JP2016077070A - Movable machine travelling on aerial cable, and movement method therefor - Google Patents
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Description
本発明は、架空ケーブルを走行する移動機械及びその移動方法に関する。 The present invention relates to a moving machine that travels over an aerial cable and a moving method thereof.
鉄塔間に張られている架空送電線は、耐張碍子を介して、鉄塔に支持されている。そして、隣り合う架空送電線同士の電気的導通を確保するため、隣り合う架空送電線同士は、耐張碍子近傍に配置されるジャンパ線により接続されている。以下の記載では、鉄塔間に張られている架空送電線のことを「架空送電線の本線」や単に「本線」ということがあり、「本線」と「ジャンパ線」とを区別せず総称して「架空送電線」ということがある。 The overhead power transmission line stretched between the steel towers is supported by the steel tower via a tension insulator. And in order to ensure electrical continuity between adjacent overhead power transmission lines, the adjacent overhead power transmission lines are connected by a jumper line disposed in the vicinity of the tension insulator. In the following description, overhead power transmission lines stretched between steel towers are sometimes referred to as “mains of overhead power transmission lines” or simply “mains”, and they are collectively referred to as “mains” and “jumper lines”. Sometimes called "overhead transmission line".
高圧電流が流れる架空送電線では、電線の腐食や損傷が発生するため、施設維持のための検査が行われる。検査は、従来では人手により行われてきた。しかし、近年では、架空送電線上を自ら走行する移動機械によって、この検査をより低コストに行おうとする動きがある。 Overhead transmission lines that carry high-voltage currents are subject to wire corrosion and damage, and are therefore inspected for facility maintenance. The inspection has conventionally been performed manually. However, in recent years, there is a movement to perform this inspection at a lower cost by a mobile machine that runs on an overhead power transmission line.
架空送電線上を移動する検査装置として、特許文献1(自走式架空電線検査装置)には、架空電線上を駆動輪が回転走行することによって架空電線上を走行する2つの走行装置と、該走行装置にぶら下げられ且つ当該自走式架空電線検査装置の重心を移動させることができる重心走行装置とを具備し、該重心走行装置が当該自走式架空電線検査装置の走行方向に対して垂直な水平軸線周りで一方の走行装置に対して回転可能であって且つ鉛直軸線周りでも該一方の走行装置に対して回転可能であるように該一方の走行装置に接続されていると共に、当該自走式架空電線検査装置の走行方向に対して垂直な水平軸線周りで他方の走行装置に対して回転可能であって且つ鉛直軸線周りでも該他方の走行装置に対して回転可能であるように該他方の走行装置に接続されることが記載されている。 As an inspection device that moves on an overhead power transmission line, Patent Document 1 (self-propelled overhead wire inspection device) includes two traveling devices that travel on the overhead wire by rotating a drive wheel on the overhead wire, A center-of-gravity traveling device that is suspended by the traveling device and that can move the center of gravity of the self-propelled overhead wire inspection device, and the center-of-gravity traveling device is perpendicular to the traveling direction of the self-propelled overhead wire inspection device. Connected to the one traveling device so as to be rotatable around one horizontal axis and to the other traveling device around the vertical axis. The rotating overhead electric wire inspection device can be rotated with respect to the other traveling device around a horizontal axis perpendicular to the traveling direction of the traveling overhead wire inspection device, and can also be rotated with respect to the other traveling device around a vertical axis. The other It has been described to be connected to the row unit.
本発明者らが、本線上を連続的に走行できる移動機械について鋭意検討を行った結果、次の知見を得るに至った。 As a result of intensive studies on the mobile machine that can continuously travel on the main line, the present inventors have obtained the following knowledge.
本線上を移動機械が連続的に走行するためには、本線を支持している懸垂碍子や耐張碍子等の障害の乗り越え(回避)が重要である。即ち、移動機械がこれらを避けながら各鉄塔間の本線を連続的に走行することで、各鉄塔間の本線を一台の移動機械によって、連続的に検査することができる。 In order for the mobile machine to continuously travel on the main line, it is important to overcome (avoid) obstacles such as a suspension insulator and a tension insulator that support the main line. That is, the mobile machine continuously runs the main line between the steel towers while avoiding these, so that the main line between the steel towers can be continuously inspected by one mobile machine.
しかし、これらの中でも、特に耐張碍子は、架空送電線の本線に張力を与えるため、本線の端部に存在しており、乗り越えが難しい。一方で、もし、移動機械が耐張碍子上を走行すると、耐張碍子が破損する可能性がある。さらに、移動機械が耐張碍子上を走行すると、本線に接しているために高電圧になっている移動機械と、鉄塔との距離が近くなるため、十分な絶縁が確保できなくなる可能性がある。そこで、本線を走行してきた移動機械は、耐張碍子の脇に設置されたジャンパ線上を走行して耐張碍子を回避し、その後、その先の本線を引き続き走行することが考えられる。 However, among these, the tension insulators in particular are present at the ends of the main line because they give tension to the main line of the overhead power transmission line, and it is difficult to get over. On the other hand, if the mobile machine runs on the tension insulator, the tension insulator may be damaged. Furthermore, when the mobile machine runs on a tension insulator, the distance between the high-voltage mobile machine and the steel tower is close because it is in contact with the main line, so there is a possibility that sufficient insulation cannot be secured. . Therefore, it is conceivable that the mobile machine that has traveled on the main line travels on a jumper line installed on the side of the tension insulator to avoid the tension insulator, and then continues to travel on the main line after that.
ここで、特許文献1に記載の技術では、2つの走行装置を交互に架線上から退避することで、懸垂碍子等の障害が乗り越えられている。しかし、この技術では、移動機械は、架空送電線に対して、摩擦力のみによって支えられている。そのため、この技術では対応できる傾斜角が小さく、急峻な傾斜を有するジャンパ線上を移動機械が走行することが難しい。
Here, in the technique described in
また、移動機械が、いったん本線からの接触を解いてジャンパ線に移動し、その後再び本線に接触するとき、ジャンパ線や本線への接触には、高精度さが要求される。しかし、特許文献1には具体的にどのようにして乗り越え先の位置(ジャンパ線や本線の位置)を特定し、また、走行位置の誘導を行うのかは、開示も示唆もされていない。特に、架空送電線や、移動機械を構成するアーム等は、風等によって揺れるため、再度走行可能な程度に安定して架空送電線に再接触させることが難しい。従って、架空送電線上に存在する障害を乗り越える技術としては、特許文献1に記載の技術では不十分である。
Further, when the moving machine once releases the contact from the main line and moves to the jumper line and then contacts the main line again, high accuracy is required for the contact with the jumper line or the main line. However,
本発明はこれらの課題に鑑みて為されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、架空ケーブル上に存在する障害を簡便かつ容易に回避して、連続的に架空ケーブル上を移動可能な移動機械及び移動方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of these problems, and the problem to be solved by the present invention is that the obstacles existing on the aerial cable can be easily and easily avoided and continuously moved on the aerial cable. It is to provide a movable machine and a movable method.
本発明は、一組の車輪を備え、当該一組の車輪の間に架空ケーブルを位置させるとともに、当該一組の車輪のうちの少なくとも一つの車輪が回転することで前記架空ケーブル上を走行可能にする第一走行装置と、前記第一走行装置とは別体に構成され、一組の車輪を備え、当該一組の車輪の間に前記架空ケーブルを位置させるとともに、当該一組の車輪のうちの少なくとも一つの車輪が回転することで前記架空ケーブル上を走行可能にする第二走行装置と、前記第一走行装置を、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の任意の位置に移動可能な第一移動機構と、前記第一移動機構とは独立して構成され、前記第二走行装置を、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の任意の位置に移動可能な第二移動機構と、を備えて前記架空ケーブルを伝って走行する、移動機械に関する。 The present invention includes a set of wheels, and an aerial cable is positioned between the set of wheels, and at least one wheel of the set of wheels can be rotated to travel on the aerial cable. The first traveling device is configured separately from the first traveling device, and includes a set of wheels, the aerial cable is positioned between the set of wheels, and the set of wheels A second traveling device that enables traveling on the aerial cable by rotating at least one of the wheels, and the first traveling device is moved to any position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. A first movable mechanism that is capable of moving the second traveling device to any position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. And traveling along the aerial cable with a mechanism It relates to a mobile machine.
また、本発明は、一組の車輪を備え、当該一組の車輪の間に架空ケーブルを位置させるとともに、当該一組の車輪のうちの少なくとも一つの車輪が回転することで前記架空ケーブル上を走行可能にする第一走行装置と、前記第一走行装置とは別体に構成され、一組の車輪を備え、当該一組の車輪の間に前記架空ケーブルを位置させるとともに、当該一組の車輪のうちの少なくとも一つの車輪が回転することで前記架空ケーブル上を走行可能にする第二走行装置と、前記第一走行装置を、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の任意の位置に移動可能な第一移動機構と、前記第一移動機構とは独立して構成され、前記第二走行装置を、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の任意の位置に移動可能な第二移動機構と、を備えて前記架空ケーブルを伝って走行する移動機械が、走行中に前記架空ケーブルの前方に障害があるときに、前記障害となる物の近傍で前記移動機械の走行を停止し、前記第二走行装置による前記架空ケーブルの把持が行われている状態で、走行方向前方に配置される前記第一走行装置による前記架空ケーブルの把持を解除し、前記第一移動機構によって、前記架空ケーブルにおける前記障害となる物よりも先で再度把持を行う第一把持部位の近傍まで前記第一走行装置を移動させ、移動された前記第一走行装置によって前記第一把持部位で前記架空ケーブルが把持され、前記第一走行装置による前記架空ケーブルの把持が行われている状態で、走行方向後方に配置される前記第二走行装置による前記架空ケーブルの把持を解除し、前記第二移動機構によって、前記架空ケーブルにおける前記障害となる物よりも先で再度把持を行う第二把持部位の近傍まで前記第二走行装置を移動させ、移動された前記第二走行装置によって前記第二把持部位で前記架空ケーブルが把持され、前記架空ケーブル上において、前記移動機械による走行が再度行われる、移動方法に関する。 In addition, the present invention includes a pair of wheels, and an aerial cable is positioned between the pair of wheels, and at least one of the pair of wheels rotates so that the aerial cable is rotated on the aerial cable. The first traveling device that enables traveling and the first traveling device are configured separately, each having a set of wheels, the aerial cable being positioned between the set of wheels, and the set of the set A second traveling device that enables traveling on the aerial cable by rotating at least one of the wheels, and the first traveling device at any position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. A first moving mechanism that is movable independently of the first moving mechanism, and a second moving device that is movable to any position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. Two moving mechanisms, and along the overhead cable When the moving mobile machine has an obstacle in front of the overhead cable during traveling, the traveling of the mobile machine is stopped in the vicinity of the obstacle and the overhead traveling cable is gripped by the second traveling device. In this state, the holding of the aerial cable by the first traveling device arranged forward in the traveling direction is released, and the first moving mechanism again releases the obstacle in the aerial cable before the obstacle. The first traveling device is moved to the vicinity of the first gripping portion to be gripped, the aerial cable is gripped by the first gripping portion by the moved first traveling device, and the aerial cable by the first traveling device. In the state where the gripping is performed, the gripping of the aerial cable by the second traveling device arranged rearward in the traveling direction is released, and the aerial cable is moved by the second moving mechanism. The second traveling device is moved to the vicinity of the second gripping portion that grips again before the obstacle in the bull, and the aerial cable is moved at the second gripping portion by the moved second traveling device. The present invention relates to a movement method in which the vehicle is gripped and traveled by the mobile machine is performed again on the overhead cable.
本発明によれば、架空ケーブル上に存在する障害を簡便かつ容易に回避して、連続的に架空ケーブル上を移動可能な移動機械及び移動方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the obstacle which exists on an aerial cable can be avoided easily and easily, and the moving machine and the movement method which can move on an aerial cable continuously can be provided.
以下、図面を適宜参照しながら、本発明を実施するための形態(本実施形態)を説明する。はじめに、本実施形態の移動機械の構成について説明し、次いで、この移動機械を用いた架空送電線上の移動方法について説明する。 Hereinafter, a form for carrying out the present invention (this embodiment) will be described with reference to the drawings as appropriate. First, the configuration of the mobile machine of the present embodiment will be described, and then the moving method on the overhead power transmission line using this mobile machine will be described.
図1は、本実施形態の移動機械1の全体外観図である。図1では、図示の簡略化のために、架空送電線の配置の様子は示していない。移動機械1は、図1では図示しない架空送電線(本線及びジャンパ線)上を移動するものである。移動機械1は、ボディ2と、2本のアーム3r,3fと、アーム3r,3fの先端に取り付けられた走行装置4r,4fと、カウンタウェイト部5とを備えている。
FIG. 1 is an overall external view of a
なお、アーム3r,3fに関して、アーム3rは後方(rear)のアーム3を表し、アーム3fは前方(front)のアーム3を表す。そして、これらについて、以下の記載では、区別する必要がない場合には、これらをまとめて「アーム3」と略記することがある。走行装置4r,4f等の他の装置や手段に関しても同様であり、符号の末尾の「r」及び「f」については同じ意味とする。
Regarding the
ボディ2は、直交する3方向(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向)のボディ2の角度及び角速度を計測するための姿勢検出装置7と、架空送電線、アーム3及び走行装置4の位置を観察するための概略カメラ9とを備えている。姿勢検出装置7は、例えばジャイロスコープである。概略カメラ9(第一撮像装置)は、移動機械1の進行方向前方の状況を撮像可能なものであり、例えばパンやチルト動作を実行可能なステレオカメラである。
The body 2 includes an
アーム3は、4つのリンク機構21,22,23,24により構成されている。アーム3が複数のリンク機構により構成されていることで、安価な構成とすることができる。アーム3は、いずれも後記するが、把持リンク33、走行車輪32、把持車輪34等を支持している。そして、多リンクのアーム3が駆動することで、走行装置4を任意の位置まで移動することができるようになっている。
The
リンク機構21,22,23,24は、ボディ2側から走行装置4に向かってこの順に配置されている。これらのうち、リンク機構21は、ボディ2から約直上方向に伸縮可能に取り付けられている。また、リンク機構22は、リンク機構21に平行な回転軸A1r,A1fを軸に回転可能に取り付けられている。さらに、リンク機構23は、リンク機構22の、リンク機構21とは反対側に、回転軸A1r,A1fと平行な回転軸A2r,A2fを軸に回転可能に取り付けられている。そして、リンク機構24は、リンク機構23の、リンク機構22とは反対側に、回転軸A2r,A2fと水平方向に直交する回転軸A3r,A3fを軸に回転可能に取り付けられている。
The
走行装置4は、アーム3の、ボディ2とは反対側の端に、回転軸A3r,A3fと平行な回転軸A4r,A4fを軸に回転可能に取り付けられている。移動機械1は、二つの走行装置4r,4fによって架空送電線を把持することで、架空送電線に支持される。また、詳細は図2を参照しながら後記するが、走行装置4r,4fを構成する走行車輪32と把持車輪34との間に架空送電線が配置され、走行車輪32が図示しないモータによって回転することで、移送機械1が架空送電線上を移動可能になっている。
The traveling device 4 is attached to the end of the
カウンタウェイト部5は、3つのリンク機構26,27,28と、カウンタウェイト6とにより構成されている。リンク機構26,27,28は、ボディ2側からこの順に配置されている。
The
リンク機構26は、ボディ2の下部に、鉛直方向を伸びる回転軸A11を軸に回転可能に取り付けられている。また、リンク機構27は、リンク機構26の、ボディ2とは反対側に、回転軸A11と直交する回転軸A12を軸に回転可能に取り付けられている。さらに、リンク機構28は、リンク機構27の、リンク機構26とは反対側に、回転軸A11と同一平面内にある回転軸A13を軸に回転可能に取り付けられている。また、カウンタウェイト(重り)6は、リンク28の、ボディ2とは反対側に固定されており、内部に計算機8を備える。
The
図2は、本実施形態の移動機械1の走行装置4f近辺を拡大して示す外観図である。図2では、本線C(架空ケーブル)が把持される様子を示している。走行装置4fは、ベース30、補助車輪31、走行車輪32、把持リンク33、把持車輪34及び近接カメラ10により構成されている。これらのうち、走行車輪32及び把持車輪34は、上下方向に配置されている。
FIG. 2 is an external view showing the vicinity of the traveling
補助車輪31は、ベース30に対し、回転軸A21を軸に回転可能に取り付けられている。補助車輪31は、移動機械1が本線C上を移動する際、補助車輪31の下方が本線Cに接触し、移動機械1を支えて回転することで、本線Cから受ける移動抵抗を減少せしめている。なお、この例での補助車輪31にはモータ等の駆動装置は接続されておらず、後記する走行車輪32の回転による移動機械1の走行に伴い、補助車輪31が従動回転するようになっている。
The
走行車輪32は、ベース30に対し、回転軸A21と平行な回転軸A22を軸に回転するように備えられている。走行車輪32には図示しないモータが接続され、モータの回転駆動力により、走行車輪32が回転して移動機械1が走行可能になっている。
The traveling
把持車輪34は、把持リンク33に対して、回転軸A22に平行な回転軸A23を中心に回転可能に備えられている。把持車輪34には、補助車輪31と同様にモータ等の駆動装置は接続されておらず、走行車輪32の回転による移動機械1の走行に伴い、把持車輪34が従動回転するようになっている。そして、把持車輪34の表面(本線Cとの接触面)には、補助車輪31や走行車輪32とは異なり、本線Cの形状に沿うように窪んだ形状になっている。把持車輪34がこのような形状になっていることで、より安定した走行が可能になっている。
The
把持リンク33は、ベース30に対して、上下方向に駆動可能に取り付けられている。従って、把持リンク33に取り付けられた把持車輪34も、上下方向に駆動可能になっている。把持リンク33は、図示しないばね等の弾性力により、通常時には走行車輪32と把持車輪34とが最も近接するようになっている。即ち、通常時には、走行車輪32と把持車輪34との間は、通常時には閉じた状態になっている。そして、把持リンク33に対して、モータ等により下方向の力を加えることで把持リンク33が下方向に移動し、これにより、走行車輪32と把持車輪34との間に本線Cを把持可能(出し入れ可能)になっている。
The
近接カメラ10は、ベース30に対して、走行車輪32よりも上方に固定されている。また、近接カメラ10は、走行車輪32及び把持車輪34の近傍を撮像可能になっている。従って、近接カメラ10は、走行車輪32と把持車輪34との間に本線Cが把持される様子や、詳細は後記するが、把持車輪34の下端に本線Cが接触する様子等を撮像可能になっている。
The
図3は、本実施形態の移動機械1に備えられる計算機8のブロック図である。計算機8は、行動制御部50と、障害検出部51と、走行制御部52と、経路変更制御部53と、を備えている。また、計算機8には、姿勢検出装置7と、概略カメラ9と、近接カメラ10と、走行駆動部61と、アーム駆動部62とに接続されている。さらに、計算機8には、図示はしないが、作業員による情報入力を可能な操作受付部(キーボード等)が備えられている。
FIG. 3 is a block diagram of the
行動制御部50は、障害検出部51による概略カメラ9を用いた移動機械1外部の状況を把握して、移動機械1の行動を制御するものである。具体的には、行動制御部50は、外部の状況に応じて、走行車輪32を回転させて本線C上を走行する走行制御部52を用いるか、本線Cとジャンパ線Jとを乗り換えるための把持解除及び再把持動作を行う経路変更制御部53を用いるかを決定する。
なお、走行制御部52及び経路変更制御部53のいずれを用いる場合であっても、カウンタウェイト部5(図1参照)により、移動機械1の姿勢安定化が行われるため、移動機械1のバランスが保たれている。
The
Regardless of which of the
障害検出部51は、概略カメラ9によって、移送機械1の前方の状況を把握するものである。具体的には、障害検出部51は、概略カメラ9によって、架空送電線上にある障害(例えば耐張碍子等のほか、分岐点や急傾斜等)を検出する。障害が検出された場合には、前記のように、行動制御部50によって、経路変更制御部53が用いられることになる。
The
走行制御部52は、移動機械1の架空送電線上での走行を制御するものである。具体的には、走行制御部52は、走行装置1を本線C上で走行させるために、走行駆動部61に対して、走行車輪32を予め決められた所定の速度になるように、走行車輪32に接続されたモータを駆動させるようになっている。また、走行制御部52は、移動機械1の走行中、走行車輪32と把持車輪34とにより架空送電線を挟み込むように把持リンク33を駆動させるようにもなっている。
The traveling
さらに、走行制御部52は、走行中に姿勢検出装置7から取得した移動機械1の姿勢情報と、アーム駆動部62より取得した2本のアーム4及びカウンタウェイト部5の関節角度情報とに基づいて、移動機械1の重心位置を計算するようになっている。そして、計算された重心位置が、本線Cと移動機械1との接点により形成される多角形の内心点直下付近にない場合、走行制御部52は、重心位置が前記の接点が作る多角形の内心点の直下になるように、アーム駆動部62を介してカウンタウェイト部5の姿勢を適宜変化させるようになっている。これにより、本線C上の安定的な走行が可能になっている。
Further, the traveling
経路変更制御部53は、本線C上に障害があるため移動機械1がそれ以上走行できないときに、アーム駆動部62を介して、当該障害を回避するように移動機械1を動作させるものである。これにより、移動機械1は、ジャンパ線に乗り換えて、当該障害を避けて、その先にある本線Cを引き続き走行できるようになる。経路変更制御部53による経路変更時の制御は、図4〜図11をしながら後記する。
The path change
走行駆動部61は、走行装置4の駆動を制御するものであり、具体的には走行車輪32及び把持リンク33に接続されるモータ(いずれも図示しない)を制御するものである。即ち、走行駆動部61によって、走行車輪32の回転速度(移動機械1の走行速度)や把持リンク33の駆動動作が行われるようになっている。走行駆動部61は、図示しないモータに対応するモータドライバがバスで接続されたものである。また、走行駆動部61は、計算機8との間で情報のやりとりを行うことができるようになっている。
The traveling
アーム駆動部62は、アーム3の駆動を制御するものであり、具体的には、アーム3を駆動させることにより、アーム3に接続された走行装置4を任意の位置に移動するものである。このアーム3の駆動は、リンク機構21,22,23,24,26,27,28の各部材に接続されるモータ(いずれも図示しない)を駆動させることで、行われる。アーム駆動部62は、走行駆動部61と同様に、図示しないモータに対応するモータドライバがバスで接続されたものである。また、アーム駆動部62は、走行駆動部61と同様に、計算機8との間で情報のやりとりを行うことができるようになっている。
The
走行駆動部61及びアーム駆動部62は、詳細は図3等を参照しながら後記するが、それぞれの部材に属するモータに対して、回転角度及び回転角速度を指示するようになっている。一方で、走行駆動部61及びアーム駆動部62は、その指示に基づいて回転しているモータの、実際の回転角度及び回転角速度を取得可能になっている。なお、走行駆動部61及びアーム駆動部62は、各モータの減速比情報を予め保持している。
The
なお、計算機8、走行駆動部61及びアーム駆動部62は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、I/F(インターフェイス)等を備えて構成される。そして、計算機8は、ROMに格納されている所定の制御プログラムがCPUによって実行されることにより具現化される。この制御プログラムは、行動制御部50、障害検出部51、走行制御部52、経路変更制御部53等として機能するものである。
Note that the
図4は、本実施形態の移動機械1がジャンパ線Jを走行しているときに、前方に耐張碍子Gが存在してこれ以上走行できない場合に行われるフローである。また、図5は、図4に示すフローに引き続いて行われるフローチャートである。これらのフローチャートに示す制御は、特に示さない限り、経路変更制御部53により実行される。以下、図4及び図5に示すフローについて、図3及び図6〜図11を適宜参照しながら説明する。
FIG. 4 is a flow performed when the
移動機械1がジャンパ線Jの上を走行中、走行制御部52は、姿勢検出装置7から取得した移動機械1の姿勢情報と、アーム駆動部52から取得した2本のアーム4f,4rと、カウンタウェイト部5の間接角度情報とに基づいて移動機械1の重心位置を計算している。具体的には、移動機械1の重心位置が、ジャンパ線Jと移動機械1との接点が作る多角形の内心点直下付近にあるようにする。これにより、安定した走行が行われるようになっている。
While the
そして、移動機械1がジャンパ線J(架空ケーブル)を走行中に、障害検出部51が概略カメラ9を用いて前方の耐張碍子Gを発見する(ステップS101)。そうすると、走行制御部52は、走行駆動部61を介して走行車輪32に接続されたモータを制御して、耐張碍子Gの直前で移動機械1を停止させる(ステップS102)。この様子を示した状態が、図6である。
Then, while the
図6は、ジャンパ線J上を走行中、前方に耐張碍子Gが存在するため停止した状態の移動機械を示す図である。図6に示すように、移動機械1は、前方の走行装置4fが耐張碍子Gの近傍になるような位置で、ジャンパ線J上で停止している。
FIG. 6 is a diagram showing the mobile machine in a stopped state while traveling on the jumper line J because the tension insulator G exists in front. As shown in FIG. 6, the
次いで、行動制御部50は、経路変更制御部53によりカウンタウェイト部5を動作させ、移動機械1の重心位置を後方の走行装置4rとジャンパ線Jの接触点とを結んだ線分の中点直下に移動させる(ステップS103)。これにより、前方の走行装置4fにおけるジャンパ線Jの把持を解除しても、移動機械1のバランスが大きく崩れることが抑制される。
Next, the
そして、前方の走行装置4fにおいて、経路変更制御部53は、走行駆動部61を介して、前方の走行装置4fに備えられる把持リンク33を下方に移動させて、走行車輪32と把持車輪34とによるジャンパ線Jの把持を解除する(ステップS104)。次いで、経路変更制御部53は、アーム駆動部62を介して、前方の走行装置4fをジャンパ線Jから遠ざける(ステップS105)。把持を解除して走行装置4fを遠ざける動作を行うときの走行装置4fの移動の様子を、図7を参照しながら説明する。
Then, in the
図7は、走行装置4fがジャンパ線Jの把持を解除してジャンパ線Jから走行装置4fを遠ざける際の様子を示す図であり、(a)は走行車輪32と把持車輪34とによりジャンパ線Jが把持されている状態、(b)はその把持を解除した状態、(c)は走行装置4fを左方向に少し移動させた状態、(d)は(c)の状態から走行装置4fを上方向に移動させた状態、(e)は(d)の状態から走行装置4fを右方向に移動させることでジャンパ線Jから走行装置4fを遠ざける様子である。これらのうち、図7(a)は、ジャンパ線Jが把持されつつ移動機械1が停止している状態(図6参照)を示すものである。そして、図7(b)は、前記のステップS104において把持リンク33を開いた状態を示している。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the
そして、図7(b)の状態から、回転軸A1f及びA2fを中心にリンク部22,23を回転させることで、走行装置4fが左方向に平行移動する(図7(c))。このとき、補助車輪31の表面は平滑であるため、補助車輪31の表面を本線Cが摺動することになる。次いで、リンク部21が伸びることで、走行装置4fが上方向に移動する(図7(d))。最後に、回転軸A1f及びA2fを中心にリンク部22,23を、前記の向きとは逆に回転させることで、走行装置4fが右方向に移動して、ジャンパ線Jから遠ざけられることになる(図7(e))。ちなみに、図7(c)〜(e)が、「一組の車輪をジャンパ線J(架空ケーブル)の位置から外した状態」である。特に、図7(e)は、一組の車輪をジャンパ線Jから完全に外した状態である。
Then, from the state of FIG. 7B, the
図4に戻って、フローチャートの続きを説明する。
この時点では、前記のように、前側の走行装置4fのジャンパ線Jの把持は解除されており、後側の走行装置4rによってのみ、ジャンパ線Jの把持が行われている。この状態で、作業員は、概略カメラ9を介して前方の様子(例えば耐張碍子Gの様子や、経路分岐、ジャンパ線G及び本線Cの傾斜角度等)を確認し、以下の方法で決定された、耐張碍子Gの先にある本線Cの再把持点近傍まで、走行装置4fを近づける(ステップS106)。
Returning to FIG. 4, the continuation of the flowchart will be described.
At this time, as described above, the grip of the jumper wire J of the
即ち、作業員は、概略カメラ9によって確認された画像において、耐張碍子Gよりも前方の本線Cであり、かつ、走行装置4fによる把持可能な部位であって、最も遠い位置にある部位を決定する。この決定された部位は、走行装置4fによって再度把持される前記の「再把持点」となる。そして、走行装置4fが再把持点近傍まで移動することで、近接カメラ10が再把持点近傍を撮像可能になる。
In other words, in the image confirmed by the camera 9, the worker selects the part that is the main line C in front of the tension insulator G and that can be gripped by the traveling
次いで、作業員は、近接カメラ10で再把持点近傍を確認しながら、本線Cと把持車輪34とが平行(即ち、本線Cの延在方向と把持車輪34の円周方向とが同一平面内)になるように、走行装置4fの位置を調整する(ステップS107)。ただし、近接カメラ10では、画像内での相対距離がわからないため、この時点では、本線Cの上方に把持車輪34が存在するとは限らない。
Next, the worker confirms the vicinity of the re-gripping point with the
そして、把持車輪34が走行装置4fに対して平行になった後、作業員は走行装置4fを下方向に移動させる(ステップS108)。下方向に移動させた結果、経路変更制御部53は、把持車輪34の下側が本線Cに接触したか否かを確かめる(ステップS109のNo方向)。このとき、把持車輪34の表面には前記のように窪みが設けられているため、把持車輪34に対して本線Cが完全に接触しなくても、本線Cの一部のみが接触すれば、本線Cは把持車輪34の窪み内に嵌まることになる(図8(d)参照)。
Then, after the
そして、もし接触していない場合には、作業員は走行装置4fを左右いずれかの方向に少しずらし(ステップS111)、再度、下方向に移動させる(ステップS108)。これらの操作は、把持車輪34が本線Cに接触するまで行われる(ステップS109のYes方向)。
If not in contact, the worker slightly shifts the traveling
把持車輪34の本線Cへの接触は、本実施形態では、以下のようにして確かめることができる。即ち、経路変更制御部53は、まず、姿勢検出装置7より取得するX軸方向、Y軸方向、Z軸方向の各角度と、アーム駆動部62より取得する各アーム3の関節角度と、予め持っている各リンク22,23,24の質量及び長さとに基づいて、関節トルクを予想する。そして、経路変更制御部53は、経路変更制御部53がアーム駆動部62を介して取得した実際の関節トルクと、予想された関節トルクとを比較して、これらの差が、予め定められた基準値よりも大きくなっていたら、本線Cの接触により外部負荷がかかっていると考えることができる。そこで、このようにすることで、把持車輪34の本線Cへの接触を確かめることができる。
In the present embodiment, the contact of the
ステップS108〜ステップS111について、図8及び図9を参照しながらさらに説明する。 Steps S108 to S111 will be further described with reference to FIGS.
図8は、走行装置4fが本線Cを把持する際に行われる走行装置4fの動作の様子を示す図であり、(a)は走行装置4fの把持車輪34を本線Cに接触させるための一度目の動作、(b)は走行装置4fの把持車輪34を本線Cに接触させるための二度目の動作、(c)は走行装置4fの把持車輪34を本線Cに接触させるための三度目の動作、(d)は走行装置4fの把持車輪34が本線Cに接触した状態を示す図である。図8は、前記のステップS108において行われる動作である。
FIG. 8 is a diagram showing the behavior of the traveling
なお、図8は、図7でジャンパ線Jを外した後、障害である耐張碍子Gを回避するように乗り越えて、その先の本線Cで行われる動作を示している。また、図8に示す状態では、重心位置が後側にあり、後側の走行装置4rが移動機械1の全重量を支えていることになる。
FIG. 8 shows the operation performed on the main line C after the jumper line J is removed in FIG. In the state shown in FIG. 8, the center of gravity is on the rear side, and the
前記のように、把持車輪34と本線Cとは平行になっているが、本線Cの上方に把持車輪34が存在しているとは限らない。そこで、ステップS108〜ステップS111の動作が行われる。それらを図示すると、例えば、ステップS107において本線Cと把持車輪34とが平行になるように調整した後、図8(a)に示す状態になったとする。しかし、この状態では、走行装置4fを下方に移動させても、把持車輪34に本線Cが接触しない。そこで、走行装置4fを少し右側に移動させて(ステップS111)、再度下方向に移動させる(ステップS108)。しかし、この場合でも、図8(b)に示すように把持車輪34は本線Cに接触しないため、再度ステップS111が行われる。そうすると、図8(c)に示す状態となり、ステップS108により、図8(d)に示す状態になる。図8(d)に示す状態になった全体の様子が、図9である。
As described above, the
図9は、走行装置4fが本線Cを把持する際に、走行装置4fの把持車輪34と本線Cとが接触した状態を示す図である。図9に示す状態は、図8(d)に示す状態のように、把持車輪34表面の窪みに本線Cが嵌まっている状態である。このように、本実施形態では、走行車輪32と把持車輪34との間に本線Cを把持する前に、いったん、本線Cを把持車輪34の下側に接触させている。これにより、走行車輪32と把持車輪34との間に配置させる本線Cの部位を決定することができ、従来は決定しづらかった部位を容易に決定することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the
フローチャートに戻って、把持動作を行うときの制御について引き続き説明する。 Returning to the flowchart, the control when performing the gripping operation will be described.
図5は、図4に示すフローに引き続いて行われるフローチャートである。図9に示す状態において、把持車輪34の大きさ(幅及び半径)がわかっているため、図7を参照しながら説明した方法とは逆向きに経路変更制御部53が制御することで、走行車輪32と把持車輪34との間に本線Cを配置させることができる。
FIG. 5 is a flowchart performed subsequent to the flow shown in FIG. In the state shown in FIG. 9, since the size (width and radius) of the
図10は、走行装置4fが本線Cを把持する際に、走行車輪32と把持車輪34との間に本線Cが配置されるように走行装置4fを動作させた状態である。そして、この図10に示す状態から把持リンク33を閉じることで、走行車輪32と把持車輪34との間に本線Cが把持される(図5のステップS110)。この様子を示したものが、図11である。
FIG. 10 shows a state in which the traveling
図11は、走行装置4fが本線Cを把持した状態を示す図である。ただし、この状態では、アーム3f等に、走行装置4fの移動に伴って負荷が残っている可能性がある。そこで、経路変更制御部53は、アーム3fの位置決めトルクを弱めるとともに、カウンタウェイト部5を揺動させて移動機械1の全体を振動させ、車輪なじみ動作を行う(図5のステップS112)。これにより、移動機械1において局所的にかかっている負荷が平準化され、意図せず走行車輪32と把持車輪34との間から本線Cが意図せず外れてしまうことが防止される。
FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the
車輪なじみ動作の後、なじみ動作が十分に行われて完了したかどうかが確認される(ステップS113)。具体的には、経路変更制御部53は、まず、姿勢検出装置7より取得したX軸方向、Y軸方向、Z軸方向における移動機械1の各角度と、アーム駆動部62より取得した関節角度と、予め持っている各リンク22,23,24の質量及び長さとに基づいて、関節負荷を予想する。そして、経路変更制御部53は、アーム駆動部62を介しアーム3の各リンク22,23,24間に対して負荷をかけ、経路変更制御部53がアーム駆動部62を介して実際に取得した関節負荷と、予想した負荷とを比較する。そして、これらの差が、予め定められた基準値よりも大きくなっていたら、負荷が適切にかけられていると考えることができるため、車輪なじみが完了したと考えることができる。
After the wheel running-in operation, it is confirmed whether the running-in operation is sufficiently performed and completed (step S113). Specifically, the path change
以上の操作により、前側の走行装置4fの把持動作が完了したことになる。そこで、後側の走行装置4rについても同様にして、耐張碍子Gを回避する(ステップS114)。そして、概略カメラ9により、全ての耐張碍子Gを回避したことが確認された後(ステップS115)、概略カメラ9により、他に障害は無く、走行可能かどうかを確認する(ステップS116)。確認できた場合(Yes方向)、カウンタウェイト部5の動作により移動機械1の重心位置が走行状態時の位置に戻された後(ステップS117)、本線C上の移動機械1の走行が開始される(ステップS118)。一方で、ステップS116で、走行の障害となる物が依然存在している場合には(ステップS116のNo方向)、ステップS101からの制御が再び行われる。
With the above operation, the gripping operation of the
以上の制御により、本線Cを走行中に障害を発見した場合でも、ジャンパ線Jに適切に乗り換えることで、その障害を回避して、本線Cを連続的に走行することができる。また、本線Cからジャンパ線Jに乗り換えるとき、及び、ジャンパ線Jから本線Cに乗り換えるときには、図8等を参照しながら説明したように、把持車輪34による接触の確認が行われる。そのため、従来は難しかった再把持点の位置決めが容易になる。また、把持車輪34には窪みが設けられているため、把持車輪34と本線Cとの接触が多少ずれても、本線Cは、把持車輪34の窪みに嵌まり、より確実に位置決めを行うことができる。
With the above control, even when a failure is found while traveling on the main line C, by appropriately switching to the jumper line J, the failure can be avoided and the main line C can be continuously traveled. Further, when changing from the main line C to the jumper line J and when changing from the jumper line J to the main line C, as described with reference to FIG. Therefore, it becomes easy to position the re-gripping point, which has been difficult in the past. Further, since the
また、なじみ動作がカウントウェイト部5を用いて行われているため、各リンク22,23,24を駆動させる必要がない。そのため、各リンク22,23,24に予期せぬ負荷が残存することを防止することができ、いったん把持した架空送電線が予期せず外れてしまうことを防止することができる。
Further, since the familiar operation is performed using the
なお、前記の例では4本の架空送電線を例に挙げたが、一本の架空送電線に対しても移動機械1を適用可能である。さらに、移動機械1において、補助車輪31と走行車輪32が別体に設けられているが、これらは一体にしてもよい。
In the above example, four overhead power transmission lines are taken as an example, but the
また、アーム3はリンク22,23,24により構成したが、アーム3はこれらの形態に限られず、走行装置4の任意の位置に移動可能であれば、どのような形態であってもよい。
Moreover, although the
さらに、移動機械1は、作業員によるリモコン式のものであってもよく、自律的に各制御を行うものであってもよい。
Furthermore, the
1 移動機械
2 ボディ
3,3r,3f アーム
4,4r,4f 走行装置
5 カウンタウェイト部
7 姿勢検出装置
8 計算機
9 概略カメラ
10 近接カメラ
22 リンク
23 リンク
24 リンク
31 補助車輪
32 走行車輪
33 把持リンク
34 把持車輪
50 行動制御部(制御部)
51 障害検出部
52 走行制御部
53 経路変更制御部(制御部)
61 走行駆動部
62 アーム駆動部(制御部)
DESCRIPTION OF
51
61 Traveling
Claims (9)
前記第一走行装置とは別体に構成され、一組の車輪を備え、当該一組の車輪の間に前記架空ケーブルを位置させるとともに、当該一組の車輪のうちの少なくとも一つの車輪が回転することで前記架空ケーブル上を走行可能にする第二走行装置と、
前記第一走行装置を、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の任意の位置に移動可能な第一移動機構と、
前記第一移動機構とは独立して構成され、前記第二走行装置を、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の任意の位置に移動可能な第二移動機構と、を備えて前記架空ケーブルを伝って走行することを特徴とする、移動機械。 A first set of wheels, wherein an aerial cable is positioned between the set of wheels, and at least one wheel of the set of wheels is rotated to enable traveling on the aerial cable. A traveling device;
The first traveling device is configured separately from the first traveling device, includes a set of wheels, positions the overhead cable between the set of wheels, and rotates at least one wheel of the set of wheels. A second traveling device that enables traveling on the aerial cable,
A first movement mechanism capable of moving the first traveling device to any position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction;
A second moving mechanism configured independently of the first moving mechanism and capable of moving the second traveling device to an arbitrary position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction; A mobile machine characterized by traveling along a cable.
前記障害検出部によって前方に障害となる物が検出された場合には、前記第一走行装置を構成する一組の車輪と、前記第二走行装置を構成する一組の車輪とを、前記架空ケーブルの位置から外して前記障害となる物を回避するように乗り越えさせた後に、前記乗り越えた先にある前記架空ケーブルを再度前記車輪の間に位置させる動作を、前記第一走行装置に行わせ、次に、後方の前記第二走行装置に行わせる制御部とを備えることを特徴とする、請求項1に記載の移動機械。 An obstacle detection unit that detects an object that obstructs travel of the mobile machine based on an image captured by a first imaging device capable of grasping an external state;
When the obstacle detection unit detects an obstacle that is ahead, the pair of wheels constituting the first traveling device and the pair of wheels constituting the second traveling device are connected to the aerial vehicle. After the cable is removed from the position of the cable so as to avoid the obstacle, the first traveling device is caused to perform the operation of repositioning the aerial cable at the tip of the cable between the wheels. The mobile machine according to claim 1, further comprising: a control unit that causes the second traveling device on the rear side to perform.
前記第一走行装置を構成する前記一組の車輪から前記架空ケーブルを外した後、前記第一走行装置を、前記障害となる物を回避した後に再度把持される第一把持部位の上方の近傍に移動させ、前記第一走行装置を構成する前記一組の車輪のうちの下側の車輪を、前記第一把持部位の上方の近傍から下方向に移動させて、前記下側の車輪と前記第一把持部位との接触が確認できた後に、前記第一走行装置による第一把持部位での前記架空ケーブルの把持を行うとともに、
前記第二走行装置を構成する前記一組の車輪から前記架空ケーブルを外した後、前記第二走行装置を、前記障害となる物を回避した後に再度把持される第二把持部位の上方の近傍に移動させ、前記第二走行装置を構成する前記一組の車輪のうちの下側の車輪を、前記第二把持部位の上方の近傍から下方向に移動させて、前記下側の車輪と前記第二把持部位との接触が確認できた後に、前記第二走行装置による第二把持部位での前記架空ケーブルの把持を行うことを特徴とする、請求項2に記載の移動機械。 The controller is
After removing the aerial cable from the set of wheels constituting the first traveling device, the first traveling device is located near the upper part of the first gripping part that is gripped again after avoiding the obstacle. The lower wheel of the set of wheels constituting the first traveling device is moved downward from the vicinity above the first gripping portion, and the lower wheel and the After confirming the contact with the first gripping part, while holding the aerial cable at the first gripping part by the first traveling device,
After removing the aerial cable from the set of wheels constituting the second traveling device, the second traveling device is located near the upper part of the second gripping portion that is gripped again after avoiding the obstacle. The lower wheel of the set of wheels constituting the second traveling device is moved downward from the upper vicinity of the second gripping portion, and the lower wheel and the The mobile machine according to claim 2, wherein after the contact with the second gripping part is confirmed, the aerial cable is gripped at the second gripping part by the second traveling device.
前記第二走行装置において前記一組の車輪は上下方向に配置され、下側の車輪における前記架空ケーブルとの接触面は窪んで形成されていることを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の移動機械。 In the first traveling device, the pair of wheels are arranged in the vertical direction, and the contact surface with the overhead cable in the lower wheel is formed to be recessed,
The said 2nd traveling apparatus WHEREIN: The said 1 set of wheel is arrange | positioned at an up-down direction, The contact surface with the said aerial cable in the lower side wheel is formed in depressions, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The moving machine according to claim 1.
走行中に前記架空ケーブルの前方に障害があるときに、前記障害となる物の近傍で前記移動機械の走行を停止し、
前記第二走行装置による前記架空ケーブルの把持が行われている状態で、走行方向前方に配置される前記第一走行装置による前記架空ケーブルの把持を解除し、
前記第一移動機構によって、前記架空ケーブルにおける前記障害となる物よりも先で再度把持を行う第一把持部位の近傍まで前記第一走行装置を移動させ、
移動された前記第一走行装置によって前記第一把持部位で前記架空ケーブルが把持され、
前記第一走行装置による前記架空ケーブルの把持が行われている状態で、走行方向後方に配置される前記第二走行装置による前記架空ケーブルの把持を解除し、
前記第二移動機構によって、前記架空ケーブルにおける前記障害となる物よりも先で再度把持を行う第二把持部位の近傍まで前記第二走行装置を移動させ、
移動された前記第二走行装置によって前記第二把持部位で前記架空ケーブルが把持され、
前記架空ケーブル上において、前記移動機械による走行が再度行われることを特徴とする、移動方法。 A first set of wheels, wherein an aerial cable is positioned between the set of wheels, and at least one wheel of the set of wheels is rotated to enable traveling on the aerial cable. The traveling device and the first traveling device are configured separately, each having a set of wheels, the aerial cable being positioned between the set of wheels, and at least one of the set of wheels. A first traveling device capable of moving the first traveling device to an arbitrary position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. A moving mechanism and a second moving mechanism configured independently of the first moving mechanism and capable of moving the second traveling device to any position in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction; A moving machine that travels through the overhead cable ,
When there is a failure in front of the aerial cable during traveling, stop traveling the mobile machine in the vicinity of the obstacle
In a state where the aerial cable is gripped by the second traveling device, the gripping of the aerial cable by the first traveling device disposed in the front in the traveling direction is released,
By the first moving mechanism, the first traveling device is moved to the vicinity of the first gripping part that grips again before the obstacle in the overhead cable,
The aerial cable is gripped at the first gripping portion by the moved first traveling device,
In a state where the aerial cable is gripped by the first traveling device, the gripping of the aerial cable by the second traveling device disposed behind in the traveling direction is released,
By the second moving mechanism, the second traveling device is moved to the vicinity of a second gripping part that grips again before the obstacle in the overhead cable,
The aerial cable is gripped at the second gripping portion by the moved second traveling device,
The moving method, wherein the traveling by the moving machine is performed again on the aerial cable.
前記第二把持部位で前記架空ケーブルが把持される際、前記第二走行装置を構成する前記一組の車輪のうちの下側の車輪を、前記第二把持部位の上方の近傍から下方向に移動させて、前記下側の車輪と前記第二把持部位との接触が確認できた後に、前記第二走行装置による第二把持部位での前記架空ケーブルの把持が行われることを特徴とする、請求項7に記載の移動方法。 When the aerial cable is gripped in the vertical direction at the first gripping portion, the lower wheel of the pair of wheels constituting the first traveling device is moved from the vicinity above the first gripping portion. After moving downward and confirming the contact between the lower wheel and the first gripping part, the aerial cable is gripped at the first gripping part by the first traveling device,
When the aerial cable is gripped by the second gripping portion, the lower wheel of the pair of wheels constituting the second traveling device is moved downward from the vicinity above the second gripping portion. After moving and confirming the contact between the lower wheel and the second gripping part, the aerial cable is gripped at the second gripping part by the second traveling device, The moving method according to claim 7.
前記第二把持部位での前記架空ケーブルの把持が行われた後、前記カウンタウェイト部により前記第一走行装置と前記第二走行装置と前記第一移動機構と前記第二移動機構とに対して振動を生じさせることを特徴とする、請求項7又は8に記載の移動方法。 The moving machine is provided with a counterweight portion that changes the position of the center of gravity and causes vibration to the first moving mechanism and the second moving mechanism,
After the aerial cable is gripped at the second gripping portion, the counter weight portion causes the first traveling device, the second traveling device, the first moving mechanism, and the second moving mechanism to be The movement method according to claim 7 or 8, wherein vibration is generated.
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