JP6739448B2 - アルキメディアンスクリューによって推進されるパイプ検査デバイス - Google Patents

アルキメディアンスクリューによって推進されるパイプ検査デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP6739448B2
JP6739448B2 JP2017557902A JP2017557902A JP6739448B2 JP 6739448 B2 JP6739448 B2 JP 6739448B2 JP 2017557902 A JP2017557902 A JP 2017557902A JP 2017557902 A JP2017557902 A JP 2017557902A JP 6739448 B2 JP6739448 B2 JP 6739448B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
rotating drum
propulsion elements
electric motor
propulsion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017557902A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018520925A (ja
Inventor
フローラン・スーヴェストル
Original Assignee
コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ
コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ, コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ filed Critical コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ
Publication of JP2018520925A publication Critical patent/JP2018520925A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6739448B2 publication Critical patent/JP6739448B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28Constructional aspects
    • F16L55/30Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables
    • F16L55/32Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables being self-contained
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H19/00Marine propulsion not otherwise provided for
    • B63H19/08Marine propulsion not otherwise provided for by direct engagement with water-bed or ground
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28Constructional aspects
    • F16L55/40Constructional aspects of the body
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H2001/122Single or multiple threaded helicoidal screws, or the like, comprising foils extending over a substantial angle; Archimedean screws
    • B63H2001/125Single or multiple threaded helicoidal screws, or the like, comprising foils extending over a substantial angle; Archimedean screws with helicoidal foils projecting from outside surfaces of floating rotatable bodies, e.g. rotatable, cylindrical bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2101/00Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30Inspecting, measuring or testing
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/017Inspection or maintenance of pipe-lines or tubes in nuclear installations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

本発明が関する分野は、廃水パイプや雨水パイプまたは工業用パイプなどのパイプを検査するためのロボットデバイスの分野である。本発明は、より具体的には、水、砂、グリースまたはスラッジの存在下でパイプの内部を移動できるアルキメディアンスクリューを用いて推進されるとともに、意図しないひっくり返りや反転が許容されるという利点を有するデバイスに関するものである。
可動式メカトロニクスデバイスは、特に写真を撮ることによって検査を行うために、地域のネットワークパイプまたは産業ネットワークパイプの内部を移動するよう使用される。
そうしたデバイスの推進機能は、一般的に、ホイールまたは無限軌道によって提供される。しかしながら、そうしたデバイスが通れずに阻害される状況を防止するために、デバイスの通過前に高圧ジェットを使用してパイプをおおまかに洗浄しなければならない。さらに、例えば障害物が存在した結果としてデバイスがひっくり返った場合、デバイスはもはや前方に移動し続けることができなくなり、手動で回収する必要がある。こうした洗浄および回収作業は、多大なコストを発生させる。
スラッジや雪または水などの濡れた領域や湿った領域および硬い地面の上を移動するために、アルキメディアンスクリューを用いて駆動されるデバイスが開発されてきた。前進するためのこの能力は、そうしたデバイスを、直面する環境のタイプにかかわらず、あらゆる地形に対応する推進モードで、パイプ内を移動できるようにする。
そのため、Steady Flux Inc.社は、パイプを検査するためのかつアルキメディアンスクリューを用いてそうした推進システムを実施するための、CBORと称されるデバイスを提案した。このデバイスは一対の推進要素を備えており、その各々は回転ドラムを含み、その外面は、アルキメディアンスクリューのねじ山を有しており、かつ、支持アームによって推進要素の各々に連結された中央モジュールを有する。デバイスは、推進要素の上方に配置された中央モジュールを備えたそのデザインの結果、「その背面側に」意図せずにひっくり返ることを許容しない。そうした場合には、手動での回収作業が依然として必要となる。
したがって、本発明の目的は、パイプ内で直面する環境にかかわりなく前進できるとともに、意図せずにその背面側にひっくり返ったにもかかわらず前進し続けることができる、全地形対応型デバイスである可動パイプ検査デバイスを提供することである。
そのため、本発明は、回転ドラムを各々が含む少なくとも1対の推進要素を備えており、回転ドラムの外面は、アルキメディアンスクリューのねじ山を有する、パイプを検査するためのロボットデバイスに関するものである。一対の推進要素は、これら推進要素が、デバイスの正中矢状面に対して互いに対して対称となるように、長手方向に延在している。
デバイスはさらに、少なくとも1対の推進要素に関連付けられた本体を有しており、当該本体には、少なくとも1つのセンサと、それぞれが回転ドラムを回転できる少なくとも1対の電動モータと、それぞれが電動モータに電力を供給できる少なくとも1対の電源と、が挿入されている。本体は、デバイスの腹側部分と背側部分がデバイスの正中冠状面に対して互いに対称となるように形状付けられている。そのためデバイスを、デバイスの前面または背面に関係なく、少なくとも1対の推進要素を用いて、移動させることができる。
なお当該デバイスのいくつかの好ましい非限定的な態様は以下の通りである:
− 推進要素はフロートである;
− 回転ドラムの外面上に存在するねじ山は、360°の角度間隔でゼロ高さの角度部分を含む;
− 本体は、制御回路基板のためのレセプタクルをさらに備える;
− デバイスは推進要素の第1の対および第2の対を備えており、推進要素の第1の対および第2の対は、デバイスの正中横断面に対して互いに対称的に配置される;
− 本体は、回転ドラムの直径よりも小さい直径を有する少なくとも1対の円筒形部分を備えており、一対の円筒形部分は、長手方向に延在し、かつ、正中矢状面において所定の高さを有する横方向接合部によって互いに接続されており、円筒形部分の高さは、回転ドラムの直径より小さく、本体は、少なくとも1つのセンサが収容されるコンパートメントをさらに備えており、当該コンパートメントは、推進要素同士の間で長手方向において接合部から延在している;
− 各円筒形部分は、回転ドラム内に設けられる長手方向収納部を形成し、当該収納部は、対応する回転ドラムを回転させることが可能な電動モータと、電動モータに電力供給可能な電源と、を受け入れるように設計されており;
− 本体は、一対の円筒形部分を備えており、かつ横方向接合部は、各々が電動モータを受け入れるように設計された一対の横方向収納部を備え、少なくとも1つの電源がコンパートメントに収容される。
本発明はさらに、パイプを検査するためのデバイスの使用法に関するものである。
本発明の他の態様、目的、利点および特徴は、添付の図面を参照しながら、例示のために提供される本発明の非限定的な好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を読むことにより、よりよく理解されるであろう。
本発明の第1の実現可能な実施形態に基づくデバイスの分解図を示す図である。 本発明の第1の実現可能な実施形態に基づくデバイスの推進要素の斜視断面図である。 本発明に基づくデバイスに組み込まれる画像取得システムの実現可能な実施形態を示す図である。 本発明の第2の実現可能な実施形態に基づくデバイスを示す図である。 本発明の第2の実現可能な実施形態に基づくデバイスを示す図である。 回転ドラムの表面ねじ山にホイールが組み込まれた、本発明の代替的な実施形態に基づくデバイスを示す図である。 回転ドラムの表面ねじ山にホイールが組み込まれた、本発明の代替的な実施形態に基づくデバイスを示す図である。 回転ドラムの表面ねじ山にホイールが組み込まれた、本発明の代替的な実施形態に基づくデバイスを示す図である。 ねじ山におけるホイールの存在によって誘発される垂直方向動作を示す図である。 ねじ山におけるホイールの存在によって誘発される垂直方向動作を示す図である。 ねじ山が回転ドラムの表面に取り外し可能な様式で取り付けられている、本発明のデバイスの別の代替的な実施形態を示す図である。
さまざまな図面において、同一の要素には同一の参照符号が付与されている。
本発明は、地域ネットワークパイプまたは工業プラントのパイプなどのパイプを検査するためのロボットデバイスに関するものである。
このデバイスは、直接駆動モータを用いて回転駆動されるアルキメディアンスクリューによって推進される。そうした推進システムによって、デバイスは、直面する環境にかかわらず、デバイスがパイプの底部に接触していようとなかろうと、あるいは、水、スラッジ、グリース、または砂などが存在する場合であっても、前進可能な、あらゆる地形に対応したデバイスとなることができる。
図1および図4は、本発明に基づくデバイス1,100の2つの実現可能な実施形態を示している。デバイス1,100は少なくとも1対の推進要素2,3;4,5を備える。推進要素2,3;4,5の各々は、回転ドラム6,7;8,9を含み、回転ドラムの外面はアルキメディアンスクリューのねじ山を有する。
一対の推進要素は、デバイスの正中矢状面Pに対して互いに対して対称となるように、X軸に沿って長手方向に延在している。デバイスの正中矢状面Pは、左半分を右半分から分離すると同時にデバイスの長手方向に延在する地面(X−Y平面)に対する垂直面(Z軸)であると理解されたい。
各回転ドラムは、典型的には、中空シリンダの形状をとっており、第1の端部において開放されており、かつその他端においてコーンによって終端が形成されている。
一対の回転ドラム6,7;8,9のねじ山は、一方が左ねじを有し、他方が右ねじを有するようなものである。例えば(X軸の方向で示される)右側の回転ドラムの外面は左ねじを有しており、かつ左側の回転ドラムの外面は右ねじを有する。2対のドラムが使用される場合、右側のドラムは同じねじ山を有することができ、したがって、左側のドラムは反対のねじ山を有する。
1つの好ましい実施形態では、推進要素はフロートである。この目的のために、回転ドラムは気密タイプのものであり、デバイスが水上に浮遊できるようにするために十分なサイズ(特に内部空間のうち空いているところに空気ポケットが存在できるようなサイズ)になされている。そうした計画では、アルキメディアンスクリューのねじ山は、デバイスを、プロペラと同じ方法で水上を移動させることができる。
別の好ましい実施形態では、図2および図3に示すように、回転ドラム4,5の外面に存在するねじ山Fは、360°の角度間隔で、ゼロ高さを有する角度部分Lを含む。したがって、当該角度部分Lは、少なくとも回転ドラムの円筒形部分に配置されたねじ山に関して、ねじピッチ当たり1つの角度部分Lを伴って、ねじ山に沿って均一に分散される。この目的のために、ねじ山は、ゼロ高さの角度部分Lのそれぞれのいずれかの側で高さが減少した規則的な領域を有する可変高さを有することができる。
そうした様式で、ドラムの外面は、長手方向に延在するねじ山のない滑らかなストリップを有する。この滑らかなストリップは、パイプの底部との摩擦によってかつ喫水を最小限に抑えることによって、引き起こされる抵抗を制限して、デバイスの前進を容易にする。したがって、デバイスは、それ自体が、電力を消費することなく、自然の水流によって運ばれることを可能にする。
デバイス1,100は、少なくとも1対の推進要素に結合された本体10,110をさらに備えており、当該本体には、少なくとも1つのセンサと、回転ドラムを各々が回転可能にする少なくとも1対の電動モータと、電動モータに各々が電力供給可能な少なくとも1対の電源と、が挿入される。
少なくとも1つのセンサは、例えばカメラ、特に指向性カメラ、または写真デバイスなどの画像取得システムであってもよい。なお、このデバイスは、特定のタイプのセンサに限定されず、温度センサやpHセンサなど、環境と接触するかしないかにかかわらず物理的な大きさを観測できるすべてのタイプのセンサを包含する。
本体10,110はまた、デバイスの腹側部分と背側部分が、デバイスの正中冠状面Pに対して互いに対称となるように形状付けられている。デバイスの正中冠状面Pは、地面に平行であり、正中矢状面Pに対して垂直であり、かつデバイスの下半分または腹側半分をデバイスの上半分または背側半分から分離する平面であると理解されたい。この幾何学的構成の結果、デバイスは、少なくとも1対の推進要素によって「前方」および「後方」の両方に動作可能であるため、意図せずに反転することを許容する。
図1および図4に示すように、本体10,110は、回転ドラム6,7,8,9の直径よりも小さい直径を有する少なくとも1対の円筒形部分11,12,13,14,50,60を含むことができる。一対の円筒形部分は、長手方向に延在しており、かつ一対の推進要素の回転ドラムと同軸状に配置されている。それらは、回転ドラムの直径よりも小さい正中矢状面Pにおける高さを有する横方向接合部71,70によって互いに接続されている。したがって、円筒形部分および接合部は、一対の双眼鏡の全体的な形状を有するアセンブリを形成する。
本体10,110は、少なくとも1つのセンサが収容されるコンパートメント15,16をさらに備える。コンパートメント15,16は、推進要素2,3;4,5の間で、横方向接合部71,70から、長手方向に延在している。
したがって、少なくとも1つのセンサは、推進要素同士の間に位置する空間に受け入れられ、当該空間のそのZ軸に沿った寸法は回転ドラムの直径以下である。Y軸に沿った寸法は、回転ドラムを互いに近接させてコンパクトさを向上できるように、正中冠状面Pに平行な平面内で変化できる。特に、Y軸に沿った寸法は、正中冠状面Pの高さにおいて最小とすることができ、続いて、デバイスに対して上方向または下方向における漸進的な増加が可能となり、正中冠状面Pからの距離が大きくなる場合は、前記漸進的な増加は、回転ドラムの円筒形の輪郭部に対して成形可能にする。
図1〜図3に示す第1の実施形態では、電動モータおよび電源が、各回転ドラムに結合されており、かつ対応する回転ドラムの内部に配置されている。
この第1の実施形態では、本体10の一対の円筒形部分の各円筒形部分は、対応する回転ドラムを回転させることができる電動モータ17,18;19,20と、電動モータに電力を供給できる電源21a〜21c、22a〜22c;23a〜23c、24a〜24cと、を受け入れるよう設計された長手方向収納部11,12を形成する。
一対の長手方向収納部11,12;13,14の各々は、一対の推進要素の回転ドラム6,7;8,9の内部に取り付けられており、コンパートメント15;16は、正中矢状面Pの高さにおいて、推進要素2,3;4,5の間に配置される。
このように、電動モータと電源とが個々の回転ドラムに組み込まれ、かつ少なくとも1つのセンサがドラム間に配置される。したがって、デバイスは、前記要素を受け入れるための1つ以上の付加的なモジュールを必要とせず、その外形は回転ドラムの形状に対応する。それゆえ、デバイスは、デバイスの正中冠状面Pに対して対称である。
図1に示すように、回転ドラムは中空シリンダの形状をとっており、収納部を受け入れるために第1の端部において開放されており、かつ他端においてコーンによって終端が形成されている。長手方向収納部は、ドラム内に係合できるように、ドラムの円筒形状に対して相補的な円筒形状を有する。長手方向収納部は、特に、より小さい直径の円筒の下側の円筒形ベースから形成することができる。
本体10は、一対の収納部11,12およびコンパートメント15を支持するベースを有し、ベースは、電動モータおよびセンサの電源のための制御回路基板26のためのレセプタクルを含むことができる。
可能な限り高い自由度を許可するために、かつデバイスが全方向に動作できるようにするために、異なる回転ドラムは、両方向に動作可能な電動モータによって独立して駆動される。
図3は、各コンパートメント15,16が2つのセンサ、例えば2つのカメラC1,C2を受け入れることができる1つの実施形態を示す。第1のカメラC1を上方向に向けることができ、かつ第2のカメラC2を下方向に向けることができる(デバイスがその前方または後方に移動するかに応じて、第1のカメラC1を下方向に向けることができ、かつ第2のカメラC2を上方向に向けることができる)。別の実施形態では、各コンパートメント15,16は、上下に向けられた2つのカメラC1,C2に加えて、3つのカメラを受け入れる。前方または後方に向けられた付加的なカメラは、その光軸がパイプの回転軸に平行となるよう設けられる。
モータの電源は、図1に示すように、複数のバッテリー、例えば3つのバッテリーを含むことができる。そのため本体10の各長手方向収納部11〜14は、電動モータを収容する空間と、各バッテリーを収容するための空間とを備える。長手方向収納部14を例にとると、バッテリー24a,24b,24cを収容するための空間26a,26b,26cは、電動モータ20を収容するための空間25を取り囲む円周に沿って均等に分散する様式で配置することができる。
図2は、本発明に基づくデバイスの第1の実現可能な実施形態に基づく推進要素5の正中矢状面Pに沿った断面の斜視図を示す。推進要素5は、長手方向収納部14が挿入される回転ドラム9を備える。長手方向収納部14は、モータ20を収容するための空間25を備えており、図2は、バッテリー24cのうちの1つを収容するための空間26cを示す。収納部14は、ショルダを形成するより小さい直径を有する円筒の下方にある円筒形ベースから構成されており、それから、モータ20によって回転駆動されるシャフト27が突出する。
ドラム9は、その内部容積に、ドラム14を回転駆動できるようにシャフト27と締り嵌め状態で位置決めされた穴を有する円筒形駆動部28を有している。円筒形駆動部28は、ドラム9内に収納部14を受け入れるための空間の壁を介してドラム9の外面に効果的に連結されている。より詳細には、円筒形駆動部28に連結されかつ収納部14の前方部分に対して成形された壁29が設けられており、収納部14のショルダに当接するよう使用される壁30が設けられており、かつ、収納部14の円筒形ベースの形状に成形するためにドラムの外面に結合されかつ長手方向に延在する壁31が設けられている。これら壁29,30,31は、ドラム14の内部容積内の前方空間の後方空間を画定する。中空の後方空間は、収納部14を受け入れるために使用され、かつ中空でもある前方空間は、浮遊を確実にするための空気ポケットとして使用される。
1つの実現可能な実施形態では、デバイスは、単一の対の推進要素と、単一の対の長手方向収納部を備えた本体と、のみを備えることができる。図1〜3に示される別の実現可能な実施形態では、デバイスは、第1の対および第2の対の推進要素を備えており、第1の対および第2の対の推進要素は、デバイスの正中横断面Pに対して、互いに対して対称となるように配置される。正中横断面は、地面に垂直であり、正中矢状面Pに垂直であり、デバイスの前半部分をデバイスの後半部分から分離する平面であると理解されたい。この第3の対称性により、デバイスの耐久性が向上する。
さらに、4つの回転ドラムの存在は、より小さな回転半径によって、デバイスの回転を容易にする。また、伝達機構の使用を必要とせずに、分散された動力配分が付随し、それによって、全体の推進力の収率が向上しかつ負荷の分散が向上する。
この実施形態では、本体10は、2対の長手方向収納部と、各対の収納部の間に配置されたコンパートメント15,16内に収容されたセンサとを備えており、本体は、正中横断面Pの高さに設けられる。図1に示すように、本体は、正中横断面Pに対して対称な2つのサブ部分に分割でき、各サブ部分は、推進要素の対のうちの1つの専用である。
制御回路基板のためのレセプタクルは、2対の収納部の間の境界に、例えば本体の2つのサブ部分の間の接続部に形成された空間に設けることができる。
図4および図5に示す第2の実施形態では、電動モータおよびその電源は、一対の推進要素の後方に配置されている。モータは、より具体的には、背中合わせに配置されており、かつ各々が一対の推進要素の回転ドラムのうちの1つを回転させることができる。
この第2の実施形態では、本体110は一対の円筒形部分50,60を備え、かつ横方向接合部70は、電動モータ500,600を受け入れるために各々が設けられた一対の横方向収納部を備える。この実施形態の範囲内で、少なくとも1つの電源は、少なくとも1つのセンサを収容するコンパートメント15,16内に収容される。例えば、図5は、各モータ500,600に電力供給するための2つのバッテリー151,152,161,162を示す。少なくとも1つのセンサは、図3に示されかつ上述されたものと同様の方法でコンパートメント内に収容される1つ以上のカメラを含むことができる。
この第2の実施形態においても、デバイス100は、単一の対の推進要素と、単一の対の要素の後方に配置された本体と、を含むことができる。なお図4および図5に示すように、この第2の実施形態では、デバイス100は、第1および第2の対の推進要素を含むことができる。これら第1および第2の対の推進要素は、デバイスの正中横断面Pに対して互いに対称になるように配置される。したがって、本体110は、デバイスの中心に配置されており、平面P、PおよびPのそれぞれに沿って対称性を有する。
各モータ500,600は、1つ以上の推進要素2,4;3,5に固定されたシャフト300,400に連結されている。1つ以上の推進要素2,4;3,5は、正中矢状面Pの同じ側に配置されており、本体110の円筒形部分50,60のそれぞれを通って延在する。その連結は、シャフトによって保持される部品520,620上のモータによって回転駆動される部品510,610の噛み合いによって提供される。したがって、各シャフト300,400は、電動モータ500,600のうちの1つによって回転駆動され、回転される正中矢状面Pの同じ側に配置される1つ以上の回転ドラム6,8;7,9を回転させる。
上述した実施形態の各々において、障害物の清掃を容易にするために、第1および第2の一対の推進要素を、ヒンジ機構によって互いに接続することができる。この機構は、例えば、本発明の第1の実施形態に基づく本体10の上述の2つのサブ部分の間に挿入されることによって、本体によって支持可能となる。
本発明の1つの代替的な実施形態では、ホイールが回転ドラムの表面ねじ山に組み込まれる。図6a、図6bおよび図6cは、それぞれ、この代替的な実施形態に基づくデバイスの正面図、上面図および斜視図を示す。
ホイールRは、より具体的には、回転ドラムの回転中に地面と接触することによって回転駆動されるように、回転ドラム6,7;8,9の外面に存在するねじ山Fに組み込まれている。したがって、デバイスの前進軌道の間、地面と接触するホイールは、ねじ山の螺旋角度に対応する角度で傾斜したラインをたどる。そのため、ホイールは、これらホイールがねじ山の螺旋の局部的な方向に垂直な回転軸を中心としてそのねじ山で回転するように、取り付けられる。
ホイールの存在は、回転ドラムのねじ山が地面の上で滑ることを防止し、それによってデバイスの動き、特に平滑な地形におけるデバイスの動きが向上される。その回転はまた、ねじ山からの摩擦の結果として生じる干渉応力を除去する。ホイールはさらに、その周囲において、地面に接触するように意図されたゴム状の表面を有することができ、それによってグリップ性が向上する。
図7aおよび図7bは、ねじ山FにおけるホイールRの存在によって引き起こされる垂直方向の動きを示す。回転ドラムの回転中、地面との接触は、1つのホイール(図7a)および2つのホイール(図7b)によって連続的に保証される。これは、変位中の回転ドラムの最高点と最下点との間の高さの差に対応するDhによってモデル化された垂直移動をもたらす。ホイールの数が多いほど、動きはより滑らかとなり、垂直方向のひっくり返りは少なくなる。
地面クリアランス値Gは、ホイールと地面との永続的な接触を確実にして、ねじ山Fと地面との接触を防止するために、ゼロより大きくなければならない。そのためホイールの直径、ひいては、そのネジ山の突出高さHgは、ホイールの数に直接リンクする。ホイールの数が多いほど、ねじ山の突出高さHgを小さくすることができ、そのため、柔らかい地面を走行する際の干渉を低減できる。
したがって、多数のホイールは、硬い地面と軟らかい地面の両方においてより滑らかな変位をもたらす。しかしながら、その重量と複雑さが急激に高まるため、例えば図示されるようにホイールの数を8と選択させる要因になる。したがって、合理的な程度の複雑さのために、DhおよびHgは比較的低い。
図8は、本発明のデバイスの別の代替的な実施形態を示しており、この実施形態において、ねじ山Fは、回転ドラムの外面に取り外し可能な様式で取り付けられている。
この代替例では、ねじ山Fは複数のねじ山部分Pfを備えることができ、かつ各ねじ山部分は、例えば、回転ドラムの外面に設けられたオリフィスOにおける1つのねじ山部分に存在する相互連結ラグEによって、回転ドラムの外面に取り外し可能な様式で取り付けられる。
ねじ部分Pfは、好ましくは、同様の角度部分をカバーする。図示されているように、上述の利点を得るために、ねじ部分に1つ以上のホイールが設けられてもよい。
このモジュール式の設計によって、(例えば、摩耗したホイールを交換する場合など)デバイスのメンテナンスが容易となり、かつ特定の多用途性が提供される。
本発明は、上述したようなデバイスに限定されるものではなく、パイプの検査のためのその使用法も包含する。
1,100 ロボットデバイス
2,3,4,5 推進要素
6,7,8,9 回転ドラム
10,110 本体
11,12,13,14,50,60 円筒形部分
15,16 コンパートメント
17〜20,500,600 電動モータ
21a〜21c,22a〜22c,23a〜23c,24a〜24c,151,152,161,162 電源
71,70 横方向接合部
300,400 シャフト
C1,C2 センサ
F アルキメディアンスクリューねじ山
正中冠状面
正中矢状面
正中横断面

Claims (14)

  1. 回転ドラム(6,7;8,9)を各々が含む少なくとも1対の推進要素(2,3;4,5)を備える、パイプを検査するためのロボットデバイス(1,100)であって、
    前記回転ドラムの外面はアルキメディアンスクリューのねじ山(F)を有しており、
    前記一対の推進要素は、これら推進要素が前記デバイスの正中矢状面(P)に対して互いに対称となるように、長手方向に延在しており、
    前記デバイスは、前記少なくとも1対の推進要素に結合された本体(10,110)をさらに備えており、前記本体内には、回転ドラムを各々が回転することができる少なくとも1対の電動モータ(17〜20,500,600)と、電動モータに各々が電力供給することができる少なくとも1対の電源(21a〜21c,22a〜22c;23a〜23c,24a〜24c,151,152;161,162)と、が挿入されており、前記本体は、少なくとも1つのセンサ(C1,C2)を担持するコンパートメント(15,16)をさらに備えており、
    前記本体は、前記デバイスの腹側部分と背側部分とが前記デバイスの正中冠状面(P)に対して互いに対称となるように、形状付けられており、それによって、前記デバイスは、その前方または後方におけるかにかかわらず、前記少なくとも1対の推進要素を用いて、変位できることを特徴とするデバイス。
  2. 前記推進要素(2,3;4,5)はフロートであることを特徴とする請求項1に記載のデバイス。
  3. 前記回転ドラム(6,7;8,9)の外面に存在する前記ねじ山(F)は、360°の角度間隔でゼロ高さの角度部分(L)を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のデバイス。
  4. 前記回転ドラム(6,7;8,9)の外面に存在する前記ねじ山(F)は、取り外し可能な様式で、前記回転ドラム(6,7;8,9)の外面上に取り付けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のデバイス。
  5. 前記ねじ山(F)は複数のねじ部分を備えており、各ねじ部分は、前記回転ドラムの前記外面に取り外し可能な様式で取り付けられていることを特徴とする請求項4に記載のデバイス。
  6. 取外し可能な取り付けは、相互連結ステップを含むことを特徴とする請求項5に記載のデバイス。
  7. ホイールが、前記回転ドラムの回転中に地面に接触することによって回転駆動されるように、前記回転ドラム(6,7;8,9)の外面に存在する前記ねじ山(F)に組み込まれていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のデバイス。
  8. 第1の対の推進要素(2,3)と第2の対の推進要素(4,5)とを備えており、
    前記第1の対の推進要素(2,3)と前記第2の対の推進要素(4,5)とは、前記デバイスの正中横断面(P)に対して互いに対称になるように配置されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のデバイス。
  9. 前記本体(10,100)は、前記回転ドラム(6,7;8,9)の直径よりも小さい直径を有する少なくとも1対の円筒形部分(11,12;13,14;50,60)を備えており、
    前記1対の円筒形部分は、前記長手方向に延在しており、かつ前記回転ドラムの直径よりも小さい前記正中矢状面(P)における高さを有する横方向接合部(71,70)によって互いに連結されており、
    記コンパートメント(15,16)は、前記推進要素同士の間で前記接合部から前記長手方向に延在していることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のデバイス。
  10. 各円筒形部分(11,12;13,14)は、回転ドラム内に取り付けられた長手方向収納部を形成しており、前記長手方向収納部は、前記対応する回転ドラムを回転することができる電動モータ(17,18;19,20)と、前記電動モータに電力供給することができる電源(21a〜21c,22a〜22c;23a〜23c,24a〜24c)と、を収容するよう設計されていることを特徴とする請求項9に記載のデバイス。
  11. 電源は、複数のバッテリー(24a,24b,24c)を備えており、
    各長手方向収納部は、電動モータを収容するための空間(25)と、前記バッテリーの各々を収容するための空間(26a,26b,26c)と、を備えており、
    前記バッテリーを収容するための前記空間は、前記電動モータを収容するための前記空間を包囲する円周に沿って均一に分散されるように配置されていることを特徴とする請求項10に記載のデバイス。
  12. 前記横方向接合部(70)は、電動モータ(500,600)を受け入れるように各々が設計された一対の横方向収納部を備えており、
    少なくとも1つの電源(151,152,161,162)が、前記コンパートメント(15,16)に収容されていることを特徴とする請求項9に記載のデバイス。
  13. 前記正中矢状面(P)の同じ側に配置された前記推進要素(2,4;3,5)に各々が連結された一対のシャフト(300,400)を備えており、
    各シャフト(300,400)は、前記電動モータ(500,600)のうちの1つによって回転駆動されることを特徴とする、請求項8と組み合わせられる、請求項12に記載のデバイス。
  14. パイプを検査するための請求項1から13のいずれか一項に記載のデバイスの使用法。
JP2017557902A 2015-05-07 2015-09-09 アルキメディアンスクリューによって推進されるパイプ検査デバイス Active JP6739448B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1554098A FR3035951B1 (fr) 2015-05-07 2015-05-07 Dispositif d'inspection de canalisations a propulsion par vis d'archimede
FR1554098 2015-05-07
PCT/EP2015/070612 WO2016177436A1 (fr) 2015-05-07 2015-09-09 Dispositif d'inspection de canalisations à propulsion par vis d'archimède

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018520925A JP2018520925A (ja) 2018-08-02
JP6739448B2 true JP6739448B2 (ja) 2020-08-12

Family

ID=53496832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017557902A Active JP6739448B2 (ja) 2015-05-07 2015-09-09 アルキメディアンスクリューによって推進されるパイプ検査デバイス

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10371306B2 (ja)
EP (1) EP3292342B1 (ja)
JP (1) JP6739448B2 (ja)
AU (1) AU2015394012B2 (ja)
FR (1) FR3035951B1 (ja)
WO (1) WO2016177436A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3104231B1 (fr) 2019-12-09 2021-12-17 Commissariat Energie Atomique Dispositif robotique mobile avec ensembles de propulsion à vis d’archimède pour inspecter des canalisations de diamètres différents
FR3105340B1 (fr) 2019-12-20 2021-12-17 Commissariat Energie Atomique Dispositif robotique mobile adaptable à différents types de terrain
CN111120778B (zh) * 2019-12-31 2021-09-28 苏州科爱佳自动化科技有限公司 一种管道内信息采集装置
AU2021234948A1 (en) * 2020-03-10 2022-10-06 Copperstone Technologies Ltd. All-terrain vehicle
US11673638B2 (en) * 2020-12-08 2023-06-13 Applied Impact Robotics, Inc Robotic solution to penetrate and maneuver through sludge and sediment
CN112590960A (zh) * 2020-12-22 2021-04-02 华东勘测设计院(福建)有限公司 管道箱涵检测机器人
KR102654095B1 (ko) * 2022-03-29 2024-04-04 서울과학기술대학교 산학협력단 스크류 추진형 검측 로봇
CN115163963B (zh) * 2022-07-14 2023-06-27 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种具有二级气囊推出导向装置的气囊封堵机器人
CN115180046B (zh) * 2022-09-14 2022-11-25 浙大城市学院 一种四螺旋推进筒全地形行走机器人

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676310A (en) * 1982-07-12 1987-06-30 Scherbatskoy Serge Alexander Apparatus for transporting measuring and/or logging equipment in a borehole
US5509370A (en) * 1992-06-30 1996-04-23 Kempco, Inc. Amphibious land reclamation vehicle
ATE262142T1 (de) * 1999-04-17 2004-04-15 P A C T Engineering Scotland L Rohrreinigungsvorrichtung
AU4242300A (en) 1999-04-19 2000-11-02 David N. Brotherston Apparatus and method for providing products and services in a transport vehicle using a network of computers
JP2005084412A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Sadatada Ota 管内点検具及び管内点検装置
DE102004006855A1 (de) * 2004-02-12 2005-09-01 Jt-Elektronik Gmbh Vorschubmodul für eine Vorschubeinheit im Kanal
DE102007047553A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-09 GSan - Ökologische Gewässersanierung GmbH Unterwassergeräteträger und Vorrichtung zum Bearbeiten oder Untersuchen einer Sohle
US10076938B2 (en) * 2016-03-08 2018-09-18 Copperstone Technologies Ltd. All-terrain vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016177436A1 (fr) 2016-11-10
US20180119868A1 (en) 2018-05-03
US10371306B2 (en) 2019-08-06
AU2015394012B2 (en) 2020-03-19
FR3035951A1 (fr) 2016-11-11
FR3035951B1 (fr) 2017-05-19
EP3292342A1 (fr) 2018-03-14
EP3292342B1 (fr) 2019-06-19
JP2018520925A (ja) 2018-08-02
AU2015394012A1 (en) 2017-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6739448B2 (ja) アルキメディアンスクリューによって推進されるパイプ検査デバイス
US7137465B1 (en) Crawler device
US8030873B2 (en) Walk and roll robot
US10166672B1 (en) Magnetic robot crawler
ES2728498T3 (es) Dispositivo aspirador para masas de agua artificiales de gran tamaño
EP1957349A1 (en) Dual tracked mobile robot for motion in rough terrain
US11124982B2 (en) Pool cleaner with drive motor navigation capabilities
US20230295944A1 (en) Pool cleaner with drive motor navigation capabilities
CN103009379A (zh) 可伸缩轮式蛇形机器人
US20130091641A1 (en) Robot for cleaning swimming pools
US10124269B2 (en) Assembly block with servomotor, and assembly block kit
KR20160054122A (ko) 등반 로봇
US11598112B2 (en) Pool cleaner with drive motor navigation capabilities
KR101337656B1 (ko) 주행 장치
Shachaf et al. RSAW, a highly reconfigurable wave robot: Analysis, design, and experiments
KR101337653B1 (ko) 주행 장치
JP5575178B2 (ja) 管路内検査装置
Miller et al. Experiments with a long-range planetary rover
KR101337648B1 (ko) 주행 장치
JP2009074236A (ja) 管体内自走装置
KR102269673B1 (ko) 분리형 유출유 회수 장치
KR101991385B1 (ko) 강선형 포구 자동 청소 장치
KR20210047087A (ko) 관로조사 및 세척을 위한 자주차
Satria et al. Portable amphibious spherical rolling robot with live-streaming capability for ground and aquatic deployment
ES2385808T3 (es) Vehículo de nivelación del suelo o del piso

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190619

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200114

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200622

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200721

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6739448

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250