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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-07
(45)【発行日】2024-08-16
(54)【発明の名称】水中移動体用作業装置
(51)【国際特許分類】
G01N 1/14 20060101AFI20240808BHJP
B63C 11/48 20060101ALI20240808BHJP
B63C 11/00 20060101ALI20240808BHJP
F16H 21/44 20060101ALI20240808BHJP
F16H 21/10 20060101ALI20240808BHJP
【ＦＩ】
G01N1/14 Z
B63C11/48 D
B63C11/00 B
F16H21/44 Z
F16H21/10 C
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021035901
(22)【出願日】2021-03-07
(65)【公開番号】P2022136346
(43)【公開日】2022-09-20
【審査請求日】2024-01-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000151449
【氏名又は名称】株式会社東京久栄
(74)【代理人】
【識別番号】100166073
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 秀治
(72)【発明者】
【氏名】國澤 弘
(72)【発明者】
【氏名】小林 努
(72)【発明者】
【氏名】別所 学
(72)【発明者】
【氏名】小林 月都
【審査官】森口 正治
(56)【参考文献】
【文献】中国実用新案第２０９８１４２３９（ＣＮ，Ｕ）
【文献】中国特許出願公開第１１１４１３１３５（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２００７－２８４９８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平７－２７７８６（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ １／００－１／４４
Ｂ６３Ｃ １１／４８
Ｂ６３Ｃ １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
曲線状の開閉動作によるアームを備えた水中移動体に取り付けるための取付手段と、直線状の作業動作によるシリンダとピストンとを備えた作業手段と、
前記水中移動体のアームの曲線状の開閉動作を、前記作業手段の直線状の作業動作に変換する、リンク機構とを備えたことを特徴とする、
水中移動体用作業装置。
【請求項2】
前記作業手段が、シリンダ内をピストンが前後移動するものであることを特徴とする、請求項１に記載の水中移動体用作業装置。
【請求項3】
前記リンク機構が、曲線状の開閉動作を行うアームへのアーム取付軸と、直線状の作業動作を行うピストンへのピストン取付軸との間を、回転固定軸を介して連結したものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の水中移動体用作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水中移動体用作業装置に関する。
【背景技術】
【0002】
水中を移動してサンプリング等をする作業装置として、例えば、特許文献１に記載のドローンを利用してサンプルボトルにより水のサンプルをサンプリングできる装置が知られている。
該装置は、図１に示すように、ドローン１１の底面の中心にはドローン支えフレーム１３が対称的にかつ固定的に装着され、ドローンの下方にはサンプル箱が設置され、ラックが歯車との噛合により伝動ロッド及び第一傘歯車を駆動して回転させ、移動機構により固定ブロックを駆動して下方に移動させ、サンプルボトルが移動して中部空間から出た時、位置制限ブロックが位置制限空間の底壁まで移動することで、スライドブロックがヒンジロッドにより移動ブロックを駆動して回転させ、サンプルボトルを傾斜させることによりドローンがサンプルボトルを水中に入れることに必要な力を減らし、また、サンプルボトルを傾斜させる場合に、水がサンプルボトルの中に入る速度が速くなり、ドローンと水面の距離を大きくさせることもできるものである。
該装置は、図１に示すように、ドローン１１の底面の中心にはドローン支えフレーム１３が対称的にかつ固定的に装着され、ドローンの下方にはサンプル箱が設置され、ラックが歯車との噛合により伝動ロッド及び第一傘歯車を駆動して回転させ、移動機構により固定ブロックを駆動して下方に移動させ、サンプルボトルが移動して中部空間から出た時、位置制限ブロックが位置制限空間の底壁まで移動することで、スライドブロックがヒンジロッドにより移動ブロックを駆動して回転させ、サンプルボトルを傾斜させることによりドローンがサンプルボトルを水中に入れることに必要な力を減らし、また、サンプルボトルを傾斜させる場合に、水がサンプルボトルの中に入る速度が速くなり、ドローンと水面の距離を大きくさせることもできるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６７８９４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の装置は、ドローン自体を含む構造のサンプリング装置であって、市販されているドローンに取り付けて使用することを考慮したものではない。
また、該装置は、水面下のサンプリングを対象としたものであり、任意の水深下のサンプリングを考慮したものではない。
また、該装置は、水面下のサンプリングを対象としたものであり、任意の水深下のサンプリングを考慮したものではない。
【0005】
したがって、本発明の解決しようとする課題は、市販の水中移動に適した開閉アームを有するドローンに取り付け可能で、任意の水深でのサンプリングを可能とする水中動体用作業装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の課題を解決するための手段は、下記のとおりである。
【0007】
第１に、
曲線状の開閉動作によるアームを備えた水中移動体に取り付けるための取付手段と、
直線状の作業動作によるシリンダとピストンとを備えた作業手段と、
前記水中移動体のアームの曲線状の開閉動作を、前記作業手段の直線状の作業動作に変換する、リンク機構とを備えたことを特徴とする、
水中移動体用作業装置。
曲線状の開閉動作によるアームを備えた水中移動体に取り付けるための取付手段と、
直線状の作業動作によるシリンダとピストンとを備えた作業手段と、
前記水中移動体のアームの曲線状の開閉動作を、前記作業手段の直線状の作業動作に変換する、リンク機構とを備えたことを特徴とする、
水中移動体用作業装置。
【0008】
前記曲線状の開閉動作によるアームとは、左アームの先端部と右アームの先端部が左右方向に曲線移動することで、対象物を挟み込むことが可能な構造のものをいう。
前記直線状の作業動作によるシリンダとピストンとは、シリンダ内をピストンが前後方向に直線移動することで、シリンダ内にサンプル対象の液状物を取り込み可能とし、また、シリンダ内の液状物を放出することを可能にした、一般的な注射器と同様の構造のものをいう。
前記直線状の作業動作によるシリンダとピストンとは、シリンダ内をピストンが前後方向に直線移動することで、シリンダ内にサンプル対象の液状物を取り込み可能とし、また、シリンダ内の液状物を放出することを可能にした、一般的な注射器と同様の構造のものをいう。
【0009】
前記リンク機構とは、曲線状の開閉動作を行うアームへのアーム取付軸と、直線状の作業動作を行うピストンへのピストン取付軸との間を、回転固定軸を介して連結した構造のものである。
該アーム取付軸は、アームの開閉動作により、曲線状に位置が移動するものである。
該ピストン取付軸は、ピストンの動きにより、直線状に位置が移動するものである。
また、アーム取付軸と回転固定軸との間を連結する部材は、第１連結部材といい、ピストン取付け部と回転固定軸との間を連結する部材は、第２連結部材という。
ここで、第２連部材の回転固定軸との連結は、直接的に連結する他に、回転固定軸に連結された第１連結部材に連結することで間接的に連結することもできる。
該第２連結部材は、第１リンク体と第２リンク体とを移動支点軸で接続することで、前後に伸縮可能としたものである。
該アーム取付軸は、アームの開閉動作により、曲線状に位置が移動するものである。
該ピストン取付軸は、ピストンの動きにより、直線状に位置が移動するものである。
また、アーム取付軸と回転固定軸との間を連結する部材は、第１連結部材といい、ピストン取付け部と回転固定軸との間を連結する部材は、第２連結部材という。
ここで、第２連部材の回転固定軸との連結は、直接的に連結する他に、回転固定軸に連結された第１連結部材に連結することで間接的に連結することもできる。
該第２連結部材は、第１リンク体と第２リンク体とを移動支点軸で接続することで、前後に伸縮可能としたものである。
【0010】
第２に、
前記作業手段が、シリンダ内をピストンが前後移動するものであることを特徴とする、前記第１に記載の水中移動体用作業装置。
第３に、
前記リンク機構が、曲線状の開閉動作を行うアームへのアーム取付軸と、直線状の作業動作を行うピストンへのピストン取付軸との間を、回転固定軸を介して連結したものであり、
該ピストン取付軸が、スライドレールにガイドされ、直線状に前後移動可能に構成されていることを特徴とする、前記第１または第２に記載の水中移動体用作業装置。
前記作業手段が、シリンダ内をピストンが前後移動するものであることを特徴とする、前記第１に記載の水中移動体用作業装置。
第３に、
前記リンク機構が、曲線状の開閉動作を行うアームへのアーム取付軸と、直線状の作業動作を行うピストンへのピストン取付軸との間を、回転固定軸を介して連結したものであり、
該ピストン取付軸が、スライドレールにガイドされ、直線状に前後移動可能に構成されていることを特徴とする、前記第１または第２に記載の水中移動体用作業装置。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【0012】
本発明の水中移動体用作業装置は、水中移動体に取り付けるための取付手段を有しているので、市販の水中移動に適した開閉アームを有するドローンに取り付け可能であると共に、シリンダとピストンとを備えた作業手段を有しているので、任意の水深でのサンプリングが可能である。
また、本発明の水中移動体用作業装置は、予めシリンダ内に液状物を充填した状態で、水中移動体に取り付けておくことで、任意の水深での液状物の放出も可能となる。
すなわち、本発明の水中移動体用作業装置によると、液状物として色付きの液体を充填し、水中の目標箇所で放出することで、ダムのクラック（ひび割れ部）からの漏水確認や、水の流れの目視確認等にも利用することが可能となる。
また、本発明の水中移動体用作業装置は、予めシリンダ内に液状物を充填した状態で、水中移動体に取り付けておくことで、任意の水深での液状物の放出も可能となる。
すなわち、本発明の水中移動体用作業装置によると、液状物として色付きの液体を充填し、水中の目標箇所で放出することで、ダムのクラック（ひび割れ部）からの漏水確認や、水の流れの目視確認等にも利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の水中移動体用作業装置のサンプリング前の使用状態の説明図である。
【図2】本発明の水中移動体用作業装置のサンプリング後の使用状態の説明図である。
【図3】本発明の水中移動体用作業装置のリンク機構のサンプリング前の説明図である。
【図4】本発明の水中移動体用作業装置のリンク機構のサンプリング後の説明図である。
【図5】本発明の水中移動体用作業装置を、水中移動体に取り付けるアーム制御体に取り付けた状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
ここで、添付図面において同一の部材には同一符号を付しており、また重複した説明は省略されている。
なお、ここでの説明は本発明が実施される一形態であることから、本発明は該当形態に限定されるものではない。
ここで、添付図面において同一の部材には同一符号を付しており、また重複した説明は省略されている。
なお、ここでの説明は本発明が実施される一形態であることから、本発明は該当形態に限定されるものではない。
【実施例1】
【0015】
主に図１，図２に示すように、本実施例の水中移動体用作業装置は、曲線状の開閉動作によるアーム１を備えた水中移動体２に取り付けるための取付手段１０（図６参照）と、直線状の作業動作によるシリンダ２１とピストン２２とを備えた作業手段２０と、前記水中移動体２のアーム１の曲線状の開閉動作を、前記作業手段２０の直線状の作業動作に変換する、リンク機構３０とを備えている。
【0016】
【0017】
水中移動体２には、図５，図６に示す薄板状のアーム接続基台４を介して、図１，図２に示すように、曲線状の開閉動作によるアーム１が取り付けられている。
図５，図６に示すとおり、アーム接続基台４には、円筒状のアーム制御体３が取り付けられ、該アーム制御体３の先端側に左右水平方向に開閉自在なアーム１が取り付けられている。
このように、円筒状のアーム制御体３が取り付けられたアーム接続基台４によって、図１に示すように、アーム１が取り付けられているので、本実施例の水中移動体２は、アーム１を備えたものとして構成されている。
図５，図６に示すとおり、アーム接続基台４には、円筒状のアーム制御体３が取り付けられ、該アーム制御体３の先端側に左右水平方向に開閉自在なアーム１が取り付けられている。
このように、円筒状のアーム制御体３が取り付けられたアーム接続基台４によって、図１に示すように、アーム１が取り付けられているので、本実施例の水中移動体２は、アーム１を備えたものとして構成されている。
【0018】
該アーム１は、図１，図２において右側に位置する右アーム１Ａと、左側に位置する左アーム１Ｂとで構成され、左アーム１Ｂの先端部と右アーム１Ａの先端部とが左右水平方向に円弧状に曲線移動することで、対象物を挟み込み可能にしたものである。
図５，図６中、符号５は、アーム制御体３の両側に位置する円筒状のフロートであり、アーム制御体３と共にアーム接続基台４に取り付けられている。
図５，図６中、符号５は、アーム制御体３の両側に位置する円筒状のフロートであり、アーム制御体３と共にアーム接続基台４に取り付けられている。
【0019】
取付手段１０は、図６に示すように、円筒状のアーム制御体３を差し込み可能な円状開口部を有する接続部材１２と、アーム制御体３より長い薄板状のベース板１３と、ネジ，ボルト，ワッシャによる締付部品１４とで構成されている。
接続部材１２は、円筒状のアーム制御体３の先端部、中間部、後端部の３箇所において、アーム制御体３を円状開口部の内側に納める状態で、締付部品１４によってベース板１３に取り付けられている。
接続部材１２は、円筒状のアーム制御体３の先端部、中間部、後端部の３箇所において、アーム制御体３を円状開口部の内側に納める状態で、締付部品１４によってベース板１３に取り付けられている。
【0020】
【0021】
図６に示すように、シリンダ２１は、中間部と後端部の２箇所で、シリンダ２１の外周を取り囲むシリンダクランプ２３によって、ベース板１３に着脱自在に取り付けられている。
該シリンダ２１とピストン２２とは、シリンダ２１内をピストン２２が前後方向に直線移動することで、シリンダ２１内にサンプル対象の液状物を取り込み可能とし、また、必要に応じて、ピストン２２の直線状の動きによって、シリンダ２１内の液状物を押し出すことでノズル２１Ａから放出することを可能にしたものである。
該シリンダ２１とピストン２２とは、シリンダ２１内をピストン２２が前後方向に直線移動することで、シリンダ２１内にサンプル対象の液状物を取り込み可能とし、また、必要に応じて、ピストン２２の直線状の動きによって、シリンダ２１内の液状物を押し出すことでノズル２１Ａから放出することを可能にしたものである。
【0022】
リンク機構３０は、シリンダ２１及びピストン２２を取り外した状態の図３，図４に示すように、アーム取付軸３１，ピストン取付軸３２，回転固定軸３３，第１連結部材３４，第２連結部材３５，第１リンク体３５Ａ，第２リンク体３５Ｂ，移動支点軸３５Ｃを有するものである。
【0023】
アーム取付軸３１は、アーム１の開閉動作により、曲線状に位置が移動するものであり、図６に示すように、アーム１の先端側と第１連結部材３４の一端側とを、両者の間隔より長いボルト，ナット，ワッシャを用いて、動作可能に緩く軸止したものである。
【0024】
図６に示すように、ピストン取付軸３２は、ピストン２２の動きにより、直線状に位置が移動するものであり、ピストン２２の後端側と第２連結部材３５の一端側とを、ピストン２２の後端側に取り付けられたＬ型金具３７，該Ｌ型金具３７の水平張出片３７ａを貫通するボルト，ナット，ワッシャ，スライドナット３８を用いて、動作可能に緩く軸止したものである。
該ピストン取付軸３２は、図３，図４に示すように、スライドナット３８（図６参照）を納める凹型構造のスライドレール３６によってガイドされることで、直線状に移動可能に構成されている。
該ピストン取付軸３２は、図３，図４に示すように、スライドナット３８（図６参照）を納める凹型構造のスライドレール３６によってガイドされることで、直線状に移動可能に構成されている。
【0025】
図３，図４に示すように、第１連結部材３４は、アーム取付軸３１と回転固定軸３３との間を連結するＬ型形状の金具である。
該Ｌ型形状の金具の曲がり部分には、アーム１の開閉の際に支点となる回転固定軸３３が位置している。
該Ｌ型形状の金具の曲がり部分には、アーム１の開閉の際に支点となる回転固定軸３３が位置している。
【0026】
図３，図４に示すように、第２連結部材３５は、ピストン取付軸３２と回転固定軸３３との間を連結する部材である。
本実施例では、該第２連結部材３５が、回転固定軸３３に連結された第１連結部材３４に、ボルト，ナット，ワッシャを用いて動作可能に緩く軸止した第１取付軸３９及び第２取付軸４０によって連結されることで、回転固定軸３３とは第１連結部材３４を介して間接的に連結されている。
該第２連結部材３５は、取付位置調整用の開孔群が形成された細長片である第１リンク体３５Ａ及び第２リンク体３５Ｂを、移動支点軸３５Ｃで、ボルト，ナット，ワッシャを用いて動作可能に緩く接続することで、前後に伸縮可能とし、ピストン２２の前後移動を可能としたものである。
本実施例では、該第２連結部材３５が、回転固定軸３３に連結された第１連結部材３４に、ボルト，ナット，ワッシャを用いて動作可能に緩く軸止した第１取付軸３９及び第２取付軸４０によって連結されることで、回転固定軸３３とは第１連結部材３４を介して間接的に連結されている。
該第２連結部材３５は、取付位置調整用の開孔群が形成された細長片である第１リンク体３５Ａ及び第２リンク体３５Ｂを、移動支点軸３５Ｃで、ボルト，ナット，ワッシャを用いて動作可能に緩く接続することで、前後に伸縮可能とし、ピストン２２の前後移動を可能としたものである。
【0027】
次に、上記の水中移動体用作業装置の作用について説明する。
【0028】
【0029】
その後、図示は省略するが、該水中移動体用作業装置を取り付けた水中移動体２を動作させて、水中の所定の水深まで移動する。
移動後、図３に示すとおり、アーム１を操作して右アーム１Ａ及び左アーム１Ｂを開くことで、各アーム取付軸３１が、回転固定軸３３（図３参照）を支点として、曲線状に左右に移動する。
移動後、図３に示すとおり、アーム１を操作して右アーム１Ａ及び左アーム１Ｂを開くことで、各アーム取付軸３１が、回転固定軸３３（図３参照）を支点として、曲線状に左右に移動する。
【0030】
アーム取付軸３１の移動によって、第１連結部材３４において、アーム取付軸３１の取付側とは他端側に位置する第１取付軸３９，第２取付軸４０も、回転固定軸３３を支点として曲線状に移動する。
該第１取付軸３９，第２取付軸４０の動きに連動して、第２連結部材３５を構成する第１リンク体３５Ａ，移動支点軸３５Ｃ，第２リンク体３５Ｂも移動する。
該第１取付軸３９，第２取付軸４０の動きに連動して、第２連結部材３５を構成する第１リンク体３５Ａ，移動支点軸３５Ｃ，第２リンク体３５Ｂも移動する。
【0031】
該第２連結部材３５の各部材が移動することで、第２リンク体３５Ｂの移動支点軸３５Ｃとは反対側に位置するピストン取付軸３２が動作する。
該ピストン取付軸３２は、スライドナット３８がスライドレール３６に組み合うことで、ガイドされつつ直線状に移動し、図４に示す状態になる。
該ピストン取付軸３２は、スライドナット３８がスライドレール３６に組み合うことで、ガイドされつつ直線状に移動し、図４に示す状態になる。
【0032】
図４の状態では、図２に示すように、ピストン取付軸３２がピストン２２を引っ張ることで、ノズル２１Ａから水中での対象サンプリング試料をシリンダ２１内に吸い込む。
吸い込み後は、水中移動体２を操作してサンプリング試料を回収する。
吸い込み後は、水中移動体２を操作してサンプリング試料を回収する。
【0033】
上記の回収例とは別の態様として、図２に示すように、予めシリンダ２１内に色付液状物を充填した状態で、本実施例に係る水中移動体用作業装置を水中移動体２に取り付け、水中の目標箇所で、図１に示すように、アーム１を閉じるように操作することで色付液状物を放出できるので、水の流れの目視確認等に利用することができる。
【符号の説明】
【0034】
１ アーム
１Ａ 右アーム
１Ｂ 左アーム
２ 水中移動体
３ アーム制御体
４ アーム接続基台
５ フロート
１０ 取付手段
１１ 浮力調整部材
１２ 接続部材
１３ ベース板
１４ 締付部品
２０ 作業手段
２１ シリンダ
２１Ａ ノズル
２２ ピストン
２３ シリンダクランプ
３０ リンク機構
３１ アーム取付軸
３２ ピストン取付軸
３３ 回転固定軸
３４ 第１連結部材
３５ 第２連結部材
３５Ａ 第１リンク体
３５Ｂ 第２リンク体
３５Ｃ 移動支点軸
３６ スライドレール
３７ Ｌ型金具
３７ａ 水平張出片
３８ スライドナット
３９ 第１取付軸
４０ 第２取付軸
１Ａ 右アーム
１Ｂ 左アーム
２ 水中移動体
３ アーム制御体
４ アーム接続基台
５ フロート
１０ 取付手段
１１ 浮力調整部材
１２ 接続部材
１３ ベース板
１４ 締付部品
２０ 作業手段
２１ シリンダ
２１Ａ ノズル
２２ ピストン
２３ シリンダクランプ
３０ リンク機構
３１ アーム取付軸
３２ ピストン取付軸
３３ 回転固定軸
３４ 第１連結部材
３５ 第２連結部材
３５Ａ 第１リンク体
３５Ｂ 第２リンク体
３５Ｃ 移動支点軸
３６ スライドレール
３７ Ｌ型金具
３７ａ 水平張出片
３８ スライドナット
３９ 第１取付軸
４０ 第２取付軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】