(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視区域に設けられ、開閉自在の扉を備えたボックスと、
該ボックスの扉を火災時に開放する扉開閉機構と、
前記ボックス内に縮めた状態で収納され、火災時に監視区域方向に伸長する
伸縮機構と、
前記伸縮機構の先端側に設けられ、消火剤送出設備より加圧供給された消火剤を放出するノズルと、
火災時に前記扉開閉機構を作動して前記ボックスの扉を開放した後に、前記伸縮機構を作動して監視区域の方向に伸長させると共にノズル駆動機構を制御して前記ノズルを火源方向に指向させる制御装置と、
を備えたことを特徴とする消火ロボット。
【請求項２】
前記請求項１記載の消火ロボットに於いて、
前記伸縮機構として、
少くとも２段の伸縮構造を備えたタワーと、
前記タワーを伸縮する伸縮駆動機構と、
を備えたことを特徴とする消火ロボット。
【請求項３】
前記請求項１記載の消火ロボットに於いて、
前記伸縮機構として、
少なくとも２段の折り曲げ自在のアームと、
前記アームを折曲げ駆動する駆動機構と、
を備えたことを特徴とする消火ロボット。
【請求項４】
前記請求項１記載の消火ロボットに於いて、前記ノズル駆動機構として、
前記ノズルを水平方向に旋回駆動する旋回駆動機構と、
前記ノズルを垂直方向に仰角駆動する仰角駆動機構と、
を備えたことを特徴とする消火ロボット。
【請求項５】
請求項４記載の消火ロボットに於いて、前記伸縮機構は、前記ノズルの旋回駆動と仰角駆動に連動する火源センサを備え、前記制御装置は、前記火源センサからの検出信号に基づいて火源位置を特定し、該火源位置にノズルからの消火剤が到達するように前記旋回駆動機構及び仰角駆動機構を制御することを特徴とする消火ロボット。
【請求項６】
請求項１記載の消火ロボットに於いて、前記制御装置は、放出起動指示と放出停止指示を遠隔的に受けて前記消火ノズルから消火剤の放出の開始と停止を制御することを特徴とする消火ロボット。
【請求項７】
請求項１記載の消火ロボットに於いて、前記制御装置は、ノズル駆動指示を遠隔的に受けて前記ノズル駆動機構を制御することを特徴とする消火ロボット。
【請求項８】
請求項１記載の消火ロボットに於いて、前記伸縮機構は、先端側に前記ノズルの旋回駆動と仰角駆動に連動するビデオカメラを備え、該ビデオカメラからの撮影画像を遠隔的にモニタ表示し、前記制御装置は、該モニタ表示に基づく放出起動指示と放出停止指示を遠隔的に受けて前記消火ノズルから消火剤の放出の開始と停止を制御することを特徴とする消火ロボット。
【請求項９】
請求項８記載の消火ロボットに於いて、ノズル駆動指示を遠隔的に受けて前記ノズル駆動機構を制御し、ノズルを旋回駆動や仰角駆動することを特徴とする消火ロボット。
【請求項１０】
請求項１記載の消火ロボットに於いて、前記ボックスの前面開口部に、前記開閉機構によって両開きされる扉構造を備えたことを特徴とする消火ロボット。
【請求項１１】
請求項１記載の消火ロボットに於いて、前記制御装置は、火災検出時等に警報を音声出力する合成音声出力装置を備えたことを特徴とする消火ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル内での車両火災等の広い空間での火災発生時に消火剤を放出して消火を行う消火ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天井の高い建物等の広い空間で発生した火災を消火する消火装置として、タワー式消火装置がある。この種のタワー式消火装置としては、例えば特公平３−５７７８８号公報のように台車に固定されるものや、特公平３−３１３２０号公報のように消防船に固定されるものが知られている。これらのタワー式消火装置では、昇降式又は伸縮式のタワーの上端に泡消火剤や粉末消火剤を放出するノズルを設け、ノズルの旋回角度と仰角をモータで制御して火源へ消火剤を放出している。
【０００３】
しかし、タワー上部にノズルを制御するモータを搭載したことで、モータの重量によって昇降又は伸縮の駆動に大きな駆動力を必要とする問題があり、これを改善するため本願出願人は、タワー最下段にノズル制御用の一対のモータを配置したタワー式消火装置を提案している（特開平６ー２２８号公報）。
このタワー式消火装置では、最下段のタワー部に設けられた仰角制御用と旋回制御用の各モータの回転が、各段のタワーに設けられた一対のスプライン軸とチェーンによって、最上段のタワー部の一対のスプライン軸に伝達される。そして、仰角制御用モータによる最上段のタワー部のスプライン軸の回転によってノズルを仰角方向に制御する。同時に、旋回制御用モータよる最上段のタワー部のスプライン軸の回転によってノズルを旋回方向に制御し、ノズルを火源に指向させて消火剤を放出するようにしている。
【０００４】
このようにして最上段のタワー部に比較的重量のあるノズルの仰角制御用と旋回制御用の２つのモータを配置する必要がないため、タワーを昇降又は伸縮する駆動力が低減でき、駆動機構の小型化と低コスト化ができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のタワー式消火装置を、例えば自動車用等の大規模トンネル内の消火システムとして応用することが考えられている。タワー式消火装置をトンネル内に設置する場合には、通常時は、自動車の走行を妨げることのない位置に収納されており、火災発生時にトンネル内にタワーを伸ばして高い位置のノズルから消火剤を放出させることが要求される。
【０００６】
しかし、タワー式消火装置をトンネル内にどのように設置し、火災時にどのように動作させたら良いかの技術課題は未解決であり、タワー式消火装置等の昇降機能又は伸縮機能を十分に生かしたトンネル消火システムの構築が望まれている。同様な問題は、トンネル消火システム以外のタワー式消火装置を使用しようとするシステムで起きる。
【０００７】
一方、トンネル等には現在消火システムとして消火栓が設置されているが、火災時に現場にいる人は一般の人であることから、消火栓を使って火災を消火することはせず、避難してしまうため、初期消火活動ができないという問題があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、トンネル等の監視区域に対する設置を適切に行うと共に、火災時には迅速に動作して火災車両等の火源に対して消火剤を正確に放出可能とする昇降式又は伸縮式の消火装置を利用した消火ロボットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の消火ロボットは次のように構成する。
本発明の消火ロボットは、監視区域に設けられ、例えば前面に扉開閉機構によって開閉自在の扉を備えたボックス内に、先端側に、消火剤送出設備より加圧供給された消火剤を放出するノズルを備えた伸縮機構を縮めた状態で収納している。制御装置は、火災時に扉開閉機構を作動してボックスの扉を開放した後に、伸縮機構を作動して監視区域の方向に伸長させると共に、ノズル駆動機構を制御してノズルを火源方向に指向させる。
【０００９】
消火ロボットの伸縮機構は、少くとも２段の伸縮構造を備えたタワーとタワーを伸縮する伸縮駆動機構とで構成される。また少なくとも２段の折り曲げ自在のアームとアームを折曲げ駆動する駆動機構で構成してもよい。
ノズルは、ノズル駆動機構を構成する旋回駆動機構により水平方向に旋回駆動され、また仰角駆動機構により垂直方向に仰角駆動される。また伸縮機構はノズルの旋回駆動と仰角駆動に連動する火源センサを備え、制御装置は火源センサからの検出信号に基づいて火源位置を特定し、火源位置にノズルからの消火剤が到達するように旋回駆動機構及び仰角駆動機構を制御する。
【００１０】
制御装置は、放出起動指示と放出停止指示を遠隔的に受けてノズルから消火剤の放出の開始と停止を制御したり、ノズル駆動指示を遠隔的に受けてノズル駆動機構を制御する。より具体的には、伸縮機構の先端側にノズルの旋回駆動と仰角駆動に連動するビデオカメラを設け、このビデオカメラからの撮影画像を防災センタ等で遠隔的にモニタ表示し、制御装置は、このモニタ表示に基づく放出起動指示、放出停止指示やノズル駆動指示を遠隔的に受けてノズルからの消火剤の放出の開始、停止を制御したり、ノズルの旋回駆動、仰角駆動を制御する。
【００１１】
扉構造としては、ボックスの前面開口部に、開閉機構によって両開きされる扉構造であってもよい。更に、制御装置は、火災検出時等に警報を音声出力する合成音声出力装置を備える。
このような本発明の消火ロボットは、通常時、例えばトンネル内の壁面等に配置されるボックスに収納されているが、火災発生時には、ボックスの扉を開いて伸縮機構が監視区域に伸び、伸縮機構の先端ノズル側に設けている赤外線センサ等の火源センサで火源位置を検出し、ノズルを旋回駆動および仰角駆動により火源方向に指向させる。火源の状態はビデオカメラで撮影されて防災センタで遠隔的にモニタ表示されている。
【００１２】
このためモニタ表示で火災を確認した監視員が、消火起動操作を行うことで、起動指示が制御装置に与えられ、消火剤送出設備から加圧供給された消火剤のノズルからの放出が行われる。消火剤の放出により火災の消火がモニタで確認できたら、消火停止操作を行うことで消火剤の放出が停止される。
また、ノズルを火源方向に指向させるようにモニタで確認しながらノズル駆動指示を行うことで、制御装置は、ノズルの旋回駆動、仰角駆動を制御する。
【００１３】
したがって、監視区域、例えばトンネル内の車両火災などの火源に対する消火剤の迅速で且つ正確な放出が可能になる。また、本発明の消火ロボットは、防災センタなどでの遠隔地でビデオカメラからのモニタ画像を監視しながら遠隔操作でノズルによる火源への消火剤の送出方向を確認して必要ならば調整できるので、正確に火源への消火剤の放出が可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１はトンネル消火システムに適用される本発明の消火ロボットの第１実施形態を示した説明図であり、伸縮タワー型消火ロボットを例にとっている。
図１において、伸縮タワー部１は、４段の伸縮タワー構造をもっており、通常時、トンネル内壁に設けたボックス２に収納される。伸縮タワー部１は、先端にノズル１６とビデオカメラ４７を備え、手動起動操作、防災設備による火災検出、又は消火ロボット自身に設けている赤外線センサによる火災検出のいずれかで動作し、図示のようにタワーを伸ばした後に、防災センタからの放出起動指示を受けて火源に泡や粉末の消火剤などを放出する。
【００１５】
ボックス２は、伸縮タワー部１を通常時縮めた状態で収納すると共に、傾倒／伸縮機構５を備える。傾倒／伸縮機構５は、火災時にボックス２の下部を支点に傾倒して扉の上側を開き、続いて伸縮タワー部１を伸長させる。ボックス２の前面にはスピーカ８７ｃ及び非常灯８８が配置される。ボックス２の近傍には手動起動スイッチ８４と制御ユニット３が配置される。
【００１６】
制御ユニット３は、
▲１▼手動起動スイッチ８４の操作時、
▲２▼消火ロボットに設けている赤外線センサからの検出レベルが所定レベル以上の時、
▲３▼トンネル内に設置された火災感知器、例えば炎感知器からの火災信号を受信する防災盤からの移報信号を受けた時、
▲４▼防災センタからの起動信号を受けた時、
のいずれかで火災と判断して消火ロボットを起動させる。即ち、制御ユニット３は、火災時、傾倒／伸縮機構５を起動してボックス２を図示のよう前に倒して上方に開き、次に伸縮タワー部１を監視区域に向けて伸長させる。
【００１７】
更に、消火剤送出設備４が設けられ、火災時に起動して消火剤をタワー先端のノズル１６に供給して放出させる。このような伸縮タワー型の消火ロボットは、トンネル内に所定間隔毎に設置される。また消火剤送出設備４は、ボックス２毎に設けず、従来の消火栓設備と同様に共通設備として設けてもよい。消火剤送出設備４とノズル１６との間には、消火剤を送出するための図示しないゴムホース、蛇腹ホース等のフレキシブルホースが設けられる。
【００１８】
図２は伸縮タワー部１が伸長した状態におけるノズル駆動機構の説明図であり、図３に傾倒／伸縮機構５をタワーが縮んだ収納状態で示し、更に図４に傾倒／伸縮機構５をタワーが伸びた状態で示す。
図２に於いて、伸縮タワー部１は、最下段の第１段タワー１１と、中間に設けられる第２段タワー１２、第３段タワー１３と、最上段の第４段タワー１４とを有する。最上段の第４段タワー１４には、水平方向に旋回可能なノズル支持部１５と、ノズル支持部１５には、消火剤を放出し、仰角方向（垂直方向）に旋回可能に支持されたノズル１６が設けられている。
【００１９】
また、最下段の第１段タワー１１の下部には、ノズル１６を仰角方向で旋回させるための仰角制御用モータ１１ａと、ノズル１６を水平方向で旋回させるための旋回制御用モータ１１ｂが取り付けられている。
また、第２段から第４段タワー１２〜１４に垂直に配置されたスプライン軸２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂと、さらに、仰角制御用モータ１１ａ及び旋回制御用モータ１１ｂの回転力をスプライン軸２１ａ，２１ｂに伝達する伝達チェーン１４ａ，１４ｂと、スプライン軸２１ａ，２１ｂの回転をスプライン軸３１ａ，３１ｂに伝える伝達チェーン２２ａ，２２ｂと、スプライン軸３１ａ，３１ｂの回転をスプライン軸４１ａ，４１ｂに伝達する伝達チェーン３２ａ，３２ｂとを有している。このためスプライン軸２１ａ〜４１ｂは全て、垂直方向の軸で水平方向に旋回可能になる。
【００２０】
第４段タワー１４のスプライン軸４１ａの先端とノズル支持部１５には、スプライン軸４１ａの回転方向を仰角方向の旋回に変換するギヤ５１ａと、スプライン軸４１ｂの先端とノズル支持部１５には、スプライン軸４１ｂの回転方向を、そのままノズル支持部１５に伝達するためのギヤ５１ｂとが設けられている。このため仰角制御用モータ１１ａが回転するとノズル１６がノズル支持部１５に対して仰角方向（垂直方向）に旋回する。また旋回制御用モータ１１ｂが回転すると、ノズル１６はノズル支持部１５と共に水平方向に旋回する。
【００２１】
ノズル１６の上部にはビデオカメラ取付部４５を介してビデオカメラ４６が設けられ、ノズル１６の仰角方向及び水平方向の変位にビデオカメラ４６を連動させる。更に車両火災などを検出するための２つの赤外線センサ４７が、ビデオカメラ４６の両側に配置されている。
タワーの昇降機構は、図４に示すように、第１段タワー１１に設けられたタワー昇降用の回転ドラム５５，５６と、ワイヤ５７と、第２段、第３段及び第４段タワー１２，１３，１４の下部、上部にそれぞれ回転ドラム６３，６４，７３，７４で構成される。
【００２２】
傾倒／伸縮機構５は、通常は図３に示すようにボックス２内に収納状態にあり、火災発生時に図４に示すように前方方向に装置全体を傾倒して扉８１ａを上方に開き、続いて伸縮タワー部１の第１段から第４タワー１１〜１４が伸長する駆動を行う。このためワイヤ５７の端部がドラムに固定された傾倒／伸縮用モータ７５と、傾倒又は収納時に変位するアーム７６と、伸縮タワー部１の傾倒又は収納時に機能するバネ７７と、ボックス２内の壁に固定されアーム７６の一端が回転可能に取り付けられたプーリ７８ａとを有している。
【００２３】
またアーム７６の他端に取り付けられてワイヤ５７が巻回されると共に移動するプーリ７８ｂと、プーリ７８ｂの軸がガイド溝Ｍを移動するプーリ移動板７９を有している。更に、支点部材Ｌを中心として前後に回動する基台８１を有し、基台８１の前部方向にボックス２の扉８１ａを設けている。扉８１ａには透明部材による透過窓８１ｂが設けられ、背後にビデオカメラ４６及びその両側に配置した二つの赤外線センサ４７を位置させ、火災を監視できるようにしている。
【００２４】
この傾倒／伸縮機構５における傾倒／伸縮用モータ７５のドラムには、図４に示すように、ワイヤ５７の一端が接続される。ワイヤ５７の他端は、プーリ７８ｂ及び回転ドラム５５〜７４に巻回された後に第４段タワー１４の下端に固定されている。尚、傾倒／伸縮機構５には、扉開閉検出スイッチ及び伸縮位置検出スイッチとして動作するリミットスイッチが設けられている。また扉開閉検出スイッチ及び伸縮位置検出スイッチは、ボックス２内であれば、適宜な場所に設置すれば良い。
【００２５】
図５は傾倒／伸縮機構５の動作を示す。まず初期状態では、図５（ａ）のよう、伸縮タワー部１と傾倒／伸縮機構５がボックス２に完全に収納され、扉８１は閉じている。この収納状態では、ワイヤ５７が傾倒／伸縮用モータ７５のドラムに巻き込まれ、かつ、バネ７７の縮み弾性で伸縮タワー部１と傾倒／伸縮機構５がボックス２に収納される。
【００２６】
図５（ｂ）は火災時の起動動作であり、まず傾倒／伸縮用モータ７５を時計回りに回転させると、ドラムに巻回されていたワイヤ５７が緩んで、重量がある伸縮タワー部１と傾倒／伸縮機構５を載置した基台８１が支点部材Ｌを支点として前方に傾倒し、扉８１ａが上方に開かれる。前方に傾倒することで、プーリ７８ｂの軸がプーリ移動板７９のガイド溝Ｍに沿って移動し、ガイド溝Ｍの上端終端部で停止することで、傾倒が規制され、扉８１ａが開いた状態に設定される。
【００２７】
図５（ｃ）は、扉８１ａを開放した後にタワーの伸長動作である。この場合は、傾倒／伸縮用モータ７５を時計回りと逆方向に回転させる。この逆回転でワイヤ５７が傾倒／伸縮用モータ７５のドラムに巻き取られ、伸縮タワー部１の第２段、第３段及び第４段タワー１２〜１４が、図４に示したように、下部のタワーに対して上昇して伸びる。
【００２８】
火災が鎮火した後の収納動作は、起動時と反対の動作によって、伸縮タワー部１が縮んで傾倒／伸縮機構５と共にボックス２に収納され、ボックス２が初期位置に戻り、扉８１ａが閉じる。。
図６は消火ロボットを含めた全体システムを示すシステムブロック図である。図６に於いて、制御ユニット３は、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＰＵ及びＩ／Ｏ回路を備えた制御部８２、音声合成ユニット８７ａ、増幅器８７ｂ及び通信Ｉ／Ｆ回路９１ａを備える。
【００２９】
また制御ユニット３に対しては、ボックス２側の機器として、仰角制御用モータ１１ａ、旋回制御用モータ１１ｂ、ビデオカメラ４６、一対の赤外線センサ４７、傾倒／伸縮モータ７５、消火剤送出設備４からの消火剤をノズル１６に送出する電動弁８３、手動起動スイッチ８４、扉開閉検出スイッチ８５、タワー伸縮を検出する伸縮位置検出スイッチ８６、火災発生時に点滅する非常灯８８、スピーカ８７ｃが設けられる。
【００３０】
更に制御ユニット３にはＶＴＲ９０が接続され、ビデオカメラ４６で撮影した火災の状態などを記録する。
制御ユニット３の制御部８２に於ける火災検出の判断は、ボックス２側に設けた手動起動スイッチ８３からの起動信号、赤外線センサ４７の検出信号、及びトンネルに設置している防災盤１５０からの移報信号に基づいて行われる。防災盤１５０はトンネル内に設置した火災感知器１５２ａ〜１５２ｎを接続し、火災検出信号を受信すると、制御ユニット３に対し移報信号を出力する。尚、火災検出器としては、煙や熱等の火災感知器や炎感知器が用いられる。
【００３１】
赤外線センサ４７からの検出信号は、制御部８２のＣＰＵで検出レベルが所定閾値以上となるか比較されており、閾値以上になると火災と判断し、消火ロボットの起動を行う。
制御ユニット３は通信Ｉ／Ｆ回路９１ａを介して防災センタ１４０側と接続される。この通信Ｉ／Ｆ回路９１ａは、制御部８２のＩ／Ｏ回路を入出力接続し、ビデオカメラ４６を入力接続し、更にスピーカ８７ｃを出力先として接続している。
【００３２】
防災センタ１４０には、防災センタ監視盤９２が設置され、通信Ｉ／Ｆ回路９１ｂを介して制御ユニット３と接続される。通信Ｉ／Ｆ回路９１ｂに対してはビデオカメラ４６からの映像信号を表示するためのモニタ９３、消火ロボットの起動、停止、ノズル指向制御等の制御を行う遠隔操作装置９４、及び増幅器１５６を介してマイク１５４が接続される。
【００３３】
次に、この第１実施形態における動作及び機能について説明する。図７は第１実施形態の動作の処理手順を示すフローチャートである。
図７に於いて、定常監視状態にあっては、ステップＳ１で制御ユニット３の制御部８２が、手動起動スイッチ８４の起動信号の取込み、赤外線センサ４７の検出信号の取込み、防災盤１５０からの移報信号の取込み、更に、防災センタ１４０からの起動信号の取込みを行い、ステップＳ２で火災発生の有無をチェックする処理を繰り返している。手動起動スイッチ８４の起動信号、防災盤１５０からの移報信号及び防災センタ１４０からの起動信号の場合は、直ちに火災と判断し、赤外線センサ４７の検出信号にあっては、予め設定した閾値レベルを越える場合に火災と判断する。
【００３４】
この状態で図８（ａ）のように、車両火災が発生し、例えばボックス２の近傍に設けている手動起動ＳＷ８４のオン操作が行われたとすると、ステップＳ１で手動起動ＳＷ８４のオン操作に伴なうオン信号を取り込み、ステップＳ２で火災発生を判断する。
次に、ステップＳ３では、制御部８２が音声合成ユニット８７ａを制御し、火災報知の合成音声を増幅器８７ｂを通じて図１のボックス２の前面に配置されるスピーカ８７ｃから音声出力すると共に、非常灯８８を点滅させる。例えば、  「火災が発生しました。消火剤を放出します。注意して下さい」などの合成音声による報知を行う。同時に防災センタ制御盤９２に対し、火災発生を通知して警報表示させ、更に消火ロボットの起動を知らせる。
【００３５】
次に、ステップＳ４で制御部８２が、傾倒／伸縮用モータ７５を回転させる起動制御を行う。この場合、図５（ａ）に示したように、初期状態では伸縮タワー部１と傾倒／伸縮機構５がボックス２に収納されている。この収納状態では、ワイヤ５７が傾倒／伸縮用モータ７５のドラムに巻き込まれ、かつ、バネ７７の縮み弾性で伸縮タワー部１と傾倒／伸縮機構５がボックス２に収納される。
【００３６】
この初期状態で制御部８２が、図５（ｂ）に示したように、傾倒／伸縮用モータ７５を時計回りに回転させると、ドラムに巻回されていたワイヤ５７が緩み、重量がある伸縮タワー部１と傾倒／伸縮機構５を載置した基台８１が支点部材Ｌを支点として前方に傾倒する。前方に傾倒することで、プーリ７８ｂの軸がプーリ移動板７９のガイド溝Ｍに沿って移動しガイド溝Ｍの上端終端部で停止することで傾倒が規制され、扉８１ａが開いた状態に設定される。
【００３７】
次に、ステップＳ５で制御部８２が扉８１ａの開閉を検出する扉開閉検出スイッチ８５のオン信号の取り込みを判断する。扉８１ａの完全な開放を検出すると、ステップＳ６で制御部８２は、傾倒／伸縮用モータ７５を図５（ｃ）に示したように時計方向と逆方向に回転させる。この逆回転でワイヤ５７が傾倒／伸縮用モータ７５のドラムに巻き取られ、図４の伸縮タワー部１の第２段、第３段及び第４段タワー１２〜１４が、図８（ｂ）に示すように上昇する。
【００３８】
次に、ステップＳ７では制御部８２が伸縮位置検出スイッチ８６の信号を取り込み、伸縮タワー部１の第２段から第４段タワー１２〜１４が最大の高さ、又は、予め定めた高さに設定されたか否かを判断する。伸縮位置検出スイッチ８６の検出信号を取り込むと、ステップＳ８で制御部８２が一対の赤外線センサ４７からの検出信号に基づいて、火源の水平方向を算出する。
【００３９】
例えばノズル１６を水平回りに旋回しながら２つのセンサ検出レベルを監視し、両方の検出レベルが略同じになる位置を水平方向の検出位置、例えば予め定めた基準方向に対する水平旋回角αを検出する。
続いてステップＳ９で仰角方向を検出するため、例えば水平方向の火源検出位置でノズル１６を仰角方向に回動しながら検出レベルを監視し、ピークレベルが得られた位置を仰角方向の検出位置、即ち水平又は垂直方向を基準方向とした仰角βを検出する。
【００４０】
このように水平方向及び仰角方向から火源位置が検出できたならば、ステップＳ１０で消火剤をノズル１６から火源に放出する際の放物線カーブ等を加味した修正を加えて放出方向を決定し、ステップＳ１１で決定した垂直方向にノズル１６を旋回し、更にステップＳ１２で決定した水平方向にノズル１６を旋回し、消火剤の放出準備を完了する。
【００４１】
尚、水平配置した一対の赤外線センサ４７を個別に水平方向で旋回可能とすれば、各センサの火源検出角から火源迄の距離を算出することができる。火源までの距離が算出できると、消火剤の放出圧力やノズルの仰角調整により、より正確に消火剤を火源に到達できる放出方向の決定が可能となる。
この消火ロボットにおける消火剤の放出準備完了は、防災センタ監視盤９２に通知され、消火ロボット準備完了が表示される。そこで、監視員は、ビデオカメラ４６によって撮影した火災現場の映像をモニタ９３で確認し、消火剤放出が必要と判断した時には、遠隔操作装置９４に設けている放出起動スイッチを操作し、制御ユニット３に放出開始信号を送出する。制御部８２は、ステップＳ１３でこの放出開始信号を受けると、電動弁８３に対し弁開放の制御を行う。これにより電動弁８３が開かれ、消火剤送出設備４から加圧供給された消火剤がノズル１６から火源に向けて放出される。
【００４２】
消火ロボットによる消火剤の放出状態は、防災監視センタ１４０のモニタ９３にビデオカメラ４６によって映し出されており、現場の状況を把握し、火災状況に応じ必要なノズル１６の調整が適切にできる。例えばトンネル内での風向きによって放出した消火剤が十分に火源に到達しない場合や、車両などの障害物が有る場合に、遠隔制御装置９４を操作してノズル１６から放出される消火剤を風上などから送出するように旋回制御用モータ１１ｂを制御してノズル１６を旋回制御したり、消火剤を障害物の上から放出するように仰角制御用モータ１１ａを制御してノズル１６を仰角制御する。
【００４３】
また消火ロボットによる消火剤の放出等に、現場にいる人に対し避難等に指示を必要とする場合には、防災センタ１４０に設置しているマイク１５４を使用し、消火ロボットに設けているスピーカ８７から音声指示を行うことができる。
消火剤の放出中にあっては、ステップＳ１５で防災センタ１４０側からの放出停止信号の有無をチェックしている。防災センタ１４０でモニタ９３の映像からから鎮火を確認できれば、遠隔操作装置９４の放出停止操作によっ放出停止信号が送出され、これを判別してステップＳ１６で放出動作を停止する。
【００４４】
この動作停止は、例えば電動弁８３の閉鎖のみとし、鎮火したと思った後に再び燃え上ったような場合に対処できる再放出のスタンバイ状態とする。このため、ステップＳ１６の動作停止にあっても、常に消火剤の再放出が可能である。最終的に消火ロボットの停止は、現場で鎮火を確認した後の復旧スイッチ等の操作で行われる。
【００４５】
復旧スイッチが操作された時の復旧動作は、図５の逆の動作となり、傾倒／伸縮用モータ７５を逆方向に回転させ、傾倒／伸縮用モータ７５のドラムにワイヤ５７を巻き取る。即ち、消火の起動時と反対の動作によって、伸縮タワー部１が縮んで傾倒／伸縮機構５がボックス２に収納され、ボックス２が初期位置に戻る。
【００４６】
更に消火ロボットの動作時には、ビデオカメラ４６で撮影した火災の状態などをＶＴＲ９０で記録しており、後日、車両火災状況の解析や原因の究明に利用することができる。
ここで、ノズル１６からの消火剤の放出は、防災センタ１４０などの遠隔地からの放出開始信号によって開始されるが、防災センタ１４０が無人になることも考えられるので、この場合には、遠隔操作装置９４等で自動モードを設定することにより、自動的に消火剤の放出を開始することもできる。この自動モードで消火剤の放出を開始した場合には、火源センサとしての赤外線センサ４７からの出力レベルが所定の閾値より低くなった時に、自動的に放出を停止することで、水損等の影響を少なくできる。
【００４７】
またボックス２の扉８１ａに設けた透明窓８１ｂの背後に配置したビデオカメラ４６からの監視区域の映像を、防災センタ１４０のモニタ９３で監視し、火災になったことを確認した場合には、制御ユニット３の制御部８２に対し起動信号、ノズル１６の旋回制御・仰角制御信号、放出開始・放出停止信号等の制御信号を送ることで、消火ロボットを完全に遠隔制御して消火操作を行うこともできる。
【００４８】
図９は本発明の第２実施形態の説明図である。この第２実施形態は、アーム部１０１を用いたアーム型消火ロボットであり、アーム部１０１に放出ノズル１１６とビデオカメラ１２０を備え、火災検出時に図示のように伸長し、ノズル１１６から火源へ消火剤を放出する。
また第１実施形態と同様、アーム部１０１を収納する開閉自在のボックス１０２と、手動起動又は自動起動と共にボックス１０２を手動又は自動で開閉するための制御を行う制御ユニット１０３と、消火剤を送出するための消火剤送出設備１０４とが設けられている。さらに、ボックス１０２の扉を開閉し、かつ、アーム部１０１の全体を傾倒するための図示しない開閉機構が設けられている。
【００４９】
図１０は第２実施形態のアーム型消火ロボットの収納状態を示す。図１０に於いて、ボックス１０２内にアーム部１０１が収納されており、アーム部１０１は折れ曲がり自在に連接された第１アーム１０６と第２アーム１０７とを有している。さらに、アーム部１０１をボックス１０２と共に前方に傾倒させると共に、第１アーム１０６を立ち上げる駆動を行う傾倒／立上駆動機構１１０と、第２アーム１０７の先端部に折れ曲がり自在に設けられ、かつ、収納時に第２アーム１０７の空間部に収納されるノズル支持部１１１とを有している。
【００５０】
また、ノズル支持部１１１にはノズル１１６が設けられ、下部にノズル１１６を水平方向で旋回させる図示しない旋回制御用モータを内蔵した旋回駆動部１１７と、仰角方向で旋回させる仰角制御用モータを内蔵した仰角駆動部１１８とを設けている。さらに、仰角駆動部１１８の上部にビデオカメラ１２０が取り付けられ、ビデオカメラ１２０の両側に一対の赤外線センサ１２１を配置している。
【００５１】
アーム部１０１の第１及び第２アーム１０６，１０７とノズル支持部１１１は、消火動作時に図９に示すように直線状に伸長される。このため第１及び第２アーム１０６，１０７とノズル支持部１１１には折れ曲がり状態又は直線状態に設定するための、モータ機構が内蔵されている。
また第１及び第２アーム１０６，１０７とノズル支持部１１１の内部にワイヤを設け、このワイヤを傾倒／立上駆動機構１１０で巻き取り、又は、緩めることによって第１及び第２アーム１０６，１０７とノズル支持部１１１を折れ曲がり状態又は直線状態に設定するようにしても良い。この機構はアーム部１０１の重量や長さなどを考慮して選択すれば良い。
【００５２】
消火剤送出設備１０４とノズル１１６との間には、第１及び第２アーム１０６，１０７とノズル支持部１１１を通じて消火剤を送出するための図示しないゴムホース、蛇腹ホース等のフレキシブルホースが設けられている。
ここで制御ユニット１０３は図５に示した第１実施形態と基本的に同様であるが、図５のブロック構成に加え、第１及び第２アーム１０６，１０７とノズル支持部１１１の折れ曲がり状態又は直線状態に設定するためのモータを設ける。
【００５３】
次に、第２実施形態の動作及び機能について説明する。図１１は第２実施形態のアーム型消火ロボットの消火状態を示す図である。
図１１に於いて、第２実施形態の動作は基本的に第１実施形態と同様である。まず、火災発生を例えば赤外線センサ１２１の検出レベルが閾値以上となることで検知すると、傾倒／立上駆動機構１１０が動作して、ボックス１０２を前方に傾倒させる。続いて、第１及び第２アーム１０６，１０７を伸展して立ち上げる。この後、火源位置を判定し、ノズル１１６の放出方向を第１実施形態と同様にして算出し、放出起動信号を受けた時に火源に向けて消火剤を送出する。
【００５４】
消火活動が完了した後の復旧時には、起動時とは逆の動作によって第１及び第２アーム１０６，１０７とノズル支持部１１１を折り畳んでボックス１０２内に収納し、ボックス１０２を初期位置に閉じる。
図１２は本発明の消火ロボットで使用する収納用のボックスの他の実施形態であり、両開きの扉構造としたことを特徴とする。
【００５５】
図１２（Ａ）の正面図にあっては、ボックス２の本体１６０のに前面に、蝶番１６６ａ〜１６６ｄによって、２枚の扉１６２，１６４を中央で開くように設けている。扉１６２，１６４の前面には、非常灯１６８，１７０が設置される。また扉１６４側には、手動起動スイッチ１７２が設置される。
扉開閉機構は、扉１６２の左下隅にモータ１７２とリンクアーム１７４を設け、また対角位置となる扉１６４の右上隅に同じくモータ１７６とリンクアーム１７８を設けている。この扉開閉機構は、図１２（Ｂ）の内部構造の平面図に示すように、例えば左下隅については、モータ１７２の回転軸にＬ形のリンクアーム１７４の一端を軸着し、他端を扉１６２のガイド溝１８０に嵌め入れている。
【００５６】
右上隅については、モータ１７６の回転軸にＬ形のリンクアーム１７８の一端を軸着し、他端を扉１６４のガイド溝１８２に嵌め入れている。更に扉１６２，１６４の中央の合せ部分の内側には、扉１６２側に固定してストッパ１８４を設けている。
扉の開放は、まずモータ１７６を反時計回りに回動して扉１６４を１６４´のように開く。続いてモータ１７２を時計回りに回動して扉１６２を１６２´のように開く。扉の閉鎖は、逆の順番となり、まずモータ１７２を時計回りに回動して扉１６２´を１６２のように閉じ、続いてモータ１７６を時計回りに回動して扉１６４´を１６２のように閉じる。尚、ボックスの扉構造は、他の実施形態として例えば上下又は左右にスライドするような構造等どのような構造であってもよい。
【００５７】
尚、本発明の消火ロボットは、トンネル消火システムに限定されず、広い空間をもつ適宜の構築物の消火システムに適用できる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の消火ロボットによれば、通常時、ボックスに収納され、火災時にタワー又はアームを伸長させると共にノズルを火源方向に指向させ、ノズルから消火剤を放出しているため、トンネル内などの監視区域での車両火災などの火源に対して消火剤を迅速且つ正確に放出できるようになる。
【００５９】
また、本発明の消火ロボットによれば、防災センタなどの遠隔地でビデオカメラからのモニタ画像を監視しながら、消火剤の放出起動と停止、ノズル方向の制御等が適切にでき、効率の良い消火が迅速にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消火ロボットの第１実施形態のトンネル設置状態の説明図
【図２】図１の実施形態にあって伸縮タワー部が伸長した状態の説明図
【図３】図１の実施形態にあって伸縮タワー部が縮んだ状態の説明図
【図４】図１のタワーの昇降機構を示す側面図
【図５】図１の傾倒／伸縮機構の動作の説明図
【図６】図１のシステムブロック図
【図７】図１の実施形態の動作処理のフローチャート
【図８】図１の実施形態によるトンネル内での車両火災に対する消火動作を示す説明図
【図９】本発明の第２実施形態のアーム型消火ロボットを構成を示す説明図
【図１０】図９の第２実施形態のアーム消火ロボットの収納状態の説明図
【図１１】図９の第２実施形態のアーム型消火ロボットの消火状態の説明図
【図１２】本発明の消火ロボットの収納に用いるボックスの他の実施形態の説明図
【符号の説明】
１：伸縮タワー部
２，１０２：ボックス
３，１０３：制御ユニット
４，１０４：：消火剤送出設備
５：傾倒／伸縮機構
１１：第１段タワー
１２：第２段タワー
１３：第３段タワー
１４：第４段タワー
１５：ノズル支持部
１６：ノズル
１１ａ：仰角制御用モータ
１１ｂ：旋回制御用モータ
４６，１２０：ビデオカメラ
４７，１２１：赤外線センサ
５７：ワイヤ
７５：傾倒／伸縮用モータ
８０：基台
８１ａ，１６２，１６４：扉
８２：制御部
８４，１７２：手動起動スイッチ
８８，１６８，１７０：非常灯
９０：ＶＴＲ
９２：防災センタ監視盤
９３：モニタ
９４：遠隔操作装置
１０１：アーム部
１０６：第１アーム
１０７：第２アーム
１１０：傾倒／立上駆動機構
１１７：旋回駆動部
１１８：仰角駆動部
１５０：防災盤
１５４：マイク
１７２，１７６：モータ
１７４，１７８：リンクアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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