(57)【要約】  空間を洗浄するためのタンク洗浄システム。タンク洗浄システムは、車両によって運搬可能な支持ベースを有するトレーラと、支持ベースに対して移動するために支持ベースに移動可能に装着されたアームとを含むことができる。アームは、空間内に延びて空間内で洗浄作業を実施するように動作可能であることができる。【選択図】図４Ａ
2020531280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有するタンクの内面を洗浄するためのタンク洗浄システムであって、前記タンクシステムが、
車両により運搬可能な支持ベースを有するトレーラと、
前記支持ベースに対する移動のために前記支持ベースに移動可能に装着されたアームであって、前記アームが、前記内部空間内に延びて前記空間内で洗浄動作を実施するように動作可能である、アームと、
を備える、タンク洗浄システム。
【請求項２】
少なくとも１つの流体ラインと、
前記少なくとも１つの流体ラインに流体結合されたノズルであって、前記ノズルが、前記アームに結合され、前記タンクの前記内面上の目標位置に流体を放出するために前記アームによって異なる位置に移動可能である、ノズルと、
をさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項３】
前記アーム周りの環境を見るための、前記アームによって異なる位置に移動可能であるカメラをさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項４】
カメラと、
前記アーム周りの環境の映像を見るための、前記カメラから遠隔にあるディスプレイと、
をさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項５】
前記アーム周りの環境を照らすための、前記アームによって異なる位置に移動可能であるライトをさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項６】
前記アームに動作可能に取り付けられ、前記アームによって移動可能であるツールであって、前記ツールが、スクレーパ、サンダ、ファスナツール、および切断ツールの少なくとも１つを備える、ツールをさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項７】
前記トレーラ上に支持され、前記アームに水を供給するように前記アームと流体連通する水リザーバ及びポンプをさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項８】
基板および地面の少なくとも１つ上に支持され、前記アームに水を供給するように前記アームと流体連通する水リザーバ及びポンプをさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項９】
洗浄液を前記アームに供給する前記トレーラ上の洗浄液リザーバ及びポンプをさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１０】
前記アームは、前記トレーラから延長可能であり、前記アームの少なくとも一部も関節運動するように構成される、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１１】
前記アームを支持するフレームであって、前記フレームが、前記支持ベースに対して前記アームを移動させるように構成される、フレームをさらに備え、
前記アームは、前記トレーラの移動によって前記内部空間に対して粗く位置決め可能であり、前記支持ベースに対する前記フレームの移動によって前記内部空間に対して細かく位置決め可能である、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１２】
前記アームが、２度以上の自由度を有する、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１３】
前記アームが、水平軸線の周りで回転可能である、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１４】
制御ユニットと、
前記アームに結合された少なくとも１つのセンサであって、前記少なくとも１つのセンサが、アーム位置フィードバック信号を前記制御ユニットに提供する、少なくとも１つのセンサと、
をさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１５】
前記アームの位置を粗く調整するように動作可能に結合されたブームであって、前記アームは、前記タンクに対する収納場所において、前記アームが前記ブーム上に折り畳まれる、および広げられるの少なくとも１つである収納形態と、前記アームが前記タンクに対して異なる場所に広げられる展開形態とを有する、ブームをさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１６】
前記アームが、コンパクト形態および収納形態における位置の範囲を通って前記トレーラに対して並進可能であり、前記アームは、前記位置の少なくとも１つにおいて展開形態に移動可能である、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１７】
前記アームを前記トレーラに結合するマウントであって、前記マウントは、前記トレーラ上の前記アームの装着位置を変更するように調整可能である、マウントをさらに備える、請求項１に記載のタンク洗浄システム。
【請求項１８】
内部空間を少なくとも部分的に画定する内面を有するタンクを洗浄する方法であって、前記方法が、
支持ベースを有するトレーラを前記内部空間の隣りに位置決めするステップであって、前記トレーラは車両により運搬可能である、ステップと、
前記支持ベースに装着されたアームを前記支持ベースに対して移動させるステップであって、前記アームを前記空間内に延ばす工程を含む、ステップと、
前記内部空間の前記内面上で前記アームを用いて洗浄動作を実施するステップと、
を含む、タンクを洗浄する方法。
【請求項１９】
前記アームを前記タンクの外側に収納形態で置くステップと、
前記アームが前記収納形態にあるときに前記アームを前記内部空間に挿入するステップと、
前記アームが前記内部空間にあるときに、前記アームを前記収納形態から展開形態に移動させるステップと、
をさらに含む、請求項１８に記載のタンクを洗浄する方法。
【請求項２０】
囲まれた空間を洗浄するための洗浄システムであって、前記洗浄システムが、
前記空間内で洗浄動作を実施するように構成されたアームと、
前記アームの位置を調整するように動作可能に結合されたブームであって、前記アームは、前記アームが前記ブームに沿って延びるように前記アームが前記ブーム上に折り畳まれる収納形態と、前記アームが異なる場所に広げられる展開形態とを有する、ブームと、
を備える、洗浄システム。
【請求項２１】
前記アームに結合可能な第１のエンドエフェクタであって、前記第１のエンドエフェクタが、前記洗浄動作を実施するために流体を分配するためのノズルを含む、第１のエンドエフェクタと、
前記アームに結合可能である第２のエンドエフェクタであって、前記第２のエンドエフェクタが、前記第１のエンドエフェクタと交換可能であり、前記第２のエンドエフェクタが、前記第１のエンドエフェクタとは異なるタイプの洗浄動作を実施するように構成される、第２のエンドエフェクタと、
をさらに備える、請求項２０に記載の洗浄システム。
【請求項２２】
前記アームの移動を制御するように構成された制御ユニットと、
前記アームおよび／または前記空間の状態に関するフィードバック信号を前記制御ユニットに提供するように構成されたセンサと、
をさらに備え、
前記制御ユニットは、前記センサからの前記フィードバック信号に基づいて前記アームの移動を制御するように構成される、請求項２０に記載の洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１７年８月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／５４６，８５９号明細書の優先権を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本開示は、ロボットマニピュレータアームを利用するタンクおよび他の狭い空間の洗浄および改修のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]タンク洗浄は、通常、複数人のチームによって実施される。チームは、狭いタンクに入り、これを手動で洗浄しなければならない。チームは通常、タンク内にいる間は、防護服を着用し、多数の安全上の注意事項を順守する。タンク外のスポッタは、時々、内側にいる人を監視する必要がある。手動のタンク洗浄プロセスは、労働集約的で、時間がかかり、費用がかかる。タンクを定期的に洗浄しないと、タンクが使用できなくなるところまで到達する可能性があり、極端な場合、廃棄またはリサイクルしなければならず、これは、費用効果が高くない。
【概要】
【０００４】
[0004]フラックタンクおよび他のエンクロージャの洗浄に伴う手動の労働時間を低減し、乗組員がそのような構造に入らないようにすることで安全性を向上させ、遠隔でより少ない人数で作業を実施することを可能にし、および／または運用コストを低減する代替の解決策を見つけることが望ましい。
【０００５】
[0005]１つの態様では、本開示は、内部空間を画定するフラックタンクまたは他の構造を洗浄するための洗浄システムを提供する。洗浄システムは、車両によって運搬可能な支持ベースを有するトレーラと、支持ベースに対して移動するために支持ベースに移動可能に装着されたアームとを含む。アームは、空間内に延びて空間内で洗浄動作を実施するように動作可能である。
【０００６】
[0006]別の態様では、本開示は、内部空間を有するフラックタンクまたは他の構造を洗浄する方法を提供する。方法は、支持ベースを有するトレーラを空間の隣りに位置決めするステップであって、トレーラは車両によって運搬可能である、位置決めするステップを含み、方法は、支持ベースに移動可能に装着されたアームを支持ベースに対して移動させるステップと、アームを空間に延ばすステップと、空間内でアームによって洗浄動作を実施するステップとをさらに含む。
【０００７】
[0007]さらに別の態様では、本開示は、囲まれた空間を洗浄するための洗浄システムを提供する。本システムは、空間内で洗浄動作を実施するように構成されたアームと、アームの位置を調整するように動作可能に結合されたブームとを含む。アームは、アームがブームと並んでブームと平行になるように（または別の形でブームに対して共通の方向に延びるように）アームがブーム上に折り畳まれる収納形態と、アームが別の場所に広げられる展開形態とを有することができる。
【０００８】
[0008]さらに別の態様では、本発明は、アームに供給された流体を異なる場所に分配するためにアームが異なる位置に移動可能である、洗浄システムおよび方法を提供し、アームの場所は、独立した異なる粗い機構および微細機構によって調整可能である。本発明の他の態様は、詳細な説明および添付図面を考慮することに明らかになるであろう。
【０００９】
[0009]本明細書に開示するシステム、方法、プロセス、および／または装置のより完全な理解が、添付の例示的な図に関連して考慮される場合に詳細な説明を参照することにより導き出され得る。図では、同じ参照番号は、図全体を通して同じ要素または行為を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】フラックタンクを示す図である。
【図２Ａ】フラックタンク上の可能なマンウェイ場所を示す図である。
【図２Ｂ】フラックタンク上の平均的なマンウェイ場所を示す図である。
【図３Ａ】可搬式フラックタンク洗浄システム（ＦＴＳ）の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの可搬式ＦＴＳの背面図である。
【図４Ａ】内部構成要素を表示するためにＦＴＳの外壁を取り外した可搬式ＦＴＳの図である。
【図４Ｂ】図４Ａの可搬式ＦＴＳの上面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂの可搬式ＦＴＳの概略図である。
【図４Ｄ】図４Ａの可搬式ＦＴＳの制御ステーションの概略図である。
【図４Ｅ】可搬式ＦＴＳの別の実施形態の斜視図である。
【図４Ｆ】図１のフラックタンクの隣りに示す、図４Ｅの可搬式ＦＴＳの上面図である。
【図４Ｇ】図４Ｅの可搬式ＦＴＳの一部の別の斜視図である。
【図４Ｈ】図４Ｅの可搬式ＦＴＳの一部の別の斜視図である。
【図４Ｉ】図４Ｅの可搬式ＦＴＳの一部の別の斜視図である。
【図５Ａ】図４Ａまたは図４ＥのＦＴＳの延長ブームおよびマニピュレータアームの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの延長ブームおよびマニピュレータアームの上面図である。
【図６】図５Ａおよび５Ｂの延長ブームの斜視図である。
【図７Ａ】図５Ａのマニピュレータアームの斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａのマニピュレータアームの運動範囲を示す図である。
【図８Ａ】図７Ａのマニピュレータアームに結合されたエンドエフェクタの底面斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示すエンドエフェクタの側面斜視図である。
【図８Ｃ】図８Ａに示すエンドエフェクタの上面図である。
【図９Ａ】図１のフラックタンクと位置合わせして示す、図３Ａの可搬式ＦＴＳの上面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの可搬式ＦＴＳおよびフラックタンクの側面図である。
【図９Ｃ】図５Ａの延長ブーム、図５Ａのマニピュレータアーム、および／または図１のフラックタンクの内部のカメラおよび／またはセンサの場所を示す図である。
【図１０】図１のフラックタンクと垂直に位置合わせするＦＴＳの斜視図である。
【図１１】デブリ除去のための真空ホースとフラックタンクの接続を示す図である。
【図１２】図１のフラックタンク内のカメラマウントの場所を示す図である。
【図１３】図１のフラックタンクに入る図５Ａの延長ブームおよびマニピュレータアームの側面断面図である。
【図１４Ａ】フラックタンクからデブリを高圧洗浄するために使用されているＦＴＳの上面図である。
【図１４Ｂ】フラックタンクからデブリを高圧洗浄するために使用されているＦＴＳの別の上面図である。
【図１４Ｃ】フラックタンクからデブリを高圧洗浄するために使用されているＦＴＳの別の上面図である。
【図１４Ｄ】フラックタンクからデブリを高圧洗浄するために使用されているＦＴＳの別の上面図である。
【図１５Ａ】フラックタンクの内面への洗浄液に対して使用されているＦＴＳの側面図である。
【図１５Ｂ】フラックタンクの内面への洗浄液に対して使用されているＦＴＳの別の側面図である。
【図１５Ｃ】フラックタンクの内面への洗浄液に対して使用されているＦＴＳの別の側面図である。
【図１５Ｄ】フラックタンクの内面への洗浄液に対して使用されているＦＴＳの別の側面図である。
【図１６Ａ】すすぎ動作において、フラックタンクの内面から洗浄液を高圧洗浄するために使用されているＦＴＳの側面図である。
【図１６Ｂ】すすぎ動作において、フラックタンクの内面から洗浄液を高圧洗浄するために使用されているＦＴＳの別の側面図である。
【図１６Ｃ】すすぎ動作において、フラックタンクの内面から洗浄液を高圧洗浄するために使用されているＦＴＳの別の側面図である。
【図１６Ｄ】すすぎ動作において、フラックタンクの内面から洗浄液を高圧洗浄するために使用されているＦＴＳの別の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0042]本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に記載するか、または添付図面に示す構造の詳細および構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実践または実行することができる。開示する実施形態が適用され得る多くの異なる代替の構成、デバイス、および技術があることに留意されたい。実施形態の全範囲は、以下に説明される例に限定されない。
【００１２】
[0043]例示する実施形態の以下の例では、本明細書の一部を形成し、本明細書に開示するシステム、方法、プロセス、および／または装置が実践され得る様々な実施形態を例示として示す添付図面を参照する。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、構造的および機能的な変更を加えることができることを理解されたい。
【００１３】
[0044]詳細な仕様の複雑さおよび長さを低減するために、本出願人は、以下の各段落で特定する以下の資料のすべてを参照することによって明示的に組み入れる。組み込まれた資料は、必ずしも「先行技術」ではなく、出願人は、組み込まれた資料のいずれよりも先であることを立証する権利を明示的に留保する。
【００１４】
[0045]参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１５年１１月３日の優先日を有する、「危険な空間の検査および保守のためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ  ｏｆ  Ｈａｚａｒｄｏｕｓ  Ｓｐａｃｅｓ）」と題する、米国特許第１０，０３５，２６３号明細書。
【００１５】
[0046]参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年１２月１９日の優先日を有する、２０１５年１２月１８日出願の「チェーンジョイントケーブルルーティングのためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｃｈａｉｎ  Ｊｏｉｎｔ  Ｃａｂｌｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ）」と題する、米国特許出願第１４／９７５，５４４号明細書。
【００１６】
[0047]参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１６年５月１６日の優先日を有する、２０１７年５月１０日出願の「ロボットマニピュレータシステムのためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ａ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ）」と題する、米国特許出願第１５／５９１，９７８号明細書。
【００１７】
[0048]参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年６月２４日の優先日を有する、２０１５年６月２４日出願の「有害および放射性同位体の除去のための移動式処理システム（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｈａｚａｒｄｏｕｓ  ａｎｄ  Ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ  Ｉｓｏｔｏｐｅ  Ｒｅｍｏｖａｌ）」と題する、米国特許出願第１４／７４８，５３５号明細書。
【００１８】
[0049]参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１６年５月２日の優先日を有する、２０１７年４月２８日出願の「タンク洗浄システム（Ｔａｎｋ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）」と題する、米国特許出願第１５／５８２，１７６号明細書。
【００１９】
[0050]フラックタンク洗浄システム
【００２０】
[0051]図１は、フラックタンク５０を示す。フラックタンク５０などの多くの産業用タンクは、とりわけ、化学プラント、精製所、油田、製紙工場、木材製品、および地方自治体などの産業用用途向けの流出水、プロパント、ディーゼル燃料、グリコールなどの流体を含むために使用される貯蔵タンクである。そのようなタンクは、鋼鉄で構成され、２０，０００ガロンの材料を含むことができる。他のタンク容量も可能である。重いゲージの鋼製タンクに加えて、２００，０００ガロンを超える流体を保持できる可撓性タンクが、可能である。いくつかの構造では、そのようなタンクは、高強度ウレタン布で構築することができ、紫外線暴露に対する高い耐性を有することができ、低温での使用に適することができ、および／または鋼製タンクよりも軽量であることができる。
【００２１】
[0052]（例として）図１に示すフラックタンクは、様々な産業で使用される多くの異なるタイプの大型タンクの１つであり、そのいずれもここで説明するシステムおよび方法を使用して洗浄することができる。ガスおよび石油産業の掘削動作が、フラックタンクの主なユーザである。例示的な用途では、フラックタンクを塩水、酸、および小石泥を含む掘削流体で満たすことができ、これらの流体は、次いで、掘削動作中に地中を破砕するために井戸内に圧送される。ほとんどのフラックタンクは、タンクがその上に支持される地面の傾斜に関係なく、流体を空にできることを確実にするために特別に設計された収束ピッチ床を有する。この設計は、流体がタンクの前壁に停滞するのを防ぎ、出口パイプにアクセスできる中央の低点を含むことができる。（以下でより詳細に説明する）真空ポンプを使用して、例えば出口パイプを通してフラックタンクから流体を除去することができる。当業者は、タンクが空になったときに、沈殿物がタンクの底に残り、残留物が壁に残る可能性が多いことを認識するであろう。
【００２２】
[0053]図２Ａおよび図２Ｂは、フラックタンク５０上の可能なマンウェイ１５の位置を示す。図２Ａは、図２Ｂに示す平均的なマンウェイ１５の位置からの典型的な最大オフセットを示すマンウェイ１５の位置を示す。異なるアクセス開口部が存在し、異なるタイプのタンクに対して可能であること、および図２Ａおよび図２Ｂの図示するフラックタンク内のマンウェイ１５が単なる例として提示されていることが理解されよう。
【００２３】
[0054]作業者が未洗浄の環境に入るか、またはタンク内の狭いまたは到達困難な空間内にいる必要性を減らす努力において、遠隔動作可能なタンク洗浄システム１００が、図３Ａ〜図１６Ｄに示される。本明細書では、システム１００は、説明の目的のためだけに、そしてフラックタンクを洗浄する例としてフラックタンク洗浄システム（ＦＴＳ）と呼ばれる。したがって、本明細書で説明し、図示する様々なタンク洗浄システムは、フラックタンクの洗浄での使用に限定されず、内部空間を有するあらゆるタンクの洗浄に使用することができる。
【００２４】
[0055]図３Ａ〜図１６Ｄのフラックタンク洗浄システム１００を引き続き参照すると、図示するシステムはそれぞれ、マニピュレータアーム３００と、延長ブーム２００と、制御システム４００と、遠隔的に展開され得る１つまたは複数のエンドエフェクタ３５０とを含む。ＦＴＳ１００を使用して、フラックタンク５０または任意の他の狭い空間などの狭い空間を、人間の介入をほとんどまたは全く必要とせずに遠隔で検査、維持、および洗浄することができる。
【００２５】
[0056]「タンク」、「フラックタンク」、「作業空間」、「狭い空間」、「空間」、および本明細書で使用するような、ＦＴＳ１００が動作する空間または領域に対する他の参照は、交換可能であり、ＦＴＳ１００が動作を内部で実施することができる空間を参照するために本明細書で使用されているにすぎず、限定であることを意図するものではない。ＦＴＳ１００は、本明細書に示すようなタンクへの水平挿入、垂直挿入、およびそのような挿入の任意の組み合わせを含む、ＦＴＳ１００を内部に位置決めできる任意の狭い空間内で動作を実施することができる。同様に、「マンウェイ」、「開口部」、「入口」などの用語は、ＦＴＳ１００を挿入できる任意の開口部を示すために使用されているにすぎず、限定であることを意図するものではない。
【００２６】
[0057]図３Ａは、可搬式ＦＴＳ１００の１つの実施形態の斜視図である。図示する実施形態では、ＦＴＳ１００は、容易な再配置および再位置決めのためにヒッチ１１６を経由してトラック１９０（例えば図４Ｆおよび１１を参照）または他の車両に引っかけられ得る、車輪１１０を有する平坦な水平支持ベースを備えた移動式トレーラ１０４に構築されるか、これによって支持される。トレーラ１０４は、油圧シリンダ、サーボモータ、または他の適切なアクチュエータによって延長可能であり、後退可能であり得る支持体１１８を有する。適切な支持体１１８は、地面に対してトレーラ１０４を上下させ、および／または地面に対してトレーラ１０４の位置を横方向にシフトするために、垂直、水平、または垂直および水平の両方に延び、後退するように駆動され得る。そのようにする際、支持体１１８は、支持体を延ばし、広げ、および／またはトレーラ１０４を地面に向かっておよび地面から離れるように持ち上げることができる。いくつかの実施形態では、トレーラ１０４は、壁１０６によって覆われおよび／または断熱されてもよい。トレーラ１０４は、乗務員の立ち入りおよび機器へのアクセスのために複数のドア１０８を有することができる。図３Ｂは、後部アクセスドア１０８を示す可搬式ＦＴＳ１００の背面図である。以下により詳細に説明する図４Ｅ〜図４Ｉに示す実施形態では、トレーラ１０４は、覆われておらず、または断熱されておらず、すなわち壁を有さない。他の実施形態では、トレーラ１０４の壁１０６は、例えばヒンジによって、または回転可能、折り畳み可能、移動可能、または取り外し可能なカップリングによって圧潰可能であってもよく、またはアコーディオン壁またはカバーなどによって折り畳み可能であるか、またはローラ可能であってもよい。
【００２７】
[0058]図４Ａおよび図４Ｂは、１つの実施形態による移動式ＦＴＳ１００の内部構成要素を示す。図示する実施形態では、ＦＴＳ１００は、マニピュレータアーム３００と、延長ブーム２００と、ブームフレーム２０５（図４Ｂ）と、オペレータステーション２１０と、脱脂剤バレル２２０と、１つまたは複数の水タンク２３０と、水加熱器２４０と、ポンプ２４１（図４Ｂ）と、発電機２５０と、空気圧縮機２６０と、油圧動力ユニット（ＨＰＵ）２７０と、電子機器エンクロージャ２８０と、不凍液容器２９０とを含む。図示する実施形態では、ポンプ２４１（図４Ｂ）は、水加熱器２４０の外部にある。しかし、ポンプ２４１は、水加熱器２４０の内部にあってもよく、水加熱器２４０と一体であってもよく、他のポンプ２４１の配置が可能である。
【００２８】
[0059]図４Ｃは、図示するＦＴＳ１００の内部構成要素と、内部構成要素間の動作可能な結合を概略的に示す。図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、図示する実施形態では、ポンプ２４１は、水タンク２３０（または水ポンプ２４１に流体結合された別の水源）から受け取った水を引き出し、この水を水加熱器２４０に運ぶために水加熱器２４０に動作可能に結合される。代替的または追加的に、水ポンプ２４１によって引き出された水は、マニピュレータアーム３００に直接（すなわち、加熱されずに）運ばれ得る。いずれの場合でも、水ポンプ２４１は、いくつかの実施形態では、加圧形態で水ポンプ２４１から水を受け取る延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００に沿って延びる１つまたは複数の水ラインに直接または間接的に結合される。延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００に供給される水は、タンク５０を洗浄するための（図７Ａに示し、以下により詳細に説明する）エンドエフェクタ３５０においてノズル３５５から出る高圧流を生成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、水加熱器２４０は、任意の可能な所望の水温、すなわち高温または低温の水を含むことができる。
【００２９】
[0060]延長ブーム２００は、油圧シリンダ、サーボモータなどのモータ、（以下により詳細に示し、説明する）伸縮アーム、および／または他の軸方向に調整可能な構成要素を含み、動作中にマニピュレータアーム３００を位置決めするために延長ブーム２００がタンク５０内に延びることを可能にすることができる。図４Ａ〜図４Ｉの図示する実施形態では、ブームフレーム２０５は、延長ブーム２００（したがって、さらにマニピュレータアーム３００）の、トレーラ１０４の長手方向軸線Ａを横切るＹ方向の（地面に平行な）水平調整を可能にする（図４Ｂを参照）。ブームフレーム２０５は、ＦＴＳ１００の床に固定することができ、トラック、レールなどを含むことができ、それに沿って延長ブーム２００が転がる、滑る、または別の形で進行して、前述のＹ方向の延長ブーム２００の位置を調整することができる。いくつかの実施形態では、ブームフレーム２０５は、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００の他の水平（例えば、Ｘ方向）、垂直（例えば、図４Ｆに示すＺ方向）、および／または回転運動を可能にし、これは、図４Ｃ〜図４Ｈの実施形態に示し、以下により詳細に説明する。ブームフレーム２０５は、（例えば、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００をブームフレーム２０５に沿って異なる位置に押す、引く、または回転させることにより）手動で、機械的ファスナ（図示せず）を手動調整して、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００をブームフレーム２０５に対して押す、引く、および回転させることによって、１つまたは複数のモータ、サーボモータ、油圧もしくは空気圧シリンダ、または延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００をブームフレーム２０５上の異なる位置に押す、引く、および／または回転させるために延長ブーム２００に連結された他のアクチュエータ（図示せず）などによって移動可能となり得る。１つまたは複数のアクチュエータによって移動可能なマニピュレータアーム３００の実施形態は、電子的に（例えば、オペレータステーション２１０を介して）制御され得る。例えば、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００を移動させるために使用されるサーボモータは、位置フィードバックのための１つまたは複数のセンサを含むことができる。
【００３０】
[0061]図示する実施形態のオペレータステーション２１０は、マニピュレータアーム３００に動作可能に接続された制御ステーションであり、マニピュレータアーム３００を処理中に手動で制御するため、および／または事前にプログラムされた自動動作を監視するためにオペレータによって使用され得る。オペレータステーション２１０はまた、水ポンプ２４１、水加熱器２４０、空気圧縮機２６０、不凍液容器２９０、脱脂剤バレル２２０、ブームフレーム２０５、および／または油圧動力ユニット２７０などのＦＴＳ１００の他の構成要素を制御するように動作可能に結合されてもよい。図４Ｄにさらに示すように、制御ステーション２１０は、ディスプレイ２２１を含むヒューマンマシンインターフェースと、ユーザインターフェース２２２と、プロセッサ２２４およびメモリ２２５を有する制御ユニット２２３とを含む。図示する構造では、ディスプレイ２２１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーン、発光ダイオード（ＬＥＤ）スクリーン、または他の適切な視覚的ディスプレイスクリーンなどの２つのディスプレイスクリーン２２６（図４Ａ）を含む。しかし、他の実施形態では、ディスプレイ２２１は、１つ、３つ、またはそれ以上のスクリーン２２６を含むことができる。図示する実施形態では、ユーザインターフェース２２２は、ボタン、レバー、ノブ、ハンドクランク、ジョイスティック、キーボード、マウスなどの１つまたは複数の入力アクチュエータ２２７を含む。他の構成では、制御ステーション２１０は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）または制御ユニット２２３がオペレータと通信することを可能にし、オペレータが制御ユニット２２３と通信することを可能にする他のタイプのインターフェース、例えばタッチスクリーン、他のタイプのアクチュエータを備えたディスプレイ、音声、声認識、視覚位置認識などを含むことができる。制御ユニット２２３は、カメラ３５１、５５および／またはセンサ３７１、３７２から信号を受信するように構成することができ（以下により詳細に説明する）、信号をメモリ２２５に保存または記録することができる。制御ユニット２２３は、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００に対して、その動きを制御するために制御信号を送信するようにも構成される。制御ユニット２２３は、カメラ３５１、５５および／またはセンサ３７１、３７２から受信した信号に少なくとも部分的に基づいて、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００を自動的に制御するように構成されたプログラムまたはアルゴリズムを含むことができる。制御ユニット２２３は、追加的または代替的に、オペレータがユーザインターフェース２２２を介して延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００を手動で制御することを可能にするように構成され得る。また、カメラ３５１、５５（例えば、ビデオ）およびセンサ３７１、３７２から受信した信号は、オペレータにフィードバックを提供するためにディスプレイ２２１上に表示され得る。
【００３１】
[0062]図４Ｃに戻ると、脱脂剤バレル２２０は、タンク５０の内面に噴霧されてその上の残留物を洗浄するためにマニピュレータアーム３００に動作可能に結合され得る液体脱脂剤または他の洗浄剤を含むことができる。１つまたは複数の水タンク２３０は水を含み、圧力洗浄に使用されるマニピュレータアーム３００に動作可能に結合される。水加熱器２４０は、圧力洗浄の前に水を加熱するために任意に使用され得る。発電機２５０は、ＦＴＳ１００内の機器に電力を供給するために電気を生成し、したがって、オペレータステーション２１０、水加熱器２４０、ポンプ２４１、延長ブーム２００（モータまたは他の電動式アクチュエータによって動力供給される場合）、ブームフレーム２０５（ここでもモータまたは他の電動式アクチュエータによって動力供給される場合）、空気圧縮機２６０、油圧動力ユニット２７０、電子機器エンクロージャ２８０の電子機器、マニピュレータアーム３００などに（例えば電気的に）動作可能に結合され得る。空気圧縮機２６０はマニピュレータアーム３００に動作可能に結合されて、観察カメラレンズまたは複数のそのレンズ（例えば、以下により詳細に説明するカメラ３５１）に向けられ得る圧縮空気を提供し、そこから、動作のためにデブリを除去することができる。ＨＰＵ２７０は、ＦＴＳ１００用の油圧流体を加圧するために使用され、延長ブーム２００および／またはマニピュレータアーム３００の運動を制御するために動作可能に結合される。電子機器エンクロージャ２８０は、少なくともいくつかの主要な電子機器を収容し、オペレータステーション２１０、ポンプ２４１、空気圧縮機２６０、延長ブーム２００、および／またはマニピュレータアーム３００（および以下でより詳細に説明するその構成要素）に動作可能に（例えば、電気的に）結合され得る。不凍液容器２９０は、不凍液、または貯蔵中に影響を受けやすい成分が凍結するのを防ぐために使用される他の任意のタイプの液体を含む。いくつかの実施形態では、ＦＴＳ１００の動作中に不凍液または冷却剤を使用することができる。
【００３２】
[0063]いくつかの実施形態では、本明細書に説明するＦＴＳ１００の構成要素の１つまたは複数は、以下の例を含むことができる：発電機２５０は、２０８ＶＡＣの三相ディーゼル発電機であってよく、水加熱器２４０およびポンプ２４１は、１０ＧＰＭ（３０００ｐｓｉ、３８ＬＰＭ、２０６８２ｋＰａ）高温加圧水を提供することができ、油圧動力ユニット２７０の容量は、４０ガロン（１５１リットル）であり、水タンク２３０は、２つの大型水タンク（各３６８ガロン、合計７３６ガロンまたは各１３９３リットル合計２７８６リットル）を含むことができ、脱脂剤バレル２２０は、５５ガロン（２０８リットル）を保持することができ、空気圧縮機２６０は、３０ガロン（１１４リットル）の容量を有することができる。これらの値は、例としてのみ提示される。他のサイズおよびタイプの機器が、使用されてもよい。
【００３３】
[0064]図４Ｅ〜４Ｉは、ＦＴＳ１００’の代替実施形態を示している。本明細書では、ＦＴＳ１００’とＦＴＳ１００との違いのみを説明するだけでよく、ＦＴＳ１００のその他のすべての説明は、ＦＴＳ１００’に含まれるものとして解釈されるべきである。ＦＴＳ１００’は、車輪１１０および支持体１１８を有するトレーラ１０４を含むが、壁１０６またはドア１０８を有さない。いくつかの実施形態では、ＦＴＳ１００’は、延長ブーム２００と、マニピュレータアーム３００と、ＨＰＵ２７０と、電子機器エンクロージャ２８０と、オペレータステーション２１０とを含むが、脱脂剤バレル２２０、水タンク２３０、水加熱器２４０、ポンプ２４１、発電機２５０、空気圧縮機２６０、および／または不凍液容器２９０を含まなくてもよい。しかし、給水、水加熱、水圧、電気、水力、加圧空気、脱脂剤、不凍液などのサービスを提供するこれらの構成要素の１つまたは複数の任意の組み合わせを外部から提供することができる。例えば、脱脂剤バレル２２０、水タンク２３０、水加熱器２４０、ポンプ２４１、発電機２５０、空気圧縮機２６０、ＨＰＵ２７０、および／または不凍液容器２９０は（１つまたは複数の任意の組み合わせで）、ＦＴＳ１００’に結合された補助トレーラ、車両、建物、構造など（図示せず）に外部から提供されてもよい。代替的または追加的に、サービスのいずれか１つまたは複数は、ソースユーティリティによって、例えばＦＴＳ１００’に結合されたケーブル、ホースなど（図示せず）を介して外部から提供されてもよい。ＦＴＳ１００’は、サービスを受け入れ、これをＦＴＳ１００’に結合するためのマニホールド１１２’を含むことができる。
【００３４】
[0065]トレーラ１０４で直接支持されるサービスの削減により、トレーラ１０４の重量が軽減され、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００の周りの空間が増加し、その移動の自由度が増加する。例えば、図４Ｆに示すように、フラックタンク５０は、マンウェイ１５の隣りの限定空間を有する届きにくい場所に配設されることがあり、その場合、トラック１９０により、トレーラ１０４を、フラックタンク５０を横断する、またはより具体的には略垂直な長手方向軸線Ａを有する配向でより容易に駐車することができる。そのような場合、延長ブーム２００を例えば９０度回転させてマンウェイ１５と位置合わせするために、ＦＴＳ１００’上に自由空間を有することが有効であり得る。
【００３５】
[0066]したがって、図４Ｅ〜４Ｉの実施形態のＦＴＳ１００’は、（例えば、手動調整、または延長ブーム２００に結合され、上記の方法のいずれかで延長ブーム２００をブームフレーム２０５’に沿って動かすように位置決めされた電動、油圧、または空気圧アクチュエータによって）Ｘ方向に長手方向の進行を提供するブームフレーム２０５’（図４Ｇ）も含む。図４Ｅ〜４Ｉの図示する実施形態では、ブームフレーム２０５’は、Ｙ方向に沿った延長ブーム２００の横断方向運動には適合されない。しかし、他の実施形態は、一方向（例えば、Ｙ方向）の第１のブームフレーム２０５上での転がり、滑り、または他の移動のために延長ブーム２００を支持することによって、また他の方向（例えば、Ｘ方向）への動きに適合した第２のブームフレーム２０５’上での転がり、滑りまたは他の動きのために延長ブーム２００および／または第１のブームフレーム２０５を支持することによって、Ｘ方向およびＹ方向の両方のそのような指向性進行を含むことができる。
【００３６】
[0067]図４Ｅ〜４Ｉに図示する実施形態などのいくつかの実施形態では、延長ブーム２００は、旋回ベアリング１１４’上などのＦＴＳ１００’の残りの部分に対して回転運動するように装着される。例としてのみ図４Ｈに示すように、旋回ベアリング１１４’、したがって延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００は、ＦＴＳ１００’の長手方向軸線Ａに対して９０度回転させることができる。旋回ベアリング１１４’は、少なくとも１８０度の運動範囲を有することができ、または他の実施形態では、連続的に回転可能であってもよい（例えば、３６０度以上）。例えば、図４Ｉは、図４Ｇに示す位置に対して１８０度回転した旋回ベアリング１１４’を示す。
【００３７】
[0068]いくつかの実施形態では、ＦＴＳシステムおよび必要とされるこれまで説明した構成要素のすべてまたは一部は、地面、固定プラットフォームまたは他の固定基板、移動可能非ホイール基板、および懸架された基板の１つまたは複数に恒久的にまたは半恒久的に装着され得る。
【００３８】
[0069]図５Ａは、ＦＴＳ１００およびＦＴＳ１００’と共に使用される延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００の斜視図である。図５Ｂは、図５Ａの延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００の上面図を示している。タンク５０への輸送および挿入中、マニピュレータアーム３００は、収納形態（図５Ｂ）で配設されてよく、例えば延長ブーム２００の側面に沿った位置に折り畳まれるか、または別の形で移動することができる（例えば折戻され、延長ブームに沿って）。そのような位置および配向において、マニピュレータアーム３００および延長ブームは、並んでおり、図示するように延長ブーム２００に対して平行または略共通の方向に延びることができる。いくつかの実施形態では、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００のアセンブリは、直径２０インチほどの小さいマンウェイ１５を通して挿入することができるが、この直径は、制限として意図しておらず、他のマンウェイ入口直径が可能である。延長ブーム２００は、その後の展開のためにタンク５０内に延長され得る。より具体的には、マニピュレータアーム３００は、次いで、タンク５０の内部空間内で延長ブーム２００から広げられるか、または別の形で、挿入後に上記で説明したように延長ブームのそばの収納位置から移動され得る。この展開の例が図７Ａ〜７Ｂ）に示されており、ここでは、マニピュレータアーム３００は、延長ブーム２００から延ばされて、もはや並んでいないか、または別の形で延長ブーム２００のそばにはなく、少なくとも部分的に延長ブーム２００の前の位置にある。
【００３９】
[0070]図６は、いくつかの実施形態による延長ブーム２００の斜視図を示す。いくつかの実施形態では、ブームフレーム２０５、２０５’は、フラックタンク５０のマンウェイ１５に対して延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００を正確に位置合わせすることを可能にするように、上記で論じたように調整可能となり得る。調整可能なブームフレーム２０５、２０５’は、マニピュレータアーム３００が垂直、水平に移動すること、および／または（上記で論じたように）水平面内で回転することを可能にすることができる。そのような移動により、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００は、マンウェイ１５の位置および配向、ならびにフラックタンク５０の配向に関して位置合わせされることが可能である。いくつかの実施形態では、ブームフレーム２０５、２０５’はまた、ブーム３００およびアームアセンブリ２００全体がＸ方向（いくつかの実施形態では最大１０フィート）に並進することを可能にし、事前にブーム３００を延長することなく、ブーム２００をタンク５０に挿入することを可能にすることもできる。また、いくつかの実施形態では、ブーム３００は、２つ以上の延長可能な、伸縮ブームセクション２１６、２１７、２１８を含む。いくつかの実施形態では、各ブームセクション２１６、２１７、２１８は最大１７．５フィートまで延びることができるが、この延長長さは限定として意図しておらず、他の延長長さが可能である。いくつかの実施形態では、ケーブル管理リール２１２および２１５が使用されて、それぞれ油圧ラインおよび水ホースを管理し、ブーム２００の伸長および収縮中にラインがよじれる、または引っかかることを防止する。いくつかの実施形態では、油圧ラインは、ＨＰＵ２７０を、延長ブーム２００、例えば、ブームセクション２１６、２１７、２１８の延長および後退を制御する１つまたは複数の油圧シリンダ（図示せず）に流体的かつ動作可能に結合することができる。一例として図６に示す図示する実施形態では、外側ブームセクション２１６、中間ブームセクション２１７、および内側ブームセクション２１８を表すブームセクション２１６、２１７、２１８が、後退する。いくつかの実施形態では、より多いまたはより少ないブームセクション２１６、２１７、２１８が、採用されてもよい。
【００４０】
[0071]図７Ａおよび図７Ｂは、いくつかの実施形態によるマニピュレータアーム３００の斜視図を示す。図示するマニピュレータアーム３００は、ショルダ回転ジョイント３０５と、ショルダピボットジョイント３１５と、エルボピボットジョイント３２０と、エルボ回転ジョイント３３０と、ノズルピボットジョイント３２５と、エンドエフェクタ３５０とを含む。図示する実施形態では、マニピュレータアーム３００は、延長ブーム２００の内側伸縮セクション２１８に結合されているが、延長ブーム２００に対するマニピュレータアーム３００の他の配置および接続が可能であり、これは、本発明の趣旨および範囲内に入る。図７Ｂは、マニピュレータアーム３００の運動範囲を示す。いくつかの実施形態では、マニピュレータアーム３００の自由度は、（例えば、エンドエフェクタ３５０の異なる移動可能セクションに対応する）ショルダロール、ショルダピッチ、エルボロール、エルボピッチ、および２種類のノズルピッチのうちの１つまたは複数を含む。例として図示する実施形態では、マニピュレータアーム３００の自由度は、０から３６０度のショルダロールと、０から１８０度のショルダピッチと、０から１８０度のエルボロールと、−１３５から４５度のエルボピッチと、０〜３０度の第１のセクションノズルピッチと、０〜９０度の第２のセクションのノズルピッチとを含む。したがって、マニピュレータアーム３００は、少なくとも１自由度を有するが、いくつかの実施形態では２以上の自由度、３以上の自由度、４以上の自由度、５以上の自由度、６以上の自由度、または少なくとも７自由度を含むことができる。
【００４１】
[0072]図８Ａは、いくつかの実施形態による、マニピュレータアーム３００に結合されたエンドエフェクタ３５０の斜視図を示す。図示する実施形態では、エンドエフェクタ３５０は、回転可能な高圧ノズル３５５を含む。いくつかの実施形態では、ノズル３５５は、表面から少なくとも２フィート離れて効果的に洗浄するのに十分な圧力を提供するように構成することができ、より長い距離で効果的であってもよい。しかし、ＦＴＳ１００、１００’は、所望の動作に応じて交換可能であり得る他のエンドエフェクタ３５０を含むことができる。いくつかの可能なエンドエフェクタ３５０は、とりわけ、回転可能であってもよいブラシ（例えば、ワイヤブラシ）と、研磨機と、グラインダと、往復鋸と、水圧洗浄ノズルと、脱脂剤バレル２２０に動作可能に連結される脱脂剤もしくは他の洗浄剤の施与ノズルと、スプレーコーティングまたは塗布ノズルと、発泡ノズルと、空間についての情報を集める、標準レンズ、広角レンズ、超広角レンズ、マクロのレンズ、望遠レンズ、および他のレンズから選択された同じまたは異なるレンズを有する１つまたは複数のビデオカメラを支持するための検査エンドエフェクタと、空間内の内容物または残留物についての情報を集めるためのサンプル収集または試験エンドエフェクタとを含む。図８Ｂは、ビデオカメラを含むエンドエフェクタ３５０の一例の斜視図であり、一方、図８Ｃは、同じエンドエフェクタ３５０の上面図である。
【００４２】
[0073]図９Ｃに示すようないくつかの実施形態では、エンドエフェクタ３５０は、１つまたは複数のセンサ、ライト、カメラ、またはそれらの組み合わせを含むことができる。一例として、エンドエフェクタ３５０は、１つまたは複数の無線または有線カメラ３５１を含むことができる。カメラ３５１は、遠隔ディスプレイ３６０に動作可能に結合されてもよく、他の実施形態では、ディスプレイ２２１および入力アクチュエータ２２７を有するヒューマンマシンインターフェースを含むオペレータステーション２１０に動作可能に結合されてもよい。カメラ３５１は、タンク表面の検査および他の検査目的のために、遠隔ディスプレイ３６０またはオペレータステーション２１０を介してオペレータによって制御可能であってもよい。１つまたは複数のカメラ３５１はまた、スクレーパ、サンダ、ファスナツール、切断ツール、およびタンクのメンテナンス、検査、改修、および修理に使用される他のツールなどのエンドエフェクタツール３５７と同時に使用されてもよい。しかし、そのようなエンドエフェクタは限定として意図せず、例えば、センサを備えて構成されたカメラを含む代替のカメラの実施形態が可能である。
【００４３】
[0074]いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ３５０によって支持されるカメラ３５１に加えて、またはその代わりに、１つまたは複数のカメラおよび／または他のセンサ３７１および３７２が、タンク５０内の、マニピュレータアーム３００および／または延長ブーム２００上の他の位置に結合され得る。カメラ３５１およびセンサ３７１、３７２は、遠隔ディスプレイ３６０および／またはオペレータステーション２１０（図４Ｄ）に動作可能に結合されて、例えば、検知されたパラメータを示す信号を遠隔ディスプレイ３６０および／またはオペレータステーション２１０に送信することができる。カメラ３５１およびセンサ３７１、３７２からのフィードバック信号を使用して、延長ブーム２００および／またはマニピュレータアーム３００の回転および／または距離の位置決めを制御して、タンク５０内の材料の物理的特性（例えば、洗浄されるタンク５０の壁上の材料の厚さ、タンク５０内のデブリの含有量／一貫性）を決定し、および／またはタンク５０の内部の状態を決定することができる。そのような制御は、手動であってもよく（例えば、フィードバック信号を見ることに応じてマニピュレータアーム３００を動かすために電気制御信号を送信する手動入力アクチュエータ２２７などにより、オペレータにより手動で実施される）、または自動であってもよい（例えば、フィードバック信号に応答して１つまたは複数の事前にプログラムされたアルゴリズムまたはプログラムを実行することによって制御ユニット２２３によって実施される）。加えて、１つまたは複数のカメラ５５は、ＦＴＳ１００、１００’の様々な位置および／またはタンク５０の内部の周りに位置決めされ得る。そのようなカメラ５５はまた、遠隔ディスプレイ３６０および／またはオペレータステーション２１０に動作可能に結合されて、検知されたパラメータ（すなわち、検知された視覚環境）を示す信号を遠隔ディスプレイ３６０および／またはオペレータステーション２１０に送信することができる。このようなカメラは、上記で論じた同じ方法でマニピュレータアーム３００の制御にも採用され得る。遠隔ディスプレイ３６０および／またはオペレータステーション２１０は、複数のカメラ位置から様々な視界を描くための分割されたまたは２スクリーンディスプレイ２２６を含むことができる。
【００４４】
[0075]上記で論じたような延長ブーム２００に対するマニピュレータアーム３００の収納位置および展開位置は、エンドエフェクタ３５０の迅速な交換または整備を可能にするという利点を提供することができる。特に、エンドエフェクタ３５０を変更する必要があるたびに（すなわち、フラックタンク５０の洗浄動作の異なる段階で）ＦＴＳ１００をフラックタンク５０から完全に引き出すのではなく、マニピュレータアーム３００の収納位置により、ユーザが、エンドエフェクタ３５０の交換および保守のために、フラックタンク５０の外側から、または別の形のより望ましい場所からエンドエフェクタ３５０に容易にアクセスすることが可能になる。このアクセスの例が図１３に示されており、マニピュレータアーム３００は、延長ブーム２００に対して収納位置にあり、したがって、エンドエフェクタ３５０は、フラックタンク５０からのＦＴＳ１００の引き出しまたはさらなる引き出しを必要とせずにマンウェイ１５を通じてユーザがアクセス可能である。
【００４５】
[0076]マニピュレータアーム３００の作業範囲は、様々なマンウェイ１５の場所を備えた広範囲のタンク設計に対応することができる。また、マニピュレータアーム３００は、様々な異なる用途に使用されてもよい。
【００４６】
[0077]プロセス
【００４７】
[0078]図９Ａ〜図９Ｃは、フラックタンク５０と位置合わせして示す、一実施形態によるＦＴＳ１００を示すが、ＦＴＳ１００の機能および使用に関する本明細書の説明は、ＦＴＳ１００’および本明細書において説明し、示す他のＦＴＳ実施形態にも適用されることを理解されたい。図１０では、ＦＴＳ１００は、ＦＴＳ１００から地面まで延びてＦＴＳ１００をタンク５０に対して垂直に位置合わせする支持体１１８を使用して垂直に位置合わせされる。支持体１１８はまた、構造的安定性を追加し、ＦＴＳの回転を防止するのに役立つ。ＦＴＳ１００が位置決めされると、これも図１０にも示すように、接地線１０５が地面に置かれて、ＦＴＳ１００内の電気構成要素を接地することができる。
【００４８】
[0079]図１１は、デブリを除去するためのフラックタンク５０の真空ポート６０までの真空ホース７１０の接続を示す。いくつかの実施形態では、真空ホース７１０は、真空トラック７００に接続され得る。真空トラック７００がデブリ除去に使用される場合、これは、ＦＴＳ１００を再位置決めおよび再配置するために使用されてもよい。いくつかの実施形態は、他の真空および／またはデブリ廃棄システムおよび方法を利用することができる。
【００４９】
[0080]マニピュレータアーム３００および延長ブーム２００をタンク５０内に延長する前に、１つまたは複数の予備ステップを完了する必要があり得る。これらのステップは、マンウェイ１５の洗浄、機器の電源投入、マンウェイ１５に対する延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００の位置合わせ、およびタンク５０内および／またはタンク５０の周囲へのセンサおよび／またはライトの設置の１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施形態では、マンウェイ１５の洗浄は、マンウェイ１５に圧力洗浄機を手動で噴霧することを含むことができる。きれいなマンウェイ１５は、ＦＴＳ１００がタンク５０に出入りする際の機器の摩耗のリスクを減らし、タンク５０の外側の潜在的に危険な物質の広がりを減らす。
【００５０】
[0081]図１２は、フラックタンク５０内のカメラおよび／またはライトマウント５５の潜在的な位置を示す。上記で論じたように、いくつかの実施形態では、追加のセンサ、カメラ、およびライトをタンク５０内の他の場所に置くことができ、制御ステーション２１０および／または遠隔ディスプレイ３６０に動作可能に接続することができる。図示する実施形態では、カメラおよび／またはライト５５は、マンウェイ１５のすぐ内側に装着される。これは、そのような位置がタンク内部全体を良好にカバーし、そのような設置はオペレータによるタンク進入を必要とせずに実施できるからである。カメラがマンウェイ１５の近くのタンク５０の背壁に装着される場合、カメラによって提供される視界は、延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００の長さに沿ったものであることができ、それによって、ＦＴＳ１００が手動で制御されるいくつかの実施形態では、タンク５０内の動作に対するより直感的に制御を可能にする。
【００５１】
[0082]図１３〜図１６Ｄは、いくつかの実施形態による、ＦＴＳ１００によってフラックタンク５０に対して実施される様々な洗浄動作を示しており、これは、限定することを意図せず、単なる例として提示される。図１３〜図１６Ｄの延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００は、明確にするために簡略化されている。
【００５２】
[0083]図１３は、フラックタンク５０に入る延長ブーム２００およびマニピュレータアーム３００の側面断面図を示す。図示する実施形態では、ショルダ回転部３０５およびエンドエフェクタ３５０は、上記で説明したようにマニピュレータアーム３００と共に収納位置に折り畳まれて示される。デブリ５が、タンク５０の底に示される。上記でこれも論じたように、延長ブーム２００がマンウェイに対して適切に位置合わせされると、延長ブーム２００は、タンク５０に入り、動作を開始することができる。図示する実施形態では、マニピュレータアーム３００は、挿入中、延長ブーム２００に対して収納位置に折り畳まれたままである。いくつかの実施形態では、マニピュレータアーム３００は、展開位置になることを含み、最初にタンク５０内に延ばされ得る。
【００５３】
[0084]図１４Ａから図１４Ｄは、圧力洗浄された領域７を残して、タンク５０からデブリ５を圧力洗浄するために使用されるＦＴＳ１００を示す。図示する実施形態では、圧力洗浄プロセスは、タンク５０の近位部分で始まり、タンク５０の遠端に向かって背を向けて作業する。いくつかの実施形態では、圧力洗浄プロセスは、その代わりに、タンク５０の遠端で始まり、タンク５０の近位端に向かって継続してもよい。圧力洗浄ステップが行われ得る方向は、特定の用途によって異なり得る。いくつかの実施形態では、圧力洗浄ステップは、タンク５０の床に加えて、タンク５０の壁および／または天井を含むことができる。図示する実施形態および他の実施形態による圧力洗浄プロセス中、エンドエフェクタ３５０は、デブリ５を真空ポート６０に向かって押してより効果的に除去するために、可能な場合はいつでもタンク５０の近位端に向かってマニピュレータアーム３００に沿って後ろ向きに配向される。用途およびタンク５０の表面をコーティングする材料に応じて、マニピュレータアーム３００がタンクから引き出されるときに圧力洗浄を継続することができ、および／またはこのステップが繰り返されてもよい。
【００５４】
[0085]ステップ間で、エンドエフェクタ３５０を変更するために、マニピュレータアーム３００は、タンク５０から部分的または完全に引き出され得る。上記で説明したように、特定のアプリケーションおよび必要とされる動作に応じて、多くのエンドエフェクタ３５０の選択肢が存在する。
【００５５】
[0086]いくつかの実施形態では、液体カーテン（例えば、すすぎ水、洗浄剤など）をタンク５０の入口（例えば、マンウェイ１５）のすぐ内側に置いて、マニピュレータアーム３００およびブーム２００がタンク５０から引き出されているときにこれらをすすぎおよび／または除染することができる。すすぎ液は、タンク５０の基部に流れ、単一の廃棄物の流れが存在するように他の汚染物と共に除去される。いくつかの実施形態では、空気カーテンが、さらにまたはその代わりに、タンク５０の入口の内側または外側に置かれてもよく、それにより、空気カーテンは、マニピュレータアーム３００および延長ブーム２００がタンク５０の内部空間から後退しているときにこれらを乾燥させる。この方法により、ＦＴＳ１００のセルフ洗浄が可能になり、それによって環境への汚染物質の拡散および作業員による汚染物質への暴露を低減する。すすぎおよび／または空気カーテンを使用する場合、材料および／またはエネルギーの無駄を低減するために、必要に応じてこれらをオンおよびオフにすることができる。
【００５６】
[0087]図１５Ａから図１５Ｄは、洗浄液８（例えば、脱脂剤、洗剤、または他の洗浄剤）をフラックタンク５０の内面に施与するために使用されるＦＴＳ１００を示す。図示する実施形態では、この施与は、タンク５０の遠端で始まり、近位端に向かって進行する。ただし、このプロセスは、任意の順序で実行されてもよい。いくつかの実施形態では、洗浄液８は、タンク５０内の残留物および洗浄液８の特性に少なくとも部分的に応じて、表面上に一定期間居座って、残留物を、除去する前に分解、または別の形で変更することが可能にされ得る。
【００５７】
[0088]いくつかの実施形態では、洗浄液８が施与された場合、これは、圧力洗浄ステップで除去され得る。図１６Ａから図１６Ｄは、フラックタンク５０の内部表面から脱脂剤または洗浄剤８を圧力洗浄するために使用されているＦＴＳ１００を示す。図示する実施形態では、圧力洗浄プロセスは、タンク５０の遠端で始まり、タンク５０の近位端に向かって進む。ただし、このプロセスは、任意の順序または方向で実行され得る。
【００５８】
[0089]検知および制御
【００５９】
[0090]ＦＴＳ１００は、遠隔で（例えば、遠隔ディスプレイ３６０または遠隔オペレータステーションを介して）および／または現場で（例えば、オペレータステーション２１０を介して）制御され得る。いくつかの実施形態では、制御は、プッシュボタン、ハンドクランク、または他のユーザ制御を使用する手動（例えば、入力アクチュエータ２２７）であってもよく、マニピュレータアーム３００の位置決めは、上記で説明したようにＦＴＳ１００に結合されたライトおよび／またはカメラ５５、３５１の１つまたは複数を使用して視覚的に決定され得る。いくつかの実施形態では、ＦＴＳ１００は、上記で説明したマニピュレータアーム３００の運動の一部またはすべての範囲に関する位置フィードバックを利用するコンピューター制御システム（例えば、制御ユニット２２３）を含む。制御ユニット２２３は、現場または遠隔のいずれかであってよく、および／またはスマートフォン、ラップトップおよびタブレットなどの１つまたは複数の移動式デバイス、およびインターネットまたはネットワーク接続性を備えた遠隔サーバを含むことができる。いくつかの実施形態では、制御ユニット２２３は、アームジョイント３０５、３１５、３２０、３３０、３２５、３５０、電気制御、自動洗浄プログラム、および／またはカメラソフトウェアの１つまたは複数のためのフィードバックを含むことができる。いくつかの実施形態では、カメラソフトウェアは、とりわけ、フォグフィルタおよび暗視を含む１つまたは複数のフィルタを含むことができる。
【００６０】
[0091]マニピュレータアーム３００の位置は、異なる独立した粗調整機構および微調整機構を介して調整可能であってもよい。例えば、マニピュレータアーム３００の位置の粗調整は、トレーラ１０４、支持体１１８、延長ブーム２００、および／またはブームフレーム２０５を移動させることにより実施することができ、マニピュレータアーム３００の位置の微調整は、延長ブーム２００および／またはブームフレーム２０５および／またはマニピュレータアーム３００自体内のジョイント３０５、３１５、３２０、３３０、３２５、３５０の１つまたは複数によって実施することができる。例えば、トレーラ１０４および支持体１１８は、マンウェイ１５に対する延長ブーム２００（および操作アーム３００）の粗い位置決めを提供し、一方、ブームフレーム２０５は、マンウェイ１５に対する延長ブーム２００（および操作アーム３００）の微細な位置決めを提供する。
【００６１】
[0092]ブーム２００は、マニピュレータアーム３００がフラックタンク５０内に延びることを可能にする、マンリフトまたはテレハンドラの設計と同様の、上記で示し説明したような、油圧制御された伸縮式設計であってもよい。いくつかの実施形態では、ジョイント３０５、３１５、３２０、３３０、３２５、３５０のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の油圧回転アクチュエータを含むことができる。例えば、本明細書で説明し、図示するジョイント３０５、３１５、３２０、３３０、３２５、３５０は、一方がピボット運動を制御し、他方が回転運動を制御する２つの油圧アクチュエータを含むことができる。別の例として、いくつかの実施形態では、図示するノズルエンドエフェクタ３５０は、追加のピボットジョイント用の油圧シリンダを含むことができる。また、いくつかの実施形態では、ＦＴＳ１００に既成の既製構成要素を使用することにより、簡単で堅牢な設計が可能になる。
【００６２】
[0093]いくつかの実施形態では、ＦＴＳ１００は、フラックタンク５０および／または延長ブーム２００および／またはマニピュレータアーム３００の任意の部分に動作可能に結合でき、制御ステーション２１０に動作可能に結合できる、図９Ｃに概略的に示す１つまたは複数の追加のセンサ１２２を含む。１つまたは複数のセンサ１２２は、とりわけ、接触センサ、非接触センサ、静電容量センサ、誘導センサ、３Ｄイメージャ、カメラ、サーマルイメージャ、温度計、圧力センサ、加速度計、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、ロータリーエンコーダ、放射線検出器、ＬＩＤＡＲ、およびひずみセンサを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンサ１２２を壊滅的な故障を防ぐための安全機構として使用して、タンク５０および／またはＦＴＳ１００の１つまたは複数の場所におけるひずみ、トルク、および圧力を監視することができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のセンサ１２２を使用して、エンドエフェクタ３５０の位置を決定して、エンドエフェクタ３５０がタンク５０の壁に接触するのを阻止することができる。いくつかの実施形態では、センサ１２２の１つまたは複数は、放射性環境および／または腐食性環境で機能することができる。
【００６３】
[0094]いくつかの実施形態では、ＦＴＳ１００は、検査に使用されてもよい。検査実施形態は、上記で詳述したように位置決めされ、接続され、使用される１つまたは複数のセンサ１２２を含むことができる。いくつかの実施形態では、洗浄動作の前にタンク５０を検査することができる。タンク検査ステップは、動作を自動的に実施するようにＦＴＳ１００の制御ユニット２２３を事前にプログラムするために使用できるデータを生成することができる。いくつかの実施形態では、オペレータは、別の形で所定のデータセットをＦＴＳ１００にプログラムして、動作を自動的に実施する。いくつかの実施形態では、タンク５０はまた、動作後に検査して、残っている残留物またはデブリをチェックすることもできる。
【００６４】
[0095]いくつかの実施形態では、バーナー、高出力電気機器、および排気管が、トレーラ１０４の前部に配置され得る。そのような場合、これらの危険物を動作中にタンク５０の入口（例えば、マンウェイ１５）から最低１２フィートに保つことがしばしば望ましい。また、ライトおよびカメラを含む、ＦＴＳ１００に取り付けられた電動デバイスのいずれかまたはすべては、ＡＴＥＸまたはＮＦＰＡ認定およびＮＡＭＵＲ定格であることができる。他の電力をタンク内の機器から電気的に絶縁することができ、ＦＴＳ１００のすべてのセクションを機器アースに電気的に結合することができる。いくつかの実施形態では、発電機２５０を始動する前に、機器アースがタンク５０に結合される。加えて、タンク５０に入る流体ホース（油圧または水）は、非導電性材料で構成することができる。電子機器を収容するために、電子機器エンクロージャをトレーラ１０４内で使用することができる。
【００６５】
[0096]したがって、本発明は、とりわけ、洗浄のためにタンクの内部または他の狭い空間に対してアームを位置決めするためのシステムおよび方法、ならびにそのような構造を洗浄するためのシステムおよび方法を提供する。本発明の様々な特徴および利点は、特許請求の範囲に記載される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【国際調査報告】
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