱に対しても確実かつ強固に固定することがで
き、脚柱を全面にわたって清掃する省力かつ省人的な無
人水中清掃機を得るから、本考案は産業上極めて有益な
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図はそれぞれ本考案を海洋構造物の鋼管製
脚柱の清掃点検に適用した一実施例の平面図で、第１図
は清掃作業直前の状態、第２図は清掃作業中の状態をそ
れぞれ示す。第３図は第２図の側面図、第４図は第３図
のIV-IV矢視図、第５図は第３図の部分正面図、第６図
は第５図のVI-VI断面図、第７図、第８図はそれぞれ第
２図において、大径脚柱、小径脚柱を把持した状態を示
す平面図である。 第９図は従来行われている海洋構造物の脚柱の清掃要領
を示す説明図、第10図は公知の無人清掃機を示す平面図
である。 １……無人機本体、2a……前後スラスター、2b……左右
スラスター、３……モーター、4a,4b,4c……ベベルギ
ア、５……ブラケット、６……ベベルギア軸、７……ブ
ラケット、8,8……平行把持腕、９……脚柱、9c……大
径脚柱、9a……小径脚柱、10……ゴム袋、11a……給気
管、11b……排気管、12……出力軸、13……回転型スク
レーパー、14a,14b……キー、15……流体圧シリンダ
ー、16a,16b……Ｏリング、17a,17b……軸受部材、18a,
18b……ポート、26……板厚計測器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田島 昌則 東京都品川区東大井１丁目11番25号 五洋 建設株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭48−74002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−299492（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】前端に突出する左右１対の把持腕を介して
   対象物を挾持することにより自身が同対象物に支持され
   水中テレビカメラ、左右１対の前後スラスター、左右ス
   ラスター及び垂直スラスターを有するとともに回転型ス
   クレーパーを有し、アンビリカルケーブルを介して駆動
   制御することにより対象物を清掃する無人機において、
   上記把持腕として無人機本体の前端に平行的に突設され
   互いに同期して左右対称的に平行移動することにより間
   隔を拡縮する左右１対の平行把持腕と、上記各把持腕の
   対向面にそれぞれ付設され流体圧の給排により膨張収縮
   するゴム袋と、上記回転型スクレーパーとして上記無人
   機本体の前端であって上記両把持腕の基端の中点位置に
   前進後退可能に突設された回転型スクレーパーとを具え
   たことを特徴とする無人水中清掃機。