JP2004325167A - 曲がり測量用走行装置、及び曲がり測量システム、並びに曲がり測量方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、曲がりを高精度で測量可能な曲がり測量用走行装置、及び曲がり測量システム、並びに曲がり測量方法を提供する。
【解決手段】一開口側から見通し可能で直線状に配設された管Ｐ（筒体または溝体）の内部を、管Ｐの長手方向に走行し、管Ｐの曲がりを測量するために使用される曲がり測量用走行装置１であって、走行架台と、この走行架台に固定された曲がり測量用の測量ターゲットと、管Ｐの内周面に対して測量用プリズム（測量ターゲット）の位置を保持する測量ターゲット位置保持機構を備えた曲がり測量用走行装置１と、管Ｐの一開口側に配置され測量用プリズムの位置を測量するトータルステーションＴＳ（測量手段）を備えたことを特徴とする曲がり測量システム１００である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲がり測量用走行装置、及び曲がり測量システム、並びに曲がり測量方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、略直線状に配設された所定内径のパイプ、ホースなどの管の曲がりを測量する場合には、管内をジャイロを搭載した台車を走行させ、その変位を計測し、出発点からの変位を積分して管の曲がりを測量していた。
【０００３】
このような技術に関連して、ジャイロを搭載し、トンネル内に敷設された導管を検査する「トンネル内に敷設された導管の検査装置」が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３２２７７７号公報（第３頁−第４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ジャイロを使用する方法は、ジャイロの特性のため測量誤差が大きく、例えば、略直線状に配設された管の微妙な曲がりを測量できないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、簡易な構成で、曲がりを高精度で測量可能な曲がり測量用走行装置、及び曲がり測量システム、並びに曲がり測量方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として請求項１に係る発明は、長手方向の一開口側から見通し可能で直線状に配設された筒体または溝体の内部を、前記筒体または前記溝体の長手方向に走行し、前記筒体または前記溝体の曲がりを測量するために使用される曲がり測量用走行装置であって、走行架台と、前記走行架台に固定された曲がり測量用の測量ターゲットと、前記筒体または前記溝体の内周面に対して、前記測量ターゲットの位置を保持する測量ターゲット位置保持機構と、を備えたことを特徴とする曲がり測量用走行装置である。
【０００８】
ここで「筒体」とは、パイプ、ホース、配管などの管はもちろん、筒体とみなせる例えばトンネルを含む。また、筒体は、１つの長尺物であってもよいし、複数の筒体ユニットが連結してなるものであってもよい。さらに、筒体は、断面が円形のものに限らず、三角形、四角形などの多角形であってもよい。溝体も同様である。
また、「筒体または溝体の曲がり」とは、直線状に配設された筒体または溝体の起伏、うねりを含む。
さらに、溝体とは、そのもの自体がＵ字溝など溝であるもの、部分的に溝が形成されたものを含む。また、溝体の場合、その内周面は底面を含むものとする。このような溝体としては、例えばＵ字溝が挙げられる。
【０００９】
このような曲がり測量用走行装置によれば、曲がり測量用走行装置は、測量対象である筒体または溝体の内部を、筒体または溝体の長手方向に走行する。また、走行中、測量ターゲット位置保持機構により、筒体または溝体の内周面に対する測量ターゲットの位置は保持される。
したがって、測量ターゲットは、筒体または溝体の内周面に対して所定位置を保持したまま、すなわち測量ターゲットと筒体または溝体の内周面との間を所定間隔で保持したまま、測量用走行装置は走行することとなる。
【００１０】
そして、外部の測量手段で、測量ターゲットの位置を測量することにより、筒体または溝体の内周面の曲がり、すなわち筒体または溝体の曲がりを高精度で測量することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の曲がり測量用走行装置と、前記測量ターゲットの位置を測量する測量手段と、を備えたことを特徴とする曲がり測量システムである。
【００１２】
このような曲がり測量システムによれば、測量手段で、筒体または溝体の中空部を介して、測量ターゲットの位置を直接測量することにより、筒体または溝体の曲がりを高精度で測量することができる。
なお、筒体の曲がりを測量する場合は、測量手段は長手方向における一開口側に配置されることが好ましいが、溝体の曲がりを測量する場合は、測量ターゲットを視認可能であればどのように配置されてもよい。
【００１３】
請求項３に係る発明は、（ａ）請求項１に記載の曲がり測量用走行装置を、前記筒体または前記溝体の内部を走行させる走行工程と、（ｂ）前記測量ターゲットの位置を測量する測量ターゲット位置測量工程と、を備えたことを特徴とする曲がり測量方法である。
【００１４】
このような曲がり測量方法によれば、筒体または溝体の内部を長手方向に曲がり測量用走行装置を走行させながら（走行工程）、筒体または溝体の中空部を介して測量ターゲットの位置を直接測量することにより（測量ターゲット位置測量工程）、筒体または溝体の曲がりを高精度で測量することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１及び図２を適宜参照して詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本実施形態に係る曲がり測量システムの構成を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る曲がり測量用走行装置を示す斜視図である。
【００１６】
（曲がり測量システム）
図１に示すように、曲がり測量システム１００は、所定長さの管ユニットＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４・・・（筒体ユニット）が略直線状に連結され、断面円形の管Ｐ（筒体）の内部を自走する曲がり測量用走行装置１（以下、「測量用走行装置」と略称することもある）と、管Ｐの一開口側に設置された自動追尾型のトータルステーションＴＳ（測量手段）とを備えて構成されており、トータルステーションＴＳから測量用走行装置１の測量用プリズム５（測量ターゲット）の位置を測量することにより、管Ｐの曲がりを測量するシステムである。
なお、説明の都合上、図１に示す管ユニットＰ_２は管ユニットＰ_１に対し紙面に向かって上側に曲がって、管ユニットＰ_３は管ユニットＰ_２に対し下側に曲がって連結されている。ただし、曲がり程度は、一開口側（トータルステーションＴＳ側）から見通し可能な範囲内である。
また、測量用走行装置１は前進すると紙面奥側に、後退すると紙面手前側に移動するとし、測量用走行装置１の奥側をフロント側、手前側をリア側とする（図２参照）。
さらに、管Ｐの種類は本発明では特に限定されないが、具体的に例えば、水道管、油圧管、下水道管、ホースなど種々の管が挙げられる。
【００１７】
トータルステーションＴＳは、測量用プリズム５の位置を測量するための装置であり、管Ｐの一開口側で、測量用プリズム５を見通し可能な位置に設置されるとともに、予め定められた基準点に対して、所定位置に設置されている。
また、トータルステーションＴＳは、本実施形態では自動追尾型であり、測量用プリズム５を自動的に認識し精密視準する機能を備えており、作業者の経験不足やミス等の人為的な要因を排除可能となっている。
【００１８】
（曲がり測量用走行装置）
曲がり測量用走行装置１は、図１及び図２に示すように、略三角柱を呈し頂点部に車輪Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４、Ｗ_５、Ｗ_６を有する走行架台１０と、走行架台１０の一端面側（リア側）に固定された測量用プリズム５と、各車輪Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４、Ｗ_５、Ｗ_６を駆動させる駆動装置（図示しない）と、この駆動装置（図示しない）の稼動を制御し、且つ、管Ｐの外部の送信機（図示しない）で遠隔操作される駆動装置制御手段（図示しない）を備えて構成されている。そして、略三角柱の走行架台１０の軸線方向（走行方向）と管Ｐの長手方向とは一致しており、測量用走行装置１は管Ｐの内部を長手方向に自走可能であるとともに、管外部から遠隔操作して測量用走行装置１を自由な速度で前進・後退または停止可能となっている。
【００１９】
走行架台１０は、正三角形形状を基準として各頂点部の近傍を直線で結び角をとった略正三角形を呈し、頂点部に車輪Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３が軸支されたフロント側のフロント架台２０と、同じく略正三角形を呈し頂点部に車輪Ｗ_４、Ｗ_５、Ｗ_６が軸支されたリア側のリア架台３０と、フロント架台２０とリア架台３０を連結した連結部４０を備えて構成されている。
【００２０】
フロント架台２０は、本実施形態では各種パイプ材を適宜組み合わせて作製されており、車輪Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３と、車輪Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３を回転自在に軸支する車輪軸の両側にそれぞれ連結した略Ｌ型の車輪軸支持部材２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆと、車輪軸支持部材２１ａ〜２１ｆと連結し、長さによりフロント架台２０の大きさを適宜調節可能な棒状のフロント架台調節部材２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆと、フロント架台調節部材２２ａ〜２２ｆ及び後記する走行方向の連結部材４１、４２、４３と連結し、フロント架台２０の各辺中間位置に配置されたＴ型のフロント被連結部材２３ａ、２３ｂ、２３ｃを備えて構成されている。
【００２１】
したがって、管Ｐの径に応じてフロント架台調節部材２２ａ〜２２ｆを、所望長さとすることにより、車輪Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３の転動面を管Ｐの内周面に密着させながら、測量用走行装置１は走行可能となる。すなわち、フロント架台調節部材２２ａ〜２２ｆを所望長さとすることにより、フロント架台２０と管Ｐの内周面との間に遊びが少ない状態となる。さらに、後記するリア架台３０も、同様に構成することにより、走行架台１０は、管Ｐの内周面に沿って走行可能となり、高精度で曲がりを測量できる。
また、フロント架台調節部材２２ａ〜２２ｆの長さを変更するのみで、その他の部材を流用し、内径の異なる管にも測量用走行装置１を適用可能となっている。
【００２２】
車輪Ｗ_１〜Ｗ_３は、適宜な硬度のゴム材料で形成されたタイヤを有しており、管Ｐの内周面にゴミ等が付着したり、管ユニットＰ_１〜Ｐ_４のジョイント部にずれがあっても、車輪Ｗ_１〜Ｗ_３各タイヤで衝撃を吸収しながら走行可能であり、いたずらにフロント架台２０が振動することを防止できるようになっているため、高精度で測量可能である。
【００２３】
リア架台３０は、フロント架台２０と同様に、車輪Ｗ_４、Ｗ_５、Ｗ_６と、車輪軸支持部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆと、リア架台調節部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆと、リア被連結部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、さらにリア被連結部材３３ａ〜３３ｃにそれぞれ連結し、且つ測量用プリズム５をリア架台３０の重心位置で支持固定する測量用プリズム固定部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃを備えて構成されている。
【００２４】
連結部４０は、フロント架台２０とリア架台３０を連結する部分であり、走行方向に配置された３本の連結部材４１、４２、４３から構成されている。
各連結部材の長さは、測量する管Ｐの内径より長く設定されており、測量用走行装置１が走行中に前後方向（走行方向）に倒れないようになっている。
【００２５】
測量用プリズム５は、測量用走行装置１の位置を測量するための公知の測量ターゲットであるが、これに限定されることはなく、その他に例えば、測量用ミラーなどを使用してもよい。
また、測量用プリズム５は、リア架台３０の重心位置に、測量用プリズム固定部材３４ａ、３４ｂ、３４ｃで支持固定されている。したがって、測量用走行装置１が、走行中に管Ｐ内でローリング（回転）しても、管Ｐの内周面に対する高さ位置は保持される。すなわち、測量用プリズム５は、管Ｐの中心軸線上を移動するようになっている（測量ターゲット位置保持機構）。
【００２６】
続いて、曲がり測量用走行装置１、曲がり測量システム１００を使用した本実施形態に係る管曲がり測量方法について、図１を参照して説明する。
なお、本実施形態では、前記したように予め曲がって配設された管Ｐの曲がりを測量する場合について説明する。
【００２７】
管曲がり測量方法は、曲がり測量用走行装置１を、管Ｐの内部を走行させる走行工程と、管Ｐの一開口側からトータルステーションＴＳ（測量手段）で管Ｐの中空部を介して測量用プリズム５（測量ターゲット）の位置を測量する測量ターゲット位置測量工程を備えている。
【００２８】
（走行工程）
管Ｐの一開口部側から、測量用走行装置１を所定位置に配置し、管Ｐの内部を走行させる。そうすると、リア架台３０の重心位置に固定された測量用プリズム５は、管Ｐの中心軸線上を移動する。
また、走行中に測量用走行装置１がローリングしても、測量ターゲット位置保持機構により、管Ｐの内周面に対する測量用プリズム５の位置は保持されたまま、測量用プリズム５は管Ｐの中心軸線上を移動する。
【００２９】
（測量用プリズム位置測量工程）
そして、トータルステーションＴＳから、測量用プリズム５を対象として連続的に測量することにより、測量用プリズム５の位置を把握することができる。
【００３０】
このようにして得られた測量用プリズム５の位置と、予め定められている基準点の位置と、この基準点に対するトータルステーションＴＳの位置を考慮することにより、管Ｐの曲がりを高精度で測量することができる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態について一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のような適宜な変更が可能である。
【００３２】
前記した実施形態では、断面円形の管Ｐの曲がりを測量するため、略正三角柱の走行架台１０を使用したが、配管Ｐ及び走行架台１０の形状はこれに限らず、その他に例えば、断面四角形、断面楕円形などの配管にも本発明は適用可能であり、この場合、走行架台１０は管の断面形状に応じて適宜変更すればよい。
【００３３】
前記した実施形態では、測量用プリズム５をリア架台３０の重心位置に設けて測量ターゲット位置保持機構を構成したが、その他に例えば、走行架台１０の下部に錘を搭載して測量ターゲット位置保持機構を構成し、走行架台１０がローリングしないようにしてもよい。
また、例えば長手方向に溝が形成された管の場合は、その溝にガイドされるガイド部を走行架台１０に設け、測量ターゲット位置保持機構を構成してもよい。さらに、管内部にガイドレールを設けてもよい。
【００３４】
前記した実施形態では、管Ｐの径に応じてフロント架台調節部材２２ａ〜２２ｆ及びリア架台調節部材３２ａ〜３２ｆの長さを調節し、車輪Ｗ_１〜Ｗ_６はゴムからなるタイヤを有することにより、走行架台１０と管Ｐの内周面の間に遊びがほとんど無い状態で、測量用走行装置１は内周面に沿って走行するとしたが、さらに、例えばフロント車輪軸支持部材２１ａ〜２１ｆとフロント架台径調節部材２２ａ〜２２ｆとを溝等を設けスライド自在に連結するとともに、その間にバネ等の弾性部材を介装して、車輪Ｗ_１〜Ｗ_６が外側の管内周面に付勢される車輪付勢機構を設けてもよい。このような車輪付勢機構を設けると、管Ｐが鉛直方向で配置されていても、走行架台１０を走行させて管の曲がりを測量することができる。
【００３５】
前記した実施形態では、予め直線状に配設された管Ｐの曲がりを測量するとしたが、その他に、直線状に配置された物体に沿うように管Ｐを設け、この管の曲がりを測量することにより、物体の位置を測量することもできる。このような場合、少なくとも２箇所に管Ｐを設けて測量することにより、管Ｐの曲がりと設けた管Ｐの向きから、その物体の姿勢を求めることもできる。
このような物体としては、地上に存在する物体はもちろん、例えば沈埋トンネルにおける連続して接合した函体など地下構造物の測量も可能となる。物体を沈埋トンネルの函体とする場合は、函体を埋め戻した後であっても、函体の中空部に管Ｐを設けることにより、埋め戻し後の函体の位置及び姿勢を測量することができる。
【００３６】
前記した実施形態では、筒体である管Ｐの曲がりを測量するとしたが、測量対象はその他に例えば、Ｕ字溝ユニット（溝ユニット）が直線状に連結・配設されたＵ字溝（溝体）であってもよい。この場合、トータルステーションＴＳは、必ずしも長手方向におけるＵ字溝の一開口側に配置する必要はなく、走行する曲がり測量用走行装置１を視認可能であるならば、Ｕ字溝の上方から測量用プリズム５を追尾し、Ｕ字溝の曲がりを測量してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易な構成で、曲がりを高精度で測量可能な曲がり測量用走行装置、及び曲がり測量システム、並びに曲がり測量方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る曲がり測量システムの構成及び測量方法を模式的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る曲がり測量用走行装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 曲がり測量用走行装置
５ 測量用プリズム（測量ターゲット）
１０ 走行架台
２０ フロント架台
３０ リア架台
４０ 連結部
１００ 曲がり測量システム
Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４、Ｗ_５、Ｗ_６ 車輪
ＴＳ トータルステーション（測量手段）
Ｐ 管（筒体）
Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４ 管ユニット（筒体ユニット）

Claims (3)

1. 長手方向の一開口側から見通し可能で直線状に配設された筒体または溝体の内部を、前記筒体または前記溝体の長手方向に走行し、前記筒体または前記溝体の曲がりを測量するために使用される曲がり測量用走行装置であって、
   走行架台と、
   前記走行架台に固定された曲がり測量用の測量ターゲットと、
   前記筒体または前記溝体の内周面に対して、前記測量ターゲットの位置を保持する測量ターゲット位置保持機構と、を備えたことを特徴とする曲がり測量用走行装置。
2. 請求項１に記載の曲がり測量用走行装置と、
   前記測量ターゲットの位置を測量する測量手段と、を備えたことを特徴とする曲がり測量システム。
3. （ａ）請求項１に記載の曲がり測量用走行装置を、前記筒体または前記溝体の内部を走行させる走行工程と、
   （ｂ）前記測量ターゲットの位置を測量する測量ターゲット位置測量工程と、を備えたことを特徴とする曲がり測量方法。

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