JP5460422B2 - 吊下式カメラ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば鉄塔内部の観察、各種配管内の検査等に適用して好適な吊下式カメラ装置に関する。

周囲が塞がれた鉄塔の内部（鋼管内）をカメラで観察する場合、撮像カメラの後端にケーブルを取り付けた吊下式カメラが用いられる。この吊下式カメラを鉄塔頂部からケーブルで吊り下げ、鉄塔の内部をカメラで撮影し観察する。

この際、鉄塔の内部には立設方向に数メートル間隔で節となるジョイント部のフランジが存在し、フランジの中央部に開口された孔を通して吊下式カメラを降下させてゆく。しかしながら作業員によるケーブルの操作で吊下式カメラが揺動し、フランジの孔を通す作業に多くの時間と労力を要する。

この種の装置技術として、従来では、原子炉の作業架台から圧力容器内に水中ＴＶカメラをに吊り下げた点検装置が存在した（特許文献１参照）。また、管内に吊り下げて作業する装置として、鋼管の頂部から鋼管内部に吊り下げられて除錆処理を行う除錆処理装置が存在した（特許文献２参照）。しかしながら、これらの装置技術においては上記したフランジの孔を通す作業を容易に行うことのできる機構を備えていない。

特開２００７−１５５４０２号公報 特開２０１０−０４６７３７号公報

上述したように、従来では、鉄塔内部のカメラ観察において、節をもつ鉄塔内部の観察を円滑に行うことができないという問題があった。

本発明は上記実情に鑑みなされたもので、カメラのパン・チルト機構を有効に活用した簡素な構成で、節をもつ鉄塔内部の観察を円滑に行うことができる懸吊操作ガイド機能を備えた吊下式カメラ装置を提供することを目的とする。

本発明は、ケーブル接続部を有し、該ケーブル接続部に接続されたケーブルにより懸吊されるカメラ支持構体と、前記カメラ支持構体の垂下方向端部に、前記垂下方向に平行する軸に対してその軸回り方向に回転可能に支承されたローテーション可動部と、前記ローテーション可動部に、先端が突出しない状態で、前記ローテーション可動部の回転軸と直交する軸回り方向に回動可能に支承されたチルト可動部と、前記チルト可動部に、撮像窓を露出して設けられた撮像部と、前記チルト可動部に突設されたガイド棒とを具備した懸吊操作ガイド機能を備えた吊下式カメラ装置を特徴とする。

また、前記吊下式カメラ装置において、前記ガイド棒は前記撮像部の光軸と略平行に延出して設けられていることを特徴とする。

本発明の懸吊操作ガイド機能を備えた吊下式カメラ装置によれば、撮像部で撮影した画像をモニタ画面で観察しながらローテーション可動部およびチルト可動部を回動制御してガイド棒を遠隔操作し目標とする方向に誘導することにより、パン・チルト機構を有効に活用した簡素な構成で、節をもつ鉄塔内部の観察を円滑に行うことができる。

本発明の実施形態に係る吊下式カメラ装置の適用例を示す図。 上記実施形態に係る吊下式カメラ装置の構成を示す斜視図。 上記実施形態に係る吊下式カメラ装置の構成を示す正面図。 上記実施形態に係る吊下式カメラ装置の構成を示す平面図。 上記実施形態に係る吊下式カメラ装置の構成を示す側面図。 上記実施形態に係る吊下式カメラ装置の自走動作を説明するための図。 上記実施形態に係る吊下式カメラ装置の自走動作を説明するための図。 上記実施形態に係る吊下式カメラ装置の自走動作を説明するための図。 上記実施形態に係る吊下式カメラ装置の自走動作を説明するための図。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の実施形態に係る懸吊操作ガイド機能を備えた吊下式カメラ装置は、例えば図１に示すような節をもつ鉄塔内部の観察に適用される。鉄塔１には立設方向に数メートル間隔で節となるジョイント部のフランジ２が設けられ、各フランジ２の中央部には塔内を貫通する開口を形成する所定径の孔（フランジ孔）３が設けられている。一例を挙げると３００φ程度の鉄塔（鋼管）内に３ｍ程度の間隔でフランジが設けられ、各フランジに８０φ程度の孔が設けられている。この鉄塔１の頂部において、作業員４が表示装置５のモニタ画面を観察しながら操作器６を操作しケーブル７を操って、ケーブル７の先端に装着したカメラ（吊下式カメラ装置）１０を鉄塔１の内部に降下させ、カメラ１０で撮影した画像による鉄塔内部の観察を行う。カメラ１０を鉄塔１の内部に降下させたとき、カメラ１０が揺動し、フランジ２の孔３内に入らず（孔３を通過せず）、カメラ１０の先端に設けられたローテーション可動部がフランジ２に接する。このとき、従来ではカメラ１０を一端引き上げ、再度、孔３を狙ってカメラ１０を降下させる。カメラ１０が孔３を通過するまで、この操作を繰り返し行う。

この発明の実施形態に係るカメラ（懸吊操作ガイド機能を備えた吊下式カメラ装置）１０は、ケーブルに懸吊されるカメラの垂下端部（降下方向先端部）に設けられたチルト可動部に、垂下方向に延出するガイド棒を突設して構成されている。モニタ画面を観察しながらパン・チルト機構を構成するローテーション可動部およびチルト可動部１４を駆動制御して上記ガイド棒を遠隔操作し目標とする孔方向に誘導することで、カメラ１０のフランジ通過を容易にしている。

この実施形態に係る懸吊操作ガイド機能を備えた吊下式カメラ装置１０の構成を図２乃至図５に示している。図２は斜視図、図３は正面図、図４は平面図、図５は側面図である。

この実施形態に係る懸吊操作ガイド機能を備えた吊下式カメラ装置（以下単にカメラと称す）１０は、図２乃至図５に示すように、ケーブル接続部１２を有し、該ケーブル接続部１２に接続されたケーブル７により懸吊されるカメラ支持構体１１と、このカメラ支持構体１１の垂下方向端部に、前記垂下方向に平行する軸に対してその軸回り方向（図示矢印ａ，ｂ方向）に回転可能に支承されたローテーション可動部１３と、このローテーション可動部１３に、ローテーション可動部１３の回転軸と直交する軸回り方向（図示矢印ｃ，ｄ方向）に回動可能に支承されたチルト可動部１４と、このチルト可動部１４に、撮像窓を露出して設けられた撮像部１５と、チルト可動部１４に突設されたガイド棒１６とを具備して構成されている。

カメラ支持構体１１は、円筒状の筐体内にローテーション可動部１３およびチルト可動部１４の駆動用モーターを収容し、自走式の全方位撮像カメラを実現している。さらにこのカメラ支持構体１１は、ローテーション可動部１３とチルト可動部１４と撮像カメラ部１５を遠隔制御するためのケーブル７の接続用コネクタを内蔵した円錐形筐体構造のケーブル接続部１２を具備する。このケーブル接続部１２にコネクタ接続されるケーブル７は、ローテーション可動部１３およびチルト可動部１４を駆動制御する信号および電源を伝送する信号線と撮像部１５で撮影した画像の映像信号を伝送する信号線を含む多芯ケーブルで構成されている。

ローテーション可動部１３は、カメラ支持構体１１に内蔵されたモーターにより矢印ａ，ｂ方向に回転駆動され、チルト可動部１４を矢印ｃ，ｄ方向に回動可能に支承している。すなわち、図４に示す撮像部１５の光軸（Ｏ）がカメラ１０の垂下（懸吊）方向に向いているとき、ローテーション可動部１３は、カメラ支持構体１１に対して光軸（Ｏ）の軸回りに回動可能に支承されている。チルト可動部１４は、撮像部１５を撮像窓を露出した状態で保持し、カメラ支持構体１１に内蔵されたモーターにより矢印ｃ，ｄ方向に回動駆動される。撮像部１５はチルト可動部１４に支持されて垂下（降下）方向の撮影並びにパン（ローテーション）・チルト撮影を可能にしている。この撮像部１５で撮影した画像の映像信号がケーブル７を介して表示装置５に伝送され、表示装置５のモニタ画面に観察画像として表示される。

ガイド棒１６は、チルト可動部１４に突設され、撮像部１５の光軸に沿う方向に延出して設けられている。このガイド棒１６は、ここでは先端部分が楔状をなし、その先端にマーキング（着色）を施した透明の部材（樹脂または硬質ガラス）で構成しているが、例えば直線形状や湾曲形状の金属ワイヤーを用いた構成、若しくは伸縮自在な丸棒形状の多段ロッドを用いた構成であってもよい。

ガイド棒１６の先端１６ａは、フランジ２のフランジ面上において、ローテーション可動部１３の回転に伴いカメラ１０に対してその周方向に位置を変え、チルト可動部１４の回動に伴い、その回動方向に直線状に位置を代える。従って、撮像部１５で撮影した画像をモニタ画面で観察しながら、パン・チルト機構を構成するローテーション可動部１３およびチルト可動部１４を駆動制御することで、ガイド棒１６の先端１６ａをフランジ面上の任意の位置に導くことができ、カメラ１０をフランジ２の孔３に誘導することができる。

ここで、上記した構成の吊下式カメラ装置１０により鉄塔１の内部を観察する場合の懸吊操作ガイド機能を用いた作業について、図６乃至図９を参照して説明する。

作業員４は表示装置５のモニタ画面を観察しながら操作器６を操作しケーブル７を操って、ケーブル７の先端に装着したカメラ１０を鉄塔１の内部に降下させたとき、ケーブル７に懸吊されたカメラ１０がフランジ２の孔３上に位置せず、図６に示すように、チルト可動部１４の先端部に設けたガイド棒１６がフランジ２の面上に位置した状態となる。

この状態において、作業員４は表示装置５のモニタ画面を観察しながら、操作器６を操作し、チルト可動部１４（またはローテーション可動部１３とチルト可動部１４）を駆動制御してガイド棒１６の先端１６ａを図７に示すようにフランジ２の孔３上に位置させ、図８に示すように、ガイド棒１６の先端１６ａがフランジ２の孔３内に入る位置までカメラ１０を降下させる。その後、図９に示すように、チルト可動部１４を回動制御してガイド棒１６の先端１６ａを孔３の開口端に押し当て、カメラ１０を孔３上に位置させる。この状態をモニタ画面で確認してケーブル７をさらに繰り出しカメラ１０を孔３内に誘導する。

この懸吊操作ガイド機能を用いることで、ケーブル７に懸吊されたカメラ１０の孔３内への導入並びに通過を容易に行うことができ、カメラ１０の降下時において障害となる節（フランジ）をもつ鉄塔内部の観察を円滑に行うことができる。

なお、上記した実施形態は、節をもつ鉄塔内部の観察を例に吊下式カメラ装置１０の懸吊操作ガイド機能を説明したが、鉄塔の内部に限らず、例えば縦配管や傾斜配管などの内部観察においてもカメラを送り込む際に障害となる部分を容易に通過させることができる。またガイド棒１６の形状、取付位置等についても上記した実施形態に限るものでなく、使用用途に応じて変形、変更可能である。また、本発明の自走機構を実現するカメラについても上記した実施形態の構造に限らず、本発明が適用可能な他のカメラ構造であってもよい。

１…鉄塔、２…フランジ、３…孔、４…作業員、５…表示装置、６…操作器、７…ケーブル、１０…吊下式カメラ装置、１１…カメラ支持構体、１２…ケーブル接続部、１３…ローテーション可動部、１４…チルト可動部、１５…撮像部、１６…ガイド棒。

Claims (7)

1. ケーブル接続部を有し、該ケーブル接続部に接続されたケーブルにより懸吊されるカメラ支持構体と、
   前記カメラ支持構体の垂下方向端部に、前記垂下方向に平行する軸に対してその軸回り方向に回転可能に支承されたローテーション可動部と、
   前記ローテーション可動部に、先端が突出しない状態で、前記ローテーション可動部の回転軸と直交する軸回り方向に回動可能に支承されたチルト可動部と、
   前記チルト可動部に、撮像窓を露出して設けられた撮像部と、
   前記チルト可動部に突設されたガイド棒と
   を具備したことを特徴とする吊下式カメラ装置。
2. 前記ガイド棒は前記チルト可動部を基端に前記撮像部の光軸と略平行に延出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の吊下式カメラ装置。
3. 前記ガイド棒は透明若しくは半透明の部材により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の吊下式カメラ装置。
4. 前記ガイド棒は伸縮可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の吊下式カメラ装置。
5. 前記ケーブルは、前記ローテーション可動部および前記チルト可動部を駆動制御する信号線と前記撮像カメラで撮影した画像の映像信号を伝送する信号線を含む多芯ケーブルである請求項１に記載の吊下式カメラ装置。
6. 前記ケーブル接続部は、前記ケーブルを着脱可能に結合し、前記ローテーション可動部と前記チルト可動部と前記撮像カメラを前記ケーブルに回路接続するコネクタを具備する請求項１に記載の吊下式カメラ装置。
7. 前記撮像部は、前記チルト可動部の駆動に同期して動作し、撮影した画像を前記ケーブルを介して伝送出力することを特徴とする請求項１に記載の吊下式カメラ装置。

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