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JPH0244992B2 - - Google Patents
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JPH0244992B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0244992B2
JPH0244992B2 JP58144349A JP14434983A JPH0244992B2 JP H0244992 B2 JPH0244992 B2 JP H0244992B2 JP 58144349 A JP58144349 A JP 58144349A JP 14434983 A JP14434983 A JP 14434983A JP H0244992 B2 JPH0244992 B2 JP H0244992B2
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JP
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information
underwater
robot
launcher
transmission cable
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JP58144349A
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JPS6037392A (en
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Shoichiro Tsugaki
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、大深度又は危険な海中・海底におい
て調査・作業を行うに適したロボツト装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a robotic device suitable for conducting investigations and operations at great depths or in dangerous underwater or seabed locations.

従来技術 近時、海底石油の開発は漸次大深度の海域に及
んできており、又マンガン団塊や熱水鉱床等の海
底鉱物資源の開発の必要性が高まつてきている。
このような大深度の海中・海底、あるいは海底油
井の暴噴等の危険な場所での調査・作業は、例え
ば、特公昭49−31401号公報に開示されている海
底採取装置のサテライトステーシヨンへの人間の
乗り移りや装置の保守のための有人潜水作業船の
ような有人潜水作業機では作業が不可能又は極め
て困難である。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, the development of seabed oil has been gradually extending to deeper sea areas, and there is an increasing need to develop seabed mineral resources such as manganese nodules and hydrothermal deposits.
Investigations and operations in such dangerous places such as the deep sea/sea floor or the outbursts of submarine oil wells can be carried out using, for example, the satellite station of the seabed sampling device disclosed in Japanese Patent Publication No. 1983-31401. This work is impossible or extremely difficult with manned submersible work machines such as manned submersible work vessels for transferring people and maintaining equipment.

このような高水圧、又は有人作業機での近接困
難な海中・海底での調査・作業を行なわせる目的
で、近年、無人潜水機の発達は目覚しく、海洋石
油開発作業のうち、観察やメインテナンス等の単
純な作業は無人潜水機に置き換えられつゝある。
このような無人潜水機は年々改良され、高性能、
大深度用のものが次々と開発され市場に出て来て
いる。しかしながら、従来開発されている無人潜
水機の多くは、動力搬送、情報伝送及び母船に対
する吊卸し引揚げの面より電力搬送ケーブル、情
報伝送ケーブル及び吊卸し引揚索を含むアンビリ
カルケーブルにより母船に連結されたテザー式
(有索式)となつている。
The development of unmanned underwater vehicles has been remarkable in recent years for the purpose of conducting investigations and operations under the sea and the seabed under such high water pressure or where it is difficult for manned working machines to approach. simple tasks are being replaced by unmanned underwater vehicles.
These unmanned underwater vehicles have been improved year by year, with high performance and
Products for use at deep depths are being developed one after another and are appearing on the market. However, many of the unmanned underwater vehicles that have been developed so far are connected to the mother ship by umbilical cables including power transmission cables, information transmission cables, and lifting cables from the viewpoint of power transmission, information transmission, and hoisting from and to the mother ship. It is a tethered type.

しかし、テザー式の無人潜水機は次のような欠
点を有し、海中・海底作業に対して充分な適応性
があるとは云い難い。
However, tethered unmanned underwater vehicles have the following drawbacks, and it cannot be said that they are sufficiently adaptable to underwater and undersea operations.

すなわち (1) アンビリカルケーブルがからまるため、海底
油井のジヤケツト等の構造物の内部に入ること
が出来ない。又、行動半径が制約される。
Namely, (1) the umbilical cable becomes tangled, making it impossible to enter the inside of structures such as jackets of submarine oil wells; Also, the radius of action is restricted.

(2) アンビリカルケーブルの水中抵抗のため、自
由な行動が妨げられる。特に潮流のある場合は
その影響が甚だしい。
(2) The underwater resistance of the umbilical cable impedes free movement. The effect is especially severe when there is a current.

たとえば、潮流下における海底油井のジヤケツ
ト等の構造物内部での油の暴噴、火災事故調査に
おいては、危険のため、有人潜水調査作業機やダ
イバーは接近できず、又、テザー式の無人潜水機
もアンビリカルケーブルが構造物にからまる恐れ
があるため、構造物内部に進入できず、又、潮流
のため微細な作業は困難となる。
For example, when investigating an oil explosion or fire accident inside a structure such as a jacket of an undersea oil well under tidal currents, manned diving research equipment or divers cannot approach due to the danger, and tethered unmanned diving The umbilical cable of the aircraft may become entangled with the structure, so it is impossible to enter the structure, and the tidal currents make delicate work difficult.

テザー式潜水機の上記の難点を克服するものと
して、例えば特開昭53−90102号公報には遠隔制
御により作動する無索型の自己推進式の無人作業
装置が開示されているが、この装置は、海面に設
けたプラツトフオームから海底に降してマンガン
団塊を採取し、海上のプラツトフオームに帰還
し、採取した団塊を排出し、エネルギーを補給す
るようになつている。
To overcome the above-mentioned difficulties of tethered submersibles, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-90102 discloses a self-propelled unmanned working device operated by remote control. The system collects manganese nodules by dropping them down to the seabed from a platform set up on the sea surface, returns to the platform on the sea, discharges the collected nodules, and replenishes energy.

しかしながら、この例のように海面に浮んだプ
ラツトフオームから、マンガン団塊の賦存する数
千mの深海底に下降し、そこで遠隔制御のもとに
移動し作業し、再び海上に浮上し海上のプラツト
フオームに回収される場合は、次に述べるような
極めて大きい困難が存在する。
However, as in this example, the platform floats on the sea surface, descends to the deep seabed several thousand meters deep where manganese nodules are present, moves there under remote control, performs work, and then rises to the sea again. However, there are enormous difficulties when it comes to collecting on the same platform as described below.

(イ) 数千mの深海底に潜水し、そこから浮上する
のには数時間を要し、稼働時間に対する往復時
間の割合が極めて大きく、潜水機の稼働サイク
ルが長くなり、稼働率が低下するのみならず、
エネルギーの消費量が増大し、機器の大型化を
招く。これは、機体の小型化による操作性能及
び狭隘場所への進入能力の向上が強く要求され
る海中・底調査作業用潜水機にとつて大きな不
利益となる。
(b) It takes several hours to dive to a depth of several thousand meters and surface from there, and the ratio of round trip time to operating time is extremely large, lengthening the operating cycle of the submersible and reducing its operating rate. Not only do
Energy consumption increases, leading to larger equipment. This is a major disadvantage for submersibles for underwater and bottom survey work, which are strongly required to improve operational performance and the ability to enter narrow spaces by downsizing the aircraft.

(ロ) 潜水機が海上プラツトフオームから海底に潜
水する際、潜航深度が大きくなずにしたがつて
水圧が増加し、潜水機が水圧により圧縮されて
浮力が漸次減少して行く。そこで、重力と浮力
とのバランスをとるために、特開昭53−90102
号公報に記載されているように、バラストを投
棄したり、バラスト水の注排水を行なう必要を
生じ、そのための装置及び制御が必要になる。
(b) When a submersible dives from an offshore platform to the seabed, water pressure increases as the diving depth does not increase, and the submersible is compressed by the water pressure, causing its buoyancy to gradually decrease. Therefore, in order to balance gravity and buoyancy,
As described in the above publication, it becomes necessary to dump ballast or pour ballast water, and equipment and controls for this purpose are required.

(ハ) 無索型潜水機の場合は、制御等の情報伝達
は、音響による外ないが、海面迄の距離が長い
と、音響伝播の媒体である海水の音響伝播特性
が途中で種々に変化し、伝播精度、能率が悪
く、特に海面付近には水温の変化、海水比重の
変化が激しく、又、母船のエンジン、推進路の
音等の雑音が多く、大出力の送受信装置を必要
とし、潜水機の大型化、コスト上昇を招く、
又、海水の中層部には水温変化による跳躍層が
ある場合があり、その場合は音波が反射して情
報を伝達できない場合も発生する。
(c) In the case of untethered submersibles, control and other information is transmitted only through acoustics, but when the distance to the sea surface is long, the acoustic propagation characteristics of seawater, which is the medium of sound propagation, change variously along the way. However, the propagation accuracy and efficiency are poor, especially near the sea surface, where there are large changes in water temperature and seawater specific gravity, and there is a lot of noise from the mother ship's engine and the sound of the propulsion path, requiring a high-output transmitting and receiving device. Submersibles become larger, leading to higher costs.
In addition, there may be a jumping layer in the middle layer of seawater due to changes in water temperature, in which case sound waves may be reflected and information may not be transmitted.

(ニ) 海中は、風波、潮流の影響がなく静隠である
が海面近傍は、風波、潮流による海水の動きが
激しく、小型の無索型無人潜水機を母船に発着
させることは困難を伴い、数千mの海底から帰
還してきた潜水機が母船に回収できなかつた
り、悪くすると衝突して沈没する懸念すらあ
る。
(d) Under the sea, there is no influence of wind, waves, or currents, and the sea is quiet; however, near the sea surface, seawater moves violently due to wind, waves, and currents, making it difficult to launch and land small unmanned unmanned submersibles to and from the mother ship. There are concerns that submersibles returning from several thousand meters below the seabed may not be able to be recovered by the mother ship, or worse, may collide and sink.

発明が解決しようとする課題 本発明は、従来有人潜水機又はダイバーによる
作業が不可能もしくは危険性等のため極めて困難
であり、かつ海上の母船にアンビリカルケーブル
で連結されたテザー方式の無人潜水機や、海上の
母船から発着する無索型無人潜水機では極めて非
能率、かつ、困難であつた大深度又は危険な海
中・海底調査、作業を安全かつ所要の精度で実施
することができる海中・海底作業ロボツト装置を
提供することを課題とする。
Problems to be Solved by the Invention The present invention is directed to a tether-type unmanned submarine connected to a mother ship at sea by an umbilical cable, in which work by conventional manned submersibles or divers is impossible or dangerous. Undersea research allows for safe and accurate underwater exploration and work, which is extremely inefficient and difficult to do with unmanned underwater vehicles that take off and land from mother ships at sea. Our goal is to provide submarine work robot equipment.

課題解決のための手段 上記の課題を解決させるため、本発明による海
中・底作業ロボツト装置は、 海上に浮ぶ母船と、該母船に情報伝送ケーブ
ル、電力搬送ケーブル及び吊卸し引揚げ索を含む
アンビリカルケーブルにより連結され海底面に着
底可能なランチヤーと、該ランチヤーより発着す
る無索型ロボツトとを有して成り、 前記母船は前記無索型ロボツトにより記憶され
前記ランチヤー及び前記情報伝送ケーブルを経由
して伝送された海中・底目標物の超音波検知情報
及びビデオ画像情報を含む記憶情報を表示する表
示手段と、前記情報伝送ケーブル及び前記ランチ
ヤーを経由して前記無索型ロボツトに指令信号に
関する情報を発信する手段とを有し、 前記ランチヤーは海中・底目標物の大まかな位
置を探知する情報探知手段と、前記電力搬送ケー
ブルを経由して前記母船より搬送された電力を水
中で前記無索型ロボツトに授電する手段と、前記
指令信号に関する情報及び前記の情報探知手段に
より探知された前記海中・底目標物に関する探知
情報を前記無索型ロボツトに与える手段と、前記
記憶情報を前記無索型ロボツトより受信する手段
とを有し、 前記無索型ロボツトは前記ランチヤーより前記
指令信号に関する情報及び前記海中・底目標物に
関する探知情報を受ける手段と前記電力搬送ケー
ブルを経由して搬送される電力を受電する手段
と、その電力により駆動される推進装置と、海
中・底目標物を検知する手段と、該手段により検
知された情報をあらかじめ記憶させておいた海
中・底目標物に関する情報と対比し目的とする海
中・底目標物を認識する手段と、前記海中・底目
標物検知手段により検知された超音波検知情報等
の情報及びビデオ画像情報を記憶する記憶手段
と、該記憶手段に記憶された情報を該無索型ロボ
ツトが前記ランチヤーに帰着した時ランチヤーの
前記記憶情報を受信する手段及び前記情報伝送ケ
ーブルを介して前記母船に伝送する発信手段と、
前記海中・底目標物に対し単純な機械的操作を行
なう作業手段とを有する ことを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the underwater/bottom work robot device according to the present invention includes a mother ship floating on the sea, and an umbilical cable on the mother ship that includes an information transmission cable, a power conveyance cable, and a lifting and lifting cable. It comprises a launcher connected by a cable and capable of landing on the seabed, and a ropeless robot that departs from and arrives at the launcher, and the mother ship is memorized by the ropeless robot and transmitted via the launcher and the information transmission cable. a display means for displaying stored information including ultrasonic detection information and video image information of underwater/bottom targets transmitted through the information transmission cable and the launcher; The launcher has information detecting means for detecting the approximate location of underwater/bottom targets, and the launcher transmits the electric power carried from the mother ship via the power transmission cable to the target object underwater. means for supplying power to the rope-type robot; means for providing information regarding the command signal and detection information regarding the underwater/bottom target detected by the information detection means to the cordless robot; means for receiving information from the untethered robot, and the untethered robot receives information regarding the command signal and detection information regarding the underwater/bottom target from the launcher; a means for receiving electric power, a propulsion device driven by the electric power, a means for detecting an underwater/bottom target object, and an underwater/bottom target in which information detected by the means is stored in advance. a means for recognizing a target underwater/bottom target object by comparing the information; a storage means for storing information such as ultrasonic detection information and video image information detected by the underwater/bottom target detection means; and the memory. means for receiving the stored information of the launcher when the untethered robot returns to the launcher, and transmitting means for transmitting the information stored in the means to the mother ship via the information transmission cable;
The apparatus is characterized by comprising a working means for performing simple mechanical operations on the underwater/bottom target object.

実施例の説明 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明の海中作業ロボツト装置の一実
施例の全体を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the entirety of an embodiment of an underwater working robot apparatus according to the present invention.

この装置は、海上に浮ぶ母船1と、該母船に情
報ケーブル、電力搬送ケーブル及び吊卸し引揚げ
索を含むアンビリカルケーブル2により連結され
海底面3に着底可能なランチヤー4と、該ランチ
ヤー4より発進し、該ランチヤー4に帰還する無
索型海中・海底作業ロボツト5とを有して成る。
This device consists of a mother ship 1 floating on the sea, a launcher 4 connected to the mother ship by an umbilical cable 2 including an information cable, a power transmission cable, and a lifting cable and capable of landing on a seabed surface 3; It comprises a rope-less underwater/submarine working robot 5 which starts and returns to the launcher 4.

前記の無索型ロボツト5は推進及び情報機器等
の電源として内部に蓄電池を搭載し、母船1から
前記電力搬送ケーブルを経由して搬送された電力
をランチヤー4内で前記蓄電池に海中充電可能な
コネクタを有する。ロボツト5は、第2図に詳細
に示す如く、本体6は水中抵抗の小さい紡錘形を
した潜水船として構成され、その船尾部には上記
の充電された蓄電池により駆動される電動機によ
り回転されるプロペラ7が設けられ、プロペラ7
を包囲してノズル式舵8が設けられている。又、
船体6の中央横截面付近の周囲に沿つて上下及び
左右の4箇所に回転式ウオータージエツト又はプ
ロペラ等の推進装置9が設けられており、ジエツ
トの噴出方向を変えることにより船体の中心線の
方向を変えることが出来るようになつている。
The above-mentioned untethered robot 5 is equipped with an internal storage battery as a power source for propulsion and information equipment, etc., and can be charged underwater into the storage battery within the launcher 4 using electric power conveyed from the mother ship 1 via the power transmission cable. Has a connector. As shown in detail in FIG. 2, the robot 5 has a main body 6 constructed as a spindle-shaped submersible with low underwater resistance, and a propeller at the stern that is rotated by an electric motor driven by the above-mentioned charged storage battery. 7 is provided, propeller 7
A nozzle type rudder 8 is provided surrounding the. or,
Propulsion devices 9 such as rotary water jets or propellers are installed at four locations on the top, bottom, left and right along the periphery of the central transverse plane of the hull 6, and by changing the jet jet direction, the centerline of the hull can be adjusted. It is now possible to change direction.

無索型ロボツト6はランチヤ4内で指令信号に
関する情報と海中・底目標物の大まかな位置及び
特性に関する探知情報をランチヤ4より受信し記
憶する手段を備えるとともに、船体6の船首付近
には海中・底物体の位置形状等を探知する高性能
ソナー及び温度、磁界、放射能等の各種センサー
10が設けられており、その検知信号を処理して
ランチヤ4より受信しあらかじめ記憶している目
的とする海中・底目標物に関する情報と比較して
探知された物体を目的とする目標物として識別す
る計算処理装置が設けられている。無索型ロボツ
ト5は、さらに機外の物体を撮影可能なビデオカ
メラと、前記の各センサ10により検知された海
中・底目標物に関する超音波検知情報等の情報及
び前記ビデオカメラにより撮影したビデオ画像情
報を記憶するメモリと、ランチヤーに帰還した
時、このメモリに記憶された記憶情報を、ランチ
ヤーのコネクタ及び前記情報伝送ケーブルを介し
て母船1に送り出すための発信装置とを備えてい
る。又、船首前端には海中・底目標物よりサンプ
ルを採取する等の単純な機械的操作を行なう把持
手段11が設けられている。
The untethered robot 6 is equipped with a means for receiving and storing information regarding command signals and detection information regarding the rough location and characteristics of underwater/bottom targets from the launcher 4, and a means for receiving and storing information regarding command signals from the launcher 4. - A high-performance sonar that detects the position and shape of bottom objects, and various sensors 10 for temperature, magnetic field, radioactivity, etc. are provided, and the detection signals are processed and received from the launcher 4 and stored in advance. A computing device is provided which compares the detected object with information regarding the underwater/bottom target to identify the detected object as the target of interest. The untethered robot 5 further includes a video camera capable of photographing objects outside the machine, information such as ultrasonic detection information regarding underwater/bottom targets detected by each of the sensors 10, and videos photographed by the video camera. It is equipped with a memory for storing image information, and a transmitting device for transmitting the stored information stored in the memory to the mother ship 1 via the launcher's connector and the information transmission cable when returning to the launcher. Furthermore, a gripping means 11 is provided at the front end of the bow for performing simple mechanical operations such as collecting a sample from an underwater target object.

ランチヤー4には、無索型ロボツト5に備えら
れた高性能ソナーや各種センサ10とは別に、海
中・底目標の大まかな位置及び必要に応じてその
他の特性に関する情報を探知する大出力ソナー及
びハイドロホン等の各種センサ12が設けられて
いるほか、アンビリカルケーブル2の電力搬送ケ
ーブルを経由して母船1より搬送される電力を海
底3でランチヤー4に帰着した無索型ロボツトの
電池に充電するためのコネクタ、母船1からの指
令信号に関する情報及び前記の大出力ソナー等に
より探知された海中・底目標物に関する探知情報
を、無索型ロボツト5に与えるための発信器・無
索型ロボツト5のメモリに記憶された記憶情報を
アンビリカルケーブル2の情報伝送ケーブルを介
して母船1に送り出すためのコネクタを備えてい
る。
In addition to the high-performance sonar and various sensors 10 equipped on the untethered robot 5, the launcher 4 is equipped with a high-output sonar and a high-output sonar that detects information about the approximate location of the underwater/bottom target and other characteristics as needed. In addition to being equipped with various sensors 12 such as hydrophones, the power transmitted from the mother ship 1 via the power transmission cable of the umbilical cable 2 is used to charge the battery of the untethered robot that has returned to the launcher 4 on the seabed 3. a transmitter/untethered robot 5 for providing the untethered robot 5 with information regarding command signals from the mother ship 1 and detection information regarding underwater/bottom targets detected by the high-output sonar, etc. The umbilical cable 2 is provided with a connector for transmitting stored information stored in the memory to the mother ship 1 via the information transmission cable of the umbilical cable 2.

母船1には、無索ロボツト5の各種センサ10
が検知しビデオカメラで撮影し、メモリーに記憶
し、アンビリカルケーブルの情報伝送ケーブルを
経由して伝送された海中・底目標物の超音波検知
情報及びビデオ画像情報を含む記憶情報を表示す
るCRT等の表示手段が備えられ、かつ、アンビ
リカルケーブル2の情報伝送ケーブル及びランチ
ヤー4を経由して無索型ロボツト5に指令信号に
関する情報を発信する発信器が備えられている。
The mother ship 1 is equipped with various sensors 10 for the untethered robot 5.
A CRT, etc. that displays stored information including ultrasonic detection information and video image information of underwater/bottom targets detected by a camera, captured by a video camera, stored in memory, and transmitted via an umbilical cable information transmission cable. In addition, a transmitter for transmitting information regarding a command signal to the untethered robot 5 via the information transmission cable of the umbilical cable 2 and the launcher 4 is provided.

この装置は以上の如く構成されているので、海
中・海底において調査、作業を行なう場合は、そ
の海域で母船1よりアンビリカルケーブル2で連
結され無索型ロボツト5を内部に保持するランチ
ヤー4を海底面迄下降させて海底面3に着座させ
る。まず、ランチヤー4に設けられてセンサー1
2により目的とする海中・底目標物の大まかな位
置及び必要に応じてその他の特性の探知を行な
い、又は別に記憶された情報より無索型ロボツト
5に海中・底目標物の大まかな位置及びその他の
特性に関する情報を与える。無索型ロボツト5は
その情報により目標物の方向の自身の有する蓄電
池により駆動されるプロペラ7と舵8により走行
し、自身の高性能ソナー及びセンサー10により
相手物体を発見し、大まかな形状等の特性も探知
し船体6内に設けられた計算処理装置により目標
物として識別し、自律的に接近する。目標物とし
ての識別方法としては、あらかじめランチヤー4
より与えられた目標物の特徴を計算処理装置のメ
モリに記憶させておき、無索型ロボツト5のセン
サ等10で検知した情報をこれと比較することに
より目的とする海中・底目標物を認識する方法が
採用される。第1図に示す例では、海底油井13
の暴噴事故調査を上述の海中海底作業ロボツト装
置で行なう場合を示し、この場合は無索型ロボツ
ト5の計算処理装置にあらかじめ海底油井13の
ジヤケツトの概略形状を記憶させておき、無索型
ロボツト5の高性能ソナーにより検知した形状を
これと比較することにより、目標を識別するよう
にすればよい。
Since this device is configured as described above, when conducting surveys or work in the sea or on the seabed, the launcher 4, which is connected by an umbilical cable 2 from the mother ship 1 and holds the ropeless robot 5 inside, is moved to the seabed. It is lowered to the surface and seated on the seabed surface 3. First, the sensor 1 is installed on the launcher 4.
2, the rough position and other characteristics of the target underwater/bottom target are detected, or the rough location and other characteristics of the underwater/bottom target are detected by the untethered robot 5 from separately stored information. Gives information about other characteristics. Based on this information, the untethered robot 5 moves in the direction of the target using a propeller 7 and rudder 8 driven by its own storage battery, discovers the target object using its own high-performance sonar and sensor 10, and determines the approximate shape, etc. It also detects the characteristics of the object, identifies it as a target by a calculation processing device installed in the hull 6, and approaches it autonomously. As a method of identifying it as a target, launcher 4 is used in advance.
The characteristics of the given target are stored in the memory of the calculation processing device, and the information detected by the sensor 10 of the untethered robot 5 is compared with this to recognize the target underwater/bottom target. The method will be adopted. In the example shown in FIG.
A case is shown in which a blowout accident investigation is carried out using the above-mentioned underwater submarine working robot device. The target may be identified by comparing the shape detected by the high-performance sonar of the robot 5 with this.

目的とする海中・底目標物と認識した場合は更
に近接し、その詳細形状を高性能ソナー等により
検知し、相手物体の損傷個所形状、性状、クラツ
ク等を超音波情報として検知記憶し、又ビデオカ
メラにより録画を行ない、必要に応じてスチール
写真撮影を行なう。又、相手物体の特定個所に接
触して弁類の開閉等の単純な所要の操作を行な
う。
If it recognizes the target object as an underwater/bottom target, it approaches it further, detects its detailed shape using high-performance sonar, detects and memorizes the shape, nature, cracks, etc. of damaged parts of the target object as ultrasonic information, and Recording will be done using a video camera, and still photographs will be taken if necessary. Also, by touching a specific part of the object, simple operations such as opening and closing of valves are performed.

そして、無索型ロボツト5のメモリに記憶した
超音波検知情報及びビデオ画像情報をランチヤー
4に帰着時に無索型ロボツト5よりランチヤー4
へ伝達し、ランチヤー4より母船1へアンビリカ
ルケーブル2を通じて伝送し母船1上でCRT等
の表示装置に映写し、これに基づいて所要の指令
信号を情報伝送ケーブル、ランチヤーを経由して
無索型ロボツトに与える。こうすることにより無
索ロボツトシステムの欠点である情報伝達の量・
質の貧弱さを克服することができ、かよ無索型ロ
ボツトを母船へ往復させることなく母船上より逐
次指示を行い無索型ロボツトにエネルギーを補充
し、海中・底での調査・作業を続行することがで
き、調査・作業を能率的に行うことができる。
Then, the ultrasonic detection information and video image information stored in the memory of the untethered robot 5 are transferred from the untethered robot 5 to the launcher 4 upon returning to the launcher 4.
from the launcher 4 to the mother ship 1 via the umbilical cable 2 and projected on a display device such as a CRT on the mother ship 1. Based on this, the required command signal is transmitted via the information transmission cable and the launcher to the unrope-free type. Give it to the robot. By doing this, the amount of information transmitted and
It is possible to overcome the poor quality of the ropeless robot, and without having to send the ropeless robot back and forth to the mother ship, it can give instructions sequentially from the mother ship, replenish energy to the ropeless robot, and continue investigating and working underwater and on the bottom. This allows for efficient investigation and work.

第3図は熱水鉱床の探鉱、サンプル採取に本発
明の海中・底作業ロボツト装置を利用した場合の
状況を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the situation when the underwater/bottom working robot device of the present invention is used for exploration and sample collection of hydrothermal ore deposits.

熱水鉱床は海底面より海水中に噴出する熱水中
に溶存する鉱物が第3図に示す如く熱水噴出口の
まわりに符号15で示す如く塔状に堆積して形成
されたものであつて、海底面より下方に根を降し
て固着されている。熱水鉱床の鉱石には、金、
銀、銅、鉛等の有用な金属が含有されており、そ
の開発調査に当つてはサンプルを採取することが
必要になる。
Hydrothermal deposits are formed by minerals dissolved in hot water ejected from the ocean floor into seawater, deposited in a tower shape as shown at 15 around a hydrothermal vent, as shown in Figure 3. It is firmly attached to the ocean floor with its roots descending below the ocean floor. The ores of hydrothermal deposits include gold,
It contains useful metals such as silver, copper, and lead, and it is necessary to collect samples for research and development.

そのためには、まず熱水鉱床を探すことが必要
である。そこで、熱水鉱床の賦存する海域に母船
1よりランチヤ4を着底させ、そのハイドロホン
等のセンサ12で熱水鉱床堆積物の大まかな位
置、形状を探知し、その探知情報を無索型ロボツ
ト5に与え、その位置の方に向つて無索型ロボツ
ト5を発進させる。熱水鉱床の上方は熱水のため
海水温度が上昇しているので、海底面と適当な間
隔を隔てゝ無索型ロボツト5を走行させ、温度セ
ンサーで海水温度を検知することにより探知する
ことができる。さらに無索型ロボツト5に備えら
れた高性能ソナーにより突出物の形状を検知し、
あらかじめ記憶させておいた熱水鉱床の形状と比
較することにより目的とするものであることを確
認する。熱水鉱床が確認されると、無索型ロボツ
ト5の船首に設けられた把持装置11により、図
に示す如く熱水鉱床の一部を咬持し、回転式ウオ
ータージエツト又はプロペラ等9の噴出方向を船
体中心線に対して傾斜させることにより、無索型
ロボツト5を把持装置11による咬持点を中心と
して揺動させ、無索型ロボツト5の運転の慣性力
を利用して咬持された熱水鉱床の一部を他の部分
から切り離してサンプルとして採取する。
To do this, it is first necessary to search for hydrothermal deposits. Therefore, the launcher 4 is brought to the bottom from the mother ship 1 in a sea area where hydrothermal deposits exist, and the sensor 12 such as a hydrophone is used to detect the rough position and shape of the hydrothermal deposit, and the detected information is retrieved without searching. The untethered robot 5 is then launched toward the position. Since the temperature of the seawater above the hydrothermal deposit is rising due to the hot water, detection can be carried out by running the ropeless robot 5 at an appropriate distance from the seabed and detecting the seawater temperature with a temperature sensor. Can be done. Furthermore, the shape of the protrusion is detected by the high-performance sonar equipped on the ropeless robot 5,
Confirm that it is the desired shape by comparing it with the shape of the hydrothermal deposit stored in advance. When a hydrothermal deposit is confirmed, a gripping device 11 installed at the bow of the ropeless robot 5 grasps a part of the hydrothermal deposit as shown in the figure, and a rotary water jet or propeller 9 is used to remove the hydrothermal deposit. By tilting the ejection direction with respect to the hull centerline, the ropeless robot 5 is swung around the gripping point by the gripping device 11, and the gripping is performed using the inertia of the operation of the ropeless robot 5. A part of the hydrothermal deposit is separated from the rest and collected as a sample.

上述の海底油井のジヤケツト内への進入や熱水
鉱床の如く海底から突出した鉱床のまわりを走行
してその一部に咬持し、船体を揺動させてサンプ
ルを採取するに当つて、ランチヤーと連結するア
ンビリカルケーブルがないため、ジヤケツトや突
出せる鉱床にからまつたり、潮流等の影響を受け
ることがなく、目的とする海中・底目標物への接
近が容易になり、深海底や危険な海中での調査・
作業に効果を発揮する。
The launcher is used to enter the jacket of an undersea oil well as mentioned above, or to travel around ore deposits protruding from the seabed, such as hydrothermal deposits, to bite into a part of the deposit, and to collect samples by rocking the hull. Since there is no umbilical cable connected to the seabed, there is no chance of getting entangled in jackets or protruding ore deposits, or being affected by tidal currents, etc., making it easier to approach the target underwater or bottom target. Undersea investigation/
Be effective in your work.

効 果 以上の如く、本発明によれば、作業域の近傍に
ランチヤーを設置すれば、無索型ロボツトの移動
範囲はランチヤーの周辺のみでよく、海面と海底
の間の長い距離の往復に要する多大の時間とエネ
ルギーを節約することができ、稼働率の向上、潜
水機の小型化が達成できるのみならず、精度の高
い情報を短時間に大量、伝達することができ、又
ロボツト及びランチヤーを安全に海上の母船に回
収することが可能となる。
Effects As described above, according to the present invention, if the launcher is installed near the work area, the range of movement of the ropeless robot is limited to the vicinity of the launcher, which is necessary for the long round trip between the sea surface and the seabed. Not only can it save a great deal of time and energy, improve operating efficiency, and downsize submersibles, it can also transmit a large amount of highly accurate information in a short period of time, and it can also improve robots and launchers. This enables safe recovery to the mother ship at sea.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の海中海底作業ロボツト装置の
実施例の構成を示す斜視図、第2図はその無索型
ロボツトの側面図、第3図はそのロボツト装置に
よる熱水鉱床サンプル採取作業の状態を示す斜視
図である。 1……母船、2……アンビリカルケーブル、3
……海底面、4……ランチヤー、5……無索型ロ
ボツト、6……ロボツト船体、7,9……プロペ
ラ(推進装置)、10……各種センサ(海中・底
目標物検知手段)、11……作業手段、12……
センサ(情報探知手段)。
Fig. 1 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the underwater submarine working robot device of the present invention, Fig. 2 is a side view of the ropeless robot, and Fig. 3 is a diagram showing the operation of collecting hydrothermal ore deposit samples by the robot device. It is a perspective view showing a state. 1... Mother ship, 2... Umbilical cable, 3
... Seabed surface, 4 ... Launcher, 5 ... Ropeless robot, 6 ... Robot hull, 7, 9 ... Propeller (propulsion device), 10 ... Various sensors (undersea/bottom target detection means), 11... Working means, 12...
Sensor (information detection means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 海上に浮ぶ母船と、該母船に情報伝送ケーブ
ル、電力搬送ケーブル及び吊卸し引揚げ索を含む
アンビリカルケーブルにより連結され海底面に着
底可能なランチヤーと、該ランチヤーより発着す
る無索型ロボツトとを有して成り、 前記母船は前記無索型ロボツトにより記憶され
前記ランチヤー及び前記情報伝送ケーブルを経由
して伝送された海中・底目標物の超音波検知情報
及びビデオ画像情報を含む記憶情報を表示する表
示手段と、前記情報伝送ケーブル及び前記ランチ
ヤーを経由して前記無索型ロボツトに指令信号に
関する情報を発信する手段とを有し、 前記ランチヤーは海中・底目標物の大まかな位
置を探知する情報探知手段と、前記電力搬送ケー
ブルを経由して前記母船より搬送された電力を水
中で前記無索型ロボツトに授電する手段と、前記
指令信号に関する情報及び前記の情報探知手段に
より探知された前記海中・底目標物に関する探知
情報を前記無索型ロボツトに与える手段と、前記
記憶情報を前記無索型ロボツトより受信する手段
とを有し、 前記無索型ロボツトは前記ランチヤーより前記
指令信号に関する情報及び前記海中・底目標物に
関する探知情報を受ける手段と前記電力搬送ケー
ブルを経由して搬送される電力を受電する手段
と、その電力により駆動される推進装置と、海
中・底目標物を検知する手段と、該手段により検
知された情報をあらかじめ記憶させておいた海
中・底目標物に関する情報と対比し目的とする海
中・底目標物を認識する手段と、前記海中・底目
標物検知手段により検知された超音波検知情報等
の情報及びビデオ画像情報を記憶する記憶手段
と、該記憶手段に記憶された情報を該無索型ロボ
ツトが前記ランチヤーに帰着した時ランチヤーの
前記記憶情報を受信する手段及び前記情報伝送ケ
ーブルを介して前記母船に伝送する発信手段と、
前記海中・底目標物に対し単純な機械的操作を行
なう作業手段とを有する ことを特徴とする海中・底作業ロボツト装置。
[Scope of Claims] 1. A mother ship floating on the sea, a launcher connected to the mother ship by an umbilical cable including an information transmission cable, a power transmission cable, and an unloading towing line and capable of landing on the seabed, and launching and landing from the launcher. and an untethered robot, wherein the mother ship receives ultrasonic detection information and video images of underwater/bottom targets stored by the untethered robot and transmitted via the launcher and the information transmission cable. display means for displaying stored information including information; and means for transmitting information regarding a command signal to the untethered robot via the information transmission cable and the launcher, the launcher being an underwater/bottom target. information detecting means for detecting the approximate position of the robot; means for supplying electric power conveyed from the mother ship via the power transmission cable to the untethered robot underwater; and information regarding the command signal and the The ropeless robot comprises means for providing detection information regarding the underwater/bottom target detected by the information detection means to the ropeless robot, and means for receiving the stored information from the ropeless robot. means for receiving information regarding the command signal and detection information regarding the underwater/bottom target from the launcher; means for receiving electric power conveyed via the power transmission cable; and a propulsion device driven by the electric power. , means for detecting an underwater/bottom target object, and means for comparing the information detected by the means with pre-stored information regarding the underwater/bottom target object to recognize the intended underwater/bottom target object; a storage means for storing information such as ultrasonic detection information and video image information detected by the underwater/bottom target object detection means; and a storage means for storing information stored in the storage means, and the cordless robot returns the information stored in the storage means to the launcher. means for receiving the stored information of the time launcher and transmitting means for transmitting it to the mother ship via the information transmission cable;
An underwater/bottom working robot device characterized by having a working means for performing simple mechanical operations on the underwater/bottom target object.
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JPS5129443B2 (en) * 1972-07-20 1976-08-25
FR2377522A1 (en) * 1977-01-18 1978-08-11 Commissariat Energie Atomique VEHICLE OF NODULES ON A SEA BOTTOM

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