JPS6261885A - 作業用間欠移動ロボツト - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、天井や縦壁等にぶら下がりながらそれ自体こ
れらの表面に沿って間欠移動し、各種の作業を行うロボ
ットに関し、特に大形の熱交換器における管板の表面に
沿った各積作業を行なう場合に使用して好適なものであ
る。

〈従来の技術〉 原子力発電プラント用熱交換器は、プラントの停止期間
中点検ならびに補修を行う必要がある。熱交換器の水室
内での作業としては、異物のチェックならびに回収、冷
却水ノズル仮ぶた及び水密ふたの取付け・取外し、伝熱
管の渦電流探傷検査、伝熱管のりロール（増締め）、メ
カニカルプラグの施工・取外し等があるが、従来それら
の作業は作業員が水室内に入って行っていた。しかし残
留放射能のある場所での作業であるので、１日１人当り
の作業時間が極端に制限され、能率の良くないのがこの
作業法の欠点であった。そこで本発明者は先に熱交換器
の天井管板にぶら下がって任意に移動することのできる
作業用間欠移動装置（特願昭５７−２０７８７８号）を
開発した。この作業用間欠移動装置を利用すれば、伝熱
管の探傷作業等を無人化することができる利点がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記作業用間欠移動装置においては、作
業の種類に応じて上記移動装置に取付けた工具アタッチ
メントを氷室から取出して工具を付け替えねばならない
こと及び上記移動装置は常に天井管板に沿い伝熱管の１
ピツチづつの移動を繰返して移動するので、移動速度の
遅いこと並びにプラグがある場合に歩行困難となること
がその欠点であった。本発明は、このような実状に鑑み
、天井や縦壁等にぶら下がりながら任意に移動して各種
の作業を行えるロボットを提供することを目的とするも
のである。

く問題点を解決するための手段〉 斯かる目的を達成する本発明の構成は第一の方向とこの
第一の方向と交差する第二の方向とにそれぞれ一定間隔
で配列する案内孔が多数形成された移動案内面と対向し
且つこの移動案内面に沿って転動し得るガイドローラが
回転自在に取り付けられた基板と、この基板にそれぞれ
取り付けられ且つ当該基板に対して一方が前記第一の方
向に往復動自在であると共に他方が前記第二の方向に往
復動自在な二つのシリンダ取付板と、前記移動案内面に
対して垂直な方向に往復動自在なピストンロッドを有す
ると共に該シリンダ取付板にそれぞれ取り付けられた複
数の昇降部材と、該ピストンロッド先端部に具えられた
拡径自在のコツタと、前記案内孔内に押入された前記ピ
ストンロッド先端部において該コツタを径方向外側に押
し出して前記案内孔内に押し付け得る複数のクランプ手
段と、前記移動案内面に対して垂直な軸回りに回転自在
に前記本体の外周部に取り付けられた旋回円筒と、該旋
回円筒の下部に取り付けられた複数軸アームとを具える
ことを特徴とするものである。

〈作　用〉 旋回円筒の下部に取り付けられた複数軸アームは、例え
ば熱交換器氷室下部の作業等を行える他、例えばその氷
室のマンホールからアームの先端に工具を付け替えるこ
とができ、必要な場合はアームの先端にクランプを取り
付けて大巾な移動を行うことができるものである。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例について詳細に説明する。尚、
本実施例は、立て形蒸気発生器内において、天井管板１
９を移動案内面とし、管板１９に規則正しく縦横に配列
した伝熱管２０を案内孔としたものである。

即ち、第１図に示すように円形の基板１の上面にはシリ
ンダ取付板４がローラ５　（図示例ではクロスローラ）
により同図中左右方向に移動自在に載置され、このシリ
ンダ取付板４は基板１に固定されたエアシリンダ２のピ
ストンロッド２ａに連結している。このシリンダ取付板
４には第３図に示すように３本のクランプシリンダ６が
垂直に取り付けられ、このクランプシリンダ６は基板１
の穴１ａを貫通している。従って、エアシリンダ２を作
動させてピストンロッド２ａ９！伸縮させると、シリン
ダ取付板４及びクランプシリンダ６が第１図中左右に移
動することとなる。基板１の下面には第３図に示すよう
にシリンダ取付板７が同図中左右に移動自在に取り付け
られており、このシリンダ取付板７は基板１．に固定さ
れたエアシリンダ３のピストンロッド３ａに連結されて
いる。シリンダ取付板７には第３図に示すように３本の
クランプシリンダ８が垂直に取り付けられ、このクラン
プシリンダ６は基板１の穴１ａを貫通している。

従ってエアシリンダ３を作動させてピストンロッド３ａ
を伸縮させるとシリンダ取付板７及びクランプシリンダ
６が第３図中左右に移動することとなる。基板１の穴１
ａの長さとしては、クランプシリンダ６．８が伝熱管２
０の配列する間隔で移動するのに支障がない大きさとな
っている。基板１の外周部にローラ９　（図示例ではク
ロスローラ）を介して旋回円筒１０が回転自在に支持さ
れており、第４図に示す機構により駆動されるようにな
っている。即ち、基板１には減速機１２を介して歯車１
３に連結するモータ１１が取り付けられており、この歯
車１３は、旋回円筒１０に設けられた内歯歯車１４に噛
合している。基板１の上面には位置決め用シリンダ１５
が固定され、そのピストンロッド１５ａの先端にはロー
ラ１６が回転自在に取り付けられていて、旋回円筒１０
の内側に等ピッチで設けられた切り込み１０ａに、所要
の位置でシリンダ１５によりローラ１６を押し込んで旋
回円筒１０の位置決めができるようになっている。また
、基板１の上面には基板１を管板１９に近づけろ際のス
トッパとしても機能するガイドローラ１７がキャスター
として４か新構成されている。即ち、第５図に示すよう
に、ケース１７ａが基板１に複数本のねし１８にて取り
付けられると共にこのケース１７ａにラジアルベアリン
グ１７ｄ及びスラストベアリング１７ｅを介して取付金
具１７ｃが取り付けられ、この取付金具１７ｃにローラ
１７ｂが回転自在に支持されている。取付金具１７ｃの
中心綿とローラ１７ｂの中心線とは交わらないので、ロ
ーラ１７ｂが随時基板１の移動方向に向くように取付金
具１７ｃは旋回する。

クランプシリンダ６．８はいずれも同様な構成となって
いるので、第３図を参照してクランプシリンダ６につい
てのみ説明することとする。

即ち、図中に示すようにエアシリンダ６ａに摺動可能に
収納されたピストン６ｂに中空のピストンロッド６１が
一体に取り付けられて図中上下に往復動自在となってお
り、このピストンロッド６１の先端部にはクランプカバ
ー６Ｃが取り付けられろ一方、その後端にはエアシリン
ダ６ｄが取り付けられている。中空なピストンロッド６
１の中には更にピストンロッド６ｆが挿入されており、
エアシリンダ６ｄに摺動自在に収納されたピストン６ｅ
と一体に取り付けられて上下に往復動自在となっている
。ピストンロッド６１の先端部に取り付けられたクラン
プカバー６０には縦長のスリットが３か所穿設されろと
共にこのスリットに各々内側面がテーパ面となったコツ
タ６ｈが拡径自在に保持されている。これらのコツタ６
ｈは外側からゴムリングにより束ねられると共にコツタ
６ｈのテーパ面がピストンロッド６ｆの先端部に逆テー
パ状に形成されたコックボタン６ｇに押し付けられてい
る。従って、ピストン６ｂをエアにより押し上げると、
ピストンロッド６１１クランプカバー６０１シリンダ６
ｄ、ピストン６ｅ、ピストンロッド６ｆ及びコックボタ
ン６ｇが一体に上昇することとなって、クランプカバー
６０及びコックボタン６ｇが伝熱管内に挿入されるこ・
ととなる。この状態のまま、エアによりピストン６ｅ及
びピストンロッド６ｆを押し下げると、コックボタン６
ｇも下がり、コツタ６ｈがテーパ面に沿って径方向外側
に押し出され、伝熱管２０の内周面に密着しクランプさ
れろことになる。逆に、ピストン６ｅ及びピストンロッ
ド６ｆを押し上げると、コツタ６ｈはゴムリングにより
径方向内側に引き戻されて、伝熱管２０の内周面から離
れることとなる。

基板１の中心には下方にＭＩ！及びホースのガイド管２
１が取り付けられ、回転円筒１０の下端にはアーム取付
板２２が取り付けられている。

第６図に示すようにこのアーム取付板２２には、２本の
３軸アーム２３が取り付けられ、この３軸アーム２３は
、３本のアーム２３ａ、２３ｂ。

２３ｃ及び３個の軸（関節）２３ｄ、２３ｅ。

２３ｆからなり、軸２３ｄ、２３ｅ及び２３ｆにはそれ
ぞれトルクモータ及び減速機が内蔵されていて、矢印の
方向に回転する。アーム２３ｂ及び軸２３ｆは図中に示
すようにアーム２３ａに収納できる構造となっている。

アーム２３ｃの先端には各種工具が交換自在に装着でき
るようにボルトのねじ穴及び取り付けねじが取り付けら
れており、図中ではその１例としてつかみ工具２４及び
リロール工具２５が装着されている。

上記構成を有する本実施例の作業用間欠移動ロボットは
次の様に使用する。まず、このロボットの管板１９への
取付け方法については、第７図（Ｉ）に示すように、熱
交換の氷室２６のマンホール２６ａから間欠移動装置２
７及びそれに取り付けた３軸アーム２３を押入し、同図
（Ｉ［）に示すように管板１９に近づけ、更に同図（１
１［）に示すように管板１９にクランプする。クランプ
した後は第７図（ＩＶ５に示すように伝熱管の１ピツチ
づつ移動させて、氷室２６の中央へ位置させろ。１ピツ
チづつの移動は次の様に行う。まず、３本のクランプシ
リンダ６に管板１９にクランプし、シリンダ２を伸縮さ
せて基板１を伝熱管２０の１ピツチだけ移動させ、３本
のクランプシリンダ８によりクランプし、クランプシリ
ンダ６のクランプを解いて、エアシリンダ２により、ク
ランプシリンダ６に対する基板１の位置関係を元へ戻す
操作を繰り返すことにより装置２７を１ピツチづつ移動
させることができ、エアシリンダ３によれば、この方向
と直交する方向に装置２７を１ピツチづつ移動させるこ
とができる。

次に、本実施例に係るロボットを大巾に移動させる方法
について説明する。第８　ｒＩＩＪ（Ｉ　）に示すよう
に間欠移動装置２７は管板１９に沿う平面内で移動でき
ると共に旋回することができ、更に同図（ＩＦ）に示す
ように３軸アーム２３の先端にクランプ２８を取勢付け
て、乙のクランプ２８により管板１９にクランプし、更
に、同図（ｌ［）に示すように間欠移動装置２７のクラ
ンプシリンダ６．８のクランプを解除し、同図（Ｉｔ＋
／）に示すように３軸アーム２３を伸縮又は回転させて
間欠移動装置２７を大巾に移動させることができる。

次に、本実施例のロボットの作業内容の例について説明
する。第９図（Ｉ）に示すものは３軸アーム２３の先端
につかみ工具２４を取り付け、異物落下防止用の仮ＩＦ
５０をつかんで運び、冷却水ノズル２９にふたをする作
業であり、同図（ＩＩ）に示すものは３軸アーム２３の
先端にリロール用工具２５を取付け、伝達管をリロール
する作業であり、また同図（］［）に示すものは３軸ア
ーム２３の先端に真空吸引装置３１を取付け、氷室２６
内の異物を吸取って清掃する作業である。尚、３軸アー
ム２３の先端への工具の取付ケ、取外しはすべて氷室２
６のマンホール２６ａから行うことができ、ロボットの
操作はテレビカメラにより器外からの遠隔操作で行うこ
とができるので、作業員は水室内にほとんど入らなくて
も良い。

〈発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発
明の作業用間欠移動ロボットは、例えば、氷室のマンホ
ールから挿入して管仮にクランプすることができ、３軸
アームへの工具の取付、取外しもマンホールから行うこ
とができ、更に大巾移動が可能であり、且つ装置の操作
は、器外からの遠隔操作で行うことができるので、作業
員の放射線被曝の防止及び作業時間の短縮に効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は、本発明の一実施例に係り、第１図、
第２図は基板の平面図、断面図、第３図は間欠移動装置
の断面図、第４図は旋回円筒の旋回機構を示す断面図、
第５図はガイドローラの構造を示す断面図、第６図（Ｉ
）、　（ＩＩ）は各々間欠移動装置に取り付けられた３
軸アームの正面図、側面図、第７図（Ｉ）、　（ＩＩ）
、　（ＩＩ）、　（Ｉｔ／）は各々本願のロボットを管
板に取り付ける様子を示す工程図、第８図（Ｉ）、　（
ＩＩ）、　（ＩＩ［＞、　（ＩＶ）は各々間欠移動装置
を大巾に移動させろ様子を示す工程図、第９図（Ｉ）、
　（ＩＩ）、　（Ｉ）は各々本願のロボットの行う各種
の作業内容を示す説明図である。 図面中、 １は基板、 １ａは穴、 ２，３．６ａ、６ｄはエアシリンダ、 ２ａ、３ａ、６ｆ、６ｉはピストンロッド、４．７はシ
リンダ取付板、 ５．９はローラ、 ６．８はクランプシリンダ、 ６ｂ、６ｅはピストン、 ６ｃはクランプカバー、 ６ｇはコックボタン、 ６ｈはコツタ、 工０は旋回円面、 １１はモータ、 １２は減速機、 １３は歯車、 １４は内歯歯車、 １５は位置決め用シリンダ、 １５ａはピストンロッド、 １６はローラ、 １７はガイドローラ、 １９は管板、 ２０は伝熱管、 ２１はガイド管、 ２２はアーム取付板、 ２３は３軸アーム、 ２６は氷室、 ２６ａはマンホール、 ２７は間欠移動装置である。 特　　許　　出　　願　　人 北海道電力株式会社 関西電力株式会社 四国電力株式会社 九州電力株式会社 日本原子力発電株式会社 三菱重工業株式会社 復　　代　　理　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一の方向とこの第一の方向と交差する第二の方向とに
   それぞれ一定間隔で配列する案内孔が多数形成された移
   動案内面と対向し且つこの移動案内面に沿つて転動し得
   るガイドローラが回転自在に取り付けられた基板と、こ
   の基板にそれぞれ取り付けられ且つ当該基板に対して一
   方が前記第一の方向に往復動自在であると共に他方が前
   記第二の方向に往復動自在な二つのシリンダ取付板と、
   前記移動案内面に対して垂直な方向に往復動自在なピス
   トンロッドを有すると共に該シリンダ取付板にそれぞれ
   取り付けられた複数のクランプシリンダと、該ピストン
   ロッド先端部に具えられた拡径自在のコッタと、前記案
   内孔内に挿入された前記ピストンロッド先端部において
   該コッタを径方向外側に押し出して前記案内孔内に押し
   付け得る複数のクランプ手段と、前記移動案内面に対し
   て垂直な軸回りに回転自在に前記本体の外周部に取り付
   けられた旋回円筒と、該旋回円筒の下部に取り付けられ
   た複数軸アームとを具えることを特徴とする作業用間欠
   移動ロボット。