(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災用ロボットの移動経路に沿って供給管部を配設し、該供給管部と火災用ロボットの受給管部とを流体継手を介して連通せしめるとともに、該火災用ロボットに給電するための給受電装置を備えた火災用ロボット設備であって；
前記流体継手が、縮径された放出口を備え、圧力流体の圧力エネルギを速度エネルギに変換する供給管体と、該放出口と連通間隔を介して対向する受給口を備え、前記圧力流体の速度エネルギを圧力エネルギに変換する受給管体と、からなる非接触式流体継手であり；
該給受電装置が、火災用ロボットに設けられた充電式電池を充電する非接触式受電手段と、前記移動経路に沿って少なくとも一ヶ所に配設され、かつ、該非接触式受電手段に給電する非接触式給電手段と、からなるスポット式給受電装置であることを特徴とする火災用ロボット設備。
【請求項２】
火災用ロボットの移動経路に沿って供給管部を配設し、該供給管部と火災用ロボットの受給管部とを流体継手を介して連通せしめるとともに、該火災用ロボットに給電するための給受電装置を備えた火災用ロボット設備であって；
前記流体継手が、縮径された放出口を備え、圧力流体の圧力エネルギを速度エネルギに変換する供給管体と、該放出口と連通間隔を介して対向する受給口を備え、前記圧力流体の速度エネルギを圧力エネルギに変換する受給管体と、からなる非接触式流体継手であり；
前記給受電装置が、該移動経路に沿って延伸して設置された給電用配線と、該火災用ロボットに設けられ、かつ、該給電用配線に流れる電流を無接触で検出する受電コイルと、からなる全線式給電受電装置であることを特徴とする火災用ロボット設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、火災時に消火を行う火災用ロボット設備に関するもので、特に火災用ロボットに流体継手及び給受電装置を設けた火災用ロボット設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の火災用ロボットとして、特開昭６４−２９２７４号や特開昭６３−１２２４７２号が知られている。
前者の火災用ロボットは火災時に火災地点まで移動し、搭載した消火剤を放出するか、又は、予め設備上移動しない定点に設けられた消火剤送液管の給水ジョイントと火災用ロボットの消火剤取込ジョイントとを接続し、そこから消火剤を供給し、それを消火剤送液管の先端に設けた消火用ノズルから放出するように構成されている。
【０００３】
後者の火災用ロボットは消火剤を積んでおり、火災時にロボットに搭載されている電池により電動モータを駆動し、火災地点まで移動し、消火剤を放出するように構成されている。
この電池が放電した場合には、正規電圧に充電されている電池と交換するか、もしくは、電池をコンセントに接続し、充電器を介して充電するかしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前者の従来例には次の様な問題がある。
（１）消火剤送液管の固定給水口と消火剤取込口とを接続する際に、その給水ジョイントを取込ジョイントに固定させるための支持具が必要なため、設備費及び保守の面から問題があった。
【０００５】
（２）両ジョイントの接触面間には、水漏れを防止するためパッキンを介在せしめている。しかし、このパッキンは老朽化すると水漏れが生じるので、交換しなければならない。その上、パッキンの老朽程度を監視しなければならないので、保守点検が面倒である。
【０００６】
後者の従来例には次の様な問題がある。
（１）電池交換する場合は、常に交換用電池を用意しておくとともに、その電圧を規定電圧に維持しておかねばならず、その維持管理が面倒である。
【０００７】
（２）充電する場合には、電圧低下するごとにコンセントにいちいち接続する必要があるとともに、充電が完了したらコンセントを取り外す必要があり、非常に面倒である。
（３）電池を動力源としているので、長時間にわたる給電は困難である。そのため、火災用ロボットの行動範囲や消火あるいは火災監視などの能力に制約を受ける。
【０００８】
この発明は、上記事情に鑑み、火災用ロボットの流体継手の着脱を簡単、かつ、確実に行えるようにすることを目的とする。
【０００９】
他の目的は、火災用ロボットの電池をコンセントに接続することなく簡単に充電するとともに、該火災用ロボットの行動範囲や消火あるいは火災監視などの能力に制約を受けない様にすることである。更に他の目的は、充電式畜電池を用いる事無く火災用ロボット設備を制御することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、次の様に構成することにより前記目的を達成しようとするものである。
【００１１】
第１の発明は、火災用ロボットの移動経路に沿って供給管部を配設し、該供給管部と火災用ロボットの受給管部とを流体継手を介して連通せしめるとともに、該火災用ロボットに給電するための給受電装置を備えた火災用ロボット設備であって；前記流体継手が、縮径された放出口を備え、圧力流体の圧力エネルギを速度エネルギに変換する供給管体と、該放出口と連通間隔を介して対向する受給口を備え、前記圧力流体の速度エネルギを圧力エネルギに変換する受給管体と、からなる非接触式流体継手であり；該給受電装置が、火災用ロボットに設けられた充電式電池を充電する非接触式受電手段と、前記移動経路に沿って少なくとも一ヶ所に配設され、かつ、該非接触式受電手段に給電する非接触式給電手段と、からなるスポット式給受電装置であることを特徴とする火災用ロボット設備、である。
【００１２】
第２発明は、火災用ロボットの移動経路に沿って供給管部を配設し、該供給管部と火災用ロボットの受給管部とを流体継手を介して連通せしめるとともに、該火災用ロボットに給電するための給受電装置を備えた火災用ロボット設備であって；前記流体継手が、縮径された放出口を備え、圧力流体の圧力エネルギを速度エネルギに変換する供給管体と、該放出口と連通間隔を介して対向する受給口を備え、前記圧力流体の速度エネルギを圧力エネルギに変換する受給管体と、からなる非接触式流体継手であり；前記給受電装置が、該移動経路に沿って延伸して設置された給電用配線と、該火災用ロボットに設けられ、かつ、該給電用配線に流れる電流を無接触で検出する受電コイルと、からなる全線式給受電装置であることを特徴とする火災用ロボット設備、である。
【００１３】
【作用】
第１の発明の作用について説明する。火災用ロボットを火災発生地点に向って移動経路を進行させ、火災発生地点近傍の供給管部の放出口と火災用ロボットの受給管部の受給口とを連通間隔を介して対向させる。この時、非接触式受電手段が、非接触式給電手段に近接して給電が開始され充電式蓄電池が充電される。
【００１４】
そして、供給管部に圧力流体を供給すると、該圧力流体は放出口で絞り込まれ、圧力エネルギは速度エネルギに変換される。そのため、該流体は、所定の速度を有するようになる。その後、該流体は所定の速度で連通間隔を飛び受給口に供給される。受給口に流入した該流体は、受給管部内で再び圧力エネルギに変換された後、出口から排出される。
【００１５】
又、第２の発明では、火災用ロボットの受電体は、給電用配管から無接触で受電しながら電動モータを駆動させ、火災発生地点近傍の供給管部で停止し、供給管部の放出口と受給管部の受給口とを連通間隔を介して対向させる。供給管部に圧力流体を供給すると、該圧力流体は放出口で絞り込まれ、圧力エネルギは速度エネルギに変換される。そのため、該流体は、所定の速度を有するようになる。その後、該流体は所定の速度で連通間隔を飛び受給口に供給される。
受給口に流入した該流体は、受給管部内で再び圧力エネルギに変換された後、出口から排出される。
【００１６】
【実施例】
この発明の第１実施例を図１〜図１０により説明する。トンネルの走行路の側壁上部又は真上にモノレ−ル３０を設け、該モノレ−ル３０に車輪１１を介して火災用ロボット１０を設ける。
【００１７】
この火災用ロボット１０は、例えば、消火、火災監視用の消火用ロボットであり、間隔をおいて複数配設されている。前記モノレ−ル３０は、火災用ロボットの走行を案内する移動経路で、例えば、前記トンネルの他、石油化学工場などのプラント設備の敷地、工場内、ビルなどの建物内や建物外、屋内展示場、屋内競技場、などの消火対象物に沿って配設される。
【００１８】
このモノレ−ル３０には前記火災用ロボット１０を待機させるロボットステ−ション３１が間隔をあけて複数設けられている。このロボットステ−ション３１は開閉自在なボックスである。
【００１９】
モノレ−ル３０には、所定間隔、例えば、２５ｍ間隔、に移動定点３２が設けられている。この移動定点３２は火災用ロボット１０が消火、或いは火災監視のため移動する時の停止位置である。
【００２０】
火災用ロボット（移動式ロボット本体）１０には、充電式蓄電池２０が設けられており、この蓄電池２０は、電動モ−タ１２、モニタノズル１３の方向制御用モ−タ２１、電動ポンプ１５、制御装置１７、アンテナ１９付きの送受信器１８などに電源を供給する。
【００２１】
前記電動モ−タ１２はチェ−ンなどを介して車輪１１を正転／逆転させ火災用ロボット１０を走行させる。又、電動ポンプ１５は、連結配管１６に設けられているが、該連結配管１６は延伸装置２３を介して受給管部１３０に接続されている。前記受給管部１３０の先端部には、接触式流体継手１１０が設けられている。
【００２２】
２２は監視用テレビカメラ、４０は消火剤の貯蔵部、４１は火災受信機４４とアンテナ４３を有する送受信器４２とが接続されている制御盤、４５は火災受信機４４に接続され、かつ、トンネルの側壁に間隔をおいて複数配設された火災感知器、をそれぞれ示す。この火災感知器４５として、例えば、熱、煙、炎の光、ガス、臭いなどによる各種感知器があるが、必要に応じて適宜選択される。
なお、４７は連絡管３３を介して供給配管１００に接続され、かつ、制御盤４１により制御される給水ポンプである。
【００２３】
供給配管１００は、モノレール３０に沿って配設され、該配管１００には移動定点３２に対応して複数の供給管部１２０が設けられている。この供給管部１２０には、弁１３５と接触式流体継手１１０が設けられている。
【００２４】
前記接触式流体継手１１０は図４に示す様に、供給管部１２０と受給管部１３０とから構成されている。
【００２５】
供給管部１２０の供給路１２３は直径Ｄに形成されているが、その先端部は絞り込まれ、断面円錐台状をなしている。放出口１２１の直径ｄは、前記直径Ｄに比べ大幅に縮径されている。両直径の割合ｄ／Ｄは必要に応じて適宜決定されるが、例えば、ｄ／Ｄは１／５が選ばれる。
【００２６】
供給管部１２０の先端にはフランジ１２２が設けられている。この供給管部１２０の先端面は接触面１２４をなしているが、この接触面１２４は、平滑に、かつ、軸心Ｃに対して垂直状に形成されている。
【００２７】
受給管部１３０には受給路１３３が設けられているが、この受給路１３３は、出口１３６に向って次第に広がっている。受給口１３１の直径ｗは前記放出口１２１の直径ｄより若干大きく形成されている。該両直径の割合ｄ／ｗは必要に応じて適宜選択され、例えば、ｄ／ｗは０．９が選ばれる。
前記放出口１２１と受給口１３１とは対向しており、両口１２１、１３１の軸心は該流体継手１１０の軸心Ｃ上に位置している。
【００２８】
受給管部１３０の後端には、フランジ１３２が設けられている。この受給管部１３０の後端面は、接触面１３４をなしているが、この接触面１３４は平滑に、かつ、軸心Ｃに対して垂直状に形成されている。
【００２９】
この接触面１３４は、Ｏリング１３７を介して前記接触面１２４に当接しているが、両接触面１２４、１３４間にはわずかな隙間があり、この隙間が吸引部Ｇを形成している。
【００３０】
この吸引部Ｇは放出口１２１、受給口１３１と連通し、通水時には、両口１２１、１３１間における圧力と同圧、即ち、負圧となっている。なお、両接触面１２４、１３４の面積の大きさは、必要に応じて適宜選択されるが、その面積が大きくなるに従って吸引力が増大する。
【００３１】
モノレール３０に間隔をおいて配設されたロボットステーション３１と移動定点３２には、それぞれ非接触式給電装置（手段）４０１、４０２が設けられている。
【００３２】
この非接触式給電装置４０１、４０２はモノレール３０に沿って所定間隔、例えば、全長１０００ｍのモノレールに２５ｍおきに設けられており、その給電装置の全長は、例えば、５ｍであり火災用ロボット１０の停止位置が多少ずれても火災用ロボット１０に給電ができるようになっている。この給電装置は第１の非接触式給電装置４０１と第２の非接触式給電装置４０２とから構成されている。
【００３３】
この給電装置４０１、４０２は、図３に示す様に、コ字状の磁性体４０１ａ、４０２ａに巻かれた給電用配線４０１ｂ、４０２ｂを備えている。この配線４０１ｂ、４０２ｂは腐食を防止するため樹脂により被覆されている。
【００３４】
第１の非接触式給電装置４０１は、ロボットステーション３１内に設けられ、かつ、給電回路Ｃ１に配設されている。第２の非接触式給電装置４０２は、移動定点３２に設けられ、かつ、前記給電回路Ｃ１と別個に形成された給電回路Ｃ２に配設されている。
【００３５】
第１及び第２の非接触式給電装置４０１、４０２を高周波電流の供給先切り替え装置４１２を介して高周波電源装置４１１に接続している。
【００３６】
火災用ロボット（移動式ロボット本体）１０には、非接触式受電装置３２１が設けられている。この装置３２１は、図３に示す様に、コ字状の磁性体３２１ａに巻かれた受電コイル３２１ｂを備えている。この受電コイル３２１ｂは電源変換装置３２２に接続されている。
【００３７】
この電源変換装置３２２は、受電コイル３２１ｂによって受電された高周波電流を直流電流に変換して充電式畜電池２０を充電したり、電動モータ１２、モニタノズル１３の方向制御用モータ２１、電動ポンプ１５、制御装置１７、アンテナ１９付きの送受信機１８などに電源を供給する。
【００３８】
火災用ロボット１０のブロック回路図を図５により説明する。図５において、ＭＰＵ１０はマイクロコンピュータ、ＲＯＭ１１は図７、図８にフローチャートで示す動作プログラムを記憶するリードオンリメモリ、ＥＥＰＲＯＭ１１は火災用ロボット１０の自己アドレス、制御に必要なロボット毎に異なる設定値等を記憶した電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭをそれぞれ示す。なお、ＥＥＰＲＯＭ１１の代わりにディップスイッチ等を用いてもよい。
【００３９】
ＲＡＭ１１は作業領域としてのランダムアクセスメモリ、ＣＢ１１は電動モータ１２の制御回路、ＣＢ１２はモニタノズル１３の方向制御モ−タ２１の制御回路、ＣＢ１３は電動ポンプ１５の制御回路、ＣＢ１４は、延伸装置２３の制御回路、ＣＢ１５は弁１３５の放水制御回路、ＣＢ１６は監視用テレビカメラ２２の制御回路、ＣＢ１７は充電式蓄電池２０の充電監視回路、ＰＮ１１は各種スイッチやテンキー等（図示せず）が設けられた入力操作部、ＤＰ１１は各種表示灯やＬＣＤ等の表示器（図示せず）が設けられた表示部、ＭＳ１１は定点カウント用のマイクロスイッチ、ＩＦ１１〜ＩＦ１９、ＩＦ１０１、ＩＦ１０２はインターフェース、をそれぞれ示す。なお、ＩＦ１９は送受信器１８接続用インターフェースである。
【００４０】
制御盤４１のブロック回路図を図６により説明する。図６において、ＭＰＵ２０はマイクロコンピュータ、ＲＯＭ２１は図９、図１０にフローチャートで示す動作プログラムを記憶するリードオンリメモリ、ＥＥＰＲＯＭ２１は複数の火災用ロボット１０の各アドレス、火災用ロボット１０ごとに必要な火災用ロボット毎に異なる設定値等を記憶した電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ、をそれぞれ示す。尚、ＥＥＰＲＯＭ２１の代わりにディップスイッチ等を用いてもよい。
【００４１】
ＲＡＭ２１は作業領域としてのランダムアクセスメモリ、ＴＲＸ２１は火災受信機４４と信号の授受を行う火災情報送受信回路、ＴＭ１、ＴＭ２は充電時間を決めるタイマ、ＣＢ２１は高周波電源装置４１１の制御装置回路、ＣＢ２２は制御盤４１により制御される給水ポンプ４７の制御装置、ＰＮ２１は各種スイッチやテンキー等（図示せず）が設けられた入力操作部、ＤＰ２１は各種表示灯やＬＣＤ等の表示器や監視用テレビカメラ２２からの映像信号に基づき表示するブラウン管、等（図示せず）が設けられた表示部、ＩＦ２１〜ＩＦ２８はインターフェース、をそれぞれ示す。尚、ＩＦ２８は送受信器４２接続用インタフェ−スである。前記ＴＭ１、ＴＭ２は省略することも可能である。
【００４２】
本実施例の作用について説明する。火災用ロボット１０は、電圧監視回路ＣＢ１７が充電式蓄電池２０の充電電圧を監視しており（Ｓ１０２）、電圧が所定電圧に低下したことを検出すると、制御装置１７は送受信器１８を介して制御盤４１に給電要求信号を送信する（Ｓ１０４）。
【００４３】
制御盤４１は給電要求信号を受信すると、給電要求信号を送信した火災用ロボット１０を判別し、要求した火災用ロボット１０が停止しているロボットステーション３１の非接触式給電装置４０１の給電用配線４０１ｂに高周波電源装置４１１と電流の供給先切り替え装置４１２を通じて高周波電流を給電する（Ｓ２０４、Ｓ２０５）。
【００４４】
火災用ロボット１０は、給電用配線４０１ｂに流れる高周波電流を非接触式受電装置３２１の受電コイル３２１ｂを介して電磁誘導により受電するとともに、受電した高周波電流を電源変換装置３２２で直流電流に変換し、充電式電池２０を充電する。
【００４５】
電圧監視回路ＣＢ１７が充電式畜電池２０の電圧が規定電圧に回復したことを検出すると（Ｓ１０２）、制御装置１７は制御盤４１に給電完了信号を出力する（Ｓ１０３）。これにより、制御盤４１は高周波電源装置４１１の動作を停止し、給電を停止する（Ｓ２０７、Ｓ２０２）。
【００４６】
火災受信機４４が、火災感知器４５から火災情報、例えば火災信号を受信すると、その火災信号に基づいて火災発生地点を判別し、その情報を制御盤４１に出力する。
【００４７】
制御盤４１は、火災発生地点の情報に基づき（Ｓ２０３、Ｓ２０６、）、火災用ロボット１０を停止させる移動定点３２ａを判別し（Ｓ２０８）、火災用ロボット１０を特定して火災発生地点の情報と移動定点３２ａの情報、並びに移動指令を送受信機１８、４２を通じ無線で送信する（Ｓ２０９）。
【００４８】
ここで、例えば、火災用ロボット１０の特定方法としては、制御盤４１から出力したアドレスと各火災用ロボット１０に記憶されている自己アドレスが一致した場合に、その火災用ロボット１０が火災発生地点の情報と移動命令を受け取る方法が用いられる。
【００４９】
又、制御盤４１は、送信した移動定点３２ａ並びにその前後の移動定点（即ち火災発生地点近傍の移動定点）に設けられた給電用配線４０２ｂに高周波電源装置４１１と供給先切り替え装置４１２を通じて高周波電流を給電する（Ｓ２１０）。
【００５０】
制御盤４１によって指定された火災用ロボット１０は、その制御装置１７が火災発生地点情報と移動命令を受信すると（Ｓ１０５、Ｓ１０６）、充電式畜電池２０の電流を用いて、電動モータ１２を正転もしくは逆転して（Ｓ１０９）、ロボットステーション３１から制御盤４１によって指定された移動定点３２ａまで移動する（Ｓ１１０〜Ｓ１１２）。制御装置１７は、火災用ロボット１０が指定された移動定点３２ａまで移動すると電動モータ１２を停止させる（Ｓ１１３）とともに、ジョイント接続命令（Ｓ１１４）が発せられる。このとき、停止した移動定点３２ａの位置を制御盤４１に送信するようにしてもよい。
【００５１】
停止位置の判別方法として、フローチャートに示した様に、各移動定点３２に突起を設け、一方、火災用ロボット１０には移動定点３２の突起を検出するマイクロスイッチＭＳ１１を設け、該マイクロスイッチが移動定点３２を通過する毎に接点を閉じて定点信号を出力し、制御装置１７がその定点信号を検出する。この通過した移動定点の数をカウントして（Ｓ１１０、Ｓ１１１）、そのカウントされた数と火災用ロボットが移動命令とともに読込んだ火災地点情報としての通過すべき移動定点の数Ｋとの大小の比較を行って（Ｓ１１２）、移動停止点３２ａを判別する。
【００５２】
別方法としては、電動モータ１２が何回転したかを回転計などで計測することにより、移動停止点を判別する方法もある。又、カウント方法としては、発光素子及び受光素子を設ける方法をとってもよい。
【００５３】
そして、移動定点３２ａに停止した火災用ロボット１０は、その受電コイル２１ｂによって移動定点３２ａに設けられた第２の非接触式給電装置４０２の給電用配線４０２ｂに流れる高周波電流を電磁誘導によって受電し、電源変換装置３２２によって直流や交流に変換し搭載している各種機器に供給する。
【００５４】
火災用ロボット１０が停止した場合に、制御盤４１が停止信号を受信したならば、操作者が制御盤４１を操作し、無線で、監視用テレビカメラ２２の回動命令を火災用ロボット１０に送る。
そして、上下左右に回動している監視用テレビカメラ２２が火災地点を写した場合には制御盤４１から監視用テレビカメラ２２の回動停止命令を送出する。
【００５５】
ここで、上下左右に監視用テレビカメラ２２を首振りさせて火災地点を監視用テレビカメラ２２の中央に映し出させる。このとき、操作者が映像から火災と判断した場合には、制御盤４１から火災確定命令を送出する。
【００５６】
火災用ロボット１０の制御装置１７は、その火災確定命令によって、監視用テレビカメラ２２の回転角と俯角を検出して火災位置を判断する（Ｓ１１５）。
なお、操作者が制御盤４１を操作し、無線で、監視用テレビカメラ２２の回動命令を火災用ロボット１０に送る代わりに、火災用ロボット１０が停止したら監視用テレビカメラ２２が自動的に回動を開始するようにしてもよく、又、回動停止命令と火災確定命令とを１つの信号で行うようにしもよい。
【００５７】
又、このとき、制御装置１７は停止している移動定点３２ａの位置情報信号を映像信号に重畳させて送信し、映像の中に表示させるようにしても良い。
【００５８】
前述のように、火災用ロボット１０が移動停止点３２ａで停止すると、制御装置１７はジョイント接続命令（Ｓ１１４）を発して延伸装置２３を駆動させ、一点鎖線の位置にある受給管部１３０Ａを移動して、フランジ１３２を供給管部１２０のフランジ１２２に当て、接触面１２４、１３４を当接させる。
【００５９】
制御装置１７はモニタノズル１３の方向制御モータ２１を回転制御してモニタノズル１３を火災地点に指向させるとともに（Ｓ１１６）、放水制御部に弁開放命令（Ｓ１１７）を送出し、火災用ロボット１０に設けられた部材（図示せず）を供給管部１２０に設けられたマイクロスイッチに当接させ、弁１３５を開放させる。制御装置１７は電動ポンプ１５を始動させると共に、送受信器１８、４２を介して制御盤４１に放出開始命令を送信し（Ｓ１１８）、給水ポンプ４７を始動させ、接触式流体継手１１０を通じて貯蔵部４０に貯蔵されている消火剤、例えば泡混合液をモニタノズル１３から放出させる。
【００６０】
この時、制御盤４１に放出開始を送信するようにしてもよい。又、弁開放命令は、例えば供給管部１２０側にマイクロスイッチを、受給管部１３０側にレバ−を設けておき、このレバ−を倒してマイクロスイッチを動作させるようにしても良い。
【００６１】
供給管部１２０の入口１２６に流体、例えば、消火用水Ｓを圧力Ｐ１で供給すると、該水Ｓは供給路１２３を通りながら放出口１２１で絞り込まれ、該水の圧力Ｐ１は速度水頭に変換された後、放出口１２１から受給管部１３０の受給口１３１に供給されるとともに、受給路１３３内で再び圧力水頭に変換され、圧力Ｐ３で出口１３６から排出される。
【００６２】
この時の放出口１２１からの放水圧力Ｐ２は、ベルヌーイの定理に基いて次式により求められる。
Ｐ２＝Ｐ１−Ｑ２／２ｇＳ１２
【００６３】
この式において、Ｑは放出口１２１の流量、Ｓ１は放出口１２１の断面積、ｇは重力加速度、をそれぞれ示す。従って、流量Ｑ、圧力Ｐ１が一定の場合には放出圧力Ｐ２は放出口１２１の断面積Ｓ１の関数となり、断面積Ｓ１を選択することにより放水圧力Ｐ２の値を負にすることができる。
【００６４】
この様に放出口１２１の放水圧力Ｐ２は、供給路１２３及び受給路１３３中で最も小さな圧力となる。例えば、供給路１２３の圧力Ｐ１が１０ｋｇ／ｃｍ２であり、受給路１３３の圧力Ｐ３が８ｋｇ／ｃｍ２である時には、放水圧力Ｐ２は−１ｋｇ／ｃｍ２となる。
【００６５】
この放水圧力Ｐ２は、接触面１２４、１３４間の吸引部Ｇの圧力となるので、両接触面１２４、１３４は吸引部Ｇを介して強く引き合い吸着する。これにより両管部１２０、１３０は強固に接続されて一体となる。
【００６６】
給水中に両管部１２０、１３０を互いに反対方向に引っ張っても、前記吸引部Ｇにおける吸引力のため両者１２０、１３０を引き離すことはできない。
しかし、供給管部１２０への給水を停止すると、前記吸引部Ｇにおける吸引力はなくなるので、両管部１２０、１３０は自動的に吸着が解除され、離れてしまう。
【００６７】
なお、火災用ロボットに消火剤、例えば泡混合液の貯蔵部（タンク）及びそのタンクに貯蔵された消火剤量を検出する消火剤量検出部を設け、消火初期においてはタンクから消火剤をモニタノズル１３に供給し、消火剤量検出部によって消火剤がないと判別された場合に、消火剤の貯蔵部４０から消火剤を供給するようにしてもよい。
【００６８】
また、タンクに泡原液のみを貯蔵し、消火剤の貯蔵部からは消火用水のみを供給するようにして、それらを例えば、ラインプロポーションのような混合器を用いて混合した後にモニタノズル１３から放出するようにしてもよい。ここで、タンクを設ける場合にはタンクの出口の部分に弁を設けるようにし、それを制御する放水制御部も制御装置１７に設ける。
【００６９】
消火活動中は、監視用テレビカメラ２２から送出される火災発生地点の映像信号を制御盤４１のブラウン管（図示せず）に表示し、操作者が鎮火されたか否かを監視し（Ｓ１１９）、鎮火されたと判断した場合には、火災消火完了命令を制御盤４１から制御装置１７に送出する（Ｓ１１９のＮ）。
そうすると、電動ポンプ１５を停止させると共に、制御装置１７から制御盤４１に放出停止命令（Ｓ１２０）が発信され、給水ポンプ４７を停止させる（Ｓ２１４）。
【００７０】
一方、制御装置１７は、延伸装置２３を駆動させ、火災用ロボット１０の受給管部１３０を縮ませ、その移動定点３２ａに対応して設けられた供給管部１２０から切り離すとともに（Ｓ１２１）、火災用ロボット１０に設けられた部材（図示せず）をマイクロスイッチから離させることにより弁１３５を閉じさせ、消火剤、例えば、泡混合液のモニタノズル１３から放出を停止させる。
【００７１】
その後電動モータ開始命令（Ｓ１２２）により電動モータ１２を逆転もしくは正転させて火災用ロボット１０を走行させ前記ロボットステ−ション３１まで到達した時点で電動モータ停止命令（Ｓ１２６）を発信し、電動モータ１２を停止し該火災用ロボット１０を元の位置に戻すと共に、次の火災に備える。制御装置１７が戻った旨を制御盤４１に送信すると（Ｓ１２７、Ｓ２１５）、移動定点の給電部がオフとなり給電を停止する（Ｓ２１６）。
【００７２】
火災用ロボット１０がロボットステ−ション３１まで戻ったことを判別する方法としては、フローチャートに示したように、停止した移動停止点３２ａを起点として通過した移動定点の数をカウントして、その数と移動命令とともに読込んだ火災地点情報としての通過すべき移動定点の数Ｋとの差が０となった場合にロボットステ−ション３１まで戻ったとする方法が採用される（Ｓ１２３〜Ｓ１２５）。
【００７３】
別方法としては、電動モータ１２が何回転逆回転したかを回転計などで計測することにより、ロボットステ−ショント３１に戻ったことを判別する方法もある。又、カウント方法としては前記発光素子及び受光素子を設ける方法を採用しても良い。
【００７４】
また、火災用ロボット１０が移動停止点３２ａまで移動して電動モータ１２を停止した後、更に所定位置に停止したか否かを判定し、否の場合には位置修正を行うプログラムを設けても良い。
【００７５】
更に、火災用ロボット１０を正確に指定した移動定点に停止させる為の移動微調整手段を設けても良い。この移動微調整手段として、例えば、火災用ロボット１０がロボットステ−ション３１から目標の移動定点に向う場合に、火災用ロボット１０の移動速度をその途中迄高速で行い、該移動定点近傍に到達したら低速で行って、その移動定点に停止し易い様に速度を制御する方法が用いられる。
【００７６】
また、火災用ロボット１０の受給管部１３０と移動定点３２ａに対応して設けられた給水管部１２０との接続が完了したことを圧力水が送液されたことを感知する圧力センサを用いて判別し、接続が不良と判別される場合には、消火ロボット１０の位置修正を行ない、再度接続を試みるようにしてもよい。
なお、火災位置判別（Ｓ１１５）及び火災監視（Ｓ１１９）を上記の様に監視用テレビカメラ２２を用いて行なう代わりに、炎センサを用いて自動制御で行なうようにしてもよい。
【００７７】
この発明の第２実施例を図１１〜図１４により説明するが。図１〜図１０と同一図面符号はその名称も機能も同一である。この実施例と第１実施例との相違点は次の通りである。
（１）流体継手として、接触式流体継手の代わりに、非接触式流体継手が用いられていること。
【００７８】
（２）給受電装置として、スポット式給受電装置、即ち、火災用ロボットに設けられた受電コイルと、移動経路に沿って複数配設されたコ字状の磁性体に巻かれた給電用配線と、を用いる代わりに、全線式給受電装置、即ち、火災用ロボットに設けられた受電コイルと、移動経路に沿って延伸配設された給電用ループ配線と、を用いることである。
【００７９】
この発明の非接触式流体継手を図１４により説明する。非接触式流体継手５１０は供給管体５２０と受給管体５３０とから構成されている。両管体５２０、５３０は連通間隔ＷＤを介して対向しているが、この連通間隔ＷＤは必要に応じて適宜決定され、例えば、３０ｍｍが選択される。
【００８０】
供給管体５２０の供給路５２３は直径Ｄに形成されているが、その先端部は絞り込まれ、断面円錐台状をなしている。放出口５２１の直径ｄは、前記直径Ｄに比べ大幅に縮径されている。両直径の割合ｄ／Ｄは必要に応じて適宜決定されるが、例えば、ｄ／Ｄは１／５が選ばれる。
【００８１】
供給管体５２０は移動定点３２に対向するように、例えば、壁面や地上面に設けられた支持部材５２４に固定され、その先端部の外周面は円錐台状に形成されている。
【００８２】
受給管体５３０は火災用ロボット１０の支持部材５３４により支持されているが、この受給管体５３０には受給路５３３が設けられている。この受給路５３３は、デフュ−ザ部であり、出口５３６に向って次第に広がっている。  受給口５３１には、放出口５２１に向かって広がる受給ガイド５３２が設けられている。
【００８３】
この受給口５３１の直径ｗは前記放出口５２１の直径ｄより若干大きく形成されている。該両直径の割合ｄ／ｗは必要に応じて適宜選択され、例えば、ｄ／ｗは０．９が選ばれる。前記放出口５２１と受給口５３１とは対向しており、両口５２１、５３１の軸心は該流体継手５１０の軸心Ｃ上に位置している。
【００８４】
次に非接触式給受電装置を図１１、図１２により説明する。
モノレール３０に沿って給電区画毎にループ状の給電用配線６１０、６２０が配設されている。この給電用配線６１０、６２０は耐腐蝕性の樹脂でコーティングされるとともに、高周波電流の供給先切り替え装置４１２を介して高周波電源装置４１１に接続されている。
【００８５】
火災用ロボット１０には、前記給電用配線６１０、６２０から給電を受けるための受電体としての受電コイル６５０が設けられている。該受電体６５０で受電した高周波電流は、必要に応じて直流、又は交流に変換して電動モータ６４２、制御装置１７、充電式蓄電池２０、監視用モニタカメラ２２等に供給される。
【００８６】
図１３は、給電用配線６２０と受電コイル６５０との位置関係を説明する図で、６６０はループ状に配線された給電用配線６２０の支持部材、６６１は火災用ロボット１０のアーム６６３に設けられた補助輪、６６２は火災用ロボット１０の上部に設けられ、上端に車輪６４１と電動モータ６４２を有するアームである。  その給電用配線６２０の間に、間隙を空けて挿入されるように、受電コイル６５０が火災用ロボット１０のアーム６６２に固定されている。
【００８７】
また、図１２に示す火災用ロボット１０の電源変換装置３２２は、例えば、受電コイル６５０と並列に、該受電コイル６５０と給電用配線６２０の周波数に共振する共振回路を構成するコンデンサと、該共振回路のコンデンサと並列に接続された整流用ダイオードと、このダイオードに接続され、出力を所定電圧に制御する安定化電源回路と、直流を交流に変換するＤＣ−ＡＣコンバータ等とから構成されている。尚、安定化電源回路は、例えば、電流制限用のコイルと出力調整用トランジスタとフィルタを構成するダイオード及びトランジスタから構成されている。
【００８８】
本実施例の作動を説明するが、第１実施例と相違する非接触式流体継手及び全線式給受電装置の作動を中心に説明する。
【００８９】
制御盤４１は、火災受信機４４から火災情報を受信すると、高周波電源装置４１１から給電用配線６２０に高周波電流を供給し、火災用ロボット１０に電源を無接触で供給するとともに、火災用ロボット１０に火災位置情報と移動命令を無線で送信する。火災用ロボット１０は受電コイル６５０で無接触で受電し電源変換装置３２２で変換された電源により電動モータ１２を駆動し、停止予定移動定点まで移動し、テレビカメラ２２を動作させ、火災地点の状況を撮影して制御盤４１に無線で送信する。
【００９０】
なお、給電用配線６２０と受電コイル６５０との間の無接触による電源の供給は、給電用配線６２０を流れる高周波電流により、図１３に点線Ｍで示すように給電用配線６２０の周囲に交番磁界を生じ、受電コイル６５０に起電力を発生させる。この起電力により発生した交流電流は電源変換装置３２２のダイオードで整流され、安定化電源回路により所定の直流電圧にされて出力され、またＤＣ−ＡＣコンバータによって交流電圧として出力され、各種搭載機器１２、２０、２２等に供給される。
【００９１】
前述の様に火災用ロボット１０が停止予定移動定点３２ａで停止した後、第１実施例と同様にして受給管部５３０を伸長させ、受給管部５３０と供給管部５２０との間隔を設計通りにする。
【００９２】
供給管体５２０の入口５２６に流体、例えば、消火用水Ｓを圧力Ｐ１で供給すると、該水Ｓは供給路５２３を通りながら放出口５２１で絞り込まれ、該水の圧力Ｐ１は速度水頭に変換され、所定速度となる。
【００９３】
このようにして所定の速度を得た該流体は放出口５２１から噴射され、連通間隔ＷＤを通って受給ガイド５３２に案内されながら受給口５３１に供給される。
受給管体５３０内に流入した該流体Ｓは、受給路５３３内で再び圧力水頭に変換され、圧力Ｐ３で出口５３６から排出される。
【００９４】
この時、ベルヌーイの定理及び速度エネルギから圧力エネルギへの変換効率を考慮することにより次のような関係式が得られる。
Ｐ２＝Ｐ１−Ｑ２／２ｇＳ１２
Ｐ３＝ε（Ｐ２＋Ｑ２／２ｇＳ１２）
【００９５】
この式において、Ｐ２は放出口５２１における消火用水の圧力、Ｐ３は受給管体５３０にとりこまれ定常状態となった場合の消火用水の圧力、Ｑは放出口５２１の流量、Ｓ１は放出口５２１の断面積、ｇは重力加速度、ε＝０．７〜０．８、をそれぞれ示す。
【００９６】
この結果、受給管体５３０にとりこまれ定常状態となった場合の消火用水Ｓの圧力Ｐ３は、供給管体５２０に消火用水Ｓが供給されたときの消火用水の圧力Ｐ１の７０〜８０％が得られる。
【００９７】
消火後火災用ロボットが第１実施例と同様な要領で元のロボットステーション３１に戻り、戻った旨の信号を制御盤４１に発信すると、供給先切り換え装置４１２が切り換わり給電用配線６２０への給電が中止されると共に、ロボットステーション３１の給電用配線６１０に給電を開始する。これにより火災用ロボットの受電部を介して充電式蓄電池２０が充電される。
【００９８】
この発明の第３実施例を説明するが、この実施例と第１実施例との相違点は次の通りである。即ち、流体継手として接触式流体継手の代わりに非接触式流体継手を用いたことである。この非接触式流体継手は、第２実施例で用いたものと同様なので説明を省略する。
【００９９】
この発明の第４実施例を説明するが、この実施例と第２実施例との相違点は次の通りである。即ち、流体継手として、非接触式流体継手の代わりに、接触式流体継手を用いたことである。この非接触式流体継手は第１実施例で用いたものと同様なので説明を省略する。
【０１００】
この発明の実施例は上記に限定されるものではなく、例えば、給受電装置の給電装置をロボットステーションを除く移動定点のみに配設してもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
この発明は以上の様に構成したので、次のような顕著な効果を奏する。
（１）当接する供給管部の接触面と受給管部の接触面の間に吸引部を設けたので、供給管部に圧力流体を供給すると、放出口近傍が負圧となり、吸引部は負圧となる。そのため、両接触面は互いに引き合うので供給管部と受給管部とは強固に接続され一体となる。又、供給管部への圧力液体の供給を停止すると、吸引部は大気圧となるので吸引力がなくなり両管部は分離する。
このように、本発明によれば、簡単に、しかも確実に流体継手の着脱をすることができる。  又、従来例に比べ流体継手の保守点検が容易となる。
【０１０２】
（２）供給管部の放出口と受給管部の受給口とを連通間隔をあけて対向せしめたので、供給管部に供給された圧力流体の圧力エネルギは放出口により速度エネルギに変換された後、所定速度で連通間隔を通って受給口に供給されるとともに、受給管部内で再び圧力エネルギに変換される。そのため、供給管部に供給された圧力流体を効率よく受給管部に渡すことができる。
また、従来例と異なり、流体継手を着脱する必要は無いので、取扱が簡単であり、保守点検も容易である。
【０１０３】
（３）スポット式又は全線式給電受電手段を設けたので、火災用ロボットに十分な電源を供給することができる。そのため、火災用ロボットの行動範囲や消火あるいは火災監視などの能力に制約を受けることがないので、設計通りに火災用ロボットを働かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す火災用ロボット設備の概略図である。
【図２】火災用ロボットの拡大縦断面図である。
【図３】スポット式給受電装置の概略図である。
【図４】接触式流体継手の拡大断面図である。
【図５】火災用ロボットのブロック回路図である。
【図６】制御盤のブロック回路図である。
【図７】火災用ロボットのプログラムのフローチャートの前半部を示す図である。
【図８】火災用ロボットのプログラムのフローチャートの後半部を示す図である。
【図９】制御盤のプログラムのフローチャートの前半部を示す図である。
【図１０】制御盤のプログラムのフローチャートの後半部を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施例を示す火災用ロボット設備の概略図である。
【図１２】火災用ロボットの拡大断面図である。
【図１３】全線式給受電装置の概略図である。
【図１４】非接触式流体継手の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０    火災用ロボット
３０      モノレ−ル
３１    ロボットステ−ション
３２      移動定点
１１０        接触式流体継手
１２０        供給管部
１２４        接触面
１３０        受給管部
１３４    接触面
３２１    非接触式受電装置
４０１        非接触式給電装置
４０２        非接触式給電装置
５１０        非接触式流体継手
５２０        供給管部
５３０        受給管部
６１０        非接触式給電装置
６２０        非接触式給電装置
６５０    非接触式受電装置
Ｇ          吸引部
ＷＤ        連通間隔
【図１】
0003612776.tif 000002
【図２】
0003612776.tif 000003
【図３】
0003612776.tif 000004
【図４】
0003612776.tif 000005
【図５】
0003612776.tif 000006
【図６】
0003612776.tif 000007
【図７】
0003612776.tif 000008
【図８】
0003612776.tif 000009
【図９】
0003612776.tif 000010
【図１０】
0003612776.tif 000011
【図１１】
0003612776.tif 000012
【図１２】
0003612776.tif 000013
【図１３】
0003612776.tif 000014
【図１４】
0003612776.tif 000015