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この項目の情報は公開日時点(1995年10月24日)のものです。
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図面 (6)

目的

視界の悪い貯湯槽内においても確実に且つ効果的に底部の汚泥を除去、清掃することができ、走行車の位置や移動方向を表示部で確認しながら、走行車を制御操作できる貯水槽清掃装置の提供を目的とする。

構成

ジャイロセンサ70からの走行車の方向と、走行距離カウンタ71からの走行距離を積分することで、走行車の初期位置に対する相対的な位置が得られ、さらに走行車の前後左右超音波距離センサ61〜64から壁面までの距離情報を連続して合わせることで、貯水槽の平面形状を認識することができる。得られた貯水槽の平面形状をもとに走行車の位置を確認しながら走行車2を運転することで、視界の悪い平面寸法が判らない貯水槽内においても汚泥を効率よく清掃できる。また、貯水槽壁面までの距離が長く超音波距離センサで測定できない場合でもジャイロセンサと走行距離カウンタとを用いることで走行車の位置を確定できる。

概要

背景

従来、貯水槽等の水底清掃するための貯水槽清掃装置走行車には、例えばビデオカメラ等が設けられ、これによって走行車の前方等の状況を地上の遠隔操作部に送り操作者が遠隔操作部にて送られてきた画像を見ながら走行車の位置や移動方向を判断し、走行車の走行を操作するといった構成が一般的であった。

概要

視界の悪い貯湯槽内においても確実に且つ効果的に底部の汚泥を除去、清掃することができ、走行車の位置や移動方向を表示部で確認しながら、走行車を制御操作できる貯水槽清掃装置の提供を目的とする。

ジャイロセンサ70からの走行車の方向と、走行距離カウンタ71からの走行距離を積分することで、走行車の初期位置に対する相対的な位置が得られ、さらに走行車の前後左右超音波距離センサ61〜64から壁面までの距離情報を連続して合わせることで、貯水槽の平面形状を認識することができる。得られた貯水槽の平面形状をもとに走行車の位置を確認しながら走行車2を運転することで、視界の悪い平面寸法が判らない貯水槽内においても汚泥を効率よく清掃できる。また、貯水槽壁面までの距離が長く超音波距離センサで測定できない場合でもジャイロセンサと走行距離カウンタとを用いることで走行車の位置を確定できる。

目的

そこで本発明は上記従来装置における問題点を解消し、視界の悪い貯水槽内においても確実に且つ効果的に水底の汚泥を除去、清掃することができる貯水槽清掃装置の提供を目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

走行車を駆動する走行用モータと、汚泥を吸い込む汚泥吸込口と、貯水槽壁面までの距離を測定する複数の超音波距離センサと、走行車の走行距離を測定する走行距離カウンタと、走行車の走行方向を測定するジャイロセンサとを少なくとも備え、貯水槽の水底に配置されて走行する走行車と、貯水槽の外に設けられ走行車からのセンサ情報により走行車と貯水槽壁面との位置関係演算し、表示すると共に走行車の走行制御を行う遠隔制御操作部と、前記汚泥吸込口から吸い込まれた汚泥水を貯水槽外まで運ぶ搬送ホースと、汚泥水を汲み上げるポンプとを有することを特徴とする貯水槽清掃装置

技術分野

0001

本発明は、貯水槽等の水底清掃をするための貯水槽清掃装置に関し、特に貯水槽内視界が非常に悪い場合にも効果的に清掃を行うことができる貯水槽清掃装置に関する。

背景技術

0002

従来、貯水槽等の水底を清掃するための貯水槽清掃装置の走行車には、例えばビデオカメラ等が設けられ、これによって走行車の前方等の状況を地上の遠隔操作部に送り操作者が遠隔操作部にて送られてきた画像を見ながら走行車の位置や移動方向を判断し、走行車の走行を操作するといった構成が一般的であった。

発明が解決しようとする課題

0003

ところが、上記従来のビデオカメラ等による画像表示による走行制御では、貯水槽内が濁って視界が非常に悪い場合には、実質上走行車の位置等を全く知ることができず、走行車を効率よく走行させることができないことから、貯水槽内を効率的に且つ確実には清掃できないという問題があった。

0004

そこで本発明は上記従来装置における問題点を解消し、視界の悪い貯水槽内においても確実に且つ効果的に水底の汚泥を除去、清掃することができる貯水槽清掃装置の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0005

上記目的を達成するため、走行車を駆動する走行用モータと、汚泥を吸い込む汚泥吸込口と、貯水槽壁面までの距離を測定する複数の超音波距離センサと、走行車の走行距離を測定する走行距離カウンタと、走行車の走行方向を測定するジャイロセンサとを少なくとも備え、貯水槽の水底に配置されて走行する走行車と、貯水槽の外に設けられ走行車からのセンサ情報により走行車と貯水槽壁面との位置関係演算し、表示すると共に走行車の走行制御を行う遠隔制御操作部と、前記汚泥吸込口から吸い込まれた汚泥水を貯水槽外まで運ぶ搬送ホースと、汚泥水を汲み上げるポンプとを有することを特徴としている。

0006

単純な形状の貯水槽の場合には、超音波距離センサからの信号により、走行車から左右どちらか一方の壁面までの距離を一定に保つように走行方向を制御することで、走行車自身の壁面に対する平行姿勢を保持しつつ自動で走行させることが可能となる。また、ジャイロセンサによる走行車の向きと超音波距離センサによる壁面或いは柱等の障害物までの距離データと走行距離カウンタによる走行距離とを組み合わせることで、走行車の貯水槽内での位置及び向きを確認できるので、貯水槽の平面形状の情報と合わせ、走行車を障害物を避けながら自動走行させて清掃を行うことができ、視界の悪い貯水槽内においても効率よく確実な清掃が可能となる。一方、貯水槽底部の平面形状が判っていない場合には、ジャイロセンサからの走行車の向きと、走行距離カウンタからの移動距離とが得られるので、両者を積分していくことにより、走行車の初期位置に対する相対的な位置が得られる。上記走行車の相対的位置に対し、前後左右の超音波距離センサからの壁面までの距離情報を連続して用いることで、貯水槽底部の平面形状を認識できるため、平面形状が判っていない場合にも自動走行が可能となる。

0007

次に本発明について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例を示す貯水槽清掃装置の全体構成図、図2は実施例の制御系統図、図3は走行車の概略側面図、図4は走行車の概略平面図、図5は超音波距離センサを用いて走行車の位置を検出する方法を説明する図である。

0008

本発明の貯水槽清掃装置は、貯水槽1の底部に走行車2を配置し走行させる。貯水槽1の外に遠隔制御操作部3と、ポンプ4及び汚泥採取容器5が設けられている。走行車2と遠隔制御操作部3には、通信及び電源供給用ケーブル7が配線されている。また走行車2とポンプ4とは、汚泥水の搬送ホース8で接続されている。

0009

前記遠隔制御操作部3の構成としては、走行車2に電源を供給する配電盤6と、走行車2の走行制御を行う制御器10と操作入力を行う操作入力盤11と走行車2の貯水槽1内での位置を図表示するための表示器12が設けられている。

0010

次に走行車2に関して図2図3図4を参照して説明する。走行車2は貯水槽1の底部に配置されて走行することで、貯水槽1の底部に溜まった塵や等の汚泥を吸い取って清掃するための自走車である。走行台車30に対して走行用モータ31(図2参照、図3、4には図示せず)が設けられている。また走行台車30の前後の位置に汚泥吸込口41、及び汚泥吸込口41に続く吸込ホース42、該吸込ホース42の切り換えバルブ43、前記搬送ホース8とのスイベルジョイント44が設けられている。前記汚泥吸込口41には、その近傍に貯水槽1の底を掃くためのブラシ41a が設けられている。また走行台車30の前部の両側に前方に向けた一対の超音波距離センサ61、後部の両側に後方に向けた一対の超音波距離センサ62、左右両側部にそれぞれ超音波距離センサ63、64が設けられている。また走行台車30の中央付近上にジャイロセンサ70が設けられている。走行台車30に対して走行距離カウンタ71(図2参照、図3、4には図示せず)が設けられている。また走行台車30の最前部と最後部にタッチセンサ81、82が設けられている。さらに、走行台車30の最前部と最後部に落下防止センサ83が設けられている。以上の各部材、センサ類は走行台車30に設けた制御部90を介して遠隔制御操作部3と接続されている。

0011

走行用モータ31は遠隔制御操作部3により、走行車2内の制御部90を介して駆動開始、停止及び回転数等が制御され、これによって走行車2の前後移動及び方向変更、回転が行われる。またポンプ4が駆動され、切り換えバルブ43が遠隔制御操作部3から制御部90を介して切り換えられることで、前後何れかの汚泥吸込口41から汚泥水が吸い込まれ、吸い込みホース42、搬送ホース8を経て、貯水槽1外の汚泥採取容器5に排出される。

0012

前記タッチセンサ81、82が貯水槽1の内壁や柱等の障害物に万一接触すると、その接触した旨の信号を制御部90を介して遠隔制御操作部3に送られる。これによって遠隔制御操作部3からは、走行車2の走行方向や走行位置の変更が指令される。勿論、表示記12に表示される接触表示に基づいて、操作者が手動で走行車2を運転するようにしてもよい。落下防止センサ83の場合も同様に、落下防止センサ83が貯水槽1底部に窪みを検出した場合には、その旨の信号が遠隔制御操作部3に送られ、走行の停止や走行方向の変更がなされる。

0013

前記超音波距離センサ61〜64から超音波が貯水槽1の壁面1aに向かって発射され、壁面1aに当たって跳ね返ってくるまでの時間から、壁面1aまでの距離を測定する。例えば、貯水槽1が方形の場合には、走行車2を貯水槽1の一側の壁面1aに平行になるように配置すると、走行車2の前後左右の壁面1aまでの距離が検出される。この距離信号を遠隔制御操作部3に送り、予め貯水槽1の形状情報を入力しておくことで、貯水槽1内における走行車2の位置を認識可能となる。走行中は、例えば図5の走行車印2aで示される走行車2をP矢印の方向に移動する場合には、左右両側部の超音波距離センサ63、64からの信号により、走行車2から左右一方の壁面1aまでの距離を一定に保つように走行方向を制御することで、走行車2を壁面1aに対して平行姿勢を保持しつつ自動で走行させることが可能である。また、手動で走行させる場合においても、走行車2を壁面1aに沿った形で移動させる程度の場合であれば、壁面1aからの走行車2の位置を表示器12上の走行車印2aで確認しながら、走行車印2aの各壁面1aからの距離CまたはDが一定になる様に運転することで、走行車2の貯水槽1内における位置を見失うことなく容易に運転することが可能である。また本実施例の場合は、走行車2の前後の超音波距離センサ61、62はそれぞれ走行車2の前後部に左右一対ずつ設けているので、例えば前部の一対の超音波距離センサ61においてそれぞれ検出する距離A1 、A2が同じになる様に運転を制御することで、時間遅れなく前方壁面との直角性を確認できる。

0014

また貯水槽1が円筒形の場合にも、走行車2を貯水槽1に沈め、前後左右の超音波距離センサ61〜64からの距離情報を得ることで、左右一方の超音波距離センサ63、64からの信号により、走行車2と円筒形の壁面1aとの距離を一定に保つように走行方向を制御することで、走行車2を円筒形の壁面1aに沿って自動で円状に走行させることが可能である。また走行中、貯水槽1が円筒形で走行車2が円筒形の壁面1aに沿って円走行する場合には超音波距離センサ61〜64からの信号は常に一定となり、走行車印2aの位置は超音波距離センサ61〜64からの信号のみからでは確定することはできないが、走行距離カウンタ71からの走行距離情報を用いることにより、走行車の位置を推定することができる。また、手動で走行させる場合においても、表示器12に図表示される走行車印2aの壁面1aからの位置を確認しながら運転することで、走行車2を円筒形の壁面1aから一定の距離を保ちながら円走行させることが可能となる。そして走行距離カウンタ71からの走行距離データを用い一周する毎に、壁面1aからの距離を一定距離ずつ変更することによって、視界の悪い円筒形の貯水槽底部の汚泥を効率よく清掃することが可能となる。

0015

また貯水槽1がその他の形状の場合にも、貯水槽の形状情報と、超音波距離センサ61〜64の距離情報、及び走行距離カウンタ71の情報から、壁面1aとの距離、向き等を制御しながら、効率良く走行させることが可能となり、視界の悪い貯水槽内でも効率よく貯水槽を清掃することができる。

0016

次に、貯水槽1底部の平面形状が判っていない場合について説明する。ジャイロセンサ70によって走行車2の方向と、走行距離カウンタ71から得られる走行距離とを積分していくことにより、走行車2の初期位置に対する相対的な位置が得られる。さらに上記走行車2の相対的位置に対し、前後左右の超音波距離センサ61〜64からの距離情報を連続して合わせることで、貯水槽1底部の平面形状を認識できる。ここで得られた貯水槽1の平面形状をもとに走行車2の位置を判断しながら走行車2を運転することにより、視界がきかず、且つ平面形状が判っていない貯水槽1内においても無駄なく、効率よく清掃を行うことができる。

0017

表示器12上に走行車2の位置、走行車2の方向、貯水槽1の平面形状を表示し、さらに走行車2の走行軌跡を同時に表示器12に表示するようにしてもよい。また、走行車2に設けられた汚泥吸込口41の幅を以て前記走行軌跡を表示器12に表示するようにしてもよい。このようにすることで、貯水槽1内での清掃がなされた領域と未清掃の領域とを容易に視認することができる。尚、表示器12には得られた貯水槽1の寸法、走行車2の速度、走行車2の各壁面までの距離、走行車2が自動運転であるか否か、走行車2が前進しているか後退しているか等を同時に表示してもよい。

0018

自動運転中、操作者は遠隔制御操作部3の表示器12を見ながら監視だけを行い、手動運転を行う場合にのみ、操作者が表示器12を見ながら、操作入力盤11等を操作する。汚泥吸込口41から吸い込まれた汚泥水は搬送ホース8を通って、貯水槽1外の汚泥採取容器5に排出される。尚、ここで搬送ホース8の中に通信及び電源供給用のケーブル7を入れることにより、ホースとケーブル類が絡み合ったり、ケーブル7が貯水槽1のコンクリートの角で破損するのを防ぐことができる。

発明の効果

0019

以上説明したように本発明によれば、貯水槽底部の平面形状が判っていない場合でも、ジャイロセンサからの走行車の方向と、走行距離カウンタからの移動距離とが得られるので、両者を積分していくことにより、走行車の初期位置に対する相対的な位置が得られる。上記走行車の相対的位置に対し、前後左右の超音波距離センサからの壁面までの距離情報を連続して合わせることで、貯水槽底部の平面形状を認識することが可能になる。ここで得られた貯水槽の平面形状をもとに走行車の位置を判断しながら走行車を運転することができるので、視界の悪い貯水槽内においても汚泥を効率よく清掃することができる。また、円筒形の貯水槽の場合や、貯水槽壁面までの距離が長く超音波距離センサで測定できない場合でも、ジャイロセンサと走行距離カウンタとを用いることにより走行車の位置を確定できる。

図面の簡単な説明

0020

図1本発明の一実施例を示す貯水槽清掃装置の全体構成図である。
図2実施装置の制御系統図である。
図3走行車の概略側面図である。
図4走行車の概略平面図である。
図5超音波距離センサを用いて走行車の位置を検出する方法を説明する図である。

--

0021

1貯水槽
2走行車
3遠隔制御操作部
4ポンプ
5汚泥採取容器
6配電盤
7ケーブル
8搬送ホース
10制御器
11操作入力盤
12 表示器

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