JP2016188062A - Underwater inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水中において、ダムの堤体などの被点検物を撮影して点検する際に用いられる水中点検装置に関するものである。 The present invention relates to an underwater inspection device used when photographing and inspecting an object to be inspected such as a dam body in water.
下記特許文献1には、水中カメラが設けられた無人潜水機であって、水平スラスタと垂直スラスタとを機体に備え、水平スラスタの駆動による前進または後進ができ、また、垂直スラスタの駆動による上昇または下降ができ、さらに、垂直スラスタが機体に回動自在に設けられることで、垂直スラスタの姿勢変更に伴って機体が傾斜し、その傾斜方向へ推進できる無人潜水機が開示されている。
The following
しかしながら、前記特許文献1に開示された無人潜水機を用いて、水中の構造物を水中カメラにて撮影する際、通常は、水中カメラと構造物との間にある程度の距離を確保するが、濁度が高い場合には、水中カメラと構造物とが一定の距離以上離れると、構造物の十分な情報を得ることができない。そこで、無人潜水機を構造物に近付けるよう操作することが考えられる。しかしながら、無人潜水機が水中を浮遊移動するタイプのものであるため、この無人潜水機を構造物に近付ける際に、無人潜水機を構造物に接触させてしまい、この接触により無人潜水機が損傷してしまうおそれがある。特に、無人潜水機を移動させつつ水中の構造物を撮影する際には、そのおそれが高まる。
However, when photographing an underwater structure with an underwater camera using the unmanned submersible disclosed in
また、無人潜水機が水中を浮遊移動するタイプのものであるため、風や波の影響により、無人潜水機の定点保持や姿勢保持を行うことが困難である。これらの保持のために、フィードバック制御を行うことが可能であるが、水平スラスタおよび垂直スラスタには、入力電流に対して出力の推力に無駄時間を含む強い非線形性があり、カメラの定点保持の要求に十分に対応できないおそれがある。 In addition, since the unmanned submersible is a type that floats and moves underwater, it is difficult to hold the fixed point and the posture of the unmanned submersible due to the influence of wind and waves. Feedback control can be performed to maintain these values. However, horizontal thrusters and vertical thrusters have strong nonlinearities including dead time in output thrust with respect to input current. There is a risk that the request cannot be fully met.
通常、前述した無人潜水機のような装置の位置計測は、SSBL(Super Short Base Line)方式などの超音波を用いたシステムにて行われる。この超音波を用いたシステムでは、水中の障害物による超音波の反射の影響が大きく、高精度の計測が困難である。また、超音波を用いたシステムでは、水面に設置される受信機の測定可能範囲が限られており、水面付近の装置の位置を計測することは不可能である。さらに、超音波を用いたシステムでは、受信機と装置とが同一直線上に配置されていない場合、温度躍層での超音波の屈折の影響により、誤差が生じてしまう。 Usually, the position of an apparatus such as the above-described unmanned submersible is measured by a system using ultrasonic waves such as an SSBL (Super Short Base Line) method. In this system using ultrasonic waves, the influence of ultrasonic waves reflected by obstacles in the water is large, and high-precision measurement is difficult. Further, in a system using ultrasonic waves, the measurable range of a receiver installed on the water surface is limited, and it is impossible to measure the position of the device near the water surface. Furthermore, in a system using ultrasonic waves, if the receiver and the apparatus are not arranged on the same straight line, an error occurs due to the influence of ultrasonic refraction in the temperature climax.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、簡易な構成で、水中の濁度が高い場合においても容易に被点検物を撮影して点検することができると共に、点検時において容易に定点保持および姿勢保持を行うことができ、さらに、水中での位置を高精度に求めることができる水中点検装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the main object of the present invention is to easily shoot and inspect the inspection object even when the turbidity in water is high with a simple configuration. At the same time, it is an object of the present invention to provide an underwater inspection apparatus that can easily hold a fixed point and hold an attitude during inspection, and can obtain a position in water with high accuracy.
上記目的を達成するための本発明に係る水中点検装置は、保持体に左右方向へ離隔して設けられる支持脚と、前記保持体に前後方向へ沿う軸まわりに回動可能に設けられる浮力体と、この浮力体を回動させる浮力体回動手段と、前記保持体に左右方向へ離隔して設けられ、前後方向へ推進力を発生させる前後スラスタと、前記保持体の姿勢角を検出する姿勢角センサと、前記保持体に設けられ、被点検物を撮影する撮影手段とを備え、水中において、一方の前記前後スラスタの駆動により、一方の前記支持脚を介して、前記保持体が前記被点検物に接触され、その接触状態で、前記浮力体回動手段により前記浮力体を回動させることで、一方の前記支持脚を支点として前記保持体が回動され、回動後、他方の前記前後スラスタの駆動により、他方の前記支持脚を前記被点検物に接触させ、前記姿勢角センサにより前記保持体の回動後の姿勢角が検出され、この検出された姿勢角と前記保持体の左右長さとから、回動後の他方の前記支持脚の位置が求められることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an underwater inspection apparatus according to the present invention includes a support leg provided on a holding body so as to be separated in the left-right direction, and a buoyancy body provided on the holding body so as to be rotatable about an axis extending in the front-rear direction. And a buoyancy body rotating means for rotating the buoyancy body, a front / rear thruster that is provided in the left-right direction and is separated from the holding body and generates a propulsive force in the front-rear direction, and detects a posture angle of the holding body. An attitude angle sensor; and an imaging unit that is provided on the holding body and shoots an object to be inspected. Underwater, the holding body is moved through one of the support legs by driving one of the front and rear thrusters. When the buoyancy body is rotated by the buoyancy body rotation means in contact with the object to be inspected, the holding body is rotated with one of the support legs as a fulcrum. By driving the front and rear thrusters of One of the support legs is brought into contact with the object to be inspected, and the posture angle after rotation of the holding body is detected by the posture angle sensor, and the rotation angle is determined from the detected posture angle and the left and right length of the holding body. The position of the other support leg after the movement is obtained.
また、本発明に係る水中点検装置は、前記浮力体および前記浮力体回動手段に代えてまたはそれに加えて、上下方向へ推進力を発生させる上下スラスタを備え、前記上下スラスタは、前記保持体に左右方向へ離隔して設けられ、一方の前記上下スラスタが一方の前記前後スラスタ側に配置されると共に、他方の前記上下スラスタが他方の前記前後スラスタ側に配置され、水中において、一方の前記前後スラスタの駆動により、一方の前記支持脚を介して、前記保持体が前記被点検物に接触され、その接触状態で、他方の前記上下スラスタの駆動により、一方の前記支持脚を支点として前記保持体が回動され、回動後、他方の前記前後スラスタの駆動により、他方の前記支持脚を前記被点検物に接触させることを特徴とする。 Further, the underwater inspection apparatus according to the present invention includes an upper and lower thruster that generates a propelling force in the vertical direction instead of or in addition to the buoyancy body and the buoyancy body rotation means, and the upper and lower thrusters are the holding body. The upper and lower thrusters are disposed on the one front and rear thruster side, and the other upper and lower thrusters are disposed on the other front and rear thruster side. When the front and rear thrusters are driven, the holding body is brought into contact with the object to be inspected via one of the support legs, and in the contact state, the other upper and lower thrusters are driven to use the one support leg as a fulcrum. The holding body is rotated, and after the rotation, the other support leg is brought into contact with the object to be inspected by driving the other front / rear thruster.
また、本発明に係る水中点検装置は、前記姿勢角センサに代えてまたはそれに加えて前記支持脚の水深を検出する水深センサを備えることを特徴とする。 The underwater inspection apparatus according to the present invention includes a water depth sensor that detects a water depth of the support leg instead of or in addition to the posture angle sensor.
さらに、本発明に係る水中点検装置は、前記保持体に左右方向へ沿う軸まわりに回動可能に設けられる補助浮力体と、この補助浮力体を回動させる補助浮力体回動手段とをさらに備えることを特徴とする。 Furthermore, the underwater inspection apparatus according to the present invention further includes an auxiliary buoyancy body provided on the holding body so as to be rotatable about an axis extending in the left-right direction, and an auxiliary buoyancy body rotating means for rotating the auxiliary buoyancy body. It is characterized by providing.
本発明に係る水中点検装置によれば、一方の支持脚を被点検物に接触させた状態で、その支持脚を支点として保持体を回動させ、他方の支持脚を被点検物に接触させることができる。このようにして被点検物に接触させつつ移動させることができることで、撮影手段を被点検物に十分近付けた状態を容易に維持することができる。従って、水中の濁度が高い場合においても、撮影手段により被点検物を撮影して、被点検物の十分な情報を得ることができ、被点検物の点検を容易に行うことができる。 According to the underwater inspection apparatus according to the present invention, in a state where one support leg is in contact with the object to be inspected, the holding body is rotated using the support leg as a fulcrum, and the other support leg is brought into contact with the object to be inspected. be able to. Thus, by being able to move while being in contact with the inspection object, it is possible to easily maintain a state where the photographing means is sufficiently close to the inspection object. Therefore, even when the turbidity in water is high, the object to be inspected can be imaged by the imaging means to obtain sufficient information on the object to be inspected, and the object to be inspected can be easily inspected.
水中点検装置の移動は、前後スラスタの駆動と浮力体の回動とによりなされることで、容易に行うことができる。また、水中点検装置が支持脚を介して被点検物に接触できることで、水中点検装置を被点検物に支持することができ、水中点検装置の定点保持や姿勢保持を容易に行うことができる。さらに、保持体の左右長さと回動後の保持体の姿勢角とから、回動後の他方の支持脚の位置を求めることができるため、超音波を用いた位置計測と比較して、高精度に位置を求めることができる。 The underwater inspection apparatus can be easily moved by driving the front and rear thrusters and rotating the buoyancy body. In addition, since the underwater inspection apparatus can contact the inspection object via the support legs, the underwater inspection apparatus can be supported by the inspection object, and the fixed point holding and posture holding of the underwater inspection apparatus can be easily performed. Furthermore, since the position of the other supporting leg after the rotation can be obtained from the left and right length of the holding body and the posture angle of the holding body after the rotation, compared with the position measurement using ultrasonic waves, The position can be obtained with high accuracy.
また、本発明に係る水中点検装置によれば、移動が、前後スラスタの駆動と浮力体の回動とによりなされることに代えて、前後スラスタの駆動と上下スラスタの駆動とによりなされても、前述した作用効果を奏することができる。 Further, according to the underwater inspection apparatus according to the present invention, instead of being moved by driving the front and rear thrusters and rotating the buoyant body, the movement is made by driving the front and rear thrusters and the upper and lower thrusters. The effects described above can be achieved.
また、本発明に係る水中点検装置によれば、水深センサにより、回動後の他方の支持脚の位置を計測することができるため、超音波を用いた位置計測と比較して、高精度の位置計測が可能である。 Further, according to the underwater inspection apparatus according to the present invention, the position of the other support leg after the rotation can be measured by the water depth sensor, so that it is more accurate than the position measurement using ultrasonic waves. Position measurement is possible.
さらに、本発明に係る水中点検装置によれば、補助浮力体を回動させることで、左右方向に沿う軸まわりに保持体を回動させることができる。 Furthermore, according to the underwater inspection apparatus according to the present invention, the holding body can be rotated around the axis along the left-right direction by rotating the auxiliary buoyancy body.
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1から図6は、本発明の水中点検装置の実施例1を示す概略図であり、図1は概略斜視図、図2は概略平面図、図3は使用状態を示す概略左側面図、図4から図6は使用状態を時系列に示す概略背面図である。なお、図5および図6においては、一部を省略して示している。本実施例の水中点検装置1は、略直方体状に組み立てられた形材から構成される保持体2と、保持体2に設けられる一対の支持脚3,3と、保持体2に回動可能に設けられる浮力体4,4と、浮力体4,4を回動させる浮力体回動手段5と、前後方向へ推進力を発生させる前後スラスタ6,6と、被点検物7を撮影する撮影手段8と、浮力体回動手段5などを制御する図外の制御手段とを備え、水中において中性浮力となる。本実施例の水中点検装置1は、使用場所が特に限定されるものではないが、ここでは、被点検物であるダムの堤体7の壁面を撮影して点検する場合について説明する。
FIGS. 1 to 6 are schematic views showing Example 1 of the underwater inspection apparatus of the present invention, FIG. 1 is a schematic perspective view, FIG. 2 is a schematic plan view, and FIG. 3 is a schematic left side view showing a use state. 4 to 6 are schematic rear views showing the usage state in time series. In FIGS. 5 and 6, a part is omitted. The
保持体2は、横長の略直方体状に形成される。具体的には、前後左右の四隅に、上下方向へ沿うようにして支柱9,9,10,10が配置される。この際、前方左右の支柱9,9間の距離および後方左右の支柱10,10間の距離が、前後の支柱9,10間の距離よりも長くなるよう配置される。本実施例では、各支柱9,10は、断面矩形状のパイプが用いられている。前方左右の支柱9,9の上端部同士、前方左右の支柱9,9の下端部同士、後方左右の支柱10,10の上端部同士、および後方左右の支柱10,10の下端部同士はそれぞれ、第1接続材11により接続される。この際、前方左右の支柱9,9の下端部同士および後方左右の支柱10,10の下端部同士を接続する第1接続材11は、各支柱9,10から左右方向外方へ延出している。本実施例では、各第1接続材11は、断面矩形状のパイプが用いられている。
The
保持体2の左右両端部では、前後の支柱9,10同士が第2接続材12により接続される。具体的には、前後の支柱9,10の上端部同士を接続する第2接続材12は、前述した第1接続材11が支柱9,10の上端部に載せ置かれて固定されており、この第1接続材11,11間を架け渡すように設けられる。また、前後の支柱9,10の下端部同士を接続する第2接続材12は、前述した第1接続材11の左右方向外方への延出部間を架け渡すように設けられる。さらに、前後の支柱9,10の上下方向略中央部同士は、第3接続材13により接続される。本実施例では、各第2接続材12および各第3接続材13は、断面矩形状のパイプが用いられている。
At the left and right ends of the holding
保持体2の上端部に配置される第2接続材12,12同士、および保持体2の下端部に配置される第2接続材12,12同士はそれぞれ、第4接続材14により接続される。第4接続材14は、保持体2の上端部に配置される第1接続材11,11間に前後に離隔して配置されると共に、保持体2の下端部に配置される第1接続材11,11間に前後に離隔して配置される。本実施例では、各第4接続材14は、断面矩形状のパイプが用いられている。このような構成の本実施例の保持体2は、左右長さが約1.01m、上下長さが約0.67m、奥行きが約0.46mとされている。
The second connecting
保持体2の下端部において、前側に配置される第4接続材14および後側に配置される第4接続材14にはそれぞれ、左右に離隔して上下方向へ沿って配置される短支柱15,15,16,16が設けられる。短支柱15,15の上端部同士および短支柱16,16の上端部同士は、短接続材17により接続される。本実施例では、短支柱15,16および短接続材17は、断面矩形状のパイプが用いられている。
In the lower end portion of the holding
支持脚3は、保持体2の左右両端部に設けられる。各支持脚3は、ダムの堤体7への接触片18と、接触片18の保持体2への連結片19とを備える。接触片18は、四角形の板状に形成されており、前面にはゴム製の緩衝材20が設けられる。緩衝材20は、四角形の板状に形成されており、接触片18の四隅と中央部に設けられる。接触片18の後面の中央部には、後方への延出部21,21が上下に離隔して形成されている。
The
支持脚3の連結片19は、円筒状に形成されており、前後方向へ沿って配置される。連結片19は、前端部が軸受22に差し込まれており、この軸受22には、前方への突出部23が設けられる。突出部23は、上下に離隔して配置された延出部21,21間に配置され、その状態において突出部23を貫通しつつ延出部21,21間を架け渡すようにピン24が設けられることで、そのピン24まわりに回転可能に延出部21に設けられる。この際、図2に示されるように、突出部23と接触片18との隙間が小さくされており、図2における時計方向および反時計方向へ突出部23が回転した場合に、突出部23が接触片18の後面に接触して回転が規制される。連結片19は、後端部がコ字形状材25の開放両端部間に配置され、その状態においてボルトナットなどによりコ字形状材25に取り付けられる。コ字形状材25は、保持体2の前方側の支柱9の上下方向略中央部にボルトナットなどにより取り付けられる。このようにして、各支持脚3は、保持体2の左右両端部に前方へ突出して着脱可能に設けられる。
The connecting
前述したように、各支持脚3は、連結片19が軸受22を介して接触片18に設けられているため、接触片18に対して連結片19がその軸線まわりに回転可能とされ、左右どちらか一方の接触片18に対して保持体2が連結片19まわりに回転可能とされている。また、各支持脚3は、突出部23が延出部21に対してピン24まわりに回動可能に設けられているため、左右どちらか一方の接触片18に対して保持体2が上下方向へ沿うピン24まわりに回動可能とされている。
As described above, each
浮力体4は、保持体2の左右方向略中央部の前後両端部に配置される。各浮力体4は、正面視略蒲鉾状とされ、発泡ウレタンにより形成される。前後両浮力体4,4は、側面視において上方へ開口した略コ字形状の接続部材26により互いに接続される。接続部材26は、前後に離隔して上下方向へ沿って配置される円筒状の縦柱部27と、縦柱部27の下端部同士を接続する円筒状の横柱部28とを有し、各縦柱部27と横柱部28とが連結部29により互いに接続される。このような接続部材26の各縦柱部27の上端部に、前記浮力体4が設けられて、前後両浮力体4,4が互いに接続される。
The
接続部材26は、保持体2に回転可能に設けられる。具体的には、取付片30を介して短接続材17に軸受31が設けられ、この軸受31に接続部材26の横柱部28が差し込まれて、接続部材26が保持体2に回転可能に保持される。これにより、接続部材26に設けられる浮力体4,4は、前後方向へ沿う軸である横柱部28まわりに回動可能とされる。
The
浮力体回動手段5は、接続部材26をその横柱部28まわりに回動させる手段であって、本実施例ではモータとされる。このモータ5の駆動軸に設けられるギアと、接続部材26の横柱部28に設けられるギアとが互いに噛み合わされており、モータ5を正逆回転させることで接続部材26を回動させることができる。従って、浮力体回転手段5により浮力体4,4を回動させることができる。
The buoyancy body rotating means 5 is means for rotating the connecting
前後スラスタ6は、保持体2の左右両端部に着脱可能に設けられる。本実施例では、前後スラスタ6は、取付部材32を介して、前後の支柱9,10の上下方向略中央部同士を接続する第3接続材13に着脱可能に設けられる。なお、本実施例では、前後スラスタ6に加えて、上下方向へ推進力を発生させる上下スラスタ33が保持体2の左右両端部に着脱可能に設けられると共に、左右方向へ推進力を発生させる左右スラスタ34が保持体2の左右両端部に着脱可能に設けられる。図示例では、上下スラスタ33および左右スラスタ34はそれぞれ、取付部材35,36を介して、第3接続材13に着脱可能に設けられる。
The front and
撮影手段8は、ダムの堤体7の壁面を撮影する手段であって、本実施例では、カメラとされる。カメラ8は、左右に離隔して保持体2に着脱可能に設けられる。本実施例では、各カメラ8は、取付部材37を介して、保持体2の上端部に配置される第4接続材14の内、前側に配置される第4接続材14に着脱可能に設けられる。この際、各カメラ8は、左右方向内側に傾斜して設けられる。
The photographing means 8 is means for photographing the wall surface of the
制御手段は、モータ5などに接続されている。本実施例では、水中点検装置1の保持体2の姿勢角を検出する図外の姿勢角センサを備えており、この姿勢角センサにも制御手段が接続されている。そして、制御手段は、姿勢角センサの検出信号に基づき、モータ5を制御することができる。
The control means is connected to the
制御手段は、断面円形の中空状に形成された耐圧容器38内に収容されている。この耐圧容器38は、軸方向が左右方向へ沿うようにして、浮力体4,4間に配置される。具体的には、耐圧容器38の左右両端部にそれぞれ、フランジ状に延出して板材39,39が固定され、これらの板材39の上端部が第4接続材14に固定されると共に、板材39の下端部が短接続材17に固定される。
The control means is accommodated in a pressure
次に、本実施例の水中点検装置1の動作について説明する。水中点検装置1は、図外の電源が装置外部に設けられており、この電源から図外のケーブルを介して電力が供給される。また、水中点検装置1は、図外の水深センサを備えており、この水深センサにより支持脚3の水深を計測することができる。
Next, operation | movement of the
水中点検装置1は、水中に投入された後、前後スラスタ6,6、上下スラスタ33,33および左右スラスタ34,34を駆動させて、堤体7の壁面の目標位置に移動される。この目標位置では、図3および図4に示されるように、水中点検装置1は、水平に配置された状態で、左右の支持脚3,3の接触片18が緩衝材20を介して堤体7に接触されて保持体2に支持される。これは、左右に配置されている前後スラスタ6,6により前方への推進力を発生させることでなされる。この際、上下スラスタ33および左右スラスタ34は、支持脚3の堤体7への接触を妨げないように、駆動の有無や駆動力が適宜に制御される。
After being put into the water, the
この状態から、図5に示されるように、モータ5を駆動させることで、浮力体4を接続部材26の横柱部28まわりに時計方向へ回動させる。これにより、左側の支持脚3が堤体7に接触した状態で、左側の支持脚3を支点として保持体2を反時計方向へ回動させることができる。この回動時、左側の支持脚3の接触片18が堤体7に接触した状態で、左側の支持脚3の連結片19がその軸線まわりに回転されると共に、左側の支持脚3の連結片19がピン24まわりに回動される。この際、左側の前後スラスタ6の駆動により、左側の支持脚3が堤体7に接触した状態とされる。また、右側の前後スラスタ6、上下スラスタ33および左右スラスタ34は、保持体2の反時計方向への回動を妨げないように、駆動の有無や駆動力が適宜に制御される。
From this state, as shown in FIG. 5, the
保持体2を反時計方向へ回動させることで、図6に示されるように、右側の支持脚3が左側の支持脚3よりも下方に配置された状態で、保持体2を傾斜させることができる。この保持体2の傾斜角度は、予め設定されており、本実施例では、15°〜30°とされる。すなわち、姿勢角センサに基づく保持体2の傾斜角度が、予め設定されている傾斜角度と一致するように、モータ5を制御して浮力体4を回動させる。
By rotating the holding
保持体2の回動後、モータ5の駆動により、浮力体4を接続部材26の横柱部28まわりに反時計方向へ回動させて水平状態に戻すことができると共に、右側の前後スラスタ6の駆動により、右側の支持脚3の接触片18が緩衝材20を介して堤体7に接触させることができる。これにより、保持体2が傾斜した状態で、左右の支持脚3,3が堤体7に接触され、水中点検装置1を堤体7に保持することができる。この際、上下スラスタ33および左右スラスタ34は、保持体2の堤体7への保持を妨げないように、駆動の有無や駆動力が制御される。保持体2が堤体7に保持された状態において、カメラ8により堤体7の壁面が撮影され、目視にて堤体7の壁面のクラックの有無などが点検される。
After the holding
そして、この状態からさらに、モータ5の駆動により、浮力体4を接続部材26の横柱部28まわりに反時計方向へ回動させることで、右側の支持脚3が堤体7に接触した状態で、右側の支持脚3を支点として保持体2を時計方向へ回動させることができる。この回動時、右側の支持脚3の接触片18が堤体7に接触した状態で、右側の支持脚3の連結片19がその軸線まわりに回転されると共に、右側の支持脚3の連結片19がピン24まわりに回動される。この際、右側の前後スラスタ6の駆動により、右側の支持脚3が堤体7に接触した状態とされる。また、左側の前後スラスタ6、上下スラスタ33および左右スラスタ34は、保持体2の時計方向への回動を妨げないように、駆動の有無や駆動力が適宜に制御される。
Further, from this state, by driving the
保持体2を時計方向へ回動させることで、左側の支持脚3が右側の支持脚3よりも下方に配置された状態で、保持体2を傾斜させることができる。この保持体2の傾斜角度は、予め設定されており、本実施例では、15°〜30°とされる。すなわち、姿勢角センサに基づく保持体2の傾斜角度が、予め設定されている傾斜角度と一致するように、モータ5を制御して浮力体4を回動させる。
By rotating the holding
保持体2の回動後、モータ5の駆動により、浮力体4を接続部材26の横柱部28まわりに時計方向へ回動させて水平状態に戻すことができると共に、左側の前後スラスタ6の駆動により、左側の支持脚3の接触片18が緩衝材20を介して堤体7に接触させることができる。これにより、保持体2が傾斜した状態で、左右の支持脚3,3が堤体7に接触され、水中点検装置1を堤体7に保持することができる。この際、上下スラスタ33および左右スラスタ34は、保持体2の堤体7への保持を妨げないように、駆動の有無や駆動力が制御される。保持体2が堤体7に保持された状態において、カメラ8により堤体7の壁面が撮影され、目視にて堤体7の壁面のクラックの有無などが点検される。そして、その状態からさらに、浮力体4の回動により保持体2を反時計方向へ回動させることで、右側の支持脚3が左側の支持脚3よりも下方に配置された状態で保持体2を傾斜させることができ、その傾斜状態において両支持脚3,3を堤体7に接触させることで、保持体2を堤体7に保持することができる。
After the holding
このようにして、左側の支持脚3を支点とした保持体2の回動と、右側の支持脚3を支点とした保持体2の回動とを交互に繰り返すことで、水中点検装置1を下方へ移動させつつ、カメラ8にて堤体7の壁面を撮影して点検することができる。なお、本実施例の水中点検装置1は、水深センサを備えており、この水深センサにより下方へ移動した支持脚3、すなわち、回動時の支点となる支持脚3と左右方向反対側の支持脚3の水深を検出することができる。そして、検出された水深に基づき、ダムの堤体7において支持脚3が接触した位置を導出することができる。すなわち、水中点検装置1の位置を求めることができ、これにより、堤体7の壁面にクラックが生じている場合、そのクラックの位置を求めることができる。
In this way, the
次に、本発明の水中点検装置の実施例2について説明する。本実施例2の水中点検装置1も基本的には、前記実施例1と同様の構成である。そこで、以下では、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。図7〜図10は、本実施例の水中点検装置を示す概略図であり、図7は概略斜視図、図8は概略背面図、図9および図10は使用状態を時系列に示す概略左側面図である。なお、図10においては、一部を省略して示している。
Next, a second embodiment of the underwater inspection apparatus of the present invention will be described. The
前記実施例1では、浮力体4の回動により保持体2を回動させることができたが、本実施例2では、上下スラスタ33により保持体2を回動させることができる。すなわち、本実施例では、浮力体4と浮力体回動手段5とが設けられない。
In the first embodiment, the holding
本実施例では、左側の前後スラスタ6の駆動により左側の支持脚3が堤体7に接触した状態とされ、この状態において、右側の上下スラスタ33の駆動により、左側の支持脚3を支点として保持体2を反時計方向へ回動させることができる。この回動後、右側の前後スラスタ6の駆動により右側の支持脚3が堤体7に接触した状態とされ、この状態において、左側の上下スラスタ33の駆動により、右側の支持脚3を支点として保持体2を時計方向へ回動させることができる。その他の構成および制御は、前記実施例1と同様のため、説明を省略する。
In this embodiment, the
また、本実施例の水中点検装置1は、補助浮力体40,40と、この補助浮力体40,40を回動させる補助浮力体回動手段41とをさらに備える。補助浮力体40は、保持体2の左右両端部に配置される。各補助浮力体40は、側面視略蒲鉾状とされ、発泡ウレタンにより形成される。左右両補助浮力体40,40は、正面視において上方へ開口した略コ字形状の接続部材42により互いに接続される。接続部材42は、左右に離隔して上下方向へ沿って配置される円筒状の縦柱部43と、縦柱部43の下端部同士を接続する円筒状の横柱部44とを有し、各縦柱部43と横柱部44とが連結部45により互いに接続される。このような接続部材42の各縦柱部43の上端部に、前記補助浮力体40が設けられて、左右両補助浮力体40,40が互いに接続される。
The
接続部材42は、保持体2に回転可能に設けられる。具体的には、取付片46を介して短接続材17に軸受47が設けられ、この軸受47に接続部材42の横柱部44が差し込まれて、接続部材42が保持体2に回転可能に保持される。これにより、接続部材42に設けられる補助浮力体40は、左右方向へ沿う軸である横柱部44まわりに回動可能とされる。
The
補助浮力体回動手段41は、接続部材42をその横柱部44まわりに回動させる手段であって、本実施例ではモータとされる。このモータ41の駆動軸に設けられるギアと、接続部材42の横柱部44に設けられるギアとが互いに噛み合わされており、モータ41を正逆回転させることで接続部材42を回動させることができる。従って、補助浮力体回転手段41により補助浮力体40を回動させることができる。
The auxiliary buoyancy body rotation means 41 is a means for rotating the connecting
図10に示されるように、本実施例では、モータ41を駆動させることで、補助浮力体40を接続部材42の横柱部44まわりに時計方向へ回動させることができる。これにより、保持体2を接続部材42の横柱部44まわりに反時計方向へ回動させることができる。これとは逆に、補助浮力体40を接続部材42の横柱部44まわりに反時計方向へ回動させることで、保持体2を接続部材42の横柱部44まわりに時計方向へ回動させることができる。従って、本実施例の水中点検装置1によれば、ダムの堤体7の壁面が傾斜している場合において、保持体2を接続部材42の横柱部44まわりに回動させて、傾斜した堤体7の壁面と支持脚3の連結片19とが垂直に配置された状態で、支持脚3を介して堤体7に支持することができる。そして、左側の支持脚3を支点とした保持体2の回動と、右側の支持脚3を支点とした保持体2の回動とを交互に繰り返すことで、水中点検装置1を移動させることができる。
As shown in FIG. 10, in this embodiment, by driving the
また、補助浮力体40の回動により、水中点検装置1を、水平状態から右側の支持脚3を支点として反時計方向へ180°回動させる際に、右側の支持脚3を堤体7により強く押し付けることができる。具体的には、左側の上下スラスタ33の駆動により保持体2を右側の支持脚3を支点として回動させ、保持体2が鉛直方向へ沿って配置された際に、補助浮力体40を90°回動させて、保持体2の右側の支持脚3を支点とした回動を妨げないようにする。そして、さらに補助浮力体40を回動させて、浮心が水中点検装置1の重心と堤体7との間に配置されることで、右側の支持脚3を堤体7に押し付ける方向のモーメントを発生させることができ、右側の支持脚3をより強く堤体7に押し付けることができる。これとは逆に、水平状態から左側の支持脚3を支点として時計方向へ180°回動させる場合も、同様にして、左側の支持脚3をより強く堤体7に押し付けることができる。従って、水中点検装置1を180°回動させる際に、回動の支点となる支持脚3の堤体7への保持をより確実に行うことができる。
Further, when the
前記各実施例の水中点検装置1によれば、左側の支持脚3を支点とした保持体2の回動と、右側の支持脚3を支点とした保持体2の回動とを交互に繰り返し行うことで、ダムの堤体7に接触させつつ下方へ移動させることができる。従って、下方への移動の際に、カメラ8をダムの堤体7に十分近づけた状態を容易に維持することができ、これにより、水中の濁度が高い場合においても、カメラ8により堤体7の壁面を撮影して、その壁面の十分な情報を得ることができ、堤体7の壁面の点検を目視にて容易に行うことができる。
According to the
また、前記各実施例の水中点検装置1によれば、下方への移動が、前後スラスタ6の駆動と浮力体4の回動、または前後スラスタ6の駆動と上下スラスタ33の駆動とによりなされることで、容易に移動させることができる。また、前記各実施例の水中点検装置1によれば、左右両支持脚3,3を介して堤体7の壁面に接触できることで、堤体7に容易に支持することができ、点検時において、水中点検装置1の定点保持や姿勢保持を容易に行うことができる。
Further, according to the
また、前記各実施例の水中点検装置1によれば、水深センサによって支持脚3の位置を計測することができるため、SSBL方式などの超音波を用いた位置計測と比較して、支持脚3の位置計測を高精度に行うことができる。従って、検出された水深に基づき、ダムの堤体7において支持脚3が接触した位置、ひいては水中点検装置1の位置を高精度に計測することができ、これにより、堤体7の壁面にクラックが生じている場合、そのクラックの位置を高精度に求めることができる。
In addition, according to the
さらに、前記各実施例の水中点検装置1によれば、電源を装置外部に設けることで、装置1の重量を軽くすることができ、装置1の運動性能を向上させることができる。また、水中点検装置1の重量を軽くすることで、数人の作業者によって、水中点検装置1を水中に容易に投入することができる。
Furthermore, according to the
本発明の水中点検装置は、前記各実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。たとえば、前記実施例1の水中点検装置1が、補助浮力体40および補助浮力体回動手段41を備えていてもよいし、前記実施例2の水中点検装置1が、補助浮力体40および補助浮力体回動手段41を備えていなくてもよい。また、前記実施例1の水中点検装置1において、前記実施例2のように上下スラスタ33,33を用いて保持体2を回動させてもよい。また、浮力体4と上下スラスタ33との双方を用いて、保持体2を回動させてもよい。また、前記実施例1の水中点検装置1において、上下スラスタ33,33を省略してもよい。
The underwater inspection apparatus of the present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments, and can be changed as appropriate. For example, the
また、前記各実施例では、水深センサにより支持脚3の水深が機械的に計測されたが、姿勢角センサにより検出された保持体2の姿勢角を用いて、下方へ移動した支持脚3の位置を求めてもよい。具体的には、保持体2の左右長さは既知であり、この保持体2の左右長さと回動後の保持体2の姿勢角とから、下方への移動前の支持脚3と移動後の支持脚3との間の上下の差を求めることができ、ひいては、下方へ移動した支持脚3の位置を求めることができる。この場合、水深センサを省略することができる。また、水深センサと姿勢角センサとの双方を用いて、下方へ移動した支持脚3の位置を求めてもよい。また、水深センサを用いて下方へ移動した支持脚3の位置を求める際には、姿勢角センサを省略することができる。この場合、浮力体4の回動角度を予め設定しておけばよい。
Further, in each of the embodiments, the water depth of the
また、前記各実施例では、前後スラスタ6、上下スラスタ33および左右スラスタ34は、左右に1つずつ設けられたが、左右それぞれに複数設けてもよい。また、前記各実施例では、カメラ8は、2台設けられたが、1台でもよいし、3台以上であってもよい。また、カメラ8の取付位置は、保持体2の下端部としてもよいし、保持体2の上下両端部としてもよい。さらに、前記各実施例では、緩衝材20は、ゴム製とされたが、これに限定されるものではなく、堤体7の壁面に傷がつくのを防止することができるものであればよい。これに加えて、緩衝材20は、堤体7との摩擦力が高いものが好ましい。
Further, in each of the embodiments, the front and
1 水中点検装置
2 保持体
3 支持脚
4 浮力体
5 モータ(浮力体回動手段)
6 前後スラスタ
7 堤体(被点検物)
8 カメラ(撮影手段)
33 上下スラスタ
40 補助浮力体
41 モータ(補助浮力体回動手段)
DESCRIPTION OF
6 Front and
8 Camera (photographing means)
33
Claims (4)
前記保持体に前後方向へ沿う軸まわりに回動可能に設けられる浮力体と、
この浮力体を回動させる浮力体回動手段と、
前記保持体に左右方向へ離隔して設けられ、前後方向へ推進力を発生させる前後スラスタと、
前記保持体の姿勢角を検出する姿勢角センサと、
前記保持体に設けられ、被点検物を撮影する撮影手段とを備え、
水中において、一方の前記前後スラスタの駆動により、一方の前記支持脚を介して、前記保持体が前記被点検物に接触され、その接触状態で、前記浮力体回動手段により前記浮力体を回動させることで、一方の前記支持脚を支点として前記保持体が回動され、回動後、他方の前記前後スラスタの駆動により、他方の前記支持脚を前記被点検物に接触させ、
前記姿勢角センサにより前記保持体の回動後の姿勢角が検出され、この検出された姿勢角と前記保持体の左右長さとから、回動後の他方の前記支持脚の位置が求められる
ことを特徴とする水中点検装置。 A support leg provided on the holding body in the left-right direction,
A buoyancy body provided on the holding body so as to be rotatable around an axis extending in the front-rear direction;
Buoyancy body rotation means for rotating the buoyancy body;
A front-rear thruster that is provided in the holding body so as to be spaced apart in the left-right direction and generates a propulsive force in the front-rear direction;
A posture angle sensor for detecting a posture angle of the holding body;
An imaging means provided on the holding body for imaging the inspection object;
Underwater, the holder is brought into contact with the object to be inspected through one support leg by driving one of the front and rear thrusters. By moving, the holding body is rotated with one of the support legs as a fulcrum, and after the rotation, the other support leg is brought into contact with the object to be inspected by driving the other front and rear thrusters,
The posture angle after rotation of the holding body is detected by the posture angle sensor, and the position of the other support leg after rotation is obtained from the detected posture angle and the horizontal length of the holding body. Underwater inspection device characterized by.
前記上下スラスタは、前記保持体に左右方向へ離隔して設けられ、一方の前記上下スラスタが一方の前記前後スラスタ側に配置されると共に、他方の前記上下スラスタが他方の前記前後スラスタ側に配置され、
水中において、一方の前記前後スラスタの駆動により、一方の前記支持脚を介して、前記保持体が前記被点検物に接触され、その接触状態で、他方の前記上下スラスタの駆動により、一方の前記支持脚を支点として前記保持体が回動され、回動後、他方の前記前後スラスタの駆動により、他方の前記支持脚を前記被点検物に接触させる
ことを特徴とする請求項1に記載の水中点検装置。 In place of or in addition to the buoyancy body and the buoyancy body rotation means, comprising a vertical thruster that generates a propulsive force in the vertical direction,
The upper and lower thrusters are spaced apart from each other in the horizontal direction on the holding body, and one of the upper and lower thrusters is disposed on one of the front and rear thrusters, and the other upper and lower thruster is disposed on the other front and rear thruster. And
In the water, the holding body is brought into contact with the object to be inspected through one of the support legs by driving one of the front and rear thrusters, and in the contact state, by driving the other upper and lower thrusters, The support body is rotated with a support leg as a fulcrum, and after the rotation, the other support leg is brought into contact with the object to be inspected by driving the other front and rear thrusters. Underwater inspection device.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水中点検装置。 The underwater inspection apparatus according to claim 1, further comprising a water depth sensor that detects a water depth of the support leg instead of or in addition to the posture angle sensor.
この補助浮力体を回動させる補助浮力体回動手段とをさらに備える
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水中点検装置。 An auxiliary buoyancy body provided on the holding body so as to be rotatable about an axis extending in the left-right direction;
The underwater inspection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising auxiliary buoyancy body rotation means for rotating the auxiliary buoyancy body.
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