(57)【要約】【課題】  大型空調ダクトの内面を清掃する自走型のダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムと、それを用いたダクト清掃方法を提供する。【解決手段】主要構成部は、カメラを複数搭載したダクト清掃ロボット本体と、そのカメラ映像を表示するカメラ撮像モニターシステムから成る。清掃形態は底板清掃（S３０１）と横壁清掃（S３０２）と天板清掃（S３０３）を選択するステップ（S３０４）を選択して、ブラシ回転・塵埃吸引・自走するステップ（S３１１）とロボットの幅寄せを検出するステップ（S３１４）の処理から成り、モニターシステムは、搭載するカメラの映像をモニターに送信するステップ（S３３０）と、カメラ画像選択ステップ（S３３１）と、幅寄せ検出ステップ（S３１４）をモニターで表示するステップ（S３３２）と、選択画像の同時表示ステップ（S３３３）から成る。その清掃形態の選択するステップ（S３０４）とモニターシステムのステップを連携させることにより、作業効率の良いダクト清掃が可能になる。【選択図】  図１４
2006005666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムにおいて、
前記複数の撮像素子の画像を表示する複数画面の表示ステップと、
前記複数の撮像素子の画像を選択する画像選択ステップと、
前記画像選択ステップで選択された画像を、前記複数画面の中の任意の画面に同時に表示する画像処理ステップと、
を有することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステム。
【請求項２】
ダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムにおいて、
清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触検出器を複数配置して、前記接触検出器の動作を表示する表示器を複数配置してあり、
前記複数の撮像素子の内、少なくとも前記表示器を撮像する複数の撮像素子を有し、
前記接触検出器の接触判定ステップと、
前記接触判定ステップに基づく前記表示器の表示ステップと、
前記表示器の表示状態を前記複数の撮像素子で撮影してモニター画面で表示するステップと、
前記複数の撮像素子の前記左右側面の位置関係に呼応したモニター画面表示ステップを有することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステム。
【請求項３】
ダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムにおいて、
ダクト内を移動させる走行台車機構部と、前記走行台車機構部に搭載した昇降機構部と、前記昇降機構部で回動支承する清掃ヘッド機構部とを備え、
前記走行台車機構部と前記昇降機構部と前記清掃ヘッド機構部のそれぞれに、撮像素子を搭載して、
前記清掃ヘッド機構部に、複数の回転ブラシと更に塵埃の吸引開口部を設けて、前記清掃ヘッド機構部を回動させることによって、前記４つの内面の各々を前記複数の回転ブラシの先端回転平面で清掃して前記吸引開口部から塵埃を吸引すると共に、前記撮像素子の映像を表示するモニターを有することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステム。
【請求項４】
ダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムにおいて、
ダクト内を移動させる走行台車機構部と、前記走行台車機構部に搭載した昇降機構部と、前記昇降機構部で回動支承する清掃ヘッド機構部とを備え、
前記走行台車機構部と前記昇降機構部と前記清掃ヘッド機構部のそれぞれに、撮像素子を搭載して、
少なくとも、前記昇降機構部の左右にダクト壁との接触検出器とこの接触検出器の動作を表示する表示素子とこの表示素子を撮像する撮像素子を搭載してあり、
前記表示素子を撮像する前記撮像素子の映像が、左右に配置したモニター画面のそれぞれに対応することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステム。
【請求項５】
矩形断面ダクトの内面を清掃するダクト清掃ロボットに複数の撮像素子を搭載して、  前記複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法において、
前記複数の撮像素子の画像を表示する複数画面の表示ステップと、
前記複数の撮像素子の画像を選択する画像選択ステップと、
前記画像選択ステップで選択された画像を、前記複数画面の中の任意の画面に同時に表示する画像処理ステップと、
を有して、前記矩形断面ダクトの４つの内面を選択的に清掃することを特徴とするカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法。
【請求項６】
矩形断面ダクトの内面を清掃するダクト清掃ロボットに複数の撮像素子を搭載して、  前記複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法において、
清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触検出器を複数配置して、前記接触検出器の動作を表示する表示器を複数位置してあり、
前記複数の映像撮像素子の内、少なくとも前記表示器を撮像する複数の撮像素子を有し、
前記接触検出器の接触判定ステップと、
前記接触判定ステップに基づく前記表示器の表示ステップと、
前記表示器の表示状態を前記複数の撮像素子で撮影してモニター画面で表示するステップと、
前記複数の撮像素子の前記左右側面の位置関係に呼応したモニター画面表示ステップを有して、
前記ダクト清掃ロボットの、前記左右側面のいずれかのダクト横壁への接触を、視認表示することにより前記ダクト横壁を清掃することを特徴とするカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法。
【請求項７】
矩形断面ダクトの内面を清掃するダクト清掃ロボットに複数の撮像素子を搭載して、  前記複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法において、
前記ダクト清掃ロボットが、矩形断面ダクト内を移動させる走行台車機構部と、前記走行台車機構部に搭載した昇降機構部と、前記昇降機構部で回動支承する清掃ヘッド機構部とを備え、
前記走行台車機構部と前記昇降機構部と前記清掃ヘッド機構部のそれぞれに、撮像素子を搭載して、
前記清掃ヘッド機構部に、複数の回転ブラシと更に塵埃の吸引開口部を設けてあり、前記清掃ヘッド機構部を回動させることによって、前記４つの内面の各々を前記複数の回転ブラシの先端回転平面で清掃して前記吸引開口部から塵埃を吸引すると共に、前記撮像素子の映像を表示するモニターを有して、前記矩形断面ダクトの４つの内面を選択的に清掃することを特徴とするカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法。
【請求項８】
矩形断面ダクトの内面を清掃するダクト清掃ロボットに複数の撮像素子を搭載して、  前記複数の撮像素子の映像を再生するモニターを有するダクト清掃ロボットのカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法において、
前記ダクト清掃ロボットが、ダクト内を移動させる走行台車機構部と、前記走行台車機構部に搭載した昇降機構部と、前記昇降機構部で回動支承する清掃ヘッド機構部とを備え、
前記走行台車機構部と前記昇降機構部と前記清掃ヘッド機構部のそれぞれに、撮像素子を搭載して、
少なくとも、前記昇降機構部の左右にダクト壁との接触検出器とこの接触検出器の動作を表示する表示素子とこの表示素子を撮像する撮像素子を搭載しており、
前記表示素子を撮像する前記撮像素子の映像が、左右に配置したモニター画面のそれぞれに対応させて、
前記ダクト清掃ロボットの、前記左右側面のいずれかのダクト横壁への接触を、視認表示することにより前記ダクト横壁を清掃することを特徴とするカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダクトの内壁面に付着した塵埃を清掃する装置に係り、特にダクト内を走行させながら内壁面の塵埃を回転ブラシで掻き落すと共に、掻き落された塵埃を撒き散らすことなく集塵部で吸引して、さらに操作者がこの清掃状態を視認して、適切な清掃状態を管理可能とするカメラシステムを搭載したダクト清掃ロボットのカメラで撮影した撮像モニターシステムと、それを用いた清掃方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調ダクトは、長年の使用により堆積した塵埃を定期的に除去清掃する必要がある。この清掃は、特許文献１（ダクト内検査装置）や特許文献２（ダクト清掃用ロボット清掃機）に開示されているように、ダクト清掃ロボットが進行する前方に向けた一つのビデオカメラを配置して、ダクト内をブラシあるいは圧縮空気噴射で清掃すると共に、ビデオカメラのモニタ画面を操作者が見ながらこのロボットを走行させる。そこで、特許文献１の装置や特許文献２の方法は、ダクト清掃中にその送風が停止可能で、小径ダクトが多く設置されている通常の建物のダクト清掃に多く利用されている。
【０００３】
ところで、原子力発電所内の空調ダクトでは、放射線防護の問題から通常の建物のダクト清掃時間より非常に短く、あるいは、空調を停止しないでダクト内を清掃することが望まれている。そして、原子力発電所内のダクトは構造的に大型の長方形断面のものが多い。
【０００４】
このような観点でダクト清掃手段を検討すると、短時間清掃或いは空調稼動中に清掃可能にする手段は、堆積した塵埃を剥ぎ取った直後に吸引する手段を採用することが好ましい。そして、長方形断面の四隅を確実に清掃するためには、清掃ブラシが確実にダクト横壁に接するように、この清掃ロボットを横壁に近接させる幅寄せが確実にできるようにしなければならない。
【０００５】
この点、前述の特許文献１、２の清掃ロボットでは、前方監視のテレビカメラが１台であるので、横壁に近接するものであるか否か、確認が難しい。なぜなら、そのような例の清掃ロボットは、前進させると同時にブラシの回転あるいは圧縮空気の噴射を行い、一つの円管内を一回進行させるだけで小径ダクトの内面全てを対象に清掃させる場合に効果的になる構成であり、幅寄せを必ずしも行わなくても清掃できる場合が多い。そこで、前方監視のテレビカメラを１台有すれば、管のほぼ中央を自走させるように、操作者が操縦できる。しかし、幅広いダクトを対象とするとする場合は、清掃ロボットの幅寄せを頻繁に行うことになるので、操作者が容易に確実に幅寄せできることが必要な機能になる。
【０００６】
特許文献３（ダクトの清掃装置）は、テレビカメラの代わりに超音波センサとタッチセンサを用いるものである。この例は、清掃ロボットが前方や側面の壁あるいは障害物をセンサで検知して操作者に通知し、操作者がその検知信号を判断して清掃ロボットを走行操作するものである。この例ではセンサを用いるので壁の角隅まで清掃ロボットを確実に誘導できるが、幅広いダクトではこのロボット自身の位置が把握できない。また、操作者がタッチセンサからの表示信号のみで清掃ロボットを操縦するので、ダクト内の清掃状態やそのロボット位置を想像して判断することになる。そこで、操作者が安心して使用するためには、やはり特許文献１、２のようにテレビカメラを利用する方法が良い。
【０００７】
特許文献４（作業ロボット装置）は、テレビカメラとタッチセンサの両方を備えたダクト清掃ロボットの例である。この装置ではテレビカメラで直視して、タッチセンサで前述の操作者の不安を解消できることが予想され得る。しかし、この例ではタッチセンサとテレビカメラを単純に並べて配置していることに留まっており、操作者がより安心して確実に壁の４隅を清掃する機能に乏しい。そこで、幅広で大型の矩形断面を清掃する目的の本発明の対象とするダクト清掃ロボットは、操縦性を容易にする機能の向上が望まれている。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−４２８０５号公報
【特許文献２】特開平１１−４２４６７号公報
【特許文献３】特開昭５９−９０６８６号公報
【特許文献４】実開昭５９―１８８１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上に説明した点に鑑み、以下の課題を解決することにある。（１）ダクト内の状況視野と、ダクト清掃ロボットを操縦するための視野のそれぞれの視認機能を別々にもつこと、（２）それら複数の視野の中から、操作者が複数選択する機能をもつこと、（３）それらの複数の視野を同時に表示するモニター機能をもつこと、を少なくとも解決して、そして更に（４）ダクト清掃ロボットの操縦をより安全で確実にする機能をもつこと、（５）原子力発電所の空調ダクトのように、大型で送風稼動中であってもポリッシュする機構に搭載可能な機能であること、（６）大型の長方形断面の四隅を、確実にポリッシュする操縦を容易にする機能であること、（７）（１）〜（６）の機能を有するダクト清掃ロボットのカメラモニターシステムであること、及び、そのロボットを使用したダクト清掃方法を提供する。
【００１０】
ここで、（１）ダクト内の状況とダクト内を操縦するための少なくとも２つの視野機能を別々に持ち、（２）それらの視野を選択して、（３）同時モニターすること等、課題を解決するための不可欠な機能を従来の技術に従って検討する。
【００１１】
ダクト内監視とダクト内走行を兼用して一つのテレビカメラを使用している特許文献１と特許文献２では、清掃機構であるブラシあるいは圧縮空気噴射の部品とテレビカメラを清掃ロボットの走行台車に取り付けているので、まず、テレビカメラをダクト内の走行案内に主に使用して清掃ロボットを清掃箇所に近づけて、清掃後テレビカメラの鮮明画像を得る焦点距離の地点までロボットを移動させて、再度清掃程度をモニター画面で確認することになる。すなわち、これら従来技術では、ロボットの走行案内と、清掃状況確認を一つのカメラで、そして、一つのモニター画面を操作者が見ながら行う。そこで、この従来技術では、操作者のロボット操縦と清掃確認作業が時系列となり効率的な作業になり難い。
【００１２】
また、特許文献３は、監視要素部がテレビカメラを使用しないでタッチセンサと超音波センサのみであるから、課題（１）の視野機能を持たない。一方、特許文献４はテレビカメラ以外にタッチセンサを備えて操縦機能を向上させてはいるが、特許文献１と特許文献２と同じく効率的な作業になり難い。
【００１３】
すなわち、従来の技術では、基本的課題である（１）ダクト状況把握用と操縦用を別々の視野機能として持ち、（２）それらの視野選択と、（３）それらの同時モニター機能を提供成し得なかった。
【００１４】
そして、本発明の課題は、これら（１）〜（３）を達成する技術をまず提供して、次に、更に技術的進歩を図る技術を提供するものである。その更なる進歩課題は（４）より安全で確実な操縦機能、（５）大型で送風稼動中ダクトに対応する機構と一体した機能、（６）長方形断面ダクトの四隅の確実な清掃を容易にする機能、を含むダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムと、それを用いたダクト清掃方法であるから、先に説明した従来技術である特許文献１―４では、全く対応できない新規な技術を開発する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１のダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムは、この複数の撮像素子の画像を表示する複数画面の表示ステップと、これら複数の撮像素子の画像を選択する画像選択ステップと、その画像選択ステップで選択された画像を、複数画面の中の任意の画面に同時に表示する画像処理ステップとを有することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。より具体的に述べれば、この撮像素子とはテレビカメラであり、ダクト清掃ロボットにこのロボットの前進を案内する前方カメラと、後退を案内する後方カメラと、被清掃面の清掃状態を直視する清掃面カメラと、このロボット自身の状態を視認する全景カメラと、このロボットの左側状態を確認する左側面カメラと、右側状態を確認する右側面カメラとを備え、これらのカメラ、すなわち撮像素子の映像をそれぞれの画像として複数の画面に表示するための表示ステップと、操作者によってこれらの画像の中から任意に画像を選択する画像選択ステップと、選択された画像を複数画面の中の任意の画面領域で、同時に表示するステップを備えたダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。更に加えるにダクト内の清掃前後の状態を記録するデジタルスチルカメラも備えている。そこで、この構成を備えることで、基本的課題の（１）ダクト状況把握用と操縦用を別々の視野機能として持ち、（２）それらの視野選択と、（３）それらの同時モニター機能を提供できる。
【００１６】
請求項２のダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムは、清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触検出器を複数配置して、この接触検出器の動作を表示する表示器を複数配置してあり、これら複数の撮像素子の内、少なくともそれらの表示器を撮像する複数の撮像素子を有し、接触検出器の接触判定ステップと、接触判定ステップに基づく表示器の表示ステップと、表示器の表示状態をこれら複数の撮像素子で撮影してモニター画面で表示するステップと、これら複数の撮像素子の左右側面の位置関係に呼応したモニター画面表示ステップを有することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。より具体的に述べれば、清掃ロボットの左右側面にはダクト板との左右側面の接触検出器すなわち左右側面接触スイッチを配置してあり、このスイッチの動作により表示を変える左右側面の表示器すなわち発光ダイオード等の発光素子を配置して、ダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子すなわちテレビカメラの内、左右側面の映像を撮影する左側面カメラと右側面カメラの被写体画像の中に左右側面の表示器を含む配置にする。そこで、左右側面接触スイッチの動作でダクト板と接触を判定するステップと、その判定により発光ダイオードを発光して表示する表示器の表示ステップと、この表示状態を左側面カメラと右側面カメラの映像に含めた画像として、モニター画面に表示するステップとを備えておき、モニター画面においても左右の位置関係が操作者に認識可能なように左右に表示するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。そこで、この構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（６）長方形断面の四隅のポリッシュをより容易に操縦する機能を提供できる。
【００１７】
請求項３のダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムは、ダクト内を移動させる走行台車機構部と、この走行台車機構部に搭載した昇降機構部と、この昇降機構部で回動支承する清掃ヘッド機構部とを備え、その走行台車機構部と昇降機構部と清掃ヘッド機構部のそれぞれに、撮像素子を搭載して、清掃ヘッド機構部に、複数の回転ブラシと塵埃の吸引開口部を設けて、その清掃ヘッド機構部を回動させることによって、長方形断面ダクトの４つの内面の各々を複数の回転ブラシの先端回転平面で清掃して吸引開口部から塵埃を吸引すると共に、それらの撮像素子の映像を表示するモニターを有することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。より具体的に述べれば、このダクト清掃ロボットは、走行台車機構部と、昇降機構部と、２つの回転ブラシと塵埃の吸引開口部を設けた回動する清掃ヘッド機構部とを備えた機構構成であり、それぞれの機構部に撮像素子であるテレビカメラを備えている。そして、それらテレビカメラが撮像した映像をモニター画面に表示する構成のカメラ撮像モニターシステムである。そこで、この構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（５）大型で送風稼動中の原子力発電所の空調ダクトであってもポリッシュする機能を提供できる。
【００１８】
請求項４のダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムは、ダクト内を移動させる走行台車機構部と、走行台車機構部に搭載した昇降機構部と、昇降機構部で回動支承する清掃ヘッド機構部とを備え、この走行台車機構部と昇降機構部と清掃ヘッド機構部のそれぞれに、撮像素子を搭載して、少なくとも、その昇降機構部の左右にダクト壁との接触検出器とこの接触検出器の動作を表示する表示素子とこの表示素子を撮像する撮像素子を搭載してあり、その表示素子を撮像する撮像素子の映像が、左右に配置したモニター画面のそれぞれに対応することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。より具体的に述べれば、このダクト清掃ロボットは、走行台車機構部と、昇降機構部と、清掃ヘッド機構部のそれぞれの機構部に撮像素子であるテレビカメラを備えている。そして清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触検出器すなわち左右側面接触スイッチを複数配置して、この接触検出器の動作を表示する表示器すなわち発光ダイオード等の発光素子を複数配置してあり、これら複数のテレビカメラの内、少なくともその発光素子を撮像する複数のテレビカメラを有している。更に、これら複数のテレビカメラの左右側面の位置関係に呼応したモニター画面で表示するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。そこで、この構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（５）大型の空調ダクトであっても（６）長方形断面の四隅のポリッシュをより容易に操縦する機能を提供できる。
【００１９】
請求項５の、矩形断面ダクトの内面を清掃するダクト清掃ロボットに複数の撮像素子を搭載して、その複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法は、その複数の撮像素子の画像を表示する複数画面の表示ステップと、その複数の撮像素子の画像を選択する画像選択ステップと、その画像選択ステップで選択された画像を、複数画面の中の任意の画面に同時に表示する画像処理ステップとを有して、矩形断面ダクトの４つの内面を選択的に清掃することを特徴とするカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法である。より具体的に述べれば、この撮像素子とはテレビカメラであり、ダクト清掃ロボットにこのロボットの前進を案内する前方カメラと、後退を案内する後方カメラと、被清掃面の清掃状態を直視する清掃面カメラと、このロボット自身の状態を視認する全景カメラと、このロボットの左側状態を確認する左側面カメラと、右側状態を確認する右側面カメラとを備え、これらのカメラ、すなわち撮像素子の映像をそれぞれの画像として複数の画面に表示するための表示ステップと、操作者によってこれらの画像の中から任意に画像を選択する画像選択ステップと、選択された画像を複数画面の中の任意の画面領域で、同時に表示するステップを備えたダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。更に加えるにダクト内の清掃前後の状態を記録するデジタルスチルカメラも備えている。そこで、この構成を備えることで、基本的課題の（１）ダクト状況把握用と操縦用を別々の視野機能として持ち、（２）それらの視野選択と、（３）それらの同時モニター機能を利用したダクト清掃方法を提供できる。
【００２０】
請求項６の、矩形断面ダクトの内面を清掃するダクト清掃ロボットに複数の撮像素子を搭載して、その複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法は、清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触検出器を複数配置して、この接触検出器の動作を表示する表示器を複数配置してあり、これら複数の撮像素子の内、少なくともそれらの表示器を撮像する複数の撮像素子を有し、接触検出器の接触判定ステップと、接触判定ステップに基づく表示器の表示ステップと、表示器の表示状態をこれら複数の撮像素子で撮影してモニター画面で表示するステップと、これら複数の撮像素子の左右側面の位置関係に呼応したモニター画面表示ステップを有することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。より具体的に述べれば、清掃ロボットの左右側面にはダクト板との左右側面の接触検出器すなわち左右側面接触スイッチを配置してあり、このスイッチの動作により表示を変える左右側面の表示器すなわち発光ダイオード等の発光素子を配置して、ダクト清掃ロボットに搭載した複数の撮像素子すなわちテレビカメラの内、左右側面の映像を撮影する左側面カメラと右側面カメラの被写体画像の中に左右側面の表示器を含む配置にする。そこで、左右側面接触スイッチの動作でダクト板と接触を判定するステップと、その判定により発光ダイオードを発光して表示する表示器の表示ステップと、この表示状態を左側面カメラと右側面カメラの映像に含めた画像として、モニター画面に表示するステップとを備えておき、モニター画面においても左右の位置関係が操作者に認識可能なように左右に表示するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。そこで、この構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（６）長方形断面の四隅のポリッシュをより容易に操縦する機能を用いたダクト清掃方法を提供できる。
【００２１】
請求項７の、矩形断面ダクトの内面を清掃するダクト清掃ロボットに複数の撮像素子を搭載して、この複数の撮像素子の映像を再生するダクト清掃ロボットのカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法は、ダクト内を移動させる走行台車機構部と、この走行台車機構部に搭載した昇降機構部と、この昇降機構部で回動支承する清掃ヘッド機構部とを備え、その走行台車機構部と昇降機構部と清掃ヘッド機構部のそれぞれに、撮像素子を搭載して、清掃ヘッド機構部に、複数の回転ブラシと塵埃の吸引開口部を設けて、その清掃ヘッド機構部を回動させることによって、長方形断面ダクトの４つの内面の各々を複数の回転ブラシの先端回転平面で清掃して吸引開口部から塵埃を吸引すると共に、それらの撮像素子の映像を表示するモニターを有することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。より具体的に述べれば、このダクト清掃ロボットは、走行台車機構部と、昇降機構部と、２つの回転ブラシと塵埃の吸引開口部を設けた回動する清掃ヘッド機構部とを備えた機構構成であり、それぞれの機構部に撮像素子であるテレビカメラを備えている。そして、それらテレビカメラが撮像した映像をモニター画面に表示する構成のカメラ撮像モニターシステムである。そこで、この構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（５）大型で送風稼動中の原子力発電所の空調ダクトであってもポリッシュする機能を用いたダクト清掃方法を提供できる。
【００２２】
請求項８の、矩形断面ダクトの内面を清掃するダクト清掃ロボットに複数の撮像素子を搭載して、この複数の撮像素子の映像を再生するモニターを有するダクト清掃ロボットのカメラ映像モニターシステムを用いたダクト清掃方法は、ダクト内を移動させる走行台車機構部と、走行台車機構部に搭載した昇降機構部と、昇降機構部で回動支承する清掃ヘッド機構部を備え、この走行台車機構部と昇降機構部と清掃ヘッド機構部のそれぞれに、撮像素子を搭載して、少なくとも、その昇降機構部の左右にダクト壁との接触検出器とこの接触検出器の動作を表示する表示素子とこの表示素子を撮像する撮像素子を搭載してあり、その表示素子を撮像する撮像素子の映像が、左右に配置したモニター画面のそれぞれに対応することを特徴とするダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。より具体的に述べれば、このダクト清掃ロボットは、走行台車機構部と、昇降機構部と、清掃ヘッド機構部のそれぞれの機構部に撮像素子であるテレビカメラを備えている。そして清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触検出器すなわち左右側面接触スイッチを複数配置して、この接触検出器の動作を表示する表示器すなわち発光ダイオード等の発光素子を複数配置してあり、これら複数のテレビカメラの内、少なくともその発光素子を撮像する複数のテレビカメラを有している。更に、これら複数のテレビカメラの左右側面の位置関係に呼応したモニター画面で表示するダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムである。そこで、この構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（５）大型の空調ダクトであっても（６）長方形断面の四隅のポリッシュをより容易に操縦する機能を用いたダクト清掃方法を提供できる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明の構成を備えることで、基本的課題の（１）ダクト状況把握用と操縦用を別々の視野機能として持ち（２）それらの視野選択と（３）それらの同時モニター機能を提供できる。そこで操作者は、同時モニターする複数画面を見ることでダクト内を走行する清掃ロボットの位置やその清掃状態を直感的に認識できる。したがって、この発明は、原子力発電所内の大型で複雑な空調ダクトであっても、人為的作業で行う煩雑で非効率な作業方法であったのを排除して、ダクト清掃ロボットを効率的に運用できるという特段の効果を奏する。
【００２４】
請求項２の発明の構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（６）長方形断面の四隅のポリッシュをより容易に操縦する機能を提供できる。また、ダクト内で照明用ランプが故障して暗くなっても、表示器をモニターしているので、清掃可能である。そこで操作者は、清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触状態を、左右側面の位置関係に呼応したモニター画面表示を直視できる。したがって、この発明は、このダクト清掃ロボットで四隅のポリッシュをより正確に効率よく運用できるという特段の効果を奏する。
【００２５】
請求項３の発明の構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（５）大型で送風稼動中の原子力発電所の空調ダクトであってもポリッシュする機能を提供できる。そこで操作者は、その昇降機構部の機能も合わせ活用することで、大型の長方形断面を有するダクトであっても、モニター画面表示で直視できる。したがって、この発明は、大型矩形断面ダクトを稼動状態のままで、ダクトの左右横壁も天板も効率良く運用できるという特段の効果を奏する。
【００２６】
請求項４の発明の構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（５）大型の空調ダクトであっても（６）長方形断面の四隅のポリッシュをより容易に操縦する機能を提供できる。また、ダクト内で照明用ランプが故障して暗くなっても、表示器をモニターしているので、清掃可能である。そこで操作者は、その昇降機構部の機能も合わせ活用することで、大型の長方形断面を有するダクトであっても、清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触状態を、左右側面の位置関係に呼応したモニター画面表示を直視できる。したがって、この発明は、大型矩形断面ダクトであっても、このダクト清掃ロボットで四隅のポリッシュをより正確に効率よく運用できるという特段の効果を奏する。
【００２７】
請求項５の発明の構成を備えることで、基本的課題の（１）ダクト状況把握用と操縦用を別々の視野機能として持ち、（２）それらの視野選択と、（３）それらの同時モニター機能を利用したダクト清掃方法を提供できる。そこで操作者は、同時モニターする複数画面を見ることでダクト内を走行する清掃ロボットの位置やその清掃状態を直感的に認識して清掃できる。したがって、この発明は、原子力発電所内の大型で複雑な空調ダクトであっても、人為的作業で行う煩雑で非効率な作業方法であったのを排除して、ダクト清掃ロボットで効率的な清掃ができるという特段の効果を奏する。
【００２８】
請求項６の発明の構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（６）長方形断面の四隅のポリッシュをより容易に操縦する機能を利用したダクト清掃方法を提供できる。また、ダクト内で照明用ランプが故障して暗くなっても、表示器をモニターしているので、清掃可能である。そこで操作者は、清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触状態を、左右側面の位置関係に呼応したモニター画面表示を直視して清掃できる。したがって、この発明は、このダクト清掃ロボットで四隅のポリッシュをより正確に効率良く清掃ができるという特段の効果を奏する。
【００２９】
請求項７の発明の構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（５）大型で送風稼動中の原子力発電所の空調ダクトであってもポリッシュする機能を用いたダクト清掃方法を提供できる。そこで操作者は、その昇降機構部の機能も合わせ活用することで、大型の長方形断面を有するダクトであっても、モニター画面表示で直視して清掃できる。したがって、この発明は、大型矩形断面ダクトを稼動状態のままで、ダクトの左右横壁も天板も効率良く清掃ができるという特段の効果を奏する。
【００３０】
請求項８の発明の構成を備えることで、（１）〜（３）の基本的課題を備えた上に（４）より安全で確実な操縦機能で（５）大型の空調ダクトであっても（６）長方形断面の四隅のポリッシュをより容易に操縦する機能を用いたダクト清掃方法を提供できる。また、ダクト内で照明用ランプが故障して暗くなっても、表示器をモニターしているので、清掃可能である。そこで操作者は、その昇降機構部の機能も合わせ活用することで、大型の長方形断面を有するダクトであっても、清掃ロボットの左右側面のそれぞれにダクト横壁との接触状態を、左右側面の位置関係に呼応したモニター画面表示を直視して清掃できる。したがって、この発明は、大型矩形断面ダクトであっても、このダクト清掃ロボットで四隅のポリッシュをより正確に効率良く清掃ができるという特段の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の最良の形態を以下の実施例で詳細に説明する。
【実施例１】
【００３２】
図１はこの発明のダクト清掃ロボットの一実施態様を示す側面図であり、図２は上面図である。
【００３３】
このダクト清掃ロボットは主に４つの機構部で構成してあり、それぞれの機構部はこのダクト清掃ロボットの目的とする総合機能の内、それぞれで個別に各機能を受け持っている。まず、この４つの機構部のうち３つの機構部は、（１）このダクト清掃ロボットを自走させる走行台車機構部１０（ロボットロワーデッキ）と、（２）ダクトの底板から大型ダクトの天板まで清掃範囲を広げるための昇降機構部２０（ロボットアッパーデッキ）と、（３）清掃ブラシである２つの回転ブラシ１０１、１０２を取り付けた清掃ヘッド機構部１００の３つの機構構造部から成る。そして、各機構部１０、２０、１００のそれぞれに目的の異なるテレビカメラ１５０、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６と、その照明のためのライト１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５を搭載している。次ぎに第４の機構部として、（２）の昇降機構部２０と（３）の清掃ヘッド機構部１００の間には、昇降機構部２０の上部に配置した上部構造体６０と清掃ヘッド機構部１００を回動自在に接続する（４）回動機構部１７０を設け、清掃ヘッド機構部１００が昇降機構部２０に対して３６０°回動する機能を与えている。
【００３４】
すなわち、このダクト清掃ロボットは、自走させるための（１）走行台車機構部１０と、天板までの範囲を広げるための（２）昇降機構部２０と、ドーナッツ状の清掃ブラシの先端回転平面で被清掃面をポリッシングする回転ブラシ１０１、１０２を搭載する（３）清掃ヘッド機構部１００と、清掃ヘッド機構部１００の向きを矩形断面ダクトの４つの内面に向けて方向を変える回動機構部１７０の４つの主要機構構造部から成る。そして、搭載したテレビカメラ１５０、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６と、デジタルスチルカメラ１５１、とライト１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５は、このダクト清掃ロボットの走行方向確認や清掃状態を視認するために動作する。
【００３５】
図１と図２、更に昇降機構部２０の動作状態を示す図３を用いてより詳細に構造を説明する。走行台車機構部１０は無限軌道のクローラ１１、１２を動かす駆動部１３の上部に走行架台１４を保持する。この走行架台１４は側面に下部ガイドローラ５０、５１、５２を、後部に後方カメラ１５３と全景カメラ１５４と後方ランプ１６３、１６４と全景ランプ１６５とリミットスイッチ５等を取り付けた後方筐体６を、また、中央にホルダー１６で保持するリフトモータ１５と、そのモータ駆動力を伝達するプーリ１７と、その回転力で昇降機構部２０を昇降させるリフターガイド７と軸受８とリミットスイッチ９が備えてある。
【００３６】
昇降機構部２０は、リフトモータ１５の回転に伴い軸受８で支持されたリフトローラ１８、１９が走行架台１４の長手方向に移動してパンタグラフ状のX型リンク機構２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４を昇降させる。この昇降機構部２０の上部にはリフターの上部構造体６０を一体に保持してある。この上部構造体６０は、その上蓋６１の中に、清掃ブラシで剥ぎ取った塵埃を排出する排気管６２と、ダクト外部につながるクリーナホース６３と接続させるクリーナホース接続ノズル６４がある。そして、昇降機構部２０とは横溝ガイド６５で可動連結している。
【００３７】
上部構造体６０の上蓋６１の両側には、上部左側ガイドローラ６５、６６、６７と上部右側ガイドローラ６８、６９、７０と、上部左側リミットスイッチ７１、７２と上部右側リミットスイッチ７３、７４と、左側面接触確認表示器７５、７６と右側面接触確認表示器７７、７８と、左側面テレビカメラ１５５と右側面テレビカメラ１５６を備えている。ここで左右のリミットスイッチ７１、７２、７３、７４は、上部構造体６０がダクト左右の横壁に接触検知の機能を持つ。なお、ここの側面接触確認表示器７５、７６、７７、７８は発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子であれば、どのような素子でも利用できる。そして、左右の側面テレビカメラ１５５、１５６は、この表示器７５、７６、７７、７８をカメラ視野で捉える配置である。
【００３８】
更に、上部構造体６０の上蓋６１の上方には、天井面接触スイッチ８０、８１が上方に向け突き出している。この天井面接触スイッチ８０、８１は、上部構造体６０が上昇して清掃用の回転ブラシ１０１、１０２の先端回転平面がダクト天板に接触することを検知する機能を持つものである。
【００３９】
清掃ヘッド機構部１００は、被清掃面側に回転ブラシ１０１、１０２と前方ライト１６０、１６１を露出させて、窓１０３を透明カバーで取り付けた清掃ヘッドカバー１０４で覆ってある。この窓１０３は清掃ヘッドカバー１０４の中に配置した前方カメラ１５０とデジタルスチルカメラ１５１の視界を得るものであり、清掃作業中にこれらカメラ１５０、１５１の防塵をする。そして、この清掃ヘッドカバー１０４の左右両側には、ガイドローラ１０５、１０６、１０７、１０８を配置して、回転ブラシ１０１、１０２の清掃ガイドとして機能させる。
【００４０】
図４でこの清掃ヘッド機構部１００の構造をより詳細に説明する。この清掃ヘッド機構部１００は、２つの回転ヘッド１０１、１０２を回転駆動する駆動モータ１０９と、その回転力を伝達するプーリ１１０とベルト１１１と中継ギア１１２、１１３から成る回転駆動機構と、回転ブラシ１０１、１０２と清掃面カメラ１５２と清掃面ライト１６２と回転ブラシ１０１、１０２で剥ぎ取った塵埃を吸引するための吸引開口部１１４及びその排気管１１５で構成してある。
【００４１】
図５と図６は、回転ブラシ１０１、１０２で剥ぎ取った塵埃を集塵機（図示せず）で集塵する動作についての説明図である。図５は側断面から見た空気流であり、図６は回転ブラシ１０１、１０２の先端回転平面側から見た清掃ヘッド機構部１００の下面図を示す。
【００４２】
図５で見ると、回転中心１２１、１２２を中心にして回転する回転ブラシ１０１、１０２の先端回転平面１１６で剥ぎ取った塵埃は、矢印で示す空気流に乗って吸引開口部１１４から排気管１１５を経由して、上部構造体６０の中に配設した排気管６２とクリーナホース６３を介して外部の集塵機に送られる。又、図６で見ると、第１の回転ブラシ１０１と第２の回転ブラシ１０２は互いに逆方向に回転させ、すなわち、第１の回転ブラシ１０１が反時計方向、第２の回転ブラシ１０２が時計方向に回転して、互いの遠心力の合力で塵埃が吸引開口部１１４に送り込まれる。したがって、吸引開口部１１４の開口位置は、２つの回転ブラシ１０１、１０２の外周面１２３、１２４の間隙１１７を流路にして、回転ブラシ１０１、１０２の取り付け面１２５側に開いた吸引開口部１１４に流れ込む。この実施例は第１の回転ブラシ１０１と第２の回転ブラシ１０２の遠心力の合力を利用することで空気流を発生させているので、集塵機の吸引能力を極力少なく出来る効果が生まれている。そして、この装置は長い空調ダクトであっても、この合力とそれらの粘性力で確実な塵埃の吸引が可能になる。なお、更に確実な吸引を補助する手段としては、図５、図６に示す遮蔽補助部材１２６を回転ブラシ１０１、１０２や吸引開口部１１４の近傍に配置することで、より効果的になる。
【００４３】
清掃ヘッド機構部１００の向きを矩形断面ダクトの４つの内面に向けて方向を変える回動機構部１７０の構造は、図５で説明する。この回動機構部１７０は、昇降機構部２０の上部構造体６０と清掃ヘッド機構部１００を回動支承させるもので、上部構造体６０に固定した固定スリーブ１７１と、この固定スリーブ１７１で締結保持したパッキン１７２とシール１７３と、清掃ヘッド機構部１００のフランジ１７４と、このフランジに締結保持した回転リング１７５に回転スリーブ１７６を螺子１７７で締結してある。そこで、上部構造体６０と回動機構部１７０は、固定側の部材１７１、１７２、１７３と回転側の部材１７４、１７５、１７６、１７７が互いに離れないように勘合された状態で回動できる構造になっている。そして、この勘合構造の外側に９０°毎に仮固定を行うロック機構１７９を配置してあるので、この勘合構造は３６０°回動可能の所定角度毎の仮保持機能を有する。
【００４４】
そこで、このダクト清掃ロボットは、回転ブラシ１０１、１０２を取り付けた清掃ヘッド機構部１００を左右横壁や天板方向に向けながら、ダクト内を清掃走行できて清掃走行が可能になる。
【００４５】
このダクト清掃ロボットがダクト底面１を清掃する場合、回転ブラシ１０１、１０２を回転させながら清掃ヘッド機構部１００を先頭にして前進させる。吸引開口部１１４に先行する回転ブラシ１０１、１０２の先端回転平面でのポリッシングによって剥ぎ取られた塵埃は吸引される。
【００４６】
そして、左横壁２との隅部を清掃する場合は、操作者が前方ライト１６０、１６１と前方カメラ１５０で映し出しながら、全体を左に寄せる。十分左寄せが出来ると、上部左側ガイドローラ６５、６６、６７と下部ガイドローラ５０、５１、５２が左横壁２で幅方向の規制を行い、上部左側リミットスイッチ７１、７２の動作によって、左側面接触確認表示器７５、７６が表示点灯する。そこで操作者は左側面テレビカメラ１５５のモニター画面で写される表示器を確認することで、確実にダクトの左隅の清掃を行うことができる。この接触はモニター表示のみならず音声による通知も効果的である。更にまた、表示器をモニターしているので、ダクト内で照明用ランプが故障して暗くなっても、暫定的に清掃が可能になるので、操作者は安心して清掃できる。同様に、ダクト右隅の場合も、下部ガイドローラ５０、５１、５２と右側ガイドローラ６８、６９、７０と上部右側リミットスイッチ７３、７４と右側面接触確認表示器７７、７８と右側面テレビカメラ１５６で確実にダクトの右隅の清掃を行うことができる。
【００４７】
ここで、テレビカメラ１５０、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６とデジタルスチルカメラ１５１の機能をまとめる。清掃ヘッド機構部１００には、この清掃ロボットの進行方向を誘導する前方カメラ１５０と清掃前後を画像記録するデジタルスチルカメラ１５１と、回転ブラシで被清掃面を清掃している状態を監視する清掃面カメラ１５２を配置する。そして、昇降機構部２０の上部構造体６０には左側面テレビカメラ１５５と右側面テレビカメラ１５６を配置して、左右のリミットスイッチ７１、７２、７３、７４で動作する左側面接触確認表示器７５、７６と右側面接触確認表示器７７、７８をこれらの左右側面テレビカメラ１５５、１５６の被写体映像に含める。更に、走行台車機構部１０には後方への後退を誘導する後方カメラ１５３と、この清掃ロボットの昇降状態を直視するための全景カメラ１５４が備えられている。なお、テレビカメラ１５０、１５３、１５４、１５５、１５６はこの清掃ロボットの動作を確実に、また操作者が容易に操縦するために用いるものであるが、ダクト内の清掃状態を監視することにも利用可能である。
【００４８】
これらのテレビカメラ１５０、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６は、クリーナホース６３と共に、ダクト清掃ロボット本体から離れて配置するコントロール部２００と制御通信ケーブル（図示せず）で接続してある。この制御通信ケーブルは、この清掃ロボット本体の駆動電力と駆動制御信号や、照明ランプの電力を送ると共に、テレビカメラ１５０、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６で撮像した映像信号及びデジタルスチルカメラ１５１の映像伝送を行う。ここで映像信号は、有線のみならずワイヤレスの送受信方式を利用してもよく、有線の制御通信ケーブルに限定されて送受信されるものではない。
【００４９】
図７はコントロール部２００を示すもので、このコントロール部２００には、清掃ロボット本体の走行を操縦する電源スイッチ２０２とトラッキングコントローラ２０３とスピードコントローラ２０４等を設けた走行コントロールユニット２０６と、昇降機構部２０の昇降動作や回転ブラシ１０１、１０２の駆動制御をする機構動作コントロールユニット２１０と、照明用のライト１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５の光量を制御するコントローラ２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５を設けた調光コントロールユニット２２７と、映像系電源２３０と画面分割や画面選択をする画面コントローラ２３１等を設けたモニター画面コントロールユニット２３３と、モニター画面ユニット２５０を備えている。このモニター画面ユニット２５０は、中央部に主画面２５２とその左右上部に２つの副画面２５５、２５６を配置している。そして主画面２５２は、前方カメラ１５０と後方カメラ１５３と全景カメラ１５４と清掃面カメラ１５２の被写体撮像画面の表示領域になる。また、左右上部に副画面２５５、２５６は、それぞれが上部構造体６０の左側面テレビカメラ１５５と右側面テレビカメラ１５６の被写体撮像画面の表示領域になる。この左右側面テレビカメラ１５５、１５６は、左側面接触確認表示器７５、７６と右側面接触確認表示器７７、７８をそれぞれ被写体画像として表示している。なお、デジタルスチルカメラ１５１の映像をこの主画面２５２に表示してもよい。
【００５０】
図８は、この清掃ロボット本体が図１で示す状態で、清掃ヘッド機構部を先行させて前進する時、モニター画面コントロールユニット２３３の制御によるモニター画面ユニット２５０での被写体撮像画面を示す。この画面コントローラ２３１はテレビカメラ１５０、１５２、１５３、１５４から選択的に任意の画面を設定する。例えば、  図８（ａ）は主画面２５２が前方カメラ１５０の撮像画面２６０、同じく、  図８（ｂ）は清掃面カメラ１５２の撮像画面２６２、図８（ｃ）は後方カメラ１５３の撮像画面２６３、図８（ｄ）は全景カメラ１５４の撮像画面２６４になる。ここで、副画面２５５、２５６は常に左右それぞれの側面テレビカメラ１５５、１５６の映像を表示している。そこで操作者は前方カメラ１５０の撮像画面２６０を見ながら、この清掃ロボットを被清掃箇所に移動させて、清掃面カメラ１５２の撮像画面２６２を選択する。回転ブラシ１０１、１０２でダクト底板１を撮像画面２６２で監視しながら清掃を続ける。この清掃作業中は、この回転ブラシ１０１、１０２に近接して吸引開口部１１４から剥ぎ取った塵埃を逐次吸引除去しているので、被清掃面の清掃状態を常に監視可能である。清掃が終了すると、操作者は撮像画面２６０に戻してこの走行台車機構部１０を前進させる。そして、幅広ダクトの横壁隅部を清掃する時は、操作者が主画面２５２を任意に選択して、さらに副画面２５５、２５６の撮影画面２６５、２６６で左側面接触確認表示器７５、７６あるいは右側面接触確認表示器７７、７８の表示を視認して、上部ガイドローラ６５、６６、６７、６８、６９、７０が横壁に確実に接触したことを確認する。このようにして、本発明のダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムは、ダクト底板１とその角隅の確実な清掃を可能にする。  
【００５１】
この主画面２５２は、前方カメラ１５０と清掃面カメラ１５２と後方カメラ１５３全景カメラ１５４の撮像画面２６０、２６２、２６３、２６４を選択的に選び、副画面２５５、２５６で左右側面テレビカメラ１５５、１５６の映像を同時に表示している。しかし、実用的には絶えず画面選択を行うことになるので煩雑である。図９は主画面２５２を４分割して、これらの撮像画面２６０、２６２、２６３、２６４を同時にモニターした例を示す。これらの撮像画面２６０、２６２、２６３、２６４は、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように操作者の選択で任意の分割画面に再生できる。なお、デジタルスチルカメラ１５１の映像を選択的に再生してもよい。ここで、副画面２５５、２５６は主画面２５２と分けて説明しているが、この主画面２５２の中の分割画面の一部として設定してもよい。
【実施例２】
【００５２】
図１０と図１１はこのダクト清掃ロボットがダクト天板内面の清掃状態を示す図である。天板清掃をする場合は、回動機構部１７０によって清掃ヘッド機構部１００の向きを上方に変えて、１８０°反転したところでロック機構１７９により固定する。そして、前方カメラ１５０のモニター映像も１８０°回転させる。更に、左側面テレビカメラ１５５と右側面テレビカメラ１５６の映像を入れ替える。この動作により操作者は左右の感覚を維持できる。この回転は前方カメラ１５０を反転させても可能であるが、映像システムで回転させる方法でもよい。また、左側面テレビカメラ１５５と右側面テレビカメラ１５６の映像はモニター画面（図示せず）で入れ替える。次に、昇降機構部２０のリフトモータ１５とX型リンク機構２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４で清掃ヘッド機構部１００を上昇させる。この時、操作者は全景カメラ１５４と全景ランプ１６５で上昇状態を視認する。そして、回転ブラシ１０１、１０２が天板４に接触すると、上部構造体６０の上蓋６１の上方にある天井面接触スイッチ８０、８１でその接触を表示して操作者に通知する。この表示は実施例１と同様に表示器の点灯をモニター画面に表示することで、あるいは音声通知により、操作者が認識できる。天板に回転ブラシ１０１、１０２が接触できると実施例１と同様に清掃を行う。このダクト清掃ロボットの清掃ヘッド機構部１００の回転ブラシ１０１、１０２と吸引開口部１１４の位置及び動作環境は、底面清掃時と同じ関係になるので剥ぎ取られた塵埃は確実に吸引される。
【００５３】
天板清掃時に、天板４と左右横壁との隅を清掃する場合、操作者が前方ライト１６０、１６１と前方カメラ１５０で映し出しながら、ダクト清掃ロボット全体を左あるいは右に寄せる。十分幅寄せが出来ると、上部左側ガイドローラ６５、６６、６７あるいは右側ガイドローラ６８、６９、７０で幅方向の規制を行い、上部左側リミットスイッチ７１、７２あるいは上部右側リミットスイッチ７３、７４の動作によって、左側面接触確認表示器７５、７６あるいは右側面接触確認表示器７７、７８を点灯させる。そこで、操作者は左側面テレビカメラ１５５あるいは右側面テレビカメラ１５６をそれぞれ左右のモニター画面で視認して、ダクトの左右隅の清掃を行うことができる。
【００５４】
この天板清掃時は前方カメラ１５０の撮像画面２６０は、底板１の清掃時の画面と１８０°反転することを防止するために、画像の左右反転すなわち１８０°回転させる。これは前方カメラ１５０を上下逆に切り替えることでも可能であるが、画面コントローラ２３１の制御回路で行ってもよい。なお、デジタルスチルカメラ１５１の映像も同様に処理可能である。
【実施例３】
【００５５】
図１２はこのダクト清掃ロボットがダクト右横壁の清掃状態を示す図である。横壁清掃をする場合は、回動機構部１７０によって清掃ヘッド機構部１００の向きを直角に変えて、９０°回転したところでロック機構１７９により固定する。そして、前方カメラ１５０のモニター映像も９０°回転させる。なお、左側面テレビカメラ１５５と右側面テレビカメラ１５６の映像は入れ替えない。この動作により操作者は横壁面の感覚を維持できる。この回転は前方カメラ１５０を回転させても可能であるが、映像システムで回転させる方法でもよい。次に、昇降機構部２０のリフトモータ１５とX型リンク機構２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４で清掃ヘッド機構部１００を昇降させる。この時、操作者は全景カメラ１５４と全景ランプ１６５で上昇状態を視認する。
【００５６】
そして、回転ブラシ１０１、１０２が右横壁３に接触すると、操作者が前方ライト１６０、１６１と前方カメラ１５０で映し出しながら、全体を右に寄せる。十分右寄せが出来ると、下部ガイドローラ５０、５１、５２と右側ガイドローラ６８、６９、７０と上部右側リミットスイッチ７３、７４と右側面接触確認表示器７７、７８と右側面テレビカメラ１５６で確実にダクトの右隅の清掃を行うことができる。この接触はモニター表示のみならず音声による通知も効果的である。同様に、ダクト左横壁４の場合も、上部左側ガイドローラ６５、６６、６７と下部ガイドローラ５０、５１、５２が左横壁２で幅方向の規制を行い、上部左側リミットスイッチ７１、７２の動作によって、左側面接触確認表示器７５、７６が表示点灯する。そこで操作者は左側面テレビカメラ１５５のモニター画面で写される表示器を確認することで、確実にダクトの左隅の清掃を行うことができる。この接触はモニター表示のみならず音声による通知も効果的である。この横壁清掃においても、このダクト清掃ロボットの清掃ヘッド機構部１００の回転ブラシ１０１、１０２と吸引開口部１１４の位置及び動作環境は、底面清掃時と同じ関係になるので剥ぎ取られた塵埃は確実に吸引される。
【００５７】
ここで本発明のダクト清掃ロボットの寸法関係を示す。回動機構部１００の回転中心Gから回転ブラシ１０１、１０２の先端回転平面１１６までの距離は約１４５ｍｍ、すなわち、回動機構部１００を１８０°回動して成る２つの平面の互いの間隔をｍ＝約２９０ｍｍである。また、２つの先端回転平面の成す２つの円形が成す互いの最大外周間距離をｎとすると、ｎ＝約２９０ｍｍである。そして、昇降機構部２０のリフトストロークｈ＝約５００ｍｍである。なお、この左右リミットスイッチ７１、７２、７３、７４がリミット動作する時のダクト清掃ロボットの全幅は約２９０ｍｍ、昇降機構部２０が降りている時の全高は約２９０ｍｍである。したがって、本発明のダクト清掃ロボットは矩形断面ダクトの幅約２９０ｍｍ以上、高さで約２９０ｍｍ〜約７９０ｍｍのダクトが清掃可能である。これは従来のロボットが特許文献７で示すように、その全高の２倍弱であったの対し、この発明では約３倍弱の高さまで清掃範囲を広げることができる。
【００５８】
改めてこの清掃可能な範囲の寸法関係を明らかにする。矩形断面のダクトの内面高さをＨ、幅をＷとするとき、回動機構部１００を１８０°回動して成る２つの回転ブラシ先端面１１６の成す互いの間隔をｍとして、この平面の２つの円形で成す互いの最大外周間距離をｎとして、昇降機構部２０の昇降可動高さをｈとするとき、Ｈ≦ｈ＋（ｍ＋ｎ）/２、並びにＷ≧ｎ≧ｍの関係を有することが判る。
【００５９】
これらの実施例全ての清掃が終了すると、長方形断面ダクトの４面と４隅の映像を清掃後にそれぞれメモリー部に記録しておき、同時に記録画面としてモニター可能である。図１３はそれら８画面と前方カメラの映像を加えた９つのモニター画面の表示例を示す。これらダクト内面の清掃前後の各映像をメモリー部に記録することで、操作者は確実に清掃程度を把握できる。なお、デジタルスチルカメラ１５１の映像を利用すれば、より鮮明に比較できるので、より安心して清掃作業を終了できる。  
【００６０】
図１４は、以上の実施例に基づいた本発明のダクト清掃ロボットを使用した清掃方法をまとめて説明するものである。操作者は清掃の開始（S３００）で、底板清掃（S３０１）か横壁清掃（S３０２）か天板清掃（S３０３）を判断（S３０４）する。底板清掃（S３０１）の場合は、清掃ヘッド機構部１００を回動させない（０°）（S３０５）の状態で回転ブラシ１０１、１０２を回転させながら塵埃の吸引と走行台車を移動（S３１１）開始する。横壁清掃の場合（S３０２）は、清掃ヘッド機構部１００を９０°回動させて（S３０６）の状態で同様に走行台車を移動（S３１１）する。また、天板清掃の場合（S３０３）は、清掃ヘッド機構部１００を１８０°回動させて（S３０７）の状態にして、昇降機構部２０を上昇（S３０８）させて、天井面接触スイッチ８０、８１がオン（S３０９）にて上昇停止（S３１０）を行い、同じく走行台車を移動（S３１１）する。この際の清掃は底板清掃（S３０１）と横壁清掃（S３０２）と天板清掃（S３０３）のいずれにおいても、幅寄せ（S３１２、S３１３）させてから始めてもよい。幅寄せ（S３１２、S３１３）は上部リミットスイッチ７１、７２、７３、７４のオン（S３１４）の検知で停止（横壁清掃幅寄せS３１５、底板清掃幅寄せS３１６、天板清掃幅寄せS３１７）する。この幅寄せ停止後（S３１５、S３１６、S３１７）、再び回転ブラシ１０１、１０２を回転させながら塵埃の吸引と走行台車を移動（横壁清掃S３１８、底板清掃S３１９、天板清掃S３２０）させる。
【００６１】
一方、カメラ撮像モニターシステムはこれらの動作と同時に（１）各カメラ撮像画像を表示するための信号変換及び伝送処理の表示ステップ（S３３０）と、その映像信号から画像表示する画像選択ステップ（S３３１）の処理を行うと共に、上部リミットスイッチ７１、７２、７３、７４で点灯表示する側面接触確認表示器７５、７６、７７、７８の表示状態を被写体として含めた左右側面テレビカメラ１５５、１５６の撮影画面２６５、２６６を副画面２５５、２５６で表示するステップ（S３３２）と選択した画像を主画面２５２に表示するステップ（S３３３）処理を行う。そこで、操作者はこの画像を選択的に直視しながら清掃続行あるいは完了の判定（S３２１）を行い、終了（S３２２）させる。なお、各カメラ１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６の映像はメモリステップ（S３５０）で記憶可能であり、清掃前後の比較データとして使用できる。
【００６２】
このようにダクト清掃ロボットの動作とそれに搭載したカメラ撮像モニターシステムとの連携により、本発明のダクト清掃ロボットのカメラ撮像モニターシステムでは、清掃作業を効率よく的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施例のダクト清掃ロボットの側面外観図である。
【図２】本発明の第１の実施例の上面概観図である。
【図３】本発明の第１の実施例の昇降動作を示す一部断面側面図である。
【図４】本発明の第１の実施例の要部断面正面図である。
【図５】本発明の第１の実施例の回動機構部の断面側面図である。
【図６】本発明の第１の実施例の要部の下面図である。
【図７】本発明のコントロール部の説明図である。
【図８】本発明のモニター画面の動作説明図である。
【図９】本発明のモニター画面の他の動作説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施例の正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例の側面図である。
【図１２】本発明の第３の実施例の側面図である。
【図１３】本発明の画像分割の他の例を示す説明図である。
【図１４】本発明のカメラ撮像モニターシステムと清掃作業の連携説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  ダクトの底板
２、３  ダクトの横壁    
４  ダクトの天板
５  リミットスイッチ
６  後方筐体
７  リフターガイド
８  軸受
９  リミットスイッチ
１０  走行台車機構部
１１、１２  クローラ
１３  駆動部
１４  走行架台
１５  リフトモータ
１６  ホルダー
１７  プーリ
１８、１９  リフトローラ
２０  昇降機構部
２１〜４４  パンタグラフ状のX型リンク機構
５０、５１、５２、５３、５４、５５  下部ガイドローラ  
６０  リフターの上部構造体
６１  上蓋
６２  排気管
６３  クリーナホース
６４  クリーナホース接続ノズル
６５  横溝ガイド
６５、６６、６７、６８、６９、７０  上部ガイドローラ
７１、７２、７３、７４  上部リミットスイッチ
７５、７６、７７、７８  側面接触確認表示器
８０、８１  天井面接触スイッチ
１００  清掃ヘッド機構部
１０１、１０２  回転ブラシ
１０３  窓
１０４  清掃ヘッドカバー
１０５、１０６、１０７、１０８  ガイドローラ
１０９  駆動モータ
１１０  プーリ
１１１  ベルト
１１２、１１３  中継ギア
１１４  吸引開口部
１１５  排気管
１１６  先端回転平面  
１１７  回転ブラシ１０１、１０２の間隙
１２１、１２２  回転ブラシ１０１、１０２の回転中心
１２３、１２４  回転ブラシ１０１、１０２の外周面
１２５  回転ブラシ１０１、１０２の取り付け面
１５１  デジタルスチルカメラ
１５０、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６  テレビカメラ
１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５  ライト
１７０  回動機構部
１７１、１７２、１７３  固定側の部材
１７４、１７５、１７６、１７７  回転側の部材
１７９  ロック機構
２００  コントロール部
２０２  清掃ロボット本体の走行を操縦する電源スイッチ
２０３  トラッキングコントローラ
２０４  スピードコントローラ
２０６  走行コントロールユニット
２１０  機構動作コントロールユニット
２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５  光量を制御するコントローラ
２２７  調光コントロールユニット
２３０  映像系電源
２３１  画面コントローラ
２３３  モニター画面コントロールユニット
２５０  モニター画面ユニット
２５２  主画面
２５５、２５６  副画面
２６０  前方カメラ１５０の撮像画面
２６２  清掃面カメラ１５２の撮像画面
２６３  後方カメラ１５３の撮像画面
２６４  全景カメラ１５４の撮像画面
【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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【図１３】
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【図１４】
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