(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのフロートフレーム内に構成され、その前方に配設され検査ツールを把持又は把持解除する先端アーム部と、その後方で上記フロートフレームの中心軸上に配設され上記先端アーム部を回動する関節機構とからなるマニピュレータと、上記関節機構を間にしてその外側の２箇所に相互に平行して配設されるベローシール部内にガスを給排して、液体中に受ける浮力を増減自在に調整するための浮力調整機構と、該浮力調整機構の後方で、上記マニピュレータの上記先端アーム部で上記検査ツールを把持した状態にて、互いに垂直方向に配設されるスクリュースラスタにより３次元空間における全方向への推進と全方向の姿勢変更を可能とする推進及び姿勢変更手段と、上記３次元空間における傾斜をそれぞれ検知する傾斜検知手段とを備え、液中で検査する上記検査ツールを搬送することを特徴とする検査ツール搬送装置。
【請求項２】
上記マニピュレータ、上記浮力調整機構、上記推進及び姿勢変更手段及び上記傾斜検知手段への接続のための複合ケーブルが、上記フロートフレームの後端に結合されることを特徴とする請求項１に記載の検査ツール搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査ツール搬送装置に関し、高速増殖炉のナトリウム等の液中で検査する種々の検査ロボット等の検査ツールを搬送するのに適している。
【０００２】
【従来の技術】
検査ロボット等の液中検査ツールを搬送する装置については、従来、類例が全く見当たらなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、検査ツールを搬送する装置がないと、検査作業が種々の制約を受け、時間的にも場所的にも検査作業の自由度が低いという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、検査作業が制約を受けず、検査作業の自由度を高めるための検査ツール搬送装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、一つのフロートフレーム内に構成され、その前方に配設され検査ツールを把持又は把持解除する先端アーム部と、その後方で上記フロートフレームの中心軸上に配設され上記先端アーム部を回動する関節機構とからなるマニピュレータと、上記関節機構を間にしてその外側の２箇所に相互に平行して配設されるベローシール部内にガスを給排して、液体中に受ける浮力を増減自在に調整するための浮力調整機構と、該浮力調整機構の後方で、上記マニピュレータの上記先端アーム部で上記検査ツールを把持した状態にて、互いに垂直方向に配設されるスクリュースラスタにより３次元空間における全方向への推進と全方向の姿勢変更を可能とする推進及び姿勢変更手段と、上記３次元空間における傾斜をそれぞれ検知する傾斜検知手段とを備え、液中で検査する上記検査ツールを搬送する検査ツール搬送装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、液中検査ツールを搬送対象とする場合を例として、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る検査ツール搬送装置全体を示す一部破断平面図、図２は図１の側面図である。検査ツール搬送装置は、フロートフレーム１の前部に装備されたマニピュレータ２と、その後方にあって流体中で受ける浮力を増減自在に調整するための浮力調整機構３とを有し、フロートフレーム１の後部に推進及び姿勢変更手段４を備えて構成されている。
【０００７】
また、検査ツール搬送装置は、フロートフレーム１の先端に監視用超音波画像化センサ５があり、フロートフレーム１の後端中央に複合ケーブル６が結合されている。そして、検査ツール搬送装置は、マニピュレータ２で検査ツール７を把持した状態にて、推進及び姿勢変更手段４により、３次元空間における全方向への推進と全方向の姿勢変更が可能である。
【０００８】
フロートフレーム１は、対称的に配置した断面が半月形の一対の半月形筒部１１ａ，１１ｂと、該半月形筒部１１ａ，１１ｂの後方に続く円筒部１２及びその後方に続く中空の円錐台形部１３とを備えている。そして、フロートフレーム１は、一対の半月形筒部１１ａ，１１ｂの間の位置にマニピュレータ２を装備し、一対の半月形筒部１１ａ，１１ｂ内に浮力調整機構３を設け、円筒部１２及び円錐台形部１３に推進及び姿勢変更手段４が装備されている。各半月形筒部１１ａ，１１ｂは、前端及び後端にそれぞれ固定端板１４，１５を有し、これらの固定端板１４，１５によりそれぞれ上下一対のガイドロッド１８，１８（図５参照）を互いに平行に支持している。後端側の固定端板１５の中心にはガス給排孔１６が開けられている。
【０００９】
マニピュレータ２は、一対の半月形筒部１１ａ，１１ｂの間にある固定部材２０と、中間アーム部２１と、先端アーム部２２とを備え、中間アーム部２１の両端に２組の関節機構２３，２４を有し、先端アーム部２２に３本の指部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有している。各関節機構２３，２４は、中間アーム部２１の両端のそれぞれのハウジング２５，２６内に、中空状軸付キャンドモータ２７、減速用の差動歯車機構２８及び回転角度検出用のキャンドレゾルバ２９が直結的に配設されて構成されている。
【００１０】
そして、マニピュレータ２における後方の関節機構２３中のキャンドモータ２７は選択的に正・逆回転することによって中間アーム部２１を回動させ、前方の関節機構２４中のキャンドモータ２７は選択的に正・逆回転することにより、中間アーム部２１に対して先端アーム部２２を回動させる。
【００１１】
上記先端アーム部２２は、エアシリンダ３１及びその前方のアーム先端部材３２と、該アーム先端部材３２の先端にピン３３で接合された３本の指部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃとを備えている。３本の指部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、等角度間隔にて配置され、図３に示すように、それぞれのピン３３を中心に回動可能に支持されている。指部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃの駆動機構は、エアシリンダ３１と、該エアシリンダ３１内のピストン３５及びピストンロッド３６と、該ピストンロッド３６の外周に配置したベローズシール３７とを備えて構成されている。そして、ピストン３５の両側には圧力室３８，３９が画成されており、指部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、圧力室３８，３９に連通するそれぞれの通路３８ａ，３９ａを介して圧力ガスを供給排出することによって作動する。
【００１２】
また、マニピュレータ２の各指部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、それぞれの基端部に開けた長孔４０に挿通したピン４１をもってピストンロッド３６の先端に結合され、ピストンロッド３６の出入り動作により開閉し、検査ツール７を解除可能に把持する。さらに、先端アーム部２２の側方に取付けられた監視用超音波画像化センサ５を利用することにより、検査ツール搬送装置は、マニピュレータ２で把持した検査ツール７等の目視が可能である。
【００１３】
浮力調整機構３は、各半月形筒部１１ａ，１１ｂの２箇所に相互平行に設けたガイドロッド１８，１８と、ベローシール部４２とで構成され、ベローシール部４２内に対しガス給排孔１６を通じてガスを供給・排出することによって、浮力を調整する。ベローシール部４２は、直列に配置連結した４つのベローズＢ１〜Ｂ４から成り、各ベローズＢ１〜Ｂ４の可動端部がガイドロッド１８の外周に遊嵌合するスライダ４３に結合されており、該ガイドロッド１８に案内されて膨張収縮自在である。
【００１４】
推進及び姿勢変更手段４は、フロートフレーム１の直径方向に間隔を置き前後方向に沿って配置した一対のスクリュースラスタ４６ａ，４６ｂと、フロートフレーム１の前後方向に間隔を置き直径方向に沿って配置した一対のスクリュースラスタ４７ａ，４７ｂと、フロートフレーム１の直径方向に間隔を置き上記各スクリュースラスタ４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂに対して垂直方向に沿って配置した一対のスクリュースラスタ４８ａ，４８ｂとを備え、各一対のスクリュースラスタ４６ａ〜４８ｂは上下・左右方向の浮力バランスを安定化する目的でそれぞれ一対毎に対称配置されている。
【００１５】
各スクリュースラスタ４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂは、いずれも同じ形式である。図６に示すスクリュースラスタ４８ａについて詳細に説明すると、缶体５１内に収容したキャンドモータ５２と、これの前後に直結した減速機５３及びキャンドレゾルバ５４と、缶体５１外にあって減速機５３に直結したスクリュー５５とを備え、缶体５１の外面３箇所に等角度間隔にて複数の支持部材５６が固着されている。キャンドモータ５２は正逆回転方向の変更自在である。
【００１６】
一対のスクリュースラスタ４６ａ，４６ｂは、両端に開口５７ａを有し前後方向に沿ったそれぞれの真直な収容筒５７内に収容され、３方に設けた支持部材５６で収容筒５７と同心配置にて缶体５１が該収容筒５７に固着されていて、スクリュー５５を後方へ向けてフロートフレーム１の軸線を含む平面に関し面対称にて配置されており、前後方向の推進及びピッチングに対する姿勢変更が必要な時に作動する。
【００１７】
一対のスクリュースラスタ４７ａ，４７ｂは、両端に開口５８ａ，６０ａを有しフロートフレーム１の直径方向に沿ったそれぞれの真直な収容筒５８，６０内に収容され、支持部材５６で同心配置して缶体５１が該収容筒５８，６０に固着されていて、スクリュー５５を互いに逆方向に向けて配置されており、横方向の推進及びヨーイングに対する姿勢変更が必要な時に作動する。
【００１８】
一対のスクリュースラスタ４８ａ，４８ｂは、両端に開口を有し上記各スクリュースラスタ４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂに対して垂直方向に沿ったそれぞれの真直な収容筒５９内に収容され、支持部材５６で同心配置して収容筒５９に固着されていて、スクリュー５５を互いに逆方向に向けて配置されており、上下方向の推進及びローリングに対する姿勢変更が必要な時に作動する。
【００１９】
一対のスクリュースラスタ４６ａ，４６ｂの間の位置には、振子式傾斜計６１ａ〜６１ｃが３軸方向に対応させてそれぞれ配設され、検査ツール搬送装置は、この振子式傾斜計６１ａ〜６１ｃによって、全姿勢が確認可能である。
【００２０】
本発明の上記実施の形態に係る検査ツール搬送装置の動作について説明する。▲１▼検査ツール７を３本の指部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃで把持し、ベローズシール部４２のベローズＢ１〜Ｂ４を膨張させて浮力増強及びバランス調整を図った状態にて、搬入路Ｃ内から吊り降ろした後、スクリュースラスタ４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂの正・逆回転等の組み合わせ操作によって、図７に示す検査対象である伝熱管６２や図８に示すベローズ６３の部位へ液中を自泳搬送して検査ツールとしての伝熱管検査ロボット６４やベローズ検査ロボット６５を、マニピュレータ２の関節機構２３，２４の回動角度組み合わせ操作によって対象箇所へ装着する。
【００２１】
▲２▼検査ツール７を対象箇所へ装着した後、各ベローズシール部４２，４２のベローズＢ１〜Ｂ４を収縮させるとともに、３本の指部材３４ａ，３４ｂ，３４ｃによる把持を解除して検査ツール７を切り離して離脱する。この時、必要に応じてセンサ５によって検査ツール７等を監視する。
【００２２】
▲３▼検査ツール７を回収する場合には、前述と逆順序の操作によって、検査ツール７を把持した状態にて、スクリュースラスタ４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂを作動させるか又は複合ケーブル６を操作するだけで回収、帰還する。
【００２３】
本発明の上記実施の形態に係る検査ツール搬送装置によれば、マニピュレータ２に２組の関節機構２３，２４を有し、推進及び姿勢変更手段４には直交する３軸に沿った各方向に対応する各一対のスクリュースラスタ４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂを備えているので、図７又は図８に示したような複雑な経路を通って検査ツールである検査ロボット６４，６５をマニピュレータ２で把持して、所定の箇所へ自泳搬送する場合にも対応することができるという利点がある。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施の形態によって限定されるものではなく、種々の変形及び変更が可能であり、液中のみならず半流動体中の搬送にも適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、一つのフロートフレーム内に構成され、その前方に配設され検査ツールを把持又は把持解除する先端アーム部と、その後方で上記フロートフレームの中心軸上に配設され上記先端アーム部を回動する関節機構とからなるマニピュレータと、上記関節機構を間にしてその外側の２箇所に相互に平行して配設されるベローシール部内にガスを給排して、液体中に受ける浮力を増減自在に調整するための浮力調整機構と、該浮力調整機構の後方で、上記マニピュレータの上記先端アーム部で上記検査ツールを把持した状態にて、互いに垂直方向に配設されるスクリュースラスタにより３次元空間における全方向への推進と全方向の姿勢変更を可能とする推進及び姿勢変更手段と、上記３次元空間における傾斜をそれぞれ検知する傾斜検知手段とを備え、液中で検査する上記検査ツールを搬送するので、マニピュレータで検査ツールを把持した状態にて、流体から受ける浮力が適度になるように浮力調整機構で調整し、推進及び姿勢変更手段で３次元空間における全方向への推進と全方向の姿勢変更を行いながら、複雑な経路を通る場合であっても、所定箇所へ検査ツールを確実に搬送することが可能となり、搬送作業の自由度が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る検査ツール搬送装置全体を示す一部破断平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の検査ツール搬送装置の主として前部を拡大して示した一部破断平面図である。
【図４】図１の検査ツール搬送装置の主として後部を拡大して示した一部破断平面図である。
【図５】図３の正面図である。
【図６】図２のＡ−Ａ線の位置における拡大横断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る検査ツール搬送装置による検査ツール搬送の要領説明図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る検査ツール搬送装置による別の検査ツール搬送の要領説明図である。
【符号の説明】
１  フロートフレーム
２  マニピュレータ
３  浮力調整機構
４  推進及び姿勢変更手段
５  超音波画像化センサ
６  複合ケーブル
７  検査ツール
１１  半月形筒部
１２  円筒部
１３  円錐台形部
１４，１５  固定端板
１６  ガス給排孔
１８  ガイドロッド
２０  固定部材
２１  中間アーム部
２２  先端アーム部
２３，２４  関節機構
２５，２６  ハウジング
２７  キャンドモータ
２８  差動歯車機構
２９  キャンドレゾルバ
３１  エアシリンダ
３２  アーム先端部材
３３  ピン
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ  指部材
３５  ピストン
３６  ピストンロッド
３７  ベローズシール
３８，３９  圧力室
４０  長孔
４１  ピン
４２  ベローシール部
４３  スライダ
４６ａ，４６ｂ  スクリュースラスタ（ピッチング）
４７ａ，４７ｂ  スクリュースラスタ（ヨーイング）
４８ａ，４８ｂ  スクリュースラスタ（ローリング）
５１  缶体
５２  キャンドモータ
５３  減速機
５４  キャンドレゾルバ
５５  スクリュー
５６  支持部材
５７〜５９  収容筒
６１ａ〜６１ｃ  振子式傾斜計
【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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