JP3048697B2 - 配管内作業ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配管内を走行しながら
配管内面の補修塗装、欠陥検出、及び位置計測等を行う
作業ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】配管内で作業をする走行ロボットとし
て、管内点検作業用や高圧水清掃作業用のものが従来か
ら各種出願されている。例えば特開昭６０−２２９７９
号公報に記載された「管内自動遠隔清掃装置」や特開昭
６０−３４７８１号公報に記載された「高圧ジェット水
清掃装置」においては、管内走行する台車上に旋回する
作業用アームを設け配管内を走行しながら作業を実施す
るものである。作業内容としては補修、塗装、探傷など
種々考えられ、これらは作業用アームの先端に種々のエ
ンドイフェクタを取り付け旋回させることにより行われ
る。管内で作業用アームを旋回させる場合、配管中心と
作業用アームの旋回中心とがずれた状態でアームを旋回
させると先端に設けた作業用工具が配管内面に接触し、
配管内面に傷を付ける可能性があるため、配管中心と作
業用アームの旋回中心とを一致させること（以下、調芯
という）がポイントとなる。これらの装置では配管径が
事前に判明していることを前提に作業用アームの旋回中
心を設定し、実径におけるずれ量は作業用アームのアー
ム先端のエンドイフェクタの機構及び作業用アームの収
縮によって補正している。しかし、配管径が前もって明
確になっていることが前提となり、例えば作業途中で配
管径の変わるような場所への適用が難かしく、ロボット
自体に機械的に調芯を行わせることが難しい。

【０００３】また、ＮＫＫ技報「水圧鉄管用点検ロボッ
トの開発」に記載の装置では、シリンダ駆動にて４方向
に固定脚を延ばし、このシリンダによって装置自重を支
持し、配管中心と装置の中心とを一致させている。これ
によると、ロボット自重をシリンダで支持するため装置
自体が大型で、構造が複雑になり、かつこのシリンダス
トロークを４方向同一になるようにする必要が有り、そ
の制御が複雑となるという問題がある。

【０００４】また、特開平２−４３９７２号公報に記載
された「管内面の研掃、塗装方法及び研掃、塗装用作業
台車」においては、２組５本計１０本の開閉アームによ
って調芯し、装置先端に設けた作業用アームを旋回させ
て研掃や塗装を行う手段を採用している。この装置で
は、多数の開閉アームを同一の長さにし、配管内面に同
じように支持するための調整が煩雑であるだけでなく、
上記多数の開閉アームに加え、多数の連接棒、案内輪、
伸縮アーム、空気圧シリンダ、ブラケット、支点（ピボ
ット）等が必要であり、構造が極めて複雑で正確な調芯
機能を与えるための製作が容易であるとはいえない。

【０００５】また、配管内の補修塗装に使用する塗料
は、近年エポキシ樹脂系の有機溶剤タイプが主流となっ
ており、これは、主剤と軟化剤を一定の混合比で混合し
て使用するもので、混合後の塗料は硬化するまでの一定
の可使時間を有する。この可使時間は温度によって異な
るが、夏季には２〜４時間程度であり、従って走行距離
の長い配管に適用する場合には、この混合作業は、ロボ
ット内に実施できる機能を持たせることが望ましい。特
開平１−２５４２７４号公報に記載された「管内面の自
動塗装方法および自走式塗装装置」や特開昭６０−２４
８２５６号公報に記載された「パイプのライニング装
置」においては、上記の目的を解決するため、装置を駆
動部、塗装タンク、混合機、塗装機等に分割し、配管内
を走行させながら、２液の混合と塗装を同時に行う手段
が採用されている。しかし、この装置では、２液の混合
及び塗装のみを行うにとどまり、前記配管中心と装置の
中心とを調芯する機能を有していない。

【０００６】

【０００７】さらに、補修塗装を行なう場合、その対象
部分を検出する必要があるとともに、塗装後の検査も必
要である。補修塗装の対象部分は、おもに塗装面の剥離
した部分、及びピンホールのある部分である。この剥離
部分については従来より知られているＩＴＶカメラによ
る監視により、ピンホールについては専用のピンホール
検知器により検知される。このうち、ピンホールの探知
については、従来、作業員がこのピンホール検知器を先
端に取り付けられた導電性ブラシを有するプローブで配
管内面をなぞり、メータ表示された電圧計の振れを読み
取ることによって検知する方法によっていた。しかし市
販のピンホール検知器のブローブケーブルは最長８ｍと
長さの制限があり、これ以上の長さになると、ノイズ等
により電圧計の検知器能が低下するため、長い配管に対
しては適用できず、配管内の遠隔検知が不可能であっ
た。また、上記検知した塗料の剥離部分やピンホールの
位置を、装置の走行距離の検出、及びケーブルの引回し
長さにより把握する方法が従来より知られているが、数
１００ｍという長い管内で走行させ走行位置を把握する
場合、装置は管内の曲面を走行させるために必らずしも
直進するとは限らず、また引回しされるケーブル自体も
たるみが生じるため、走行開始位置を基準にすると、長
距離走行するに従って誤差の集積が膨大となり正確な位
置の把握が不可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
配管内作業装置では、配管径の変化に対する配管中心と
作業用アームとの調芯または、配管中心と装置の中心と
の調芯を行うことが不可能か、可能としてもその装置の
構成や制御が複雑であった。

【０００９】

【００１０】また、長い配管に対して補修塗装の対象と
なる部分を遠隔検知することが不可能であり、また走行
開始位置を基準にその検知した位置を計測すると、長距
離走行するに従って誤差の集積が膨大となり、正確に補
修塗装の対象位置を把握することが不可能であった。

【００１１】本発明の第１の目的は、比較的簡単な構造
で、任意の配管径に対して配管中心と作業用アームの旋
回中心とを自動的に調芯することが可能な配管内作業ロ
ボットを提供することである。

【００１２】

【００１３】本発明の第２の目的は、補修塗装の対象と
なる部分の遠隔検知が可能で、その検知した位置を正確
に把握することが可能な配管内作業ロボットを提供する
ことである。

【００１４】

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、配管内を走行する走行台車と、先端にエ
ンドイフェクタを取り付けた伸縮可能な作業用アーム
と、前記走行台車に取り付けられ、前記作業用アームを
配管円周方向に旋回させる旋回機構とを備えた配管内作
業ロボットにおいて、前記走行台車に取り付けられ、該
配管軸線に直交する軸線回りに旋回させることにより配
管上部に押し付けられる加圧ローラを有する押付機構
と、前記走行台車と前記押付機構に連結され、前記作業
用アームの旋回機構を取り付けたリンク機構であって、
該配管上部に押しつけられる前記加圧ローラの旋回角度
に応じて前記旋回機構を上下動させ前記作業用アームの
旋回中心が常に該配管中心に位置するように設定された
リンク機構とを備え、 前記エンドイフェクタは、塗装用
スプレイノズルを有し、さらに、前記走行台車の後段に
上下左右に揺動可能な連結器を介して連結された作業台
車と、前記作業台車に固定されたサポート部材に渡した
軸を中心に揺動自在に取り付けられた篭と、前記篭内に
搭載され、塗料の主剤と硬化剤とを独立に貯蔵する塗料
タンクと、前記篭内に搭載され、該塗料の主剤と硬化材
を混合する混合機とを備えたことを特徴とする。

【００１６】また、前記該塗料の主剤と硬化剤を混合す
る混合機は、２個の入口流路が合流し螺旋状の貫通穴を
経て出口に至る２イン１アウトの静的混合機を備えたこ
とを特徴とすることができる。

【００１７】

【００１８】上記課題を解決するため、本発明は、配管
内を走行する走行台車と、先端にエンドイフェクタを取
り付けた伸縮可能な作業用アームと、前記走行台車に取
り付けられ、前記作業用アームを配管円周方向に旋回さ
せる旋回機構とを備えた配管内作業ロボットにおいて、
前記走行台車に取り付けられ、該配管軸線に直交する軸
線回りに旋回させることにより配管上部に押し付けられ
る加圧ローラを有する押付機構と、前記走行台車と前記
押付機構に連結され、前記作業用アームの旋回機構を取
り付けたリンク機構であって、該配管上部に押しつけら
れる前記加圧ローラの旋回角度に応じて前記旋回機構を
上下動させ前記作業用アームの旋回中心が常に該配管中
心に位置するように設定されたリンク機構とを備え、前
記エンドイフェクタは、該配管内面塗装中のピンホール
を検知するための導電性ブラシを先端に備えたプローブ
を有し、さらに、前記プローブに発生した電圧値をデジ
タル信号に変換しこれを送信機に送ることにより前記デ
ジタル信号が減衰せずに遠隔検知する手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１９】上記課題を解決するため、本発明は、配管
内を走行する走行台車と、先端にエンドイフェクタを取
り付けた伸縮可能な作業用アームと、前記走行台車に取
り付けられ、前記作業用アームを配管円周方向に旋回さ
せる旋回機構とを備えた配管内作業ロボットにおいて、
前記走行台車に取り付けられ、該配管軸線に直交する軸
線回りに旋回させることにより配管上部に押し付けられ
る加圧ローラを有する押付機構と、前記走行台車と前記
押付機構に連結され、前記作業用アームの旋回機構を取
り付けたリンク機構であって、該配管上部に押しつけら
れる前記加圧ローラの旋回角度に応じて前記旋回機構を
上下動させ前記作業用アームの旋回中心が常に該配管中
心に位置するように設定されたリンク機構とを備え、前
記作業用アームの旋回角度を計測する手段と、前記走行
台車の走行距離を計測し、該配管の溶接線の肉盛り部を
通過する際に該走行距離の計測値の補正を行う手段とを
備えたことを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明においては、作業用アームの旋回機構を
取り付けたリンク機構を設け、このリンク機構によっ
て、配管上部に押しつけられる加圧ローラの旋回角度に
応じて旋回機構が上下動するので、配管径の相違は加圧
ローラによって自動的に検知され、押付機構の動きに合
わせてリンク機構が屈伸し、これに対応してリンク機構
に連結された旋回機構が上下動する。これにより、作業
用アームの旋回中心は配管中心に常に一致するように調
整される。また、上記リンク機構及び押付機構を設けた
だけの簡単な構成によって以上のような作用を奏するこ
とができる。また、前記エンドイフェクタとして塗装用
のスプレイノズルを有し、更に、前記走行台車の後段に
は上下左右に揺動自在な連結器を介して、塗料の主剤と
硬化剤とを独立に貯蔵する塗料タンクとこの主剤と硬化
剤を混合する混合機を搭載した作業台車が連結されてい
るため、走行距離の長い配管に適用する場合であって
も、混合後の硬化するまでの塗料の可使時間内に塗料を
吹き付けることができる。また、前記作業台車に固定し
たサポート部材間に軸を渡し、この軸を中心に揺動自在
に篭を取り付け、この篭内に前記塗料タンク及び前記混
合機が搭載されるため、傾斜管や垂直管の位置に来た時
であっても、塗料タンク及び混合機を常に水平状態に維
持することができる。

【００２１】

【００２２】さらに、前記エンドイフェクタとして、ピ
ンホール検知用の導電ブラシを有したブローブを取り付
け、配管内をなぞることによりピンホールで発生した電
圧値を一定のしきい値によってデジタル信号に変換し、
これを送信機に送る遠隔検知手段を設けたので、このデ
ジタル信号はノイズの影響を受けず、減衰しない。従っ
て、ピンボールの遠隔検知が可能となる。

【００２３】また、走行台車の走行距離を計測し、該配
管の溶接線の肉盛り部を通過する際に該走行距離の計測
値の補正を行うので、長距離走行しても誤差が大きくな
らず、補修塗装の対象となる位置の正確な把握が可能と
なる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例による配管内作業ロ
ボットについて、図１から図８を参照しながら説明す
る。まず、本実施例による作業ロボットの全体構成を図
１により説明する。図１は、配管１内に本実施例による
作業ロボットを配置した状態を示す全体図である。４個
の走行車輪４２に独立した走行モータ（図示せず）とス
テアリング用モータ２ａを有する走行台車２は、加圧ロ
ーラ３を先端に備えた押付アーム３ａを配管軸線に直交
する軸線回りに旋回させることにより加圧ローラ３を配
管上部に押し付ける押付機構４を搭載する。また、内蔵
するシリンダ装置（図示せず）により伸縮可能な作業用
アーム５は、旋回機構３６の旋回モータ３６ａに連結さ
れ、旋回モータ３６の受け台３６ｂは走行台車２と押付
アーム３ａから張り出したリンク機構６の変曲点に連結
されている。作業用アーム５の先端には、エンドイフェ
クタとしてブラスト装置７と吹き付け塗装用のスプレイ
ノズル８を有する。走行台車２の前方には走行監視用の
ＩＴＶカメラ９を有し、その映像は操作室に設置した操
作盤より監視することができる。さらに、走行台車２の
前方には配管の溶接線の肉盛り部１ａ（図８参照）を検
出する検知器３２が設置され、後述のように走行距離の
計測値の補正を行う。走行台車２の後段には上下左右に
揺動自在な連結器１０を介して、塗料タンク１１ａ及び
１１ｂと２液混合機１２（図４または図５参照）を搭載
した台車２Ａが連結され、走行台車２によって索引され
る構造となっている。

【００２５】旋回機構３６は、作業用アーム５の先端に
設けたブラスト装置７やスプレイノズル８を配管内の任
意の位置に設定可能とするため、配管円周方向に旋回さ
せるためのもので、リンク機構６の変曲点に固定された
受け台３６ｂに設置された旋回用モータ３６ａによっ
て、作業用アーム５が旋回する仕組みとなっている。作
業用アーム５と配管内面との距離を常に一定に保つため
には、配管中心１ｂと旋回中心とを一致させる（調芯す
る）必要があるが、これは次のような構成によって実現
される。即ち、リンク機構６と押付アーム３ａ及び加圧
ローラ旋回機構４と走行台車２とで構成されるリンク機
構の働きによって、押付アーム３ａの上端位置に備えら
れた加圧ローラ３と走行台車２の走行車輪４２との真中
に常に作業用アーム５の旋回中心が位置することにな
り、これによって配管径が変わっても作業用アーム５の
旋回中心と配管中心１ｂとを常に一致させる（調芯させ
る）ことができる。

【００２６】次に、異なる配管径に対して、作業用アー
ム５の旋回中心を配管中心に一致させる例を図２により
説明する。図２は本実施例による作業ロボットを配管内
に配置した図であって、（ａ）は小さい配管径の場合、
（ｂ）は大きい配管径の場合を示す。尚、作業台車２Ａ
と、塗料タンク１１ａ及び１１ｂと、２液混合機１２と
は省略してある。配管径の相違は、加圧ローラ３にて機
械的かつ自動的に検知され、押付アーム３ａの動きに合
わせてリンク機構６が屈伸し、これに対応してリンク機
構６の変曲点に固定された作業用アーム５の旋回中心は
配管中心１ｂに一致するように上下する。この際、作業
用アーム５の長さは配管径の変化に対応して内蔵したシ
リンダにより伸縮するように調整される。

【００２７】次に、作業用アーム５の先端に設置された
エンドイフェクタとしてのブラスト装置７の詳細を図３
により説明する。ブラスト装置７は、円すい形状の吸引
パット１３の内側にブラストノズル１４を備え、このブ
ラストノズル１４は、送り用の圧縮機１５を介して、ブ
ラストタンク１６にホースで接続される。また吸引パッ
ト１３の底部には吸引ホース１９が接続され、さらに吸
引ポンプ１７を介してブラストタンク１６に接続され
る。この構成において、ブラストタンク１６より供給さ
れるブラスト剤１８は圧縮機１５によってブラストノズ
ル１４から噴射され、配管１の内面の塗装膜を削り、剥
離した塗装膜と共に吸引パット１３の底部から吸引ホー
ス１９を通って吸引ポンプ１７によって吸引され、再び
ブラストタンク１６に戻る。この構成によって配管周辺
に使用済のブラスト剤及び剥離した塗装膜が散乱するの
を防ぐことが出来る。

【００２８】このように、ブラスト装置７によって塗装
膜を削られた配管１の内面は、その後スプレイノズル８
によって補修塗装される。この補修塗装はスプレイノズ
ル８を使用する吹付塗装である。使用する塗料は、近年
エポキシ樹脂系の有機溶剤タイプが主流となっており、
これは、主剤と硬化材を一定の混合比で混合して使用す
るもので、混合後の塗料は硬化するまでの一定の可使時
間を有する。この可使時間は温度によって異なるが、夏
季には２〜４時間程度であり、従って走行距離の長い配
管に適用する場合には、ロボット内にこの混合作業は実
施できる機能を持たせることが望ましい。

【００２９】次に、この詳細を図４及び図５により説明
する。図４は、図１に示す作業台車２Ａに搭載された塗
料タンク１１ａ，１１ｂと、主剤と硬化剤からなる塗料
を混合する２液混合機１２との構成を模式的に示す図で
あり、図５は静的混合機を用いた図４に示す２液混合機
の変形例を示す模式図である。図４において、２液混合
機１２は、２液の混合比を調整するバルブ２０ａ，２０
ｂ、２液を撹拌し混合する電気式撹拌機２１、混合液を
ノズルに一定圧で押し出すポンプ２２、機械式のフィル
タ２３、アキュームレータ２４、吹付け作業の起動、及
び停止を行なう電磁弁２５より構成される。尚、スプレ
イノズル８は、図１に示すものと同一である。塗料タン
ク１１ａ及び１１ｂにそれぞれ貯えられたに主剤及び硬
化材は、それぞれ混合比に合わせバルブ２０ａ及び２０
ｂで絞られ、電気式撹拌機２１で混合される。混合され
た塗料は、ポンプ２２で電気式撹拌機２１より送り出さ
れ、一定圧で圧送される。さらに混合された塗料は、ス
プレイノズルの目づまりを防止するために機械式のフィ
ルタ２３にて塗装内の不要固形物を除かれ、アキューム
レータ２４においてポンプ脈動による圧力変動分を吸収
され、ホース８ａで送られ、スプレイノズル８に設置さ
れた開閉弁２５を開にすることによってスプレイノズル
８から吹き出される。これら塗料タンク１１ａ，１１
ｂ、及び２液混合機１２は、図１に示した作業台車２Ａ
上に搭載される。

【００３０】尚、本実施例による配管内作業ロボットは
傾斜管や垂直管の位置に来た時、作業台車２Ａが傾くの
で、塗料タンク１１ａ，１１ｂ、及び２液混合機１２を
常に水平状態に維持できるように、次のような方法で搭
載される。即ち、図１に示す如く、作業台車２Ａに固定
した２本のサポート部材２６間に軸２８を渡し、この軸
２８を中心に揺動自在に篭２７を取り付け、この篭２７
内に塗料タンク１１ａ，１１ｂ、及び２液混合機１２が
搭載される。

【００３１】図５は、図４に示す２液混合機１２の変形
例であって、電気式撹拌機２１に代えて静的混合器２９
を用いたものである。塗料タンク１１ａ，１１ｂからそ
れぞれバルブ２０ａ，２０ｂ、及びポンプ２２ａ，２２
ｂを介して送り出された主剤と硬化材は、一定の混合比
にて２イン１アウトの構造をもつ静的混合器２９に送り
込まれる。この静的混合機２９では２個の入口から送り
こまれた２液が合流し、その先の螺旋状の貫通穴を流れ
る間に撹拌され出口より送り出される。混合された塗料
は次段の機械式のフィルタ２３に圧送され、それ以後は
図４に示した方式と同様にスプレイノズル８から吹き出
され、補修塗装を行なう。

【００３２】上記補修塗装の対象となる部位は、塗装の
剥離のある箇所またはピンホールのある箇所であるが、
補修作業を実施するためには、その対象部位の検知が必
要となる。次に、このための検知装置を設置した実施例
について図６により説明する。図６は、エンドイフェク
タとして、図１のブラスト装置７及びスプレイノズル８
に代え、配管１内面の塗装面の剥離部位を検知するＩＴ
Ｖカメラ３０、及びピンホールを検知する導電ブラシ３
１ａ（図７参照）を備えるプローブ３１を取り付けた状
態を示す。尚、作業台車２Ａと、塗料タンク１１ａ及び
１１ｂと、２液混合機１２とは省略してある。配管１内
面の塗装面の剥離部位はＩＴＶカメラ３０によ、ピンホ
ールはプローブ３１により検知される。そのピンホール
の検知の原理は次のようである。即ち、配管１の内面
（母材）に導電ブラシとアースを設け、この間に高電圧
に加え、絶縁物である配管塗装面の内部に小さな貫通孔
があると、この貫通孔の先端で放電が起り、その電圧値
を検知することでピンホールの有無を判断することがで
きる。

【００３３】図７はこの検知電圧値をデジタル信号化し
それを処理するためのピンホール検知システムを示す模
式図である。ここで、通常、検知される電圧値は電圧計
３３の針の振れで読み取ればよいが、ケーブル３３ａが
８ｍ以上の長さになると、ノイズ等により電圧計３３の
検知性能が低下するため、長い配管に対しては遠隔検知
ができるようにすることが必要である。図７に示すピン
ホール検知システムは、この遠隔検知を考慮したもので
あって、３１で発生した電圧値を３３で検知し、この値
の時間に対する検知電圧のうち所定のしきい値よりも大
きな波高値を検波回路３４で検知し、デジタル変換しパ
ルス化する。このパルスは次段の送信器３５より地上部
の操作盤へ光ファイバによって送信される。

【００３４】上記のようにして検知された塗装面の剥離
部やピンホールは、その位置を把握し記憶しておくこと
が、次作業として補修塗装を実施する場合に必要であ
る。特に数１００ｍという長さの配管内での走行位置を
把握する場合、本作業装置は管内の曲面を走行させるた
めに必らずしも直進するとは限らず、走行開始位置を基
準にすると、長距離走行するに従って誤差の集積が膨大
となる。本実施例においてはこのことを解決するため
に、計測された走行距離の補正を配管の溶接線の肉盛り
を利用して行う。次にその詳細を説明する。

【００３５】配管は一般に５ｍ程度の定尺長さのものを
溶接によって接続されており、それぞれの接続は開先を
取り突合せ溶接により実施しているため、管内面に２〜
３ｍｍ程度の高さの溶接線の肉盛り部ができる。この溶
接線の肉盛り部を検出し、そこを基準に走行距離を計測
することで位置の計測精度を向上することが出来る。図
８は、このための位置計測装置を示す図であり、配管円
周方向の位置を作業用アーム５の旋回角度によって、ま
た走行方向の位置を配管接続のための溶接線の肉盛り部
１ａを基準とした走行車輪４２の走行距離によって計測
するものである。図８において、作業用アーム５の旋回
角度はアーム旋回用モータ３６に直結されたエンコーダ
３７にて回転角をパルスで検出し、変換器３８で角度デ
ータに変換し、記憶装置３９にインプットする。また、
走行位置は、以下のように走行車輪４２の回転数によっ
て計測され、溶接線の肉盛り部１ａの検出によって補正
される。即ち、配管の溶接線の肉盛り部１ａは走行台車
２の前段に設置された検出器３２に設けられた電磁厚み
計４０によって検出されるが、電磁厚み計４０は通常１
ｍｍ以下の検出制度を持っており、これにより２〜３ｍ
ｍ程度の高さの溶接線の肉盛り部１ａの検出が可能であ
り、このデータがパルス変換器４１でパルス信号に変換
された後、計測器４５に送られる。また、走行車輪４２
の回転数は走行用モータ４３に直結されたエンコーダ４
４によって計測され計測器４５に送られる。この計測器
４５では、上記パルス変換器４１からのパルス信号によ
ってエンコーダ４４からの計測値が補正（リセット）さ
れ、その時点からのエンコーダ４４の回転数による走行
距離の計測を行った後、記憶装置３９にインプットす
る。以上の構成により配管１の円周方向及び長手方向の
ピンホール位置の正確な把握が可能となる。

【００３６】本実施例によれば、リンク機構６と押付ア
ーム３ａ及び加圧ローラ旋回機構４と走行台車２とで構
成されるリンク機構の働きによって、配管１の上部に押
しつけられる加圧ローラ３を備えた押付アーム３ａの旋
回角度に応じて、作業用アーム５の旋回中心と配管中心
１ｂとを常に一致させることができ、任意の配管径に対
し、配管中心１ｂと作業用アームの旋回中心とを自動的
に調芯することが可能となる。

【００３７】また、エンドイフェクタとして、本実施例
による構成を有するブラスト装置７を取り付けることに
よって、補修塗装の前に実施するブラスト処理におい
て、使用後のブラスト剤及び剥離した塗装膜を配管内に
散乱させずに回収処理することができる。

【００３８】さらに、エンドイフェクタとして、ブロー
ブ３１を取り付け、発生した電圧値をデジタル信号に変
換することによって、このデジタル信号は減衰しないた
め、ピンホールの遠隔検知が可能となる。

【００３９】また、走行台車２の走行距離を計測し、配
管１の溶接線の肉盛り部１ａを通過する際に走行距離の
計測値の補正を行うので、長距離走行しても誤差が大き
くならず、補修塗装の対象となる位置の正確な把握が可
能となる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、任意の配管径に対し、
配管中心と作業用アームの旋回中心とを自動的に調芯す
ることができる。しかもこれは、簡単な構成によって実
現される。このことによって、いかなる配管径に対して
も、容易に補修塗装や、補修塗装の対象となる部分の検
知を行うことができる。また、走行距離の長い配管に適
用する場合であっても、混合後の硬化するまでの塗料の
可使時間内に塗料を吹き付けることができると共に、傾
斜管や垂直管の位置に来た時であっても、塗料タンク及
び混合機を常に水平状態に維持することができる。

【００４１】

【００４２】さらに、補修塗装の対象となる部分の遠隔
検知ができるだけでなく、その検知した位置を正確に把
握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による配管内作業ロボットを
配管内に配置した状態を示す全体図である。

【図２】図１に示す配管内作業ロボットを配管内に配置
した図であって、（ａ）は小さい配管径の場合、（ｂ）
は大きい配管径の場合を示す。尚、作業台車、塗料タン
ク及び２液混合機は省略してある。

【図３】図１に示す配管内作業ロボットの作業用アーム
先端のエンドイフェクトとして取り付けられたブラスト
装置を説明する図である。

【図４】図１に示す作業台車に搭載された塗料タンク
と、主剤と硬化剤からなる塗料を混合する２液混合機と
の構成を模式的に示す図である。

【図５】静的混合機を用いた図４に示す２液混合機の変
形例を示す模式図である。

【図６】図１に示す配管内作業ロボットの作業用アーム
先端のエンドイフェクタとして、ＩＴＶカメラ及びプロ
ーブを取り付けた状態を示す。尚、作業台車、塗料タン
ク及び２液混合機は省略してある。

【図７】図６に示すプローブによる検知電圧値をデジタ
ル信号化しそれを処理するためのピンホール検知システ
ムを示す模式図である。

【図８】配管内面の補修塗装の対象となる位置を把握す
る位置計測装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 配管 １ａ 溶接線の肉盛り部 １ｂ 配管中心 ２ 走行台車 ３ 加圧ローラ ３ａ 押付アーム ４ 押付機構 ５ 作業用アーム ６ リンク機構 ７ ブラスト装置 ８ スプレイノズル １０ 連結器 １１ａ，１１ｂ 塗料タンク １２ ２液混合器 １３ 吸引パット １４ ブラストノズル １５ 圧縮器 １６ ブラストタンク １７ 吸引ポンプ １８ ブラスト剤 ２６ サポート部材 ２７ 篭 ２８ 軸 ２９ 静的混合器 ３１ プローブ ３１ａ 導電性ブラシ ３２ 検知器３２ ３３ 電圧計 ３４ 検波回路 ３５ 送信器 ３７ エンコーダ ３８ 変換器 ３９ 記憶装置 ４０ 電圧厚み計 ４１ パルス変換器 ４２ 走行車輪 ４３ 走行用モータ ４４ エンコーダ ４５ 計測器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−43972（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−186557（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 13/06 B05B 12/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配管内を走行する走行台車と、先端にエン
   ドイフェクタを取り付けた伸縮可能な作業用アームと、
   前記走行台車に取り付けられ、前記作業用アームを配管
   円周方向に旋回させる旋回機構とを備えた配管内作業ロ
   ボットにおいて、前記走行台車に取り付けられ、該配管
   軸線に直交する軸線回りに旋回させることにより配管上
   部に押し付けられる加圧ローラを有する押付機構と、前
   記走行台車と前記押付機構に連結され、前記作業用アー
   ムの旋回機構を取り付けたリンク機構であって、該配管
   上部に押しつけられる前記加圧ローラの旋回角度に応じ
   て前記旋回機構を上下動させ前記作業用アームの旋回中
   心が常に該配管中心に位置するように設定されたリンク
   機構とを備え、 前記エンドイフェクタは塗装用スプレイノズルを有し、
   さらに、前記走行台車の後段に上下左右に揺動可能な連
   結器を介して連結された作業台車と、前記作業台車に固
   定されたサポート部材に渡した軸を中心に揺動自在に取
   り付けられた篭と、前記篭内に搭載され、塗料の主剤と
   硬化剤とを独立に貯蔵する塗料タンクと、前記篭内に搭
   載され、該塗料の主剤と硬化材を混合する混合機とを備
   えたことを特徴とする配管内作業ロボット。
2. 【請求項２】前記該塗料の主剤と硬化剤を混合する混合
   機は、２個の入口流路が合流し螺旋状の貫通穴を経て出
   口に至る２イン１アウトの静的混合機を備えたことを特
   徴とする請求項１記載の配管内作業ロボット。
3. 【請求項３】配管内を走行する走行台車と、先端にエン
   ドイフェクタを取り付けた伸縮可能な作業用アームと、
   前記走行台車に取り付けられ、前記作業用アームを配管
   円周方向に旋回させる旋回機構とを備えた配管内作業ロ
   ボットにおいて、前記走行台車に取り付けられ、該配管
   軸線に直交する軸線回りに旋回させることにより配管上
   部に押し付けられる加圧ローラを有する押付機構と、前
   記走行台車と前記押付機構に連結され、前記作業用アー
   ムの旋回機構を取り付けたリンク機構であって、該配管
   上部に押しつけられる前記加圧ローラの旋回角度に応じ
   て前記旋回機構 を上下動させ前記作業用アームの旋回中
   心が常に該配管中心に位置するように設定されたリンク
   機構とを備え、 前記エンドイフェクタは、該配管内面塗装中のピンホー
   ルを検知するための導電性ブラシを先端に備えたプロー
   ブを有し、さらに、前記プローブに発生した電圧値をデ
   ジタル信号に変換しこれを送信機に送ることにより前記
   デジタル信号が減衰せずに遠隔検知する手段を備えたこ
   とを特徴とする配管内作業ロボット。
4. 【請求項４】配管内を走行する走行台車と、先端にエン
   ドイフェクタを取り付けた伸縮可能な作業用アームと、
   前記走行台車に取り付けられ、前記作業用アームを配管
   円周方向に旋回させる旋回機構とを備えた配管内作業ロ
   ボットにおいて、前記走行台車に取り付けられ、該配管
   軸線に直交する軸線回りに旋回させることにより配管上
   部に押し付けられる加圧ローラを有する押付機構と、前
   記走行台車と前記押付機構に連結され、前記作業用アー
   ムの旋回機構を取り付けたリンク機構であって、該配管
   上部に押しつけられる前記加圧ローラの旋回角度に応じ
   て前記旋回機構を上下動させ前記作業用アームの旋回中
   心が常に該配管中心に位置するように設定されたリンク
   機構とを備え、 さらに、前記作業用アームの旋回角度を計測する手段
   と、前記走行台車の走行距離を計測し、該配管の溶接線
   の肉盛り部を通過する際に該走行距離の計測値の補正を
   行う手段とを備えたことを特徴とする配管内作業ロボッ
   ト。