JP2006234728A - Movable checking system and method used inside cave passage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洞道内に敷設され流体を輸送する導管を検査する洞道内移動点検システム及びその方法に関する。 The present invention relates to a movement inspection system in a sinus and a method thereof for inspecting a conduit laid in a sinus and transporting a fluid.
一般に、可燃性ガス、水、油等のような流体は、長距離のパイプラインを介して輸送される。この流体を輸送するための導管は、地中又は水中に洞道を構築し、この洞道内に敷設される。 In general, fluids such as combustible gas, water, oil, etc. are transported through long-distance pipelines. The conduit for transporting the fluid constructs a cave in the ground or underwater and is laid in the cave.
洞道内に敷設された導管は、腐食、地震又は地殻変動等によって、曲がり、亀裂、割れ等の欠陥が発生することがある。また洞道内に設置された各種設備又は固定センサ等が故障や異常を起こすことがある。 The conduit laid in the cave may be bent, cracked, cracked, or other defects due to corrosion, earthquake or crustal deformation. In addition, various facilities or fixed sensors installed in the cave may cause a failure or abnormality.
このような異常事態が発生した場合又は定期的に、洞道内の導管や設備の状態を点検検査することが必要である。この洞道内に敷設された導管を自動的に検査するための手段として、一般に、洞道内移動点検システムがある。 When such an abnormal situation occurs or periodically, it is necessary to check and inspect the state of the conduits and equipment in the sinus. As a means for automatically inspecting a conduit laid in the cave, there is generally an intra-cave movement inspection system.
このような洞道内移動点検システムとしては、洞道内に敷設された導管に沿って、その長さ方向に一定間隔をあけて複数個のリニアコイル及びセンサが配置されているリニアガイドを設けて、導管の亀裂、割れ等の欠陥を検査する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As such a movement inspection system in a cave, a linear guide in which a plurality of linear coils and sensors are arranged at regular intervals in the length direction along a conduit laid in the cave is provided. A method for inspecting defects such as cracks and cracks in a conduit is known (for example, see Patent Document 1).
このリニアガイドに、検査機器が搭載された走行体を走行自在に懸吊し、走行体に設けられた永久磁石と、リニアガイドに設けられたリニアコイルとの吸引、反発によって走行体を高速で走行させる。この走行体に搭載された検査機器により、導管の亀裂、割れ等の欠陥を検査するものである。
しかしながら、上述した従来の洞道内移動点検システムにおいては、リニアコイルを長距離に渡って設置する必要があるため、敷設に膨大な時間と費用がかかるという課題があった。 However, in the above-described conventional intra-cave movement inspection system, since it is necessary to install the linear coil over a long distance, there is a problem that it takes enormous time and cost to install the coil.
また、点検機器を懸架するため、強度上の問題から搭載する重量に制限があり、機能が限定される恐れがある。特に防爆仕様にするためには、防爆仕様の機器を選定するか、強固な防爆収納ケースに機器を収納する必要があり、通常の数倍から数10倍の重量を考慮する必要がある。このため、システム構成が困難であるとの課題があった。 Moreover, since the inspection equipment is suspended, there is a limit to the weight to be mounted due to a problem in strength, and there is a possibility that the function may be limited. In particular, in order to obtain an explosion-proof specification, it is necessary to select an explosion-proof specification device or to store the device in a strong explosion-proof storage case, and it is necessary to consider a weight several times to several tens of times that of a normal case. For this reason, there existed a subject that system configuration was difficult.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、設置が簡単でしかも防爆対策を容易に講じることのできる洞道内移動点検システム及びその方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an intra-way movement inspection system and method that can be easily installed and can easily take explosion-proof measures.
上記目的を達成するため、本発明は、洞道内に敷設され流体を輸送する導管を検査する洞道内移動点検システムにおいて、洞道内に流体を輸送するために設置された導管と、この導管に併設されたレールと、このレールに沿って走行する走行車両と、この走行車両に設けられ前記洞道内のデータを収集するセンサと、この走行車両を走行させるモータに給電する電源装置と、前記レールに併設され前記センサと無線通信を行う複数の信号伝送装置と、この信号伝送装置からの信号を送受信する地上に設置された操作制御装置と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an in-site movement inspection system for inspecting a conduit laid in a sinus and transporting a fluid, and a conduit installed for transporting a fluid into the sinus, and the conduit. Rail, a traveling vehicle that travels along the rail, a sensor that is provided on the traveling vehicle and collects data in the tunnel, a power supply that supplies power to a motor that travels the traveling vehicle, and the rail The apparatus includes a plurality of signal transmission apparatuses that are provided side by side and perform wireless communication with the sensor, and an operation control apparatus that is installed on the ground and that transmits and receives signals from the signal transmission apparatuses.
また、上記目的を達成するため、本発明の洞道内移動点検ロボット方法においては、洞道内に敷設され流体を輸送する導管を検査する洞道内移動点検方法において、洞道内に流体を輸送するための導管を設置する導管設置ステップと、この設置された導管に沿ってレールを併設するレール併設ステップと、このレールに沿って走行車両が走行する車両走行ステップと、この走行する車両に設けられたセンサにより前記洞道内のデータを収集するデータ収集ステップと、このデータを、前記レールに併設された複数の信号伝送装置を介して、地上に設置された操作制御装置に送信するデータ送信ステップと、を有することを特徴とするものである。 Further, in order to achieve the above object, in the intra-cave movement inspection robot method of the present invention, in the intra-cave movement inspection method for inspecting a conduit laid in the cave and transporting the fluid, for transporting the fluid into the cave A conduit installation step for installing a conduit, a rail-attached step for providing a rail along the installed conduit, a vehicle travel step for traveling vehicle along the rail, and a sensor provided on the traveling vehicle A data collection step for collecting data in the cave, and a data transmission step for transmitting this data to an operation control device installed on the ground via a plurality of signal transmission devices provided on the rail. It is characterized by having.
本発明の洞道内移動点検システムによれば、洞道内に、流体を輸送するための導管に併設されたレールに沿って走行する走行車両を設けることにより、設置が簡単でしかも防爆対策を容易に講じることができる。 According to the intra-cave movement inspection system of the present invention, by providing a traveling vehicle that travels along a rail attached to a conduit for transporting fluid in the cave, the installation is simple and the explosion-proof measures can be easily obtained. Can be taken.
以下、本発明に係る洞道内移動点検システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a movement inspection system for caves according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の実施の形態の洞道内移動点検システムの全体を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing the entire intra-cave movement inspection system according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、例えば、洞道1内に流体を輸送するための導管2が設置され、さらに洞道1内の下部には走行用のレール5が2本設置される。このレール5に沿って走行車両10が走行する。走行車両10には、洞道1内のデータを収集するためのセンサ20及び充電池40が搭載される。走行車両10の駆動用のモータ12(図2参照)は、充電池40と配線により接続される。
As shown in FIG. 1, for example, a conduit 2 for transporting a fluid is installed in the sinus 1, and two
洞道1内の上部には、無線通信による信号伝送装置30が複数設置される。この信号伝送装30は、気密性の対策を講じる等の防爆仕様の部品等から構成される。万が一、導管2中の可燃性流体が洞道1内に充満し、可燃性流体が防爆仕様の信号伝送装置30へ侵入しても、信号伝送装置30の電気系統に起因する可燃性流体の燃焼を防止することができる。
A plurality of
一方、地上には制御室70が設置されている。この制御室70内の操作制御装置50と洞道1内の信号伝送装置30とはケーブル60で結ばれている。信号伝送装置30からの信号は、無線により走行車両10のセンサ20に伝達される。
On the other hand, a
このように構成された本実施の形態において、操作制御装置50からの動作指令は、ケーブル60及び洞道1内に複数設置された防爆仕様の信号伝送装置30を介して行われる。信号伝送装置30に伝送された動作指令は走行車両10に伝達される。この動作指令に従って、走行車両10はレール5上を移動し、洞道1内のデータ収集を行う。この収集されたデータは、走行車両10から極近又は電波状態の良好な信号伝送装置30及びケーブル60を介して操作制御装置50に伝送され、表示及び記録される。
In the present embodiment configured as described above, an operation command from the
本実施の形態によれば、作業員が接近することなく、洞道1内の任意の場所のデータを収集でき、安全性の確保及び省力化を図ることができる。洞道1内に敷設する物量がレールと信号伝送装置(ケーブル)に区分しているので、容易にしかも安価に施工することができる。このため、走行車両10に搭載するセンサは、種々に追加又は交換が可能であり、将来の設計変更に対応して柔軟なシステムの構築が可能である。
According to the present embodiment, it is possible to collect data of an arbitrary place in the sinus 1 without approaching an operator, and it is possible to secure safety and save labor. Since the quantity laid in the tunnel 1 is divided into the rail and the signal transmission device (cable), it can be constructed easily and at low cost. For this reason, the sensors mounted on the traveling
なお、この走行車両10は、センサ20による無線通信を採用しているためにケーブル処理装置が不必要で複数台をレール5上に配置することも容易である。さらに、走行車両10を防爆部品で構成し、信号伝送装置10も防爆仕様化することにより、導管2中の流体が可燃性の場合にも適用が可能となる。
In addition, since this traveling
図2は図1の防爆仕様の走行車両の基本構成を示す斜視図であり、図3は図2の防爆仕様の走行車両の構成を示す正面図であり、図4は図2の防爆仕様の走行車両の構成を示す側面図である。 2 is a perspective view showing the basic configuration of the explosion-proof traveling vehicle of FIG. 1, FIG. 3 is a front view showing the configuration of the explosion-proof traveling vehicle of FIG. 2, and FIG. 4 is the explosion-proof specification of FIG. It is a side view which shows the structure of a traveling vehicle.
図2乃至図4に示すように、走行車両10は防爆仕様の部品等から構成される。走行車両10の車体9の下部には軸受(図示せず)を介して車軸25が2本回転支持される。車軸25の両端には車輪11が取り付けられる。車体9に取り付けられたモータ12の回転は駆動系13を介して車輪11に伝達される。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
この車軸25の内側にはプーリ13bが取り付けられる。プーリ13b、モータ12、モータ12の軸に取り付けられたプーリ13a、プーリ13aとプーリ13bとを結合するベルト13cから駆動系13が構成される。この駆動系13により走行系28が形成される。
A
車体9には、気密仕様の防爆ケース40a内に収納された充電池40が着脱自在に設置される。また、車体9には、防爆ケース15aに収納されたインバータ及びDC−DCコンバータからなる電源装置15が配置される。また、防爆ケース16aに収納された制御用コンピュータ、モータアンプ、無線信号伝送装置からなる制御・無線伝送装置16が設けられる。車体9の上部には、アンテナ18が取り付けられる。その他に、防爆仕様のセンサアンプ17、防爆仕様のテレビカメラ20aやガスセンサ等のセンサ20、これらを結ぶケーブル35から構成される。
A
充電池40からの電気は電源装置15に供給される。電源装置15において、必要に応じ交流又は直流電圧に変換され、制御・無線伝送装置16やセンサアンプ17に供給される。
Electricity from the
本実施の形態において、点検検査が必要になった場合には、充電池40が別な場所に保管されている場合は、充電池40を移動して取り付ける。充電池40が既に取り付けてある場合には、操作制御装置50から遠隔操作により走行車両10の電源を入れる。次に、予め決められたプログラム又は操作員の指示を信号伝送装置30を介して走行車両10の制御・無線伝送装置16へ伝送される。この操作員の指示に基づき走行系28を制御しながら走行車両10を走行させる。同時に、センサ20からの信号はセンサアンプ17を介して、または直接制御・無線伝送装置16からアンテナ18を介して信号伝送装置30へと伝送される。こうして、センサ20からの信号は、ケーブル60介して操作制御装置50へ送られ、データとして表示される。
In the present embodiment, when inspection inspection becomes necessary, when the
本実施の形態によれば、洞道内移動点検システムは、遠隔で洞道内の点検検査ができるために、作業員が洞道内に侵入しなくとも、洞道1内の安全状態や環境状態を把握することができる。さらに、点検車両10自体が、電気的に防爆構造となっているために、万一洞道内に可燃性ガスが存在する場合においても、安全に点検監視を行うことができる。
According to the present embodiment, since the intra-cave movement inspection system can remotely inspect and inspect the cave, it is possible to grasp the safety state and the environmental state in the cave 1 even if an operator does not enter the cave. can do. Furthermore, since the
また、車輪11の材料をプラスチック、ゴム又は銅ベリリウム合金とする。走行車両10がレール5上を走行する場合に、通常の鋳鉄車輪の場合には、制動時やレールの継目部分で車輪11とレール5の摺動や衝撃により火花が発生する場合がある。
The material of the
プラスチック、ゴム又は銅ベリリウム合金を使用することによって、火花の発生が抑制され、引火性ガスが充満した環境においても安全に走行できる走行車両10を得ることができる。
By using plastic, rubber, or copper beryllium alloy, the generation of sparks is suppressed, and the traveling
本実施の形態によれば、電気的にも機械的にも防爆性のある洞道内移動点検システムを得ることができる。 According to the present embodiment, it is possible to obtain a movement inspection system in a sinus that is electrically and mechanically explosion-proof.
図5は、本発明の他の実施の形態の非接触充電構造を含む洞道内移動点検システムの全体を示す斜視図である。この実施の形態は、図1の実施の形態に非接触給電装置81を追加して設けたものであり、図1と同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
FIG. 5 is a perspective view showing the entire intra-cave movement inspection system including the non-contact charging structure according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, a non-contact
図5に示すように、洞道1内の予め決められた充電場所80に非接触給電装置81を設置する。この非接触給電装置81と操作制御装置50とはケーブル61で接続される。一方、走行車両10の側面に非接触式受電装置82を設置する。
As shown in FIG. 5, a non-contact
本実施の形態において、充電は次のように行われる。走行車両10を充電場所80に移動し位置決めした後に、操作制御装置50からの指令により非接触給電装置81を動作させ、走行車両10の非接触受電装置82を介して充電池40に充電する。充電池40の充電状態を、信号伝送装置30を介して操作制御装置50に伝送する。この信号伝送装置30からの情報に基づいて、非接触給電装置81の動作を停止する。
In the present embodiment, charging is performed as follows. After the traveling
本実施の形態によれば、遠隔操作で適正に充電を行うことが可能になり、電池の交換や人手による充電作業が削減できる。また、走行車両10の待機場所と充電場所80を一致させれば、常に走行車両10の充電池40は充電状態を保持できるため、臨機応変に洞道内移動点検システムの運用が可能となる。
According to the present embodiment, it is possible to appropriately charge by remote operation, and battery replacement and manual charging work can be reduced. Further, if the standby location of the traveling
図6は、図1の防爆仕様の走行車両の障害物検知の映像概念を示すの斜視図である。 FIG. 6 is a perspective view showing a video concept of obstacle detection of the explosion-proof traveling vehicle of FIG.
図6に、走行車両10に搭載したITVカメラ101(図7も参照)からの映像を示す。通常レール5上に障害物90が無いときには図6(a)のように2本のレール5は遠点に向かってハの字状に直線に見える。ところが、図6(b)のように、レール5上に障害物90が認められる場合はレール5の直線が途切れる。このとき、この障害物90が存在する画像を処理してレール5の直線を抽出することにより、レール5上の障害物90を検知することができる。
FIG. 6 shows an image from the ITV camera 101 (see also FIG. 7) mounted on the traveling
なお、洞道1内は照明条件がほぼ一定のために、画像処理には有利な条件となっている。点検監視用のカメラと兼用することによって、新たにセンサを追加する必要がない等の長所がある。 In addition, since the illumination conditions in the sinus 1 are almost constant, the conditions are advantageous for image processing. There is an advantage that it is not necessary to add a new sensor by using it as a camera for inspection and monitoring.
図7は、レーザ光による障害物検知方法を適用した走行車両10を示す斜視図であり、図8は、図7の走行車両10のレーザ光による障害物検知の映像概念を示す説明図で、(a)は障害物が存在しない状況を示す斜視図、(b)は障害物が存在する状況を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing the traveling
図7に示すように、走行車両10に2個の扇状ビームを発するレーザ発振器100とITVカメラ101が搭載される。ITVカメラ101の画面上でレーザ光画像を処理することによりレール5表面の形状を解析する。このようにして、走行車両10が走行するレール5上に支障を及ぼす異常の有無を検知する。この検知信号を、操作制御装置50に通報すると同時に走行車両10を自動停止する。
As shown in FIG. 7, a
図8(a)に示すように、通常レール5面は平坦であるので、レール5上のレーザ光は直線となる。しかし、(b)に示すように、レール5上に凹凸があると、レーザ光は切断面を表すため直線ではなくなる。
As shown in FIG. 8A, the surface of the
本実施の形態によれば、ITVカメラ101の画面上でレーザ光画像を処理することにより、レール5面上の異常を検知することが可能となる。
According to the present embodiment, it is possible to detect an abnormality on the surface of the
図9は、充電池用防爆ケース41のスイッチ(閉状態)の構造を示す縦断面図であり、図10は、充電池用防爆ケース41のスイッチ(開状態)の構造を示す縦断面図である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the structure of the switch (closed state) of the explosion-
図9に示すように、充電池用防爆ケース41内の配線42aにスイッチ42を設ける。このスイッチ42は、スプリング43を介して操作棒44が取り付けられている。この操作棒44は防爆ケース41を貫通し、ガイド45と係合している。この操作棒44には、直角方向にピン46が取り付いている。操作棒44を引上げガイド45からピン46が外れると、操作棒44は回転可能になる。操作棒44と防爆ケース41の間はOリング49があり気密性を保持している。本図は、スイッチ42をONにした状態を示す。
As shown in FIG. 9, a
図10は、防爆コネクタ48を充電池用防爆ケース41から外す前に、操作棒44を操作しスイッチ42をOFFにした状態を示す。
FIG. 10 shows a state where the operating
本実施の形態によれば、防爆コネクタ48を充電池用防爆ケース41から取り外す前に充電池40を切離すため、充電池40が外気に触れることが無くなるので、より一層安全性を向上することができる。
According to the present embodiment, the
図11は、車輪付き充電池用防爆ケース41の構造を示す斜視図であり、図12は、車輪付き充電池用防爆ケース41のプラットホームを示す概略縦断面図である。
FIG. 11 is a perspective view showing the structure of the explosion-
図11に示すように、充電池用防爆ケース41の底部には4個の車輪110が設置される。この防爆ケース41には、走行車両10への固定部111が設けられている。また、移動用の取手112が取り付けられている。
As shown in FIG. 11, four
図11に示すように、走行車両10の充電池用防爆ケース41の取り付け場所と同一平面に調整する為に、充電池40の交換場所においてスロープ付きプラットホーム115を設ける。
As shown in FIG. 11, a
本実施の形態によれば、走行車両10の重量物となる充電池40の交換を容易に行うことができる。
According to the present embodiment, it is possible to easily replace the
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、走行車両10が走行するレール5を洞道1内の上部に1本設置する等の構造に変更してもよく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and is changed to a structure in which one
1…洞道、2…導管、5…レール、10…走行車両、20…センサ、30…信号伝送装置、40…充電池、50…操作制御装置、60…ケーブル、70…制御室、80…充電場所、90…障害物。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cave, 2 ... Conduit, 5 ... Rail, 10 ... Traveling vehicle, 20 ... Sensor, 30 ... Signal transmission device, 40 ... Rechargeable battery, 50 ... Operation control device, 60 ... Cable, 70 ... Control room, 80 ... Charging place, 90 ... obstacle.
Claims (13)
洞道内に流体を輸送するために設置された導管と、
この導管に併設されたレールと、
このレールに沿って走行する走行車両と、
この走行車両に設けられ前記洞道内のデータを収集するセンサと、
この走行車両を走行させるモータに給電する電源装置と、
前記レールに併設され前記センサと無線通信を行う複数の信号伝送装置と、
この信号伝送装置からの信号を送受信する地上に設置された操作制御装置と、
を有することを特徴とする洞道内移動点検システム。 In the intra-site movement inspection system for inspecting a conduit that is laid in the path and transports fluid,
A conduit installed to transport fluid into the sinus;
A rail attached to this conduit,
A traveling vehicle traveling along this rail;
A sensor provided on the traveling vehicle for collecting data in the cave;
A power supply device for supplying power to a motor that drives the traveling vehicle;
A plurality of signal transmission devices that are attached to the rail and perform wireless communication with the sensor;
An operation control device installed on the ground for transmitting and receiving signals from the signal transmission device;
A movement inspection system in a cave characterized by comprising:
洞道内に流体を輸送するための導管を設置する導管設置ステップと、
この設置された導管に沿ってレールを併設するレール併設ステップと、
このレールに沿って走行車両が走行する車両走行ステップと、
この走行する車両に設けられたセンサにより前記洞道内のデータを収集するデータ収集ステップと、
このデータを、前記レールに併設された複数の信号伝送装置を介して、地上に設置された操作制御装置に送信するデータ送信ステップと、
を有することを特徴とする洞道内移動点検方法。 In the inspection method for movement in a cave that inspects a conduit that is laid in a cave and transports fluid,
A conduit installation step for installing a conduit for transporting fluid in the sinus;
A rail-equipped step that installs a rail along the installed conduit,
A vehicle travel step in which the traveling vehicle travels along the rail;
A data collection step of collecting data in the sinus by a sensor provided in the traveling vehicle;
A data transmission step of transmitting this data to an operation control device installed on the ground via a plurality of signal transmission devices provided alongside the rail;
A method for checking movement in a cave characterized by comprising:
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