JPS6116192A - 水中作業ロボツト - 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】 技術分野 本発明は水中作業、特に深海底等有人潜水機器による作
業の困難な環境下の作業に適する水中作業ロボットに関
する。

従来技術 近年、海底石油開発は漸次大深度の海域に及んできてお
り、又、マンガン団塊や熱水鉱床等の新規の海底鉱物資
源の開発の必要性が高まってきている。このような大深
度の海中、海底、あるいは海底油田の暴噴等の危険な環
境下の調査、作業は従来の有人潜水作業機器では実施が
不可能又は極めて困難である。

上述のような高水圧、又は有人潜水作業機器での近接困
難な海中、海底での調査、作業を行なわせる目的で、近
年無人潜水機の発達は目覚しく、海底石油開発作業のう
ち、監視やメインテナンス等の単純な作業は無人潜水機
に置き換えられつ＼あり、対象物の感知機能と感知した
情報を処理するコンピュータと、その信号により作動す
るマニプレータを備えたいわゆる水中作業ロボットも種
々提案されている。

しかし、従来実現し、あるいは提案されている水中作業
ロボットは、通常、推進装置としては前姦進用に通常の
船舶のものと同様の主推進プロペ座州として本体に固定
されたそりを有し、作業装置として１基又は２基のマニ
プレータを備え、作業時本体の位置を安定して保持する
のにマニプレータで水中構造物等を把持する方法によっ
ており、ロボットの可動部分はこのマニプレータの他に
は水中テレビカメラや水中照明灯など観察装置の一部の
みとなっている。

このため、従来実現し、提案されている水中作業ロボッ
トは、推進装置などの重量、所要スペースが大きくなり
、ロボットのスペース、排水量の制限から、作業装置や
観察装置が制約される。又、海中構造物等の存在する場
所における作業時の本、悸の安定が難しく、従って作業
性が暑る。特に狭−ト□ １隘な空間での作業ではロボットが作業場所に接近する
ことが出来ないことがしばしばあり、照明、観察が困難
であったり、作業そのものが不可能になる場合もあるな
ど、実用上程々の問題が存在する。

本発明は上記の問題点を解決した、推進装置の占めるス
ペースが少なく、結果として観測装置、業をすることの
できる水中作業ロボットを提供することを目的とする。

本発明は、上記の問題点を解決するための手段として、
水中作業ロボット本体の前後に取付けられ折畳んで本体
下面に密着又は本体内部に格納可能な複数の脚と、上記
脚のうちの２本の脚に取付けられ脚を折畳んだ状態で脚
の下側に位置するそりと、本体の両側に設けられ、三次
元の各方向に所要の推進力を出力可能なバリアブルベク
トルプロペラと、本体前部に設けられ、本体前後方向に
伸縮可能な頚部の先端に取付けられ、前記頚部の軸の回
りの回動及び取付点を中心とするすべての方向の首振り
が可能であり、対象物感知手段とマニプレータとを備え
た頭部とを有することを特徴とする。

実施例 一以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説、−′ 明する。

第１図は海中構造物に固着して作業態勢になった本発明
の水中作業ロボットの実施例を示す図でルベクトルプロ
ペラ６と、２本の前脚４と、１本の後脚７と、頭部２に
設けられた２本のマニプレータ９とにより構成されてい
る。

本体１はその内部に推進用バリアブルベクトルプロペラ
３及び各種機器に電力を供給する電池、コンピュータ、
母船との間の通信装置その他の機器を格納する他、空所
には耐圧浮力材を充填し、ロボット全体の比重が海水の
比重とはソ等しくなるように調整されている。本体１の
後部には後方監視用水中テレビカメラ１４が本体１に収
納された状態と突出した状態との間に変位可能に設けら
れている。又、本体１の頂部には超音波通信装置１６が
固定されている。

本体１の両側に設けられたバリアブルベクトルプロペラ
６は、本体１の左右方向に延びる回転軸に複数枚（図の
例では４枚）の翼が設けられ、各翼は自身の中心軸の回
りにある角度回転可能とな、→でおり、プロペラの一回
転の間に各翼は同じ位置で、同じ角度回動する如く制御
される。翼の回□転位置に対する翼自身の軸回りの回転
角度を適宜コントロールすることにより、プロペラ全体
の推力の方向を三次元の所望の方向にすることができる
ものである。したがってユこの形式のプロペラを左右に
各１基装備し、夫々を互いに独立に制御すれば、ロボッ
トは前後方向、左右方向、上下方向”、横領斜方向、縦
傾斜方向、水平面内回転方向の運動の６自由度について
制御可能となる。これを通常の固定翼プロペラで実現し
ようとするならの微妙な運動制御が可能となる。

６本の脚４，７は夫々下端に吸着部５，８を有し、該吸
着部の取付部、脚の付は根及び中間部に夫々関節を有し
、人間や動物の脚の如く折り曲げることができるように
なっている。吸着部はゴム等の弾性体により作られ、そ
の下面が吸盤状となっており脚の内部を通してポンプで
水を吸引することにより、構造物等の表面に確実に吸付
くことができる。前脚４の下腿部の「すね」に相当する
部分にはそり６が固定されている。

頭部２を支持する頚部１８はテレスコピックにその軸方
向に伸縮可能となっている。又、本体１及び頭部２に夫
々頚部１８の取付部よりや一下方で取付けられたリンク
機構として頭部駆動装置１９が形成されており、その本
体側リンクの角度を左右独立に変化させることにより、
頭部２を頚部１８の軸線の回りにある範囲内で回動させ
、又頭部２角の如く一対の高能力、智能型マニプレータ
９が取付けられている。図示の如くマニプレータ９はも
握りつぶすことのない適当な押圧力で把持することが可
能となっている。

この他、頭部２には出没可能な前方監視テレビカメラ１
１、固定された超音波式中長短離用視覚センサ１２、前
方障害物探知ンーナー２１．１対の水中照明灯１３及び
位置検知用トランスポンダ１７が設けられ、水中中継局
２０を介して水中の位置を検知するようになっている。

又、１対のマニプレータ９の取付部の間には、水中スチ
ルカメラ、水中ストロボライト、水中マイクロホン等の
機器１４が設けられている。

この水中作業ロボットは以上の如く構成されているので
、水中航走時及び母船又は海底に降したランチャ−等に
保管する場合は、第２図に示す如く、３本の脚４，７を
折り曲げて夫々の吸着部５゜８を本体１の下面に当接さ
せた状態に格納する。

この状態でそり６が脚４の下に水平に保持される又、第
２図に示す如く頚部１８を縮めて頭部２小さくなり収納
に便利であり、水中航走時の水中抵抗が減少し、推進器
の所要動力を小さくすることができる。

作業時は脚４，７を適当に伸ばしてその下端の吸着部５
，８で海中構造物等に吸着して確実に定着し、脚の曲げ
方を適宜調整することにより、マニプレータ９の位置を
作業に都合の良い位置にもたらすことができる。

又、頚部１８が伸縮可能で、しかも頭部が回転、首振り
が可能であるので、ロボット本体が入らないような狭く
複雑な空間内の作業でも頭部だけを突込んで監視及び作
業を行なうことができる。

図に示した実施例では、母船からの通信指令を音響など
により受信し、本体内に塔載した電池により推進器及び
各機器の電力を賄うようにした場合を示すが、本発明は
これに限らず、母船又は海底に降したランチャ−との間
に接続された電線、頭信線を含むアンビリカルケーブル
により電力、通信指令を供給する場合、あるいは通信指
令のみを電気的通信線や光ファイバーを用いたアンビリ
カルケーブルにより送受信する場合にも適用することが
できる。

効　　果 以上の如く、本発明によれば、狭隘な場所での水中作業
ロボットによる作業が可能になり、又、推進器の数及び
占有スペースを減少することができ、その分必要な機器
を塔載することができ機能を充実させることができるの
みならず、微妙な運動の制御が容易になる等優れた効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の水中作業ロボットの作業時の
状態を示す斜視図、第２図はその格納時及び航走時の状
態を示す側面図である。 １・・・本体　　　　　　　２・・・頭部３・・・バリ
アブルベクトルプロペラ ４．７・・・脚　　　　　　５，８・・・吸着部６・・
・（−Ｃ９・・・マニプレータ １１．１２・・・対象物検知手段 １８・・・頚部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本体の前後に取付けられ折畳んで本体下面に密着又は本
   体内部に格納可能な複数の脚と、上記の脚のうちの２本
   の脚に取付けられ脚を折畳んだ状態で脚の下側に位置す
   るそりと、本体の両側に設けられ三次元の各方向に所要
   の推進力を出力可能なバリアブルベクトルプロペラと、
   本体前部に設けられ本体前後方向に伸縮可能な頚部の先
   端に取付けられ前記の頚部の軸の回りの回動及び取付点
   を中心とするすべての方向の首振りが可能であり、対象
   物感知手段とマニプレータとを備えた頭部とを有するこ
   とを特徴とする水中作業ロボット。