JP2018205702A

JP2018205702A - 管内検査装置

Info

Publication number: JP2018205702A
Application number: JP2018087058A
Authority: JP
Inventors: 直岩崎; Sunao Iwasaki
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2018-12-27

Abstract

【課題】帰還可能性及び回収可能性を高めた管内検査装置を提供する。【解決手段】管内を移動可能なメインユニット１２は、管内を撮るカメラ３１と、管内を移動するための車輪１７とモータを含む移動機構と、メインユニット１２に接続された採取ユニット１３の分離を行う分離機構としての連結機構１５と、管内検査装置１１が帰還場所に帰還困難であるか又は帰還困難になるかを判定し、管内検査装置１１が帰還困難である又は帰還困難になると判定した場合に、採取ユニット１３等の分離を行うか否かを判定するメイン制御装置と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、管内検査装置に関し、特に、管内を移動して検査する管内検査装置に関する。

従来より、配管内を検査するための装置がある。例えば、特開２０１４−１９３６７５号公報に開示のような、連結式の管内走行台車が提案されている。管内走行台車は、配管内を移動しながら配管内の検査を行い、検査が終了すると、管内走行台車は回収される。

また、特開２００６−２８５５４７号公報には、監視システムと通信可能な巡回警備ロボットが、バッテリ残量低下時に最寄りの充電設備のある位置に移動する技術が開示されている。

特開２０１４−１９３６７５号公報特開２００６−２８５５４７号公報

しかし、検査装置に何らかの異常状態が発生すると、検査装置を回収できない虞がある。
例えば、配管内を検査中に検査装置のバッテリ残量が低下したり、検査装置が故障などの原因により配管内を移動できなくなったりすると、回収が困難になる場合がある。検査装置のバッテリ残量が低下した場合、配管内には充電設備がないため、配管内を検査中にバッテリ残量が低下したときに、検査装置を最寄りの充電設備のある位置に移動させる上記の提案の技術を、管内検査装置に適用することはできない。

また、バッテリ残量が低下したときに、管内検査装置を配管の入口あるいは出口まで移動するように動作させても、最終的に管内検査装置を入口あるいは出口に帰還させて回収できる可能性あるいは確率は不明である。
さらに、例えば、連結式の管内走行台車の中の一台の車輪が故障しただけでも、管内走行台車は、配管の入口あるいは出口に帰還できず、回収できなくなる虞がある。

そこで、本発明は、帰還性及び回収性の高い管内検査装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の管内検査装置は、管内を移動可能な管内検査装置であって、前記管内の検査を行う検査部と、前記管内を移動するための移動機構と、前記検査部及び前記移動機構へ電源を供給する第１のバッテリと、前記管内検査装置に接続された接続ユニットあるいは前記検査において採取された物の分離を行う分離機構と、前記第１のバッテリの残量が閾値未満になると、前記分離を行うか否かを判定する制御部と、を有する。

本発明によれば、帰還性及び回収性の高い管内検査装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係わる配管システムの構成例を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係わる管内検査装置の構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係わるメインユニット１２の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係わる採取ユニット１３の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係わるバッテリユニット１４の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係わる検査経路の例を説明するための図である。本発明の第１の実施の形態に係わるアクセスポイント情報のデータ構造を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係わる優先順位情報のデータ構造を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係わる回収方針情報のデータ構造を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係わる、検査動作プログラムＰＰ１の処理の流れの例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係わる回収動作プログラムの処理の流れの例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係わる、バッテリユニットが採取ユニットから分離された場合を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係わる、バッテリユニットの１つの車輪だけが分離された場合を示す図である。本発明の第２の実施の形態の変形例に係わる、メインユニットＡの構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態の変形例に係わる、採取ユニットの構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態の変形例に係わる、回収動作プログラムの処理の流れの例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態の変形例に係わる、ロボットアームが配管内の突起に引っ掛かった場合を示す図である。本発明の第３の実施の形態に係わる、カメラにより得られた画像の例を示す図である。本発明の第３の実施の形態に係わる、管内検査装置をその後方から進行方向に見たときの管内検査装置の外形形状を示す図である。本発明の第３の実施の形態に係わる回収動作プログラム５の処理の流れの例を示すフローチャートである。本発明の第３の実施の形態に係わる、管内検査装置が突起部分を有する配管内を通過可能であるかを判定する方法を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
（全体構成）
本実施の形態の管内検査装置は、プラントなどの配管内を検査するための装置である。

図１は、配管システムの構成例を示す図である。図１に示す配管システム１は、配管Ｐが途中で分岐したり、合流したりする複数の配管Ｐが複雑に接続されて形成されている。
配管システム１は、後述する管内検査装置を入れることができる入口ポート２と、入口ポート２から入れられた管内検査装置が配管Ｐ内を移動しながら検査を終了して外部へ取りだすことができる出口ポート３を有している。また、入口ポート２と出口ポート３とは別に、配管Ｐの途中に予備の出口ポート（以下、予備ポートという）４を有している。

ここでは、配管Ｐは、金属製であり、電波が透過されないため、管内検査装置は、その金属製の配管Ｐ内を自律的に移動し、配管Ｐ内の光学観察、各種データの取得、異物等の採取、破損箇所の修復等を行う配管ロボットである。

図２は、管内検査装置の構成を示す図である。
管内検査装置１１は、連結された３つのユニットからなり、管内を移動可能である。具体的には、管内検査装置１１は、メインユニット１２、採取ユニット１３及びバッテリユニット１４が連結されて構成されている。ここでは、後述する分離を行うときの優先順位に従って、メインユニット１２に、採取ユニット１３及びバッテリユニット１４が連結されている。
配管が長い場合、検査装置は、移動のし易さからバッテリ駆動式が好ましい。検査対象である配管などの中をバッテリ駆動式の検査装置で検査する場合、配管内を検査中にバッテリ残量が低下したときに、検査装置を配管内から帰還させて回収しなければならない。

メインユニット１２は、主に管内検査装置１１の全体の動作の制御を行い、配管Ｐ内を移動する進行方向の先頭に位置する。
採取ユニット１３は、連結機構１５によりメインユニット１２に接続され、配管Ｐ内に落ちている異物等を採取するためのアーム、マニピュレータ等を有する。

バッテリユニット１４は、連結機構１６により採取ユニット１３に接続され、管内検査装置１１の各ユニットへ電力を供給するためのメインバッテリを搭載している。
また、各ユニットは、移動機構を構成する４つの車輪１７と、各部品を搭載あるいは内蔵するための筺体１８と、筺体１８が固定され、かつ４つの車輪１７が回転可能に固定されたシャーシ１９を有する。４つの車輪１７は、後述するように、モータにより駆動される。

なお、ここでは、各ユニットが配管Ｐ内を移動するための移動機構として、タイヤなどの４つの車輪１７及び各車輪１７を駆動するモータを用いているが、車輪１７に代えてキャタピラ等でもよい。
メインユニット１２は、自ユニットに加えて、接続ユニットである採取ユニット１３及びバッテリユニット１４の動作制御を行うための制御部２１と、各種ソフトウエアプログラム及びデータを記憶する記憶装置２２とを有する。メインユニット１２には、補助バッテリ２３も搭載されている。

さらに、メインユニット１２は、カメラ３１と、センサ部３２と、照明装置３３と、通信装置３４とを有している。カメラ３１及びセンサ部３２は、管内の検査を行う検査部を構成する。
カメラ３１は、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を有し、配管Ｐ内の画像を取得する。
センサ部３２は、所定の物理量を測定する１又は２以上のセンサを含む。センサは、検査目的に応じた、距離センサ、温度センサ、湿度センサ、風速センサ、などである。

制御部２１は、カメラ３１及びセンサ部３２において得られた画像データ及びセンサデータを記憶装置２２に記録する。
照明装置３３は、例えば、発光ダイオードを有し、カメラ３１が配管Ｐ内の画像を取得できるようにするために配管Ｐ内を照明する。

通信装置３４は、アンテナを有し、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）などと無線通信により接続可能である。後述するように、メインユニット１２は、ＰＣから、配管システム１の配管構成情報、検査経路情報、回収方針情報などを無線で受信して、記憶装置２２に記憶可能である。配管構成情報は、いわゆるマップ情報であり、配管Ｐの分岐点、合流点、点間の距離、各配管の勾配などの情報を含む。

なお、通信装置３４は、ＰＣなどと有線通信を行うための装置でもよい。
メインユニット１２と採取ユニット１３は、連結機構１５により接続状態を維持及び解除可能に接続される。採取ユニット１３は、メインユニット１２に接続される接続ユニットである。

採取ユニット１３は、自ユニットの動作制御を行うための制御部２４と、補助バッテリ２５とを有している。
採取ユニット１３には、採取機構３５と、修理剤噴射装置３６と、採取物保管部３７とが設けられ、筺体１８に固定されている。

採取機構３５は、ロボットアームあるいはマニピュレータのような把持装置であり、配管Ｐ内に落ちている異物などを把持して採取し、採取物保管部３７に収納する。また、後述するように、採取機構３５は、採取した異物を配管Ｐ内に戻して放置する、すなわち採取した異物を分離するときにも分離機構として用いられる。

修理剤噴射装置３６は、配管Ｐ内に形成された穴などを補修するために、短時間で硬化する硬化剤などを修理剤として噴射する。修理剤は、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂であり、修理剤噴射装置３６は、修理剤の噴射後に紫外線（ＵＶ）を照射する。
採取物保管部３７は、採取機構３５により採取された異物などを収容する容器である。

採取ユニット１３とバッテリユニット１４は、連結機構１６により接続状態を維持及び解除可能に接続される。バッテリユニット１４は、採取ユニット１３に接続される接続ユニットである。
バッテリユニット１４は、自ユニットの動作制御を行うための制御部２６と、メインバッテリ２７とを有している。バッテリユニット１４は、メインバッテリ２７を自己ユニットの電源として使用すると共に、メインバッテリ２７の電源をメインユニット１２及び採取ユニット１３に供給する。よって、メインバッテリ２７は、メインユニット１２のカメラ３１及びセンサ部３２の検査部、車輪１７等の移動機構、等々へ電源を供給するバッテリである。

メインバッテリ２７は、複数のバッテリを含み、大量の電量を充電可能なバッテリである。
連結機構１５は、メインユニット１２に固定された連結器１５ａと、採取ユニット１３に固定された連結器１５ｂとからなる。連結器１５ａは、後述するメインユニット１２の連結制御装置４６（図３）からの駆動信号に応じて、連結器１５ｂとの接続状態の維持及び解除が行われるように動作する。接続状態の維持及び解除は、例えば、電磁石により駆動される磁気式で行われる。

連結機構１６は、採取ユニット１３に固定された連結器１６ａと、バッテリユニット１４に固定された連結器１６ｂとからなる。連結器１６ａは、後述する採取ユニット１３の連結制御装置５１（図４）からの駆動信号に応じて、連結器１６ｂとの接続状態の維持及び解除が行われるように動作する。接続状態の維持及び解除は、例えば、電磁石により駆動される磁気式で行われる。
よって、連結機構１５及び１６は、接続ユニットである採取ユニット１３及びバッテリユニット１４の分離を行う分離機構を構成する。

また、連結器１５ａと連結器１５ｂには、それぞれメインユニット１２と採取ユニット１３間で各種信号を送受信するための複数の接点（図示せず）が設けられている。よって、メインユニット１２の制御部２１と採取ユニット１３の制御部２４間で、各種コマンド及びデータの送受信を行うことができる。

同様に、連結器１６ａと連結器１６ｂには、それぞれ採取ユニット１３とバッテリユニット１４間で各種信号を送受信するための複数の接点（図示せず）が設けられている。よって、採取ユニット１３の制御部２４とバッテリユニット１４の制御部２６間で、各種コマンド及びデータの送受信を行うことができる。その結果、メインユニット１２の制御部２１とバッテリユニット１４の制御部２６間でも、各種コマンド及びデータの送受信を行うことができる。

さらに、連結器１５ａと連結器１５ｂには、採取ユニット１３を介してバッテリユニット１４からの電源の供給を、メインユニット１２が受けるための複数の接点（図示せず）が設けられている。

同様に、連結器１６ａと連結器１６ｂには、バッテリユニット１４からの電源の供給を、メインユニット１２及び採取ユニット１３が受けるための複数の接点（図示せず）が設けられている。

なお、各ユニット間の通信は、無線通信により行うようにしてもよい。

メインユニット１２は、配管Ｐ内の検査手順情報が予め外部より与えられて、その検査手順情報に基づいて配管Ｐ内を移動し、配管Ｐ内の動画像及び静止画像、さらに各種センサのセンサデータを記憶装置２２に記録する。
（メインユニットの構成）
図３は、メインユニット１２の構成を示すブロック図である。

制御部２１は、メイン制御装置４１、モータ制御装置４２、照明制御装置４３、データ取得制御装置４４、通信制御装置４５及び連結制御装置４６を含んでいる。制御部２１に含まれる各種装置は基板上に搭載されている。

メイン制御装置４１は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）、ＲＯＭ、ＲＡＭを含み、ＣＰＵがＲＯＭあるいは記憶装置２２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、管内検査装置１１による配管Ｐ内を移動して検査等を行うと共に、後述するように、バッテリ残量が閾値ＴＨ未満となって減少したときに管内検査装置１１を帰還あるいは回収可能とするための動作を行う。

メイン制御装置４１は、モータ制御装置４２と、照明制御装置４３と、データ取得制御装置４４と、通信制御装置４５と、連結制御装置４６と通信可能に接続されており、各装置を制御可能となっている。

さらに、メイン制御装置４１は、記憶装置２２と接続されており、各種プログラム及び各種データを記憶装置２２から読み出したり、データ取得制御装置４４からのセンサデータ及び画像データを記憶装置２２に記録することができる。

メイン制御装置４１のＲＯＭあるいは記憶装置２２には、各種ソフトウエアプログラム及び各種データが格納されている。
記憶装置２２は、各種ソフトウエアプログラムを格納するプログラム格納領域２２ａと、各種情報を格納する情報格納領域２２ｂを有している。

メイン制御装置４１のＲＯＭあるいは記憶装置２２のプログラム格納領域２２ａに、検査動作プログラムＰＰ１、及び回収動作プログラムＰＰ２が格納される。本実施の形態では、回収動作プログラムＰＰ２は、検査動作プログラムＰＰ１に含まれている。

記憶装置２２の情報格納領域２２ｂに、配管構成情報Ｄ１、検査手順情報Ｄ２及び回収手順情報Ｄ３などが格納される。検査手順情報Ｄ２は、検査経路情報ｄ１、検査箇所情報ｄ２を含む。回収手順情報Ｄ３は、アクセスポイント情報（ＴＢＬ１）、優先順位情報（ＴＢＬ２）及び回収方針情報（ＴＢＬ３）を含む。

管内検査装置１１の検査動作が開始されると、メイン制御装置４１は、検査動作プログラムＰＰ１、配管構成情報Ｄ１及び検査手順情報Ｄ２を読み出して実行する。また、検査中に、バッテリ残量が低下すると、メイン制御装置４１は、回収手順情報Ｄ３を読み出して検査動作プログラムＰＰ１に含まれている回収動作プログラムＰＰ２実行する。

記憶装置２２の情報格納領域２２ｂには、後述するように、通信装置３４を介して、配管構成情報Ｄ１、検査手順情報Ｄ２及び回収手順情報Ｄ３が、ＰＣなどの外部装置から設定されて記憶される。

検査動作プログラムＰＰ１は、配管構成情報Ｄ１及び検査手順情報Ｄ２を参照しながら実行される。
回収動作プログラムＰＰ２は、バッテリ残量低下時の対応処理プログラムであり、配管構成情報Ｄ１及び回収手順情報Ｄ３を参照しながら実行される。

また、メイン制御装置４１には、補助バッテリ２３も接続されている。補助バッテリ２３は、メイン制御装置４１からのコマンドに応じて、メインユニット１２内の各部へ電源を供給可能となっている。

後述するように、補助バッテリ２３は非常時に使用され、メインバッテリ２７の残量が所定の閾値ＴＨ以上のときは使用されない。
メイン制御装置４１は、モータ制御コマンドを、モータ制御装置４２に出力すると共に、採取ユニット１３及びバッテリユニット１４にも出力する。モータ制御装置４２は、モータ制御コマンドに応じた駆動信号を、車輪１７を回転させるモータ４７に出力する。

メイン制御装置４１は、照明制御コマンドを照明制御装置４３に出力する。照明制御装置４３は、照明制御コマンドに応じた駆動信号を、発光ダイオードなどの照明装置３３に出力する。

メイン制御装置４１は、カメラ駆動コマンド及びセンサ駆動コマンドをデータ取得制御装置４４に出力する。データ取得制御装置４４は、カメラ駆動コマンド及びセンサ駆動コマンドに応じた駆動信号を、カメラ３１及びセンサ部３２に出力する。データ取得制御装置４４は、カメラ３１により取得された画像データをメイン制御装置４１に出力する。データ取得制御装置４４は、センサ部３２により取得されたセンサデータをメイン制御装置４１に出力する。メイン制御装置４１は、画像データ及びセンサデータを記憶装置２２に記録する。

メイン制御装置４１は、通信制御コマンドを通信制御装置４５に出力する。通信制御装置４５は、通信制御コマンドに応じてデータの送受信を、通信装置３４を介してＰＣと行う。メイン制御装置４１は、通信制御装置４５を介して受信したデータを、記憶装置２２の所定の記憶領域に記憶する。

メイン制御装置４１は、連結制御コマンドを連結制御装置４６に出力する。連結制御装置４６は、連結制御コマンドに応じた駆動信号を、連結器１５ａに出力する。後述するように、採取ユニット１３の分離を行うとき、メイン制御装置４１は、連結を解除するコマンドを連結制御装置４６に出力する。
（採取ユニットの構成）
図４は、採取ユニット１３の構成を示すブロック図である。

制御部２４は、連結制御装置５１、モータ制御装置５２、採取制御装置５３及び修理制御装置５６を含んでいる。制御部２４に含まれる各種装置は基板上に搭載されている。
連結制御装置５１は、モータ制御装置５２、採取制御装置５３及び修理制御装置５６と通信可能に接続されており、各装置を制御可能となっている。

また、連結制御装置５１は、補助バッテリ２５にも接続されている。補助バッテリ２５は、連結制御装置５１からのコマンドに応じて、採取ユニット１３内の各部へ電源を供給可能となっている。

後述するように、補助バッテリ２５は非常時に使用され、メインバッテリ２７の残量が所定の閾値ＴＨ以上のときは使用されない。
連結制御装置５１は、メインユニット１２からの各種制御コマンドを受信すると、自己宛てのコマンドであれば、受信したコマンドに応じた動作を行う。受信したコマンドが自己宛てのコマンドでなければ、連結制御装置５１は、受信したコマンドを、バッテリユニット１４へ出力する。

連結制御装置５１は、メインユニット１２からの採取ユニット１３宛てのモータ制御コマンドをモータ制御装置５２に出力する。モータ制御装置５２は、モータ制御コマンドに応じた駆動信号を、車輪１７を回転させるモータ５５に出力する。

連結制御装置５１は、メインユニット１２からの採取制御コマンドを採取制御装置５３に出力する。採取制御装置５３が、採取制御コマンドに応じた駆動信号を採取機構３５に出力すると、採取機構３５の把持アームが動作して、配管内の異物などを把持して、採取物保管部３７内に収容する。

連結制御装置５１は、メインユニット１２からの修理制御コマンドを修理制御装置５４に出力する。修理制御装置５４には、例えばガス圧で修理剤を噴射するための修理剤タンク３６ａが接続された修理剤噴射装置３６が接続されている。修理制御装置５４は、修理制御コマンドに応じた駆動信号を、修理剤噴射装置３６に出力する。修理剤噴射装置３６が修理剤をキズなどの箇所などに噴射することによって、配管Ｐの修理が行われる。

連結制御装置５１は、連結制御コマンドに応じた駆動信号を、連結器１６ａに出力する。
（バッテリユニットの構成）
図５は、バッテリユニット１４の構成を示すブロック図である。

制御部２６は、連結制御装置６１及びモータ制御装置６２を含んでいる。制御部２６に含まれる各種装置は基板上に搭載されている。
連結制御装置６１は、モータ制御装置６２と通信可能に接続されており、モータ制御装置６２を制御可能となっている。

また、連結制御装置６１は、メインバッテリ２７にも接続されている。メインバッテリ２７は、メインユニット１２のメイン制御装置４１からの残量問い合わせコマンドに応じて残量情報をメインユニット１２へ出力する。連結制御装置６１は、メインユニット１２からのコマンドに応じて、バッテリユニット１４内の各部、及びメインユニット１２及び採取ユニット１３へメインバッテリ２７の電源の供給を制御可能となっている。

連結制御装置６１は、メインユニット１２からの各種制御コマンドを採取ユニット１３を介して受信すると、受信したコマンドに応じた動作を行う。
連結制御装置６１は、メインユニット１２からのモータ制御コマンドをモータ制御装置６２に出力する。モータ制御装置６２は、モータ制御コマンドに応じた駆動信号を、車輪１７を回転させるモータ６３に出力する。

各ユニットには、図示しない電源スイッチが設けられ、電源スイッチがオンされると、各ユニットは動作可能状態になる。
メインユニット１２は、さらに、動作開始のためのスタートスイッチ（図示せず）を有し、スタートスイッチがオンされると、メイン制御装置４１は、検査動作プログラムＰＰ１をＲＯＭあるいは記憶装置２２から読み出し、配管構成情報Ｄ１及び検査手順情報Ｄ２を情報格納領域２２ｂから読み出して実行する。

各ユニットは、メイン制御装置４１からのコマンドに応じた動作を行うことによって、配管システム１内の検査のための動作を行う。
（配管検査の動作）
メインユニット１２は、配管システム１の入口ポート２から入れられてからスタートスイッチがオンされると、配管構成情報Ｄ１及び検査手順情報Ｄ２に基づいて、カメラ３１や、距離センサなどの他のセンサにより、配管システム１内の位置を認識しながら、モータ制御装置４２を制御して、配管Ｐ内を移動し、かつ配管Ｐ内の画像等のデータを記憶装置２２に記録したり、センサ部３２のセンサデータを取得して記憶装置２２に記録し、配管の出口ポート３まで移動することによって、配管システム１の配管内の検査を行う。

そのために、メインユニット１２は、事前に、配管構成情報Ｄ１及び検査手順情報Ｄ２が、通信装置３４を介して、外部のＰＣから記憶装置２２の情報格納領域２２ｂに格納される。配管構成情報Ｄ１は、配管システム１の全体又は一部の配管の構成情報である。検査手順情報Ｄ２は、上述したように、検査経路情報ｄ１、検査箇所情報ｄ２を含む。検査経路情報ｄ１は、配管システム１の検査する経路を示す情報である。検査箇所情報ｄ２は、検査箇所すなわち検査地点情報、検査項目情報などの情報を含む。検査箇所情報ｄ２には、動画、静止画あるいは動画か静止画の両方を記録するのか、センサ部３２のどのセンサデータを記憶するのか、修理箇所の地点情報なども含まれる。

図６は、検査経路の例を説明するための図である。
図６は、図１の配管システム１の構成をモデル化して示した図である。端点Ａが入口ポート２に対応し、端点Ｋが出口ポート３に対応し、端点Ｌが予備ポート４に対応する。管内検査装置１１は、点Ａから配管システム１に入って、指示された順番で配管内を移動して、最後に点Ｋに到達して停止して回収されるという経路の情報が、検査経路情報ｄ１としてＰＣから設定されて情報格納領域２２ｂに格納される。

点Ａ、点Ｋ及び点Ｌ以外の点、Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊは、分岐点あるいは合流点などである。
管内検査装置１１は、指定された箇所で、配管Ｐ内の画像データ及びセンサデータを記録し、さらに途中で異物などを採取したり、修理剤を所定の箇所に吹き付けたりする動作を行う。そのために、検査箇所情報ｄ２も、ＰＣから設定されて情報格納領域２２ｂに格納される。

上述したように、検査箇所情報ｄ２には、各種データの記録地点及び記録区間の情報、及び修理剤の噴射地点及び噴射範囲の情報が含まれる。
また、異物などの採取も、カメラ３１で得られた画像の画像処理により、判定された判定結果に基づいて行ってもよいし、採取地点の情報も検査箇所情報ｄ２に含めてもよい。

なお、修理剤の噴射も、カメラ３１で得られた画像の画像処理により、判定された判定結果に基づいて行うようにしてもよい。
配管構成情報Ｄ１は、点情報と、点と他の点との間の距離情報などを含んでいる。点が分岐点の場合は、分岐先の情報、例えば２つの配管に分岐する点の場合、左側の配管に接続される点と右側の配管に接続される点の情報も配管構成情報Ｄ１に含まれる。点が合流点の場合は、合流する配管Ｐの情報も、配管構成情報Ｄ１に含まれる。

例えば、図６の配管システムにおいて、検査経路情報ｄ１として、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｅ→Ｈ→Ｋが設定されれば、管内検査装置１１は、Ａ点でスタートされると、配管システム１内に入っていき、途中、点Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｈを通って点Ｋに到達する。

管内検査装置１１は、検査が無事に終了すれば、点Ｋで回収され、ユーザは、記憶装置２２に記憶された画像データ等、及び採取物保管部３７に収容された採取物を得ることができる。

さらに、配管システム１には、配管Ｐ内にアクセスできるアクセスポイントがある場合がある。そのような配管Ｐ内にアクセス可能なポイントの情報は、アクセスポイント情報（ＴＢＬ１）として、通信装置３４を介して、ＰＣから、記憶装置２２の情報格納領域２２ｂに格納される。

図６において、４つのアクセスポイントＡＰ１からＡＰ４が配管システム１中に示されている。
各アクセスポイントＡＰは、配管システム１の途中に設けられた開閉可能な窓などの配管Ｐの内部へのアクセスを可能とするアクセスポートであり、配管Ｐの一部を取り外して、配管Ｐ内のユニットなどを回収可能なポイントである。なお、アクセスポイント情報（ＴＢＬ１）は、配管構成情報Ｄ１に含まれていてもよい。
アクセスポイント情報（ＴＢＬ１）は、管内の回収可能位置についての回収可能位置情報（ＴＢＬ１）を記憶する。メイン制御装置４１は、後述するように、メインバッテリ２７の残量が閾値ＴＨ未満になると、回収可能位置情報に基づいて、回収可能位置まで移動するように、車輪１７を駆動制御する。

図７は、アクセスポイント情報のデータ構造を示す図である。アクセスポイント情報は、ここでは、テーブルデータＴＢＬ１として記憶装置２２の情報格納領域２２ｂに格納される。図７のテーブルデータＴＢＬ１には、複数のアクセスポイントＡＰの情報が格納可能であり、各アクセスポイントＡＰの情報は、最寄りの点の情報と、その点からの距離データを含む。図７では、４つのアクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ４の情報が登録されている。

配管システム１の検査が予定された通りに行われれば、管内検査装置１１は、点Ｋで回収されるが、配管Ｐ内の状態が当初想定していたよりも内壁がでこぼこしていたり、滑り易かったりして、配管Ｐ内をスムーズに移動できない場合がある。そのような場合、バッテリの消費電力が多く、配管システム１の途中でメインバッテリ２７のバッテリ残量が所定の閾値ＴＨ未満になってしまう場合がある。

そのような場合に、後述するように、残った電力でユーザが回収可能地点まで移動するために、管内検査装置１１は、全体の重量を減らすために分離を行う。すなわち、管内検査装置１１は、管内検査装置１１の全体の重量を減らすために、接続されているユニットの切り離し、採取物の廃棄などを行って、目的地まで移動する。

このような非常時の動作は、回収動作プログラムＰＰ２により行われるが、記憶装置２２の情報格納領域２２ｂには、分離及び廃棄対象の優先順位情報（ＴＢＬ２）が、ＰＣから与えられて格納される。

図８は、優先順位情報のデータ構造を示す図である。優先順位情報は、ここでは、テーブルデータとして、記憶部である情報格納領域２２ｂに設定可能である。図８のテーブルデータＴＢＬ２には、複数の分離対象の優先順位の情報が設定可能であり、各分離対象と、その優先順位情報を含む。

図８では、３つの分離対象の情報が登録されている。図８では、採取物は、優先順位が「３」で最も低いので、非常時に最初に分離される。採取ユニット１３は、優先順位が「１」で最も高いので、最後に分離される。

情報格納領域２２ｂに登録された優先順位は、ユーザにより設定される。
また、回収動作プログラムＰＰ２により行われる回収動作を規定する回収方針は、複数設定されている。ここでは、回収方針情報として、複数の回収方針が、優先順位を持って規定され、ＰＣから情報格納領域２２ｂに予め登録される。

回収方針は、複数、ここではｎ個設定され、ユーザは、優先順位を付けて各方針を設定することができる。
図９は、回収方針情報のデータ構造を示す図である。回収方針情報は、ここでは、テーブルデータとして記憶装置２２の情報格納領域２２ｂに格納される。複数の回収方針ＣＰが、テーブルデータＴＢＬ３に格納されている。テーブルＴＢＬ３は、方針ごとに、方針の優先順位と、目的地と、分離の優先順位の動作パターン情報を含む。メイン制御装置４１は、接続ユニット及び採取物についての分離の優先順位を示す優先順位情報（ＴＢＬ２）に基づいて、分離を行う。

テーブルデータＴＢＬ３に示すように、方針ＣＰ１は、方針の優先順位が「１」で最も高い優先順位を有し、目的地が「Ｋ」であり、分離優先順位は「０」であるので、採取ユニット１３、バッテリユニット１４及び採取物を分離せずに、目的地の点Ｋまで移動する動作パターンである。この場合、メインユニット１２及び採取ユニット１３は、メインユニット１２のメインバッテリ２７の残量が０になると、それぞれ補助バッテリ２３と２５に切り替えて動作する。

方針ＣＰ２は、方針の優先順位が「２」で２番目に高い優先順位を有し、目的地が「Ｋ」であり、分離優先順位は「＃３」であるので、採取物を分離して、目的地の点Ｋまで移動する動作パターンである。この場合、メインユニット１２及び採取ユニット１３は、バッテリユニット１４のメインバッテリ２７の残量が０になると、それぞれ補助バッテリ２３と２５に切り替えて動作する。

方針ＣＰ３は、方針の優先順位が「３」で３番目に高い優先順位を有し、目的地が「最寄りのアクセスポイントＡＰ」であり、分離優先順位は「＃３」であるので、採取物を分離して、最寄りのアクセスポイントＡＰまで移動する動作パターンである。この場合、メインユニット１２及び採取ユニット１３は、バッテリユニット１４のメインバッテリ２７の残量が０になると、それぞれ補助バッテリ２３と２５に切り替えて動作する。

方針ＣＰ４は、方針の優先順位が「４」で４番目に高い優先順位を有し、目的地が「最寄りのアクセスポイントＡＰ」であり、分離優先順位は「＃２」であるので、バッテリユニット１４を分離して、最寄りのアクセスポイントＡＰまで移動する動作パターンである。この場合、メインユニット１２と採取ユニット１３は、それぞれ補助バッテリ２３と２５に切り替えて動作する。

他にも、バッテリユニット１４のみを分離して、採取物を捨てると共に、目的地の点Ｋまで移動する方針なども考えられる。この場合、メインユニット１２及び採取ユニット１３は、それぞれ補助バッテリ２３と２５に切り替えて動作する。

さらに他には、バッテリユニット１４のみを分離して、採取ユニット１３を分離しないで目的地の点Ｋまで移動する方針なども考えられる。
図９では、優先順位は、方針ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３、ＣＰ４の順に低くなっており、優先順位は、方針ＣＰ１が最も高い。

最後の方針ＣＰｎは、その場で動かない、すなわち管内検査装置１１は移動しない方針である。
上述した各回収方針の情報が、テーブルデータＴＢＬ３に格納されている。ユーザは、テーブルデータＴＢＬ３に、管内検査装置１１の回収方針情報を、優先順位と共に設定可能で、そのテーブル情報は、ＰＣからメインユニット１２の記憶装置２２の情報格納領域２２ｂに予め登録される。
そして、メイン制御装置４１は、メインバッテリ２７の残量が閾値ＴＨ未満になったときの管内検査装置１１の動作パターン情報を複数有し、メインバッテリ２７の残量が閾値ＴＨ未満になったとき、上述した分離の複数の動作パターン情報の１つを選択して、その選択した動作パターンに基づいて、分離を行うと共に、回収可能位置まで移動するように、移動機構を制御する。

よって、ユーザは、所望の回収方針を検査対象や検査目的などに応じて決めて、テーブルデータＴＢＬ３に設定して、メインユニット１２の記憶装置２２に記憶させることができる。
（作用）
上述した管内検査装置１１の動作について説明する。

上述したように、配管システム１の検査前に、配管構成情報Ｄ１、検査手順情報Ｄ２及び回収手順情報Ｄ３がメインユニット１２の記憶装置２２に登録される。
管内検査装置１１は、点Ａに置かれてから、スタートスイッチがオンされて検査開始が指示されると、メイン制御装置４１は、検査動作プログラムＰＰ１を読み出して、図１０の処理を実行する。

図１０は、検査動作プログラムＰＰ１の処理の流れの例を示すフローチャートである。

メイン制御装置４１は、まず、バッテリユニット１４のバッテリ残量が所定の閾値ＴＨ未満であるいか否かを判定する（ステップ（以下、Ｓと略す）１）。メイン制御装置４１は、所定の周期でバッテリユニット１４にメインバッテリ２７の残量を問い合わせ、メインバッテリ２７の残量情報を取得する。

開始直後は、バッテリユニット１４のメインバッテリ２７は、十分に充電されているので、バッテリ残量は所定の閾値ＴＨ以上と判定され（Ｓ１：ＮＯ）、メイン制御装置４１は、検査を実行する（Ｓ２）。管内検査装置１１は、検査経路情報ｄ１に沿って移動し、検査箇所情報ｄ２に従って画像データ及びセンサデータを取得する。すなわち、検査は、配管構成情報Ｄ１及び検査手順情報Ｄ２に基づいて実行される。

メイン制御装置４１は、検査が終了したかを判定する（Ｓ３）。検査が終了していなければ（Ｓ３：ＮＯ）、処理は、Ｓ1に戻り、検査が終了していれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、処理は終了する。

検査が順調に行われれば、管内検査装置１１は、点Ｋに到着して停止し、Ｓ３でＹＥＳとなって処理は終了する。ユーザは、管内検査装置１１を回収して、記憶装置２２に記録されたデータ及び採取物に基づいて配管システム１の状態を判定することができる。

しかし、途中でメインバッテリ２７が消耗して残量が所定の閾値ＴＨ未満になる場合がある。
管内検査装置１１が検査の途中で、バッテリユニット１４のバッテリ残量が所定の閾値ＴＨ未満であると判定されると（Ｓ１：ＹＥＳ）、メイン制御装置４１は、回収動作プログラムＰＰ２を読み出して実行し、優先順位の最も高い方針Ｐ１が実行可であるか否かを判定する（Ｓ４）。メイン制御装置４１は、図９に示す回収方針情報（ＴＢＬ３）に基づいて優先順位の最も高い方針Ｐ１を抽出し、その抽出した優先順位の最も高い方針Ｐ１を実行可能な否かを判定する。図９の場合、方針ＣＰ１が最も優先順位が高いので、方針ＣＰ１が実行可能であるか否かが判定される。

方針Ｐ１が実行可能であるか否かは、現在の位置と目的地までの距離を移動することが、メインバッテリ２７の残量及び補助バッテリの残量で可能であるか否かを判定することによって、行われる。

バッテリの残量に応じた、メインユニット１２のみで移動可能な距離情報、管内検査装置１１がメインユニット１２と採取ユニット１３の２台で移動可能な距離情報、及びメインユニット１２と採取ユニット１３とバッテリユニット１４の３台で移動可能な距離情報が、シミュレーションあるいは実験などにより決定されて記憶装置２２に予め記憶されている。

よって、メインユニット１２のメイン制御装置４１は、そのバッテリ残量に応じた移動可能距離情報に基づいて、管内検査装置１１が目的地まで移動可能か否かを判定可能である。
さらに、採取物の予測重量も考慮して、採取物が採取物保管部にある場合とない場合に分けて、バッテリ残量に応じた移動可能情報も、記憶装置２２に予め記憶させてもよい。

メイン制御装置４１は、方針Ｐ１を実行可であると判定したとき（Ｓ４：ＹＥＳ）、方針Ｐ１を実行する（Ｓ５）。
メイン制御装置４１は、方針Ｐ１を実行不可であると判定したとき（Ｓ４：ＮＯ）、優先順位が次に高い方針Ｐ２が実行可であるか否かを判定する（Ｓ６）。図９の場合、方針ＣＰ２が２番目に優先順位が高いので、方針ＣＰ２が実行可能であるか否かが判定される。方針ＣＰ２は、分離を行うため、メイン制御装置４１は、優先順位情報（ＴＢＬ２）を参照する。

メイン制御装置４１は、方針Ｐ２を実行可であると判定したとき（Ｓ６：ＹＥＳ）、方針Ｐ２を実行する（Ｓ７）。
方針ＣＰ２では、分離を行うので、定められた分離を行うために必要な電力量が考慮されて、方針Ｐ２が実行可能であるかが判定される。すなわち、メイン制御装置４１は、メインバッテリ２７の残量が閾値ＴＨ未満になると、上述した連結機構１５，１６を利用して、接続ユニットの分離を行うか否かを判定する制御部を構成する。言い換えれば、メイン制御装置４１は、管内検査装置１１が、入口ポート２、出口ポート３又はアクセスポートＡＰの帰還場所に帰還困難であるか又は帰還困難になるかを判定し、管内検査装置１１が帰還困難である又は帰還困難になると判定した場合に、分離を行うか否かを判定する。
メイン制御装置４１は、分離を行うと判定したとき、分離機構である採取機構３５を動作させて、採取物を分離する。分離を行う場所が適切であるかを考慮して分離を行う。

メイン制御装置４１は、方針Ｐ２を実行不可であると判定したとき（Ｓ６：ＮＯ）、優先順位が次に高い方針Ｐ３が実行可であるか否かを判定する（Ｓ８）。図９の場合、方針ＣＰ３が３番目に優先順位が高いので、方針ＣＰ３が実行可能であるか否かが判定される。方針ＣＰ３は、アクセスポイントＡＰの情報を使用するため、メイン制御装置４１は、アクセスポイント情報（ＴＢＬ１）及び優先順位情報（ＴＢＬ２）を参照する。

メイン制御装置４１は、方針Ｐ３を実行可であると判定したとき（Ｓ８：ＹＥＳ）、方針Ｐ３を実行する（Ｓ９）。
以下同様に、優先順位の高い順に方針が実行可能であるか否かを判定し、実行可能であると、その方針に従って実行する。

最後は、優先順位の最も低い方針Ｐｎを実行する（Ｓｎ）。方針Ｐｎは、例えば、その場所で動かない。
Ｓ４からＳｎの処理が、回収動作プログラムＰＰ２を構成する。

以上のように、管内検査装置１１は、バッテリ残量が低下したとき、回収動作プログラムＰＰ２が実行されて、ユーザの設定した優先順位の高い順で、最も回収の可能性が高くなるように、所定の分離動作を行って所定の目的地まで移動する。

よって、上述した実施の形態によれば、帰還性及び回収性の高い管内検査装置を提供することができる。
なお、上述した実施の形態では、分離は、接続ユニットであるバッテリユニット１４及び採取ユニット１３の分離、採取物の分離であるが、ユニットに分離可能に取り付けられている装置を分離するようにしてもよい。例えば、採取ユニット１３の採取機構３５が分離可能であれば、その採取機構３５を分離して管内に放置するようにしてもよい。

また、ユニットを分離するとき、４つの車輪１７のギヤを所謂ニュートラルにしてかれら、分離するようにしてもよい。ニュートラルのとき、分離されたユニットは、別途実施される分離されたユニットの回収時に移動し易くなる。

さらに、ユニット、一部の装置及び採取物を分離したときの配管システム１内の位置情報を記憶装置２２が記録されるようにしてもよい。すなわち、メイン制御装置４１は、分離を行ったときに、管内の位置情報を記憶装置２２に記憶するようにしてもよい。ユーザは、回収された管内検査装置１１の記憶装置２２に記録された分離位置情報に基づいて、分離された物を回収し易くなる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態は、管内検査装置のバッテリ残量が低下したときに、帰還性及び回収性の高い管内検査装置を提供するものであるが、本実施の形態は、移動機構に故障などの異常が発生したときに、帰還性及び回収性の高い管内検査装置を提供する。

以下、本実施の形態の管内検査装置の構成は、第１の実施の形態の管内検査装置の構成と略同じであるので、第１の実施の形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

上述したように、メインユニット１２、採取ユニット１３及びバッテリユニット１４は、それぞれモータ制御装置４２，５２，６２を有している。上述したように、メイン制御装置４１は、連結器１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１７ａを介して、連結制御装置５１，６１と通信可能に構成されている。

各車輪１７には、回転量を検出するセンサ（図示せず）が設けられており、各モータ制御装置４２，５２，６２は、各車輪１７の回転量データをリアルタイムで取得する。
モータ制御装置５２は、連結制御装置５１を介して、採取ユニット１３の各車輪１７の回転量データをメインユニット１２のメイン制御装置４１へ送信する。

モータ制御装置６２は、連結制御装置６１，５１を介して、バッテリユニット１４の各車輪１７の回転量データをメインユニット１２のメイン制御装置４１へ送信する。
よって、メイン制御装置４１は、管内検査装置１１が配管内を移動中、管内検査装置１１の各車輪１７の回転量データを常時監視することができる。後述するように、管内検査装置１１のいずれかの車輪１７に異常が発生したときには、メイン制御装置４１は、どのユニットのどの車輪に異常が発生したかを判定することができる。

図１１は、本実施の形態に係わる回収動作プログラムＰＰ３の処理の流れの例を示すフローチャートである。回収動作プログラムＰＰ３は、メイン制御装置４１のＲＯＭあるいは記憶装置２２のプログラム格納領域２２ａに格納されている。

メイン制御装置４１は、各車輪１７の回転数を監視する（Ｓ１１）。メイン制御装置４１は、各モータ制御装置４２，５２，６２からの回転量データに基づいて、各車輪１７の回転数を監視する。

メイン制御装置４１は、Ｓ１で得られた各車輪１７の回転数が適正かを判定する（Ｓ１２）。
図２に示すように、メインユニット１２、採取ユニット１３及びバッテリユニット１４の各ユニットは４つの車輪１７を有している。よって、１２個の車輪１７の１２個の回転数が、モータ制御コマンドに対応する回転数に対して許容範囲内にあるか否かにより、各車輪１７の回転数が、適正かが判定される。

なお、各車輪１７の回転が適正かは、各モータ４７、５５、６３に流れる電流を監視することにより行ってもよい。例えば、あるモータに流れる電流の値が、所定値以上になると、そのモータに関わる車輪１７が回転していないと判定することができる。

各車輪１７の回転数が適正であるとき（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１１に戻る。
全ての車輪１７の回転数が適正でなければ（Ｓ１２：ＮＯ）、メイン制御装置４１は、所定の停止コマンドをモータ制御装置４２，５２，６２に送信し、各車輪１７を停止する（Ｓ１３）。

Ｓ１３の後、メイン制御装置４１は、復旧動作を実行する（Ｓ１４）。復旧動作では、例えば、管内検査装置１１はバックしたり、あるいは前後に移動する動作を繰り返したりした後、再度、管内検査装置１１は前進する。
すなわち、メイン制御装置４１は、複数の車輪１７のいずれかに異常があると判定したとき、所定の復旧動作を実行する。

復旧動作の実行により、復旧したとき、すなわち各車輪１７の回転数が適正になったとき（Ｓ１５：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１１に戻る。
復旧動作の実行により、復旧しないとき、すなわち各車輪１７の回転数が適正にならないとき（Ｓ１５：ＮＯ）、メイン制御装置４１は、正しく回転をしない車輪１７、すなわち異常な車輪１７はどのユニットの車輪かを判定する（Ｓ１６）。

メイン制御装置４１は、車輪１７毎の回転数データを取得するので、モータ制御コマンドに対応する回転数に対して許容範囲内にない車輪１７が、どのユニットに設けられているかを判定することができる。
すなわち、制御部であるメイン制御装置４１は、移動機構の複数の車輪１７のいずれかに異常があるかを判定し、複数の車輪１７のいずれかに異常があるとき、帰還困難であると判定し、複数の車輪１７のいずれかに異常があると判定したときに、以下に説明するような分離を行うか否かを判定する。
以上のように、メイン制御装置４１は、車輪１７毎の回転数等を監視して、管内検査装置１１が、入口ポート２、出口ポート３又はアクセスポートＡＰの帰還場所に帰還困難であるかを判定し、管内検査装置１１が帰還困難であると判定した場合に、次に説明するような分離を行うか否かを判定する。

故障した車輪１７がバッテリユニット１４の車輪であるとき、メイン制御装置４１は、バッテリユニット１４の各車輪１７の駆動機構をニュートラルに設定する（Ｓ１７）。Ｓ１７の後、メイン制御装置４１は、連結機構１６を動作させて、採取ユニット１３からバッテリユニット１４を分離する（Ｓ１８）。

故障した車輪１７が採取ユニット１３の車輪であるとき、メイン制御装置４１は、採取ユニット１３の各車輪１７の駆動機構をニュートラルに設定する（Ｓ１９）。
Ｓ１９の後、メイン制御装置４１は、現在の位置から、近傍のアクセスポイントＡＰまでの距離を計算し、バッテリユニット１４の連結制御装置６１へ、計算した移動距離のデータを送信する（Ｓ２０）。

近傍のアクセスポイントＡＰは、バッテリユニット１４が後退して行ったときに、最も近傍となるアクセスポイントである。
メイン制御装置４１は、移動距離を連結制御装置６１に設定すると共に、後退動作を指示するコマンドを連結制御装置６１に送信する。

メイン制御装置４１は、連結機構１５，１６を動作させて、メインユニット１２と採取ユニット１３の分離と、採取ユニット１３とバッテリユニット１４の分離を行う（Ｓ２１）。
バッテリユニット１４は、分離後、設定された移動距離だけ後退する。その結果、バッテリユニット１４は、回収可能となる。

メインユニット１２は、故障していないので、その後、所定の検査を続行することができる。
故障した車輪１７がメインユニット１２の車輪であるとき、メイン制御装置４１は、メインユニット１２の各車輪１７の駆動機構をニュートラルに設定する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の後、メイン制御装置４１は、現在の位置から、近傍のアクセスポイントＡＰまでの距離を計算し、採取ユニット１３の連結制御装置５１とバッテリユニット１４の連結制御装置６１へ、計算した移動距離のデータを送信する（Ｓ２３）。

近傍のアクセスポイントＡＰは、採取ユニット１３とバッテリユニット１４が後退して行ったときに、最も近傍となるアクセスポイントである。
メイン制御装置４１は、移動距離を連結制御装置５１と６１に設定すると共に、後退動作を指示するコマンドを連結制御装置５１と６１に送信する。

メイン制御装置４１は、連結機構１５を動作させて、メインユニット１２から、採取ユニット１３とバッテリユニット１４を分離する（Ｓ２４）。
採取ユニット１３とバッテリユニット１４は、分離後、設定された移動距離だけ後退する。その結果、採取ユニット１３とバッテリユニット１４は、回収可能となる。

図１２は、バッテリユニット１４が採取ユニット１３から分離された場合を示す図である。管内検査装置１１は、配管の内壁ＩＷ上で内壁ＩＷに沿って移動可能である。図１２に示すように、バッテリユニット１４の車輪１７が動かなくなった場合、バッテリユニット１４は、採取ユニット１３から分離される。メインユニット１２と採取ユニット１３は、その後、点線の矢印Ａ１で示す方向に前進し、所定の手順で配管内の検査を続行することができる。

なお、各ユニットにおいて車輪毎に分離できる場合は、その異常のあるあるいは故障した車輪１７だけを分離するようにしてもよい。
図１３は、バッテリユニット１４の１つの車輪１７だけが分離された場合を示す図である。図１３に示すように、バッテリユニット１４の後ろ側の車輪１７だけが動かなくなった場合、バッテリユニット１４のその車輪１７だけがバッテリユニット１４から分離される。メインユニット１２、採取ユニット１３及びバッテリユニット１４は、その後、点線の矢印Ａ１で示す方向に前進し、所定の手順で、配管内の検査を続行することができる。

上述した例は、各車輪１７の回転数が適正でない原因が車輪の故障であるが、各車輪１７の回転数が適正でない原因として、駆動機構に異常があるのではなく、管内検査装置１１の一部が配管内で何かに引っ掛かって、管内検査装置１１が動けなくなる場合も有り得る。例えば、通信装置３４のアンテナ及び採取ユニット１３の採取機構３５のアームなどは、突出しているため、配管内での引っ掛かりが発生し易い。

そのような場合、管内検査装置１１の一部が配管内で何かに引っ掛かった部分が分離できるようにしてもよい。
図１４は、本実施の形態の変形例に係わる、メインユニット１２Ａの構成を示すブロック図である。

図１４に示すメインユニット１２Ａの構成は、図３に示したメインユニット１２と略同じ構成であるが、ロードセル７１と切り離しユニット７２を有している点で、メインユニット１２と異なっている。

ロードセル７１は、例えば、通信装置３４から飛び出ているアンテナユニット（図示せず）に設けられる。
ロードセル７１は、アンテナユニットの根元部分とハウジングなどの支持部材との間に接着剤等により固定され、力が掛かると、力に応じた電気信号を出力する。よって、例えばアンテナユニットの先端部分が配管内において引っ掛かると、アンテナユニットの基端部に固定されたロードセル７１に力が掛かる。その結果、ロードセル７１は、その力に応じた出力信号を出力する。

ロードセル７１は、例えば歪みゲージ式ロードセルであり、力が加わると、検出した力の大きさに応じた電気信号を出力する。
ロードセル７１の出力信号が、所定の閾値よりも大きいとき、アンテナユニットに大きな力が加わっている、すなわちアンテナユニットが何かに引っ張られていると推定可能である。

切り離しユニット７２は、ロードセル７１が設けられたアンテナユニットの根元部分に設けられている。
切り離しユニット７２は、２つの部分からなり、例えば、ロックピン等が電磁石などの力で移動することによって、係止孔等との係合状態と非係合状態を切り替える切り替え機構を有する。通常、切り離しユニット７２の切り替え機構は、係合状態にあり、アンテナユニットが配管内において突起などに引っ掛かった場合に、非係合状態になって、切り離しユニット７２の１つの部分がアンテナユニットと共に、他の部分から切り離される。

また、切り離しユニット７２は、通信制御装置４５と通信装置３４との間の複数の信号線のための接点を有している。よって、切り離しユニット７２の２つの部分が切り離されない限り、通信制御装置４５と通信装置３４の間で信号の送受信が可能となっている。

さらに、ロードセル７１の出力信号も、切り離しユニット７２を介して通信制御装置４５へ供給可能となっている。ロードセル７１の出力信号は、通信制御装置４５を介してメイン制御装置４１へ供給される。また、メイン制御装置４１は、通信制御装置４５を介して切り離しユニット７２へ切り離し信号を供給可能となっている。

よって、メイン制御装置４１は、ロードセル７１の出力信号に基づいて、アンテナユニットに負荷が掛かっているかを判定することができる。切り離しユニット７２は、メイン制御装置４１からの切り離し信号によって、非係合状態になる。

図１５は、本実施の形態の変形例に係わる、採取ユニット１３Ａの構成を示すブロック図である。
図１５に示す採取ユニット１３Ａの構成は、図４に示した採取ユニット１３と略同じ構成であるが、ロードセル８１と切り離しユニット８２を有している点で、採取ユニット１３と異なっている。

ロードセル８１の構成は、ロードセル７１と同様であり、採取機構３５のロボットアームなどの採取機構の根元部分に、上述したアンテナユニットと同様に設けられる。
切り離しユニット８２の構成も、切り離しユニット７２と同様であり、ロードセル８１が設けられたロボットアームなどの採取機構の根元部分に設けられている。切り離しユニット７２，８２は、管内検査装置１１又は採取ユニット１３Ａの一部であるアンテナユニット、ロボットアームなどの分離を行う分離機構を構成する。

ロードセル８１の出力信号が、所定の閾値よりも大きいとき、ロボットアームなどに大きな力が加わっている、すなわちロボットアームなどが何かに引っ張られていると推定可能である。

ロードセル８１の出力信号は、採取制御装置５３を介して採取ユニット１３Ａの連結制御装置５１に供給される。メイン制御装置４１は、連結制御装置５１、６１と通信可能となっているので、ロードセル７１だけでなく、ロードセル８１の出力信号も、採取制御装置５３を介して採取ユニット１３Ａの連結制御装置５１から取得することができる。

同様に、メイン制御装置４１は、切り離しユニット７２だけでなく、採取ユニット１３Ａの採取制御装置５３を介して切り離しユニット８２へも切り離し信号を送信することができる。

図１６は、本変形例に係わる、回収動作プログラムＰＰ４の処理の流れの例を示すフローチャートである。
図１６において、図１１と同じ処理については、同じステップ番号を付して説明は省略する。

全ての車輪１７の回転数が適正でなければ（Ｓ１２：ＮＯ）、メイン制御装置４１は、各ロードセル７１，８１の出力信号をチェックする（Ｓ３１）。
メイン制御装置４１は、各ロードセル７１，８１の出力信号の大きさと、所定の閾値とを比較し、アンテナユニット、ロボットアームなどが何かに引っ掛かったがあるかを判定する（Ｓ３２）。

各ロードセル７１，８１の出力信号の大きさが所定の閾値未満であれば、アンテナユニット、ロボットアームなどが何かに引っ掛かっていないとして（Ｓ３２：ＮＯ）、処理は、Ｓ１３へ移行する。

各ロードセル７１，８１の出力信号の大きさが所定の閾値以上であれば、アンテナユニット、ロボットアームなどが何かに引っ掛かっているとして（Ｓ３２：ＮＯ）、メイン制御装置４１は、復旧動作を実行する（Ｓ３３）。Ｓ３３は、Ｓ１４と同様でもよいし、異なっていてもよい。
すなわち、メイン制御装置４１は、管内検査装置１１の一部が管内の突起などに引っ掛かっていると判定したとき、所定の復旧動作を実行する。

復旧動作の実行により、復旧した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ１１に戻る。
復旧動作の実行により、復旧しない場合、すなわち各ロードセル７１，８１の出力信号の大きさが所定の閾値未満でないとき（Ｓ３４：ＮＯ）、メイン制御装置４１は、引っ掛かっている部材の分離を行う（Ｓ３５）。
すなわち、制御部であるメイン制御装置４１は、管内検査装置１１の一部が管内の突起などに引っ掛かっているかを判定し、管内検査装置１１の一部が管内の突起などに引っ掛かっていると判定したときに、以下に説明するような分離を行うか否かを判定する。
以上のように、メイン制御装置４１は、車輪１７毎の回転数等を監視して、管内検査装置１１が、入口ポート２、出口ポート３又はアクセスポートＡＰの帰還場所に帰還困難であるかを判定し、管内検査装置１１が帰還困難であると判定した場合に、次に説明するよう分離を行うか否かを判定する。

例えば、ロードセル７１の出力信号の大きさが所定の閾値以上の場合は、メイン制御装置４１は、アンテナユニットを分離するための切り離し信号を切り離しユニット７２に出力する。

もしも、採取ユニット１３Ａのロードセル８１の出力信号の大きさが所定の閾値以上の場合は、メイン制御装置４１は、ロボットアームなどを分離するための切り離し信号を切り離しユニット８２に出力する。

図１７は、ロボットアームが配管内の突起に引っ掛かった場合を示す図である。配管内には、汚れが成長して、鍾乳石あるいは石筍のようなものがあったりする。あるいは外力により配管の管壁が押されて内側に突出した部分があったりする。図１７に示すように、ロボットアーム３５ａが配管内のこのような突起ＰＴに引っ掛かってしまうと、管内検査装置１１は、前進できない。このような場合、上述したように、切り離しユニット７２が駆動されて、ロボットアーム３５ａが、点線で示すように、メインユニット１２から分離される。その結果、その後、管内検査装置１１は、前進可能となる。

以上のように、ロードセル７１，８１は、管内検査装置１１の一部に加わる力を検出する。切り離しユニット７２，８２は、管内検査装置１１の一部を切り離す切り離し機構を構成する。そして、メイン制御装置４１は、各ロードセル７１，８１の出力信号に基づいて、管内検査装置１１の一部が管内の突起などに引っ掛かっているかを判定し、管内検査装置１１の一部が管内の突起などに引っ掛かっていると判定したときに、切り離し機構を動作させて管内検査装置１１の一部を分離する。
その他の動作は、図１１と同様である。
よって、本変形例によれば、管内検査装置１１の一部が配管内で引っ掛かって、管内検査装置１１が動けなくなる場合も、管内検査装置１１の帰還性及び回収性を高めることができる。なお、本実施の形態及び変形例においても、メイン制御装置４１は、分離を行ったときに、管内の位置情報を記憶装置２２に記憶するようにしてもよい。

なお、上述の例では、管内検査装置１１の一部が配管内で引っ掛かった場合、その引っ掛かった部分を分離しているが、その引っ掛かった部分を有するユニットを分離するようにしてもよい。例えば、上記の例でロボットアームが何かに引っ掛かった場合、採取ユニット１３Ａをメインユニット１２Ａから分離するようにしてもよい。

また、上述した例は、管内検査装置１１の一部が配管内で引っ掛かった例であるが、検査おいて採取された物が配管内で引っ掛かる場合もある、そのような場合は、採取物保管部３７にもロードセルを設け、そのロードセルの出力信号に基づいて、採取された物が配管内で引っ掛っているかを判定するようにしてもよい。その場合、検査において採取された物をロボットアームなどを用いて、管内検査装置１１から分離する。

よって、上述した実施の形態及び変形例によれば、帰還性及び回収性の高い管内検査装置を提供することができる。
（第３の実施の形態）
第２の実施の形態の変形例の管内検査装置では、管内検査装置の一部が配管内の突起などに引っ掛かった後、引っ掛かった部材が分離されるが、本実施の形態では、管内検査装置の一部が配管内の突起などに引っ掛かる前に、突起などに引っ掛かると推定される部材が分離される。

以下、本実施の形態の管内検査装置の構成は、第２の実施の形態の管内検査装置の構成と略同じであるので、第２の実施の形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。

メインユニット１２のメイン制御装置４１は、カメラ３１からの画像データを取得する。カメラ３１は、管内を撮像する撮像部である。本実施の形態において、メイン制御装置４１は、画像データに基づき、配管内の前方の突起などの障害物を検出する障害物検出プログラムを有する。

例えば、特開２０１０−１８１９１９号公報に開示のような一台のカメラの画像データを用いた、障害物などの位置及び高さを検出する方法を用いたソフトウエアプログラムをメイン制御装置４１のＲＯＭに格納し、ＣＰＵにより実行させる。そのような障害物検出プログラムにより、配管内の突起部分の位置と形状を特定することができる。

図１８は、カメラ３１により得られた画像の例を示す図である。画像Ｇは、配管の内壁ＩＷと、配管の奥の部分ＤＡを含む。さらに、図１８の画像には、メインユニット１２の進行方向に突起部分ＰＴ１が配管の内壁に形成されている状態が示されている。メイン制御装置４１は、障害物検出プログラムにより、突起部分ＰＴ１の形状を検出する処理がリアルタイムで実行される。

メイン制御装置４１は、配管の形状と管内検査装置の形状の情報を予め有している。特に、メイン制御装置４１は、配管内を通るときの管内検査装置１１の外径形状の情報も有している。

図１９は、管内検査装置１１をその後方から進行方向に見たときの管内検査装置１１の外形形状を示す図である。
管内検査装置１１は、複数の車輪１７、アンテナ、ロボットアームなどを有する。そのため、管内検査装置１１の進行方向に投影した管内検査装置１１の外形は、部分的に凹凸を有する。

図１９では、管内検査装置１１の外形形状は、二点鎖線で示されている。メイン制御装置４１は、配管の形状の情報も有しているため、図１９に示すように、配管の断面における管内検査装置１１の占有領域を特定することができる。

よって、障害物検出プログラムにより検出された突起部分を、配管の断面における管内検査装置１１の占有領域に投影することにより、突起部分が占有領域と重なるかを、メイン制御装置４１は、判定することができる。図１９において、配管の内面形状は、ＩＷＳで示し、突起部分ＰＴ１の形状は、ＰＴＳで示し、管内検査装置１１の占有領域は、ＯＳで示される。

もしも、斜線で示す突起部分ＰＴ１の形状ＰＴＳの領域が、管内検査装置１１の占有領域ＯＳと重なると、管内検査装置１１の一部が、突起部分ＰＴ１に引っ掛かる。斜線で示す突起部分ＰＴ１の形状ＰＴＳの領域が、管内検査装置１１の占有領域ＯＳと重ならなければ、管内検査装置１１は突起部分ＰＴ１に引っ掛からないで、前進できる。
以上のように、よって、メイン制御装置４１は、上述したプログラムを実行することにより、カメラ３１により撮像された画像を解析することによって、管内検査装置１１が帰還困難になるかを判定する。

図２０は、本実施の形態に係わる回収動作プログラムＰＰ５の処理の流れの例を示すフローチャートである。回収動作プログラムＰＰ５は、メイン制御装置４１のＲＯＭあるいは記憶装置２２のプログラム格納領域２２ａに格納されている。

メイン制御装置４１は、障害物検出プログラムにより検出された突起部分を特定する（Ｓ４１）。Ｓ４１の処理は、障害物検出プログラムにより実行される。
図１９で説明したように、特定された突起部分が、配管の断面における管内検査装置１１の占有領域と重なるかを判定することにより、メイン制御装置４１は、管内検査装置１１が突起部分を有する配管内を通過可能であるかを判定する（Ｓ４２）。
すなわち、メイン制御装置４１は、管内検査装置１１がそのまま前進したときに突起部分に管内検査装置１１の一部が引っ掛かることにより、管内検査装置１１が、入口ポート２、出口ポート３又はアクセスポートＡＰの帰還場所に帰還困難になるかを判定し、管内検査装置１１が帰還困難になると判定した場合に、以下に説明するような分離を行うか否かを判定する。

図２１は、管内検査装置１１が突起部分を有する配管内を通過可能であるかを判定する方法を説明するための図である。
図２１に示すように、二点鎖線で示す管内検査装置１１の占有領域ＯＳよりも、所定値だけ大きい領域ＯＳａを予め設定しておき、障害物検出プログラムにより特定された突起部分の領域がその領域ＯＳａと重なる部分があるかが判定される。突起部分の領域がその領域ＯＳａと一部でも重なれば、管内検査装置１１が突起部分を有する配管内を通過可能でないと判定される。

管内検査装置１１が通過可能であるとき（Ｓ４２：ＹＥＳ）、処理は、Ｓ４１に戻る。
管内検査装置１１が通過可能でないとき（Ｓ４２：ＮＯ）、メイン制御装置４１は、突起部分に引っ掛かる管内検査装置１１の部位を特定する（Ｓ４３）。図１９に示すように、突起部分を、配管の断面における管内検査装置１１の占有領域に投影することにより、管内検査装置１１の引っ掛かる部位を特定することができる。

メイン制御装置４１は、特定された引っ掛かる部位が、分離可能であるかを判定する（Ｓ４４）。例えばＳ４３に特定された部位がアンテナユニットであれば、引っ掛かる部位は、分離可能である。

特定された引っ掛かる部位が分離可能であるとき（Ｓ４４：ＹＥＳ）、メイン制御装置４１は、管内検査装置１１を後退して、近傍のアクセスポイントの位置まで戻る（Ｓ４５）。
管内検査装置１１が近傍のアクセスポイントの位置まで戻った後、メイン制御装置４１は、特定された引っ掛かる部位を分離する（Ｓ４６）。例えばＳ４３に特定された部位がアンテナユニットであれば、メイン制御装置４１は、アンテナユニットを分離する。
以上のように、メイン制御装置４１は、管内検査装置１１がそのまま前進していくと、特定された引っ掛かる部位が管内の突起に引っ掛かって、帰還困難になると判定すると、分離機構を動作させて、管内検査装置１１の一部を分離する。

Ｓ４６の後、メイン制御装置４１は、前進し（Ｓ４７）、上記の突起部分に引っ掛かることなく、管内検査装置１１は検査を続行することができる。
特定された引っ掛かる部位が分離可能でないとき（Ｓ４４：ＮＯ）、メイン制御装置４１は、予め設定された別のルートによる検査あるいは帰還を行うためのルート探索を実行する（Ｓ４８）。

Ｓ４８の後、探索されたルートに沿って移動し、所定の検査などを行うことができる。
よって、上述した実施の形態によれば、帰還性及び回収性の高い管内検査装置を提供することができる。特に、管内検査装置の一部が配管内の突起などに引っ掛かる前に、突起などに引っ掛かると推定される部材が分離されるので、分離された部材を壊すことなく回収することができる。
なお、本実施の形態においても、メイン制御装置４１は、分離を行ったときに、管内の位置情報を記憶装置２２に記憶するようにしてもよい。

以上のように、上述した各実施の形態及び変形例によれば、帰還性及び回収性の高い管内検査装置を提供することができる。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

１配管システム、２入口ポート、３出口ポート、４予備ポート、１１管内検査装置、１２、１２Ａメインユニット、１３、１３Ａ採取ユニット、１４バッテリユニット、１５連結機構、１５ａ、１５ｂ連結器、１６連結機構、１６ａ、１６ｂ連結器、１７車輪、１８筺体、１９シャーシ、２１制御部、２２記憶装置、２２ａプログラム格納領域、２２ｂ情報格納領域、２３補助バッテリ、２４制御部、２５補助バッテリ、２６制御部、２７メインバッテリ、３１カメラ、３２センサ部、３３照明装置、３４通信装置、３５採取機構、３５ａロボットアーム、３６修理剤噴射装置、３６ａ修理剤タンク、３７採取物保管部、４１メイン制御装置、４２モータ制御装置、４３照明制御装置、４４データ取得制御装置、４５通信制御装置、４６連結制御装置、４７モータ、５１連結制御装置、５２モータ制御装置、５３採取制御装置、５４修理制御装置、５５モータ、５６修理制御装置、６１連結制御装置、６２モータ制御装置、６３モータ、７１ロードセル
７２切り離しユニット、８１ロードセル、８２切り離しユニット。

Claims

管内を移動可能な管内検査装置であって、
前記管内の検査を行う検査部と、
前記管内を移動するための移動機構と、
前記管内検査装置に接続された接続ユニット、前記管内検査装置若しくは前記接続ユニットの一部、又は前記検査において採取された物の分離を行う分離機構と、
前記管内検査装置が帰還場所に帰還困難であるか又は帰還困難になるかを判定し、前記管内検査装置が前記帰還困難である又は前記帰還困難になると判定した場合に、前記分離を行うか否かを判定する制御部と、
を有する、管内検査装置。
前記制御部は、前記分離を行うと判定したとき、前記分離機構を動作させて、前記接続ユニット、前記管内検査装置若しくは前記接続ユニットの一部、又は前記物を分離することを特徴とする請求項１に記載の管内検査装置。
記憶装置をさらに有し、
前記検査部は、カメラを有し、前記カメラで取得された画像の画像データを前記記憶装置に記録することを特徴とする請求項１に記載の管内検査装置。
前記制御部は、前記分離を行ったときに、前記管内の位置情報を記憶装置に記憶することを特徴とする請求項２に記載の管内検査装置。
前記検査部及び前記移動機構へ電源を供給する第１のバッテリを更に備え、
前記制御部は、前記第１のバッテリの残量が閾値未満になると、前記分離を行うか否かを判定する、請求項１に記載の管内検査装置。
前記制御部は、前記接続ユニット及び前記物についての分離の優先順位を示す優先順位情報に基づいて、前記分離を行うことを特徴とする請求項２に記載の管内検査装置。
記憶部を有し、
前記優先順位情報は、前記第１の記憶部に設定可能であることを特徴とする請求項６に記載の管内検査装置。
前記管内の回収可能位置についての回収可能位置情報を記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記第１のバッテリの残量が閾値未満になると、前記記憶部に記憶された前記回収可能位置情報に基づいて、前記回収可能位置まで移動するように、前記移動機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の管内検査装置。
前記制御部は、前記第１のバッテリの残量が閾値未満になったときの前記管内検査装置の動作パターン情報を複数有し、前記第１のバッテリの残量が閾値未満になったとき、前記分離の複数の動作パターン情報の１つを選択して、その選択した動作パターンに基づいて、前記分離を行うと共に、前記回収可能位置まで移動するように、前記移動機構を制御することを特徴とする請求項８に記載の管内検査装置。
第１のユニットが、前記制御部と第２のバッテリを有し、
前記接続ユニットが、第２のユニットとして前記第１のユニットに接続され、
前記第２のユニットは、前記第１のバッテリを有することを特徴とする請求項１に記載の管内検査装置。
前記制御部は、
前記移動機構の複数の車輪のいずれかに異常があるかを判定し、
前記複数の車輪のいずれかに異常があるとき、前記帰還困難であると判定し、
前記複数の車輪のいずれかに異常があると判定したときに、前記分離を行うか否かを判定する、請求項１に記載の管内検査装置。
前記制御部は、
前記管内検査装置の一部又は前記物が前記管内の突起などに引っ掛かっているかを判定し、
前記管内検査装置の一部又は前記物が前記管内の突起などに引っ掛かっていると判定したときに、前記分離を行うか否かを判定する、請求項１に記載の管内検査装置。
前記一部に加わる力を検出するロードセルと、
前記一部を切り離す切り離し機構と、
を有し、
前記制御部は、
前記ロードセルの出力信号に基づいて、前記管内検査装置の一部又は前記物が前記管内の突起などに引っ掛かっているかを判定し、
前記管内検査装置の一部又は前記物が前記管内の突起などに引っ掛かっていると判定したときに、前記切り離し機構を動作させて前記一部の分離、あるいは前記物を採取した採取機構により前記物を分離する、請求項１２に記載の管内検査装置。
前記制御部は、前記複数の車輪のいずれかに異常があると判定したとき、又は前記管内検査装置の一部又は前記物が前記管内の突起などに引っ掛かっていると判定したとき、所定の復旧動作を実行する、請求項１１又は１２に記載の管内検査装置。
前記検査部は、前記管内を撮像する撮像部を有し、
前記制御部は、前記撮像部により撮像された画像を解析することによって、前記管内検査装置が前記帰還困難になると判定する、請求項１に記載の管内検査装置。
前記制御部は、前記管内検査装置が前記帰還困難になると判定すると、前記分離機構を動作させて、前記管内検査装置若しくは前記接続ユニットの一部を分離する、請求項１５に記載の管内検査装置。