JP4214872B2

JP4214872B2 - 橋梁設備点検方法

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Publication number: JP4214872B2
Application number: JP2003324299A
Authority: JP
Inventors: 成治榎枝; 陽一吉永; 比佐夫角南
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: JP2005090072A

Description

本発明は、橋梁設備点検装置及び橋梁設備点検方法に関し、特に橋梁や高架道路等に設置されたガス管、水道管等の添架設備、橋梁自体や柱部分等の点検に使用される橋梁設備点検装置及びこの橋梁設備点検装置を用いた橋梁設備点検方法に関する。

従来の高架構造物用下面点検装置では、高架構造物の上部通路上を移動可能な台車から、基部アーム、垂下アーム、水平アーム及び入り込みアームを伸ばして高架構造物の下面の点検を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

また従来の高架構造物の下面点検装置では、高架構造物の通路上の台車から支持台をオーバーハングさせて、この支持台から垂直支柱を伸ばし、さらに垂直支柱の下端から水平アームを伸ばしていた。この水平アーム上をカメラが移動することにより、高架構造物の下面を広い範囲で点検するようにしていた（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−２０２２４号公報（図１）特開２００３−１１９７２２号公報（図１）

従来の高架構造物用下面点検装置では（例えば、特許文献１参照）、水平アームが垂下アームを軸として回転するものの、伸縮することができないため、高架構造物の下面の任意の位置を点検するには、水平アームを組み立て直す等が必要となり、点検作業が煩雑となって時間がかかるという問題点があった。

また従来の高架構造物の下面点検装置では（例えば、特許文献２参照）、水平アーム上をカメラを移動させるため、水平アームにカメラの移動機構を備える必要があり、水平アームのサイズが大きくなってしまうという問題点があった。また、水平アームが大きく重いため、点検装置の組み立て作業や設置作業に手間がかかり、設置後も点検装置が不安定になるという問題点があった。

本発明は、橋梁の下面等の任意の位置を容易且つ迅速に点検することができ、またサイズがコンパクトで組み立て作業、設置作業が簡便な橋梁設備点検装置及びこの橋梁設備点検装置を用いた橋梁設備点検方法を提供することを目的とする。

本発明に係る橋梁設備点検方法は、橋梁設備点検装置を用いて橋梁設備を点検する方法であって、前記橋梁設備点検装置は、走行用の台車と、該台車に設置され、長手方向を軸として回転する第１のアームと、前記第１のアームに対して略垂直方向に延びる第２のアームと、前記第１のアームに取付けられ、前記第２のアームをその長手方向を軸として回転させる駆動部と、前記第２のアームに取付けられ、長手方向に伸縮自在に構成された第３のアームと、前記第２のアーム及び／又は前記第３のアームに取付けられるカメラとを備え、前記第２のアームは、当該第２のアームから橋梁設備までの水平方向の距離を測定する測距センサを備え、前記駆動部は、前記第２のアームの昇降量を検出する昇降量センサを備え、前記第３のアームは、当該第３のアームの伸縮量を検出する伸縮量センサを備え、前記測距センサが測定した距離が最小となる時点における前記昇降量センサの検出結果を用いて前記カメラと橋梁設備の垂直方向の位置関係を把握し、前記カメラを橋梁設備の下部から垂直方向に所定間隔だけ離した位置に移動させて橋梁設備を撮影するものである。
第３のアームがその長手方向に伸縮自在に構成されているため、例えば橋梁の下面の任意の位置を容易且つ迅速に点検することができる。また、第１のアームがその長手方向を軸として回転し、駆動部が第２のアームをその長手方向を軸として回転させるため、組み立て作業及び設置作業が容易となる。

また、本発明に係る橋梁設備点検方法は、前記伸縮量センサの検出結果を用いて前記カメラと橋梁設備の水平方向の位置関係を把握し、前記カメラを橋梁設備から水平方向奥側に所定間隔だけ離した位置に移動させて橋梁設備を撮影するものである。

また本発明に係る橋梁設備点検方法において、上記の駆動部は、第２のアームをその長手方向に移動させるものである。
駆動部が第２のアームをその長手方向に移動させるため、橋梁設備点検装置の組み立て作業及び設置作業が容易となる。

また本発明に係る橋梁設備点検方法において、第２のアームは、その長手方向に伸縮自在に構成されているものである。
第２のアーム自身がその長手方向に伸縮自在に構成されているため、上記の橋梁設備点検装置と同様に、橋梁設備点検装置の組み立て作業及び設置作業が容易となる。

また本発明に係る橋梁設備点検方法において、橋梁設備点検装置は、第１のアームをその長手方向に移動させるアーム移動機構を備えたものである。
アーム移動機構により第１のその長手方向に移動させることにより、例えば橋梁の欄干から第２のアーム、第３のアームを突出させて容易に橋梁設備点検装置の設置を行うことができる。

また本発明に係る橋梁設備点検方法において、第１のアームは、その長手方向に伸縮自在に構成されているものである。
第１のアーム自身が、その長手方向に伸縮自在に構成されているため、上記の橋梁設備点検装置と同様に、容易に橋梁設備点検装置の設置を行うことができる。

図１は、本発明の実施形態１に係る橋梁設備点検装置を示す側面図である。なお図１では、橋梁設備の点検を行っている状態を示している。
本発明で橋梁設備とは、橋梁の下面等に設置されるガス管、水道管、電話線等の添架設備の他に、橋梁の下面自体や橋梁の柱部分等を含むものとする。また橋梁とは、河川等に架けられる橋の他に、高速道路の高架等も含むものとする。
橋梁１の上面の路面２に橋梁設備点検装置３が設置されており、橋梁１の下側には橋梁１に取付け部材（図示せず）により取付けられたガス管等の添架設備４が設けられている。本実施形態１ではこの添架設備４のひび割れ等を点検する場合を示すが、橋梁の下面や柱部分のひび割れ等を点検してもよい。

橋梁設備点検装置３は、台車５、第１のアーム６、駆動部７、第２のアーム８、第３のアーム９、カメラ１０を備えている。台車５には走行用のキャスター１１が１又は複数設けられており、作業者が押すことにより路面２上を移動できるようになっている。なお、キャスター１１の車輪をモーター等で回転するようにして自動で移動できるようにしてもよい。また台車５の上部には、第１のアーム６をその長手方向に移動させるアーム移動機構１２が備えられており、台車５に設けられたレール１３に沿ってモーター等により移動するようになっている。また、第１のアーム６はアーム移動機構１２に、長手方向を軸として回転可能に取付けられている。なお、本実施形態１では、第１のアーム６とアーム移動機構１２が一緒に移動するようになっているが、アーム移動機構１２を台車５に固定して、第１のアーム６がアーム移動機構１２の内部等を移動するようにしてもよい。また、アーム移動機構１２は必ずしも設ける必要はなく、台車５の移動や台車５自体にアーム移動機能を持たせることにより対応してもよい。さらに第１のアーム６は、図１に示すように棒状のものでなくても、台車５から突出させることができるものであれば板状や箱状のものであってもよい。

第１のアーム６は、橋梁１に設けられた欄干１４から橋梁１の外側に突出するようになっている。なお、図１の状態に橋梁設備点検装置３を設置する方法については、後に説明する。第１のアーム６の先端に駆動部７が取付けられており、この駆動部７には第１のアーム６に対してほぼ垂直に第２のアーム８が取付けられている。この第２のアーム８は、駆動部７のモーター等（図示せず）により長手方向を軸として回転するようになっている。また駆動部７は、モーター等により内部の空洞（図１において図示せず、図２参照）に沿って第２のアーム８をその長手方向（図１においては鉛直方向）に移動させるようになっている。なお、この駆動部７による第２のアーム８の移動機能は必ずしもなくてもよいが、設置作業等が煩雑となるため設けるのが望ましい。

第２のアーム８の先端には、第３のアーム９が取付けられている。第３のアーム９は固定部９ａと伸縮部９ｂとからなり、固定部９ａの空洞（図示せず）内を伸縮部９ｂがモーター等によって移動することにより、第３のアーム９がその長手方向に伸縮するようになっている。伸縮部９ｂの先端部はＬ字上に屈曲しており、先端が上側を向くようになっている。なお、必ずしも伸縮部９ｂの先端部をＬ状に屈曲させる必要はないが、例えばガス管等の添架設備を点検する際に、死角となる部分（添架設備の奥側上部）を点検しやすいため、屈曲させるのが望ましい。また、この屈曲した部分は別部材で構成してもよい。

第３のアーム９のほぼ最先端には、カメラ１０が備えられている。カメラ１０はカメラ調整手段（図示せず）によって、鉛直方向及び水平方向を軸として向きが変わるようになっている。これにより、カメラ１０は上下左右方向に向きを変えられるため、広い範囲に亘って点検を行うことができる。カメラ調整手段は、台車５に設けられたコントローラー（図示せず）により遠隔操作が可能になっており、作業者は台車５の位置でカメラ１０の向きを調整できるようになっている。なお、カメラ調整手段のコントローラーは台車５と別に設けてもよく、またコントローラーからカメラ調整手段への制御信号の送信は有線であっても無線であってもよい。
なお、本実施形態１では、カメラ１０がズーム機能を備えており、台車５等に備えられたコントローラーによって倍率を変えることができるようになっている。またカメラ１０で撮影された映像は、例えば台車５に設けられたモニター（図示せず）で作業者が目視できるようになっている。

本実施形態１では、カメラ１０を第３のアーム９のほぼ先端に１台備えるようにしているが、例えばカメラを第３のアーム９の固定部９ａ等にもう１台備えるようにして、添架設備４の両側を２台のカメラで同時に点検するようにしてもよい。また、カメラを第３のアーム９に１台備えるようにし、もう１台のカメラを第２のアーム８に備えるようにして、第３のアーム９に備えられたカメラと第２のアームに備えられたカメラが互いに位置を確認できるようにしてもよい。さらに、第２のアーム８と第３のアーム９に３台以上のカメラを備えるようにしてもよく、また第２のアーム８のみにカメラを備えるようにしてもよい。
なお、上記のカメラの設置方法は、後の実施形態２でも同様である。

図２は、図１の橋梁設備点検装置３を分解した状態の斜視図である。なお図３及び図４において、橋梁設備点検装置３の組み立て作業及びカメラ１０を添架設備４付近の所望の位置まで移動させる設置作業について説明する。
図２では、第１のアーム６の取付け部６ａから、駆動部７が分離されており、また駆動部７の空洞７ａから第２のアーム８が分離されている。なお、図１のように第１のアーム６に第２のアーム８が取付けられるときは、第１のアーム６の取付け部６ａと駆動部７のプレート７ｂがボルト等で固定されるようになっている。また第２のアーム８は、３つの分離ユニット８ａ、８ｂ及び８ｃからなり、分離された状態となっている。また第３のアーム９も第２のアーム８から分離されており、図２では、最短の状態となっている。第３のアーム９を第２のアーム８に取付ける際には、ボルト等で固定するようにする。例えば、橋梁設備点検装置３を点検位置の付近まで移動させる場合は、このように分解した状態で台車５及びこれらの部品を搬送し、所望の位置付近で橋梁設備点検装置３を組み立てるようにすればよい。
なお、本実施形態１では駆動部７が、第１のアーム６と分離可能に構成されているが、これらを一体形成するようにしてもよい。また、第２のアーム８は必ずしも分離ユニットに分割する必要はなく、第２のアーム８と第３のアーム９を一体形成するようにしてもよい。

図３は、橋梁設備点検装置３の組み立て作業を説明するための斜視図である。まず、図２に示すような分解された状態の橋梁設備点検装置３を、橋梁１の路面２上の所望の位置付近まで搬送しておく。そして、第１のアーム６に駆動部７を取付け、第２のアーム８となる１つの分離ユニット８ａを駆動部７の空洞７ａにほぼ水平になるように取付ける。この状態で、図３に示すように分離ユニット８ａの片側に分離ユニット８ｂ及び８ｃを接続し、他端に第３のアーム９を取付ける。

図４は、カメラ１０を添架設備４付近の所望の位置まで移動させる設置作業について説明する斜視図である。
まず図３において組み立てられた橋梁設備点検装置３を、第２のアーム８が欄干１４側に来るように移動させ、キャスター１１のストッパー（図示せず）によって台車５が動かないようにする。そして、アーム移動機構１２をレール１３に沿って移動させ、駆動部７、第２のアーム８及び第３のアーム９が欄干１４の外側の突出するようにする。ここで第１のアーム６をその長手方向を軸として回転させて、第２のアーム８がほぼ鉛直になるようにし、駆動部７によって第２のアーム８を下降させていく。このようにして、カメラ１０を所定の位置まで下降させた後に、駆動部７によって第２のアーム８をその長手方向を軸として回転させて、第３のアーム９が添架設備１４側を向くようにする（図４の状態）。この後に、第３のアーム９の伸縮部９ｂを伸ばすことにより、カメラ１０を所望の位置まで移動させ添架設備４の点検を行う。なお、第３のアーム９の伸縮部９ｂを伸ばしてカメラ１０が添架設備４の奥側まで来るようにして、第２のアーム８を再度を上昇させることにより、添架設備４の奥側上部の点検も可能となる。
ここでは、橋梁設備点検装置３の組み立て作業及びカメラ１０を添架設備４付近の所望の位置まで移動させる設置作業の一例について説明したが、組み立て作業及び設置作業はその他の方法で行うことも可能である。

図５は、本発明の実施形態１に係る橋梁設備点検装置３の制御系のブロック図である。例えば作業者は、カメラ１０の撮影した映像を映し出すモニターを見ながら、台車５に設けられたコントローラーにより駆動部７等を遠隔操作する。コントローラーの操作信号は制御装置に送られ、駆動部７、第３のアーム９、カメラ調整手段及びカメラ１０が制御装置によって制御される。また、駆動部７は第２のアーム８を回転させる回転モーター及び第２のアーム８をその長手方向に移動させる昇降ウィンチを備えており、制御装置によって別々に制御される。また第３のアーム９は、伸縮部９ｂを伸縮させる伸縮モーターを備えており、上記と同様に制御される。またカメラ調整手段は制御装置によって、鉛直方向及び水平方向を軸として向きを制御され、カメラ１０はズーム機能の倍率を制御装置によって制御される。また、カメラ１０の撮影した映像は制御装置を介してモニターに写しだされるようになっている。

なお本実施形態１では、第３のアーム９がその長手方向に伸縮自在に構成されているが、第２のアーム８と同様に駆動部７のような移動機構によって長手方向に移動ができるようにしてもよい。これにより本実施形態１と同様にカメラ１０が移動可能となる。
また本実施形態１では、第２のアーム８が駆動部７によって長手方向に移動するようになっているが、これを第３のアーム９と同様に伸縮自在に構成してもよい。
さらに第１のアーム６を、第３のアーム９と同様に伸縮自在に構成してもよい。
上記の変形例は、後の実施形態２においても同様に適用できる。

本実施形態１では、第３のアーム９がその長手方向に伸縮自在に構成されているため、例えば橋梁１の下面や添架設備４の任意の位置を容易且つ迅速に点検することができる。また、第１のアーム６がその長手方向を軸として回転し、駆動部７が第２のアーム７をその長手方向を軸として回転させるため、組み立て作業及び設置作業が容易となる。

実施形態２．
図６は、本発明の実施形態２に係る橋梁設備点検装置を示す側面図である。なお、本実施形態２の橋梁設備点検装置３は、第２のアーム８に測距センサ１５が備えられており、駆動部７に昇降量センサ（図示せず）が備えられていることを除いて、実施形態１の橋梁設備点検装置３と同様である。また図６では、図３から図４にかけての、第２のアーム８を下降させていく作業状態を示している。
第２のアーム８には、第３のアーム９と直角方向の距離を測定する測距センサ１５が備えられており、第２のアーム８と点検対象部である添架設備４との間隔Ｌを検出するようになっている。測距センサ１５としては、光学式、超音波式、レーザーセンサ式等のセンサを使用することができる。また駆動部７には、第２のアーム８の昇降量Ｈを検出する昇降量センサ（図示せず）が備えられている。この昇降量センサには、タッチロール式のロータリーエンコーダーやリニアエンコーダー等を使用することができる。
なお測距センサ１５は、他の向きでもよく、第２のアーム８の他の位置や、第３のアーム９、カメラ１０等に取付けてもよい。

第２のアーム８を下降させている際に、第２のアーム８と添架設備４との間隔Ｌを検出し、間隔Ｌが最小となるところ、即ち添架設備４の中心位置を検出するようにする。同時に昇降量センサによって第２のアーム８の下降量Ｈを検出しているため、添架設備４の中心とカメラ１０との位置関係が分かることとなる。このため、カメラ１０を添架設備４の下方に入れる際に、添架設備４の下部から所定の間隔Ｗだけ離した位置にカメラ１０を入れることが可能となる。
また、第３のアーム９に伸縮量を検出するセンサを設ければ、添架設備４の奥側に所定の間隔Ｄだけ離した位置にカメラ１０を移動させることが可能となる。さらに、カメラ１０と添架設備４との間隔が一定値以下になった場合にはアラーム音を発するようにして、カメラ１０が橋梁設備４と接触して破損するのを防止することもできる。

上記の測距センサ１５、昇降量センサの代わりに、第２のアーム８、第３のアーム９、カメラ１０等にレーザーポインタ（図示せず）を取付けて、添架設備４とカメラ１０の位置関係を把握することもできる。このレーザーポインタで添架設備４を照射しながら第２のアーム８を下降させ、添架設備４の表面にできる光点をカメラ１０で撮影し、この映像をモニタ等で目視しながら設置作業を行えば直感的に添架設備４とカメラ１０の位置関係を把握することができる。
なお、上記の測距センサ１５、昇降量センサと共にレーザーポインタを取付けるようにしてもよい。

本実施形態２では、カメラ１０と添架設備４との距離及び位置関係を検出する測距センサ１５、昇降量センサ等の検出手段を備えているため、添架設備４の付近にカメラを容易且つ迅速に移動することができる。また、カメラ１０が橋梁設備と接触して破損するのを防止することもできる。
また、第２のアーム８、第３のアーム９、カメラ１０等にレーザーポインタを取付ければ、レーザーポインタで点検対象部を照射して、レーザー光の当たった部分をカメラからの映像で目視しながらカメラを移動させて、カメラを容易且つ迅速に所望の位置に移動させることができる。

本発明の実施形態１及び実施形態２では、橋梁設備点検装置３で橋梁１の下面の添架設備４の点検を行う例を示したが、例えば第２のアーム８を上方に伸ばしてパイプラインや水管橋の点検を行うのに使用することもできる。

本発明の実施形態１に係る橋梁設備点検装置を示す側面図である。図１の橋梁設備点検装置を分解した状態の斜視図である。橋梁設備点検装置の組み立て作業を説明するための斜視図である。カメラを添架設備付近の所望の位置まで移動させる設置作業について説明する斜視図である。本発明の実施形態１に係る橋梁設備点検装置の制御系のブロック図である。本発明の実施形態２に係る橋梁設備点検装置を示す側面図である。

符号の説明

１橋梁、２路面、３橋梁設備点検装置、４添架設備、５台車、６第１のアーム、７駆動部、８第２のアーム、９第３のアーム、１０カメラ、１１キャスター、１２アーム移動機構、１３レール、１４欄干、１５測距センサ。

Claims

橋梁設備点検装置を用いて橋梁設備を点検する方法であって、
前記橋梁設備点検装置は、
走行用の台車と、該台車に設置され、長手方向を軸として回転する第１のアームと、前記第１のアームに対して略垂直方向に延びる第２のアームと、前記第１のアームに取付けられ、前記第２のアームをその長手方向を軸として回転させる駆動部と、前記第２のアームに取付けられ、長手方向に伸縮自在に構成された第３のアームと、前記第２のアーム及び／又は前記第３のアームに取付けられるカメラとを備え、
前記第２のアームは、
当該第２のアームから橋梁設備までの水平方向の距離を測定する測距センサを備え、
前記駆動部は、
前記第２のアームの昇降量を検出する昇降量センサを備え、
前記第３のアームは、
当該第３のアームの伸縮量を検出する伸縮量センサを備え、
前記測距センサが測定した距離が最小となる時点における前記昇降量センサの検出結果を用いて前記カメラと橋梁設備の垂直方向の位置関係を把握し、
前記カメラを橋梁設備の下部から垂直方向に所定間隔だけ離した位置に移動させて橋梁設備を撮影する
ことを特徴とする橋梁設備点検方法。
前記伸縮量センサの検出結果を用いて前記カメラと橋梁設備の水平方向の位置関係を把握し、
前記カメラを橋梁設備から水平方向奥側に所定間隔だけ離した位置に移動させて橋梁設備を撮影する
ことを特徴とする請求項１記載の橋梁設備点検方法。
前記駆動部は、前記第２のアームをその長手方向に移動させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の橋梁設備点検方法。
前記第２のアームは、その長手方向に伸縮自在に構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の橋梁設備点検方法。
前記橋梁設備点検装置は、
前記第１のアームをその長手方向に移動させるアーム移動機構を備えている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の橋梁設備点検方法。
前記第１のアームは、その長手方向に伸縮自在に構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の橋梁設備点検方法。