JP3486248B2 - 埋設管用空洞探査装置 - Google Patents
埋設管用空洞探査装置Info
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- arm
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、地中に埋設された埋
設管の周囲の空洞を探査する埋設管用空洞探査装置に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】地中に埋設される下水道などの埋設管の
周囲には、管床部などの地盤沈下や地下水の発生などに
よって、空洞が発生することがある。また、埋設管の施
工において、土を少しずつ突き固めて管底側部の埋め戻
しをおこなっているが、作業現場では十分な作業スペー
スを確保しにくいため、埋め戻しが確実におこなわれず
に埋設管と埋め戻し土との間に空洞を発生させてしまう
こともある。このような空洞を放置したままにしている
と、埋設管の外周まわりの圧力が不均一となって埋設管
が破壊されることがある。 【０００３】このため、埋設管の周辺の空洞の有無をボ
ーリングなどによって調査している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボーリ
ング調査には多くの時間がかかり、しかも空洞を確実に
検知できないこともあるという不具合があった。 【０００５】この発明は、このような実情を背景として
創作されたもので、短時間に確実に空洞を検知すること
のできる埋設管用空洞探査装置を提供することを目的と
している。 【０００６】 【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、地中に埋設された埋設管内を移動す
る探査ロボットと、この探査ロボットを操作する操作部
とから構成され、前記探査ロボットは、走行用モータを
備えた台車と、前記埋設管の周囲に生じた空洞を検知す
るセンサ部とを備え、前記センサ部は、伸縮手段によっ
て前記台車の前後方向と直交する方向に伸縮するアーム
を備え、このアームの先端部には空洞センサが取り付け
られ、このアームの基端部側は前記台車の前後方向を向
いた回動軸によって前記台車側に軸支され、前記回動軸
には駆動モータが連結され、この駆動モータは前記埋設
管の直径方向に上下動するピストンロッドの上端部に載
置され、前記アームは、円周方向に、時計廻りを問わず
に回転できるようになっており、前記操作部は、前記探
査ロボットの駆動制御を行う制御部と、前記空洞センサ
によって得られた検知結果をデータ処理するデータ処理
部とを備えていることを特徴としている。 【０００７】 〔作用〕この発明の埋設管用空洞探査
装置によれば、探査ロボットは、走行用モータによって
埋設管内を移動しながら、埋設管の周囲に生じた空洞を
検知するものである。その検知を行うセンサ部は、伸縮
手段によって台車の前後方向と直交する方向に伸縮する
アームを備え、このアームの先端部に空洞センサが取り
付けられ、このアームの基端部側は前記台車の前後方向
を向いた回動軸によって前記台車側に軸支され、前記回
動軸には駆動モータが連結され、この駆動モータは前記
埋設管の直径方向に上下動するピストンロッドの上端部
に載置され、前記アームは、円周方向に、時計廻りを問
わずに回転できるようになっている。これによって、内
径の異なる複数種の埋設管に対する空洞探査の汎用性が
高まると共に、埋設管の周囲の空洞を確実に検知でき
る。 【０００８】そして、操作部は、探査ロボットの駆動制
御をおこなう制御部と、空洞センサによって得られた検
知結果をデータ処理するデータ処理部とを備えているの
で、ボーリング探査などと比較して短時間に確実に空洞
を検知することができる。 【０００９】 【実施例】以下、この発明を図面に示す実施例にもとづ
いて説明する。 【００１０】図１〜図３において、１は地中に埋設され
た埋設管であり、この埋設管の周囲には、図示しない複
数の空洞が散在している。 【００１１】１１は、前記空洞を探査する埋設管用空洞
探査装置で、埋設管１内を移動する探査ロボット１２
と、この探査ロボット１２を操作する操作部１３（図４
参照）とから構成され、探査ロボット１２は地上で操作
部１３を操作することによって遠隔操作されるものであ
る。 【００１２】探査ロボット１２は、走行用モータ１５を
備えた台車１４と、埋設管１の周囲に生じた空洞を検知
するセンサ部１６とを備えている。 【００１３】台車１４は、３対の車輪１７を備えてお
り、これらの車輪１７は図示しない伝達機構によって走
行用モータ１５に駆動連結されている。なお、車輪１７
は、硬質ゴムからできており、埋設管１の内周面との接
触面にはテーパ部が設けられている。 【００１４】センサ部１６は、伸縮手段としてのエアシ
リンダ１８によって台車１４の前後方向と直交する方向
（図中矢印Ｘ方向）に伸縮するアーム１９を備えてい
る。 【００１５】アーム１９の先端部１９ａには空洞センサ
２０が取り付けられている。空洞センサ２０は、インパ
ルス状の超音波または電磁波を埋設管１の内側から送信
し、埋設管１の管壁からの反射波を受信して、その受信
した反射波のレベル、伝搬時間またはスペクトルを分析
して前記空洞を検出して後述する操作部１３へ信号を送
るものである。 【００１６】 アーム１９の基端部１９ｂ側は、台車１
４の前後方向を向いた回動軸２１によって台車１４の側
に軸支されている。この軸支にあたり、回動軸２１に駆
動モータ２２が連結され、この駆動モータ２２が埋設管
１の直径方向に上下動するピストンロッド２３の上端部
に載置され、回動軸２１が図中矢印Ｙ方向に昇降できる
ようになっている。なお、２４は、回動軸２１を挿通さ
せている長穴である。このような構成によって、アーム
１９は、図中矢印Ｚ方向に、時計廻りを問わずに回転で
きるようになっており、埋設管の周囲の空洞を確実に検
知できるものとなっている。 【００１７】上記の走行用モータ１５、エアシリンダ１
８、駆動モータ２２およびピストンロッド２３のエアシ
リンダ２５は、図４に示すように、いずれも操作部１３
の主要部を構成するマイクロコンピュータ（中央演算処
理装置）３１の通信ボード３２に通信ケーブル３３を介
して接続されている。 【００１８】すなわち、マイクロコンピュータ３１は、
図５に示すように、探査ロボット１２の各種の駆動制御
をおこなう制御部として機能するものである。ここで、
駆動制御とは、埋設管１の延びる方向に対する前進また
は後退、埋設管１をはじめとする内径の異なる複数種の
埋設管に対するアーム１９の伸縮の度合、昇降高さの調
節、アーム１９の回転角の調節、およびこれらの調節を
自動的におこなう自動検知などを司るものである。 【００１９】さらに、マイクロコンピュータ３１に設け
られている入出力ボード３４には、探査ロボット１２を
牽引する（後退させる）ためのケーブル３５を巻き取る
ウインチ３６を制御する通信ケーブル３７が接続されて
いる。 【００２０】さらに、マイクロコンピュータ３１は、空
洞センサ２０によって得られた検知結果をデータ処理す
るデータ処理部としても機能するもので、その検出結果
は、たとえばプリンタ３８に出力されるようになってい
る。このデータ処理は、データのセーブあるいはロー
ド、データの表示形式（２次元表示または３次元表示、
ズームインまたはズームアウト、マスクの有無など）の
選択、データの出力形式（プリンタまたは画面表示な
ど）の選択などを含むものである。 【００２１】つぎに、このような構成の埋設管用空洞探
査装置１１の動作などについて説明する。 【００２２】 まず、探査ロボット１２は、走行用モー
タ１５によって埋設管１内を移動しながら、埋設管１の
周囲に生じた空洞を検知する。その検知を行うセンサ部
１６は、エアシリンダ１８によって台車１４の前後方向
と直交する方向に伸縮するアーム１９を備え、このアー
ム１９の先端部１９ａに空洞センサ２０が取り付けられ
ている。そして、このアーム１９の基端部１９ｂ側は台
車１４の前後方向を向いた回動軸２１によって台車１４
側に軸支され、回動軸２１には駆動モータ２２が連結さ
れ、この駆動モータ２２は台車１４の前後方向と直交す
る方向に上下動するピストンロッド２３の上端部に載置
され、前記アームは、円周方向に、時計廻りを問わずに
回転できるようになっている。これによって、図２およ
び図３に示すように、内径の異なる複数種の埋設管（た
とえば、埋設管１と埋設管４１）に対する空洞探査の汎
用性、すなわち、いずれの埋設管にも用いることができ
るという汎用性が高まると共に、埋設管の周囲の空洞を
確実に検知できる。 【００２３】そして、操作部１３は、探査ロボット１２
の駆動制御をおこなう制御部として機能するとともに、
空洞センサ２０によって得られた検知結果をデータ処理
するマイクロコンピュータ（制御部およびデータ処理
部）３１を備えているので、ボーリング探査などと比較
して短時間に確実に空洞を検知することができる。 【００２４】なお、この発明は、上記の実施例に限定さ
れるものではなく、当業者がおこない得る各種の設計変
更なども含むものである。たとえば、この実施例では、
台車を１台としたものを挙げているが、複数の台車を連
結して、その連結部において埋設管の湾曲箇所の通過を
容易にしたようなものでもよい。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、検知を行うセンサ部は、伸縮手段によって台車の前
後方向と直交する方向に伸縮するアームを備え、このア
ームの先端部に空洞センサが取り付けられ、このアーム
の基端部側は前記台車の前後方向を向いた回動軸によっ
て前記台車側に軸支され、前記回動軸には駆動モータが
連結され、この駆動モータは前記埋設管の直径方向に上
下動するピストンロッドの上端部に載置され、前記アー
ムは、円周方向に、時計廻りを問わずに回転できるよう
になっている。これによって、内径の異なる複数種の埋
設管に対する空洞探査の汎用性が高まったものとなって
いると共に円周方向に回転できるようになっているの
で、埋設管の周囲に生じた空洞を確実に検知できるよう
になっている。 【００２６】そして、操作部は、探査ロボットの駆動制
御をおこなう制御部と、空洞センサによって得られた検
知結果をデータ処理するデータ処理部とを備えているの
で、ボーリング探査などと比較して短時間に確実に空洞
を検知することができるという効果がある。
設管の周囲の空洞を探査する埋設管用空洞探査装置に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】地中に埋設される下水道などの埋設管の
周囲には、管床部などの地盤沈下や地下水の発生などに
よって、空洞が発生することがある。また、埋設管の施
工において、土を少しずつ突き固めて管底側部の埋め戻
しをおこなっているが、作業現場では十分な作業スペー
スを確保しにくいため、埋め戻しが確実におこなわれず
に埋設管と埋め戻し土との間に空洞を発生させてしまう
こともある。このような空洞を放置したままにしている
と、埋設管の外周まわりの圧力が不均一となって埋設管
が破壊されることがある。 【０００３】このため、埋設管の周辺の空洞の有無をボ
ーリングなどによって調査している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボーリ
ング調査には多くの時間がかかり、しかも空洞を確実に
検知できないこともあるという不具合があった。 【０００５】この発明は、このような実情を背景として
創作されたもので、短時間に確実に空洞を検知すること
のできる埋設管用空洞探査装置を提供することを目的と
している。 【０００６】 【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、地中に埋設された埋設管内を移動す
る探査ロボットと、この探査ロボットを操作する操作部
とから構成され、前記探査ロボットは、走行用モータを
備えた台車と、前記埋設管の周囲に生じた空洞を検知す
るセンサ部とを備え、前記センサ部は、伸縮手段によっ
て前記台車の前後方向と直交する方向に伸縮するアーム
を備え、このアームの先端部には空洞センサが取り付け
られ、このアームの基端部側は前記台車の前後方向を向
いた回動軸によって前記台車側に軸支され、前記回動軸
には駆動モータが連結され、この駆動モータは前記埋設
管の直径方向に上下動するピストンロッドの上端部に載
置され、前記アームは、円周方向に、時計廻りを問わず
に回転できるようになっており、前記操作部は、前記探
査ロボットの駆動制御を行う制御部と、前記空洞センサ
によって得られた検知結果をデータ処理するデータ処理
部とを備えていることを特徴としている。 【０００７】 〔作用〕この発明の埋設管用空洞探査
装置によれば、探査ロボットは、走行用モータによって
埋設管内を移動しながら、埋設管の周囲に生じた空洞を
検知するものである。その検知を行うセンサ部は、伸縮
手段によって台車の前後方向と直交する方向に伸縮する
アームを備え、このアームの先端部に空洞センサが取り
付けられ、このアームの基端部側は前記台車の前後方向
を向いた回動軸によって前記台車側に軸支され、前記回
動軸には駆動モータが連結され、この駆動モータは前記
埋設管の直径方向に上下動するピストンロッドの上端部
に載置され、前記アームは、円周方向に、時計廻りを問
わずに回転できるようになっている。これによって、内
径の異なる複数種の埋設管に対する空洞探査の汎用性が
高まると共に、埋設管の周囲の空洞を確実に検知でき
る。 【０００８】そして、操作部は、探査ロボットの駆動制
御をおこなう制御部と、空洞センサによって得られた検
知結果をデータ処理するデータ処理部とを備えているの
で、ボーリング探査などと比較して短時間に確実に空洞
を検知することができる。 【０００９】 【実施例】以下、この発明を図面に示す実施例にもとづ
いて説明する。 【００１０】図１〜図３において、１は地中に埋設され
た埋設管であり、この埋設管の周囲には、図示しない複
数の空洞が散在している。 【００１１】１１は、前記空洞を探査する埋設管用空洞
探査装置で、埋設管１内を移動する探査ロボット１２
と、この探査ロボット１２を操作する操作部１３（図４
参照）とから構成され、探査ロボット１２は地上で操作
部１３を操作することによって遠隔操作されるものであ
る。 【００１２】探査ロボット１２は、走行用モータ１５を
備えた台車１４と、埋設管１の周囲に生じた空洞を検知
するセンサ部１６とを備えている。 【００１３】台車１４は、３対の車輪１７を備えてお
り、これらの車輪１７は図示しない伝達機構によって走
行用モータ１５に駆動連結されている。なお、車輪１７
は、硬質ゴムからできており、埋設管１の内周面との接
触面にはテーパ部が設けられている。 【００１４】センサ部１６は、伸縮手段としてのエアシ
リンダ１８によって台車１４の前後方向と直交する方向
（図中矢印Ｘ方向）に伸縮するアーム１９を備えてい
る。 【００１５】アーム１９の先端部１９ａには空洞センサ
２０が取り付けられている。空洞センサ２０は、インパ
ルス状の超音波または電磁波を埋設管１の内側から送信
し、埋設管１の管壁からの反射波を受信して、その受信
した反射波のレベル、伝搬時間またはスペクトルを分析
して前記空洞を検出して後述する操作部１３へ信号を送
るものである。 【００１６】 アーム１９の基端部１９ｂ側は、台車１
４の前後方向を向いた回動軸２１によって台車１４の側
に軸支されている。この軸支にあたり、回動軸２１に駆
動モータ２２が連結され、この駆動モータ２２が埋設管
１の直径方向に上下動するピストンロッド２３の上端部
に載置され、回動軸２１が図中矢印Ｙ方向に昇降できる
ようになっている。なお、２４は、回動軸２１を挿通さ
せている長穴である。このような構成によって、アーム
１９は、図中矢印Ｚ方向に、時計廻りを問わずに回転で
きるようになっており、埋設管の周囲の空洞を確実に検
知できるものとなっている。 【００１７】上記の走行用モータ１５、エアシリンダ１
８、駆動モータ２２およびピストンロッド２３のエアシ
リンダ２５は、図４に示すように、いずれも操作部１３
の主要部を構成するマイクロコンピュータ（中央演算処
理装置）３１の通信ボード３２に通信ケーブル３３を介
して接続されている。 【００１８】すなわち、マイクロコンピュータ３１は、
図５に示すように、探査ロボット１２の各種の駆動制御
をおこなう制御部として機能するものである。ここで、
駆動制御とは、埋設管１の延びる方向に対する前進また
は後退、埋設管１をはじめとする内径の異なる複数種の
埋設管に対するアーム１９の伸縮の度合、昇降高さの調
節、アーム１９の回転角の調節、およびこれらの調節を
自動的におこなう自動検知などを司るものである。 【００１９】さらに、マイクロコンピュータ３１に設け
られている入出力ボード３４には、探査ロボット１２を
牽引する（後退させる）ためのケーブル３５を巻き取る
ウインチ３６を制御する通信ケーブル３７が接続されて
いる。 【００２０】さらに、マイクロコンピュータ３１は、空
洞センサ２０によって得られた検知結果をデータ処理す
るデータ処理部としても機能するもので、その検出結果
は、たとえばプリンタ３８に出力されるようになってい
る。このデータ処理は、データのセーブあるいはロー
ド、データの表示形式（２次元表示または３次元表示、
ズームインまたはズームアウト、マスクの有無など）の
選択、データの出力形式（プリンタまたは画面表示な
ど）の選択などを含むものである。 【００２１】つぎに、このような構成の埋設管用空洞探
査装置１１の動作などについて説明する。 【００２２】 まず、探査ロボット１２は、走行用モー
タ１５によって埋設管１内を移動しながら、埋設管１の
周囲に生じた空洞を検知する。その検知を行うセンサ部
１６は、エアシリンダ１８によって台車１４の前後方向
と直交する方向に伸縮するアーム１９を備え、このアー
ム１９の先端部１９ａに空洞センサ２０が取り付けられ
ている。そして、このアーム１９の基端部１９ｂ側は台
車１４の前後方向を向いた回動軸２１によって台車１４
側に軸支され、回動軸２１には駆動モータ２２が連結さ
れ、この駆動モータ２２は台車１４の前後方向と直交す
る方向に上下動するピストンロッド２３の上端部に載置
され、前記アームは、円周方向に、時計廻りを問わずに
回転できるようになっている。これによって、図２およ
び図３に示すように、内径の異なる複数種の埋設管（た
とえば、埋設管１と埋設管４１）に対する空洞探査の汎
用性、すなわち、いずれの埋設管にも用いることができ
るという汎用性が高まると共に、埋設管の周囲の空洞を
確実に検知できる。 【００２３】そして、操作部１３は、探査ロボット１２
の駆動制御をおこなう制御部として機能するとともに、
空洞センサ２０によって得られた検知結果をデータ処理
するマイクロコンピュータ（制御部およびデータ処理
部）３１を備えているので、ボーリング探査などと比較
して短時間に確実に空洞を検知することができる。 【００２４】なお、この発明は、上記の実施例に限定さ
れるものではなく、当業者がおこない得る各種の設計変
更なども含むものである。たとえば、この実施例では、
台車を１台としたものを挙げているが、複数の台車を連
結して、その連結部において埋設管の湾曲箇所の通過を
容易にしたようなものでもよい。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、検知を行うセンサ部は、伸縮手段によって台車の前
後方向と直交する方向に伸縮するアームを備え、このア
ームの先端部に空洞センサが取り付けられ、このアーム
の基端部側は前記台車の前後方向を向いた回動軸によっ
て前記台車側に軸支され、前記回動軸には駆動モータが
連結され、この駆動モータは前記埋設管の直径方向に上
下動するピストンロッドの上端部に載置され、前記アー
ムは、円周方向に、時計廻りを問わずに回転できるよう
になっている。これによって、内径の異なる複数種の埋
設管に対する空洞探査の汎用性が高まったものとなって
いると共に円周方向に回転できるようになっているの
で、埋設管の周囲に生じた空洞を確実に検知できるよう
になっている。 【００２６】そして、操作部は、探査ロボットの駆動制
御をおこなう制御部と、空洞センサによって得られた検
知結果をデータ処理するデータ処理部とを備えているの
で、ボーリング探査などと比較して短時間に確実に空洞
を検知することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の探査ロボットの実施例を示す側面図
である。 【図２】同正面図である。 【図３】同平面図である。 【図４】この発明の操作部を示す模式図である。 【図５】同ブロック図である。 【符号の説明】 １、４１ 埋設管 １１ 埋設管用空洞探査装置 １２ 探査ロボット １４ 台車 １５ 走行用モータ １６ センサ部 １８ エアシリンダ（伸縮手段） １９ アーム ２０ 空洞センサ ２１ 回動軸 ２２ 駆動モータ ２３ ピストンロッド １３ 操作部 ３１ マイクロコンピュータ（制御部、データ処理部）
である。 【図２】同正面図である。 【図３】同平面図である。 【図４】この発明の操作部を示す模式図である。 【図５】同ブロック図である。 【符号の説明】 １、４１ 埋設管 １１ 埋設管用空洞探査装置 １２ 探査ロボット １４ 台車 １５ 走行用モータ １６ センサ部 １８ エアシリンダ（伸縮手段） １９ アーム ２０ 空洞センサ ２１ 回動軸 ２２ 駆動モータ ２３ ピストンロッド １３ 操作部 ３１ マイクロコンピュータ（制御部、データ処理部）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 29/00 - 29/28
G01N 22/00 - 22/04
G01V 1/00 - 3/40
G01N 27/72 - 27/90
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 地中に埋設された埋設管内を移動する探
査ロボットと、この探査ロボットを操作する操作部とか
ら構成され、 前記探査ロボットは、走行用モータを備えた台車と、前
記埋設管の周囲に生じた空洞を検知するセンサ部とを備
え、 前記センサ部は、伸縮手段によって前記台車の前後方向
と直交する方向に伸縮するアームを備え、このアームの
先端部には空洞センサが取り付けられ、このアームの基
端部側は前記台車の前後方向を向いた回動軸によって前
記台車側に軸支され、前記回動軸には駆動モータが連結
され、 この駆動モータは前記埋設管の直径方向に上下動するピ
ストンロッドの上端部に載置され、前記アームは、円周方向に、時計廻りを問わずに回転で
きるようになっており、 前記操作部は、前記探査ロボットの駆動制御を行う制御
部と、前記空洞センサによって得られた検知結果をデー
タ処理するデータ処理部とを備えていることを特徴とす
る埋設管用空洞探査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31999594A JP3486248B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 埋設管用空洞探査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31999594A JP3486248B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 埋設管用空洞探査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178907A JPH08178907A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3486248B2 true JP3486248B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=18116581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31999594A Expired - Fee Related JP3486248B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 埋設管用空洞探査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486248B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2017460B1 (nl) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | Scopa Holding B V | Inrichting en werkwijze voor het inspecteren van een pijp |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003076916A1 (fr) * | 2002-03-13 | 2003-09-18 | Burn-Am Co., Ltd. | Procede et dispositif d'inspection interieure pour canalisation souterraine, et procede de recherche des deteriorations du beton sur la face interieure d'une canalisation souterraine |
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| JP2007017419A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Semiconductor Res Found | ダイオード発振素子を用いた建材および建造物のイメージング方法およびイメージングシステム |
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