DE4031715A1

DE4031715A1 - TV camera inspection of inaccessible spaces - using string of elements of independently adjustable length driven into channel and advanced by peristaltic motion

Info

Publication number: DE4031715A1
Application number: DE19904031715
Authority: DE
Inventors: Jan G Dipl Ing Toennies
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-10-06
Filing date: 1990-10-06
Publication date: 1992-04-09
Anticipated expiration: 2010-10-07
Also published as: DE4031715C2

Abstract

The carriage (2) equipped with a calculator (18) is lowered into a shaft (6) giving access to the underground channel (4) to be inspected. The light source (14) and TV camera (16) are deployed at the end of a string of jointed elements (12) impelled peristaltically along the channel (4) by suitable control of a linear drive. The leading element (12(1)) may carry a spray or scraper (26) in addn. to the light source (14) and the camera (16). USE/ADVANTAGE - Inspection TV camera is used esp in narrow sewerage pipes and their connections to dwellings. Difficulties introduced by geometry of the space to be examined are overcome, using calculator and carriage with peristaltic drive elements.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inspizieren unzugänglicher Hohlräume, insbesondere nicht-begehbarer Rohre und Kanäle.The invention relates to a device for inspection inaccessible cavities, especially non-accessible ones Pipes and channels.

Zur Inspektion von Kanalisationsrohren werden Geräte mit einer auf ein Fahrgestell montierten Fersehkameras ein gesetzt. Das Gerät wird dabei in den Kanal eingebracht und über ein nachgeschlepptes Kabel ferngesteuert in diesen eingefahren.Devices are used for the inspection of sewer pipes a television camera mounted on a chassis set. The device is inserted into the channel and remotely controlled via a dragged cable this retracted.

Bei dieser Technik stellt sich das Problem, daß der zu nehmende Schleppwiderstand des Kabels die Einfahrtiefe insbesondere bei nicht geradlinigem Verlauf des Kanals begrenzt. Hausanschlußleitungen können mit den bekannten Geräten praktisch nicht inspiziert werden.The problem with this technique is that the increasing drag resistance of the cable the entry depth especially if the channel is not straight limited. House connection lines can with the known Devices are practically not inspected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zur Inspektion unzugänglicher Hohlräume zu schaf fen, die auch bei einer schwierigen Geometrie des zu un tersuchenden Hohlraums, bei Kanalisationsrohren insbe sondere auch zur Inspektion von Hausanschlußleitungen, verwendbar ist.The invention has for its object a Vorrich to inspect inaccessible cavities fen, even with a difficult geometry of the un investigating cavity, especially in sewer pipes especially for the inspection of house connection lines, is usable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausgestal tungen der Erfindung an.According to the invention this object is achieved by the characterizing part of the main claim Characteristics. The subclaims give preferred configuration tion of the invention.

Die derart ausgebildete Vorrichtung kann an jeden Ort des zu inspizierenden Hohlraums geführt werden, das Ka bel wird nicht nachgeschleppt, sondern ohne Reibung mit geführt.The device designed in this way can be placed anywhere of the cavity to be inspected, the Ka bel is not dragged along, but with no friction guided.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfüh rungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt:The invention is based on an Ausfüh example explained. It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung am Bei spiel eines zu inspizierenden Hauskanalisati onsanschlusses, Fig. 1 is a schematic illustration of the case of playing a to be inspected Hauskanalisati onsanschlusses,

Fig. 2 eine die peristaltische Fortbewegung in vier Positionen erläuternde Darstellung, Figure 2 is a peristaltic movement in four positions explanatory illustration.

Fig. 3 eine Darstellung, bei der die zu bewe genden Gelenkelemente über den Boden angeho ben werden, und Fig. 3 is an illustration in which the joint elements to be moved are raised above the floor, and

Fig. 4 eine Darstellung eines Ausführungsbei spiels eines Gelenkelements in einer Seiten ansicht und Ansichten auf die Stirnseiten. Fig. 4 is an illustration of a game Ausführungsbei a joint element in a side view and views of the end faces.

Die Vorrichtung besteht aus einer Vielzahl von Gelenkelemen ten 12 und einer Recheneinheit 18, die in einem Fahrzeug 2 untergebracht sind. Das Fahrzeug 2 wird neben dem zu dem zu inspizierenden Kanal 4 führenden Schacht 6 abgestellt, die miteinander verbundenen Gelenkelemente 12 werden in den Schacht 6 durch geeignetes, rechnergestütztes Steuern der Linearantriebe 10 der Gelenkelemente 12 aus dem Fahrzeug 2 heraus eines nach dem anderen in den Schacht 4 abgelassen.The device consists of a plurality of Gelenkelemen th 12 and a computing unit 18 , which are housed in a vehicle 2 . The vehicle 2 is parked next to the shaft 6 leading to the channel 4 to be inspected, the interconnected joint elements 12 are moved into the shaft 6 one by one into the shaft by suitable, computer-aided control of the linear drives 10 of the joint elements 12 from the vehicle 2 4 drained.

Der Weg des vordersten, eine Lichtquelle 14 und eine Fern sehkamera 16 tragenden Gelenkelements 12(1) wird von einem Operator in dem Fahrzeug 2 über ein Display bestimmt und kontrolliert.The path of the foremost joint element 12 (FIG. 1 ) carrying a light source 14 and a television camera 16 is determined and controlled by an operator in the vehicle 2 via a display.

Die Fortbewegung der Gelenkelemente 12 erfolgt dabei peri staltisch, also durch wellenförmig fortschreitende Kontrak tionsvorgänge: ausgehend von der in Fig. 2a dargestellten Position werden die in Bewegungsrichtung weisenden Linearan triebe 10 erster Gelenkelemente 12 und die gegen die Bewe gungrichtung weisenden Linearantriebe 10′ zweiter Gelenkele mente 12′ eingefahren, die in Bewegungsrichtung weisenden Linearantriebe 10′ der zweiten Gelenkelemente 12′ und die ge gen die Bewegungrichtung weisenden Linearantriebe 10 der er sten Gelenkelemente 12 werden ausgefahren, die Gelenkelemen te kommen in die in Fig. 2b dargestellte Position. Sodann werden die in Bewegungsrichtung weisenden Linearantriebe 10 der ersten Gelenkelemente 12 und die gegen die Bewegungrich tung weisenden Linearantriebe 10′ der zweiten Gelenkelemente 12′ ausgefahren, die in Bewegungsrichtung weisenden Linea rantriebe 10′ der zweiten Gelenkelemente 12′ und die gegen die Bewegungrichtung weisenden Linearantriebe 10 der ersten Gelenkelemente 12 werden eingefahren, die Gelenkelemente kommen in die in Fig. 2c dargestellte Position. Durch peri odisches Wiederholen dieses Vorgangs "kriechen" die Gelenk elemente in den zu inspizierenden Hohlraum hinein.The locomotion of the articulated elements 12 takes place peri staltically, that is, by wave-like progressive contraction processes: starting from the position shown in Fig. 2a, the linear actuators pointing in the direction of movement 10 first articulated elements 12 and the linear drives 10 'pointing against the direction of movement are second articulated elements 12 'retracted, the direction of motion linear drives 10 ' of the second joint elements 12 'and the ge gene pointing the direction of movement linear drives 10 of the most joint elements 12 are extended, the Gelenkelemen come in the position shown in Fig. 2b. Then the linear actuators 10 pointing in the direction of movement of the first joint elements 12 and the linear actuators 10 'pointing against the direction of movement are extended' the second joint elements 12 ', the linear actuators 10 ' pointing in the direction of movement 10 'of the second joint elements 12 ' and the linear actuators 10 pointing against the direction of movement the first joint elements 12 are retracted, the joint elements come into the position shown in FIG. 2c. By periodically repeating this process, the joint elements "creep" into the cavity to be inspected.

Fig. 3 zeigt nun, daß ein Schleifen der jeweils bewegten Gelenkelemente 12, 12′ über den Boden durch ein unterschied liches Betreiben der verschiedenen einem Gelenkelement zuge hörigen Anheben der jeweils zu bewegenden Gelenkelemente 12, 12′ verhindert werden kann. Ein - falls erforderlich - an wenigstens einem Gelenkelement 12 vorgesehener Sensor 30 dient dabei dazu, eine etwaige Drehung des Gelenkelements 12 um die - nur gedachte - Längsachse der durch die Gelenkele mente gebildeten "Schlange" zu erkennen. Fig. 3 shows that a grinding of the respective moving joint elements 12 , 12 'over the floor by a different Lich operation of the various one joint element associated hearing lifting of the respective joint elements 12 , 12 ' can be prevented. A - if necessary - provided on at least one joint element 12 sensor 30 serves to detect any rotation of the joint element 12 about the - only imaginary - longitudinal axis of the elements formed by the articulated elements "snake".

Es versteht sich, daß auf diese Weise auch Hindernisse in dem Kanal überwunden werden können und die Bewegungsrichtung des führenden Gelenkelements bestimmt werden kann, wobei die Information über den Weg, den das führende Gelenkelement ge nommen hat, zu speichern und bei der Steuerung der nachfol genden Gelenkelemente durch die Recheneinheit zu berücksich tigen ist, damit diese dessen Weg - beispielsweise in eine Hausanschlußleitung hinein - folgen.It is understood that in this way also obstacles in the canal can be overcome and the direction of movement of the leading joint element can be determined, the Information about the path taken by the leading joint element has taken to save and control the successor the joint elements to be taken into account by the computing unit so that it can find its way - for example into a Follow the house connection line.

ln Fig. 4 wird eine besonders geeignete Ausgestaltung der Gelenkelemente 12, 12′ dargestellt. Eine Rohrhülse 22 nimmt im Bereich ihrer einen Stirnseite drei erste Linearantriebe 10 und im Bereich ihrer anderen Stirnseite drei zweite Li nearantriebe 10′ auf, die jeweils aus einem scheibenförmigen Schrittmotor bestehen, der von einer Spindel 20, 20′ zentral durchsetzt wird. Die Länge der Rohrhülse 22 entspricht dabei der Länge der Spindeln 20, 20′. Durch eine um 60° versetzte Anordnung der zweiten Linearantriebe 10′ gegenüber den er sten Linearantrieben 10 kann die Rohrhülse 22 die sechs Spindeln 20, 20′ aufnehmen. An ihren Enden sind die Spindeln 20, 20′ über ein Gummipuffergelenk 24 miteinander zueinander verschwenkbar verbunden. Der Antrieb der Linearantriebe 10, 10′ benachbarter Gelenkelemente, deren Spindeln 20, 20′ mit einander verbunden sind, erfolgt dabei synchron, um radiale Belastungen der Spindeln zu vermeiden und um auf eine beson dere Drehsicherung der Spindeln verzichten zu können.In FIG. 4 is a particularly suitable embodiment of the hinge elements 12, represented 12 '. A tubular sleeve 22 takes three first linear drives 10 in the area of its one end face and three second Li near drives 10 'in the area of its other end face, each consisting of a disk-shaped stepper motor, which is centrally penetrated by a spindle 20 , 20 '. The length of the tubular sleeve 22 corresponds to the length of the spindles 20 , 20 '. By a 60 ° offset arrangement of the second linear drives 10 'compared to the most linear drives 10 , the tubular sleeve 22 can accommodate the six spindles 20 , 20 '. At their ends, the spindles 20 , 20 'are pivotally connected to one another via a rubber buffer joint 24 . The drive of the linear drives 10 , 10 'adjacent joint elements, the spindles 20 , 20 ' are connected to each other, takes place synchronously to avoid radial loads on the spindles and to be able to do without a special rotation lock of the spindles.

Wenigstens einige der Gelenkelemente 10 können mit Sensoren 28 versehen sein, die erkennen, ob das jeweilige Gelenkele ment 10 auf dem Boden aufliegt, damit sichergestellt werden kann, daß das Gewicht der Gelenkelemente von dem Boden des zu inspizierenden Hohlraums aufgenommen wird.At least some of the joint elements 10 can be provided with sensors 28 which detect whether the respective joint element 10 rests on the floor, so that it can be ensured that the weight of the joint elements is absorbed by the bottom of the cavity to be inspected.

Es versteht sich, daß die Energieversorgung für die Linear antriebe 10, die Lichtquelle 14 und die Fernsehkamera, und die Rückführung der Signale der Fernsehkamera über ein mit geführtes Kabel erfolgt, das der Dehnung und Kürzung der Gelenkelemente folgt. Da jeder der Linearmotoren einzeln an gesteuert wird, ist die Verwendung eines Datenbusses vorzu ziehen.It is understood that the power supply for the linear drives 10 , the light source 14 and the television camera, and the feedback of the signals from the television camera is carried out with a cable that follows, which follows the expansion and shortening of the joint elements. Since each of the linear motors is controlled individually, the use of a data bus is preferable.

Es versteht sich, daß insbesondere das führende Gelenkele ment mit Mitteln zur Aufnahme eines Spülkopfs (ggf. ist auch eine Spülmittelleitung mitzuführen) und/oder eines Fräskopfs 26 zum Freispülen bzw. zum Freifräsen des zu inspizierenden Hohlraums versehen sein kann.It is understood that, in particular, the leading articulated element can be provided with means for receiving a rinsing head (possibly also a detergent line has to be carried along) and / or a milling head 26 for rinsing or milling the cavity to be inspected.

Claims

1. Device for inspecting inaccessible cavities, in particular non-accessible sewer pipes, characterized by a plurality of mutually pivotally connected ver, each consisting of a plurality of linear drives ( 10 ), independently of each other length-adjustable joint elements ( 12 ), the first of which is a light source ( 14 ) and a television camera ( 16 ), and one of the linear drives ( 10 ) while effecting peristaltic locomotion on the floor of the cavity to be inspected, control unit ( 18 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that each of the joint elements ( 12 ) from two groups of at least three linear drives ( 10 ) be, each of the linear drives ( 10 ) of a group independently of the other linear drives ( 10 ) Group is adjustable in length.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that each of the linear drives ( 10 ) with one of the linear drives ( 10 ') of an adjacent articulated element ( 12 ') is articulated and interconnected linear drives ( 10 , 10 ') are driven synchronously.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the linear drives ( 10 ) are motors with an axially penetrating spindle ( 20 ).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the joint elements ( 10 ) have egg ne tubular sleeve ( 22 ), in the area of one end face a first group of three linear drives ( 10 ) and in the area of the other end face a second group of three linear drives ( 10 ') are arranged.

6. The device according to claim 5, characterized in that the length of the tubular sleeve ( 22 ) corresponds to the length of the spindles ( 20 , 20 ') and the groups of linear drives ( 10 , 10 ') are arranged offset by 60 ° to each other.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the spindles ( 20 , 20 ') are connected to one another via rubber buffer joints ( 24 ).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one of the front joint elements ( 10 ) is provided with means for receiving a rinsing and / or milling head ( 26 ).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the Ge steering elements ( 10 ) is provided with a seating of the joint elements ( 10 ) on the floor of the cavity to be inspected sensor ( 28 ).

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the Ge steering elements ( 10 ) with a rotation of the articulated element ( 10 ) about an - imaginary - longitudinal axis indicating sensor ( 30 ) is provided.