JPH09211178A - 水中移動ロボットの位置決め方法 - Google Patents
水中移動ロボットの位置決め方法Info
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Abstract
移動検査ロボットの位置決めを容易且つ正確に行う。 【解決手段】 上記課題を解決するために本発明は、炉
水2が満たされた圧力容器1の垂直壁面Aに吸着しなが
らこれに沿って無軌道に移動する水中移動ロボット3の
位置決め方法において、上記炉水2中の任意の基準点P
と、上記ロボット本体5とにそれぞれその水深を計測す
る水深計13,18を設け、これら水深計13,18で
検出された水深の差から上記圧力容器1に対する上記ロ
ボット本体5の垂直方向の位置を計測すると共に、この
ロボット本体5に光ビーム投光器11と光反射量センサ
12を設け、この光ビーム投光器11から、予めその位
置が判っている炉内構造物4方向に光ビームBを照射
し、その反射量からそのロボット本体5の水平方向の位
置を検出し、これら垂直方向の位置と水平方向の位置か
ら上記圧力容器1に対する水中移動ロボット3の位置を
決定する。
Description
た原子炉圧力容器内の垂直な内壁面に沿って移動しなが
らこれを検査する水中移動ロボットに係り、特にその圧
力容器に対する水中移動ロボットの位置決め方法に関す
るものである。
質上、高い安全性が要求されることから、ISI(供用
期間中検査)等の定期検査が義務づけられており、その
重要な検査の一つとして超音波探傷方法を用いた原子炉
圧力容器の非破壊検査がある。
通り、物体内部に弾性波である超音波を送り込み、その
反射の状態によって物体内部の傷や欠陥を非破壊で測定
しようとするものであり、具体的には、原子炉圧力容器
の外側にレールを設け、このレールに沿って、超音波探
傷装置などを備えた移動検査ロボットを走行させながら
圧力容器を検査する方法や、圧力容器の外表面に、直接
この移動検査ロボットを吸着させて、これをその表面に
沿って無軌道に走行させながら検査する方法がある。
用いた検査方法の場合、原子炉圧力容器の近傍には、作
業員が直接立ち入れないことが多く、この移動検査ロボ
ットの据え付け、制御などは遠隔操作によって行われる
ことから、原子炉圧力容器に対するその移動検査ロボッ
トの位置決めが重要となってくる。そして、この移動検
査ロボットの位置決め方法としては、従来、圧力容器表
面に設定された任意の基準点に超音波やレーザー距離計
を設けると共に、ロボット本体側に走行距離を検出する
プラニメータ等を設けて、予めその位置が判っている基
準点に対する移動検査ロボットの位置を検出する方法な
どがある。
うな従来の無軌道式の移動検査ロボットによる検査は、
原子炉圧力容器の外側から行われていたが、より高信頼
性の検査を行うために、原子炉圧力容器の内面に上述し
たような無軌道式の移動検査ロボットを設置し、その内
部から検査を行うことが検討されている。
には炉水が満たされていることから、上述したような直
接距離を計測するレーザーや超音波などでは水中での減
衰が大きい上に、乱反射等が生じるため、水中での移動
検査ロボットの正確な位置決めを行うことは困難であっ
た。
解決するために案出されたものであり、その目的は原子
炉圧力容器の炉水中での移動検査ロボットの位置決めを
容易且つ正確に行うことができる新規な水中移動ロボッ
トの位置決め方法を提供するものである。
に本発明は、炉水が満たされた圧力容器の垂直壁面に吸
着しながらこれに沿って無軌道に移動する水中移動ロボ
ットの位置決め方法において、上記炉水中の任意の基準
点と、上記ロボット本体とにそれぞれその水深を計測す
る水深計を設け、これら水深計で検出された水深の差か
ら上記圧力容器に対する上記ロボット本体の垂直方向の
位置を計測すると共に、このロボット本体に光ビーム投
光器と光反射量センサを設け、この光ビーム投光器か
ら、予めその位置が判っている炉内構造物方向に光ビー
ムを照射し、その反射量からそのロボット本体の水平方
向の位置を検出し、これら垂直方向の位置と水平方向の
位置から上記圧力容器に対する水中移動ロボットの位置
を決定するようにしたものである。
っても水中移動ロボットの圧力容器に対する位置を正確
に検出することができるため、圧力容器に対する高信頼
性の検査を行うことが可能となる。
態を添付図面を参照しながら説明する。
め方法に係る実施の一形態を示したものであり、図中1
は略円筒形状をした原子炉圧力容器、2はその圧力容器
1内に満たされた炉水、3はその圧力容器1の垂直壁面
に吸着しながら走行する水中移動ロボット、4はこの圧
力容器1内に収容された炉内構造物であり、特に、この
炉内構造物4は炉心をシュラウド4aと、その周囲に立
設された筒状の複数のジェットポンプ4b…、とからな
っている。
に提案したもの(特願平6−319972号)を適用し
たものであり、図4及び図5に示すような構成をしてい
る。尚、図4はこの水中移動ロボットの一形態を示す部
分破断平面図、図5はその側断面図である。図示するよ
うに、この水中移動ロボット3は、下方が開口した略円
盤状の筒体5a内に略矩形状をしたフレーム5bを固定
してなるロボット本体5に、これを圧力容器1の垂直壁
面Aに吸着する吸着手段6と、このロボット本体5をこ
の垂直壁面Aに沿って走行させる走行手段7とを主に備
えて構成されている。
成された一対の排水口6a,6aと、この排水口6a,
6a内にそれぞれ位置するスラストファン6b,6b
と、これら、スラストファン6b,6bを駆動するファ
ンモータ6c,6cとから主に構成されており、図5に
示すように、このスラストファン6b,6bによってロ
ボット本体5内の水を排水口6a,6aから強制的に排
水させてロボット本体5の内圧をその周囲の水圧より負
圧の状態にすることで、図5に示すように、ロボット本
体5を圧力容器1の垂直壁面Aに吸着させるようになっ
ている。一方、走行手段7はロボット本体5のフレーム
5b側に取り付けられた一対の走行車輪7a,7aと、
これら走行車輪7a,7aをそれぞれ回転駆動する走行
モータ7b,7bとからなっており、これら走行車輪7
a,7aをそれぞれ正逆方向あるいは同じ方向に回転駆
動することで壁面A上を直角方向旋回しながらに走行し
て、垂直壁面A上の任意の位置に移動できるようになっ
ている。また、この走行手段7の近傍には、フリクショ
ンローラやロータリーエンコーダーなどからなるプラニ
メータ8,8が設けられており、垂直壁面A上のロボッ
ト本体5の走行距離を検出できるようになっている。
尚、これらファンモータ6c,6c、走行モータ7b,
7b側の給電線、制御線、プラニメータ8,8の信号線
等はロボット本体5に接続されたケーブル9に纏められ
て図1に示す制御部10側へ接続されている。
ト本体5を構成する筒体5aの平面部には、光ビームB
を照射する光ビーム投光器11と、この光ビームBの反
射量を検出する光反射量センサ12が設けられており、
この光ビーム投光器11から水平方向、すなわち炉内構
造物4方向に光ビームBを照射すると共に、光反射量セ
ンサ12でこの光ビームBの反射量を検出してこのロボ
ット本体5と炉内構造物4との距離を計測するようにな
っている。さらに、この筒体5aの平面部には、集積化
半導体圧力センサや圧電式圧力センサ等からなる水深計
13が設けられており、このロボット本体5が位置する
圧力容器1内の水圧を検出するようになっている。そし
て、これら光ビーム投光器11、光反射量センサ12、
水深計13の給電線や信号線等も上記と同様にケーブル
9に纏められて光ビーム投光器11、光反射量センサ1
2が制御部10に付設された水平位置検出部17側に、
水深計13が水深計測部16側にそれぞれ接続されてい
る。尚、図4及び図5中15は空気が充填された浮体で
あり、ロボット本体5に適度な浮力を与えることによっ
てロボット本体5の重量を相殺して、ロボット本体5の
移動を容易にするようになっている。また、図中14は
垂直壁面Aに接触して転がるボールキャスターであり、
上述した走行車輪7a,7aと共にロボット本体5を垂
直壁面Aに3点支持するようになっている。また、図示
しないがこのロボット本体5には、その姿勢を検出する
重力センサーと、この垂直壁面Aを探傷すべく上述した
ような非破壊探傷装置などの検査手段などが備えられて
いるのは勿論である。
である水中移動ロボットの位置決め方法の一形態を説明
する。
水内の水面付近に任意の基準点Pを設定し、この基準点
Pにその水深を計測する基準水深計18を設置すると共
に、上述した水中移動ロボット3を図示しないマニュピ
ュレータ等によって圧力容器1の上方から炉水2中に入
れた後、これを圧力容器1の垂直壁面Aに吸着させると
共にこれに沿って垂直下方に走行させながら、この水中
移動ロボット3を目視やITVカメラ等によって垂直壁
面Aの任意のおおよその位置に停止させる。
8でその水圧を検出すると共に、この水中移動ロボット
3の水深計13でその位置の水圧を検出すると共に、そ
の出力値を制御部10に付設された水深計測部16に入
力する。水深計測部16ではこれら2つの水深計13,
18で検出された水圧の差を計算して、圧力容器1の任
意の基準点Pから水中移動ロボット3間での距離を計算
し、その値を制御部10に入力する。制御部10では、
この水深計測部16で計算された任意の基準点Pから水
中移動ロボット3間での距離と、予め判っている圧力容
器1の形状や大きさなどのデータを基に、圧力容器1に
対する水中移動ロボット3の垂直方向の位置を特定する
ことができる。すなわち、本発明では、水中移動ロボッ
ト3に設けた単一の水深計13のみでなく、基準点P側
にも水深計18を設け、これら水深計13,18の差を
検出するようにしたため、炉水の変動や揺れなどによ
り、水圧が大きく変動しても正確な水深の計測が可能と
なる。尚、このような方法によって得られた計測水深と
実際の水深を比較した結果、その水深の誤差は僅か0.
02%であり、極めて高精度の水深計測ができることが
わかった。
の圧力容器1に対する垂直方向の位置が特定されたなら
ば、図2に示すように、水中移動ロボット3を垂直壁面
Aに沿って90°旋回させた後、その光ビーム投光器1
1から炉内構造物4方向に光ビームBを照射しながら、
圧力容器1の垂直壁面Aの水平方向に沿ってゆっくりと
移動させてその光ビームBの反射量の変化を同じく光反
射量センサ12で検出する。一般に、圧力容器1の炉内
構造物4としては、図示するような筒状をしたジェット
ポンプ4bがその垂直壁面Aに最も近い位置に設置され
ていることから、本実施の形態でもこのジェットポンプ
4bを光ビームBによる計測目標構造物とする。する
と、その光ビームBの反射量はジェットポンプ4bの表
面との距離に比例して変化することから、その出力値が
入力される水平位置検出部17では、その反射量を計測
して制御部10に入力する。制御部10ではこの水平位
置検出部17からの出力値とプラニメータ等で検出され
た水中移動ロボット3の走行距離との関係を図3に示す
ようなグラフィック化し、これからジェットポンプ4b
の円筒の中心位置を計算する。さらに、制御部10では
この円筒の中心位置と、水中移動ロボット3の現在位置
とのオフセット距離を計算すると共に、予め判っている
このジェットポンプ4bの据付寸法図などを基にして、
圧力容器1に対する水中移動ロボット3の水平方向の位
置を特定することができる。
器1の垂直方向に対する水中移動ロボット3の位置と水
平方向に対する位置から圧力容器1に対する水中移動ロ
ボット3の位置が特定されたなら、この位置を水中移動
ロボット3の走行原点として位置決めし、その後この原
点を基に水中移動ロボット3の移動を計測することにな
るが、垂直方向については引き続き水深計13,18で
計測しながら、後は重力センサとプラニメータで軌跡を
求めることで、圧力容器1に対する水中移動ロボット3
の位置を精度良く検出することができる。
の位置決めに複数の水深計を用いると共に、水平方向の
位置決めに、炉内構造物に照射した光ビームの反射量を
利用するようにしたことから、圧力容器に対する水中移
動ロボットの位置決めを精度良く行うことができる。
離の関係を示すグラフ図である。
を示す一部破断平面図である。
を示す側断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 炉水が満たされた圧力容器の垂直壁面に
吸着しながらこれに沿って無軌道に移動する水中移動ロ
ボットの位置決め方法において、上記炉水中の任意の基
準点と、上記ロボット本体とにそれぞれその水深を計測
する水深計を設け、これら水深計で検出された水深の差
から上記圧力容器に対する上記ロボット本体の垂直方向
の位置を計測すると共に、このロボット本体に光ビーム
投光器と光反射量センサを設け、この光ビーム投光器か
ら、予めその位置が判っている炉内構造物方向に光ビー
ムを照射し、その反射量からそのロボット本体の水平方
向の位置を検出し、これら垂直方向の位置と水平方向の
位置から上記圧力容器に対する水中移動ロボットの位置
を決定するようにしたことを特徴とする水中移動ロボッ
トの位置決め方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01570896A JP3567583B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 水中移動ロボットの位置決め方法 |
US08/772,312 US5852984A (en) | 1996-01-31 | 1996-12-23 | Underwater vehicle and method of positioning same |
DE69616975T DE69616975T2 (de) | 1996-01-31 | 1996-12-27 | Unterwasserfahrzeug und Verfahren zu dessen Positionierung |
EP96120950A EP0787646B1 (en) | 1996-01-31 | 1996-12-27 | Underwater vehicle and method of positioning same |
CA002194109A CA2194109C (en) | 1996-01-31 | 1996-12-30 | Underwater vehicle and method of positioning same |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US08/772,312 US5852984A (en) | 1996-01-31 | 1996-12-23 | Underwater vehicle and method of positioning same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3567583B2 JP3567583B2 (ja) | 2004-09-22 |
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ID=26351901
Family Applications (1)
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JP (1) | JP3567583B2 (ja) |
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-
1996
- 1996-01-31 JP JP01570896A patent/JP3567583B2/ja not_active Expired - Lifetime
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