JP2021062456A - Boring system and boring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、枝管開口部を閉塞している管ライニング材を穿孔する穿孔装置及び穿孔方法に関する。 The present invention relates to a drilling device and a drilling method for drilling a pipe lining material that closes a branch pipe opening.
従来、地中に埋設された下水道管などの既設管が老朽化した場合に、既設管を更生するのに、既設管を管ライニング材でライニングするライニング工法が用いられる。管ライニング材としては、管状の柔軟な不織布からなる樹脂吸収材に未硬化の液状硬化性樹脂を含浸させたライニング材、あるいは硬質の塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂からなる管ライニング材が用いられる。 Conventionally, when an existing pipe such as a sewer pipe buried in the ground becomes old, a lining method is used in which the existing pipe is lined with a pipe lining material to rehabilitate the existing pipe. As the tube lining material, a lining material obtained by impregnating a resin absorbent material made of a tubular flexible non-woven fabric with an uncured liquid curable resin, or a tube lining material made of a rigid thermoplastic resin such as vinyl chloride is used.
下水管などの本管には枝管が合流しているので、管ライニング材で本管をライニングした場合、管ライニング材が枝管合流部分の枝管開口部を塞いでしまう。このため、穿孔機とTVカメラを搭載した管内作業ロボットを本管に入れて地上から遠隔操作し、穿孔機のカッター(穿孔刃)を回転して枝管の端部を塞いでいる管ライニング材部分を本管側から穿孔している。 Since branch pipes are joined to the main pipe such as a sewage pipe, when the main pipe is lined with a pipe lining material, the pipe lining material closes the branch pipe opening at the branch pipe merging portion. For this reason, a pipe lining material that puts a pipe work robot equipped with a drilling machine and a TV camera into the main pipe and remotely controls it from the ground, and rotates the cutter (piercing blade) of the drilling machine to close the end of the branch pipe. The part is perforated from the main pipe side.
穿孔作業では、穿孔前に、穿孔機のカッターの位置決めを本管の管長方向と周方向及び上下方向のそれぞれについて行う必要があるため、枝管開口部の中心位置を検出し、カッターをこの検出位置に位置決めして穿孔を行っている。 In the drilling work, since it is necessary to position the cutter of the drilling machine in each of the pipe length direction, the circumferential direction and the vertical direction of the main pipe before drilling, the center position of the branch pipe opening is detected and the cutter is detected. It is positioned at the position and drilled.
管ライニング材が不織布でできている場合には、可視光を透過するので、枝管開口部を閉塞している管ライニング材を枝管内から照明すると、照明光は管ライニング材を透過する。本管内からこの透過光を見ると、本管の内面には、枝管開口部に対応した明るい開口部像が形成されるので、この開口部像に基づいて穿孔刃の位置決めを行うことが行われている(下記特許文献1)。 When the pipe lining material is made of a non-woven fabric, visible light is transmitted. Therefore, when the pipe lining material blocking the branch pipe opening is illuminated from inside the branch pipe, the illumination light is transmitted through the pipe lining material. When this transmitted light is viewed from inside the main pipe, a bright opening image corresponding to the branch pipe opening is formed on the inner surface of the main pipe. (Patent Document 1 below).
また、本管内を移動するロボットに搭載された穿孔刃の近傍位置にレーザー光源を配置し、このレーザー光源を回転させることにより管ライニング材内周面に描かれるレーザー光線の軌跡像と、枝管側からの照明光により管ライニング材内周面に形成される枝管開口部に対応した開口部像とをマッチングさせて穿孔刃を位置決めし、管ライニング材を穿孔する構成が知られている(下記特許文献2)。 In addition, a laser light source is placed near the drilling blade mounted on the robot that moves in the main pipe, and by rotating this laser light source, the locus image of the laser beam drawn on the inner peripheral surface of the pipe lining material and the branch pipe side It is known that the drilling blade is positioned by matching with the opening image corresponding to the branch pipe opening formed on the inner peripheral surface of the pipe lining material by the illumination light from the pipe lining material, and the pipe lining material is drilled (the following). Patent Document 2).
枝管開口部を閉塞している管ライニング材を本管側から穿孔するのでなく、穿孔刃を枝管から挿入し、穿孔刃に結合されたフレキシブルシャフトを回転させて枝管側から管ライニング材を穿孔する構成も知られている(下記特許文献3、4)。 Instead of drilling the pipe lining material that closes the branch pipe opening from the main pipe side, insert the drilling blade from the branch pipe and rotate the flexible shaft connected to the drilling blade to rotate the pipe lining material from the branch pipe side. Is also known (Patent Documents 3 and 4 below).
しかしながら、不織布の管ライニング材が厚くなると、あるいは不織布にガラスファイバーなど強化材が含まれているときは、枝管側からの照明光は透過性が悪くなり、明るい開口部像が得にくいので、特許文献1、2に記載されたような穿孔刃の位置決めが困難になる。また、管ライニング材が塩化ビニルなどでできていると、そもそも照明光は透過しないので、枝管側からの照明光に基づいた穿孔刃の位置決めは不可能になる。
However, when the non-woven fabric tube lining material becomes thick, or when the non-woven fabric contains a reinforcing material such as glass fiber, the illumination light from the branch pipe side becomes less transparent and it is difficult to obtain a bright opening image. Positioning of the drilling blade as described in
一方、特許文献3、4に記載されたような枝管側から穿孔を行う穿孔装置では、小さな径の穴を周方向に複数連続して形成して、枝管開口部径に相当する領域を切削する必要があり、穿孔操作が複雑になる、という欠点がある。 On the other hand, in the drilling device for drilling from the branch pipe side as described in Patent Documents 3 and 4, a plurality of holes having a small diameter are continuously formed in the circumferential direction to form a region corresponding to the branch pipe opening diameter. There is a drawback that it is necessary to cut and the drilling operation is complicated.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、枝管開口部が可視光を透過しにくいあるいは可視光を透過しない管ライニング材で塞がれている場合でも、本管側から穿孔刃を枝管開口部に位置決めして本管側から該枝管開口部を閉塞している管ライニング材を穿孔することができる穿孔装置及び穿孔方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and even if the branch pipe opening is blocked by a pipe lining material that does not easily transmit visible light or does not transmit visible light, the main pipe An object of the present invention is to provide a drilling device and a drilling method capable of positioning a drilling blade at a branch pipe opening from the side and punching a pipe lining material blocking the branch pipe opening from the main pipe side.
本発明は、
本管と交差する枝管の開口部を閉塞している管ライニング材を本管側から穿孔する穿孔装置であって、
本管内を管長方向に移動し、枝管の開口部を閉塞している管ライニング材を穿孔する穿孔刃を備えた第1の穿孔装置と、
枝管開口部を枝管側から照明する光源と、
枝管開口部を閉塞している管ライニング材に前記光源からの照明光を本管内に透過させる開口部を枝管側から形成する穿孔刃を備えた第2の穿孔装置と、
撮影光軸が前記第1の穿孔装置の穿孔刃の方向に向けられ、前記第2の穿孔装置で形成された開口部を撮影する第1の穿孔装置に搭載されたカメラと、
前記カメラで撮影された開口部の画像と第1の穿孔装置の穿孔刃の画像に基づき第1の穿孔装置の穿孔刃を該開口部に位置決めする位置決め手段と、
を備えることを特徴とする。
The present invention
A drilling device that pierces a pipe lining material that closes the opening of a branch pipe that intersects the main pipe from the main pipe side.
A first drilling device equipped with a drilling blade that moves in the main pipe in the pipe length direction and drills a pipe lining material that closes an opening of a branch pipe.
A light source that illuminates the branch pipe opening from the branch pipe side,
A second drilling device provided with a drilling blade for forming an opening from the branch pipe side through which the illumination light from the light source is transmitted into the main pipe through the pipe lining material that closes the branch pipe opening.
A camera mounted on the first perforation device, in which the photographing optical axis is directed toward the perforation blade of the first perforation device and the opening formed by the second perforation device is photographed.
A positioning means for positioning the perforation blade of the first perforation device at the opening based on the image of the opening taken by the camera and the image of the perforation blade of the first perforation device.
It is characterized by having.
また、本発明は、
本管と交差する枝管の開口部を閉塞している管ライニング材を本管側から穿孔する穿孔方法であって、
枝管開口部を閉塞している管ライニング材を穿孔する穿孔刃と、撮影光軸が該穿孔刃の方向に向いたカメラを搭載した第1の穿孔装置を本管内に搬入し、本管内を管長方向に移動させる工程と、
穿孔刃を搭載した第2の穿孔装置を枝管内に搬入して枝管の開口部を閉塞している管ライニング材に枝管側からの照明光を透過させる開口部を形成する工程と、
前記第2の穿孔装置で形成された開口部を前記カメラで撮影し、該開口部の画像と第1の穿孔装置の穿孔刃の画像に基づき第1の穿孔装置の穿孔刃を該開口部に位置決めする工程と、
を備えることを特徴とする。
In addition, the present invention
This is a drilling method in which a pipe lining material that closes the opening of a branch pipe that intersects the main pipe is drilled from the main pipe side.
A perforating blade for perforating the pipe lining material that closes the branch pipe opening and a first perforating device equipped with a camera whose optical axis of photography is oriented in the direction of the perforating blade are carried into the main pipe and inside the main pipe. The process of moving in the pipe length direction and
A step of carrying a second drilling device equipped with a drilling blade into the branch pipe to form an opening through which the illumination light from the branch pipe side is transmitted to the pipe lining material that closes the opening of the branch pipe.
The opening formed by the second drilling device is photographed by the camera, and the drilling blade of the first drilling device is attached to the opening based on the image of the opening and the image of the drilling blade of the first drilling device. The positioning process and
It is characterized by having.
本発明では、枝管内に搬送された穿孔装置により枝管開口部を閉塞している管ライニング材に枝管からの照明光を透過させる開口部が形成され、その開口部の本管側カメラによる像に基づいて穿孔刃の位置決めが行わるので、管ライニング材の材質に関係なく開口部像を取得でき、穿孔刃を確実に枝管開口部に位置決めすることが可能になる。 In the present invention, an opening through which the illumination light from the branch pipe is transmitted is formed in the pipe lining material that closes the branch pipe opening by the drilling device conveyed into the branch pipe, and the main pipe side camera of the opening is used. Since the drilling blade is positioned based on the image, the opening image can be obtained regardless of the material of the pipe lining material, and the drilling blade can be reliably positioned at the branch pipe opening.
以下、添付図を参照して本発明の実施例を説明する。本実施例では、既設管を下水道の本管とし、該本管を管ライニング材でライニングした後、管ライニング材で塞がれた枝管開口部の管ライニング材を穿孔する例が説明される。しかし、本発明は、下水道だけでなく、その他の管路でライニング後、管ライニング材で塞がれている開口部の管ライニング材を穿孔するものにも適用できる。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, an example will be described in which an existing pipe is used as a main for sewerage, the main pipe is lined with a pipe lining material, and then a pipe lining material for a branch pipe opening closed with the pipe lining material is drilled. .. However, the present invention can be applied not only to sewerage but also to those for drilling a pipe lining material at an opening that is closed with a pipe lining material after lining with other pipe lines.
図1には、老朽化した下水道の本管11の内面が管ライニング材13を用いてライニングされた状態が図示されている。管ライニング材13は、管状の柔軟な不織布あるいはそれにガラスファイバーを含ませて強化させた樹脂吸収材に未硬化の液状硬化性樹脂を含浸させたもので、その硬化性樹脂を硬化させて本管11の内面がライニングされる。また、硬質の塩化ビニルでできた管ライニング材を用いて本管11の内面をライニングすることも行われる。
FIG. 1 shows a state in which the inner surface of an aged sewer main main 11 is lined with a
本管11には、複数の枝管12が分岐していて、家庭やビルディングなどの下水が枝管12を介して本管11に排出される。本管11が、管ライニング材13によりライニングされると、開放していた枝管12の開口部12aが管ライニング材13により塞がれてしまう。
A plurality of
マンホール16を介して本管11に搬入される穿孔装置14は、管ライニング材13で塞がれている枝管開口部12aを切削し、穿孔する。穿孔装置14は、本管11内を水平方向に移動する移動体としての作業ロボット20を備える。作業ロボット20は4輪を備え、作業ロボット20内に搭載された電動モーター21を駆動することにより、あるいは作業ロボット20の前後に結合されたワイヤ(不図示)を地上のウインチで巻き上げることにより本管管長方向に前後に移動することができる。
The drilling device 14 carried into the
作業ロボット20の前方でその左右方向(本管周方向)の中央位置には、電動モーター22が取り付けられる。モーター22の先端には、マウント23を介して支持板24が取り付けられ、その支持板24には、円盤状のヘッド25aを上部に備えた油圧シリンダー25が固定される。油圧シリンダー25のヘッド25aには、多数のダイアモンドビットを球面に配列した球型の穿孔刃28が取り付けられる。穿孔刃28は、その回転軸28aが油圧シリンダー25のピストンロッドと同軸に取り付けられた油圧モーター26により回転される。
An
マウント23の上部には、カメラ27と本管内を照明する照明装置(不図示)が取り付けられる。カメラ27の撮影光軸は、穿孔刃28が管ライニング材13に接触ないし近接したときに、穿孔刃28の画像が作業トラック17内の表示器60(図4)の画面のほぼ中心に表示されるように、穿孔刃28の方向に向けられる。カメラ27で撮影された画像はケーブルパイプ15内の信号ケーブルを介して地上に設置された表示器60に表示される。
A
電動モーター22は、その回転軸が本管11の管軸11aと同軸になるように、作業ロボット20に取り付けられ、電動モーター22が回転すると、穿孔刃28は管軸11aを中心に本管周方向に回動し、またマウント23に取り付けれられたカメラ27も同時に同方向に回動してカメラ27で撮影された穿孔刃28は、電動モーター22の回転に関係なく、表示器60のほぼ中央に表示される。また、穿孔刃28は、油圧シリンダー25により上下方向に昇降される。
The
作業ロボット20の上部には、突っ張り部材29’が設けられており、穿孔時には、油圧シリンダー29のピストンが上昇して、突っ張り部材29’が管ライニング材13の上面に突き当たり、作業ロボット20を安定させる。
A tension member 29'is provided on the upper part of the
枝管12内には、管ライニング材13を枝管側から穿孔する穿孔装置30が搬入される。穿孔装置30は、図2に示したように、油圧シリンダー31を備え、そのピストンロッド32の先端にはディスク33が固定される。ディスク33には、穿孔刃34を回転させる油圧モーター35が油圧シリンダー31と同軸に取り付けられる。穿孔刃34は、本実施例では、穿孔刃28の球状ビット径より小径のミリングビットとして構成される。また、ディスク33には、カメラ36と光源37が取り付けられ、カメラ36で撮影された枝管開口部12aの画像が作業トラック38内の表示器70(図4)に表示される。
A
光源37は、図5に示したように、すべてのLEDを点灯すれば、ほぼ白色の照明光が得られるように、それぞれ同数の赤色LED37r、緑色LED37g、青色LED37bからなっている。光源37は、作業トラック38内の電源(不図示)に接続されており、光源37からの照明光は、枝管開口部12aを閉塞している管ライニング材13を照明する。穿孔装置30により管ライニング材13が穿孔されると、図6に示したように、その部分に光源37からの照明光を透過させる開口部13aが形成される。
As shown in FIG. 5, the
油圧シリンダー31の片側には、図2、図3に図示したように、長方形の取付板40、40’が固定される。取付板40、40’上には、柔軟で弾性のあるゴムなどの材料からなるエアーバッグ41が着脱可能に取り付けられる。エアーバッグ41はエアーホース42を介して作業トラック38に搭載されたエアーポンプ43に連結され、エアーポンプ43からの高圧エアーにより膨張させることができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, rectangular mounting
油圧シリンダー31のエアーバッグ41と反対側には、長方形の支持板44、44’が取り付けられる。取付板44、44’の油圧シリンダー31と反対側には、枝管12の内面の曲率に応じて湾曲した湾曲プレート45、45’が固定され、エアーバッグ41が膨張すると、図3に示したように、湾曲プレート45、45’は枝管12の内壁面の曲率に合わせて枝管12に当接し、油圧シリンダー31は枝管12内に堅固に保持される。この場合、支持板44、44’は、油圧シリンダー31の軸心が枝管12の管軸とほぼ一致するような大きさに設定される。
油圧シリンダー31の端部には、作業トラック38のウインチ50に巻回された弾力と剛性のあるロープ51が取り付けられる。ロープ51を手動で枝管内に挿入することにより穿孔装置30を枝管12内に搬入することができる。油圧シリンダー31を作動すると、ディスク33に取り付けられたカメラ36、光源37、油圧モーター35は、枝管12の管長方向に移動し、油圧モーター35を作動させると、穿孔刃34が回転する。
An elastic and
図4は、穿孔装置14、穿孔装置30を制御する構成を示す。作業トラック17に搭載されたコントローラー61は、コンソール62の操作ボタン62aを操作することにより電動モーター21を正回転させて穿孔刃28を本管管長方向に前進させ、操作ボタン62bを操作することにより電動モーター21を逆回転させて穿孔刃28を後退させる。操作ボタン62cを操作すると、電動モーター22が作動して穿孔刃28並びにカメラ27が本管周方向に回動し、操作ボタン62dを操作すると、電動モーター22が逆回転し穿孔刃28とカメラ27が逆方向に回動する。コンソール62の対応する操作ボタン62eを操作することにより、油圧シリンダー25、油圧モーター26を作動させて、穿孔刃28を昇降、回転させることができる。また、他の対応する操作ボタン62eを操作することにより油圧シリンダー29を作動させて、突っ張り部材29’を昇降させることができる。
FIG. 4 shows a configuration for controlling the drilling device 14 and the
カメラ27で撮影された本管11内の画像は、必要に応じてコントローラー61内の画像処理部61aで画像処理されて表示器60に表示されるとともに、記憶装置63に格納される。また、本管11内の撮影画像は、インターネット65に接続されたルーター64を介して、あるいは作業トラック17、38間にLANを構築して作業トラック36に搭載されたコントローラー71に転送され、表示器70にも表示させることができる。
The image in the main 11 taken by the
作業トラック38のコントローラー71は、コンソール72の対応する操作ボタン72aを操作することによりエアーポンプ43を作動させてエアーバッグ41を膨張させる。油圧シリンダー31を駆動すると、油圧モーター35、穿孔刃34、カメラ36並びに光源37を枝管12の管軸に沿って移動させることができる。
The
カメラ36で撮影された枝管12内の画像は、必要に応じてコントローラー71内の画像処理部71aで画像処理されて表示器70に表示されるとともに、記憶装置73に格納される。また、枝管12内の撮影画像は、ルーター64を介して、あるいはLANを介して作業トラック17のコントローラー61に転送され、表示器60にも表示できる。なお、カメラ27、36で撮影された画像は、インターネット65に接続された動画配信機能によっても、表示器60、70に表示させることもできる。
The image in the
なお、図1において、油圧シリンダー25、29、31、油圧モーター26、35の油圧配管は、図を簡略化するために、図示が省略されており、電動モーター21、22は、ケーブルパイプ15内の電源線を介して作業トラック17の電源に接続される。
In FIG. 1, the hydraulic pipes of the
次に、穿孔装置14、30を本管11と枝管12内に搬入して管ライニング材13を穿孔する動作を説明する。
Next, the operation of carrying the
穿孔装置14はマンホール16を介して本管11内に搬入され、操作ボタン62a〜62dを操作することにより、穿孔刃28が本管管長方向に移動し、周方向に回動する。穿孔装置40は、エアーバッグ41を収縮させてロープ51を押し込むことにより枝管12内に搬送される。光源37は、すべてのLED37r、37g、37bを点灯させて白色の照明光が得られるようにする。光源37で照明された枝管12内は、カメラ36により撮影され、表示器70、60に表示される。
The drilling device 14 is carried into the
穿孔刃34の先端が、図1に示すように、枝管開口部12a上に近接したとき、エアーポンプ43を作動させ、エアーバッグ41を十分膨張させる。このとき、図3に示したように、湾曲プレート45、45’が 枝管12の内壁面の曲率に合わせて枝管12に当接し、油圧シリンダー31は枝管12内に堅固に保持される。
When the tip of the
この状態で、油圧モーター35を駆動して穿孔刃34を回転させ、油圧シリンダー31を駆動して穿孔刃34を前進させる。穿孔刃34は、ほぼ枝管12の管軸中心に位置決めされているので、穿孔刃34は、枝管開口部12aを塞いでいる管ライニング材部分を穿孔し、図6に示したように、その中央に開口部13aが形成される。
In this state, the
このとき、カメラ36の撮影画像80が、図7において、表示器60の左側に図示されている。撮影画像80の中央部には、穿孔装置30により形成された開口部13aが表示されており、枝管開口部12aの位置が仮想線で図示されている。図7で右側には、カメラ27の撮影画像81が図示されており、その中央部には球状の穿孔刃28が表示されている。表示器60に表示される撮影画像80、81は、作業トラック38の表示器70にも同様な形で表示される。
At this time, the captured
作業ロボット20が前進して穿孔刃28が枝管開口部12aに近づくと、図7の中段に示したように、カメラ27は、穿孔装置30により形成された開口部13aを撮影できるようになる。開口部13aは、光源37からの照明光を透過させるので、明点となって撮影される。なお、管ライニング材13が照明光を透過するような場合には、枝管開口部12aの画像も仮想線で示したように、表示される。この場合、カメラ27は斜め上方を向いているので、枝管開口部12aの画像は湾曲した画像となる。
When the working
更に作業ロボット20を前進させて、穿孔刃28が開口部13aにほぼ位置決めされ、作業者が図7の下段に示したように、穿孔刃28の画像と開口部13aの画像がほぼ一致していると判断したとき、作業ロボット20を停止させる。なお、穿孔刃28の径並びに開口部13aの径を考慮して、穿孔刃28の画像内に開口部13aの画像が入ったとき、あるいは両画像が一部でも重なったときに、両画像がほぼ一致していると判断するようにする。
Further advancing the
作業ロボット20の移動中に、作業ロボット20が管軸周りに回動(ローリング)し、例えば進行方向に見て時計方向に回動すると、図7の中段に示したように、開口部13aの画像は中心からずれた位置に表示される。この場合には、電動モーター22を逆方向に回転させて、穿孔刃28、カメラ27を本管周方向に反時計方向に回動させ、開口部13aの画像が左右方向の中心に位置させて、位置決めを行う。このように、穿孔刃28の画像と開口部13aの画像がほぼ一致するように、穿孔刃28を本管管長方向並びに本管周方向に移動させることにより、穿孔刃28を開口部13aに位置決めすることができる。
While the
なお、光源37は、図5に示したように、赤、緑、青の3色LEDから構成されているので、いずれかの色のLEDを点灯し、所定時間(例えば1〜2秒)経過するごとに、異なる色のLEDを点灯するようにすれば、開口部13aの色が所定時間経過するごとに変化し、開口部13aの検出を容易にすることができる。
As shown in FIG. 5, the
また、カメラ27が、穿孔刃28の本管周方向移動と連動して本管周方向に移動する位置に取り付けられるので、カメラ27の撮影画像81の左右方向のほぼ中央で位置決めを行うことができ、位置決めが容易になる。図1において仮想線で示したように、カメラ27が穿孔刃28の本管周方向移動と独立した作業ロボット20上に取り付けられると、例えば、作業ロボット20が本管の管軸周りにローリングした場合には、開口部13aの画像は、図7の中段に点線で示したように、中心からずれた位置に表示され、位置決めが困難になる場合がある。
Further, since the
穿孔刃28が開口部13aに位置決めされたあとは、油圧モーター26を駆動して穿孔刃28を回転させ、油圧シリンダー25を駆動して穿孔刃28を上昇させることにより、開口部13aより大きな径の管ライニング材を切削し、穿孔することができる。
After the
枝管開口部12aに穿孔刃28の球径に相当する穴が開いた後、電動モーター21による穿孔刃28の前後動並びに電動モーター22による穿孔刃28の左右回動を繰り返して、枝管開口部12aを閉塞している管ライニング材13をすべて切削する。この切削状態は、枝管側からもカメラ36によって撮影して表示器60に表示することができるので、正確な管ライニング材の穿孔が可能になる。また、穿孔刃28は、球状でその球面には多数のビットが配列されているので、枝管開口部12aの周辺も円滑に穿孔することが可能になる。
After a hole corresponding to the ball diameter of the
上述した実施例で、作業ロボット20は、本管11内を長距離(例えば50m)移動するので、作業ロボット24に搭載されたカメラ27からの撮影画像の地上への伝送が困難になり、画像品質が劣化する。従って、作業ロボット20にもコントローラーを設け、撮影画像をLANケーブルを介して作業トラック17のコントローラー61に伝送するようにする。
In the above-described embodiment, since the
図8から図12には、枝管12から搬入される穿孔装置の他の実施例が図示されている。この実施例の穿孔装置110は、特許文献4に記載された構成とほぼ同じ構成、機能を有する。
8 to 12 show another embodiment of the drilling device carried in from the
穿孔装置110は、回転軸121を備えたフレキシブルシャフト120を有し、フレキシブルシャフト120の他端は、図8に示したように、作業トラック38に搭載された電動モーター115に結合される。回転軸121は、摺動シャフト124内に取り付けられた軸受部122を介して回動可能に軸受され、回転軸121の他端には、ホルソーとして構成された枝管12の半径より小さな径の穿孔刃123が固定される。
The
摺動シャフト124は、支持プレート126、127間に支持された支持シャフト125内を摺動できるように、接続金具131を介してフレキシブルシャフト120に取り付けられる。摺動シャフト124は、支持シャフト125と接続金具131間に取り付けられたスプリング128によりフレキシブルシャフト120側に付勢されており、その付勢力に抗して支持シャフト125内を摺動することができる。
The sliding
支持シャフト125の下方部には、外周面が枝管12の内壁曲率に応じて湾曲した押圧プレート130が着脱可能に取り付けられる。押圧プレート130の厚みは、穿孔刃123の穿孔軸123aが枝管12の管軸からずれるような値に設定される。支持シャフト125の上方部には、中心軸が枝管12の管軸とほぼ一致するように、エアーバッグ140を保持する取付パイプ129が取り付けられる。また、支持プレート126には、枝管12内を照明する実施例1の光源37と同様な構成の光源132と枝管内を撮影するカメラ133が取り付けられる。
A
エアーバッグ140は、図12の上段に図示したように、中心が空間となるようなリング形状をしており、押圧プレート130を支持プレート126、127から取り外してから、取付パイプ129、支持シャフト125が上記空間内に位置するように、支持プレート126、127間に配置される。続いて、中段に図示したように、エアーバッグ140の一部が押圧プレート130と支持シャフト125間に挟持されるように、押圧プレート130が支持プレート126、127に取り付けられる。
As shown in the upper part of FIG. 12, the
エアーバッグ140は、図8に示したように、エアーホース141を介してエアーコンプレッサー116に接続される。エアーバッグ140は、それに圧縮エアーが供給されると、図10、図12の下段に図示したように、枝管の径方向に膨張する。エアーバッグ140が十分膨張すると、押圧プレート130は枝管12の内壁面に押圧されてそこに保持され、穿孔刃123も、その穿孔軸123aが枝管管軸からずれた位置に保持される。
As shown in FIG. 8, the
電動モーター115、エアーコンプレサー116、光源132、カメラ133は、実施例1と同様なコントローラー71により制御される。
The
このような構成において、エアーバッグ140を収縮させて、穿孔装置110を地上から枝管12内に挿入する。図8に示したように、穿孔刃123が管ライニング材13に近接あるいは接触したときに、エアーコンプレッサー116を作動させて、エアーバッグ140を十分膨張させ、支持シャフト125を堅固に保持する。
In such a configuration, the
この状態で電動モーター115を回転させて、穿孔刃123を回転させるとともに、フレキシブルシャフト120を押し込み、枝管開口部12aを塞いでいる管ライニング材13を切削する。穿孔が終わると、図11に図示したように、枝管12の内壁面近くに、穿孔刃123の径に相当する径の開口部13bが形成される。この開口部13bから光源132からの照明光が透過し、本管11からはこの開口部13bが明点として観察され、また撮影されるので、実施例1で説明した方法により、穿孔装置14の穿孔刃28を開口部13bに位置決めすることができ、本管側から管ライニング材13が穿孔される。
In this state, the
実施例2では、図12の下段に示したように、エアーバッグ140が枝管12のほぼ全周方向に膨張するので、穿孔刃123を、実施例1の構成より安定に保持することができる。また、エアーバッグ140が収縮したときは、穿孔装置110の枝管径方向の距離が実施例1の穿孔装置30よりも小さいので、枝管12に挿入するのが容易であるという利点がある。また、実施例1よりも、管ライニング材13に大きな径の開口部13bを形成することができるので、明部領域が大きくなり、穿孔刃の位置決めが容易になる、という利点もある。
In the second embodiment, as shown in the lower part of FIG. 12, since the
また、穿孔装置110により比較的大きな径の開口部13bが形成されるので、この開口部13bの形成を、枝管開口部12aを閉塞している管ライニング材13の第1回目の穿孔(仮穿孔)として、続く穿孔を本管側の穿孔装置14の穿孔刃28により行うことができる。この場合、穿孔刃28は球型のビットとして構成されているので、その球径を開口部13bの径と同じか又は小径とすることにより、穿孔刃28を開口部13bに挿入して、第1回目に続く管ライニング材13の穿孔を本管側から開始することができ、穿孔効率を向上させることができる。
Further, since the
なお、実施例1、2において、穿孔装置30、110には、カメラ36、133並びに光源37、132が搭載されているが、これらのカメラ36、133並びに光源37、132を搭載しない穿孔装置とすることもできる。枝管側から、例えば5mm程度の小径の開口部を形成すれば、この開口部は、本管側からは、立体的な黒点として観察でき、図7に関連して説明したような、穿孔刃28の位置決めを確実に行うことができる。なお、カメラを搭載しない場合でも、開口部が形成されると、穿孔刃を回転させる油圧モーター又は電動モーターにかかる負荷が減少するので、開口部の形成を検出することができる。
In the first and second embodiments, the
また、枝管側からの管ライニング材の穿孔は、本管側からの穿孔と同期して行うようにしてもよいが、枝管側の穿孔装置による開口部の形成を、本管側の穿孔装置による穿孔と独立して行うようにしてもよい。この場合には、枝管側からの穿孔を、時間の要する本管側の穿孔より先行して次々に行うことができ、穿孔効率を向上させることができる。 Further, the perforation of the pipe lining material from the branch pipe side may be performed in synchronization with the perforation from the main pipe side, but the formation of the opening by the perforation device on the branch pipe side is performed by the perforation on the main pipe side. It may be performed independently of the perforation by the device. In this case, the drilling from the branch pipe side can be performed one after another prior to the time-consuming drilling on the main pipe side, and the drilling efficiency can be improved.
11 本管
12 枝管
12a 枝管開口部
13 管ライニング材
13a、13b 開口部
14 穿孔装置
17 作業トラック
20 作業ロボット
21 電動モーター
22 電動モーター
23 マウント
25 油圧シリンダー
26 油圧モーター
27 カメラ
28 穿孔刃
29 油圧シリンダー
29’ 突っ張り部材
30 穿孔装置
31 油圧シリンダー
34 穿孔刃
35 油圧モーター
36 カメラ
37 光源
38 作業トラック
41 エアーバッグ
42 エアーホース
43 エアーポンプ
45、45’ 湾曲プレート
50 ウインチ
51 ロープ
60 表示器
61 コントローラー
62 コンソール
63 記憶装置
70 表示器
71 コントローラー
72 コンソール
73 記憶装置
110 穿孔装置
115 電動モーター
116 エアーコンプレッサー
120 フレキシブルシャフト
121 回転軸
122 軸受部
123 穿孔刃
124 摺動シャフト
125 支持シャフト
126、127 支持プレート
128 スプリング
129 取付パイプ
130 押圧プレート
132 光源
133 カメラ
140 エアーバッグ
141 エアーホース
11
Claims (17)
本管内を管長方向に移動し、枝管の開口部を閉塞している管ライニング材を穿孔する穿孔刃を備えた第1の穿孔装置と、
枝管開口部を閉塞している管ライニング材に枝管側から開口部を形成する穿孔刃を備えた第2の穿孔装置と、
撮影光軸が前記第1の穿孔装置の穿孔刃の方向に向けられ、前記第2の穿孔装置で形成された開口部を撮影する第1の穿孔装置に搭載されたカメラと、
前記カメラで撮影された開口部の画像と第1の穿孔装置の穿孔刃の画像に基づき第1の穿孔装置の穿孔刃を該開口部に位置決めする位置決め手段と、
を備えることを特徴とする穿孔装置。 A drilling device that pierces a pipe lining material that closes the opening of a branch pipe that intersects the main pipe from the main pipe side.
A first drilling device equipped with a drilling blade that moves in the main pipe in the pipe length direction and drills a pipe lining material that closes an opening of a branch pipe.
A second drilling device equipped with a drilling blade that forms an opening from the branch pipe side in the pipe lining material that closes the branch pipe opening, and
A camera mounted on the first perforation device, in which the photographing optical axis is directed toward the perforation blade of the first perforation device and the opening formed by the second perforation device is photographed.
A positioning means for positioning the perforation blade of the first perforation device at the opening based on the image of the opening taken by the camera and the image of the perforation blade of the first perforation device.
A drilling device comprising.
枝管開口部を閉塞している管ライニング材を穿孔する穿孔刃と、撮影光軸が該穿孔刃の方向に向いたカメラを搭載した第1の穿孔装置を本管内に搬入し、本管内を管長方向に移動させる工程と、
穿孔刃を搭載した第2の穿孔装置を枝管内に搬入して枝管の開口部を閉塞している管ライニング材に枝管側から開口部を形成する工程と、
前記第2の穿孔装置で形成された開口部を前記カメラで撮影し、該開口部の画像と第1の穿孔装置の穿孔刃の画像に基づき第1の穿孔装置の穿孔刃を該開口部に位置決めする工程と、
を備えることを特徴とする穿孔方法。 This is a drilling method in which a pipe lining material that closes the opening of a branch pipe that intersects the main pipe is drilled from the main pipe side.
A perforating blade for perforating the pipe lining material that closes the branch pipe opening and a first perforating device equipped with a camera whose optical axis of photography is oriented in the direction of the perforating blade are carried into the main pipe and inside the main pipe. The process of moving in the pipe length direction and
A process of carrying a second drilling device equipped with a drilling blade into a branch pipe to form an opening from the branch pipe side in a pipe lining material that closes the opening of the branch pipe.
The opening formed by the second drilling device is photographed by the camera, and the drilling blade of the first drilling device is attached to the opening based on the image of the opening and the image of the drilling blade of the first drilling device. The positioning process and
A drilling method comprising.
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