Movable inspecting robot

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動式点検ロボットに係わり、特に小型化に適した移動式点検ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭６０−２３００９４号公報「原子炉の監視装置」に記載のように、点検ルートにレールを布設しておき、そのレールに沿って走行台車を走らせ、走行台車には、各種センサを組み合わせたセンサユニットを雲台を介して取り付け、点検・監視の作業効率を上げるためのいわゆる移動式点検ロボットの概念は公知である。

【０００３】また、このような移動ロボットの走行機構として、特開昭５０−２１３５６２号公報「荷搬送設備」に記載のように、レールの上下方向に走行をガイドする左右１対のガイドローラと、ガイドローラの前後に配置され、レールの左右に走行をガイドする前後２対のサイドローラとを２つの台車のそれぞれに設置し、この２つの台車を互いに平行なステアリング軸を介して各々独立に回転可能に連結部材に接続し、水平に曲がったレールとの干渉を避けるようにしたものが公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭６０−２３００９４号公報に記載の従来技術では、点検ロボットを実際に原子力発電所等の施設に導入する際に狭い空間へも取り付けられるようにし、点検ロボットの適用可能範囲を広くするためにロボットの通過断面積や雲台の旋回半径を小さくする等という、小型化を図るという点については、あまり考慮されていなかった。

【０００５】また、特開昭５０−２１３５６２号公報に記載の従来技術では、駆動機構としてはガイドローラ及びサイドローラの上方に摩擦ローラを配置し、この摩擦ローラをレール側面に押し付けて駆動する方式であったため、摩擦ローラの配置位置自体が走行機構を大型化し、かつ駆動力を増すためには大きな押付力が必要となり、そのための付勢手段も必要となり、この点からも小型化には不向きであった。 すなわち、この従来技術においても小型化を図るという点については、あまり考慮されていなかった。

【０００６】本発明の目的は、点検ロボットの通過断面積を小さくし、その適用可能範囲を広くすることのできる小形の移動式点検ロボットを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、コ形レールを走行する走行機構にセンサユニットを雲台を介して取り付け、地上に設置した操作盤にて遠隔操作又は自動運転を行う移動式点検ロボットにおいて、前記走行機構として、前記コ形レールの内部でレールの上下方向に走行をガイドする左右１対のガイドローラと、前記ガイドローラの前後に配置され、前記コ形レールの内部でレールの左右に走行をガイドする前後２対のサイドローラとを２つの台車のそれぞれに設置し、前記２つの台車を互いに平行なステアリング軸を介して各々独立に回転可能に連結部材に接続すると共に、
前記２つの台車の一方の上部で前記前後２対のサイドローラの中間位置に、前記コ形レールの中心を駆動する走行駆動輪としてのスプロケットを配置し、前記コ形レールの内部上面の中央に前記スプロケットが噛み合うチェーンを設置したものである。

【０００８】好ましくは、前記スプロケットを駆動するためのモータは該スプロケットと同じ台車に取り付ける。 また、好ましくは、前記コ形レールの内部でもう一方の台車の上部に受電装置、無線通信装置のアンテナかつ／または他の制御装置を取り付ける。 この場合、前記受電装置と無線通信装置のアンテナを前記台車の上部で前記前後２対のサイドローラの中間位置に配置し、前記コ形レールの内部上面の中央に設置したチェーンの左右の一方の側にトロリー線を、他方の側に無線通信用のアンテナ線を張ることが好ましい。

【０００９】また、好ましくは、前記前後２対のサイドローラは互いに垂直方向にオフセットしている。

【００１０】更に好ましくは、前記２つの台車の一方に門型雲台を旋回可能に取付け、前記門型雲台に前記センサユニットを俯仰可能に取付け、旋回モータ及び俯仰モータをそれぞれ前記門型雲台の旋回時及び俯仰時のデッドスペースに取り付ける。 この場合、前記門型雲台を前記一方の台車のステアリング軸の前方に配置することが好ましい。

【００１１】また、好ましくは、前記走行機構の各々の台車にフレキシブルシャフト又は弾性部材を介して別の台車を取り付ける。 この場合、最前部の台車及び最後部の台車に衝突センサ及び衝突ダンパを取り付けることが好ましい。

【００１２】更に好ましくは、上記コ形レールを保持するホルダにおいて、コ形レールを外側から覆うように保持する保持部材の上部に少なくとも３本以上の長ボルトを取付け、その長ボルトをレール長手方向と直角方向のレールの据付誤差やレールの熱膨張を吸収できるように固定する。

【００１３】また、好ましくは、上記コ形レールの継手機構において、２本のレールを継ぎ合わせた部分を外側から覆うようにかぶせた分割又は一体型の継手部材を、
レール内面が滑らかとなるようにレールの両側面の内側からボルトで固定する。

【００１４】更に好ましくは、この継手機構により形成されたレール継手部よりトロリー線あるいは無線通信用のアンテナ線をレールの外側へ引出し、コネクタ接続する。

【００１５】

【作用】本発明の特徴は、まず、走行機構においては、
コ型レールの内部に上下左右に安定にガイドするためのガイドローラ及びサイドローラ並びに走行駆動輪を配置したことにある。 ガイドローラ、サイドローラ及び走行駆動輪が全てコ型レールの内部に収納されているので、
もともとレールそのもので必要なレール断面の幅×高さのスペースだけで十分であり、ガイドローラによって、
新たな通過断面積の増加を伴わないので走行機構の小型化が図れる。 また、サイドローラは上下方向をガイドするガイドローラの前後に配置し、さらに２台の台車をステアリング軸を介して連結した。 このことにより、上下に曲がったり左右に旋回するレールにおいても、ガイドローラ以外の部分はレールに接触することなく滑らかにガイドできる。 また、走行駆動輪は台車上部のサイドローラの中間位置にレールの中心を駆動するように設けた。 これは、レール上面の中心を駆動することにより、
駆動力を台車の進行方向に作用させることができるため、安定に、効率よくドライブでき、又取付位置がサイドローラの中間位置であるから、左右の旋回レールの部分においても常にレールの中心を駆動することができる。 また、駆動輪をスプロケットとし、レール内部の上面にチェーンを張ることによって、スプロケットに回転力を付与するだけですべり等の生じることのない確実な駆動を容易に行うことができる。 レール内部の上面に張ったチェーンも、もともとあるレールの断面積内に収納されるものであるので小型化が図れる。 以上の小型な走行機構を用いて点検ロボットを組み立てることにより、
通過断面積の小さな小型の点検ロボット得ることができる。

【００１６】また、スプロケットを駆動するモータを同じ台車に取り付けることによって、モータをコ型レール内部に全て又は部分的に収納配置でき、走行機構の更なる小型化が可能となる。 また、駆動輪を設けた台車以外のもう一方の台車の上部に受電装置や無線通信装置のアンテナあるいは他の制御装置を取り付けることによって、コ型レール内部のスペースを有効に活用でき、その分、連結部材の下に搭載するものが少なくなるので、ロボット本体の更なる小型化が可能となる。

【００１７】また、チェーンを張った中央の両側にトロリー線と無線通信用のアンテナ線を張り、その台車には前後に設けたサイドローラの中間位置に集電子と無線通信装置のアンテナを設けることにより、取付位置がサイドローラの中間位置であるため、左右の旋回レールの部分においても集電子とアンテナは常にトロリー線とアンテナ線の真下に位置しており、安定な受電と安定な通信を容易に実現することができる。

【００１８】また、ロボットはレールの下方に位置するため、上方に曲がったレールの曲がりは大きくとれるが、下方に曲がったレールの曲がりはロボットとの干渉を避けるため大きくとれない。 前後２対のサイドローラを互いに垂直方向にオフセットさせることにより、上方と下方で曲がりの異なるレールに対して干渉を起こすことなく、ガイドすることが可能となる。

【００１９】また、門型雲台においては、旋回モータや俯仰モータを旋回時あるいは俯仰時のデッドスペースに取り付けることにより、もともと旋回、俯仰スペースとして必要な空間を、設置するモータによって広くさせることはなく、雲台の小型化、ひいてはロボット本体の通過断面積を小さくすることが可能となる。 以上の小型な走行機構と雲台とを組み合せて、点検ロボットを組み立てることにより、通過断面積が小さく旋回半径の小さな小型の点検ロボット得ることができる。

【００２０】さらに、門型雲台を台車のステアリング軸の前方に配置することによって、後部に広にスペースができるので、ロボット本体の制御回路等を搭載することができ、かつ雲台の旋回軸を通して出てきたケーブルをステアリング軸を通して後部の制御回路へ導くことができるので、ケーブルが大きくねじれたり、新たなケーブル配線スペースを必要とせず、ロボット内の配線をまとめることができる。 ケーブルが、整然とまとまれば、物の近くを通過するときにケーブルがひっかかること等を考慮して、通過断面積を広く確保しておく必要もなくなり、通過断面をより一層小さなものとできる。

【００２１】また、走行機構の各々の台車にフレキシブルシャフト又は弾性部材を介して別の台車を取り付けることにより、別の台車はレールの断面寸法内に収納されるので新たに通過断面を大きくすることなく、各種機器や制御回路を取り付けるスペースを増やすことができる。 ここで、台車に衝突センサや衝突たダンパを設ければ、連結部材の下部に搭載する雲台やセンサユニット及び制御回路等がレールの端部あるいはもう１台の別のロボットとのそれと衝突する前に、確実に衝突することを検出したり衝突時の衝撃を緩衝させることができ、かつそのためにロボット本体が大きくなることはなく、小型な点検ロボットを得ることができる。

【００２２】また、コ型レールを保持するレールホルダについては、コ型レールを外側から覆うように保持し、
その保持部材をレールの長手方向と直角方向に誤差等を吸収できるようにした。 レール長手方向の誤差等は、レールとレールを覆うように保持している保持部材との摺動で吸収できるので、レール長手方向と直角方向に誤差を吸収できるようにしておけば、レール長手方向を前後とした時に、前後左右あるいは前後上下に誤差等を吸収できるホルダを容易に得ることができる。 レールと保持部材とで長手方向の誤差を吸収するので吸収機構が１自由度分少なくて済み、レール布設に必要なスペースを小さくすることができる。 ３本以上の長ボルトを使用することにより、前後左右の剛性を高くすることができ、原子力発電所等に布設する場合の耐震性を十分に確保することができ、またボルトをダブルナットで締め付ける位置を調整すれば、上下方向の据付誤差はここで容易に吸収できる。

【００２３】また、コ型レールの継手機構においては、
継手部材を２本のレールの継ぎ合せ部分を外側から覆うようにかぶせることによってレールをひと回り大きくした寸法増加のみにて、上下左右の曲げに対する剛性を容易に確保することができる。 また、前後方向の接続ボルトをコ型レールの両側面に設けることによって、上下方向にロボットの自重を支えるガイドローラが接触する面は、何もない滑らかな面を確保でき、サイドローラについても、両側面を接続ボルトを組み上げた状態で滑らかになるようにすることにより、走行機構の走行抵抗を大きくすることもない。 また、レール継手部においてトロリー線やアンテナ線をレールの外側へ引き出し、コネクタ接続することにより、原子力発電所などの狭い場所に布設したレールがじゃまになるように場合に、全部のトロリー線とアンテナ線をその都度張りなおす必要はなく、その部分のレールのみを容易に着脱することができるようになる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 図１は本実施例の移動式点検ロボットの側面図を示し、図２はその平面図を示し、図３は走行レールの断面図を示し、図４は図１の雲台部のＩＶ−ＩＶ線断面を示す。

【００２５】本実施例の移動式点検ロボットは２つの台車１，２を有し、台車１にはコ形レール１００の上下方向をガイドする１対のガイドローラ６ａ，６ｂが設けてあり、その前後に２対のサイドローラ７ａ，７ｂおよび７ｃ，７ｄが設けてある。 台車２にも同様に１対のガイドローラ８ａ，８ｂ及び前後２対のサイドローラ９ａ，
９ｂ及び９ｃ，９ｄが設けてある。 また、サイドローラは前後で上下方向にオフセットしている。 すなわち、台車１の後方のサイドローラ７ａ，７ｂは前方のサイドローラ７ｃ，７ｄより上方に位置し、台車２の前方のサイドローラ９ｃ，９ｄは後方のサイドローラ９ａ，９ｂより上方に位置している。

【００２６】台車１には、さらに走行駆動輪としてのスプロケット１６と走行モータ１０が取り付けられて、走行モータ１０からの動力は歯車１１，１２，１３，１
４，１５を介してスプロケット１６に伝達される。 スプロケット１６は台車１の上部で前後２対のサイドローラ７ａ，７ｂおよび７ｃ，７ｄの中間に位置している。

【００２７】台車２の上部には、受電装置としての１対の集電子６１と無線通信装置のアンテナ７０が設けてある。 本実施例では、接触給電の信頼性を確保するためにもう１対の集電子６２も台車２に取り付けてある。 なお、この台車上部には必要であればその他の制御装置も配置することができる。

【００２８】台車１及び台車２は、ベアリング３及び４
でガイドされるステアリング軸３Ａ，４Ａを介して、連結プレート５により接続されている。 連結プレート５には、台車２のステアリング軸４Ａより前方の位置に雲台４３Ａが取り付けられ、後方に制御回路部８０が搭載されている。

【００２９】雲台４３Ａは、連結プレート５の先端にベアリング５ａでガイドされる旋回軸５ｂを介して接続された、門型をしている旋回フレーム４３を有し、旋回フレーム４３には、俯仰軸４１，４２が回転可能に取り付けられている。 俯仰軸４１及び４２は、俯仰フレーム４
０に付いている回転軸であり、軸受で支持されていてもよいが、ここでは図示を省略している。 俯仰フレーム４
０には着脱が容易なようにセンサユニット５０が装着されている。 また、旋回フレーム４３の側面には旋回モータ２０が取り付けられており、旋回の駆動力は旋回モータ２０から歯車２１，２２，２３を介して、連結プレートと５に固定されている歯車２４に伝達される。 旋回モータ２０は、旋回フレーム４３が作る最大旋回半径の内側、すなわち旋回フレーム４３の旋回時のデッドスペースとなる位置に取り付けられている。 俯仰フレーム４０
の上部には俯仰モータ３０が取り付けられており、俯仰の駆動力は俯仰モータ３０から歯車３１を介して旋回フレーム４３に固定されている歯車３２に伝達される。 俯仰モータ３０も、俯仰フレーム４０が作る最大旋回半径の内側、すなわち俯仰フレーム４０の旋回時のデッドスペースとなる位置に取り付けられている。

【００３０】レール１００の内部の上面には、中央にチェーン１０１がチェーンホルダ１０１ａによって取り付けられ、チェーン１０１の左右の一方の側にトロリー線１０２がトロリー線ホルダ１０２ａによって、他方の側に無線通信用のアンテナ線１０３がアンテナ線ホルダ１
０３ａによって取り付けられている。 チェーン１０１にはスプロケット１６が噛み合い、トロリー線１０２には集電子６１が摺動接触し、アンテナ線１０３はアンテナ７０と対面する。

【００３１】以上のように構成した本実施例において、
走行モータ１０が回転すれば、その回転はスプロケット１６に伝達し、スプロケットがチェーン１０１と噛み合うことにより、走行台車１，２はレール１００に沿って前進、後退をすることができる。

【００３２】このとき、上記のように台車１，２を連結し、ガイドローラ及びサイドローラを配置したことから、図２のロボット平面図に示すように、レール１００
が水平に曲がっている時でも、ガイドローラ６ａ，６
ｂ，８ａ，８ｂ及びサイドローラ７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄ，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ以外はレール１００と接触することなく完全にガイドされている。 また、スプロケット１６、集電子６１、アンテナ７０を上記のように配置したことから、スプロケット１６とチェーン１０１の位置関係とアンテナ７０とアンテナ線１０３の位置関係と集電子６１とトロリー線１０２の位置関係が常に一定に保たれている。

【００３３】また、図１においてレール１００は水平のみでなく、１００ａ，１００ｂのように垂直に曲がっていてもロボットはチェーン１００にスプロケット１６をひっかけて走行するため走行することができ、ガイドローラ及びサイドローラは、上下、左右にガイドしているのでその時も完全にガイドすることが可能である。

【００３４】また、ロボットはレール１００の下方に位置するため、上方に曲がったレール１００ａの曲がりは大きくとれるが、下方に曲がったレール１００ｂの曲がりはロボットとの干渉を避けるため大きくとれない。 すなわち、上方に曲がったレール１００ａの半径は小さくなり、下方に曲がったレール１００ｂの半径は大きくなる。 このため、サイドローラ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ及び９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを全て同じ高さに配置した場合は、最後部のサイドローラ７ａ，７ｂ及び最前部のサイドローラ８ｃ，９ｄがレール１００ａの内部下面と干渉する恐れがある。 本実施例では、サイドローラを前後で上下方向にオフセットしているので、このような干渉を生じることなくガイドすることが可能である。 なお、
ガイドローラ及びサイドローラ以外の部分は、レール１
００がレール１００ｂのように下方に曲がっている場合にも、レール１００ｂに干渉することのないように配置されている。

【００３５】集電子６１以外にもう１対集電子６２を設ける場合には、上下方向の所要ストロークが小さくてよい台車１又は２の内側に設けるのがよい。 但し、前後２
対のサイドローラの中間位置以外に設けた集電子６２
は、上下平行移動、左右平行移動と上下回転の３自由度を有したものである必要がある。 前後２対のサイドローラの中間位置に設けられ、トロリー線１０２との左右方向の位置関係が常に一定の集電子６１は、上下平行移動と、上下回転の２自由度を有していれば、基本的に十分である。 また、集電子６１は上下平行移動のストロークが少なくてよいので、コンパクトな直動型の集電子を利用できる。 一方、集電子６２は、より大きな上下平行移動のストロークが必要であり、さらに左右平行移動の自由度も持たせるとなるとアーム型の集電子を利用するのが望ましい。

【００３６】雲台４３Ａは、旋回モータ２０が回転すれば、歯車２１，２２，２３を介して回転力は連結プレート５に固定された歯車２４に加えられ、その反力で旋回フレーム４３が連結プレート５に対して旋回する。 ここで、旋回モータ２０は、旋回フレーム４３が作る最大旋回半径の内側、すなわちデッドスペースに配置されているので、小型化が可能である。 俯仰モータ３０についても同様である。 俯仰回転におけるデッドスペースは、俯仰フレーム４０の下部にもあるが、ここに俯仰モータ３
０を付けると通過断面の高さ寸法に影響するので、望ましくない。 一方、旋回モータ２０は、走行中は図１に示すような姿勢となるため、通過断面積に影響を与えることはない。

【００３７】本実施例におけるセンサユニット５０は、
ズームレンズ付の可視カメラと赤外線カメラとマイクロホンを内蔵しており、可視影像と赤外線影像とは、地上からの切替信号によりロボット側で切替えるようになっている。 従って、通信装置はビデオ信号１ｃｈと音声信号１ｃｈの送信とデータの送信１ｃｈと指令信号の受信１ｃｈの計４ｃｈの通信を１つのアンテナ７０と１本のアンテナ線１０３を介して行うため、当然多重化が図られている。 センサユニット５０から出てくるケーブル、
電線類は、俯仰軸４２の内部を通って旋回フレーム４３
の内部を通って旋回軸５ｂの中空部分から上に出し、台車２のステアリング軸４Ａの中空部分を通して後部の制御回路部８０へ接続されている。

【００３８】ここで、制御回路部８０がさらに小型になった場合には、走行モータ１０を垂直に立ててもよい。
図１に示す走行モータ１０の角度は、レール１００との干渉を避けるために斜め下へとび出させているが、制御回路部８０の取付スペースをできるだけ広くとれるように下へ向ける角度はできる限り小さくしている。 また、
制御回路８０が小型になった場合には、雲台４３Ａを台車１と台車２の中間位置に搭載し、ロボット本体をより小型なものとしてもよい。

【００３９】以上のように本実施例によれば、図３に示すようにコ型レール１００の内部にガイドローラ、サイドローラを初めとし、スプロケット１６、集電子６１，
６２、アンテナ７０、トロリー線１０２、集電子６１、
アンテナ線１０３等を収納するので、非常に小型なロボットを得ることができる。 また、旋回モータ２０及び俯仰モータ３０をデッドスペースに配置するので、更なる小型化が可能である。

【００４０】また、レール１００の下部スペースをガイドローラ等のために用いていないので、図３に示すように、別途、ロボットを冷却するための冷却ホース１８０
等をそのスペースに設置することができる。 冷却ホース１８０は、非常に高温雰囲気に本ロボットを走らせる場合に、走行レール周辺のみその雰囲気温度を低くさせるために冷却空気等を通すホースのことである。 冷却ホース１８０には、ところどころにノズル１８１，１８２が設けてあり、そこからロボットの通過する雰囲気のみへ冷却空気を拡散噴出させることができ、エアーカーテンのようにロボット本体の通過する空間のみ、回りの雰囲気温度より低い温度にすることも可能である。 また、常時、冷却空気を出しておく必要はなく、ロボットが通過する時に、その部分のみの系統のホースに冷却空気を注入するようにしてもよい。

【００４１】図５は、旋回モータを後部に配置した雲台の変形例の側面図である。 旋回フレーム４３ａの一部４
３ｂを後部に伸ばして旋回モータ２０を取り付けている。 この方式は、センサユニット５０ａ及び俯仰フレーム４０ａが幅が小さく長さが長い場合に有効である。 すなわち、長さが長いため、走行中はセンサユニット５０
ａが正面を向いた姿勢で走行する。 このため、雲台の旋回フレーム４３ａの側面のデッドスペースを用いて旋回モータ２０を取り付けると、通過断面の幅寸法をモータの分だけ大きくしてしまう。 このような場合には。 図５
に示すごとく後部のデッドスペースを用いて、旋回モータ２０を取り付けるのが望ましい。 図１及び図２に示すような雲台は、幅が長く長さの短いセンサユニット５０
の場合に適したものである。

【００４２】図６は、ロボットに衝突センサを付けた場合の実施例の側面図を示す。 台車１及び台車２には、各々フレキシブルシャフト９０ａ，９０ｂを介して別な台車９１ａ及び９１ｂが接続されている。 台車９１ａには、上下方向をガイドするガイドローラ９２ａ，９３ａ
が左右の両側に設けてあり（図では片側のみ示す）、サイドローラ９４ａ，９５ａがやはり同様に各々のガイドローラの前後の左右両側に設けてある。 台車９１ｂにも同様に、ガイドローラ９２ｂ，９３ｂ及びサイドローラ９４ｂ，９５ｂが設けてある。 これらの台車９１ａ，９
１ｂは、下部に雲台や制御回路を搭載しないでよいため、必ずしも分割構造とし、ステアリング軸を介して連結プレートを設ける必要はない。 ただし、レールの上下の曲り及び左右の旋回部において、ガイドローラがうまく機能するように配置する必要はある。 また、台車９１
ａ，９１ｂの最前部及び最後部には、衝突センサ９６
ａ，９６ｂを設けている。 この衝突センサ９６ａ，９６
ｂの信号でロボットは停止し、衝突している方向へは走行しないようなインターロックを制御回路部８０の中に設けている。 従って、レール端部をふさいでおくだけで、ロボットがレール端部まで走行してくるとその側の衝突センサ９６ａ又は９６ｂが作動して、ロボットを安全に止めることができる。 また、図１１に示すように２
台のロボットを同じレール上を走行させる場合（後述）
には、ロボットとロボットが互いに衝突する前にこの衝突センサが作動しロボット本体の衝突を安全に回避することができる。

【００４３】ここで、衝突センサ９６ａ，９６ｂには、
衝突時の衝撃を緩らげるための緩術機能を持たせておいてもよい。 また、ここで用いるフレキシブルシャフト９
０ａ，９０ｂは、長手方向には曲がりにくく、上下、左右には曲がりやすく、外力が作用していない時には真っすぐになるような剛性を持ったばねの棒のようなものが望ましい。 また、台車９１ａ又は９１ｂの上部にアンテナ７０や集電子６１あるいは他の制御機器を搭載してもかまわない。 また、さらに台車９１ａ，９１ｂと同じものをさらに数台連結し、積極的に制御機器等を搭載し、
連結プレート５の下に搭載する制御回路部８０の小型化を図ってもよい。 台車９１ａ，９１ｂのような台車の上部又は下部に機器を搭載する場合は、これらがレール１
００の内部に位置するため外から見えないとともに、通過断面積への影響もない。 また、衝突センサ９６ａ，９
６ｂ等からの信号ケーブルは、フレキシブルシャフト９
０ａ，９０ｂの外側に螺旋状にまきつけてもよいが、内部を通すようにするのが望ましい。

【００４４】次に、コ形レールの取付構造の実施例を説明する。 図７は、走行レールの１軸フリーホルダを示し、図８は走行レールの多軸フリーホルダを示す。 レール１００を覆うようにレール保持部材１１０を設け、保持部材１１０には長ボルト１１２が４本、ナット１１１
によって締め付けられている。 また、長ボルト１１２は柱や梁などのサポート１２０に溶接又はボルト締めで取り付けられるプレート１１５にナット１１４及びナット１１３により締め付けられている。 プレート１１５には、レールと直角方向に長穴が開けてあるので、長穴の方向の据付誤差は、ナット１１３，１１４の締付け時に吸収し、調整することができる。 また、上下方向の据付誤差も長ボルト１１２を締め付ける位置を調整することで吸収することができる。 また、レール長手方向の据付誤差は、レール１００と保持部材１１０との間で吸収することができる。

【００４５】また、図８に示すように、長ボルト１１２
をカラー１１８とスライドプレート１１５ａ，１１５ｂ
を介してナット１１３，１１４で、プレート１１５と微小ギャップを確保して締付けることにより、締付けた後もプレート１１５の長穴の分だけはレールと直角方向にスライドすることができ、ここでレールの熱膨張による変形を吸収することもできる。 また、長ボルト１１２の途中にシリンダのようなチューブ１１７とロッド１１６
を介して組み立てることによって、長ボルトの軸方向の熱膨張による変形を吸収することも可能となる。 長ボルト１１２を４本長方形の４隅に配置したことにより、あらゆる方向の曲げ剛性を十分高くすることができる。

【００４６】図９にはストレート型レール継手を、図１
０にはフランジ型レール継手を示す。 レール１００ｃとレール１００ｄの端面を合わせ、その部分を外側から覆うように継手部材１３０を設けている。 レール１００
ｃ、１００ｄと継手部材１３０はボルト１３１とワッシャ１３２及びナット１３３によって接続されている。 継手１３０とレール１００ｃ，１００ｄとはがたのないように製作されていれば、レールに作用する上下及び左右の曲げモーメントは、継手部材１３０で受けることができ、レールの長手方向の軸力のみがボルト１３１で受けるような形となる。 ボルト１３１の頭は六角、四角いずれでもよいが、レール１００ｃ及び１００ｄの側面の内側に設けてあるザグリ穴と同じ形状とさせれば、ちょうどそこにボルト１３１の頭が入り、レール内面は滑らかな状態にすることができる。 ボルト１３１の頭が丸い場合には、ナット１３３を締め付けるための手段として小さな六角穴等を設けておく必要が生じる。 このようにして、走行レールの内面が滑らかであれば、走行機構のサイドローラ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ等は滑らかに転がることができる。

【００４７】図９に示すストレート型継手の場合には、
継手の寸法は小さなもので済むが、着脱する場合にはボルト１３１をその都度、外さなければならないので面倒である。 そこで、図１０に示すような分割できるフランジ型継手１３０ａ，１３０ｂとすることによりフランジ部のボルト又はボルトに代わるクランプ機構などで容易にその部分のレールを分解することが可能となる。 さらに、この場合、トロリー線１３１ａ，１３１ｂと通信線１３２ａ，１３２ｂをレールの外に引き出し、コネクタで接続するようにされているので、トロリー線及び通信線をレールを分解するたびに張り直す必要がなくなる。
チェーンについては、その箇所で容易に切り離したり接続できるように簡単な治具を用意しておけば、着脱は可能である。

【００４８】図１１、図１２及び図１３では、本発明の移動式点検ロボットの運用例を簡単に説明するためのものであり、図１１は、ロボットの２台同時運転システムの一例を、図１２は退避トロリーレールを、図１３は複数ロボットの運転システムの一例を示す。

【００４９】図１１では、同じレール１００にセンサユニット５０Ａを搭載した１台のロボットとセンサユニット５０Ｂを搭載したもう１台のロボットを走行させる。
この場合、地上の操作盤は１台でよい、ここで、たとえばセンサユニット５０Ａのロボットが点検・監視作業を行っている時にもう１台のセンサユニット５０Ｂのロボットが別の点検監視場所へ移動するという制御を行う。
これによって操作盤に設けてある画像処理装置やＦＦＴ
アナライザ等が１台だけだとしても、２台の点検ロボットを使用して多数のポイントの目視点検、温度点検、異音点検などの点検・監視作業を効率よく、自動的に行なうことができる。 ここで、センサユニット５０Ａとセンサユニット５０Ｂは各々別なセンサを収納したものでよいし、片方はセンサユニットの代わりに照明装置のみを搭載してもよい。 また、ここで、ロボットの地上との通信は、２台のロボットとも同じアンテナ線を介して行うわけであるから、搬送周波数の帯域で区別するか、同じ搬送周波数の場合には、高速ポーリングで２台のロボットとの通信を１台の通信装置で行う必要はある。

【００５０】図１２では、通常点検するルートのトロリー線１０２の他に退避レールを両側に延長し、そこに独立のトロリー線１０２ｃ及び１０２ｄを布設しておくものである。 通信用のアンテナ線１０３は、１本のものを全ルートに渡って布設してもかまわない。 ここで、ロボット９０１と９０２は全く同一のもので、トロリー線に給電されるとロボットの制御回路がＯＮするような回路になっていれば、通常はトロリー線１０２を用いてロボット９０２を運用しておき、たとえばロボット９０２のカメラが劣化して映らなくなったような場合でも、トロリー線１０２ｄに給電してロボット９０２をトロリー線１０２ｄのある退避レールの場所まで移動させ、次にトロリー線１０２ｄの給電を切ってトロリー線１０２ｃに給電し、ロボット９０１をトロリー線１０２のレールで移動させ、ロボット９０２の代わりにロボット９０１を用いて引きつづき運用を続行させることが可能となる。

【００５１】本実施例では、特に原子力発電所の格納容器の内側等のように長期間人間が立ち入ることのできない場所へ適用した場合に有効である。 ここで、ロボット９０１はバックアップ用のロボットであり、格納容器の内側では、特に放射線防護壁等の中に退避レールを引き込んでおくのが望ましい。

【００５２】図１３は、トロリー線１０２ｅとアンテナ線１０３ｅにより給電及び通信を行う点検ルートにロボット９０１が運用されており、また別のトロリー線１０
２ｆとアンテナ線１０３ｆにより給電及び通信を行う点検ルートにロボット９０２が運用されている。 このように複数の点検ルートにおける各々のロボットを１台の操作盤９２０にて運転操作及び自動制御を行うこともできる。 この場合には、各ルートに中継盤９１１，９１２を設け、操作盤９２０でその切り替え制御ができるようになっていればよい。 また、ここで、トロリー線１０２ｅ
のレールがトロリー線１０２ｆのレールとつながっており、１台のロボット９０１で非常に長い点検ルートをカバーできるようにしてもよい。 点検ルートが長くなると給電線の電圧ドロップや、通信レベルの低下が予想されるため、中継盤９１１と９１２を設けている本実施例の構成で点検ルートの延長を図れば、極めて長い点検ルートにおいても十分な信頼性の高い移動式点検ロボットとすることができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、走行機構の通過断面積を小さくできるので、移動式点検ロボットを小型化し、
その適用可能範囲を広くすることができる。

【００５４】また、本発明によれば、雲台の旋回半径を小さくできるので、小型な走行機構と雲台とを組み合せて、移移動式点検ロボットを更に小型化し、その適用可能範囲を更に広くすることができる。

【００５５】その他、本発明によれば、「作用」の項に記載した種々の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による移動式点検ロボットの部分断面側面図である。

【図２】図１に示すロボットの部分断面平面図である。

【図３】図１に示す走行レールの断面図である。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】旋回モータを後部に配置した変形例での雲台の側面図である。

【図６】ロボットに衝突センサを付けた実施例でのロボットの側面図である。

【図７】一軸フリーのレールホルダの斜視図である。

【図８】多軸フリーのレールホルダの断面図である。

【図９】ストレート型のレール継手を示す要部断面図である。

【図１０】フランジ型のレール継手を示す斜視図である。

【図１１】ロボットの２台同時運転システムの一例を示す図である。

【図１２】退避トロリーレールを設けた運転システムを示す図である。

【図１３】複数ロボットの運転システムを示す図である。

【符号の説明】

１，２ 台車 ３Ａ，４Ａ ステアリング軸 ５ 連結プレート ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂ ガイドローラ ７ａ〜７ｄ，９ａ〜９ｄ サイドローラ １０ 走行モータ １６ スプロケット ２０ 旋回モータ ３０ 俯仰モータ ４０ 俯仰フレーム ５０ センサユニット ６１ 集電子 ７０ アンテナ ９６ａ，９６ｂ 衝突センサ １００ コ形レール １０１ チェーン １０２ トロリー線 １０３ アンテナ線 １１０ レールホルダ １３０ レール継手 １３０ａ，１３０ｂ フランジ型レール継手 ９１１，９１２ 中継盤 ９２０ 操作盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正樹 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 城戸 剛 神奈川県横須賀市船越町一丁目284番地の ５ 日立機械エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 和気 哲郎 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 吉田 富治 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内