JP2848771B2 - 管内走行用ロボット装置 - Google Patents

管内走行用ロボット装置

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JP2848771B2 JP5287172A JP28717293A JP2848771B2 JP 2848771 B2 JP2848771 B2 JP 2848771B2 JP 5287172 A JP5287172 A JP 5287172A JP 28717293 A JP28717293 A JP 28717293A JP 2848771 B2 JP2848771 B2 JP 2848771B2
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彰 酒井
勝芳 沖
隆康 酒井
周治 駒田
和彦 有本
稔 日向
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Hitachi Zosen Corp
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、管内を移動して検査や
清掃などを行なうロボット本体に接続されたケーブルや
ホース類などを含む索体を、ロボットの移動に従って送
込んだり、引出したりする索体出入れ装置を備えた管内
走行用ロボット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】管内走行用ロボットに連結されたホース
やケーブルの送込み速度および引出し速度を制御可能な
従来の管内移動用水中ロボット装置は、たとえば図6,
図7に示すように、ロボット本体Rにはケーブル出入れ
装置Mにより送込み引出し自在な中性浮力ケーブルLが
連結され、この中性浮力ケーブルCの先端部に張力セン
サーTが設けらけており、ケーブル出入れ制御装置Cに
より、ロボット本体Rに設けられた速度センサーの信号
に基づいて、ケーブル出入れ装置Mをロボット本体Rの
移動速度に相当する出入れ(送込み)速度VRより遅い
出入れ(送込み)通常速度VSで作動し、張力センサー
Tが所定以上の張力を検出した時に、ロボット本体Rの
移動速度に相当する出入れ(送込み)速度VRより補正
速度ΔVだけ速い出入れ(送込み)制御速度VCで送込
むように構成したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の管内移
動用水中ロボット装置においては、ケーブルL自身の重
量や管との摩擦力が働かない中性浮力ケーブルLを使用
しているため、これを陸上のロボットや水中でも中性浮
力でないものに適用すると、張力センサーTがケーブル
Lと管内面との摩擦力を検出してしまい、ケーブル出入
れ装置MがケーブルLを多く送込んでしまい、ケーブル
Lの送込み量を正確に制御ができないという問題があっ
た。
【0004】本発明は、上記問題点を解決して、自重や
管内面との摩擦抵抗が作用する索体であっても、索体の
送込み速度および引出し速度を正確に制御することがで
きる管内走行用ロボット装置を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の管内走行用ロボット装置は、管内を走行自
在なロボット本体と、先端部が前記ロボット本体に連結
された索体と、管への入口部で前記索体の基端側を送込
みまたは引出す索体出入れ装置とを備えた管内走行用ロ
ボット装置において、索体の先端側に索体の張力を検出
する第1張力検出器を設けるとともに、索体出入れ装置
に索体の張力を検出する第2張力検出器を設け、ロボッ
ト本体の走行速度に応じて索体出入れ装置の索体の索体
送込み速度または引出し速度を制御する索体出入れ制御
装置を設け、この索体出入れ制御装置を、ロボット本体
の前進時に、索体の索体送込み速度をロボット本体の走
行速度よりも小さく設定するとともに、第1張力検出器
および第2張力検出器の両方が一定値以上の張力を検出
した時に索体送込み速度を補正して増速させ、ロボット
本体の後進時に、索体の引出し速度をロボット本体の走
行速度よりも小さく設定するとともに、第1張力検出器
および第2張力検出器の少なくとも一方が一定値以上の
張力を検出しない時に索体引出し速度を補正して増速す
るように構成したものである。
【0006】
【作用】上記構成によれば、第1張力検出器および第2
張力検出器により、ロボット本体に連結された索体の先
端部と引出し側の基端部の張力をそれぞれ検出し、索体
出入れ制御装置により、この検出値に基づいて、索体の
送込み速度および引出し速度を補正するので、索体が中
性浮力のものでなく、索体と管との摩擦力や索体の自重
が張力に作用することがあっても、索体の速度を正確に
補正することができ、ロボット本体の走行中に索体の緩
みや引っ張り過ぎが発生するを未然に防止することがで
きる。
【0007】
【実施例】以下、本発明に係る水中管内清掃ロボット装
置の一実施例を図1〜図4に基づいて説明する。
【0008】図1に示すように、管P内を走行自在なロ
ボット本体1には、管Pの内面に付着した海生生物や滓
などをジェット水を噴射して剥離除去する清掃手段2
と、剥離させた清掃滓を回収する回収手段3と、ロボッ
ト本体1を管Pに沿って前進、後進させてその走行速度
を検出する速度センサー付走行駆動装置4とが設けられ
ている。先端部が前記回収手段3に接続された中性浮力
ではない回収ホース(索体)5は、管Pの入口に配置さ
れたホース出入れ装置6により、ロボット本体1の前
進、後進に従って送込み、引出し可能に構成されてい
る。7は回収ホース5の巻取りリール装置である。
【0009】回収ホース5のロボット本体1の近傍に
は、回収ホース5の先端部の張力を検出する第1張力検
出器11が設けられ、またホース出入れ装置6には回収
ホース5のロボット本体1側の張力を検出する第2張力
検出器12が設けられている。第1張力検出器11は、
たとえば図2に示すように、回収ホース5に所定間隔を
あけて取り付けられた連結具13A,13B間に、互い
にスライド自在に嵌合された本体14と可動ロッド15
が連結され、本体14内にばね16が介装されて可動ロ
ッド15を収縮側に付勢し、可動ロッド15の端部位置
を近接センサー17で検出することにより、回収ロープ
5の先端側張力を検知することができる。また第2張力
検出器12は、たとえば図 に示すように、回収ホース
5を両側から挟持して送込み可能な駆動ロール21A,
21Bを支持する可動フレーム22が、回収ホース5の
送込み方向に移動自在に固定架台23上に配置され、こ
の可動フレーム22を回収ホース5を引き出す方向に付
勢する付勢手段24が設けられるとともに、可動フレー
ム22の位置を検出する近接センサー25が設けられて
いる。
【0010】前記ホース出入れ装置6を制御するホース
出入れ制御装置8は、図4に示すように、走行駆動装置
4により前進または後進されるロボット本体1の移動速
度に相当する速度VRに対して、80〜90%の出入れ
(送込み、引出し)通常速度VSとなるようにホース出
入れ装置6の駆動ロール21A,21Bを駆動し、さら
に第1張力検出器11および/または第2張力検出器1
2の検出信号により、出入れ通常速度VSより補正速度
ΔVだけ速い制御速度VCとなるようにホース出入れ装
置6の駆動ロール21A,21Bを駆動するように構成
されている。
【0011】前記ホース出入れ制御装置8による第1張
力検出器11および第2張力検出器12による張力検出
時の補正動作は、表1のようになる。
【0012】
【表1】
【0013】すなわち、検出パターンの1および6は、
第1張力検出器11および第2張力検出器12にそれぞ
れ一定値以上の張力が検出された場合であり、回収ホー
ス5に明らかに張力が発生していると判断して、ロボッ
ト本体1の前進時は送込み速度の補正を行い、ロボット
本体1の前進速度に相当する速度VS以上の制御速度V
Cで回収ホース5を送出す。またロボット本体1の後進
時は、回収ホース5の速度補正はおこなわず、引出し通
常速度VSを維持させる。
【0014】また検出パターン2,3,7,8の場合
は、第1張力検出器11および第2張力検出器12の一
方に所定以上の張力が検出された場合であるが、この場
合には、ロボット本体1とホース出入れ装置6が引張り
あっている状態ではないと判断し、ロボット本体1の後
進時にのみ速度補正を行なって、ロボット本体1の後進
速度に相当する速度VS以上の制御速度VCで回収ホー
ス5を引出させる。
【0015】上記実施例では、管Pが直管の場合を述べ
たが、途中でエルボなどを介して下方に折れ曲がった曲
管やまたは左右に折れ曲がった場合などにも、もちろん
適用することができる。ところで、上方に折れ曲がった
曲管の前進時に、回収ホース5の自重が第1張力検出器
11に常に作用するため、第2張力検出器12の精度が
高い方が望ましい。またこの後進時には、第1張力検出
器11に回収ホース5の自重が作用し、ホース出入れ装
置6は引出し反力が作用するために、パターン6となっ
て速度補正が行なわれない場合があり、この時に垂直距
離が長いと回収ホース5が弛むおそれがある。
【0016】図5は、速度補正値の他の実施例を示し、
制御速度VCを階段状に増加するように設定したもので
ある。
【0017】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明によれば、第
1張力検出器および第2張力検出器により、ロボット本
体に連結された索体の先端部と引出し側の基端部の張力
をそれぞれ検出し、索体出入れ制御装置により、この検
出値に基づいて、ロボット本体の前進時は両方の張力検
出値が一定値以上の張力を検出した時に索体の送り込み
速度を増加させ、またロボット本体の後進時は、一方ま
たは両方の張力検出器が一定値以上の張力を検出しない
時に、索体の引出し速度を増加させることで、索体が中
性浮力のものでなく、索体に摩擦力や索体の自重がその
張力に作用することがあっても、索体の速度を正確に補
正することができ、ロボット本体の走行中に索体の緩み
や引っ張り過ぎが発生するを未然に防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水中管内清掃ロボット装置の一実
施例を示す全体構成図である。
【図2】同水中管内清掃ロボット装置の第1張力検出器
を示す拡大断面図である。
【図3】同水中管内清掃ロボット装置のホース出入れ装
置を示す側面図である。
【図4】同水中管内清掃ロボット装置におけるロボット
本体の速度と回収ホースの出入れ速度および補正速度を
示すグラフである。
【図5】同水中管内清掃ロボット装置における補正速度
値の他の実施例を示すグラフである。
【図6】従来の水中走行用ロボット装置を示す構成図で
ある。
【図7】従来の水中走行用ロボット装置のロボット本体
の速度と索体の出入れ速度を示すグラフである。
【符号の説明】
P 管 VR ロボット移動速度 VS 出入れ通常速度 VC 制御速度 ΔV 補正速度 1 ロボット本体 4 走行駆動装置 5 回収ホース 6 ホース出入れ装置 8 ホース出入れ制御装置 11 第1張力検出器 12 第2張力検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 隆康 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 駒田 周治 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 有本 和彦 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 日向 稔 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−140010(JP,A) 特開 昭63−42464(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B61B 13/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】管内を走行自在なロボット本体と、先端部
    が前記ロボット本体に連結された索体と、管への入口部
    で前記索体の基端側を送込みまたは引出す索体出入れ装
    置とを備えた管内走行用ロボット装置において、 索体の先端側に索体の張力を検出する第1張力検出器を
    設けるとともに、索体出入れ装置に索体の張力を検出す
    る第2張力検出器を設け、 ロボット本体の走行速度に応じて索体出入れ装置の索体
    の索体送込み速度または引出し速度を制御する索体出入
    れ制御装置を設け、 この索体出入れ制御装置を、 ロボット本体の前進時に、索体の索体送込み速度をロボ
    ット本体の走行速度よりも小さく設定するとともに、第
    1張力検出器および第2張力検出器の両方が一定値以上
    の張力を検出した時に索体送込み速度を補正して増速さ
    せ、 ロボット本体の後進時に、索体の引出し速度をロボット
    本体の走行速度よりも小さく設定するとともに、第1張
    力検出器および第2張力検出器の少なくとも一方が一定
    値以上の張力を検出しない時に索体引出し速度を補正し
    て増速するように構成した ことを特徴とする管内走行用
    ロボット装置。
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