JPH0790921A - 管路用流水内清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流水中の管内清掃を行なう清掃ロボットを軽
量化、小型化して取扱いを容易にする。 【構成】 放水管P1内を移動自在に清掃ロボット１と、
放水管P1の上流部で清掃ロボット１に連結された拘束用
ケーブル２を所定速度で繰り出し可能なケーブル巻取り
装置とを具備し、清掃ロボット１のロボット本体11を放
水管P1の軸Ｏ上に移動自在に保持するために、ロボット
本体11の前後位置に、放水管P1の外周側に出退自在で先
端部に放水管P1の内面を走行自在な車輪12を有する４本
の支持脚13A,13B を周方向９０°ごとに設け、前記ロボ
ット本体11に軸心Orを中心に回転自在で伸縮自在に設け
られた作業アーム14の先端部に、放水管P1の内面に付着
した付着物を剥離除去する清掃ブラシ装置15を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排水管や放水路など、
送水中に付着物を清掃する管路用流水内清掃装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、暗渠などの水路を流水中で清掃す
る清掃ロボットは、たとえば図６に示すように、クロー
ラ５１により水路底面５２を走行するロボット本体５３
に、清掃回収装置５４をアーム５５を介して旋回自在に
設けるとともに、水路上面５６に当接してロボット本体
５３を水路底部５２に押し付ける押圧用ローラー５７を
設け、水路側面に当接するガイドローラー５８を設けた
ものがある。また、前記押圧用ローラー５７に代えて、
クローラ走行装置を有するロボット本体に、ロボット本
体を水路底部に押し付ける複数のスラスタ装置を設けた
ものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記清掃ロボ
ットは、クローラ式走行装置を有するために、ロボット
本体５３が大型、大重量となり、これにより流水の圧力
を多く受けるため、さらにロボット本体５３を保持する
大きい動力装置を必要とし、全体が大型となって取扱い
が難しくなるという問題があった。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決して、全体を
小型で軽量に構成できて、取扱いも容易な管路用流水内
清掃装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の管路用流水内清掃装置は、管路内を移動自
在に清掃ロボットと、管路の上流部で前記清掃ロボット
に連結された拘束用ケーブルを所定速度で繰り出し可能
なケーブル巻取り装置とを具備し、前記清掃ロボットの
ロボット本体の前後位置に、管路の外周側に出退自在で
先端部に管路内面を走行自在な車輪を有する少なくとも
３本の支持脚を周方向一定角度ごとに設け、これら支持
脚を外周側に突出付勢して前記車輪を管路内面に当接さ
せロボット本体を管路軸心上に保持する脚出退駆動装置
を設け、前記ロボット本体に軸心回りに回転自在で伸縮
自在に設けられた作業アームの先端部に、管路内面に付
着した付着物を剥離除去する清掃手段を設けたものであ
る。

【０００６】

【作用】上記構成において、上流側に形成したマンホー
ル等から管路内に清掃ロボットを挿入し、脚出退駆動装
置により、支持脚を突出して車輪を管路内面に当接させ
ロボット本体を管路軸心位置に保持する。さらに、流体
の圧力を利用して、ケーブル巻取り装置により拘束ケー
ブルを所定速度で繰り出してロボット本体を下流側に移
動させつつ、作業アームを旋回移動させて清掃手段によ
り管路内面に付着した付着物を剥離除去する。所定範囲
の清掃が終わると、ケーブル巻取り装置により拘束ケー
ブルを巻き取って清掃ロボットを上流側に引き上げ回収
する。なお、下流側のマンホールから清掃ロボットを回
収し、拘束ケーブルのみをケーブル巻取り装置により巻
き取って回収することもできる。

【０００７】上記構成によれば、管路内を流れる流体に
より清掃ロボットに加わる圧力を利用して清掃ロボット
を管路内に沿って流下移動させ清掃し、その移動速度を
拘束ケーブルを介してケーブル巻取り装置により制御す
るので、清掃ロボットに走行装置および走行駆動装置が
不要となり、その分ロボット本体を小型化して流水抵抗
を減少させ、ロボット本体の流水中での保持力を小さく
することができ、支持脚の出退装置およびケーブル巻取
り装置の容量を小さくでき、清掃ロボットの取扱いが容
易となる。また、支持脚を伸縮してロボット本体を管路
の軸心位置に保持し、旋回する作業アームに設けた清掃
手段により付着物を除去するので、管径や断面形状の異
なる管路に対応することができ、途中で断面形状が変化
する管路であっても清掃することができ、汎用性が高
い。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る管路用流水内清掃装置の
一実施例を図１〜図３に基づいて説明する。

【０００９】図２はこの清掃装置の全体構成図を示し、
円形断面の放水管Ｐ１内を移動自在な清掃ロボット１
と、清掃ロボット１に接続された拘束ケーブル２を所定
速度で繰り出し、巻取りを行なうケーブル巻取り機３ａ
および拘束ケーブル２を一定トルクで巻き取るケーブル
リール３ｂからなるケーブル巻取り装置３と、前記ケー
ブル巻取り装置３と清掃ロボット１とを操作する集中制
御装置４から構成されている。５は装置全体に駆動源を
供給する電源供給装置である。前記拘束ケーブル２は放
水管Ｐ１を流れる流水の圧力に耐えて清掃ロボット１を
保持する強度を有するとともに、集中制御装置４からの
操作信号や清掃ロボット１からの検出信号などを送受す
る信号ケーブルや電源ケーブルが内蔵されている。

【００１０】清掃ロボット１は、図１，図３に示すよう
に、放水管Ｐ１の軸心Ｏに沿って配置されるロボット本
体１１と、ロボット本体１１の後部側で前後位置に９０
°ごとに配置されて放水管Ｐ１の外周側に出退自在で、
かつ先端部に放水管Ｐ１内面を走行自在な車輪１２Ａ，
１２Ｂを有する４本の前後支持脚１３Ａ，１３Ｂと、ロ
ボット本体１１の前部にロボット本体１１の軸心ＯＲを
中心に回転自在で伸縮自在な作業アーム１４の先端部に
設けられて、放水管Ｐ１の内面に付着した付着物を剥離
除去する清掃ブラシ装置１５とで構成されている。

【００１１】前記ロボット本体１１は、流水方向下流側
の前端部と上流側の後端部が紡錘体（流線型）に形成さ
れ、中間前部に斜め上方および斜め下方に伸びる４枚の
前部安定翼２１が９０°ごとに突設されるとともに、後
端部に上下左右方向に伸びる４枚の後部安定翼２２が９
０°ごとに突設されている。また、拘束ケーブル２が接
続された後端部には、拘束ケーブル２に内蔵された操作
信号ケーブルからの信号を処理して各駆動部に出力する
制御機器格納部２３が設けられ、またロボット本体１１
の前端部には、進行方向に存在する分岐部で清掃ロボッ
ト１の位置を検知するための超音波検出器２４およびラ
イト付監視カメラ２５が設けられている。

【００１２】前後支持脚１３Ａ，１３Ｂは、ロボット本
体１１の中間部および後部に取り付けられた脚ブラケッ
ト２６に接線方向の支持ピン２６ａを介して脚本体２７
が前後方向に揺動自在に支持されており、脚本体２７の
先端部と脚ブラケット２６の前部のロボット本体１１と
の間に、脚本体２７を起立させて車輪１２Ａ，１２Ｂを
放水管Ｐ１の内面に押し付ける脚揺動用シリンダー装置
（脚出退駆動装置）２８がそれぞれ連設されている。脚
本体２７内には、ピストンロッドを先端側に出退自在な
脚伸縮シリンダー装置２９がそれぞれ内蔵され、ピスト
ンロッドの先端部にはブラケットを介して車輪１２Ａ，
１２Ｂが接線方向の軸心回りに遊転自在に支持されてい
る。

【００１３】作業アーム１４は、ロボット本体１１の前
部安定翼２１の配置部内に組み込まれたアーム駆動モー
ター３１により回転駆動される回転筒部３２に、アーム
ブラケット３３が取り付けられ、このアームブラケット
３３に接線方向の支持ピン３３ａを介してアーム本体３
４が前後方向に揺動自在に取り付けられており、アーム
本体３４の先端部とアームブラケット３３の前部の回転
筒部３２の間に、アーム本体３４を前後方向に起倒させ
るアーム起倒シリンダー装置３５が連結されている。こ
のアーム本体３４には、１対の第１アーム伸縮シリンダ
ー装置３６と、これら第１アーム伸縮シリンダー装置３
６のピストンロッドに連結支持された第２アーム伸縮シ
リンダー装置３７とが設けられている。

【００１４】第２アーム伸縮シリンダー装置３７のピス
トンロッド先端部に設けられた清掃ブラシ装置１５は、
第１ピン３８を介して中間フレーム３９が回動自在に支
持され、中間フレーム３９に第１ピン３８に直交する方
向の第２ピン４０を介して支持フレーム４１が回動自在
に取り付けられている。そして、この支持フレーム４１
に、清掃用駆動モーター４２により回転駆動される清掃
ブラシ４３が回転自在に設けられており、第１および第
２アーム伸縮シリンダー３６，３７を進展して清掃ブラ
シ４３を放水管Ｐ１の管壁面に押し付けることにより、
第１ピン３８および第２ピン４０を介して支持フレーム
４１が管壁面に沿う方向に傾動し、清掃ブラシ４３を管
壁面に均一に当て付け、清掃用駆動モーター４２により
ブラシ４３を回転させて、付着物を均一に剥離除去する
ことができる。

【００１５】次に上記構成の清掃装置を使用した放水管
Ｐ１の清掃作業を説明する。 （１）清掃ロボット１の保持具や拘束ケーブル２の案内
用シープを備え、清掃ロボット１を装着離脱可能に保持
したロボット投入揚収装置６を、マンホールＭから放水
管Ｐ１内の流水中に挿入する。

【００１６】（２）ロボット投入揚収装置６から清掃ロ
ボット１を解放するとともに、ケーブル巻取り装置３か
ら拘束ケーブル２を少し繰り出して、清掃ロボット１１
をマンホールＭの下流側に移動させ、放水管Ｐ１の内径
に対応して、脚伸縮シリンダー装置２９をそれぞれ同一
量進展し（この実施例では進展量は０）、さらに脚起倒
シリンダー装置２８をそれぞれ同一量進展して車輪１２
Ａ，１２Ｂを放水管Ｐ１に所定圧で押し付け、ロボット
本体１１を放水管Ｐ１の軸心Ｏ上に保持する。（この
時、清掃ロボット１は車輪１２Ａ，１２Ｂの押し付け力
で流水中に停止されることはなく、拘束ケーブル２によ
り保持されている。） （３）放水管Ｐ１の内径に対応して第１，第２アーム伸
縮シリンダー装置３６，３７を進展し、さらにアーム起
倒シリンダー装置３５を進展して清掃ブラシ４３を放水
管Ｐ１の内壁面に所定の圧力で押し付け、清掃駆動モー
ター４２により清掃ブラシ４３を回転駆動して、内壁面
に付着した付着物を剥離し除去する。そして、アーム駆
動モーター３１により作業アーム１４を介して清掃ブラ
シ４３が周方向に旋回移動され、放水管Ｐ１の内壁面が
全周に亘って清掃される。この時除去された付着物は、
流水と共に下流側に流送されて放出口から排出される
か、または下流側に配置されたスクリーンなどにより回
収される。

【００１７】（４）上記清掃作業と同時にケーブル巻取
り機３ａを操作して拘束ケーブル２の繰り出し量を制御
し、清掃ロボット１を流水の圧力により下流側に移動さ
せ、放水管Ｐ１の内壁面を全体に亘って清掃する。

【００１８】なお、放水管Ｐ１の途中で内径が変化した
場合や、断面形状が変わる場合には、支持脚１３Ａ，１
３Ｂおよび作業アーム１４の伸縮量を調整することによ
り、容易に対応することができる。また、放水管Ｐ１に
分岐部が合った場合には、超音波検出器２４と監視カメ
ラ２５を使用して清掃ロボット１の位置を検出し、任意
の放水管に移動することができる。

【００１９】図４は、放水管Ｐ２が小径で合った場合の
清掃ロボット１１を示し、また図５は放水管Ｐ３が矩形
断面の暗渠で合った場合の清掃ロボット１１の清掃状態
を示す。

【００２０】上記実施例によれば、 （Ａ）放水管Ｐ１〜Ｐ３を流れる水により清掃ロボット
１に加わる圧力を利用し、その移動速度を拘束ケーブル
２を介してケーブル巻取り機３ａにより制御するので、
清掃ロボット１に走行装置および走行駆動装置が不要と
なり、その分、ロボット本体１１を小型化して流水抵抗
を減少させ、ロボット本体１１の流水中における保持力
すなわち脚揺動シリンダー装置２８の容量を少なくする
ことができるとともに、ケーブル巻取り機３ａの容量を
小さくでき、清掃ロボット１の取扱いを容易に行なえ
る。 （Ｂ）支持脚１３Ａ，１３Ｂを出退して放水管Ｐ１〜Ｐ
３の口径に対応させるとともに、さらに支持脚１３Ａ，
１３Ｂを揺動させてロボット本体１１を放水管Ｐ１〜Ｐ
３管路の軸心位置に保持し、伸縮および揺動する作業ア
ーム１４を旋回させて先端部に設けた清掃ブラシ装置１
５により、付着物を除去するので、管口径や断面形状の
異なる管路に対応することができ、途中で断面形状が変
化する管路であっても清掃することができる。

【００２１】なお、上記実施例では、脚揺動用シリンダ
ー装置２８を脚出退駆動装置としたが、これに代えて脚
伸縮シリンダー装置２９を脚出退駆動装置としてもよ
く、あるいは両シリンダー装置２８，２９を共用しても
よい。

【００２２】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の管路用流水
内清掃装置によれば、管路内を流れる流体により清掃ロ
ボットに加わる圧力を利用して清掃路を管路内に沿って
流下移動させ清掃し、その移動速度を拘束ケーブルを介
してケーブル巻取り装置により制御するので、清掃ロボ
ットに走行装置および走行駆動装置が不要となり、その
分ロボット本体を小型化して流水抵抗を減少させ、ロボ
ット本体の流水中での保持力を小さくすることができ、
支持脚の出退装置およびケーブル巻取り装置の容量を小
さくでき、清掃ロボットの取扱いが容易となる。また、
支持脚を伸縮してロボット本体を管路の軸心位置に保持
し、旋回する作業アームに設けた清掃手段により付着物
を除去するので、管径や断面形状の異なる管路に対応す
ることができ、途中で断面形状が変化する管路であって
も清掃することができ、汎用性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る管路用流水内清掃装置の一実施例
を示す清掃ロボットの側面図である。

【図２】同管路用流水内清掃装置の全体構成図である。

【図３】同清掃ロボットの正面図である。

【図４】同清掃ロボットの小口径管の使用状態を示す側
面図である。

【図５】同清掃ロボットの矩形断面水路の使用状態を示
す側面図である。

【図６】従来の流水中を清掃可能な清掃ロボットを示す
側面図である。

【符号の説明】

１ 清掃ロボット ２ 拘束ケーブル ３ ケーブル巻取り装置 ３ａ ケーブル巻取り機 ３ｂ ケーブルリール ４ 集中制御装置 11 ロボット本体 12A,12B 車輪 13A,13B 支持脚 14 作業アーム 15 清掃ブラシ装置 21 前部安定翼 22 後部安定翼 27 脚本体 28 脚揺動シリンダー装置 29 脚伸縮シリンダー装置 31 アーム駆動モーター 32 回転筒部 35 アーム起倒シリンダー装置 36 第１アーム伸縮シリンダー装置 37 第２アーム伸縮シリンダー装置 42 清掃用駆動モーター 43 清掃ブラシ Ｐ１〜Ｐ３ 放水管 Ｏ 管軸心 ＯＲ ロボット本体軸心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 学 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路内を移動自在に清掃ロボットと、管
   路の上流部で前記清掃ロボットに連結された拘束用ケー
   ブルを所定速度で繰り出し可能なケーブル巻取り装置と
   を具備し、前記清掃ロボットのロボット本体の前後位置
   に、管路の外周側に出退自在で先端部に管路内面を走行
   自在な車輪を有する少なくとも３本の支持脚を周方向一
   定角度ごとに設け、これら支持脚を外周側に突出付勢し
   て前記車輪を管路内面に当接させロボット本体を管路軸
   心上に保持する脚出退駆動装置を設け、前記ロボット本
   体に軸心回りに回転自在で伸縮自在に設けられた作業ア
   ームの先端部に、管路内面に付着した付着物を剥離除去
   する清掃手段を設けたことを特徴とする管路用流水内清
   掃装置。