JP2861946B2 - 押込型管路検査装置のカメラ姿勢制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は主として細径管路
となる各種配管の管路内検査を、手動による押込型ハー
ドケーブルをもってＣＣＤカメラを搬入して行うように
した押込型管路検査装置のカメラ姿勢制御方法及びその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工業用テレビカメラの出現によ
り管路内検査も、管路内に搬入した同カメラで撮った画
像を別途に配置するモニターに写し出し、その画面を見
ながら行うようになって来ている。例えば、下水道管路
等の如く比較的大径の管路にあっては自走型管路検査装
置が知られている。この場合、管路内を走行する自走車
に照明灯付きテレビカメラを搭載し、又は自走車でテレ
ビカメラスキッドを牽引するようにした検査装置として
管路を移動させ、カメラで撮影した管路内画像を地上等
に配置したモニターに写し、管路の亀裂，目詰まり等の
管内状況をチェックするようにしている。特に、近時は
テレビカメラの発展も著しくＣＣＤ（固体撮像素子）カ
メラとなる極小カメラが提供されるに至り、それに伴い
５０mm以下の細径管路への搬入も可能となってきてい
る。但し、従来の自走型管路検査装置（検査ロボット）
としては、自走車自体の小形化に限度がありその管路対
象も精々１５０φ以上の管路が主であった。また、ＣＣ
Ｄカメラを用いた小径管路用検査装置としては、内視鏡
的な構造を採る管路調査機器であり、これは単にＣＣＤ
カメラを配する単一のヘッドを押込型ハードケーブルの
先端に設け、該ハードケーブルの基端に配置したモニタ
ーを備えるコントロールボックスを組み合わせて使用す
る程度である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、小径管路対象
とするＣＣＤカメラを用いた内視鏡的な管路調査機器で
は、挿入部材となるハードケーブルの長さに限度があ
り、そのケーブル距離が短く（精々６ｍ程度である）、
数十メートルに及ぶ長路の検査は不可能であった。ま
た、ハードケーブル使用の管路検査装置で問題となる点
は、ヘッド部の制御ができず、このため管路への押込み
動作でハードケーブル自体が捩じれたりすることが多々
あり、その結果、モニターに写る画面が傾き易く（９０
〜１８０°範囲などに）、確実な管路検査が望めない。
特に、Ｔ字管等の分岐管路に達した場合、ヘッド部の首
振り動作が難しく、所謂感に頼った管路曲りしか望め
ず、熟練を要する作業であることは勿論のこと、作業能
率の極めて悪い検査装置であった。なお、経験感に頼っ
た管路の曲り作業では、精々一，二箇所が限度であり、
数箇所の分岐管路が現れる配管では全く対処できない。

【０００４】本発明は上記実情に鑑み、最先となるＣＣ
Ｄカメラを配する直視カメラ用前部ヘッドを、後続のド
ライブ用後部ヘッドに組み込んだマイクロモータで制御
する複数本の姿勢制御用ワイヤーを繋げ、そのワイヤー
の引っ張り度合の調整で前部ヘッドを首振り自在とする
ようにし、上記課題を解決する押込型管路検査装置のカ
メラ姿勢制御方法及びその装置を提供することを目的と
したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハードケーブ
ルを管路に挿入し先端のＣＣＤカメラで管内を撮影する
押込型管路検査装置において、ＣＣＤカメラを配す直視
カメラ用前部ヘッドとフレキシブルコードを介し後続す
るハードケーブル端に臨むドライブ用後部ヘッド間に繋
がれた４本の姿勢制御用ワイヤーを、ドライブ用後部ヘ
ッドに内蔵された前記各ワイヤーに対応のマイクロモー
タを別途配置のモニターを見ながら遠隔操作する作動コ
ントロールで駆動し引張り度合いを調整し、直視カメラ
用前部ヘッド側をドライブ用後部ヘッドに対し適宜方向
へ弯曲させて視野を変え、且つ前記ハードケーブルの更
なる押込みで直視カメラ用前部ヘッドをＴ字管等の所望
分岐路へ挿入自在とするものである。

【０００６】また、第２の発明は前記発明を直接実施す
るための装置であり、円弧頭部中央にＣＣＤカメラをそ
の周囲に複数個の照明灯を備えた円筒状の直視カメラ用
前部ヘッドと押込用ハードケーブル端に配設した円筒状
のドライブ用後部ヘッドとを、導体挿通の所定長さのフ
レキシブルコードをもって連設すると共に、直視カメラ
用前部ヘッドの後端周囲より張設した４本の姿勢制御用
ワイヤーをドライブ用後部ヘッドに内蔵した４個の可逆
転型マイクロモータに夫々直結し、且つ前記姿勢制御用
ワイヤーの周囲を直視カメラ用前部ヘッドとドライブ用
後部ヘッドに亘り介在した保護スプリングにてカバーし
屈曲頸部構成とし、前記ドライブ用後部ヘッドの後端に
連結した適宜長さの導体挿通の押込用ハードケーブルの
基端をケーブルドラムを経て別途配置となるモニターを
備えた制御ボックスに接続し、該制御ボックスに前記マ
イクロモータを駆動する遠隔制御手段を配設してなるも
のである。

【０００７】この場合、ドライブ用後部ヘッドが、胴部
中間に横向きのＣＣＤカメラと照明灯を配設したモータ
制御の回転リングを備えて側視カメラヘッドとしてな
る。

【０００８】この様に、管路検査装置はフレキシブルコ
ードをもって所定間隔を隔てた直視カメラ用前部ヘッド
とドライブ用後部ヘッドを少なくとも４本の姿勢制御用
ワイヤーで繋ぐと共に、該ワイヤーの一端を後部ヘッド
に内蔵の遠隔制御用マイクロモータに直結し引っ張り度
合いを調整自在としたため、管路への挿入に当たっては
この二連構成のヘッド中、ドライブ用後部ヘッドの後部
に連結した押込用ハードケーブルの押し込み動作をもっ
て行えばよく、該ハードケーブルの基端には別途配置
（地上等）のモニターを備えた制御ボックスに接続し、
最先位置の直視カメラ用前部ヘッドのＣＣＤカメラで撮
った直視画像をモニターに写し出せば管路状況が一瞥し
て分かるものである。

【０００９】この押込用ハードケーブルの挿入時に、該
ハードケーブル自体は捩じれを生じ易くモニター画面が
傾いたりし、或いは直視カメラ用前部ヘッドがＴ字管等
の分岐路に達し所望方向へ所謂首振りをしなければなら
ない場合の姿勢制御は、制御ボックスの配設した遠隔制
御手段を操作してドライブ用後部ヘッド側の４個のマイ
クロモータを正転又は逆転させ４本の姿勢制御用ワイヤ
ーの引っ張り度合いを調整することにより、該姿勢制御
用ワイヤーで繋がれた直視カメラ用前部ヘッドが中間の
フレキシブルコードを介しドライブ用後部ヘッドを基準
として適宜屈曲される。即ち、直視カメラ用前部ヘッド
の姿勢制御操作は前記モニター画面を見ながら行うた
め、簡単に捩じれた直視カメラ用前部ヘッドを直視姿勢
に戻したり、逆に少し傾けて視野を変えることもでき
る。また、直視カメラ用前部ヘッドが分岐路に達したと
きは、所望の分岐方向へ直視カメラ用前部ヘッドを強制
的に曲げることができるため、その状態でハードケーブ
ルを更に押し込めば案内ヘッドを兼ねる先端を円弧部と
してなる直視カメラ用前部ヘッドは分岐路に円滑に曲り
得る。この分岐路に挿入された後は前記と逆に直視カメ
ラ用前部ヘッドをドライブ用後部ヘッドに対し直線姿勢
に戻し管路進入を行えばよい。

【００１０】また、後続のドライブ用後部ヘッド管路を
横向きのＣＣＤカメラを搭載した側視カメラヘッドとし
た実施例の場合は、前記直視カメラ用前部ヘッドのＣＣ
Ｄカメラで撮った直視方向の画面のほかに、この側視カ
メラヘッドのＣＣＤカメラで撮った管壁面の画面を同時
にモニターに写し出すこともできる。このときは、ドラ
イブ用後部ヘッドの中間部に配設してなる回転リングを
別途のモータ制御をもって管壁面に沿うように回転させ
ればよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の押込型管路検査装
置のカメラ姿勢制御方法及びその装置の一実施例を図に
基づいて説明すれば、次の通りである。

【００１２】図１乃至図６は径７５mm等の細径管路を対
象とした押込型管路検査装置で、ヘッドを直視カメラ用
前部ヘッドとドライブ用後部ヘッドに分けた二連構成
で、且つ該後部ヘッドを側視カメラヘッドを兼ねたヘッ
ド態様の実施例を示す。１は円弧頭部１ａの中央に直視
用ＣＣＤカメラ２とその周囲に複数個の照明灯３を配設
した円筒状の直視カメラ用前部ヘッドで、該前部ヘッド
１の後部に、この後端１ｂよりコネクター接続（図示せ
ず）で一定長さの導体挿通（図示せず）を配するフレキ
シブルコード４を介在して円筒状のドライブ用後部ヘッ
ド５を連設する。この場合、ドライブ用後部ヘッド５の
構成は中間部胴部５ａに設けた制御モータ８で周方向に
回転自在となる回転リング９に横視用ＣＣＤカメラ６と
複数個の照明灯７を備え側視カメラヘッド５′とし、且
つドライブ用後部ヘッド５の前部の四方位置（上下，左
右位置）に４個の可逆転型マイクロモータ１０を内蔵
し、この各マイクロモータ１０に、前記直視カメラ用前
部ヘッド１の後端周囲に止め具１４ａをもって繋げた４
本の姿勢制御用ワイヤー１１の各基端を、ドライブ用後
部ヘッド５の前部のワイヤー案内孔１４ｂを貫通してそ
れぞれ直結する（又はプーリ等の伝達機構を介して直
結）。また、この４本の姿勢制御用ワイヤー１１群はそ
の外周を、前後端を直視カメラ用前部ヘッド１とドライ
ブ用後部ヘッド５に係止したコイル型保護スプリング１
２でカバーして屈曲頸部１２′とし、これら全体として
分割式ヘッド（二連ヘッド）１３となる。１５はドライ
ブ用後部ヘッド５の後端５ｂの中央に設けたハードケー
ブル連結部で、該ハードケーブル連結部１５に、内部に
映像用，照明用，制御用等の導体（図示せず）を配す同
軸ケーブル構成の押込型ハードケーブル１６をコネクタ
ー（図示せず）をもって着脱自在に連結する。押込型ハ
ードケーブル１６の基端には公知のケーブルドラム１７
を経てテレビモニター１８とマイクロモータ操作用の遠
隔制御手段１９を備えた制御ボックス２０に接続し、こ
れら前記全体の構成で押込型管路検査装置２１となる。
この押込型ハードケーブル１６は、ドライブ用後部ヘッ
ド５に対し着脱構成となっているため、押込型ハードケ
ーブル１６の長さが、例えば５０ｍ乃至１００ｍ等の長
尺ケーブルの使用が可能となる。

【００１３】いま、この押込型管路検査装置２１を用い
て細管路内を検査する場合を説明する。配管２３の管路
構成が、例えば図７に示すように環状管路部２３ｂから
複数本の平行分岐する枝管路部２３ｃへと複数個の曲り
部をもった配管の場合、連設の直視カメラ用前部ヘッド
１及びドライブ用後部ヘッド５を直線挿入だけでは当然
各管路へ進入させることはできない。

【００１４】先ず、配管２３中、直線路となる入口部２
３ａより押込型ハードケーブル１６の公知の押し込み動
作をもって挿入された直視カメラ用前部ヘッド１とドラ
イブ用後部ヘッド５がＴ字管となる環状管路部２３ｂに
達すると（この状態は、地上に別途配置したモニター１
８に写る画面を見て確認する）、一次分岐路となる環状
管路部２３ｂのどちらか一方へ直視カメラ用前部ヘッド
１を曲げた案内をしなければならない。勿論、この分岐
方向はモニター１８に写し出された画面を見ながら決め
ればよい。

【００１５】この場合、直視カメラ用前部ヘッド１の首
振り動作は、直視用ＣＣＤカメラ２で撮った映像信号を
地上の制御ボックス２０に導き、このモニター１８にそ
の映像を写し出し、その画面を見ながら曲げ方向を決め
る。

【００１６】ここで、制御ボックス２０に備えた遠隔制
御手段１９のモータ駆動用ダイヤル１９ａを適宜操作
し、その制御信号をもってドライブ用後部ヘッド５側の
４個の可逆転型マイクロモータ１０を適宜正回転（又は
逆回転）する駆動をし、該マイクロモータ１０に直結し
た４本の姿勢制御用ワイヤー１１を引っ張り又は繰り出
すことで、前記後部ヘッド５に対し突設となる直視カメ
ラ用前部ヘッド１の所望方向への曲げ姿勢が取れる（図
６参照）。この曲げ状態もモニター１８を見ながら行
う。

【００１７】例えば、直視カメラ用前部ヘッド１の右曲
げ動作では、ドライブ用後部ヘッド５の四方位置の右側
マイクロモータ１０を正回転し同ワイヤーを引っ張ると
共に、反対側（左側）のマイクロモータ１０を逆回転さ
せ同ワイヤーを繰り出すようにすれば、直視カメラ用前
部ヘッド１が所望方向へ曲がる首振りができる。また、
この４本の姿勢制御用ワイヤー１１が位置する中間部分
屈曲頸部１２′は外周囲にコイル型保護スプリング１２
をもってなるため、曲げ進入に際し分岐壁面にワイヤー
１１が触れることなく、この点からも円滑に曲がって行
く。

【００１８】この様に、直視カメラ用前部ヘッド１をド
ライブ用後部ヘッド５を基準として所定の分岐方向（環
状管路部２３ｂの一方）へ曲げ、視野も変わるため、押
込型ハードケーブル１６をケーブルドラム１７の回転に
よる繰り出しをもって更に押し込めば、首振り状態の直
視カメラ用前部ヘッド１０が一方の環状管路部２３ｂに
確実に案内される。この後は直視カメラ用前部ヘッド１
を直進状態（又は少し曲がった管路に応じる状態）に戻
して適宜挿入する。

【００１９】また、挿入動作により押込型ハードケーブ
ル１６自体に捩じれを生じ直視カメラ用前部ヘッド１が
傾き、モニター１８の画面が斜め画面等になったときの
規制も、前記同様に遠隔制御手段１９のダイヤル１９ａ
を適宜操作して姿勢制御を行いモニター画面を正常位置
に戻すこともできる。

【００２０】この状態で、更に直視カメラ用前部ヘッド
１が前進し次段の分岐部分２３ｄから枝管路部２３ｃに
曲げて進入したい場合、前記同様に遠隔制御手段１９の
モータ駆動用ダイヤル１９ａを適宜操作し４本の姿勢制
御用ワイヤー１１を適宜引っ張り又は繰り出して、直視
カメラ用前部ヘッド１をドライブ用後部ヘッド５に対し
所望方向へ曲げて枝管路部２３ｃに進めばよい。

【００２１】また、このとき管路壁面全周（側面）を直
接検査したいときは、後続のドライブ用後部ヘッド５
中、側視用ＣＣＤカメラ６に画面を切り替え、回転リン
グ９をその制御用モータ８を制御ボックス２０のリング
用ダイヤル１９ｂを適宜操作してラジアル方向に回動さ
せれば、壁面周囲が直接撮影されその映像がモニター１
８に写し出され壁面の亀裂等の検査される。勿論、この
場合のモニター１８は、側視カメラヘッド５′の側視映
像と直視カメラ用前部ヘッド１の直視映像が二分割構成
で同時写し出すことも可能である。また、モニター画面
を必要にあっては、ビデオ機構部２６をもって録画する
ようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】上述の様に、本発明の押込型管路検査装
置のカメラ姿勢制御方法及びその装置は、押込型ハード
ケーブルの先端に配する最先の直視カメラ用前部ヘッド
と後続のドライブ用後部ヘッドをフレキシブルコードと
４本の姿勢制御用ワイヤーをもって連設し屈曲頸部構成
とし、且つ前記ワイヤー端を後部ヘッドに内蔵のマイク
ロモータに直結し、このマイクロモータを別途配置の制
御ボックスの遠隔操作をもって作動し、各姿勢制御用ワ
イヤーの引っ張り度合いを調整し所謂首振り自在とする
ようにしたため、最先の前部ヘッドの直視用ＣＣＤカメ
ラで管路先方を撮りモニターに写し出して管内検査を
し、且つＴ字路等の分岐部分に達し所望方向への首振り
動を、後部ヘッド側のマイクロモータの遠隔駆動で４本
の姿勢制御用ワイヤーの引っ張り度合を調整して行うた
め、視野も変わり、筒状ヘッドが挿入し得る極小管路
（例えば７５mm以下の管路）であっても、その分岐路進
入と管路検査が簡単に行える。勿論、この状態は地上に
配置のモニターを見ながらの遠隔操作のため、熟練を要
することなく確実な管路検査が遂行し得る。

【００２３】また、手動繰り込みで問題となるハードケ
ーブル自体に生ずる捩じ現象等に起因し直視カメラ用前
部ヘッドが傾く場合でも、前記姿勢制御用ワイヤーの引
っ張り度合いの調整で簡単に姿勢制御ができるため、ハ
ードケーブルを長尺のケーブル（例えば、５０〜１００
ｍケーブル）の使用が可能となり、上，下水道管、ガス
管、給水管等の各種管路の検査装置に適する等の効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押込型管路検査装置のカメラ姿勢制御
方法に直接用いる装置の実施例を示す斜視図である。

【図２】同要部となる分割式ヘッド部分を示す側面図で
ある。

【図３】同直視カメラ用前部ヘッドの後端面図である。

【図４】同ドライブ用後部ヘッドの正面図である。

【図５】直視カメラ用前部ヘッドとドライブ用後部ヘッ
ド及び押込型ハードケーブルの関係を示す説明図であ
る。

【図６】姿勢制御用ワイヤーの引っ張り度合いを変え直
視カメラ用前部ヘッドを曲げた説明図である。

【図７】押込型管路検査装置を適用する配管の配管状態
の一例の説明図である。

【符号の説明】

１ 直視カメラ用前部ヘッド ２ ＣＣＤカメラ ３ 照明灯 ４ フレキシブルコード ５ ドライブ用後部ヘッド ５′ 側視カメラヘッド ６ ＣＣＤカメラ ７ 照明灯 ９ 回転リング １０ マイクロモータ １１ 姿勢制御用ワイヤー １７ ケーブルドラム １８ モニター １９ 遠隔制御手段 ２０ 制御ボックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 伸悟 東京都北区赤羽南１−10−３−901 (72)発明者 嶋 正行 千葉県千葉市若葉区桜木町241−18 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03B 37/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハードケーブルを管路に挿入し先端のＣ
   ＣＤカメラで管内を撮影する押込型管路検査装置におい
   て、ＣＣＤカメラを配す直視カメラ用前部ヘッドとフレ
   キシブルコードを介し後続するハードケーブル端に臨む
   ドライブ用後部ヘッド間に繋がれた４本の姿勢制御用ワ
   イヤーを、ドライブ用後部ヘッドに内蔵された前記各ワ
   イヤーに対応のマイクロモータを別途配置のモニターを
   見ながら遠隔操作する作動コントロールで駆動し引張り
   度合いを調整し、直視カメラ用前部ヘッド側をドライブ
   用後部ヘッドに対し適宜方向へ弯曲させて視野を変え、
   且つ前記ハードケーブルの更なる押込みで直視カメラ用
   前部ヘッドをＴ字管等の所望分岐路へ挿入自在とするこ
   とを特徴とする押込型管路検査装置のカメラ姿勢制御方
   法。
2. 【請求項２】 円弧頭部中央にＣＣＤカメラをその周囲
   に複数個の照明灯を備えた円筒状の直視カメラ用前部ヘ
   ッドと押込用ハードケーブル端に配設した円筒状のドラ
   イブ用後部ヘッドとを、導体挿通の所定長さのフレキシ
   ブルコードをもって連設すると共に、直視カメラ用前部
   ヘッドの後端周囲より張設した４本の姿勢制御用ワイヤ
   ーをドライブ用後部ヘッドに内蔵した４個の可逆転型マ
   イクロモータに夫々直結し、且つ前記姿勢制御用ワイヤ
   ーの周囲を直視カメラ用前部ヘッドとドライブ用後部ヘ
   ッドに亘り介在した保護スプリングにてカバーし屈曲頸
   部構成とし、前記ドライブ用後部ヘッドの後端に連結し
   た適宜長さの導体挿通の押込用ハードケーブルの基端を
   ケーブルドラムを経て別途配置となるモニターを備えた
   制御ボックスに接続し、該制御ボックスに前記マイクロ
   モータを駆動する遠隔制御手段を配設してなることを特
   徴とした押込型管路検査装置のカメラ姿勢制御装置。
3. 【請求項３】 ドライブ用後部ヘッドが、胴部中間に横
   向きのＣＣＤカメラと照明灯を配設したモータ制御の回
   転リングを備えて側視カメラヘッドとしてなる請求項２
   記載の押込型管路検査装置のカメラ姿勢制御装置。