JP2018039075A - Building inspection robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築物点検ロボットに関する。特に、天井裏や床下の点検用ロボットに関する。 The present invention relates to a building inspection robot. In particular, the present invention relates to an inspection robot under the ceiling or under the floor.
天井は室内空間の上面を構成しており、配管や配線、ダクトなどが配置されており、耐火性、防音性、断熱性及び照明や空調設備も設置され、室内の環境維持機能を果たしている。このような各種の機器が配置された天井は吊り天井形式である。
吊り天井はコンクリートスラブから吊ボルトを下して野縁受を取り付け、この野縁受に野縁を取り付け、野縁に天井材を取り付けた構成が一般的である。天井材は、石膏ボードやロックルールボードが用いられており、軽量で耐火性はあるが、強度は小さく、作業員が進入して作業することはできない。旧来は、点検口から見える範囲の点検、調査で済まされていたが、地震に伴う天井落下事故を契機として、広範囲の調査の必要性が指摘されている。
天井落下による事故の危険性は、特に大型の建築物であり、避難施設となる体育館やホールで重大である。
天井裏内部は狭隘、暗所かつ非構造部材より構成されているため人が立入ることは困難であり、天井裏の点検業務の実態としては主に４５０ｍｍ角の天井点検口付近において調査員が天井裏部分を覗き込み、目視で捉えられるだけの範囲において主要な吊り天井構成部位等を点検調査（写真撮影）している。これは点検口付近の状況は代表的な部位として点検記録はできるものの、比較的点検口から離れた場所での状況を把握することができない。
このため、大震災時の天井崩落事故を受け、国の法的措置により天井裏部分の点検義務が強化されており、天井点検口近傍だけでの点検調査に留まらず、見逃しがちな比較的点検口から離れた天井裏内部の狭隘部等においても細部まで点検調査（撮影記録）することが求められている。
The ceiling constitutes the upper surface of the indoor space, piping, wiring, ducts, etc. are arranged, fire resistance, sound insulation, heat insulation, lighting and air conditioning equipment are also installed, and fulfills the indoor environment maintenance function. The ceiling on which such various devices are arranged is a suspended ceiling type.
In general, a suspended ceiling has a structure in which a suspension bolt is lowered from a concrete slab, a field edge is attached, a field edge is attached to the field edge, and a ceiling material is attached to the field edge. The ceiling material is made of gypsum board or rock rule board, and it is lightweight and fireproof, but its strength is small and workers cannot enter and work. Traditionally, inspections and surveys have been completed in the range visible from the inspection port, but the need for a wide range of surveys has been pointed out in the wake of a ceiling drop accident associated with an earthquake.
The risk of accidents due to falling ceilings is particularly large in large buildings, especially in gymnasiums and halls that serve as evacuation facilities.
The interior of the ceiling is narrow, dark, and made up of non-structural members, making it difficult for people to enter. The actual state of the inspection work on the ceiling is mainly in the vicinity of the 450mm square ceiling inspection port. Looking into the back of the ceiling, we are inspecting (photographing) the main suspended ceiling components, etc., as long as they are visible. Although it is possible to record the inspection in the vicinity of the inspection port as a representative part, it is not possible to grasp the situation at a relatively remote location from the inspection port.
For this reason, due to the collapse of the ceiling in the event of the Great East Japan Earthquake, the obligation to inspect the back of the ceiling has been strengthened by national legal measures. There is also a need for detailed inspections (photographing and recording) even in narrow spaces inside the ceiling behind the building.
特許文献１には、クローラ型走行体を用いた床下点検方法であって、カメラと超音波距離計を用いて走行体の備えた走行体の位置を検出する技術が開示されている。
特許文献２には、天井点検口の付近に可動式の補助カメラを設置し、ロボットと補助カメラとの間で無線通信可能なコンピュータを備えており、コンピュータがロボットと補助カメラからのデータを受信し、姿勢センサが検出して走行制御され、さらに大きな傾斜では停止し、コンピュータのモニター画面にカメラが撮影した画像と補助カメラが撮影した画像とが概ね同時に表示されて、ロボットが転倒することなくモニタリングを続行することができ、天井内の観察とロボットの捕捉ができるロボットシステムが提案されている。
Patent Document 1 discloses an underfloor inspection method using a crawler type traveling body, and a technique for detecting the position of the traveling body provided in the traveling body using a camera and an ultrasonic distance meter.
In
本発明は、点検口から進入して、天井裏や床下を点検できるロボットを開発することを目的とする。 It is an object of the present invention to develop a robot that can enter from an inspection port and inspect a ceiling or under the floor.
１．前方側にカメラを搭載した建築物点検ロボットであって、
本体と
本体の左右に設けられたメインクローラ装置と
本体の前後に設けられたサブクローラ装置を備えた建築物点検ロボットであって、
左右のメインクローラの間にカメラ収容用の空間が設けられており、
該収容空間にカメラが昇降可能に取り付けられていることを特徴とする建築物点検ロボット。
２．メインクローラは後輪駆動であって、
メインクローラの前方回転軸は、本体から延出した左右の支持体に支持され、
カメラの収容空間は、左右の支持体の間に形成されていることを特徴とする１．記載の建築物点検ロボット。
３．カメラの低位置は本体の体高を超えない高さであり、
カメラの撮影位置は、カメラの昇降装置の昇降長とサブクローラの起立長が加えられた高さの範囲であることを特徴とする１．又は２．記載の建築物点検ロボット。
４．カメラの昇降装置は、回動するフレームと当該フレームの先端に取り付けられている支持具を備え、支持具はフレームの回動に対して水平を維持する機構を備えていることを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載の建築物点検ロボット。
５．建築物点検ロボットは、
建築物の点検口から進入可能な大きさであって、
メインクローラは後輪駆動であり、
カメラの設定は、低位置は野縁受の上面が視認できる高さ位置であって、
カメラ昇降装置の上昇位置と同等の高さの障害物を乗り越える走行性能を備え、
システム天井用天井材の天井耐荷重よりも軽量である
ことを特徴とする１．〜４．のいずれかに記載の建築物点検ロボット。
６．カメラは、パン・チルト（上下左右コントロール）機能を備えており、ロボット操縦用と点検用を兼用しており、ディスプレイ、操作装置と記録装置を備えており、ロボットの走行及びカメラ操作はそれぞれ独立した無線操縦により行うことが可能であることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載の建築物点検ロボット。
７．天井裏点検用又は床下点検用であることを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載の建築物点検ロボット。
８．１．〜７．のいずれかに記載の建築物点検ロボットを用いて、狭隘な建築物の空間を走行させて、被写体の状況を確認して、カメラの撮影高さを調整して、点検箇所の画像を取得することを特徴とする建築物点検方法。
1. A building inspection robot equipped with a camera on the front side,
A building inspection robot comprising a main crawler device provided on the left and right sides of the main body and the main crawler and sub crawler devices provided on the front and back of the main body,
A space for camera storage is provided between the left and right main crawlers,
A building inspection robot, wherein a camera is attached to the housing space so as to be movable up and down.
2. The main crawler is a rear wheel drive,
The front rotation shaft of the main crawler is supported by left and right supports extending from the main body,
The camera housing space is formed between the left and right supports. The building inspection robot described.
3. The low position of the camera is a height that does not exceed the body height of the main body,
The photographing position of the camera is in the range of the height obtained by adding the lifting length of the lifting device of the camera and the standing length of the sub crawler. Or 2. The building inspection robot described.
4). A camera lifting apparatus includes a rotating frame and a support attached to a tip of the frame, and the support includes a mechanism for maintaining horizontal with respect to the rotation of the frame. . ~ 3. The building inspection robot according to any one of the above.
5. Building inspection robot
It is the size that can enter from the inspection port of the building,
The main crawler is a rear wheel drive,
The camera setting is that the low position is the height position where the upper surface of the field guard can be seen,
It has the running performance to get over obstacles at the same height as the raised position of the camera lifting device,
1. It is lighter than the ceiling load capacity of the ceiling material for the system ceiling. ~ 4. The building inspection robot according to any one of the above.
6). The camera is equipped with pan / tilt (up / down / left / right control) functions. It is used for both robot operation and inspection. It is equipped with a display, an operation device and a recording device. 1. It is possible to carry out by wireless control. ~ 5. The building inspection robot according to any one of the above.
7). 1. It is for inspection of the ceiling or for inspection under the floor. ~ 6. The building inspection robot according to any one of the above.
8.1. ~ 7. Using the building inspection robot according to any one of the above, travel through a narrow building space, check the subject's situation, adjust the shooting height of the camera, and acquire an image of the inspection location A building inspection method characterized by that.
１．点検口から進入して、天井裏や床下を点検できるロボットを開発することができた。天井裏を走行できる軽量、小型で高い位置で撮影できるカメラ機能を備えた建築物点検ロボットを実現した。
２．狭隘である天井裏や床下に進入して、障害物を乗り越えて走行し、カメラを昇降させて撮影できるので、広範囲を調査、点検することができる。
３．天井裏の構造上、ロボットの体高は１ｍｍ程度に抑える必要があり、一方、野縁受などの走行の障害となるものは１５０ｍｍ程度必要である。サブクローラは障害物を乗り越えて前傾して接地するので、天井材に衝突する衝撃の発生を防止して、天井材を傷めずに走行することができる。
少なくとも、昇降装置を上昇させた状態で、上面が確認できる障害物を乗り越え確認可能な高さに設定し、これが１５０ｍｍ程度となる。
吊り天井の基本構成である野縁受は６５ｍｍ程度の高さにあり、この野縁受を見通して周囲の状況を確認できる高さにカメラの低位置を設定する。
また、サブクローラを起立させると、その分高いカメラポジションが得られるので、目前の障害物を避けて隠れたところまで調査、点検することができる。
1. We were able to develop a robot that can enter the inspection port and inspect the ceiling and under the floor. We realized a building inspection robot with a camera function that can be photographed at a high position, lightweight and small that can run behind the ceiling.
2. You can enter a narrow ceiling or under the floor, travel over obstacles, and raise and lower the camera to take pictures, so you can investigate and inspect a wide area.
3. Due to the structure of the back of the ceiling, the height of the robot needs to be suppressed to about 1 mm, and on the other hand, it is necessary to have about 150 mm for obstacles such as field guards. Since the sub-crawler gets over the obstacle and leans forward and touches the ground, it is possible to prevent the impact from colliding with the ceiling material and to travel without damaging the ceiling material.
At least, with the lifting device raised, the height is set to a height at which the obstacle can be confirmed over the upper surface, which is about 150 mm.
The field receiver, which is the basic structure of the suspended ceiling, is about 65 mm high, and the low position of the camera is set to such a height that the surrounding situation can be confirmed by looking at the field receiver.
In addition, when the sub-crawler is raised, a higher camera position can be obtained, so that it is possible to investigate and inspect where it is hidden by avoiding obstacles at hand.
本発明は、天井裏などの建築物を点検するロボットである。
本発明の建築物点検ロボットは、クローラ方式による走行機構を備えた走行機体と、カメラを搭載した撮影機構を備えている。
天井に仕組まれた機器や天井材の取り付け構造に対応できる、低い体高と野縁受などを乗り越えて安全に走行できる走行性と軽量を備え、高位置でも撮影できる能力を備えている小型で軽量の点検ロボットである。
点検箇所としては、天井裏、床下、配管スペース、機械室などの調査員が容易に近づけない部分を対象とする。
点検は、カメラによる目視と画像の記録であって、接合部、水漏れ痕、錆、施工状況、施工記録等が含まれる。
The present invention is a robot for inspecting a building such as a ceiling.
The building inspection robot of the present invention includes a traveling machine body having a traveling mechanism of a crawler system and a photographing mechanism equipped with a camera.
Compact and lightweight, capable of running safely over low body heights and field guards, and capable of shooting even at high locations, compatible with equipment built on the ceiling and mounting structure of ceiling materials The inspection robot.
The inspection points are the parts that cannot be easily approached by investigators, such as the back of the ceiling, under the floor, piping space, and machine room.
The inspection is visual observation and image recording by a camera, and includes a joint, a water leak mark, rust, construction status, construction record, and the like.
［ロボットの構造概略］
本発明は、カメラを備えたクローラ型走行ロボットであって、本体の左右に設けられたメインクローラと四隅に設けられた腕状のサブクローラを備えている。
本体にはカメラが昇降支持具に取り付けられている。
サブクローラは、メインクローラとは別に駆動され、サブクローラ全体が腕状に回動する構造となっている。
本発明のクローラ型走行ロボットは、天井などの点検口を通過できる大きさであって、天井に乗る軽量性と、天井裏などの低い空間に対応する低い体高、野縁や野縁受などの段差を乗り越える走行性能を備えている。
カメラは、本体に取り付けた高さ方向に伸縮する支持具に取り付ける。カメラの撮影高さを調整するとによって、障害物を回避して撮影する、あるいは被写体の観察精度を向上させることができる。カメラは、パン・チルト機能を備えており、左右方向、上下角度が調整できるので、高さ調整に加えて、走行ロボットのほぼ全周囲を観察し、撮影することができる。
伸縮機構は、Ｘリンク昇降機構、高所作業車などに用いられている折り畳みリンク、ラック−ピニオンなどの昇降機構を用いることができる。
カメラの他照明用ＬＥＤを備えており、必要に応じて、温度計、ガスセンサー、湿度計などのセンサー類を設置する。
このカメラ付きクローラ型走行ロボットは、無線操縦され、カメラは走行とは別にコントロールすることができるようにしている。
このロボットは、建物の天井などの点検に適している。例えば、このロボットは、天井ボードおよび各種吊り金具部材で構成されている吊り天井裏空間において、天井下地材の野縁や野縁受の段差を乗り越え、またダクトや配線類の隙間部を潜り抜けながら、天井裏ボード上を地上からの無線遠隔操作で走行することのできる小型の点検の走行ロボットを使用して、従来の調査員（人）による目視範囲の行き届かないような天井裏内部の細部まで撮影記録する。
建物の点検場所としては、天井裏、床下、配管スペース、機械室などの調査員が容易に近づけない部分を対象とする。点検は、カメラによる目視と画像の記録であって、接合部、水漏れ痕、錆、施工状況、施工状況などである。
[Robot structure outline]
The present invention is a crawler type traveling robot provided with a camera, and includes a main crawler provided on the left and right sides of the main body and arm-shaped sub crawlers provided at four corners.
A camera is attached to the lifting support on the main body.
The sub crawler is driven separately from the main crawler and has a structure in which the entire sub crawler rotates in an arm shape.
The crawler type traveling robot of the present invention has a size that can pass through an inspection port such as a ceiling, and has a light weight to ride on the ceiling, a low body height corresponding to a low space such as the back of the ceiling, a field edge, a field edge receiver, etc. It has the driving performance to overcome the steps.
The camera is attached to a support that expands and contracts in the height direction attached to the main body. By adjusting the shooting height of the camera, shooting can be performed while avoiding obstacles, or the observation accuracy of the subject can be improved. The camera has a pan / tilt function and can adjust the horizontal direction and the vertical angle. In addition to adjusting the height, the camera can observe and shoot almost the entire periphery of the traveling robot.
As the expansion / contraction mechanism, an elevating mechanism such as an X link elevating mechanism, a folding link used in an aerial work vehicle, or a rack-pinion can be used.
In addition to the camera, it is equipped with LEDs for illumination, and sensors such as thermometers, gas sensors, and hygrometers are installed as necessary.
This crawler type traveling robot with a camera is wirelessly operated, and the camera can be controlled separately from the traveling.
This robot is suitable for inspection of the ceiling of a building. For example, this robot overcomes the gap between the ceiling edge and the edge of the ceiling base material in a suspended ceiling space composed of a ceiling board and various hanging bracket members, and also passes through gaps in ducts and wiring. However, using a small inspection traveling robot that can travel on the ceiling board by wireless remote control from the ground, the interior of the ceiling behind the inspection area (person) is inaccessible Record and record every detail.
The inspection locations for buildings are the areas that are not easily accessible by investigators, such as the ceiling, under the floor, piping space, and machine room. The inspection is visual observation by a camera and recording of an image, and includes a joint portion, a water leak mark, rust, a construction situation, a construction situation, and the like.
図を用いて、カメラを備えたクローラ型走行ロボットＡ（以下単に「点検ロボット」と称する場合がある）の例を説明する。
図１は、点検ロボットの全体概要を示している。
本体２の左右に設けられたメインクローラ３、３と、本体２の前後に設けられた４本のサブクローラ４、４、４、４を備えており、カメラ５が高さ方向に伸縮可能な支持部材に取り付けられており、無線操縦されるクローラ型走行ロボットＡである。
カメラは、機体１の前方側で左右のメインクローラの間に収容空間を設け、該収納空間に昇降支持具６を設けている。
本体上面にはＬＥＤが照明用に設けられている。散乱光となるように設定して、ロボット機体の周囲が明るくなるように設定している。
本点検ロボットは、基本的にはカメラ側を前としている。
メインクローラ３は、後輪駆動であり、サブクローラ４は前側、後ろ側のそれぞれ左右が同軸に駆動される。
サブクローラ４は、メインクローラとは別に駆動されており、クローラが腕のように揺動できる機構である。サブクローラは段差走行性能を向上させるほか、カメラの撮影高さを高くする機能を発揮する。
本点検ロボットは、無線操縦であり、点検時にカメラは走行装置とは別にコントロールされる機構を備えている。
An example of a crawler type traveling robot A (hereinafter sometimes simply referred to as “inspection robot”) provided with a camera will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overview of the inspection robot.
The camera has a housing space between the left and right main crawlers on the front side of the machine body 1, and a
An LED is provided on the upper surface of the main body for illumination. The scattered light is set so that the surroundings of the robot body are brightened.
This inspection robot is basically in front of the camera.
The
The sub crawler 4 is driven separately from the main crawler, and is a mechanism that allows the crawler to swing like an arm. The sub-crawler not only improves stepping performance, but also functions to increase the shooting height of the camera.
The inspection robot is wirelessly operated, and the camera is provided with a mechanism that is controlled separately from the traveling device during inspection.
図２は、カメラの高さ調整の例を示している。
図２（ａ）は、基本姿勢であってカメラ５が低位置となっている。カメラ５の上端はほぼ本体２の体高の高さＬ１になっている。走行空間として、この高さが最小となり、走行姿勢としては安定していることとなる。
高さＬ１は、例えば、点検対象の建築物の基本要素を回避することに着目して設定することができる。天井であれば、野縁や野縁受に着目し、野縁受は６５ｍｍの高さにあるので、それを超えて見通す高さにカメラ位置を設定する。これによって、機体の体高も決めることができる。
図２（ｂ）は、昇降装置６を上昇させた状態で、カメラは中位置の高さＬ２である。
手前の障害物を越えて点検箇所を観察することができ、また、高さを変えることによって点検箇所の視点も変わって、より正確な画像情報を入手することができる。
本点検ロボットは、段差障害物を乗り越えて走行することができ、サブクローラを振り上げて上部の角などに触れれば、重心が後方にならない限り登ることが可能であるが、登ったあとの状況が不明では、運用できない。ロボットが自走できない状況であれば、ロボットの回収が困難になってしまう。
中位置の高さＬ２は、この高さでカメラをとおして上面が見通すことができる高さの障害物まで安全に乗り越え走行するのが実用性のある運用である。したがって、少なくとも、安全に段差走行できる最低限の高さとしてもこの中位置の高さＬ２の意味がある。
例えば、天井であれば、照明ボックスを例示することができる。
図２（ｃ）は、カメラを高位置の高さＬ３にした状態である。
４本のサブクローラ４を起立させて機体を持ち上げている。機体が上昇した分を中位置に加えて高さを稼いでいる。これによって、中位置よりもさらに遠方や角度を変えて詳細に観察することができる。
図８にカメラの高さ低中高の違いによる撮影状態を例示している。それぞれの高さから観察すると見える野縁や野縁受の状態、接合状態が良く分かる。また、手前に低い障害物があっても、上から観察することもでき、遠くも良く奥行きも分かるようになる。
FIG. 2 shows an example of camera height adjustment.
FIG. 2A shows the basic posture and the
The height L1 can be set, for example, paying attention to avoiding the basic elements of the building to be inspected. If it is a ceiling, pay attention to the field edge and the field edge receiver, and since the field edge receiver is 65 mm high, the camera position is set to a height beyond which it is seen. As a result, the height of the aircraft can also be determined.
FIG. 2B shows a state where the
The inspection location can be observed beyond the obstacle in front, and the viewpoint of the inspection location can be changed by changing the height, so that more accurate image information can be obtained.
This inspection robot can run over obstacles on steps, and if you swing up the sub crawler and touch the upper corner etc., you can climb as long as the center of gravity does not come backwards, but the situation after climbing If it is unknown, it cannot be operated. If the robot cannot run, it will be difficult to collect the robot.
The height L2 at the middle position is a practical operation in which the vehicle can safely get over the obstacle with a height that can be seen through the camera at this height. Therefore, at least the minimum height at which a step can be safely traveled has the meaning of the height L2 at the middle position.
For example, if it is a ceiling, an illumination box can be illustrated.
FIG. 2C shows a state in which the camera is set at a height L3.
The four sub crawlers 4 are erected to lift the aircraft. The height of the aircraft is added to the middle position to gain height. This makes it possible to observe in detail by changing the distance and angle further than the middle position.
FIG. 8 shows an example of the shooting state due to the difference in height, middle, and height of the camera. The field edge, the state of the field edge, and the joint state that can be seen from each height are well understood. In addition, even if there is a low obstacle in the foreground, it can be observed from above, and the distance can be understood well.
図３は、点検ロボットの主要構造を示す。
本体２の前後の角部に平行の支持部材２３を取り付けて、メインクローラ用のプーリ３２を設置する。
メインクローラ用の後プーリ３２ｂは駆動モータ２４が取り付けられている駆動プーリである。左右の後プーリ３２ｂには別々の駆動モータが設置されていて、個別に駆動・制御される。
FIG. 3 shows the main structure of the inspection robot.
A
The
サブクローラ４は、支持部材２３の外側にサブ元プーリ４２を取り付ける。サブ元プーリとサブ先プーリ４３はサブフレーム４１を介して取り付けられている。
前側に設けられている左右のサブクローラはサブ軸４５ａで連結されており、このサブ軸４５ａは前サブクローラ用駆動モータ４４ａで駆動される。後ろ側に設けられた左右のサブクローラもサブ軸４５ｂで連結され、後ろサブクローラ用駆動モータ４４ｂで駆動される。
前後のサブクローラ用の駆動モータ４４ａ、４４ｂは、サブフレーム４１を動かすものである。サブ元プーリは、プーリ３２と同軸で回転する従動である。
特に、前側のサブ軸４５ａは、支持部材２３の下側に配置し、駆動用モータ４４ａを支持部材よりも本体側に寄せて配置して、左右の支持部材２３の間の空間を形成している。これに対して、後ろ側は、左右の支持部材２３の間には、メインクローラ用の駆動モータ２４、２４が２つ、後ろ側サブクローラ駆動用モータ４４ｂが配置されていて、隙間は設けられていない。
The sub crawler 4 attaches a sub
The left and right sub crawlers provided on the front side are connected by a sub shaft 45a, and the sub shaft 45a is driven by a front sub
Drive
In particular, the front sub-shaft 45a is disposed below the
図９にカメラの昇降支持部具の構成例を示す。（ａ）は上昇させた状態を示し、（ｂ）は低位置の状態を示している。
前側の左右の支持部材２３の間に形成された空間に、カメラ５が収納されるように昇降装置を取り付けている。
支持板２３よりも本体側にフレーム６１を設けている。フレームの先端側にカメラ取り付け用の台６２が設けられている。フレーム６１の基端部には、フレーム回動制御用のサーボモータ６３が取り付けられている。
フレーム６１は平行した２本で構成され、サーボモータ６３は一方のフレーム６１ａの基端側に設けられている。他方のフレーム６１ｂには、タイミングベルト６４が取り付けられており、フレームの回動に応じてタイミングベルトが共動して台６２が水平に保たれる。フレーム６１ｂの基端部は、太陽歯車と遊星歯車が組み合わされて、フレームの６１ｂを同軸とされている太陽歯車の回転とは逆向きにタイミングベルトを回転させて、台の水平を維持する。
フレーム６１は低位置では、左右の支持部材２３の間に収まっていて、台６２に載置されたカメラ５も十分に低い姿勢を保つことができる。
FIG. 9 shows an example of the configuration of the lifting support tool of the camera. (A) shows the raised state, and (b) shows the low position.
An elevating device is attached so that the
A
The
When the
図７に本点検ロボットの制御系統図の例を示す。
走行ロボット機体側には、操行制御用の制御ＰＣと調査用カメラ（走行用兼用）が別系統で設けられている。
制御ＰＣには、ＬＥＤ用マイコンボード、４つのＤＣモータ（メインクローラ用２、サブクローラ用２）のモータドライバが接続されている。カメラの昇降はマイコンボードを経由する。
操縦側には、走行操作するコントローラと走行用の操作ＰＣを設けている。カメラ操作は操作ＰＣとは別にタブレットＰＣにより行う。走行操縦はタブレットＰＣの画面を見ながら、行うことができる。
FIG. 7 shows an example of a control system diagram of the inspection robot.
On the traveling robot body side, a control PC for operation control and a survey camera (also used for traveling) are provided in separate systems.
Connected to the control PC are motor drivers for LED microcomputer boards and four DC motors (
On the maneuvering side, a controller for traveling operation and an operation PC for traveling are provided. Camera operation is performed by the tablet PC separately from the operation PC. Driving maneuvers can be performed while looking at the screen of the tablet PC.
カメラは、パン・チルト機能を備えており、高さと方向、上下角度が調整できる。ロボットの走行用と点検観察用を兼用している。点検ロボットのほぼ全周囲を観察し、撮影することができる。点検観察用には独立してコントロールできるように設定されている。
本点検ロボットは無線操縦され、点検撮影は操行用ＰＣとは別にコントロールされる。
点検ロボットの位置確認は、信号発信機能を持たせて、コントローラ側に設けたディスプレイに表示することによりできる。本点検ロボットは、モータ駆動によるので、特別な信号を発信する装置を設けなくても、位置確認をすることができる。
点検箇所（撮影箇所）の記録は、建築の図面が電子データ化されていれば、撮影箇所をＰＣに取り込んでマッチングすることができる。紙図面である場合は、図面上に記入するなどして点検記録を残す。
The camera has a pan / tilt function, and the height, direction, and vertical angle can be adjusted. It is used for both robot running and inspection observation. It is possible to observe and photograph almost the entire periphery of the inspection robot. It is set so that it can be controlled independently for inspection and observation.
This inspection robot is operated by radio, and inspection imaging is controlled separately from the operation PC.
The position of the inspection robot can be confirmed by providing a signal transmission function and displaying it on a display provided on the controller side. Since this inspection robot is driven by a motor, the position can be confirmed without providing a device for transmitting a special signal.
The record of the inspection location (shooting location) can be matched by taking the shooting location on a PC if the architectural drawings are converted into electronic data. If it is a paper drawing, leave an inspection record by filling it in on the drawing.
本点検ロボットは建物の点検口から進入することができるサイズで、天井などの強度にダメージを与えないような重量や運動性能を備えている。
例えば、点検口は４５ｃｍ角である天井を例にとると次のように構成されている。
・全長：３５０ｍｍ 幅：２５０ｍｍ 高さ：９０ｍｍ
・重量：４．５ｋｇ
・駆動方式：クローラ式（６クローラ式）
・原動機：ＤＣモータ
・段差乗り越え性能：１５０ｍｍ以上
・最大移動速度：１．２ｍ／ｓ
・動力：リチウムイオンバッテリ（交換式）
・連続稼働時間：２時間程度
・通信方式：無線ＬＡＮ
・カメラ高さ：９０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ
This inspection robot is of a size that can be entered from the inspection opening of the building, and has weight and exercise performance that does not damage the strength of the ceiling or the like.
For example, the inspection port is configured as follows by taking a ceiling of 45 cm square as an example.
・ Length: 350mm Width: 250mm Height: 90mm
・ Weight: 4.5kg
・ Drive system: Crawler type (6 crawler type)
・ Motor: DC motor
・ Overstep performance: 150 mm or more
・ Maximum moving speed: 1.2m / s
・ Power: Lithium ion battery (replaceable)
・ Continuous operation time: about 2 hours
・ Communication method: Wireless LAN
・ Camera height: 90mm, 200mm, 300mm
［点検方法の概略］
図４に点検方法の概略を示す。
本発明の点検ロボットは、天井裏、床下などの建築物の点検方法に用いられる。以下に、天井裏点検方法を例にとって、点検方法について説明する。
本例に用いた点検ロボットは、前述の４５ｃｍ角の点検口から進入できる全長：３５０ｍｍ、 幅：２５０ｍｍ、高さ：９０ｍｍ、重量：４．５ｋｇを用いた。
本点検ロボットは、主に天井ボードおよび各種吊り金具部材で構成されている吊り天井裏空間において、天井下地材の野縁や野縁受の段差を乗り越え、またダクトや配線類の隙間部を潜り抜けながら、天井裏ボード上を地上からの無線遠隔操作で走行できる小型の点検ロボットであり、従来の調査員（人）による目視範囲の行き届かないような天井裏内部の細部まで撮影記録する。
調査員（遠隔操作者）は点検ロボットに搭載したカメラから送信されるリアルタイムの天井裏内部の映像データを専用のパソコンモニター画面を見ながら無線遠隔操作し、調査記録データとして必要な天井裏内部の状況を、カメラを使用して撮影記録の作業を行う。
[Outline of inspection method]
FIG. 4 shows an outline of the inspection method.
The inspection robot of the present invention is used in a method for inspecting buildings such as the ceiling and under the floor. In the following, the inspection method will be described by taking the ceiling back inspection method as an example.
The inspection robot used in this example has a total length of 350 mm, a width of 250 mm, a height of 90 mm, and a weight of 4.5 kg that can enter from the 45 cm square inspection port.
This inspection robot overcomes the gaps between the ceiling edge and the edge of the ceiling base material in the suspended ceiling space, which is mainly composed of ceiling boards and various types of hanging bracket members, and also dives in gaps between ducts and wiring. It is a small inspection robot that can be run on the ceiling board by wireless remote control from the ground while pulling out, and records and records the details inside the ceiling so that it cannot be seen by the conventional investigator (person).
The investigator (remote operator) wirelessly operates the real-time image data inside the ceiling transmitted from the camera mounted on the inspection robot while looking at the dedicated computer monitor screen, Situation, shooting and recording work using the camera.
無線による遠隔操作で天井裏を走行できる点検ロボットを点検口から挿入して天井裏に設置する。搭載しているカメラで視界を確保しながら走行し、野縁や野縁受などの低い障害物を乗り越えて点検箇所に接近する。点検対象に近づき、搭載したカメラの眼前を遮るような障害物があって、その先を撮影記録しなければならない場合、カメラ本体を昇降させてカメラ高さ位置を変更して撮影し記録する。
点検ロボットに搭載しているカメラはパン・チルト（首振り）機能を有しており、走行せずに停止している状態で、カメラレンズの向いている方向・角度を遠隔操作で上下左右に変化させて大凡全方位を調査して撮影記録することができる。本例で用いた点検ロボットは、図５に示すように２〜３ｍの範囲を撮影可能である。
An inspection robot that can run behind the ceiling by wireless remote control is inserted through the inspection port and installed in the ceiling. Drive while securing visibility with the on-board camera, get over low obstacles such as field edges and field guards, and approach the inspection location. If there is an obstacle that is close to the inspection object and blocks the front of the mounted camera and it is necessary to shoot and record it, the camera body is moved up and down to change the camera height and shoot and record.
The camera mounted on the inspection robot has a pan / tilt (swing) function. When the camera is stopped without running, the direction and angle of the camera lens facing can be controlled by remote control. It can be changed to investigate and record all directions. The inspection robot used in this example can photograph a range of 2 to 3 m as shown in FIG.
図５に天井裏の点検走行の例を示す。
足場等を使って調査員が点検ロボットＡを天井点検口より天井ボード上に載置し、あとは無線による遠隔操作により搭載したカメラからの映像データをパソコンモニター画面で見ながらロボットを所定の場所まで走行移動させる。点検ロボットは天井下地材の野縁や野縁受を乗り越え隙間部を潜り抜けながら遠隔走行し、搭載したカメラによって天井裏内部の画像データをパソコンに取り込み保存記録する。点検ロボットは、天井裏の各エリアでの撮影記録を行い、点検口に戻って改修される。
天井点検口は複数設けられているので、ダクトや天井付けのエアコンなど乗り越え走行が困難な場所は、別の点検口からアクセスして点検する。
FIG. 5 shows an example of inspection traveling behind the ceiling.
The investigator places the inspection robot A on the ceiling board from the ceiling inspection port using a scaffold, etc., and then the robot is placed in a predetermined place while watching the video data from the camera mounted by wireless remote control on the PC monitor screen. To move to. The inspection robot rides over the edge of the ceiling base material and the edge of the ceiling, runs remotely through the gap, and captures and records the image data inside the ceiling behind a personal computer with a built-in camera. The inspection robot records the shooting in each area behind the ceiling and returns to the inspection opening to be repaired.
Since there are multiple ceiling inspection openings, places that are difficult to get over, such as ducts and ceiling air conditioners, can be accessed from another inspection opening.
図６に点検のフローの一例を示す。
無線による遠隔操作で天井裏を走行することのできる点検ロボットを点検口から挿入して天井裏に設置し、その点検ロボットにはカメラを搭載し、そのカメラはロボットを遠隔操作する。点検ロボットに搭載したカメラ制御は調査員（遠隔操作者）が無線で遠隔操作することができ、調査員はカメラ専用のパソコン（タブレット型端末）のカメラから送信された映像モニター画面を見ながら点検ロボット専用のパソコンに接続されたコントローラを操作して天井裏の点検ロボット装置を操縦する。
天井裏に設置された点検ロボットはカメラを低い位置にして、コントローラの前進レバーを操作して、無線操縦により、野縁等の段差を乗り越えながら走行する。
走行を遮る低い障害物があった場合は、レバーを操作して走行を停止する。停止した状体で、カメラ支持部を上昇させてカメラを中の位置とする。
中位置のカメラをタブレット型端末などのカメラ操作用ＰＣから操作して、障害物の上面及びその先を確認する。撮影可能であれば、点検ロボットの前の低い障害物を越えて撮影し記録する。
撮影終了後、安全に乗り越えることを確認して、カメラをそのままあるいは下げて、コントローラを操作して、その低い障害物を乗り越えて進む。乗り越えが困難である場合は迂回して進み、高い障害物に面した場合、カメラ支持台と機体を上昇させて、カメラを高位置にして、周囲を確認する。撮影することが可能であれば、カメラ操作用ＰＣを操作して撮影して記録する。
撮影終了後、低位置姿勢の状態にして点検ロボットを走行させる。
点検ロボットの前方に位置する障害物の高さの順は、説明上設定したものであって、現実には、遭遇した遮蔽物の状態によって、カメラの高さを調整することとなる。
カメラからのリアルタイムの映像をカメラ専用のパソコン（タブレット型端末）に映し出し、調査員はそのモニター映像を見ながらコントローラを操作し、必要に応じてカメラ専用のパソコン（タブレット型端末）により天井裏内部の撮影データを記録保存する。
FIG. 6 shows an example of an inspection flow.
An inspection robot capable of traveling over the ceiling by wireless remote control is inserted from the inspection port and installed on the ceiling. The inspection robot is equipped with a camera, and the camera remotely controls the robot. The camera control installed in the inspection robot can be remotely operated by the investigator (remote operator), and the investigator inspects while viewing the video monitor screen transmitted from the camera of the personal computer (tablet terminal) dedicated to the camera. Operate the controller connected to the robot's personal computer to control the inspection robot device behind the ceiling.
The inspection robot installed behind the ceiling moves with the camera in a low position, operates the controller's advance lever, and climbs over steps such as field edges by wireless control.
If there is a low obstacle that blocks driving, operate the lever to stop driving. With the stopped state, the camera support is raised to bring the camera to the middle position.
The camera at the middle position is operated from a camera operation PC such as a tablet-type terminal, and the upper surface of the obstacle and the tip thereof are confirmed. If possible, shoot and record over a low obstacle in front of the inspection robot.
After shooting, confirm that you can safely get over, move the camera down or down, and operate the controller to get over the low obstacle. If it is difficult to get over, detour and proceed. If you face a high obstacle, raise the camera support base and the aircraft, raise the camera to a high position, and check the surroundings. If it is possible to shoot, the camera operation PC is operated to shoot and record.
After photographing, the inspection robot is made to run in a low position posture.
The order of the heights of the obstacles located in front of the inspection robot is set for explanation, and in reality, the height of the camera is adjusted according to the state of the obstacles encountered.
Real-time video from the camera is displayed on a personal computer (tablet terminal) dedicated to the camera, and the investigator operates the controller while viewing the monitor video. Record and save the shooting data.
Ａ クローラ型走行ロボット（点検ロボット）
１ 機体
２ 本体
２３ 支持部材
２４ 駆動モータ
３ メインクローラ
３２ プーリ
３２ａ 前プーリ
３２ｂ 後プーリ
４ サブクローラ
４１ サブフレーム
４２ サブ元プーリ
４３ サブ先プーリ
４４ａ 前サブクローラ用駆動モータ
４４ｂ 後サブクローラ用駆動モータ
４５ａ、４５ｂ サブ軸
５ カメラ
６ 昇降支持具
６１ フレーム
６２ 台
６３ サーボモータ
６４ タイミングベルト
９ 走査装置
９１ 走行装置用ＰＣ
９２ 走行装置用コントローラ
９３ カメラ用ＰＣ
１００ 天井
１１０ 点検口
A Crawler type traveling robot (inspection robot)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
92 Controller for traveling
100 Ceiling 110 Inspection port
Claims (8)
本体と
本体の左右に設けられたメインクローラ装置と
本体の前後に設けられたサブクローラ装置を備えた建築物点検ロボットであって、
左右のメインクローラの間にカメラ収容用の空間が設けられており、
該収容空間にカメラが昇降可能に取り付けられていることを特徴とする建築物点検ロボット。 A building inspection robot equipped with a camera on the front side,
A building inspection robot comprising a main crawler device provided on the left and right sides of the main body and the main crawler and sub crawler devices provided on the front and back of the main body,
A space for camera storage is provided between the left and right main crawlers,
A building inspection robot, wherein a camera is attached to the housing space so as to be movable up and down.
メインクローラの前方回転軸は、本体から延出した左右の支持体に支持され、
カメラの収容空間は、左右の支持体の間に形成されていることを特徴とする請求項１記載の建築物点検ロボット。 The main crawler is a rear wheel drive,
The front rotation shaft of the main crawler is supported by left and right supports extending from the main body,
2. The building inspection robot according to claim 1, wherein the camera housing space is formed between the left and right supports.
カメラの撮影位置は、カメラの昇降装置の昇降長とサブクローラの起立長が加えられた高さの範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の建築物点検ロボット。 The low position of the camera is a height that does not exceed the body height of the main body,
The building inspection robot according to claim 1, wherein the photographing position of the camera is in a range of a height obtained by adding a raising / lowering length of the lifting device of the camera and a standing length of the sub crawler.
建築物の点検口から進入可能な大きさであって、
メインクローラは後輪駆動であり、
カメラの設定は、低位置は野縁受の上面が視認できる高さ位置であって、
カメラ昇降装置の上昇位置と同等の高さの障害物を乗り越える走行性能を備え、
システム天井用天井材の天井耐荷重よりも軽量である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の建築物点検ロボット。 Building inspection robot
It is the size that can enter from the inspection port of the building,
The main crawler is a rear wheel drive,
The camera setting is that the low position is the height position where the upper surface of the field guard can be seen,
It has the running performance to get over obstacles at the same height as the raised position of the camera lifting device,
The building inspection robot according to claim 1, wherein the building inspection robot is lighter than a ceiling load-bearing capacity of a ceiling material for a system ceiling.
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