JP2018529086A - パイプ非破壊検査装置 - Google Patents

Abstract

パイプ非破壊検査装置を提供する。パイプ非破壊検査装置は、ボディ部と、前記ボディ部の外側に展開され、展開された末端に備えられた脚輪をパイプの内壁に密着させて推進力を発生させる走行部と、前記パイプの内部を監視する監視部と、前記監視結果に応じて、前記ボディ部が前記パイプの円周に沿って回転するように前記走行部を制御する走行制御装置と、前記ボディ部に設置され、前記パイプの非破壊検査のための放射線源を末端側に有するフィーディングチューブをガイドするガイドチューブと、前記ガイドチューブを前記ボディ部に対して第１方向に移動させる第１チューブ駆動部とを含む。

Description

本発明は、パイプ非破壊検査装置に係り、より詳しくは、パイプの内部を走行しながら放射線源をパイプの外周縁に設置された放射線フィルムに発生させるパイプ非破壊検査装置に関する。

パイプ溶接後に溶接品質を確認するために、非破壊検査が行われる。非破壊検査の一例として、パイプの溶接面の周囲に沿って放射線フィルムを配置し、パイプの内部に放射線源を挿入して、放射線フィルムに放射線が検出されるか否かによって溶接状態を確認する。放射線源の距離の二乗に反比例して放射線検出量が減少するので、溶接欠陥部分を正確に判断するためには、放射線源をパイプの中心軸上に位置させる必要がある。パイプが曲管である場合には、放射線源をパイプの中心軸上に正確に位置させ難く、これにより非破壊検査の測定精度が低くなることがある。

本発明が解決しようとする課題は、曲管において放射線源をパイプの中心軸上に位置させて非破壊検査の測定精度を高めることができるパイプ非破壊検査装置を提供することにある。

本発明の課題は上述した課題に制限されず、上述していない別の課題は以降の記載から当業者に明確に理解できるだろう。

上記の課題を解決するために、本発明のパイプ非破壊検査装置の一態様（ａｓｐｅｃｔ）は、ボディ部と、前記ボディ部の外側に展開され、展開された末端に備えられた脚輪をパイプの内壁に密着させて推進力を発生させる走行部と、前記パイプの内部を監視する監視部と、前記監視結果に応じて、前記ボディ部が前記パイプの円周に沿って回転するように前記走行部を制御する走行制御装置と、前記ボディ部に設置され、前記パイプの非破壊検査のための放射線源を末端側に有するフィーディングチューブをガイドするガイドチューブと、前記ガイドチューブを前記ボディ部に対して第１方向に移動させる第１チューブ駆動部とを含む。

ここで、前記ボディ部の反対側の両側それぞれに走行部が備えられ、前記ボディ部の一側には走行方向に平行な２つ以上の走行部が備えられる。

また、前記走行制御装置は、前記パイプの形状に対応するように、前記複数の走行部それぞれに備えられた脚輪の回転速度を制御する。

また、前記複数の走行部それぞれは、備えられた脚輪を支持する第１レッグ、及び前記第１レッグと一部が重なり合う第２レッグを含み、前記第１レッグ及び前記第２レッグの重畳間隔が調節されることにより、前記ボディ部に対する前記脚輪の距離が調節される。

また、前記ボディ部と前記複数の走行部それぞれに備えられた脚輪との距離は、独立して調節される。

また、前記走行制御装置は、前記監視結果に基づいて、移動方向の前方に障害物が存在するか或いはパイプの内壁の陥没部分が存在する場合、前記ボディ部が前記パイプの円周に沿って回転するように前記走行部を制御する。

また、前記パイプ非破壊検査装置は、前記ボディ部の反対側の両側それぞれに走行部が備えられ、前記ボディ部の反対側の両側それぞれに備えられた走行部の脚輪間の幅を調節する幅調節部をさらに含む。

また、前記幅調節部は、前記走行部の脚輪が前記パイプの内壁を押す力が一定に維持されるように、前記ボディ部の反対側の両側それぞれに備えられた走行部の脚輪間の幅を調節する。

また、前記パイプの内部における前記パイプ非破壊検査装置の位置を判断する位置変位センサーをさらに含み、前記走行制御装置は、前記判断された前記パイプの内部における前記パイプ非破壊検査装置の位置を参照して、前記ボディ部の中心が前記パイプの中心軸に一致するように前記走行部を制御する。

また、前記パイプ非破壊検査装置は、前記ガイドチューブの末端側に露出した前記放射線源が前記パイプの中心軸上に位置するようにする前記ガイドチューブの回動角度を算出し、算出した回動角度に応じて前記第１チューブ駆動部を制御する検査制御装置をさらに含む。

また、前記パイプ非破壊検査装置は、前記ボディ部の前記パイプ内における位置を認識するための位置認識部をさらに含み、前記検査制御装置は、前記ボディ部の位置及び前記パイプの設計情報に基づいて前記ガイドチューブの回動角度を算出する。

また、前記パイプ非破壊検査装置の少なくとも一部が前記パイプの曲管内に位置する場合、前記検査制御装置は、前記ボディ部の位置、前記パイプの内径、及び前記曲管の曲率に基づいて前記ガイドチューブの回動角度を算出する。

また、前記パイプ非破壊検査装置は、前記パイプの溶接部側の外周縁に沿って設置される放射線フィルムをさらに含み、前記検査制御装置は、前記放射線源が前記放射線フィルムの中心部に位置するように前記第１チューブ駆動部を制御する。

また、前記パイプ非破壊検査装置は、前記フィーディングチューブを前記ガイドチューブ内に挿入させて前記フィーディングチューブの放射線源を前記ガイドチューブの末端側へ移送するフィーディング装置をさらに含む。

また、前記フィーディング装置は、前記フィーディングチューブの外周面のギア部に結合されたフィーディングギア部材と、前記フィーディングギア部材を駆動する駆動部材とを含む。

また、前記パイプ非破壊検査装置は、前記ガイドチューブを前記ボディ部に対して前記第１方向と垂直な第２方向に移動させる第２チューブ駆動部をさらに含む。

また、前記パイプ非破壊検査装置は、前記ボディ部のロール角を測定するロール角測定部と、前記ボディ部の位置、前記ボディ部のロール角及び前記パイプの設計情報に基づいて、前記放射線源が前記パイプの中心軸上に位置するようにする前記ガイドチューブの前記第１方向への第１回動角度及び前記第２方向への第２回動角度を算出し、前記第１回動角度に応じて前記第１チューブ駆動部を制御し、前記第２回動角度に応じて前記第２チューブ駆動部を制御する検査制御装置をさらに含む。

その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１００の側面図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１００の平面図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１００の正面図である。 図１の「Ｂ」部を拡大して示す斜視図である。 図１の「Ｃ」部を拡大して示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の動作及び作用効果を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置を説明するための図であって、図１の「Ｃ」部に相応する部分を示す斜視図である。 図７の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の動作及び作用効果を説明するための平面図である。 図７の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の動作及び作用効果を説明するための平面図である。 図９のＤ−Ｄ’線及びＥ−Ｅ’線に沿った断面図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の左側側面図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の右側側面図である。 本発明の実施形態に係る脚輪間の幅の調節を示す図である。 本発明の実施形態に係る脚輪の長さの調節を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る制御装置を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部を走行することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置が、直径の変更されるパイプの内部を走行することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置が、直径の変更されるパイプの内部を走行することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置が曲率区間の含まれているパイプの内部を走行することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの円周に沿って回転することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部で回転した後に走行することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部で回転した後に走行することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部で回転した後に走行することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部における中心位置を判断することを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部における中心位置を補正することを示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

本発明の利点、特徴、及びそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現される。但し、本実施形態は、単に本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。そして、本発明は、請求項の範疇によってのみ定められる。明細書全体にわたり、同一の参照符号は同一の構成要素を指す。

別途の定義がない限り、本発明で使用される全ての用語（技術及び科学的用語を含む）は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に共通に理解できる意味で使用できるのである。また、一般に使用される辞書に定義されている用語は、特に定義されていない限り、理想的または過度に解釈されない。

図１は本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１００の側面図、図２は本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１００の平面図、図３は本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１００の正面図である。

図１乃至図３を参照すると、パイプ非破壊検査装置１００は、パイプ１０の内部を走行しながら、パイプ１０の溶接部１２の外周縁に沿って設置された放射線フィルム２０に向かって放射線源を発生させる。放射線フィルム２０から放射線が検出されなければ、パイプ１０の溶接部１２に欠陥がないと判定される。放射線フィルム２０から放射線が検出されれば、パイプ１０の溶接部１２に欠陥があると判定され、作業者は、放射線が検出された放射線フィルム２０の位置に基づいて溶接欠陥位置を把握して該当溶接欠陥位置に対して追加溶接を行う。

パイプ非破壊検査装置１００は、ボディ部１１０、ホイール部１２０、駆動部１３０、ガイドチューブ１４０、第１チューブ駆動部１５０、位置認識部１６０、フィーディング装置１７０及び検査制御装置（図示せず）を含むことができる。

ボディ部１１０は、パイプ１０の中心軸上に位置してパイプ１０の内部を走行する。ボディ部１１０には、ホイール部１２０、駆動部１３０、ガイドチューブ１４０、第１チューブ駆動部１５０、位置認識部１６０及びフィーディング装置１７０が設置される。

ホイール部１２０は、ボディ部１１０をパイプ１０の内面に支持する。一実施形態において、ホイール部１２０は走行ホイール１２１と調節装置１２２を含むことができる。図示されている例において、走行ホイール１２１は、ボディ部１１０の上部と下部にそれぞれ２つずつ、合計４個が設置されているが、走行ホイール１２１の設置数及び位置は多様に変更できる。

調節装置１２２は、各走行ホイール１２１とボディ部１１０との間隔を調節する。調節装置１２２は、パイプ１０の内径に応じて走行ホイール１２１とボディ部１１０との間隔を調節することができる。調節装置１２２は、油圧シリンダーやモーターなどにより各走行ホイール１２１の位置を調節することができる。

調節装置１２２は、各走行ホイール１２１がパイプ１０の中心軸から同じ距離上に配置されるように、走行ホイール１２１の位置をパイプ１０の半径方向に調節することができる。これにより、ボディ部１１０は、ホイール部１２０によってパイプ１０の中心軸上に位置する。

ホイール部１２０は、走行ホイール１２１をパイプ１０の内面に加圧するバネなどの緩衝装置を備えることもできる。駆動部１３０は、ホイール部１２０を駆動してボディ部１１０をパイプ１０に沿って走行させる。駆動部１３０としては、走行ホイール１２１を回転駆動する駆動モーターが提供できる。

フィーディングチューブＴは、末端側にパイプ１０の非破壊検査のための放射線源Ｓを備える。放射線源Ｓは、Ｘ線、γ線、β線などの放射線を発生することができる。

ガイドチューブ１４０は、ボディ部１１０の前方側に設置され、フィーディングチューブＴをガイドする。放射線源Ｓは、フィーディング装置１７０によってガイドチューブ１４０の末端側へ供給される。

図４は図１の「Ｂ」部を拡大して示す斜視図である。図４を参照すると、フィーディング装置１７０は、フィーディングチューブＴをガイドチューブ１４０内に挿入させてフィーディングチューブＴの放射線源Ｓをガイドチューブ１４０の末端側へ移送することができる。フィーディング装置１７０は、ボディ部１１０の後方側に備えられた支持板１７１、支持板１７１に設置されたモーターハウジング１７２、モーターハウジング１７２内に設置された駆動モーター１７３（駆動部材）、駆動モーター１７３の駆動軸に連結されて回転するフィーディングギア部材１７４、及びフィーディングチューブＴが挿入されるようにモーターハウジング１７２の一側に形成された結合部１７６を含む。

モーターハウジング１７２内には、フィーディングチューブＴが挿入される挿入管１７５が設けられる。

挿入管１７５には開放部が設けられ、開放部を介して、フィーディングチューブＴの外面に設けられたギア部にフィーディングギア部材１７４がギア結合される。駆動モーター１７３の駆動の際に、フィーディングチューブＴは、ボディ部１１０のガイド管を介してボディ部１１０の前方側へ移動し、ガイドチューブ１４０に挿入される。これにより、フィーディングチューブＴの末端側に備えられた放射線源Ｓがガイドチューブ１４０の先端側を介して露出する。

再び図１乃至図３を参照すると、位置認識部１６０は、ボディ部１１０のパイプ１０内での位置を認識するために提供される。図示されている例において、位置認識部１６０は、ガイドチューブ１４０の末端部の下面に設置されているが、位置認識部１６０の設置位置はこれに限定されない。一実施形態において、位置認識部１６０としてはカメラと映像処理部が提供できる。例えば、映像処理部は、カメラによって撮影されたパイプ１０の内部の映像から溶接面を認識し、パイプ１０内でのボディ部１１０の位置を認識することができる。他の実施形態において、位置認識部１６０は、ホイール部１２０に提供されたエンコーダなどの手段によってボディ部１１０の移動距離を測定したり、その他の方式でボディ部１１０の位置を認識したりすることができる。

第１チューブ駆動部１５０は、ガイドチューブ１４０をボディ部１１０に対して第１方向に回動させる。一実施形態において、第１方向はボディ部１１０の横方向であり得る。

図５は図１の「Ｃ」部を拡大して示す斜視図である。図１乃至図３と図５を参照すると、第１チューブ駆動部１５０は、ボディ部１１０の前面側に設けられた支持板１５１、支持板１５１に固定された駆動ハウジング１５２、駆動ハウジング１５２に設置された駆動モーター１５３、駆動モーター１５３の駆動軸に結合された駆動プーリー１５４、ベルト１５５を介して駆動プーリー１５４に結合された従動プーリー１５６、従動プーリー１５６に結合されて回動し、ガイドチューブ１４０の一側に結合された回転アーム１５７、回転アーム１５７とガイドチューブ１４０とを連結する連結部材１５８、及び連結部材１５８をガイドチューブ１４０に固定させる固定部材１５９を含む。

再び図１乃至図３を参照すると、検査制御装置（図示せず）は、ガイドチューブ１４０の末端側に露出した放射線源Ｓがパイプ１０の中心軸上に位置するようにするガイドチューブ１４０の回動角度を算出し、算出した回動角度に応じて第１チューブ駆動部１５０を制御する。これにより、駆動モーター１５３が駆動し、駆動プーリー１５４によって従動プーリー１５６が回転して回転アーム１５７が回転することにより、ガイドチューブ１４０が従動プーリー１５６の中心軸を基準に左右方向に回動する。

検査制御装置は、ボディ部１１０の位置及びパイプ１０の設計情報に基づいてガイドチューブ１４０の回動角度を算出することができる。図６は本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の動作及び作用効果を説明するための図である。図６を参照すると、ボディ部１１０はパイプ１０の中心軸上に沿って移動するが、非破壊検査の特性上、放射線源Ｓはボディ部１１０の重心に位置することができず、ボディ部１１０から外部へ露出しなければならないため、非破壊検査装置１００の少なくとも一部が曲管に位置した場合、第１チューブ駆動部１５０によってガイドチューブ１４０が回動していない状態で、放射線源Ｓは図６の破線で示されているようにパイプ１０の中心軸から離脱する。このような場合、放射線源Ｓからの距離の二乗に反比例して放射線検出量が減少するため、放射線源Ｓに近い放射線フィルムからより強い放射線が検出され、放射線源Ｓから遠い放射線フィルムから弱い放射線が検出されるので、溶接欠陥部分を正確に測定することができないことがある。

本実施形態によれば、ボディ部１１０の位置及びパイプ１０の設計情報（例えば、パイプの内径、曲管の曲率など）に応じて第１チューブ駆動部１５０を駆動して、図６の実線と矢印で示されているようにガイドチューブ１４０を回動させ、これにより放射線源Ｓがパイプ１０の中心軸（放射線フィルムの中心部）に位置するようにして、非破壊検査の測定精度を向上させることができる。ガイドチューブ１４０の如くフィーディングチューブＴが屈曲できるように、フィーディングチューブＴは柔軟性材質からなってもよい。

図示されている例において、第１チューブ駆動部１５０は、ガイドチューブ１４０を回動させるように構成されているが、第１チューブ駆動部１５０としては、ガイドチューブ１４０を第１方向（ボディ部の横方向）に直線的に駆動する機構装置が提供でき、放射線源Ｓがパイプ１０の中心軸上に位置するようにガイドチューブ１４０を移動させるものであれば制限されずに使用できる。

図７は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置を説明するための図であって、図１の「Ｃ」部に相応する部分を示す斜視図である。図７の実施形態を説明するにあたり、先立って説明した実施形態と同一または相応する構成要素については、重複する説明を省略することができる。パイプ非破壊検査装置１００は、ロール角測定部（図示せず）と第２チューブ駆動部１８０をさらに備えることができる。

ロール角測定部は、ボディ部１１０に設置されてボディ部１１０のロール角を測定する。ロール角はボディ部１１０がパイプ１０の中心軸を中心に回転した角度であり得る。一実施形態において、ロール角測定部としては、角速度センサー、地磁気センサー、または慣性測定ユニット（ＩＭＵ；Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの手段が提供できる。

第２チューブ駆動部１８０は、ガイドチューブ１４０をボディ部１１０に対して第１方向（ボディ部の横方向）と垂直な第２方向（ボディ部の縦方向）に回動させることができる。一実施形態において、第２チューブ駆動部１８０としては、支持板１５１に設置され、駆動ハウジング１５２をボディ部１１０の縦方向に回動させる駆動モーターが提供できるが、ガイドチューブ１４０をボディ部１１０の縦方向に移動させることができるものであれば、第２チューブ駆動部１８０の機構的な構造は特に制限されない。第２チューブ駆動部１８０の駆動モーターの駆動によって、ガイドチューブ１４０はボディ部の縦方向に回動する。

検査制御装置は、ボディ部１１０の位置、ボディ部１１０のロール角及びパイプ１０の設計情報に基づいて、放射線源Ｓがパイプ１０の中心軸上に位置するようにするガイドチューブ１４０の第１方向への第１回動角度及び第２方向への第２回動角度を算出することができる。検査制御装置は、第１回動角度に応じて第１チューブ駆動部１５０を制御し、第２回動角度に応じて第２チューブ駆動部１８０を制御することができる。

図８及び図９は図７の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の動作及び作用効果を説明するための平面図であり、図１０は図９のＤ−Ｄ’線及びＥ−Ｅ’線に沿った断面図である。まず、図８を参照すると、ボディ部１１０は、図２に示されている場合に比べて９０°だけ傾いた状態でパイプ１０を走行している。図８の実施形態において、検査制御装置は第１チューブ駆動部１５０ではなく第２チューブ駆動部１８０を駆動して、ガイドチューブ１４０をボディ部１１０の縦方向に回動させ、これにより放射線源Ｓが放射線フィルム３０の中心部に位置するようにして、非破壊検査の測定精度を向上させる。

図９及び図１０を参照すると、ボディ部１１０は、図２に示されている場合に比べて９０°よりも小さい角度で傾いた状態でパイプ１０を走行している。図１０において、図面符号１０ａは図９のＤ−Ｄ’線に沿ったパイプの断面を示し、図面符号１０ｂは図９のＥ−Ｅ’線に沿ったパイプの断面を示す。ガイドチューブ１４０が回動していない状態で、ボディ部１１０の中心はパイプ１０の中心点Ｃ１上に位置するが、放射線源Ｓは放射線フィルム４０の中心点Ｃ２から距離Ｌだけ離隔している。

検査制御装置は、放射線源Ｓが放射線フィルム４０の中心点Ｃ２に位置するように、第１チューブ駆動部１５０を駆動してガイドチューブ１４０を第１方向に第１回動角度だけ回動させて放射線源Ｓをボディ部１１０の横方向にＬ１だけ移動させ、第２チューブ駆動部１８０を第２方向に駆動してガイドチューブ１４０を第２回動角度だけ回動させて放射線源Ｓをボディ部１１０の縦方向にＬ２だけ移動させる。これにより、放射線源Ｓが放射線フィルム４０の中心部に位置するので、非破壊検査の測定精度が向上する。

図示されている例において、第２チューブ駆動部１８０は、ガイドチューブ１４０を回動させるように構成されているが、第２チューブ駆動部１８０としては、ガイドチューブ１４０を第２方向（ボディ部の縦方向）に直線的に駆動する機構装置が提供でき、放射線源Ｓがパイプ１０の中心軸上に位置するようにガイドチューブ１４０を移動させるものであれば特に制限されずに使用できる。

ボディ部１１０が傾いていない状態でパイプ１０の内部を走行することができる場合には、第２チューブ駆動部１８０は省略されてもよい。例えば、ボディ部１１０のホイール部に全方向ホイール（オムニホイールまたはメカナムホイール）が備えられており、ボディ部１１０のロール角を調節することができる場合には、ボディ部１１０の水平状態を制御することができる。このような場合、第１チューブ駆動部１５０だけでもガイドチューブ１４０の末端側に露出した放射線源Ｓをパイプ１０の中心軸上に位置させることができる。

以下、全方向ホイール、特にメカナムホイールを有するパイプ非破壊検査装置を詳細に説明する。

図１１は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の斜視図、図１２は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の左側側面図、図１３は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置の右側側面図である。

図１１乃至図１３を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１は、ボディ部１１１、走行部３１０、３２０、３３０、３４０、幅調節部２１０、２２０、監視部４１０、４２０、４３０、位置変位センサー５１０、５２０、及び走行制御装置６００を含んで構成される。

図示してはいないが、パイプ非破壊検査装置１０１は、前述したガイドチューブ１４０、第１チューブ駆動部１５０、位置認識部１６０、フィーディング装置１７０、第２チューブ駆動部１８０及び検査制御装置を備えることができる。すなわち、パイプ非破壊検査装置１０１は、放射線源を用いて、パイプ１０に形成された溶接部１２０の欠陥有無を判定することができる。また、パイプ非破壊検査装置１０１は、前述したロール角測定部を備えてボディ部１１１のロール角を測定することもできる。一方、ガイドチューブ１４０、第１チューブ駆動部５０、位置認識部１６０、フィーディング装置１７０、検査制御装置及びロール角測定部についての説明は前述したので、詳細な説明は省略する。

ボディ部１１１は、走行部３１０、３２０、３３０、３４０、幅調節部２１０、２２０及び監視部４１０、４２０、４３０を支持する役割を果たす。ボディ部１１１は一つ以上のフレームが互いに連結されて構成できる。

走行部３１０、３２０、３３０、３４０は、ボディ部１１１の外側に展開され、展開された末端に備えられた脚輪をパイプ１０の内壁に密着させて推進力を発生させる役割を果たす。

本発明の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１０１はパイプ１０の内部を走行する装置である。したがって、パイプ１０の内部でパイプ非破壊検査装置１０１が姿勢を維持することができるようにするために、ボディ部１１１の反対側の両側それぞれに走行部３１０、３２０、３３０、３４０が備えられることが好ましい。ボディ部１１１の両側に走行部３１０、３２０、３３０、３４０が展開され、各走行部３１０、３２０、３３０、３４０の末端に備えられた脚輪がパイプ１０の内壁に密着できる。

また、走行部３１０、３２０、３３０、３４０が備えられたボディ部１１１の一側には、走行方向、すなわち、パイプ１０の長軸に平行な２つ以上の走行部３１０、３２０、３３０、３４０が備えられ得る。

図１２及び図１３はボディ部１１１の上側及び下側に２つの走行部３１０、３２０、３３０、３４０がそれぞれ備えられたことを示している。以下、ボディ部１１１の両側はボディ部１１１の上側及び下側を意味するものとする。また、図１２の左側及び図１３の右側がボディ部１１１の前面を示し、図１２の右側及び図１３の左側がボディ部１１１の後面を示す。

４つの走行部３１０、３２０、３３０、３４０の末端に備えられた４つの脚輪がパイプ１０の内壁に密着することにより、パイプ非破壊検査装置１０１は、パイプ１０の内部で姿勢を維持することができる。

複数の走行部３１０、３２０、３３０、３４０それぞれは、幅調節ギア３１１、３２１、３３１、３４１、第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３、第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２、脚輪３１４、３２４、３３４、３４４及び駆動部３１５、３２５、３３５、３４５を含むことができる。

幅調節ギア３１１、３２１、３３１、３４１は、ボディ部１１１に結合され、結合部分を基準として回転することができる。幅調節ギア３１１、３２１、３３１、３４１には第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２が連結できる。また、幅調節ギア３１１、３２１、３３１、３４１は、幅調節部２１０、２２０に備えられた水平ギアにギア結合して、第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２を回転させる役割を果たす。

ボディ部１１１の両側に備えられた走行部３１０、３２０、３３０、３４０の第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２が回転することにより、両側の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅が調節できる。両側の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅の調節についての詳細については、図１４を参照して後述する。

第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３は、脚輪３１４、３２４、３３４、３４４を支持する役割を果たす。第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３と第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２とは、それぞれの一部が重畳するが、第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３と第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２との重畳間隔が調節されることにより、ボディ部１１１に対する脚輪３１４、３２４、３３４、３４４の距離が調節できる。ボディ部１１１に対する脚輪３１４、３２４、３３４、３４４の距離調節についての詳細は、図１５を参照して後述する。

脚輪３１４、３２４、３３４、３４４は、パイプ１０の内壁に密着して推進力を発生させる役割を果たす。脚輪３１４、３２４、３３４、３４４とパイプ１０の内壁との摩擦力によってパイプ非破壊検査装置１０１が移動するのである。

本発明の実施形態に係る脚輪３１４、３２４、３３４、３４４は、メカナムホイール（ｍｅｃａｎｕｍ ｗｈｅｅｌ）を含む。これにより、各走行部３１０、３２０、３３０、３４０に備えられた脚輪３１４、３２４、３３４、３４４の回転方向を制御することにより、パイプ非破壊検査装置１０１を前進移動または後退移動させることができ、パイプ１０の円周に沿って回転させることもできる。

駆動部３１５、３２５、３３５、３４５は、駆動力を発生させて脚輪３１４、３２４、３３４、３４４を回転させる役割を果たす。走行制御装置６００の制御信号に基づいて、各駆動部３１５、３２５、３３５、３４５は脚輪３１４、３２４、３３４、３４４の回転方向及び回転速度を調節することができる。

幅調節部２１０、２２０は、ボディ部１１１の反対側の両側それぞれに備えられた走行部３１０、３２０、３３０、３４０の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅を調節する役割を果たす。図１２及び図１３に示されているように、ボディ部１１１の上側及び下側にそれぞれ２つの走行部３１０、３２０、３３０、３４０が備えられるが、幅調節部２１０、２２０は、ボディ部１１１の前面または後面の両側の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅を調節することができる。

幅調節部２１０、２２０は、ボディ部１１１の左側及び右側にそれぞれ備えられ得る。図１２に示されているように、ボディ部１１１の左側に備えられた幅調節部２１０は、ボディ部１１１の後面の両側に備えられた脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅を調節することができる。これと同様に、図１３に示されているように、ボディ部１１１の右側に備えられた幅調節部２２０は、ボディ部１１１の前面の両側に備えられた脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅を調節することができる。

幅調節部２１０、２２０は、シリンダー２１１、２２１、ピストン２１２、２２２及びギア部２１３、２２３を含んで構成される。シリンダー２１１、２２１は、内部で圧力を発生させてピストン２１２、２２２を押したり引いたりすることができる。シリンダー２１１、２２１が押す力を発生することにより、外部に露出したピストン２１２、２２２の長さが長くなり、シリンダー２１１、２２１が引く力を発生することにより、外部に露出したピストン２１２、２２２の長さが短くなることができる。

ピストン２１２、２２２の末端にはギア部２１３、２２３が連結される。ギア部２１３、２２３は、ピストン２１２、２２２の移動に伴ってボディ部１１１の前面及び後面を連結する方向に水平移動することができる。ギア部２１３、２２３の上側及び下側には水平ギアが備えられる。水平ギアは走行部３１０、３２０、３３０、３４０の幅調節ギア３１１、３２１、３３１、３４１にギア結合できる。水平ギアが水平移動することにより、幅調節ギア３１１、３２１、３３１、３４１がボディ部１１１を基準に回転する。幅調節ギア３１１、３２１、３３１、３４１が回転することにより、幅調節ギア３１１、３２１、３３１、３４１に連結された第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２もボディ部１１１を基準に回転し、これによりボディ部１１１を基準に両側の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の間隔が調節される。

監視部４１０、４２０、４３０は、パイプ１０の内部を監視する役割を果たす。具体的に、監視部は走行方向の前面及び後面を監視することができる。このために、ボディ部１１１には、前面及び後面を監視する監視部４１０、４２０がそれぞれ備えられ得る。

また、前方に存在する障害物、パイプの内壁の陥没部分または関心ポイントに対する詳細な監視のために、前方の側面を監視する監視部４３０が備えられてもよい。

カメラなどの映像撮像装置が監視部４１０、４２０、４３０の役割を果たすことができる。また、監視部４１０、４２０、４３０には、前方の視界確保のための光を照射する光源が含まれてもよい。

位置変位センサー５１０、５２０は、パイプの内部におけるパイプ非破壊検査装置１０１の位置を感知する役割を果たす。例えば、位置変位センサー５１０、５２０は、パイプの内部におけるボディ部１１１の位置を感知することができる。

本発明の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１０１は、その中心がパイプ１０の中心軸に沿って走行を行うことが好ましい。パイプ非破壊検査装置１０１の中心がパイプ１０の中心軸から外れた場合、走行部３１０、３２０、３３０、３４０または幅調節部２１０、２２０に不要な負荷がかかるおそれがある。

一方、重力またはその他の様々な要因により、パイプ非破壊検査装置１０１の中心がパイプ１０の中心軸から外れることがある。

位置変位センサー５１０、５２０はパイプ内壁との距離を判断することができる。例えば、位置変位センサー５１０、５２０は、レーザーをパイプの内壁に照射し、反射された光を用いてパイプ内壁との距離を判断することができる。２つの位置変位センサー５１０、５２０は、互いに反対方向にレーザーを照射することができるが、各位置変位センサー５１０、５２０によって感知された距離を参照して、パイプ非破壊検査装置１０１の中心がパイプ１０の中心軸に一致するか否かを判断することができる。

感知された距離を用いて、パイプ非破壊検査装置１０１の中心とパイプ１０の中心軸とが一致するか否かを判断することは、走行制御装置６００によって行われ得る。

また、走行制御装置６００は、監視部４１０、４２０、４３０の監視結果に基づいて、ボディ部１１１がパイプ１０の円周に沿って回転するように走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御する役割を果たす。前述したように、本発明の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４は、メカナムホイールであってもよく、その回転方向に応じてボディ部１１１の前進、後進及び回転が可能である。走行制御装置６００は、各走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御して、ボディ部１１１がパイプ１０の円周に沿って回転するように脚輪３１４、３２４、３３４、３４４の回転方向を決定することができる。

また、走行制御装置６００は、走行部３１０、３２０、３３０、３４０、幅調節部２１０、２２０及び監視部４１０、４２０、４３０に対する全般的な制御を行うことができる。

図１４は本発明の実施形態に係る脚輪間の幅の調節を示す図である。

図１４を参照すると、ギア部２１３の水平移動によって、ボディ部１１１の両側に備えられた脚輪３１４、３２４間の幅が調節できる。

シリンダー２１１による圧力によって、ピストン２１２、及びピストン２１２に連結されたギア部２１３が水平移動する。ギア部２１３の上側及び下側には水平ギアが備えられるが、水平ギアは走行部３１０、３２０の幅調節ギア３１１、３２にギア結合されている。このため、水平ギアが水平移動することにより、幅調節ギア３１１、３２１はボディ部１１１との連結部分を基準に回転する。

また、幅調節ギア３１１、３２１は、走行部３１０、３２０の第２レッグ３１２、３２２に連結されるが、幅調節ギア３１１、３２１が回転することにより、第２レッグ３１２、３２２もボディ部１１１を基準に回転する。第２レッグ３１２、３２２は、第１レッグ３１３、３２３に連結されており、第１レッグ３１３、３２３の末端に脚輪３１４、３２４が備えられる。結局、幅調節ギア３１１、３２１の回転によって走行部３１０、３２０全体がボディ部１１１の連結ポイントを基準に回転する。

図示の如く、上側及び下側に備えられた走行部３１０、３２０は、ボディ部１１１との連結部分で斜めに展開されており、ボディ部１１１を基準に対称的に配置されている。

したがって、走行部３１０、３２０の回転によってボディ部１１１と脚輪３１４、３２４との距離が変わり、最終的には両側の脚輪３１４、３２４間の幅が調節される。

幅調節部２１０、２２０は、走行部３１０、３２０の脚輪３１４、３２４がパイプ１０の内壁を押す力が一定に維持されるようにボディ部１１１の反対側の両側それぞれに備えられた走行部３１０、３２０の脚輪３１４、３２４間の幅を調節することができる。言い換えれば、幅調節部２１０、２２０は、パイプ１０の内径に対応するようにボディ部１１１の反対側の両側それぞれに備えられた走行部３１０、３２０の脚輪３１４、３２４間の幅を調節することができる。

脚輪３１４、３２４がパイプ１０の内壁を押す力が強い場合、幅調節部２１０、２２０は両側の脚輪３１４、３２４間の幅を減少させ、脚輪３１４、３２４がパイプ１０の内壁を押す力が弱い場合、幅調節部２１０、２２０は両側の脚輪３１４、３２４間の幅を増加させることができる。

または、幅調節部２１０、２２０は、監視部４１０、４２０、４３０によって監視された結果を参照して、両側の脚輪３１４、３２４間の幅を調節することもできる。すなわち、監視部４１０、４２０、４３０によって監視された結果に基づいて、パイプ１０の内径が決定され、幅調節部２１０、２２０は、決定されたパイプ１０の内径に対応するように両側の脚輪３１４、３２４間の幅を予め調節する。監視部４１０、４２０、４３０の監視結果を参照したパイプ１０の内径の決定は走行制御装置６００によって実行できる。

幅調節部２１０、２２０によって両側の脚輪３１４、３２４間の幅が調節されることにより、各脚輪３１４、３２４がパイプ１０の内壁を押す力が均一に維持され得る。

一方、図１４はボディ部１１１の左側に備えられた幅調節部２１０によって後面の両側の脚輪３１４、３２４間の幅が調節されることを示しているが、ボディ部１１１の右側に備えられた幅調節部２２０による前面の両側の脚輪３３４、３４４間の幅もこれと同様に調節できる。

図１５は本発明の実施形態に係る脚輪の長さの調節を示す図である。

図１５を参照すると、第１レッグ３１３と第２レッグ３１２との重畳程度に応じて、ボディ部１１１と脚輪３１４との距離が変わり得る。

第１レッグ３１３の末端には脚輪３１４が備えられ、第２レッグ３１２はボディ部１１１に回転可能に連結される。また、第１レッグ３１３と第２レッグ３１２とはそれぞれの一部が重畳するが、その重畳程度に応じてボディ部１１１と脚輪３１４との距離が変わる。すなわち、第１レッグ３１３と第２レッグ３１２との重畳距離が長くなると、ボディ部１１１と脚輪３１４との距離が短くなり、第１レッグ３１３と第２レッグ３１２との重畳距離が短くなると、ボディ部１１１と脚輪３１４との距離が長くなる。

第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３と第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２との重畳程度は能動的に行われてもよく、受動的に行われてもよい。

たとえば、ユーザーは、直接、第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２に対する第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３の長さを調節することもできる。パイプ１０の内部に配置されたパイプ非破壊検査装置１０１の姿勢を微細調節するために、ユーザーは各第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２に対する第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３の長さを調節することができる。

パイプ非破壊検査装置１０１の姿勢を微細調節する別途の駆動部（図示せず）が備えられ、第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２に対する第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３の長さを調節することもできる。

一方、脚輪３１４、３２４、３３４、３４４に加わる圧力に応じて、各走行部３１０、３２０、３３０、３４０別に、第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２に対する第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３の長さが調節できる。例えば、パイプ１０の内壁に存在する障害物が特定の脚輪に圧力を加える場合、該当圧力によって、第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３と第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２との重畳長さが長くなることができる。

このとき、障害物による圧力が除去される場合、第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３と第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２との重畳長さは元の状態に復帰することができる。このため、第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３と第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２との重畳長さを維持させる弾性手段（図示せず）が備えられ得る。弾性手段は、障害物が加える衝撃または圧力を緩和させてボディ部１１１に伝達する役割を果たすものと理解できる。

図１５はボディ部１１１の後面の上側に備えられた走行部３１０の長さの調節を示しているが、残りの走行部３２０、３３０、３４０もこれと同様の長さ調節動作を行うことができる。このとき、ボディ部１１１と複数の走行部３１０、３２０、３３０、３４０それぞれに備えられた脚輪３１４、３２４、３３４、３４４との距離は独立して調節できる。これにより、各脚輪３１４、３２４、３３４、３４４に発生した衝撃が、各第１レッグ３１３、３２３、３３３、３４３及び第２レッグ３１２、３２２、３３２、３４２によって緩衝できる。

図１６は本発明の他の実施形態に係る走行制御装置を示すブロック図である。

図１６を参照すると、走行制御装置６００は、入力部６１０、保存部６２０、制御部６３０及び出力部６４０を含んで構成される。

入力部６１０は、監視部４１０、４２０、４３０によって監視された結果の入力を受ける役割を果たす。また、本発明の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１０１には、監視部４１０、４２０、４３０だけでなく、重力方向を感知する、或いは脚輪３１４、３２４、３３４、３４４がパイプ１０の内壁を押す力などを感知する様々なセンサーが備えられ得る。このため、入力部６１０は、パイプ非破壊検査装置１０１に備えられた様々なセンサーの感知結果を受信する役割を果たすこともできる。

また、本発明の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１０１は、ユーザーによる手動操縦が可能である。これにより、入力部６１０はユーザーのコマンドの入力を受けることができる。

入力部６１０は、有線または無線の通信方式で監視部４１０、４２０、４３０、センサーまたはユーザーから感知情報またはコマンドなどの入力情報の入力を受けることができる。

制御部６３０は、入力部６１０から伝達された入力情報を参照して、パイプ非破壊検査装置１０１に対する全般的な制御を行う。

例えば、制御部６３０は、位置変位センサー５１０、５２０から伝達された距離情報を用いて、ボディ部１１１の中心がパイプ１０の中心軸に一致するように走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御することができる。走行部３１０、３２０、３３０、３４０に備えられた脚輪３１４、３２４、３３４、３４４がメカナムホイールであるので、パイプ非破壊検査装置１０１は、パイプ１０の中心軸に対して垂直方向に移動してその中心をパイプ１０の中心軸に一致させることができる。

また、制御部６３０は、監視部４１０、４２０、４３０の監視結果を参照して、ボディ部１１１がパイプ１０の円周に沿って回転するように走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御することができる。監視部４１０、４２０、４３０の監視結果に基づいて、移動方向の前方に障害物が存在するか或いはパイプの内壁の陥没部分が存在する場合、制御部６３０は、ボディ部１１１がパイプ１０の円周に沿って回転するように走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御する。

制御部６３０は、障害物または陥没部分の大きさや位置などを考慮して、パイプ１０の円周に沿って回転するボディ部１１１の回転角度を決定することができる。制御部６３０は、パイプ非破壊検査装置１０１が障害物または陥没部分を回避して走行することができるようにするために、ボディ部１１１を回転させることができる。但し、障害物または陥没部分の大きさが十分に小さい場合、制御部６３０はボディ部１１１の回転なしに走行するようにすることもできる。

また、制御部６３０は、両側の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４がパイプ１０の内壁を押す力を参照して、両側の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅が変更されるように幅調節部２１０、２２０を制御することができる。脚輪３１４、３２４、３３４、３４４がパイプ１０の内壁を押す力が強い場合、制御部６３０は、両側の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅が減少するように幅調節部２１０、２２０を制御することができる。これと同様に、脚輪３１４、３２４、３３４、３４４がパイプ１０の内壁を押す力が弱い場合、制御部６３０は、両側の脚輪３１４、３２４、３３４、３４４間の幅が増加するように幅調節部２１０、２２０を制御することができる。

また、制御部６３０は、パイプ１０の形状に対応するように、複数の走行部３１０、３２０、３３０、３４０それぞれに備えられた脚輪３１４、３２４、３３４、３４４の回転速度を制御することができる。走行前方のパイプ１０に屈曲がある状態ですべての脚輪３１４、３２４、３３４、３４４の回転速度が同じであれば、一部の脚輪にスリップが発生するおそれがある。このため、制御部６３０は、監視部４１０、４２０、４３０または他のセンサーから入力された入力情報を参照して、パイプ１０の形状に対応するように各脚輪３１４、３２４、３３４、３４４の回転速度を制御することができる。

また、制御部６３０は、監視部４１０、４２０、４３０及びその他のセンサー（図示せず）を制御することができる。例えば、制御部６３０は監視部４１０、４２０、４３０及びセンサーの動作有無を制御することができる。

制御部６３０は走行部３１０、３２０、３３０、３４０、幅調節部２１０、２２０、監視部４１０、４２０、４３０及びその他のセンサー（図示せず）を制御するための制御コマンドを生成し、生成された制御コマンドは出力部６４０によって出力できる。出力部６４０によって出力された制御コマンドが各モジュールに伝達されることにより、該当モジュールは対応する動作を行う。

保存部６２０は、入力部６１０を介して入力された入力情報及び出力部６４０を介して出力される制御コマンドを一時的または永続的に保存する役割を果たす。入力部６１０を介して入力された情報は、制御部６３０による制御に使用されるだけでなく、観測用途にも使用できる。例えば、パイプ１０を走行しながら感知された情報は追ってユーザーに伝達され、ユーザーは該当情報を介してパイプ１０の内部状態などを判断することができる。または、パイプ１０を走行しながら感知された情報は、出力部６４０を介してリアルタイムでユーザーに伝達されることも可能である。

また、保存部６２０は、予め設定されたユーザーコマンドを保存することができる。制御部６３０は、保存部６２０に保存されたユーザーコマンドを参照して、自動的に対応する動作が行われるように各モジュールを制御することができる。

以下、図１７乃至図２６を参照して、パイプの内部を移動するパイプ非破壊検査装置の走行様相を説明する。説明の便宜のために、図１７乃至図２６ではパイプ非破壊検査装置の詳細な構成要素の図面符号は省略する。省略された図面符号に対応する構成要素は、図１２、図１３及び図１６に示されているのと同一である。

図１７は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部を走行することを示す図である。

図１７を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１はパイプ１０の内部を走行することができる。パイプ１０の内部を走行しながら、パイプ非破壊検査装置１０１は、備えられた監視部４１０、４２０、４３０及びセンサーなどを用いてパイプ内部の状態情報を収集することができる。また、パイプ非破壊検査装置１０１は、放射線源を用いて、パイプ１０に形成された溶接部１２０の欠陥有無を判定することもできる。

図１７は直径が一定なパイプ１０を示しているが、各脚輪がパイプの内壁を押す力は均一に維持できる。幅調節部２１０、２２０は、各脚輪が均一な力でパイプの内壁を押すことができるように、両側の脚輪間の幅を調節することができる。各脚輪が均一な力でパイプの内壁を押しながら走行することにより、パイプ非破壊検査装置１０１はより安定した姿勢で走行することができる。

図１８及び図１９は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置が直径の変更されるパイプの内部を走行することを示す図である。

図１８を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１は、漸次直径が増加するパイプ１０を走行することができる。本発明の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１０１は、２つの幅調節部２１０、２２０を備えている。２つの幅調節部２１０、２２０のうち、いずれか一方は前面の両側の脚輪間の幅を調節し、もう一方は後面の両側の脚輪間の幅を調節する。

２つの幅調節部２１０、２２０が前面の両側の脚輪間の幅及び後面の両側の脚輪間の幅を独立して調節することにより、漸次直径が変更されるパイプ１０をパイプ非破壊検査装置１０１が走行しても、各脚輪がパイプの内壁を押す力は均一に形成できる。

このため、漸次直径が変更されるパイプ１０の内部でも、パイプ非破壊検査装置１０１は安定した姿勢で走行することができる。

一方、パイプ１０の直径があまり大きい理由により、幅調節部２１０、２２０によって幅を調節しても、対応する脚輪が十分な力でパイプの内壁を押すことができないこともある。このような場合、対応する脚輪の第２レッグに対する第１レッグの長さが調節されることにより、脚輪がパイプの内壁を押す力を補うこともできる。

図１９を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１は、互いに異なる直径の区間１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有するパイプ１０の内部を走行することができる。

前述したように、２つの幅調節部２１０、２２０が前面の両側の脚輪間の幅及び後面の両側の脚輪間の幅を独立して調節することにより、直径の変更されるパイプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃでパイプ非破壊検査装置１０１が走行しても、各脚輪がパイプの内壁を押す力は均一に形成できる。

または、本発明の他の実施形態によれば、制御部６３０が走行経路上の前方状態を参照して幅調節部２１０、２２０を制御することもできる。

１０ａ区間を走行しているパイプ非破壊検査装置１０１の制御部６３０は、監視部４１０、４３０によって監視された結果を参照して、前方にある１０ｂ区間の直径が変更されることを認識することができる。このため、パイプ非破壊検査装置１０１が１０ｂ区間に進入し次第、制御部６３０は幅調節部２１０、２２０を制御することにより、両側の脚輪間の幅が増加するように調節することができる。このとき、制御部６３０は、前面の両側の脚輪間の幅が増加した後に後面の両側の脚輪間の幅が増加するように、幅調節部２１０、２２０を制御することができる。

これと同様に、１０ｂ区間を走行しているパイプ非破壊検査装置１０１の制御部６３０は、監視部４１０、４３０によって監視された結果を参照して、前方にある１０ｃ区間の直径が変更されることを認識することができる。このため、パイプ非破壊検査装置１０１が１０ｃ区間に進入し次第、制御部６３０は幅調節部２１０、２２０を制御することにより、両側の脚輪間の幅が減少するように調節することができる。このとき、制御部６３０は、前面の両側の脚輪間の幅が減少した後に後面の両側の脚輪間の幅が減少するように、幅調節部２１０、２２０を制御することができる。

図２０は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置が曲率区間の含まれているパイプの内部を走行することを示す図である。

図２０を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１はパイプ１０の曲率区間を走行することができる。一方、図示の如く、パイプ非破壊検査装置１０１が走行する場合、曲率の内側にあるパイプの内壁に接した脚輪の回転数と、曲率の外側にあるパイプの内壁に接した脚輪の回転数とは互いに異なる。

したがって、曲率区間で全ての脚輪の回転速度を同一にする場合、スリップが発生してパイプ非破壊検査装置１０１の姿勢が不安定になるおそれがある。

このため、制御部６３０は、曲率区間でも安定した走行が可能であるように、各脚輪の回転速度を制御することができる。例えば、制御部６３０は、曲率の内側にあるパイプの内壁に接した脚輪の回転速度が減少し、曲率の外側にあるパイプの内壁に接した脚輪の回転速度が増加するように、各走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御することができる。

移動距離に対応するように各脚輪の回転速度が調節されることにより、パイプ非破壊検査装置１０１は、より安定した姿勢で走行することができる。

図２１は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの円周に沿って回転することを示す図である。

図２１を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１は、パイプ１０の内部で円周に沿って回転することができる。本発明の実施形態に係る脚輪は、メカナムホイールであり得るが、制御部６３０は、各走行部３１０、３２０、３３０、３４０に備えられた脚輪の回転方向を制御して、パイプ非破壊検査装置１０１がパイプ１０の円周に沿って回転するようにすることができる。

制御部６３０は、パイプ非破壊検査装置１０１の回転方向、回転角度及び回転速度などを制御することができる。

図２２乃至図２４は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部で回転した後に走行することを示す図である。

図２２を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１は、パイプ１０の曲率区間を走行することができる。各脚輪の回転速度の制御が可能な場合、図２０に示すような走行が可能である。しかし、各脚輪の回転速度の制御が可能でない状態で図２０に示されているように走行すると、パイプ非破壊検査装置１０１の姿勢が不安定になるおそれがある。

このため、本発明の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置１０１は、パイプ１０の外周に沿って回転した後に曲率区間を走行することができる。

図２２に示されているように走行する場合、曲率区間で両側の脚輪が走行しなければならない距離は同一になる。このため、各脚輪が同じ回転速度で回転しても、スリップなしで安定した走行が可能になる。

図２３を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１は、前方にパイプの内壁の陥没部分がある場合、パイプの内壁の外周に沿って回転した後に走行を持続することができる。

図２３で初期の姿勢をそのまま維持して走行する場合、一側の脚輪が陥没部分に陥るおそれがある。これを防止するために、監視部４１０、４３０による監視結果に基づいて、制御部６３０は、前方に陥没部分が存在すると判断される場合、走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御して、パイプ非破壊検査装置１０１がパイプの内壁の外周に沿って回転するようにすることができる。

図２４を参照すると、パイプ非破壊検査装置１０１は、前方に障害物ＯＢがある場合、パイプの内壁の外周に沿って回転した後に走行を持続することができる。

図２４で初期の姿勢をそのまま維持して走行する場合、一側の脚輪が障害物ＯＢにひっかかるおそれがある。これを防止するために、監視部４１０、４３０による監視結果に基づいて、制御部６３０は前方に障害物ＯＢが存在すると判断される場合、走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御して、パイプ非破壊検査装置１０１がパイプの内壁の外周に沿って回転するようにすることができる。

図２５は本発明の他の実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部での中心位置を判断することを示す図であり、図２６は本発明の一実施形態に係るパイプ非破壊検査装置がパイプの内部で中心位置を補正することを示す図である。

図２５を参照すると、位置変位センサー５１０、５２０はパイプ内でのパイプ非破壊検査装置の位置を判断することができる。

２つの位置変位センサー５１０、５２０がパイプ非破壊検査装置１０１に備えられ得るが、各位置変位センサー５１０、５２０は、パイプの内壁にレーザーを照射し、反射された光を用いてパイプとの距離を判断することができる。

位置変位センサー５１０、５２０によって感知された距離情報は走行制御装置に伝達され、走行制御装置は伝達された情報を参照してパイプの中心軸ＰＣに対するパイプ非破壊検査装置１０１の位置を判断することができる。

走行制御装置は、パイプ非破壊検査装置１０１の中心ＲＣがパイプの中心軸ＰＣに一致するように走行部３１０、３２０、３３０、３４０を制御することができる。走行部３１０、３２０、３３０、３４０の脚輪がメカナムホイールであるので、パイプ非破壊検査装置はパイプの中心軸ＰＣに垂直な方向に移動することができる。このため、パイプ非破壊検査装置１０１の中心ＲＣとパイプの中心軸ＰＣとが一致することができる。

以上、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態に実施できることを理解することができるだろう。したがって、以上で記述した実施形態は、すべての面で例示的なもので、限定的なものではないと理解すべきである。

１０ パイプ
１２ 溶接部
２０ 放射線フィルム
３０ 放射線フィルム
３２ 幅調節ギア
４０ 放射線フィルム
５０ 第１チューブ駆動部
１００ パイプ非破壊検査装置
１１０ ボディ部
１２０ ホイール部
１３０ 駆動部
１４０ ガイドチューブ
１５０ 第１チューブ駆動部
１６０ 位置認識部
１７０ フィーディング装置
１８０ 第２チューブ駆動部
２１０ 幅調節部
２２０ 幅調節部
３１０ 走行部
３２０ 走行部
３３０ 走行部
３３５ 駆動部
３４０ 走行部
４１０ 監視部
４２０ 監視部
４３０ 監視部
５１０ 位置変位センサー
５２０ 位置変位センサー

Claims (17)

1. ボディ部と、
   前記ボディ部の外側に展開され、展開された末端に備えられた脚輪をパイプの内壁に密着させて推進力を発生させる走行部と、
   前記パイプの内部を監視する監視部と、
   前記監視結果に応じて、前記ボディ部が前記パイプの円周に沿って回転するように前記走行部を制御する走行制御装置と、
   前記ボディ部に設置され、前記パイプの非破壊検査のための放射線源を末端側に有するフィーディングチューブをガイドするガイドチューブと、
   前記ガイドチューブを前記ボディ部に対して第１方向に移動させる第１チューブ駆動部とを含む、パイプ非破壊検査装置。
2. 前記ボディ部の反対側の両側それぞれに走行部が備えられ、
   前記ボディ部の一側には走行方向に平行な２つ以上の走行部が備えられる、請求項１に記載のパイプ非破壊検査装置。
3. 前記走行制御装置は、前記パイプの形状に対応するように、前記複数の走行部それぞれに備えられた脚輪の回転速度を制御する、請求項２に記載のパイプ非破壊検査装置。
4. 前記複数の走行部それぞれは、備えられた脚輪を支持する第１レッグ、及び前記第１レッグと一部が重なり合う第２レッグを含み、前記第１レッグと前記第２レッグとの重畳間隔が調節されることにより、前記ボディ部に対する前記脚輪の距離が調節される、請求項１に記載のパイプ非破壊検査装置。
5. 前記ボディ部と前記複数の走行部それぞれに備えられた脚輪との距離は独立して調節される、請求項４に記載のパイプ非破壊検査装置。
6. 前記走行制御装置は、前記監視結果に基づいて、移動方向の前方に障害物が存在するか或いはパイプの内壁の陥没部分が存在する場合、前記ボディ部が前記パイプの円周に沿って回転するように前記走行部を制御する、請求項１に記載のパイプ非破壊検査装置。
7. 前記ボディ部の反対側の両側それぞれに走行部を備え、
   前記ボディ部の反対側の両側それぞれに備えられた走行部の脚輪間の幅を調節する幅調節部をさらに含む、請求項１に記載のパイプ非破壊検査装置。
8. 前記幅調節部は、前記走行部の脚輪が前記パイプの内壁を押す力が一定に維持されるように、前記ボディ部の反対側の両側それぞれに備えられた走行部の脚輪間の幅を調節する、請求項７に記載のパイプ非破壊検査装置。
9. 前記パイプの内部における前記パイプ非破壊検査装置の位置を判断する位置変位センサーをさらに含み、
   前記走行制御装置は、前記判断された前記パイプの内部における前記パイプ非破壊検査装置の位置を参照して、前記ボディ部の中心が前記パイプの中心軸に一致するように前記走行部を制御する、請求項１に記載のパイプ非破壊検査装置。
10. 前記ガイドチューブの末端側に露出した前記放射線源が前記パイプの中心軸上に位置するようにする前記ガイドチューブの回動角度を算出し、算出した回動角度に応じて前記第１チューブ駆動部を制御する検査制御装置をさらに含む、請求項１に記載のパイプ非破壊検査装置。
11. 前記ボディ部の前記パイプ内における位置を認識するための位置認識部をさらに含み、
    前記検査制御装置は、前記ボディ部の位置及び前記パイプの設計情報に基づいて前記ガイドチューブの回動角度を算出する、請求項１０に記載のパイプ非破壊検査装置。
12. 前記パイプ非破壊検査装置の少なくとも一部が前記パイプの曲管内に位置する場合、前記検査制御装置は、前記ボディ部の位置、前記パイプの内径、及び前記曲管の曲率に基づいて前記ガイドチューブの回動角度を算出する、請求項１０に記載のパイプ非破壊検査装置。
13. 前記パイプの溶接部側の外周縁に沿って設置される放射線フィルムをさらに含み、
    前記検査制御装置は、前記放射線源が前記放射線フィルムの中心部に位置するように前記第１チューブ駆動部を制御する、請求項１０に記載のパイプ非破壊検査装置。
14. 前記フィーディングチューブを前記ガイドチューブ内に挿入させて前記フィーディングチューブの放射線源を前記ガイドチューブの末端側へ移送するフィーディング装置をさらに含む、請求項１に記載のパイプ非破壊検査装置。
15. 前記フィーディング装置は、
    前記フィーディングチューブの外周面のギア部に結合されたフィーディングギア部材と、
    前記フィーディングギア部材を駆動する駆動部材とを含む、請求項１４に記載のパイプ非破壊検査装置。
16. 前記ガイドチューブを前記ボディ部に対して前記第１方向と垂直な第２方向に移動させる第２チューブ駆動部をさらに含む、請求項１に記載のパイプ非破壊検査装置。
17. 前記ボディ部のロール角を測定するロール角測定部と、
    前記ボディ部の位置、前記ボディ部のロール角及び前記パイプの設計情報に基づいて、前記放射線源が前記パイプの中心軸上に位置するようにする前記ガイドチューブの前記第１方向への第１回動角度及び前記第２方向への第２回動角度を算出し、前記第１回動角度に応じて前記第１チューブ駆動部を制御し、前記第２回動角度に応じて前記第２チューブ駆動部を制御する検査制御装置をさらに含む、請求項１６に記載のパイプ非破壊検査装置。

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