(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の複数階層を貫通する吹抜または外に面した上階フロアへ、この上階フロアよりも下層の下階フロアから搭載物を搬送する搬送装置であって、
前記下階フロアと前記上階フロアとの間を昇降し、かつ搭載された搭載物を平行移動させる移動装置を有する架台と、
前記架台上で前記移動装置により平行移動されて前記上階フロアまたは前記上階フロアの構造物に接触することにより固定される固定部と、通路を形成する通路部とを有し、前記搭載物としての渡板とを備えることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記固定部は、前記上階フロアの手摺に対して接触して固定され、前記通路部は前記通路をスロープ状に形成する請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記架台に設けられ、前記上階フロアの手摺または障害物を撤去する工作装置をさらに備えた請求項１に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記下階フロアと前記架台とをつなげる傾斜を有するスロープ台をさらに備えた請求項１〜３の何れか１項に記載の搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の搬送装置と、
前記建物内で作業する自走可能な作業機械と、
前記下階フロアに配置され前記作業機械を遠隔で制御する制御装置とを有し、
前記架台が前記作業機械を搭載可能であることを特徴とする作業システム。
【請求項６】
前記作業機械に一端が接続された排気ホースと、
前記排気ホースの他端と接続され前記排気ホースの排気物を回収する排気装置とをさらに備えた請求項５に記載の作業システム。
【請求項７】
建物の複数階層を貫通する吹抜または外に面した上階フロアへ、この上階フロアよりも下層の下階フロアから搭載物を搬送する搬送方法であって、
前記下階フロアと前記上階フロアとの間を昇降し、かつ搭載された搭載物を平行移動させる移動装置を有する架台に、前記上階フロアの構造物に接触することにより固定される固定部と、通路を形成する通路部とを有する渡板を搭載する搭載ステップと、
前記架台を前記上階フロアまで上昇する上昇ステップと、
前記渡板を前記架台上で平行移動させて前記渡板を前記上階フロアに落下させて設置する設置ステップとを備えることを特徴とする搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人作業ロボット等の作業機械を上階フロアへ移動させる搬送装置、この搬送装置を用いた作業システム、および搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人による状況把握が困難な建物内（例えば、事故事象により放射線量が高い原子力発電プラント建屋や化学物質が飛散した化学プラント等）においては、無人ロボットや無人ビークル等の作業機械により建物の環境モニタリングや作業が行われる。このロボットは、フロア内を水平移動したり、フロア間を昇降したりして所要の作業を実施する。
【０００３】
作業機械をフロア間で昇降させる場合、建屋に設置された階段やエレベータが用いられる。従来、階段等の建屋環境の移動が可能な移動作業ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６４０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、作業機械に階段を昇降する機構を設けると装置の複雑化や大型化に繋がる。また、作業環境が何らかの事故事象が発生した建屋の場合、瓦礫等により階段の使用不能や、電源系統の喪失、エレベータの故障等によりエレベータが使用できない場合が想定され得る。そこで、建屋の各フロアが外に面している場合や、建屋内部に吹き抜けがある場合は、これらをアクセスルートとして作業機械を送り込むことが考えられる。この場合、作業機械を複数回投入する場合、複数種類の作業機械を投入する場合、および複数フロアへ作業機械を投入する場合等、状況よっては作業機械の投入回数が多くなることが考えられる。また、投入に付随する回収作業も増加する。したがって、作業機械の投入及び回収作業の確実化、短時間化が求められる。
また、作業機械を地階から移動させる場合、移動開始位置から到達目的位置までの移動距離が長くなり、ロボットから延びるケーブル長が不足する場合がある。また、ロボットが、ケーブル牽引重量に耐えられない場合も起こりうる。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、階段等の昇降設備を使用せずに短時間で作業機械を上階フロアへアクセスさせることができる搬送装置、作業システムおよび搬送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の各実施形態に係る搬送装置は、建物の複数階層を貫通する吹抜または外に面した上階フロアへ、この上階フロアよりも下層の下階フロアから搭載物を搬送する搬送装置であって、前記下階フロアと前記上階フロアとの間を昇降し、かつ搭載された搭載物を平行移動させる移動装置を有する架台と、前記架台上で前記移動装置により平行移動されて前記上階フロアまたは前記上階フロアの構造物に接触することにより固定される固定部と、通路を形成する通路部とを有し、前記搭載物としての渡板とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の各実施形態に係る搬送装置、作業システムおよび搬送方法によれば、作業機械を上階フロアへアクセスさせる作業を短時間化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る搬送装置および作業システムの第１実施形態を示す構成図。
【図２】渡板を上階フロアに設置する際の作業ロボット搬送システムの動作の説明図。
【図３】ロボットを架台に搭載する際の作業ロボット搬送システムの動作の説明図。
【図４】ロボットを上階フロアに設置する際の作業ロボット搬送システムの動作の説明図。
【図５】手摺がない上階フロアに渡板を設置する際の作業ロボット搬送システムの動作の説明図。
【図６】本発明に係る搬送装置および作業システムの第２実施形態を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
本発明に係る搬送装置、作業システムおよび搬送方法の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、各実施形態においては、原子力発電プラントの原子炉建屋内部に作業ロボットを送り込むものとして説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る搬送装置および作業システムの第１実施形態を示す構成図である。
【００１２】
作業システムとしての作業ロボット搬送システム１は、建物内外を通行可能な出入口７を有するフロア３（下階フロア）と、このフロア３に対して数ｍ〜数十ｍ（例えば、４０ｍ前後）の高さを有する上階フロア４とを有する建物２に使用される。建物２は、フロア３から上階フロア４へ抜ける吹抜５を有する。吹抜５が形成される上階フロア４の縁周辺には、手摺６が設けられる。
【００１３】
作業ロボット搬送システム１は、例えば原子力発電プラントの建物内における人による状況把握が困難な箇所に、作業ロボット（ロボット）１１を移動させるための装置であり、特に上階フロア４にロボットを上昇させるために使用される装置である。
【００１４】
作業ロボット搬送システム１は、制御車両１２、中継車両１３、ロボット１１、搬送装置としての揚重機１４、渡板１５を主に備える。
【００１５】
制御車両１２は、制御装置とメディアコンバータとを有する。制御装置は、ロボット１１に対して制御信号を送信し、ロボット１１の各部を遠隔で制御する。メディアコンバータは、制御信号（電気信号）を光信号に変換する。制御車両１２は、光ケーブル１７を介して中継車両１３と接続され、制御信号を中継車両１３に送信する。
【００１６】
中継車両１３は、発電機とメディアコンバータとを有する。メディアコンバータは、光信号と電気信号とを変換する。発電機は、ロボット１１に供給する電源を発電する。中継車両１３は、通信ケーブル１８および電源ケーブル１９を介してロボット１１に接続され、電気信号および電源をロボット１１に供給する。
【００１７】
ロボット１１は、作業用機器、走行車輪３２、ケーブル巻取装置３３を主に備える。作業用機器は、カメラ、線量計等であり、建物内で環境モニタリング等の所要の作業を行う。走行車輪３２は、遠隔操作により駆動し、ロボット１１をフロア上で走行させる。ケーブル巻取装置３３は、通信ケーブル１８および電源ケーブル１９を巻き取る。
【００１８】
揚重機１４は、基台４１、伸縮マスト４２、架台４３、スロープ台４４およびケーブル巻取装置４５を備える。基台４１は、走行車輪４６およびアウトリガー４７を有する。揚重機１４は、移動時には走行車輪４６でフロア上を走行し移動し、停止時にはアウトリガー４７でフロア上に固定される。伸縮マスト４２は、基台４１に対して垂直上方向に設けられ、上下方向に伸縮する。
【００１９】
架台４３は、伸縮マスト４２上に水平に設けられ、伸縮マスト４２の伸縮に応じてフロア３と上階フロア４との間を昇降する。架台４３の表面上には、ベルトコンベア４８が取り外し可能に配置される（図２参照）。ベルトコンベア４８は、架台４３に搭載された渡板１５（搭載物）を平行移動させる。なお、ベルトコンベア４８は、常時架台４３に固定されてもよい。
【００２０】
スロープ台４４は、フロア３と架台４３とをつなげる傾斜を有するスロープ面４４ａを有する。スロープ台４４は、基台４１と連結され、かつ車輪を有することにより、揚重機１４の走行に追従する。
【００２１】
なお、走行車輪４６、伸縮マスト４２およびベルトコンベア４８は、作業員の操作に基づいて適宜動作する。
【００２２】
渡板１５は、平面板１５ａおよび突起１５ｂを有する。平面板１５ａは、ロボット１１が走行可能な大きさを有する。平面板１５ａは、作業ロボットの通路を形成する通路部として機能する。突起１５ｂは、平面板１５ａのロボット１１の走行面とは逆面に、平面板１５ａに対してほぼ垂直に突出して設けられる。突起１５ｂは、上階フロア４の手摺６（構造物）に接触して固定される固定部として機能する。突起１５ｂは、手摺６に対して吹抜５側から接触し支持されればよく、突起１５ｂの形状はこれに限らない。
【００２３】
次に、第１実施形態における作業ロボット搬送システム１の作用について説明する。
【００２４】
まず、揚重機１４を建物２内に移動する作業が行われる。
【００２５】
揚重機１４は、作業員により出入口７から建物２内に移動される。このとき、中継車両１３は建物２外に配置され、制御車両１２は、中継車両１３からさらに離れた建物２外に設置される。なお、ケーブル巻取装置４５は、揚重機１４がスムーズに移動できるように必要に応じて不要なケーブル１８、１９を巻き取ったり、開放したりする。
【００２６】
揚重機１４は、吹抜５の下へ移動すると、アウトリガー４７により固定されて設置される。このとき、伸縮マスト４２は収縮した状態である。架台４３上には、ベルトコンベア４８が積載され、ベルトコンベア４８上には渡板１５が積載される。なお、ベルトコンベア４８および渡板１５は、建物２外で架台４３に積載されても、建物２内で積載されてもよい。
【００２７】
次に、渡板１５を上階フロア４に設置するための作業が行われる。
【００２８】
図２は、渡板１５を上階フロア４に設置する際の作業ロボット搬送システム１（搬送装置）の動作の説明図である。
【００２９】
伸縮マスト４２は、架台４３が上階フロア４の手摺６の高さを超える高さであって、突起１５ｂの端部が手摺６の高さを超えない高さまで伸長する。
【００３０】
ベルトコンベア４８は、作業員の操作に基づいて駆動し、渡板１５を架台４３から上階フロア４に向かって平行移動させる。渡板１５は、傾斜しながら上階フロア４に向かって落下し、突起１５ｂと手摺６とを接触させる。渡板１５は、突起１５ｂと手摺６との引っ掛かりにより、手摺６と上階フロア４とに支持されてロボット１１の通路をスロープ状に形成する。
【００３１】
伸縮マスト４２は、渡板１５を上階フロア４に設置すると、再びスロープ台４４の高さとほぼ同じ高さまで収縮する。
【００３２】
次に、ロボット１１を上階フロア４に設置するための作業が行われる。
【００３３】
図３は、ロボット１１を架台４３に搭載する際の作業ロボット搬送システム１（搬送装置）の動作の説明図である。
【００３４】
図４は、ロボット１１を上階フロア４に設置する際の作業ロボット搬送システム１の動作の説明図である。
【００３５】
ロボット１１は、制御車両１２の制御装置の制御に基づいて、スロープ台４４のスロープ面４４ａを走行し、架台４３まで移動する。なお、ケーブル巻取装置３３は、ロボット１１がスムーズに移動できるように必要に応じて不要なケーブル１８、１９を巻き取ったり、開放したりする。
【００３６】
なお、ロボット１１は、渡板１５の設置作業終了後に中継車両１３等と接続されてもよいし、揚重機１４の建物２への移動と共に建物２内に移動してもよい。また、渡板１５の設置作業時に利用されたベルトコンベア４８は、設置された状態でもよいし、取り外された状態でもよい。
【００３７】
伸縮マスト４２は、架台４３と渡板１５とが接触する高さまで伸長する。ロボット１１は、制御装置の制御に基づいて走行車輪３２を駆動し、スロープ状の渡板１５の平面板１５ａを通り上階フロア４に移動する。
【００３８】
ロボット１１は、作業用機器により上階フロア４を含めた建物２内の環境モニタリング等の所要の作業を実施する。
【００３９】
この作業ロボット搬送システム１は、人による状況把握が困難な建物２内において、階段等の上階フロア４への昇降設備の使用リスクが高い場合、すなわち、階段等の使用が移動距離やケーブル長やケーブル重量の問題が存在する場合であっても、ロボット１１を上階フロア４へスムーズに移動させることができる。
【００４０】
また、作業ロボット搬送システム１は搭載した渡板１５を上階フロア４の端部に落下させるだけで設置することができるため、架台４３の床を延伸させる、または高精度に近接・接触させる等して上階フロア４と連絡する動作が不要であり、渡板１５を設置した後は、架台４３を渡板１５に近接させるだけでロボット１１の投入・回収が可能となる。このため、簡素な機構でロボット１１の投入・回収作業を確実かつ短時間で行うことが可能となる。
【００４１】
なお、作業ロボット搬送システム１は、上階フロア４に手摺６がない場合についても、同様にロボット１１を上階フロア４に移動させることができる。
【００４２】
図５は、手摺がない上階フロア４に渡板１５を設置する際の作業ロボット搬送システム１（搬送装置）の動作の説明図である。
【００４３】
伸縮マスト４２は、架台４３が上階フロア４の高さとほぼ同じ高さまで伸長する。ベルトコンベア４８は、作業員の操作に基づいて駆動し、渡板１５を架台４３から上階フロア４に向かって、上階フロア４と平行に移動させる。すると、突起１５ｂは上階フロア４の高さ方向の面４ａ（上階フロア４の構造物）と接触し、渡板１５は上階フロア４上で固定される。
【００４４】
伸縮マスト４２は、渡板１５を上階フロア４に設置すると、再びスロープ台４４の高さとほぼ同じ高さまで収縮する。
【００４５】
ロボット１１を上階フロア４に設置する作業については、渡板１５が上階フロア４に対して平行に設置される点以外は、図３および図４で説明した作業とほぼ同様であるため、説明を省略する。
【００４６】
このように、第１実施形態における作業ロボット搬送システム１は、上階フロア４の吹抜５の手摺６の有無に影響されることなく、ロボット１１を上階フロア４に移動させることができる。
【００４７】
また、架台４３に手摺を撤去するための工作装置（例えばレーザー切断装置）を設置してもよい。大破した手摺６の残骸がある場合や、手摺６が破損していたり元々の強度的にロボットおよび渡板１５の重量に耐えられない場合、あるいは渡板１５の設置に適さない障害物（瓦礫、格子状に配置された柱、ガラス等）が存在する場合、工作装置により手摺または障害物を撤去後、渡板１５を設置する。これにより、ロボット１１のアクセスルートを確実に確保することが可能である。
【００４８】
［第２実施形態］
本発明に係る搬送装置、作業システムおよび搬送方法の第２実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４９】
図６は、本発明に係る搬送装置および作業システムの第２実施形態を示す構成図である。
【００５０】
第２実施形態における作業ロボット搬送システム６１が、第１実施形態の作業ロボット搬送システム１と異なる点は、建物２内の汚染物を回収するための排気装置６２および排気ホース６３が新たに設けられた点である。その他の構成については、第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５１】
排気装置６２は、フィルターを備える汚染物回収用の遮蔽ボックスを搭載する。排気装置６２は、排気ホース６３の一端と接続されている。排気装置６２は、揚重機１４と同フロアに設置される。排気装置６２は、ロボット１１と同様に、通信ケーブル１８および電源ケーブル１９を介して中継車両１３と接続され、遠隔操作される。
【００５２】
ロボット１１は、排気ホース６３の先端を保持し（先端と接続され）、ロボット１１の移動と共に上階フロア４等の周囲環境の汚染物（ダスト等）を回収する。ロボット１１の近傍には、排気ホース巻取装置６４が配置される。排気ホース巻取装置６４は、例えばロボット１１と共に移動可能に構成され、ロボット１１がスムーズに移動できるように必要に応じて不要な排気ホース６３を巻き取ったり、開放したりする。
【００５３】
この作業ロボット搬送システム６１によれば、第１実施形態で奏する効果に加え、例えば事故発生等により高線量の汚染物が存在し、上階フロア４に人が入れないような場合であっても、排気装置６２および排気ホース６３で汚染物を回収することができる点で有効である。
【００５４】
また、作業ロボット搬送システム１は、階段を用いることなくロボット１１や排気ホース６３を上階に移動させることができるため、排気ホース６３のような一定の太さを有するようなものであっても、短い距離で上階まで移動させることができる点でも有効である。
【００５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５６】
例えば、ロボット１１は、バッテリ駆動とすることにより電源ケーブル１９を省略してもよい。また、ロボット１１は、通常時においてはバッテリ駆動とし、非常時においては中継車両１３から電源ケーブルを介して供給される電源で駆動するようにしてもよい。揚重機１４および排気装置６２の電源についても同様である。
【００５７】
また、揚重機１４は、ロボット１１と同様に、制御車両１２の制御装置で遠隔操作されてもよい。ロボット１１または揚重機１４に無線モジュールを搭載し、制御装置からの制御信号を無線で受信してもよい。
また、各実施形態では建物２に吹抜５があるものとして説明したが、例えばフロアの一部が外に面している場合（例えば、上階フロア４にバルコニーが設けられている場合やフロアの外壁が一部損なわれている場合）は、そこに揚重機１４を用いてアクセスするものとしてもよい。
また、渡板１５の突起１５ｂは、手摺６あるいは上階フロア４と接触して渡板１５の位置決め手段として機能すればよく、渡板１５は自身の重量で上階フロア４に安定して設置され、作業ロボット１の通過時は渡板１５の吹抜側端部が架台４３によって支持されるが、渡板１５を確実に固定設置するため、突起１５ｂを機械的要素あるいは磁気的要素で手摺６や上階フロア４に固定するものとしてもよい。例えば、機械的要素として手摺６と係合するフック、係合した状態でロックするナス環フック、上階フロア４の床を挟み込む構造、吸盤や粘着材等で吸着する構造とすることが可能である。また、磁気的要素としては、手摺６や上階フロア４が磁性体であれば突起１５ｂに磁石を取り付ければよい。
【符号の説明】
【００５８】
１、６１  作業ロボット搬送システム
２  建物
３  フロア
４  上階フロア
５  吹抜
６  手摺
１１  作業ロボット（ロボット）
１２  制御車両
１３  中継車両
１４  揚重機
１５  渡板
１７  光ケーブル
１８  通信ケーブル
１９  電源ケーブル
３３  ケーブル巻取装置
４２  伸縮マスト
４３  架台
４４  スロープ台
４５  ケーブル巻取装置
６２  排気装置
６３  排気ホース
６４  排気ホース巻取装置
【図１】
0005726655.tif 000002
【図２】
0005726655.tif 000003
【図３】
0005726655.tif 000004
【図４】
0005726655.tif 000005
【図５】
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【図６】
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