JP3499285B2 - 管内点検台車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば地中に埋設され
た管内を、内側に設けられた呼び線等を避けて点検ある
いは、新たな配線の牽引等が可能な管内点検台車に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、管内径が１００ｍｍより十分に大
きい管内を走行するロボットとして、尺取り虫型の管路
ロボットや、クローラ型の管路ロボットが提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、尺取り
虫型の管路ロボットにおいては、空気を外部から送り、
ゴムを伸縮させて走行するので、装置が大きく１００ｍ
ｍ前後の小径の管には適用が困難であるという問題点が
あった。また、クローラ型の管路ロボットにおいては、
内部にコンピュータ等を備えていないので、自走が困難
であり、更には管内の下部に呼び線等が配置されている
場合には、走行が困難であるという問題点があった。こ
の為、従来は小径の管の場合には、人が地面を掘って管
路の状況を調べたり、また、棒状の点検具を用いて点検
を行っていた。本発明はかかる事情に鑑みてなされたも
ので、内径が１００ｍｍ程度の小さい管であっても、更
には管底に呼び線等が配置されていても管内を走行可能
な管内点検台車を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の管内点検台車は、点検しようとする管の内径より
幅が狭く、しかもピンによって屈曲自在に連結されてい
る前後の車体と、前記前の車体の両側に設けられ、前記
管の両側に内接しそれぞれ駆動用のモータが取付けられ
ている左右の主動車輪と、前記後ろの車体の両側に設け
られ、それぞれにはロータリエンコーダが設けられた左
右の従動車輪とを有し、前記各ロータリエンコーダによ
って入力された回転データに基づき、前記左右の主動車
輪の回転制御を行うと共に、通信回線を経て前記管外に
配置されたパソコンによって、前進、後退及び停止の命
令と、走行速度の指示とを受けるマイクロコンピュータ
を含む制御装置を、前記後ろの車体に備え、前記主動車
輪は上下にそれぞれタイヤ部を備え、該タイヤ部は弾性
体からなって、その外周面は前記管の内面の曲率半径に
一致する断面円弧形状となって、更に、前記前の車体の
前部には、テレビカメラと照明器具が搭載されている。
請求項２記載の管内点検台車は、請求項１記載の管内点
検台車において、前記後ろの車体には牽引用の連結具が
設けられている。

【０００５】

【作用】請求項１及び２記載の管内点検台車において
は、点検しようとする管の内径より幅が狭い前の車体の
両側に左右の主動車輪を設け、該主動車輪を前記管の両
内側に内接させるようにしているので、点検しようとす
る管内の底に隙間を有することになり、これによって管
内の呼び線等を避けて移動させることができる。主動車
輪には駆動モータが設けられているので、該管内点検台
車を自走させることができる。マイクロコンピュータが
搭載され、前記ロータリエンコーダによって入力された
回転データに基づき、左右の主動車輪の回転制御を行っ
ているので、管路が直線の場合は当然としてカーブの場
合であっても、主動車輪がスリップ等を生じることなく
円滑に駆動させることができる。通信回線を経て管外に
配置されたパソコン（コンピュータ）によって、前進、
後退、停止の指示と走行速度の指示がなされるので、管
内点検台車が管内のいずれの位置にあっても外部から遠
隔制御が可能となる。そして、前の車体には、テレビカ
メラと照明装置が搭載されているので、管内を撮影する
ことができ、これによって管内の傷等の検査を行うこと
ができる。特に、請求項２記載の管内点検台車において
は、後ろの車体には牽引用の連結具が設けられているの
で、該管内点検台車を自走させて、例えば線引き等をす
ることができる。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る管内点検台
車の側面図、図２は同底面図、図３は同ブロック図、図
４は同フロー図である。

【０００７】図１、図２に示すように本発明の一実施例
に係る管内点検台車１０は、前後の車体１１、１２と、
該車体１１の両側に取付けられている主動車輪１３〜１
８と、これらを駆動する駆動用モータ１９、２０と、前
記車体１２に取付けられた従動車輪２１、２２と、該従
動車輪２１、２２にそれぞれ取付けられているロータリ
エンコーダ２３、２４と、これらのマイクロコンピュー
タを備えた制御装置２５と、該制御装置２５に接続され
るモータ駆動装置２６とを有している。以下、これらに
ついて詳しく説明する。

【０００８】前記車体１１、１２は金属板を組み合わせ
たシャーシ体からなって、前後の車体１１、１２はピン
２７によって屈曲自在に連結され、小さな曲率半径の部
分でも円滑に曲がるようになっている。前記主動車輪１
３〜１８は前記車体１１の中間位置に設けられて上下に
タイヤ部２８ａをそれぞれ有している。このタイヤ部は
ゴム等の弾性体からなって、その外周面は検査対象物で
ある管２８の内面の曲率半径に一致する断面円弧形状と
なっている。

【０００９】前記主動車輪１３〜１８の中央部分の溝２
９にはそれぞれ歯付きプーリが形成され、歯付きベルト
３０、３１が噛合するようになっている。そして、該歯
付きベルト３０、３１の駆動輪として作用する歯付きプ
ーリー３２、３３は車体１１の前部に取付けられ、該歯
付きプーリー３２、３３はそれぞれウオームホイル３
４、３５が設けられ、該ウオームホイル３４、３５には
駆動用モータ２０、１９の出力軸に取付けられているウ
オーム３６、３７が噛合し、前記駆動用モータ２０、１
９によって回転駆動されている。なお、前記駆動用モー
タ１９、２０は比較的大型であるので、車体１１の上下
に取付けられている。

【００１０】前記車体１２の後部両側には従動車輪２
１、２２が設けられ、後部に取付けられているロータリ
エンコーダ２３、２４の入力軸に取付けられている歯付
きプーリー３８、３９と円滑に回転する歯付きベルト４
０、４１によってそれぞれ連結され、従動車輪２１、２
２の回転を前記ロータリエンコーダ２３、２４によって
検出するようになっている。なお、４２は従動車輪２
１、２２の弾性部材からなるタイヤ部である。

【００１１】従動側の前記車体１２の上部にはマイクロ
コンピュータを含む制御装置２５が搭載され、車体１１
の上部にはモータ駆動装置２６が設けられているので、
これらについて図３を参照しながら説明すると、中枢と
なるマイクロコンピュータはＣＰＵ４３と、該ＣＰＵ４
３に接続されるＲＯＭ４４及びＲＡＭ４５を備え、更に
該マイクロコンピュータにはロータリエンコーダ回路４
６、モータコントローラ回路４７及びライントランシー
バ回路４８が接続されている。前記モータコントローラ
回路４７とモータドライバ４９によって前記モータ駆動
装置２６が構成され、更に前記ロータリエンコーダ回路
４６には２台のロータリエンコーダ２３、２４が接続さ
れている。前記ライントランシーバ回路４８は、有線回
線を介して外部のライントランシーバ５０に連結され、
該ライントランシーバ５０は更に別の通信回線でパソコ
ンと連結され、該パソコンの指示を受けて、前記マイク
ロコンピュータに外部から前進、後退、停止、減速ある
いは増速等の指示を受けるようになっている。また、こ
れらに電源を供給する電源回路５１はコードを介して外
部の電源ユニット５２に接続されている。また、前記車
体１１の前部には照明装置付きのテレビカメラ５３が設
けられ、その映像信号を無線あるいは有線にて管外に送
っている。これによって、管２８内のカメラによる点検
が行えるようになっている。

【００１２】前記ＲＯＭ４４には、該管内点検台車１０
を制御するプログラムが記載されているので、前記パソ
コンの指示と対応させながら、そのフローを図４を参照
しながら説明する。パソコンからの動作信号が前進であ
る場合（ステップａ）には、パソコンから前進速度Ｖ_f
の信号を受け取り（ステップｂ）、左右の駆動用モータ
１９、２０を前回転する（ステップｃ）。次に左右のロ
ータリエンコーダ２３、２４の信号を入力し（ステップ
ｄ）、駆動用モータ１９、２０の回転数をロータリエン
コーダ２３、２４の入力値に合わせて比例制御する（ス
テップｅ）。これによって円滑にカーブ部分を曲がれる
ことになる。なお、この場合駆動用モータ１９、２０の
最大回転数は、前記パソコンから入力された前進速度Ｖ
_f になるようにすることは当然である。

【００１３】次に、後退する場合には、前記パソコンか
ら後退信号を受け取って、前記ステップｂ〜ステップｅ
と同様な行程（ステップｆ〜ステップｉ）を経て、所定
の後退速度Ｖ_b で走行することになる。そして、パソコ
ンからの動作命令信号が停止である場合には、左右の駆
動用モータ１９、２０の回転を停止する（ステップ
ｊ）。

【００１４】前記パソコンとの連携に有線回線を使用し
たが、無線、光あるいは超音波等による無線回線を使用
することも可能である。そして、車体の後部に連結具の
一例である牽引フックを設けることも可能であり、これ
によって管内の線引き等を行うことができる。更には、
前記車体を、通過する管内に水平状態で移動させるよう
にする為、傾きセンサー等を取付け、管内の周方向に当
接する駆動車輪を設け、角度修正しながら進行するよう
にすることも可能であり、テレビカメラによって撮像さ
れた画像から障害物等を検出し、これを避けながら走行
させるようにすることも可能である。

【００１５】

【発明の効果】請求項１及び２記載の管内点検台車にお
いては、点検しようとする管の内径より幅が狭い前の車
体の両側に左右の主動車輪を設け、該主動車輪を前記管
の両側内壁に内接させるようにしているので、点検しよ
うとする管内の底部に隙間を有することになり、これに
よって管内の予め配置された呼び線等を避けて走行させ
ることができる。主動車輪には駆動モータが設けられて
いるので、該管内点検台車を自走させ、これによって棒
やロープ等で引っ張る作業が不要となる。ロータリエン
コーダによって入力された回転データに基づき、左右の
主動車輪の回転制御を行っているので、管路が直線の場
合は当然としてカーブの場合であっても、スリップ等を
生じることなく円滑に走行させることができる。通信回
線を経て管外に配置されたパソコンによって、前進、後
退、停止の指示と走行速度の指示がなされるので、管内
点検台車が管内のいずれの位置にあっても外部から遠隔
制御が可能となり、更にコンピュータによって制御を行
うので、情報の授受が容易となる。そして、前の車体の
前部には、テレビカメラと照明装置が搭載されているの
で、管内を撮影することができ、これによって管内の傷
あるいは凹凸状態の検査を行うことができる。特に、請
求項２記載の管内点検台車においては、後ろの車体に牽
引用の連結具が設けられているので、該管内点検台車を
自走させて、例えば呼び線等の線引きをすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る管内点検台車の側面図
である。

【図２】同底面図である。

【図３】同ブロック図である。

【図４】同フロー図である。

【符号の説明】

１０：管内点検台車、１１：車体、１２：車体、１３：
主動車輪、１４：主動車輪、１５：主動車輪、１６：主
動車輪、１７：主動車輪、１８：主動車輪、１９：駆動
用モータ、２０：駆動用モータ、２１：従動車輪、２
２：従動車輪、２３：ロータリエンコーダ、２４：ロー
タリエンコーダ、２５：制御装置、２６：モータ駆動装
置、２７：ピン、２８：管、２９：溝、３０：歯付きベ
ルト、３１：歯付きベルト、３２：歯付きプーリー、３
３：歯付きプーリー、３４：ウオームホイル、３５：ウ
オームホイル、３６：ウオーム、３７：ウオーム、３
８：歯付きプーリー、３９：歯付きプーリー、４０：歯
付きベルト、４１：歯付きベルト、４２：タイヤ部、４
３：ＣＰＵ、４４：ＲＯＭ、４５：ＲＡＭ、４６：ロー
タリエンコーダ回路、４７：モータコントローラ回路、
４８：ライントランシーバ回路、４９：モータドライ
バ、５０：ライントランシーバ、５１：電源回路、５
２：電源ユニット、５３：テレビカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B61B 13/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点検しようとする管の内径より幅が狭
   く、しかもピンによって屈曲自在に連結されている前後
   の車体と、 前記前の車体の両側に設けられ、前記管の両側に内接し
   それぞれ駆動用のモータが取付けられている左右の主動
   車輪と、 前記後ろの車体の両側に設けられ、それぞれにはロータ
   リエンコーダが設けられた左右の従動車輪とを有し、 前記各ロータリエンコーダによって入力された回転デー
   タに基づき、前記左右の主動車輪の回転制御を行うと共
   に、通信回線を経て前記管外に配置されたパソコンによ
   って、前進、後退及び停止の命令と、走行速度の指示と
   を受けるマイクロコンピュータを含む制御装置を、前記
   後ろの車体に備え、前記主動車輪は上下にそれぞれタイヤ部を備え、該タイ
   ヤ部は弾性体からなって、その外周面は前記管の内面の
   曲率半径に一致する断面円弧形状となって 、更に、前記前の車体の前部には、テレビカメラと照明器
   具が搭載されている ことを特徴とする管内点検台車。
2. 【請求項２】 前記後ろの車体には牽引用の連結具が設
   けられている請求項１記載の管内点検台車。