JP2003237649A

JP2003237649A - 無限軌道式磁気走行装置

Info

Publication number: JP2003237649A
Application number: JP2002044781A
Authority: JP
Inventors: Yoji Takasu; 洋司高須
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の形状、大きさを変えることなくビード
上に、色テープ等の倣い補助設備を設けず、更に高所、
狭隘部での走行で段取り時間を少なくし、倣い走行を遠
隔操作で精度良く行うことができる無限軌道式磁気走行
装置を提供すること。【解決手段】無限軌道式磁気走行装置１にＣＣＤカメ
ラ３等の撮像装置を設け、走行面に走行装置外からレー
ザー光等の目標線を投影し、走行面上に投影した目標線
を撮像装置で画像を取り込み、画像処理装置５で画像処
理することにより、走行中不意に発生する横滑り等を感
知し補正することにより、走行直線性（倣い精度）を向
上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石により無
限軌道を構成し、鋼鉄構造物等の磁性材の壁面を垂直走
行や天井走行する無限軌道式磁気走行装置に関し、特
に、超音波探傷装置やテレビカメラ等を設置して遠隔操
作することにより人間がアクセスできない、例えば配管
の中、大型圧力容器での高所部位、放射線雰囲気内での
検査・物の運搬等を行う無限軌道式磁気走行装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ボイラ、原子力関連設備、化学プラン
ト、船舶等は構造物やシステムの健全性を維持するため
に定期的に点検・保守作業を実施するが、このような大
型構造物での作業は高所での作業、高温度雰囲気内での
作業、又は放射線照射環境下での作業等の劣悪な作業環
境で実施することが多く、安全確保のための対策や事前
作業に多くの人員、時間及び費用を費やしている。一
方、経済的見地から、保守作業期間の短縮や点検保守作
業の精度向上が強く要求されており、安全、迅速且つ高
精度な点検・保守作業の実施が求められている。

【０００３】この解決策の一つとして、上記構造物の垂
直面や天井面等を含む構成面上や配管表面上を重力方向
に制限されずに自走し、点検・保守作業を実施するいわ
ゆる点検ロボットと呼ばれる装置の開発が関係方面で進
められている。これらの装置において、従来の技術とし
て、特開平８−２４５５号公報記載の「独立無限軌道式
磁気走行装置」があり、この走行装置は、例えば超音波
探傷検査を実施する場合においては、走行面上にある削
り取られていない溶接部に倣い補助設備として色テープ
を設け、この色テープをセンサーで認識しながら倣い走
行を実施していた。

【０００４】前記従来の無限軌道式磁気走行装置の例を
図４（ａ）の平面図、図４（ｂ）の要部正面図及び図４
（ｃ）の溶接部断面図により説明する。前記無限軌道式
磁気走行装置１は、用途に応じて、例えば無限軌道式磁
気走行装置１の前部に超音波探傷検査の深触子走査駆動
部７を設置し、溶接部の探傷を実施する場合に溶接部ビ
ード１１にならって走行する必要があり、例えば倣い走
行させる溶接部ビード１１に倣い補助設備として色テー
プ８を設けて倣い走行を実施していたため、高所作業で
は足場の組み立て等を行って探傷前に色テープ８の取り
付けが必要になり、段取りに時間と費用がかかってい
た。また、溶接部ビード１１に色テープ８を取り付けて
いるため、溶接部をグラインダー等で削り取っている場
合、深触子９がビード１１上の探索範囲１０を走査する
必要があっても、深触子９を走査させることができない
という問題があった。さらに、前述のような状況を避け
るために、深触子９の走査範囲外に色テープ８を設けて
実施することが考えられるが、無限軌道式磁気走行装置
１の外形寸法が大きくなり、実用的な大きさ又は形状で
なくなるという問題があった。また、曲率面を走行させ
る際にはレーザー光が見えなくなるため、レーザー光源
を付け替えする必要がある。

【０００５】また、前記従来技術の装置は、深触子９の
走査面に色テープ８を設けるため、溶接部のビード１１
部分を削り取って平滑面にしてしまうと、ビード１１部
分が外から見えなくなり、ビード１１上に深触子９を走
査させる必要のある探傷部位は探傷不可能であった。ま
た、深触子９の走査面外に色テープ８を取り付けた場
合、装置外形寸法が大きくなり実用的ではなかった。

【０００６】また、図５（ａ）の側面図、図５（ｂ）の
平面図に示すように他の従来の無限軌道式磁気走行装置
１では、走行装置１の走行方向延長線上または走行面上
にレーザー発生装置３のレーザー光源を取り付けるため
走行面が平面であると有利であるが、図５（ａ）に示す
ような曲率走行面においては、走行装置１の走行方向と
レーザー光の照射方向の違いによりＣＣＤカメラ２を用
いてスクリーン４上でレーザー光を確認できなくなるこ
とがあり、このような時にはレーザー光源をたびたび付
け替えることが必要となり、段取り作業が多くなり遠隔
装置としてのメリットがなくなってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では下
記に示す問題点があった。まず、無限軌道式磁気走行装
置１に倣い走行を実施させようとする走行面や、走行位
置近くに倣い補助設備を追設しなくてはならず、例えば
高所での走行の場合、倣い補助設備を追設するための時
間および費用がかかるという問題がある。また、狭隘部
等の倣い補助設備を取付ることができない場所もあるの
で、無限軌道式磁気走行装置１を適用できない場所が存
在するという問題がある。

【０００８】他方で、前述のように深触子９による走査
面の溶接部上に色テープ８を設けるため、無限軌道式磁
気走行装置１に取り付けた深触子９を走査する際に、ビ
ード１１上の深触子９を用いての走行ができないという
問題がある。このような状況を避けるために、深触子走
査面外に色テープ８を設けて実施することが考えられる
が、無限軌道式磁気走行装置１の外形寸法が大きくな
り、実用的な大きさ又は形状でなくなるという問題があ
る。

【０００９】さらに、上記従来技術では、無限軌道式磁
気走行装置１が曲率面上を走行する際に、前記走行装置
１の走行方向とレーザー光の照射方向の違いにより、Ｃ
ＣＤカメラ２を用いてレーザー光を確認できなくなるた
め、レーザー光源をしばしば取り替える必要がある。

【００１０】本発明の課題は、装置の形状、大きさを変
えることなくビード上に、色テープ等の倣い補助設備を
設けず、更に高所、狭隘部での走行で段取り時間を少な
くし、倣い走行を遠隔操作で精度良く行うことができる
無限軌道式磁気走行装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は次の
構成により解決される。すなわち、複数の永久磁石を連
接して車体の両側に設けた一対の無限軌道を備えた（鋼
鉄構造物等）磁性材の壁面を走行する無限軌道式磁気走
行装置において、ビジコン、ＣＣＤ等の撮像装置と、走
行装置外にある光源から走行装置の計画走行進路に投射
された光束線を前記撮像装置で撮像して得られた画像デ
ータから走行装置の実進路と計画進路の偏差を検出する
画像処理装置と、該画像処理装置で検出した実進路と計
画進路の偏差に基づき走行装置の進路偏差を解消させる
駆動制御装置とを搭載した無限軌道式磁気走行装置であ
る。

【００１２】このとき走行装置外にある光源としてレー
ザ発生装置を用いることができる。

【００１３】また、撮像装置を走行装置の前後にそれぞ
れ設けても良い。

【００１４】

【作用】本発明の無限軌道式磁気走行装置にＣＣＤカメ
ラ等の撮像装置を設けてあるので、走行面に走行装置外
からレーザー光等の目標線を投影し、走行面上に投影し
た目標線を撮像装置で画像を取り込み、画像処理装置で
画像処理することにより、走行装置の実進路と計画進路
の偏差を検出して、走行中不意に発生する横滑り等を感
知し補正することにより、走行直線性（倣い精度）を向
上させることができる。

【００１５】また、無限軌道式磁気走行装置にＣＣＤカ
メラ等の撮像装置を設けて、走行しようとする走行面に
走行装置外からレーザー光等の目標線を投影し、レーザ
ー光を直接撮像装置で画像を取り込み、画像処理装置で
画像処理することにより、走行中不意に発生する横滑り
等を感知し、補正することにより、走行直線性（倣い精
度）を向上させることができる。

【００１６】また、無限軌道式磁気走行装置の前後にＣ
ＣＤカメラを取り付け、走行前方と後方に投影した目標
線を撮像装置で画像の取り込みを行い、画像処理装置で
画像処理することにより、倣い精度や走行装置の傾きを
更に精度良く向上させることが可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
と共に説明する。以下、本実施の形態の無限軌道式磁気
走行装置を図１のシステム構成図及び図２の曲率走行面
上の走行時の側面図（図２（ａ））と平面図（図２
（ｂ））及び図３の無限軌道式磁気走行装置の側面図
（図３（ａ））と正面図（図３（ｂ））により説明す
る。

【００１８】本実施の形態の走行装置１は、二車輪で構
成された無限軌道式磁気走行装置１にＣＣＤカメラ２を
設けることにより、無限軌道式磁気走行装置１が走行し
ようとする走行面を撮像する。この走行面に走行装置１
の外から、レーザー発光装置３を用いて走行させようと
する走行線を投影し、得られたレーザー投影線１３をＣ
ＣＤカメラ２で撮像し、画像処理装置５で処理し、処理
画像から計画進路と実進路の偏差を検出し、走行装置１
が計画進路を維持するように偏差分を走行装置１の駆動
制御装置６にフィードバックし、実際の進路が計画進路
からずれている場合には補正する。

【００１９】このように、本発明の実施の形態の無限軌
道式磁気走行装置１は、走行面や走行位置近くに倣い補
助設備等を設置することなく、倣い走行を可能にするこ
とができる。上記走行装置１を用いれば走行面に光源を
着ける必要がないため、曲率面を走行させる場合などに
有効である。

【００２０】また、本発明の実施の形態の無限軌道式磁
気走行装置１に、例えば超音波探傷検査の深触子走査駆
動部７（図４（ａ）参照）を設置して検査を実施する場
合、走行面に倣い補助設備を追設する必要がないため、
ビード上も深触子が走査することを可能にし、探傷範囲
（深触子駆動範囲）を拡大することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の無限軌道式磁気走行装置を用い
ることにより、従来の技術のように倣い走行を実施させ
ようとする走行面や、走行位置近くに倣い補助装置を追
設せず、倣い走行が可能となる。このことにより、高所
・狭隘部においても事前作業が少なくなり走行直線性
（倣い精度）を向上させることが可能である。

【００２２】また、本発明により、従来の無限軌道式磁
気走行装置で不可能だった探傷範囲を探傷することも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の無限軌道式磁気走行装
置システム構成図

【図２】本発明の実施の形態の無限軌道式磁気走行装
置の概略図である。

【図３】図１の無限軌道式磁気走行装置の側面図（図
３（ａ））と平面図（図３（ｂ））である。

【図４】従来の無限軌道式磁気走行装置の例である。

【図５】従来の無限軌道式磁気走行装置の例である。

【符号の説明】

１無限軌道走行装置２ＣＣＤカメラ３レーザー発生装置４スクリーン５画像処理装置６駆動制御装置７探触子駆動装置８色テープ９深触子１０探傷範囲１１ビード１２色テープ検
出センサ１３レーザー投影線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の永久磁石を連接して車体の両側に
設けた一対の無限軌道を備えた磁性材の壁面を走行する
無限軌道式磁気走行装置において、撮像装置と、走行装置外にある光源から走行装置の計画
走行進路に投射された光束線を前記撮像装置で撮像して
得られた画像データから走行装置の実進路と計画進路の
偏差を検出する画像処理装置と、該画像処理装置で検出
した実進路と計画進路の偏差に基づき走行装置の進路偏
差を解消させる駆動制御装置とを搭載したことを特徴と
する無限軌道式磁気走行装置。
【請求項２】走行装置外にある光源としてレーザ発生
装置を用いることを特徴とする請求項１記載の無限軌道
式磁気走行装置。
【請求項３】撮像装置を走行装置の前後にそれぞれ設
けたことを特徴とする請求項１記載の無限軌道式磁気走
行装置。