JP3612954B2 - 移動式監視装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロープ型あるいはケーブル型もしくはパイプ型走行レールを軌道とする移動式監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の移動式監視装置に関する技術として、例えば、特開平５−２２１３１１ 号公報「移動式点検ロボット」に、開口部を下に向けたコ字型形状の走行レール内面天井部に走行用チェーン，給電用トロリー線および通信用フィーダ線を配置し、走行台車に取り付けたスプロケット，集電子およびアンテナにより走行，受電および通信を行い、点検は走行台車下部に取り付けたセンサユニットにより行う点検ロボットの技術が示されている。
【０００３】
機器を給電線および通信線を含んだケーブルに吊し、遠隔制御を行う技術については、例えば、特開昭５５−２３６４０ 号公報「遠隔制御装置」に示されている。本例には、機器をケーブルに固定し、ケーブルをケーブルリールで巻き取ることで移動を行う技術が示されている。また、特開昭６３−３１４１１３号公報「架空ケーブルの監視装置」には、ケーブルに沿って自走可能な構造を有したケーブル点検装置についての技術が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記移動式監視装置の従来技術は、走行レールの構造は、監視装置本体の走行ローラを包み込む構造になっており、走行レールの断面積も比較的大きく、小型に設計できたとしても、狭隘部における走行レールの布設には最適ではなかった。また、監視装置本体への給電は接触式トロリー給電方式のため、離線による監視装置停止の可能性があり、また、離線の確率を下げるための走行レールおよびトロリーケーブルについての段差を少なくする等の製作上の配慮が必要であった。
【０００５】
また、給電線および通信線を含んだケーブルに装置を吊し、ケーブルリールによりケーブルを巻き取ることで移動を行う場合には、特に布設ケーブルを長くした場合に、ケーブル巻き取り装置が大変大型となってしまうという課題があった。
【０００６】
ケーブルに沿って自走可能な構造を有したケーブル点検装置については、装置本体に給電用のバッテリーを備える必要があり、装置の小型化には適さないこと、また、長時間の連続運転が不可能であるという課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、走行レールの取り付けおよび取り外しが短時間ででき、かつ狭隘部へも適用可能な、小通過断面および長時間連続運転の可能な移動式監視装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では以下の手段を用いる。
【０００９】
（１）走行レールと監視装置本体とからなる移動式監視装置において、給電ケーブルあるいは通信ケーブルあるいは給電ケーブルと通信ケーブルを付加あるいは組み込んだロープもしくはパイプあるいはケーブル自体を走行レールとすることとする。本手段を用いることにより、走行レールをある程度自由な曲げ半径で曲げることが可能となり、また監視装置および走行レールの通過断面を小さくすることが可能となるため、狭隘部におけるルート設定が容易であり、布設が可能となる。また、走行レールの布設、一時取り外しおよび復旧がロープを外したりひっかけたりするだけなので、非常に容易にできる。
【００１０】
（２）（１）の監視装置において、監視装置が搭載しているカメラ映像などのセンサ情報に対して監視装置本体の振れ補正回路を組み合わせることとする。本手段を用いることにより、ケーブルを走行レールとすることにより走行時に監視装置の揺れが発生する可能性があるが、カメラからの映像は振れのない映像を得ることができる。また、これにより上記（１）の欠点である監視装置が揺れることをカバーし、（１）を実現可能とすることができる。
【００１１】
（３）（１）の監視装置において、少なくともロープあるいはパイプに沿って監視装置が走行する方向と平行な回転軸廻りに回転可能としたミラーを備えることとする。本手段を用いることにより、ミラーを回転させることで各方向の撮影が可能となり、かつ、各方向の監視において監視装置の通過断面積を同等に小さくすることが可能となる。
【００１２】
（４）（１）の監視装置において、監視装置の給電手段として給電ケーブルから監視装置に装備した電磁誘導ピックアップを介して受電する機能を設けることとする。本手段を用いることにより、バッテリー等の給電装置を監視装置本体に設ける必要がなくなり、装置本体を小型化することが可能となる。また、非接触給電方式採用により離線の問題がなくなるので、走行レール製作時のレール継目部の段差調整等の作業をなくすことが可能となる。
【００１３】
（５）（１）の監視装置において、走行レールに光ファイバ温度計を組み込むこととする。本手段を用いることにより、走行ルート上の全ての箇所の雰囲気温度をリアルタイムで測定することが可能となる。また、光ファイバ温度計で異常兆候を検知して、その場所を見に行くという運用が可能となる。
【００１４】
（６）（１）の監視装置のレールクランプは、クランプの姿勢が自重によって監視装置の滑車の乗り上げる面と監視装置との相対関係が所定の向きになる構造とする。本手段を用いることにより、監視装置本体はレールクランプで走行を遮られることがなく、レールクランプ部をスムーズに通過することが可能となる。また、走行レールを挟み込み留める構造のレールクランプを用いて走行レールを張ることにより、容易に走行レールの脱着が可能となる。
【００１５】
（７）（１）の監視装置のレールクランプは、監視装置の滑車が乗り上げる時に乗り上げる面と監視装置との相対関係が所定の向きになるようにクランプに滑車のガイド部を有する構造とする。本手段を用いることにより、監視装置本体は、レールクランプの姿勢が多少曲がっていてもレールクランプ部をスムーズに通過することが可能となる。
【００１６】
（８）（１）の監視装置のレールは、レールのクランプ部を監視装置の滑車が乗り上げる時に乗り上げる面と監視装置との相対関係が所定の向きになるようにレールに滑車のガイド部を有する構造とする。本手段を用いることにより、監視装置本体は、レールクランプの姿勢がいかなる場合もその姿勢に影響されることなく走行レールとの相対位置を所定の向きに保ったまま走行することが可能となり、また、レールクランプ部をスムーズに通過することが可能となる。
【００１７】
（９）（１）の監視装置において、監視装置の駆動滑車にレールとの着脱を可能とし把握時には駆動滑車をレールに押し付ける把持機構を付加して、２台の台車をロボットアームで連結して、駆動滑車にブレーキあるいはロック機構を設けることとする。本手段を用いることにより、監視対象にカメラを近づけて、あるいは、視野を妨げる障害物を回避し、視点少し変えて観察することが可能となる。また、レールクランプを（６）〜（８）に示した構造としなくても、監視装置本体がレールクランプ部を乗り移ることが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１９】
図１にケーブル型走行レールを軌道とする移動式監視装置の概略構成正面図の基本的一実施例を、図２にケーブル型走行レールを軌道とする移動式監視装置の概略構成側面図の基本的一実施例を示す。
【００２０】
移動式監視装置１は、フレーム３の上部に走行機構を備え、下部に駆動ユニット５，センサユニット６および通信／制御ユニット７を取り付けた構成をしている。
【００２１】
移動式監視装置１は、走行モータ４による回転力を、ギヤー４ａ，８ａ、ドライブシャフト８を介して駆動滑車１１に伝達することにより走行を行う。
【００２２】
ドライブシャフト８は、フレーム３に固定されたベアリング８ｂによって支持される。また、上部滑車１２は、シャフト９に取り付けられ、ベアリング９ｂによって支持される。
【００２３】
ベアリング９ｂとベアリング８ｂの間にはスプリング１０が取り付けられ、スプリング１０による縮み力により駆動滑車１１および上部滑車１２が走行レール５０に押し付けられ、移動式監視装置１の駆動のためのフリクション力を得る。駆動滑車１１および上部滑車１２は、駆動滑車１１ａ，１１ｂ、上部滑車１２ａ，１２ｂと２対の構成とすることで移動式監視装置１はバランスを保った状態での走行が可能となる。
【００２４】
この場合、駆動滑車１１ａと上部滑車１２ａおよび駆動滑車１１ｂと上部滑車１２ｂは、各々スプリング１０ａおよび１０ｂを介して連結される。
【００２５】
駆動滑車１１ａ，１１ｂは、ギヤー４ａ，４ｂにより双方を駆動する構造でも、ギヤー４ａ，４ｂのどちらか一方を取り外し、１１ａ，１１ｂのどちらか一方を駆動する構造でもよい。
【００２６】
センサユニット６には、カメラ１５が収納され、カメラ１５にはズームレンズ１６が取り付けられている。ズームレンズ１６により、移動式監視装置１は近距離〜遠距離の範囲の監視を行うことが可能となる。
【００２７】
ズームレンズ前方には、移動式監視装置１が走行する方向つまり走行レール ５０の布設方向と平行な回転軸廻りに回転可能なミラー３０が取り付けられている。
【００２８】
ミラー３０は、ミラー回転モータ４０に取り付けられることにより、ミラー回転モータ４０を回転することで回転が可能となる。
【００２９】
本実施例のようにカメラ前方に回転可能なミラーを取り付けることで、ミラーの回転により各方向の撮影が可能となり、また、雲台機構によりカメラ本体を回転させる構造が必要でなくなるため、各方向の監視において移動式監視装置１の通過断面積を同等に小さくすることが可能となる。
【００３０】
なお、センサユニット６に、カメラ１５以外のマイクロフォン等の各種センサを搭載することにより、視覚点検以外の各種点検を行うことも可能となる。
【００３１】
また、回転軸１３を設け、回転軸１３によりセンサユニット６が回転するようにすることで、斜め前方を見たり、後ろに向きを変えて前進点検，後進点検を可能としてもよい。
【００３２】
図３に走行レール断面図の基本的一実施例を示す。
【００３３】
走行レール５０は、給電ケーブル５１ａ，５１ｂ、および通信ケーブル５２ａ，５２ｂを付加あるいは組み込んだロープもしくはパイプあるいはケーブル自体で構成される。
【００３４】
給電ケーブル５１および通信ケーブル５２が配置される中央には比誘電率の高いポリエチレン５３を配置する。ポリエチレン５３は、比誘電率の高い材質であればそれで代用してもよい。
【００３５】
ポリエチレン５３により効率のよい通信等を行うことが可能となる。
【００３６】
移動式監視装置１と走行レール５０は、移動式監視装置１に取り付けられたアンテナ５４により通信を行うことで、カメラ映像信号や監視装置の制御信号の伝送を行う。
【００３７】
また、移動式監視装置１は、走行レール５０内の給電ケーブル５１ａ，５１ｂから非接触給電方式により受電する。
【００３８】
本実施例に基づけば、監視装置の走行レールがロープ型もしくはパイプ型あるいはケーブル型となるため、ある程度自由な曲げ半径で曲げることが可能となり、また、走行レール断面が小さくなることにより、監視装置本体および走行レールの通過断面を小さくすることが可能となるため、狭隘部におけるルート設定および布設が可能となる。
【００３９】
また、走行レール５０内に光ファイバ温度計６０を配置することにより、走行ルート上の全ての箇所の雰囲気温度をリアルタイムで測定することが可能となり、温度が高くなった箇所へ監視装置を移動させ、即座に異常発生の有無を監視するという運用が可能となる。
【００４０】
これにより、異常事象等の発生時において、監視対象機器および周辺の早期状況確認を行うことができる。図４，図５に走行レール断面図の他の実施例を示す。図４は、走行レール５０を給電ケーブル５１ａ，５１ｂを付加あるいは組み込んだロープもしくはパイプあるいはケーブル自体で構成した一実施例で、この場合、移動式監視装置１はＰＨＳあるいはＳＳ無線等を用いて通信を行う。
【００４１】
また、給電ケーブル５１ａ，５１ｂを通信ケーブルと兼用し、重畳伝送方式とすることも可能である。また、給電ケーブル５１ａ，５１ｂの代わりに通信ケーブルを配置してもよい。
【００４２】
この場合、移動式監視装置１はバッテリーを搭載することにより動力源を得る構成とする。
【００４３】
図５は、走行レール５０に１芯の通信ケーブル５２を付加あるいは組み込んだロープもしくはパイプあるいはケーブル自体で構成した一実施例で、この場合も、移動式監視装置１はバッテリーを搭載することにより動力源を得る構成とする。
【００４４】
また、通信ケーブル５２の代わりに１芯の給電ケーブルを配置し、移動式監視装置１がＰＨＳあるいはＳＳ無線等を用いて通信を行う構成としてもよい。
【００４５】
図１に示すように、レールクランプ２０は走行レール５０を挟み込み、レールクランプ２０の上部に設けた吊り輪２０ａは、建屋側サポート３５ａ，３５ｂに取り付けた吊り輪３６ａ，３６ｂからワイヤー３７ａ，３７ｂで吊られる。
【００４６】
レールクランプ２０を、監視を行うルート上に数点配置することにより、走行レール５０を、監視ルートに沿って布設することができる。
【００４７】
レールクランプ２０は例えば蝶番５５により開閉される構造とすることにより、走行レール５０の着脱が容易となり、容易に走行レール５０を布設することが可能となる。
【００４８】
本実施例に基づけば、レールクランプ２０は、自重で吊り下がっている構造となるため、移動式監視装置１の駆動滑車１１および上部滑車１２が乗り上げる面と、移動式監視装置１との相対関係が所定の向きとなり、監視装置はレールクランプに走行を遮られることなく、レールクランプ部をスムーズに通過することが可能となる。
【００４９】
またレールクランプを図６に示すようなレールクランプガイド部２０ｂを持つ構造としてもよい。この場合、移動式監視装置１が走行レール５０を走行している時に駆動滑車１１および上部滑車１２がレールクランプ２０に対して横方向にずれてしまった状態においても、駆動滑車１１および上部滑車１２がレールクランプガイド部２０ｂの形状に沿って軌道修正され、図６に示すように監視装置とレールクランパとの相対位置を修正することが可能となる。
【００５０】
本実施例に基づけば、移動式監視装置１の走行姿勢が、レールクランプ２０に対して所定の向きとなるため、監視装置はレールクランプに走行を遮られることなく、レールクランプの姿勢が多少曲がっていてもレールクランプ部をスムーズに通過することが可能となる。
【００５１】
図７に示すように、走行レール５０を走行レールツバ部５０ａを持つ構造としてもよい。この場合には、移動式監視装置１にガイドローラを設け、ガイドローラ６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄを、ガイドローラスプリング６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄによって走行レールツバ部５０ａに押し付ける。これにより、移動式監視装置１は走行レール５０と所定の向きの相対位置を保ったまま走行することが可能となる。
【００５２】
本例の走行レールがツバ部を有するとした場合の、レールクランプ構造図の一実施例を図８に示す。
【００５３】
この場合、レールクランプ２０は、クランププレート２１により走行レール ５０および走行レールツバ部５０ａを挟み込み蝶番５５でクランプする。
【００５４】
移動式監視装置１が、レールクランプ２０部を通過する時は、ガイドローラスプリング６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄが縮み、ガイドローラ６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄがクランププレート２１上を通過する。
【００５５】
本実施例に基づけば、移動式監視装置１は走行レール５０との相対位置を所定の向きに保ったまま走行することが可能となり、また、レールクランプの姿勢がいかなる場合も、その姿勢に影響されることなく、レールクランプ部をスムーズに通過することが可能となる。
【００５６】
尚、レールクランプ２０の駆動滑車１１および上部滑車１２の乗り上げ部にテーパを付けることにより移動式監視装置１がレールクランプ２０を乗り越えることが更に容易となる。
【００５７】
次に移動式監視装置１の走行レール内給電ケーブルからの受電方法について説明する。監視装置は、図２に示す監視装置に取り付けられた電磁誘導ピックアップ７０により、走行レール内給電ケーブルから非接触給電方式にて受電を行う。図９に電磁誘導ピックアップによる非接触給電方式概略図の基本的一実施例を示す。
【００５８】
図１０に走行レール内給電ケーブルの配線図の基本的一実施例を示す。
【００５９】
走行レール５０内の給電ケーブル５１ａ，５１ｂのまわりには、各々７５ａ，７５ｂの磁束が発生する。
【００６０】
電磁誘導ピックアップ７０は、鉄芯８０および鉄芯８０に巻き付けたコイル ８５で構成され、コイル８５内に磁束７５ａ，７５ｂを通すことにより、電磁誘導でコイル８５に誘導起電力を発生させる。
【００６１】
コイル８５に生じた誘導起電力を移動式監視装置１に導くことにより監視装置は受電される。
【００６２】
走行レール５０内には、給電ケーブル５１ａ，５１ｂの２本が包括されており、給電ケーブル５１ａおよび５１ｂは、図１０に示すように交流電源１００に接続され、走行レール５０の端部にコンデンサ９０を取り付けた構成となっている。コンデンサ９０を走行レールの端部に設け、給電ケーブル５１ａおよび５１ｂに接続することにより無効電流が多く流れ、コイル８５に大きな誘導起電力を生じさせることが可能となる。
【００６３】
なお、給電ケーブル５１ａ，５１ｂは重畳伝送方式により通信線を兼ねてもよい。
【００６４】
図１１，図１２および図１３に走行レール内給電ケーブルが１本の場合の電磁誘導ピックアップによる非接触給電方式概略図の実施例を、図１４に走行レール内給電ケーブルが１本の場合の走行レール内給電ケーブルの配線図の一実施例を示す。
【００６５】
図１１は、鉄芯８０にコイル８５を巻き付けた実施例であり、図１２はリング型鉄芯８１にコイル８５を巻き付けた実施例である。
【００６６】
リング型鉄芯を用いることにより、コイル８５に発生する誘導起電力を大きくすることが可能となる。
【００６７】
図１３はクランプ型鉄芯８２を用いた場合で、クランプ機構の両側にコイル ８５ａ，８５ｂが巻き付けられている。
【００６８】
クランプ型鉄芯８２は、弾力により閉じており、移動式監視装置１がレールクランプ２０を通過する際には、クランプ継目部８２ａが離れることにより、移動式監視装置１がレールクランプ２０をスムーズに通過することが可能となる。
【００６９】
なお、クランプ型鉄芯８２の弾力は、クランプ型鉄芯８２自体が持っていなくても、外側に取り付けたスプリング（図示しない）による弾力を用いてもよい。走行レール内給電ケーブルが１本の場合の走行レール内給電ケーブルの配線は、図１４に示すようにレールルートを閉ルートとし、ルート内に交流電源１００およびコンデンサ９０を設ける構成とする。
【００７０】
走行レール内給電ケーブルが２本の場合と同様に、コンデンサ９０をルート内に設けることにより無効電流が多く流れ、コイル８５に大きな誘導起電力を生じさせることが可能となる。
【００７１】
なお、同様に給電ケーブル５１は重畳伝送方式により通信線を兼ねてもよい。図９〜図１４に示す実施例に基づく非接触給電方式を用いることにより、バッテリー等の給電装置を監視装置本体に設ける必要がなくなり、装置本体を小型化することが可能となる。
【００７２】
また、非接触給電であるため、集電子によるトロリー給電の場合と違い離線の問題がなくなるので、走行レール製作時のレール継目部の段差調整等の作業をなくすことが可能となる。
【００７３】
図１５に監視装置の振れ補正回路の機能ブロック図の基本的一実施例を、図 １６に監視装置の画像メモリ概略図の基本的一実施例を、図１７に監視装置の振れ補正回路の機能フロー図の基本的一実施例を示す。
【００７４】
以下、図１７の機能フロー図に従い、移動式監視装置の振れ補正回路について説明する。
【００７５】
カメラ１５からの映像は、Ａ／Ｄ変換器１０５によりＡ／Ｄ変換され、イメージプロセッサ１０６によりメモリ１０７へ書き込まれる（Ａ１）。
【００７６】
メモリ１０７へ書き込まれた映像はイメージプロセッサ１０６により共用メモリ１５０に書き込まれ、映像１５５ａが配置される（Ａ２）。
【００７７】
次のカメラ１５からの映像は、Ａ／Ｄ変換器１０５によりＡ／Ｄ変換され、イメージプロセッサ１０６によりメモリ１０７へ書き込まれる（Ａ３）。メモリ １０７へ書き込まれた映像は、イメージプロセッサ１０６により、共用メモリ １５０上の映像との相関係数が最小となる位置を計算し（Ａ４）、共用メモリ １５０に映像１５５ｂを上書き配置する（Ａ５）。
【００７８】
以下、Ａ３からＡ５の動作を繰り返すことにより（Ａ６）、カメラ１５からの各時間における映像は、共用メモリ１５０に映像中の共通部分１６０を一致させるように配置される。
【００７９】
映像の出力は、イメージプロセッサ１０８により、共用メモリ１５０上の任意の範囲の映像をＤ／Ａ変換器１０９に伝送しＤ／Ａ変換を行い、モニタ１１０に出力する（Ａ７）。
【００８０】
本実施例に基づけば、ケーブルを走行レールとすることにより走行時に監視装置の揺れが発生する可能性があるが、カメラからの映像を振れのない映像として得ることが可能となる。
【００８１】
図１８にケーブル型走行レールを軌道とするアーム機構付移動式監視装置の概略構成側面図の基本的一実施例を、図１９にケーブル型走行レールを軌道とするアーム機構付移動式監視装置の概略構成正面図の基本的一実施例を示す。
【００８２】
アーム機構付移動式監視装置１ａは、２つの台車２２０ａ，２２０ｂおよびそれらを連結するアーム２０６ａ，２０６ｂ，２０９ａ，２０９ｂで構成される。台車２２０ａは、下部フレーム２０７ａおよび上部フレーム２０８ａからなり、上部フレーム２０８ａの上にはカメラ１５ａが取り付けられている。
【００８３】
カメラ１５ａからの映像により周囲の監視点検を行う。
【００８４】
下部フレーム２０７ａには駆動滑車１１ｃが取り付けられており、上部フレーム２０８ａには上部滑車１２ｃ，１２ｄが取り付けられている。台車２２０ａは、下部フレーム２０７ａおよび上部フレーム２０８ａが、駆動滑車１１ｃおよび上部滑車１２ｃ，１２ｄを走行レール５０に接するようにして走行レール５０を把持することにより、走行レール５０に吊り下がっている。
【００８５】
上部フレーム２０８ａは、把持開閉用モータ２０３ａにより開閉され、走行レール５０を掴む，放すの動作を行う。
【００８６】
走行レール５０把持時には、把持締付用モータ２０５ａ，２０５ｂにより閂 ２１０ａ，２１０ｂを駆動することで下部フレーム２０７ａと上部フレーム２０８ａを締め付け、走行レール５０と駆動滑車１１ｃの間のフリクションを発生させる。
【００８７】
また、閂２１０により、アーム機構付移動式監視装置１ａにブレーキあるいはロック機構を設けることができる。
【００８８】
台車２２０ａは、下部フレーム２０７ａに取り付けた走行モータ２００ａにより駆動滑車１１ｃを駆動することで、走行レール５０に沿って前進および後退を行う。
【００８９】
下部フレーム２０７ａに取り付けた手首旋回用モータ２０１ａにより、アーム２０９ａの旋回を行い、アーム２０９ａの端部に取り付けた手首回転用モータ ２０２ａによりアーム２０６ａの回転を行う。
【００９０】
台車２２０ｂ，アーム２０６ｂ、およびアーム２０９ｂも台車２２０ａ，アーム２０６ａ、およびアーム２０９ａと同様な構成，機能をしており、走行モータ２００ｂ，手首旋回用モータ２０１ｂ，手首回転用モータ２０２ｂ，把持開閉用モータ２０３ｂ，把持締付用モータ２０５ｃ，２０５ｄ，アーム２０６ｂ，下部フレーム２０７ｂ，上部フレーム２０８ｂ，アーム２０９ｂ，閂２１０ｃ，２１０ｄ，駆動滑車１１ｄ，上部滑車１２ｅ，１２ｆ、およびカメラ１５ｂで構成される。なお、台車２２０ａ，２２０ｂは、カメラ１５ａ，１５ｂ以外に、マイクロフォン等の各種センサを搭載することで、各種点検を行うことが可能となる。
【００９１】
また、カメラ１５ａあるいはカメラ１５ｂは、台車２２０ａ，２２０ｂの上部フレーム２０８でなく、下部フレーム２０７等の他の場所に取り付けてもよい。アーム２０６ａ，２０６ｂ端部に肘回転用モータ２０４が取り付けられ、肘回転用モータ２０４により、アーム２０６ａ，２０６ｂの回転動作を行う。
【００９２】
アーム機構付移動式監視装置１ａは、走行レール５０と別に動力受電用専用線（図示しない）を張って、ピックアップ（図示しない）を、別に設けたピックアップ用アーム（図示しない）で動力線を掴むようにしてもよい。
【００９３】
また、アーム２０６，２０９の各関節軸は、モータ電力を省力化する為に、ウォーム減速機等の逆転ロック機構付の動力伝達部品を介すのがよい。
【００９４】
また、各軸にクラッチを設けて、自負荷の少ない姿勢の時は高速低トルクで動かし、厳しい姿勢の時は低速高トルクに切り替えて、エネルギー効率良く高速動作を可能としてもよい。
【００９５】
図２０にアーム機構付移動式監視装置のレールクランプ部通過方法概略の一実施例を示す。アーム機構付移動式監視装置１ａは走行レール５０ｂを走行してきて、レールクランプ２０手前に到達すると、下部フレーム２０７ｂと上部フレーム２０８ｂを開くことで台車２２０ｂは走行レール５０ｂを放す。
【００９６】
次にアーム２０６ａ，２０６ｂ，２０９ａ，２０９ｂを制御して台車２２０ｂを走行レール５０ｃ上に移動させ、下部フレーム２０７ｂと上部フレーム２０８ｂを閉じることで台車２２０ｂは走行レール５０ｃを把握する。その後に、下部フレーム２０７ａと上部フレーム２０８ｂを開くことで、台車２２０ａを走行レール５０ｂから放し、アーム２０６ａ，２０６ｂ，２０９ａ，２０９ｂを制御して台車２２０ａを走行レール５０ｃ上に移動させる。
【００９７】
ここで、下部フレーム２０７ａと上部フレーム２０８ａを閉じることにより台車２２０ａは走行レール５０ｃを把握し、アーム機構付移動式監視装置１ａのレールクランプ部の通過が完了する。
【００９８】
本実施例に基づけば、台車２２０ａ，２２０ｂが各々カメラ１５ａ，１５ｂを備えていることにより、監視対象にカメラを近づけて、あるいは、視野を妨げる障害物を回避し、視点を少し変えて観察することが可能となる。
【００９９】
また、レールクランプ部を乗り移ることが可能となる。
【０１００】
図２１，図２２にアーム機構付移動式監視装置のレールクランプ部通過方法手順の実施例を示す。
【０１０１】
図２１の実施例の方法について以下に説明する。
【０１０２】
アーム機構付移動式監視装置１ａは、台車２２０ｂを進行方向に対して前側に、台車２２０ａを進行方向に対して後側にした状態で走行レール５０ｂを走行してきて、レールクランプ２０の手前で停止する（Ｂ１）。
【０１０３】
台車２２０ｂが走行レール５０ｂを放し、アーム２０６ａ，２０６ｂ，２０９ａ，２０９ｂを伸ばして台車２２０ｂを走行レール５０ｃ上に移動させる（Ｂ２）。
台車２２０ｂが走行レール５０ｃを把持する（Ｂ３）。
【０１０４】
台車２２０ａが走行レール５０ｂを放した後、アーム２０６ａ，２０９ａを、肘回転用モータ２０４を中心に回転させ、台車２２０ａが走行レール５０ｃを把持する（Ｂ４）。
【０１０５】
以上のＢ１〜Ｂ４により、アーム機構付移動式監視装置１ａは、レールクランプ２０を通過する。
【０１０６】
本実施例の場合、レールクランプ２０通過後、アーム機構付移動式監視装置 １ａは、台車２２０ａを進行方向に対して前側に、台車２２０ｂを進行方向に対して後側にした状態で走行を行う。
【０１０７】
次に、図２２の実施例の方法について以下に説明する。
【０１０８】
アーム機構付移動式監視装置１ａは、台車２２０ｂを進行方向に対して前側に、台車２２０ａを進行方向に対して後側にした状態で走行レール５０ｂを走行してきて、レールクランプ２０の手前で停止する（Ｃ１）。
【０１０９】
台車２２０ｂが走行レール５０ｂを放し、アーム２０６ａ，２０６ｂ，２０９ａ，２０９ｂを伸ばして台車２２０ｂを走行レール５０ｃ上に移動させる（Ｃ２）。台車２２０ｂが走行レール５０ｃを把持し、把持後に台車２２０ａが走行レール５０ｂを放す（Ｃ３）。
【０１１０】
台車２２０ｂが走行レール５０ｃ上を前進する（Ｃ４）。
【０１１１】
台車２２０ｂが走行レール５０ｃを把持する（Ｃ５）。
【０１１２】
以上のＣ１〜Ｃ５により、アーム機構付移動式監視装置１ａは、レールクランプ２０を通過する。
【０１１３】
本実施例の場合、レールクランプ２０通過後、アーム機構付移動式監視装置 １ａは通過前と同様に、台車２２０ａを進行方向に対して後側に、台車２２０ｂを進行方向に対して前側にした状態で走行を行う。
【０１１４】
また、レール５０ｃに一方の台車が乗り移る図２１の（Ｂ２）および図２２の（Ｃ２）において、肘回転用モータ２０４を中心に後側台車２２０ａを回転させ、後側台車２２０ａを先に走行レール５０ｃ上に乗り移らせる移動方式とすることも可能である。
【０１１５】
本方法を図２１および図２２に併せることにより、４通りのレールクランプ通過方法が可能となる。
【０１１６】
次に、レールクランプ通過時のアーム機構付移動式監視装置の制御方法について以下に説明する。
【０１１７】
図２３にアーム機構付移動式監視装置１ａのレールクランプ２０通過前の概略状況図の一例を、図２４にアーム機構付移動式監視装置１ａのレールクランプ ２０通過前の概略姿勢状況の側面図の一例を、図２５にアーム機構付移動式監視装置１ａのレールクランプ２０通過前の概略姿勢状況の正面図の一例を示す。
【０１１８】
アーム機構付移動式監視装置１ａは、レールクランプ２０の手前で、後側台車２２１が走行レール５０ｂを把持している状態にある。
【０１１９】
レールクランプ座標Ｐｍ（＝（ｘ０，ｙ０，ｚ０））は、データベース内に格納されており、アーム機構付移動式監視装置１ａの走行用モータ（図示しない）のエンコーダのカウント値により、後側台車２２１からレールクランプ２０までの距離ｓを求めることができるので、後側台車座標Ｐｒ（＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１））が求まる。
【０１２０】
ここでアーム２２２端部のモータ（図示しない）のエンコーダのカウント値により、アーム２２２の方向、アームジョイント部におけるアーム２２２に対するアーム２２３の方向が分かるので、既知であるアーム２２２およびアーム２２３の長さからアーム先端座標Ｐａ（＝（ｘ，ｙ，ｚ））が求まる。次に、傾斜角センサ２２５から後側台車の傾斜角度Θ１，Θ２を得ることができるので、後側台車の傾斜角度Θ１，Θ２によりアーム先端座標Ｐａ（＝（ｘ，ｙ，ｚ））の補正を行う。
【０１２１】
これにより、走行レール５０ｂのたわみおよび後側台車２２１の傾きの補正ができる。アーム先端座標Ｐａ（＝（ｘ，ｙ，ｚ））が求まると、アーム先端部の前側台車２２７に取り付けたカメラ１５のカメラ旋回角度θ１，カメラ俯仰角度 θ２で表されるカメラ方向Ｒｃの情報により、カメラから見える走行レール５０ｃの予想図（図２６）を作成することができる。カメラから見える走行レール予想図を実際のカメラ映像に重ね合わせた画像の一例を図２７に示す。
【０１２２】
なお、この時に、予想されるカメラ映像内のレールクランプ２０の大きさと、実際のカメラ映像内のレールクランプ２０の大きさの差から、後側台車２２１からレールクランプ２０までの距離ｓを補正し、再度アーム先端座標Ｐａ（＝（ｘ，ｙ，ｚ））を計算し直すことで、計算により求めているアーム先端座標Ｐａ（＝（ｘ，ｙ，ｚ））の精度を上げることも可能である。
【０１２３】
走行レール５０ｃの予想図（図２６）を実際のカメラ映像に重ね合わせる際に２次元相関係数が最小となる位置を求めることにより、２次元走行レール５０ｃについてのズレ量Ｄ（＝（δｘ，δｙ，δθ））が求まる。
【０１２４】
このズレ量Ｄ（＝（δｘ，δｙ，δθ））の分を補正するようにアーム２２２，２２３、およびアームジョイント部２２４を制御することで、実際のアーム先端座標を、計算により求めたアーム先端座標Ｐａ（＝（ｘ，ｙ，ｚ））に精度よく近づけることが可能となる。次に、データベースにより求まる走行レール５０ｃ上の把持目標点座標と計算により求めたアーム先端座標Ｐａ（＝（ｘ，ｙ，ｚ））の相対座標から求まる目標軌道に沿ってアーム先端座標を制御し、所定の位置まで来たところで前側台車（図示しない）に走行レール５０ｃを把持させる。
【０１２５】
本制御手段を用いることにより、走行レール５０にたるみがある場合、およびアーム機構付移動式監視装置１ａが走行レール５０に対して傾いている場合も、アーム機構付移動式監視装置１ａがレールクランプ２０を通過することが可能となる。
【０１２６】
図１８〜図２７で説明した実施例に基づけば、監視対象にカメラを近づけて、あるいは、視野を妨げる障害物を回避して視点を少し変えて監視対象を観察することが可能となる。
【０１２７】
また、監視装置がレールクランプ部を通過することが可能となる。
【０１２８】
尚、センシングのサンプリング周期，制御周期が早ければ、傾斜角センサで風による振れの影響も補正してダイナミックに不安定状態で所定の動きを制御させることもできる。
【０１２９】
また、監視装置の動力をバッテリーで得ることとした場合、風力発電機や太陽電池パネルを搭載してバッテリーの寿命をのばす構成としてもよい。
【０１３０】
また、わざわざケーブルクランプを乗り越えるのではなく、各クランプ毎に監視装置を常設しておき、制御データ，センシングデータは各監視装置を中継して伝送する方式としてもよい。
【０１３１】
本実施例の概略図の一例を図２８に示す。
【０１３２】
移動式監視装置１は、走行レール５０のレールクランプ２０毎に設置されている。
【０１３３】
移動式監視装置１のデータおよび制御信号はアンテナ２２６を介して伝送する。
【０１３４】
本方式は発明者の先の出願特許である特願平９−３００５６号に開示した内容「遠隔監視システム」と組み合わせることにより、容易に実現可能となる。
【０１３５】
この場合、通信到達距離は隣り合う監視装置２台が最大離れた時にも通信は確保されるようにしてもよいし、通信時には互いに到達距離以内に近づくように制御してもよい。後者の場合には移動式監視装置１台の移動可能距離を長く取ることが可能である。
【０１３６】
本実施例に基づけば、監視装置の乗り越え機構等が不要となりシンプにすることができる。
【０１３７】
また、電磁誘導による電力受電も二つ割りピックアップでなくリング状のものを常設できるので受電効率も良くすることが可能である。
【０１３８】
【発明の効果】
本発明によれば、容易に布設，取り外しのできる走行レールを有する移動式監視装置を得ることができる、しかも、移動式監視装置の走行レールおよび装置本体の通過断面積を小さくすることができるため、また、走行レールの曲げ半径を自由に設定できるため、狭隘部への監視ルートの設定監視が可能となり、狭隘部の監視点検が可能となる。また、走行レールを挟み込み留める構造のレールクランプを用いて走行レールを張ることにより、走行レールの脱着を容易に行うことが可能となる。
【０１３９】
また、非接触給電方式を採用することにより、接触給電時の離線対策として必要であった走行レール製作時の段差調整等を不要とすることができる。
【０１４０】
また、２台の台車をロボットアームで連結したアーム機構付監視装置により、監視対象にカメラを近づけて、あるいは、視野を妨げる障害物を回避し、視点少し変えて観察することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるケーブル型走行レールを軌道とする移動式監視装置の概略構成正面図である。
【図２】本発明によるケーブル型走行レールを軌道とする移動式監視装置の概略構成側面図である。
【図３】走行レール断面図（その１）。
【図４】走行レール断面図（その２）。
【図５】走行レール断面図（その３）。
【図６】レールクランプガイド部の斜視図。
【図７】走行レールがツバ部を有する場合の構造図。
【図８】ツバ部を有する走行レールに対するレールクランプの構造図。
【図９】電磁誘導ピックアップによる非接触給電方式概略図（その１）。
【図１０】走行レール内給電ケーブル配線図（その１）。
【図１１】電磁誘導ピックアップによる非接触給電方式概略図（その２）。
【図１２】電磁誘導ピックアップによる非接触給電方式概略図（その３）。
【図１３】電磁誘導ピックアップによる非接触給電方式概略図（その４）。
【図１４】走行レール内給電ケーブル配線図（その２）。
【図１５】監視装置の振れ補正回路の機能ブロック図。
【図１６】監視装置の画像メモリ概略図。
【図１７】監視装置の振れ補正回路の機能フロー図。
【図１８】ケーブル型走行レールを軌道とするアーム機構付移動式監視装置の概略構成側面図。
【図１９】ケーブル型走行レールを軌道とするアーム機構付移動式監視装置の概略構成正面図。
【図２０】アーム機構付移動式監視装置のレールクランプ部通過方法概略図。
【図２１】アーム機構付移動式監視装置のレールクランプ部通過方法手順の説明図（その１）。
【図２２】アーム機構付移動式監視装置のレールクランプ部通過方法手順の説明図（その２）。
【図２３】アーム機構付移動式監視装置のレールクランプ通過前の概略状況図。
【図２４】アーム機構付移動式監視装置のレールクランプ通過前の概略姿勢状況の側面図。
【図２５】アーム機構付移動式監視装置のレールクランプ通過前の概略姿勢状況の正面図。
【図２６】カメラから見える走行レール予想図。
【図２７】実際のカメラ映像に映像予想図を重ね合わせた画像の表示図。
【図２８】データトランス機能付監視装置の概略図。
【符号の説明】
１…移動式監視装置、１ａ…アーム機構付移動式監視装置、３…フレーム、４…走行モータ、４ａ，４ｂ，８ａ…ギヤー、５…駆動ユニット、６…センサユニット、７…通信／制御ユニット、８…ドライブシャフト、８ｂ，９ｂ…ベアリング、９…シャフト、１０，１０ａ，１０ｂ…スプリング、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…駆動滑車、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…上部滑車、１３…回転軸、１５，１５ａ，１５ｂ…カメラ、１６…ズームレンズ、２０…レールクランプ、２０ａ…吊り輪、２０ｂ…レールクランプガイド部、２１…クランププレート、３０…ミラー、３５ａ，３５ｂ…建屋側サポート、３６ａ，３６ｂ…吊り輪、３７ａ，３７ｂ…ワイヤー、４０…ミラー回転モータ、５０，５０ｂ，５０ｃ…走行レール、５０ａ…走行レールツバ部、５１，５１ａ，５１ｂ…給電ケーブル、５２，５２ａ，５２ｂ…通信ケーブル、５３…ポリエチレン、５４…アンテナ、５５…蝶番、６０…光ファイバ温度計、６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ…ガイドローラ、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ…ガイドローラスプリング、７０…電磁誘導ピックアップ、７５ａ，７５ｂ…磁束、８０…鉄芯、 ８１…リング型鉄芯、８２…クランプ型鉄芯、８２ａ…クランプ継目部、８５，８５ａ，８５ｂ…コイル、９０…コンデンサ、１００…交流電源、１０５…Ａ／Ｄ変換器、１０６…イメージプロセッサ、１０７…メモリ、１０８…イメージプロセッサ、１０９…Ｄ／Ａ変換器、１１０…モニタ、１５０…共用メモリ、１５５ａ，１５５ｂ…共用メモリ上に配置された映像、１６０…映像中の共通部分、２００ ，２００ａ，２００ｂ…走行モータ、２０１，２０１ａ，２０１ｂ…手首旋回用モータ、２０２，２０２ａ，２０２ｂ…手首回転用モータ、２０３，２０３ａ， ２０３ｂ…把持開閉用モータ、２０４…肘回転用モータ、２０５，２０５ａ， ２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄ…把持締付用モータ、２０６，２０６ａ，２０６ｂ，２０９，２０９ａ，２０９ｂ，２２２，２２３…アーム、２０７，２０７ａ，２０７ｂ…下部フレーム、２０８，２０８ａ、２０８ｂ…上部フレーム、２１０，２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ…閂、２２０，２２０ａ，２２０ｂ…台車、２２１…後側台車、２２４…アームジョイント部、２２５…傾斜角センサ、２２６…アンテナ、２２７…前側台車。

Claims (4)

1. 走行レールと監視装置本体とからなる移動式監視装置において、給電ケーブルあるいは通信ケーブルあるいは給電ケーブルと通信ケーブルを付加あるいは組み込んだロープもしくはパイプあるいはケーブル自体を走行レールとし、前記監視装置本体には前記走行レールを挟み込んだ少なくとも１対以上の滑車を有し、前記移動式監視装置のレールクランプは、レールクランプの上部に回転可能な接続機構を介してサポートに固定するか、あるいは、レールクランプの上部は回転可能にして１本あるいは２本以上のローブ状の部材を張るようにしてクランプを空間の所定の位置に固定するようにして、クランプの形状はクランプの姿勢が自重によって回転可能な部分で回転したとき移動式監視装置の滑車の乗り上げる面と監視装置との相対関係が所定の向きになるようにしたことを特徴とする移動式監視装置。
2. 請求項１において、前記移動式監視装置の走行レールには、レールのクランプ部を移動式監視装置の滑車が乗り上げる時に乗り上げる面と移動式監視装置との相対関係が所定の向きになるように前記走行レールに滑車のガイド部となる走行レールツバ部を設けるとともに前記移動式監視装置には前記走行レールツバ部を挟み込むガイドローラを有するようにしたことを特徴とする移動式監視装置。
3. 請求項１又は請求項２において、前記移動式監視装置に搭載したカメラからの映像を振れのない映像として得る移動式監視装置本体の振れ補正回路を備えたことを特徴とする移動式監視装置。
4. 請求項１又は請求項２又は請求項３において、前記移動式監視装置に搭載したカメラの前方に、少なくとも前記ロープあるいはパイプに沿って前記移動式監視装置が走行する方向と平行な回転軸廻りに回転可能としたミラーを備えたことを特徴とする移動式監視装置。

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