JP7097245B2 - Floating device - Google Patents
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Description
本発明は、通水路内を流されながら点検を行う浮体装置に関する。 The present invention relates to a floating body device that inspects while flowing in a water passage.
発電所等における通水路は、亀裂や汚損等の不具合の有無を定期的に点検する必要がある。通水路を点検する装置としては、例えば特許文献1に水路点検装置が開示されている。特許文献1の水路点検装置は、水流を受けるパラシュート状の水流受け部材、それに連結された支持枠、および指示枠に取り付けられる防水性を有する水中ビデオカメラを備える。 It is necessary to regularly inspect the waterways in power plants, etc. for defects such as cracks and stains. As a device for inspecting a water passage, for example, Patent Document 1 discloses a water channel inspection device. The water channel inspection device of Patent Document 1 includes a parachute-shaped water flow receiving member that receives water flow, a support frame connected to the parachute-shaped water flow receiving member, and a waterproof underwater video camera attached to an instruction frame.
特許文献1によれば、水流受け部材が水路を流れる水流より推進力を受けて、水路内を移動しながら、撮影手段により水路内壁を撮影し、撮影手段により撮影された映像に基づき水路内を点検することができる。したがって、発電所を停止することなく水路内の点検を行うことができ、且つ撮影装置が比較的に単純な構成であるため廉価に製造することが可能となるとしている。 According to Patent Document 1, the water flow receiving member receives a propulsive force from the water flow flowing through the waterway, and while moving in the waterway, the inner wall of the waterway is photographed by a photographing means, and the inside of the waterway is photographed based on the image photographed by the photographing means. Can be inspected. Therefore, it is possible to inspect the inside of the waterway without stopping the power plant, and since the photographing device has a relatively simple structure, it can be manufactured at low cost.
また他の装置としては、特許文献2に壁面自動追尾型水路トンネル撮影装置が開示されている。特許文献2では、撮影装置は、トンネル内の水面に浮遊しつつ流下する船体、船体に回転自在に保持された回転体ベース、および回転体ベースに設置される撮影用カメラを備える。特許文献2によれば、特許文献1の水路点検装置に比して、自律した姿勢制御を行うことが可能であるとしている。 As another device, Patent Document 2 discloses a wall surface automatic tracking type water tunnel imaging device. In Patent Document 2, the photographing apparatus includes a hull that floats on the water surface in a tunnel and flows down, a rotating body base that is rotatably held by the hull, and a photographing camera that is installed on the rotating body base. According to Patent Document 2, it is possible to perform autonomous attitude control as compared with the waterway inspection device of Patent Document 1.
特許文献1および2の装置によれば、通水路を通水状態としたままである程度の点検を行うことができる。しかしながら、特許文献1の水路点検装置は、車輪によって水路のトンネル敷(床)に接しながら移動するため、洗掘によるトンネル敷の凹凸の影響を受けやすい。このため、カメラが左右に揺れることにより壁面とカメラの離隔変化が大きく、撮影動画を静止画に繋ぎ合せることが困難である。また、移動速度を一定に保つことが難しく、装置の位置情報を把握することが困難であるという課題がある。 According to the devices of Patent Documents 1 and 2, a certain degree of inspection can be performed while the water passage is kept in a water-passing state. However, since the waterway inspection device of Patent Document 1 moves while being in contact with the tunnel bed (floor) of the waterway by wheels, it is easily affected by the unevenness of the tunnel bed due to scouring. For this reason, it is difficult to connect the captured moving image to the still image because the distance between the wall surface and the camera changes greatly due to the camera swinging from side to side. Further, there is a problem that it is difficult to keep the moving speed constant and it is difficult to grasp the position information of the device.
特許文献2の壁面自動追尾型水路トンネル撮影装置は、特許文献1の水路のトンネル敷を滑走する水路点検装置とは異なり、水路の水面を浮遊して移動する。このため、洗掘によるトンネル敷の凹凸の影響を受けることはない。しかしながら、特許文献2の装置は、水路の水面を浮遊して移動するため、水路の壁面との距離を一定に保つことが難しく、左右いずれかの壁面に寄った状態となる。すると、左右の壁面の画像規模等が異なってしまうため、撮影動画を展開して静止画へ精度良く変換することが困難となる。また特許文献2の装置は、水中の壁面や敷きの撮影ができず、かつ撮影用カメラを回転させる機構およびバッテリーを搭載しているため、重量が大きくなり、水路への投入および水路からの回収が困難であるという課題もある。 Unlike the waterway inspection device that slides on the tunnel floor of the waterway of Patent Document 1, the wall surface automatic tracking type waterway tunnel photographing device of Patent Document 2 floats and moves on the water surface of the waterway. Therefore, it is not affected by the unevenness of the tunnel floor due to scouring. However, since the device of Patent Document 2 floats and moves on the water surface of the water channel, it is difficult to keep the distance from the wall surface of the water channel constant, and the device is in a state of being close to either the left or right wall surface. Then, since the image scales of the left and right wall surfaces are different, it becomes difficult to develop the captured moving image and convert it into a still image with high accuracy. Further, the device of Patent Document 2 cannot take a picture of a wall surface or a floor underwater, and is equipped with a mechanism for rotating a camera for taking a picture and a battery. There is also the problem that it is difficult.
本発明は、このような課題に鑑み、水路のほぼ中央を水路方向に姿勢を制御して流れ、気中部または水中部の壁面、上面、底面の全面を点検可能な浮体装置を提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present invention provides a floating device capable of inspecting the entire wall surface, upper surface, and bottom surface of an aerial part or an underwater part by controlling the posture in the direction of the water channel in a substantially center of the water channel. I am aiming.
上記課題を解決するために、本発明にかかる浮体装置の代表的な構成は、通水路内を流されながら点検を行う浮体装置であって、通水路の水面に浮かぶ浮体と、浮体に接続され水から受ける抵抗が浮体よりも大きいパラシュートと、浮体に搭載される1つ以上のセンサ機器と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of the floating body device according to the present invention is a floating body device that inspects while flowing in the water passage, and is connected to the floating body floating on the water surface of the water passage and the floating body. It is characterized by comprising a parachute, which receives a greater resistance from water than a floating body, and one or more sensor devices mounted on the floating body.
上記構成によれば、パラシュートは、通水路の水から受ける抵抗が浮体よりも大きい。これにより、パラシュートが水からの抵抗を受けることで、浮体を通水路内において牽引し、浮体装置の姿勢を水流の流れ方向に一定に保つことができる。そして、浮体装置が通水路の水流によって通水路内を移動することにより、浮体装置が通水路を移動する速度は通水路の水流の速度とほぼ一致する。したがって、通水路における浮体装置の移動速度をほぼ一定に保つことができる。 According to the above configuration, the parachute receives more resistance from the water in the channel than the floating body. As a result, the parachute receives resistance from the water, so that the floating body can be towed in the water passage and the posture of the floating body device can be kept constant in the flow direction of the water flow. Then, the floating device moves in the water passage by the water flow of the water passage, so that the speed at which the floating device moves in the water passage is substantially the same as the speed of the water flow in the water passage. Therefore, the moving speed of the floating body device in the water passage can be kept substantially constant.
また通水路は一般に幅方向の中央に向かうにしたがって流速が速くなる。このため、浮体装置が通水路を移動する際、パラシュートは水流によって通水路の幅方向の中心に流される。これにより、通水路の幅方向における浮体の移動を抑制し、通水路の左右の壁面と浮体装置との距離をほぼ均等に維持することが可能となる。 In addition, the flow velocity of the water passage generally increases toward the center in the width direction. Therefore, when the floating device moves in the water passage, the parachute is flown by the water flow to the center in the width direction of the water passage. This makes it possible to suppress the movement of the floating body in the width direction of the water passage and maintain the distance between the left and right wall surfaces of the water passage and the floating body device almost evenly.
当該浮体装置は、浮体に対してパラシュートとは反対側に接続されるテールを更に備えるとよい。これにより、浮体装置の抵抗を増すことで、水流の流れ方向に対する浮体の傾斜、平面的な回転を抑制することができる。したがって、浮体の適切な姿勢を保つことができ、センサ機器による点検を好適に行うことが可能となる。そして、上記構成によれば、浮体装置の構造が簡素であるため軽量化を図ることができる。したがって、水路への投入および水路からの回収の作業に纏わる作業員の労力を軽減することが可能となる。 The float device may further include a tail connected to the float opposite the parachute. As a result, by increasing the resistance of the floating body device, it is possible to suppress the inclination and planar rotation of the floating body with respect to the flow direction of the water flow. Therefore, the proper posture of the floating body can be maintained, and the inspection by the sensor device can be suitably performed. Further, according to the above configuration, since the structure of the floating body device is simple, the weight can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the labor of the worker involved in the work of putting into the waterway and collecting from the waterway.
上記センサ機器は、浮体の上側に搭載されるとよい。これにより、センサ機器によって水面より上方の空間を好適に点検することが可能となる。 The sensor device may be mounted on the upper side of the floating body. This makes it possible to suitably inspect the space above the water surface by the sensor device.
上記浮体の下側に接続され水面下に配置される柱体を更に備え、センサ機器は、柱体を介して浮体に接続されているとよい。これにより、センサ機器によって水面より下方の空間すなわち水面下の通水路壁面および底面を好適に点検することが可能となる。 It is preferable that the sensor device is further provided with a prism connected to the lower side of the floating body and arranged below the water surface, and the sensor device is connected to the floating body via the prism. This makes it possible to suitably inspect the space below the water surface, that is, the wall surface and the bottom surface of the water passage below the water surface by the sensor device.
上記パラシュートは、柱体を介して浮体に接続されているとよい。これにより、パラシュートを水中に良好に配置することができる。したがって、パラシュートによる浮体の姿勢制御および水路中央位置の保持が確実に得られ、上述した効果を高めることが可能となる。 The parachute may be connected to the floating body via a prism. This allows the parachute to be well placed in the water. Therefore, the attitude control of the floating body and the maintenance of the center position of the water channel by the parachute can be surely obtained, and the above-mentioned effect can be enhanced.
上記センサ機器は、カメラ、レーザーセンサ、超音波センサ、またはICタグリーダであるとよい。センサ機器としてカメラを搭載することにより、通水路の壁面を観察することができる。またセンサ機器としてレーザーセンサや超音波センサを用いて水路トンネルの断面形状を把握することが可能となる。更に、センサ機器としてICタグリーダを搭載することにより、通水路の壁面に設けられたICタグを読み込むことにより、浮体装置の位置を正確に把握することやその他計測データの回収が可能となる。 The sensor device may be a camera, a laser sensor, an ultrasonic sensor, or an IC tag reader. By mounting a camera as a sensor device, it is possible to observe the wall surface of the waterway. In addition, it is possible to grasp the cross-sectional shape of a water tunnel by using a laser sensor or an ultrasonic sensor as a sensor device. Further, by mounting an IC tag reader as a sensor device, it is possible to accurately grasp the position of the floating body device and collect other measurement data by reading the IC tag provided on the wall surface of the water passage.
上記浮体の上側に取り付けられカメラを内部に収容する透明なカプセルと、カプセルの外側に取り付けられる撮影用の光源と、を更に備えるとよい。このようにカプセルにカメラを収容することにより、カメラを好適に保護することができる。またカプセルの外側に撮影用の光源を取り付けることにより、暗所においても通水路内を良好に撮影することが可能となる。 It is preferable to further include a transparent capsule attached to the upper side of the floating body and accommodating the camera inside, and a light source for photographing attached to the outside of the capsule. By accommodating the camera in the capsule in this way, the camera can be suitably protected. In addition, by attaching a light source for photography to the outside of the capsule, it is possible to take good pictures of the inside of the water passage even in a dark place.
上記柱体の下端に取り付けられセンサ機器を内部に収容するカプセルと、カプセルの外側に取り付けられるキャスタと、を更に備えるとよい。これにより、浮体装置を通水路に投入したり通水路から回収したりする際のカプセルの傷付きを防止することが可能となる。 It is preferable to further include a capsule attached to the lower end of the prism and accommodating the sensor device inside, and a caster attached to the outside of the capsule. This makes it possible to prevent the capsule from being damaged when the floating device is put into the water passage or collected from the water passage.
本発明によれば、水路のほぼ中央を水路方向に姿勢を制御して流れ、気中部または水中部の壁面、上面、底面の全面を点検可能な浮体装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a floating device capable of inspecting the entire wall surface, upper surface, and bottom surface of an aerial part or an underwater part by controlling the posture of flowing through a substantially center of the water channel in the direction of the water channel.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations, and elements not directly related to the present invention are not shown. do.
図1は、本実施形態にかかる浮体装置100の斜視図である。図2は、通水路10における浮体装置100を観察した図であり、図2(a)は、浮体装置100を上方から観察した状態を例示していて、図2(b)は、浮体装置100を側方から観察した状態を例示している。
FIG. 1 is a perspective view of the
図1に示す本実施形態の浮体装置100は、図2(a)および(b)に示すように通水路10内を流されながら移動し、かかる通水路10の点検を行う装置である。図1に示すように、本実施形態の浮体装置100は、浮体110、パラシュート120、テール130、およびセンサ機器であるカメラ140を備える。カメラ140は、浮体の上側に4つ、浮体の下側に3つ、合計7つのカメラ140が備えられている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the floating
また浮体装置100は、図1に示すように、センサ機器であるカメラを収容する透明なカプセル(上側カプセル160aおよび下側カプセル160b)を備える。カメラ140は、上側カプセル160aや下側カプセル160bによって保護されるため、浮体装置100を通水路10に投入したり、通水路10から回収したりする際の壁面とカメラ140との衝突や損傷を好適に防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 1, the floating
浮体装置100はトンネル敷を走行するものではなく、水面に浮いている。したがってトンネル敷の凹凸(主に洗掘によるもの)の影響を受けることなく、一定の速度で移動する。このため、浮体装置100の位置を正確に把握することができる。
The floating
浮体110は、図2(b)に示すように通水路10の水面10aに浮かぶ浮きであり、具体的な材質としては例えば塩ビ管を用いることができる。また本実施形態では、浮体110の下側に追加のフロート200を設けている。これにより、浮体装置100の浮力を高めることができ、通水路10の水面10aより上方の空間の点検をより確実に行うことが可能となる。ただし、これに限定するものではなく、浮体110のみで十分な浮力を確保できるのであれば、必ずしもフロート200を設けなくてもよい。
As shown in FIG. 2B, the
パラシュート120は柔軟性のあるものでもよく、硬質のものでもよい。パラシュート120は、水から受ける抵抗が浮体110よりも大きい。テール130は、浮体110に対してパラシュート120とは反対側に接続されたロープ状の部材である。テール130はより抵抗を大きくするため先端がやや沈んでいることが好ましいため、その先端におもりを取り付けるとよい。テール130は、水から受ける抵抗が浮体110よりも小さい。
The
上記構成の本実施形態の浮体装置100では、図2(b)に示すように、水から受ける推進力(矢印で図示)は、テール130、浮体110、パラシュート120の順に高くなる。したがってパラシュート120が浮体110を下流側に牽き、テール130が浮体110を上流側に引くことになる。これにより、水流の流れ方向に対する浮体110の傾斜、または平面的な回転を抑制し、浮体110の適切な姿勢を保つことができるため、センサ機器であるカメラ140による点検を好適に行うことが可能となる。
In the floating
このように浮体110の姿勢制御に水の流れの力を利用することから、特許文献2のように撮影用カメラを回転させる機構およびバッテリーを搭載する必要がない。したがって浮体装置100の構造が簡素であるため浮体装置100の軽量化を図ることができる。
Since the force of the water flow is used to control the attitude of the floating
また図2(a)に示すように、通水路10は一般に幅方向の中央に向かうにしたがって流速が速くなる。このため、浮体装置100が通水路10を移動する際には、パラシュート120は水流によって通水路10の幅方向の中心に流される。これにより、浮体110もパラシュート120に引っ張られて通水路10の幅方向の中央に移動する。したがって、通水路10の幅方向への浮体110の移動を抑制し、通水路10の左右の壁面と浮体装置100との距離をほぼ均等に維持することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 2A, the flow velocity of the
また上述したように、本実施形態の浮体装置100は、センサ機器として7つのカメラ140を備える。これにより、通水路10の水面10aの上方(トンネルの天井面)、水面上の左右の壁面、水中の下方(トンネル敷)、水中の左右の壁面を好適に観察することが可能となる。なお、本実施形態では、7つのカメラ140、すなわち7つのセンサ機器を搭載する構成を例示したが、これに限定するものではなく、センサ機器の数は適宜変更することが可能である。
Further, as described above, the floating
なお本実施形態では、センサ機器としてカメラ140を搭載する構成を例示したが、これにおいても限定するものではない。他のセンサ機器としては、例えばレーザーセンサ、超音波センサやICタグリーダ(不図示)を例示することができる。センサ機器としてレーザーセンサを搭載することにより、通水路10内における断面形状およびその変化を把握することが可能となる。センサ機器としてICタグリーダを搭載することにより、通水路10の壁面に設けられたICタグ(不図示)を読み込むことにより、浮体装置100の位置、ひび割れ幅の変化、トンネルの変形を正確に把握することが可能となる。
In this embodiment, a configuration in which the
浮体110の下側のセンサ機器であるカメラ140は、柱体150を介して浮体110に接続されている。これにより、下側のセンサ機器が確実に所定の水深に配置される。また柱体150は浮力を生じるため周辺に錘を配置することが好ましい。これにより、浮体110の上下方向の重量バランスを取ることができ、転覆を防止することができる。
The
柱体150には、パラシュート120およびテール130も接続される。換言すれば、パラシュート120およびテール130は柱体150を介して浮体110に接続されている。これにより、パラシュート120およびテール130は所定の水深に配置される。パラシュート120およびテール130が水中に良好に配置されるため、姿勢制御の効果が確実に得られる。
A
また浮体装置100は、図1に示すように、浮体110の両脇にハンドル180を備えていて、手で把持したり、フック等の道具で引っ掛けたりすることができる。さらに下側カプセル160bの外側には、キャスタ190が取り付けられている。
Further, as shown in FIG. 1, the floating
図3は、通水路における100の出し入れを説明する図である。図3に示すように、ボートフック12の鉤12aをハンドル180に引っ掛けて吊り下げ、浮体装置100を通水路10に進入させたり、回収したりすることができる。このとき、通水路10の護岸10bにキャスタ190が当接すると、キャスタ190が護岸10bを滑走する。このため、浮体装置100を回収する際のカプセルの傷付きを防ぎ、且つ浮体装置100を通水路10からスムーズに回収することが可能となる。
FIG. 3 is a diagram illustrating the loading and unloading of 100 in the water passage. As shown in FIG. 3, the
また浮体装置100には、図1に示すように、上側カプセル160aおよび下側カプセル160bの外側に撮影用の光源170が取り付けられている。仮にカプセルの内側に光源170を配置すると、光がカプセルの内側で反射してしまって、画像に入り込んでしまう。光源をカプセルの外側に配置したことにより、暗所においても通水路10内を良好に撮影することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, the floating
図4は、浮体装置の他の例を説明する図である。通水路10の水中の点検が不要な場合には、例えば図4(a)に示すように、浮体110の上側のみにカメラ140を搭載する構成とすればよい。また通水路10の水面10aの上方の空間の点検が不要な場合には、例えば図4(b)に示すように、浮体110の下側のみにカメラ140を搭載する構成とすればよい。これらによれば、浮体100の軽量化を図ることが可能となる。
FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the floating device. When it is not necessary to inspect the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、通水路内を流されながら点検を行う浮体装置として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a floating device for inspecting while flowing in a water passage.
10…通水路、10a…水面、10b…護岸、12…ボートフック、12a…鉤、100…浮体装置、110…浮体、120…パラシュート、130…テール、140…カメラ、150…柱体、160a…上側カプセル、160b…下側カプセル、170…光源、180…ハンドル、190…キャスタ、200…フロート 10 ... Waterway, 10a ... Water surface, 10b ... Seawall, 12 ... Boat hook, 12a ... Hook, 100 ... Floating device, 110 ... Floating body, 120 ... Parachute, 130 ... Tail, 140 ... Camera, 150 ... Pillar body, 160a ... Upper capsule, 160b ... lower capsule, 170 ... light source, 180 ... handle, 190 ... caster, 200 ... float
Claims (8)
前記通水路の水面に浮かぶ浮体と、
前記浮体に接続され水から受ける抵抗が該浮体よりも大きいパラシュートと、
前記浮体に搭載される1つ以上のセンサ機器と、
を備えることを特徴とする浮体装置。 It is a floating device that inspects while being swept through the waterway.
A floating body floating on the water surface of the waterway,
A parachute that is connected to the float and receives more resistance from water than the float,
One or more sensor devices mounted on the float and
A floating device characterized by being provided with.
前記センサ機器は、前記柱体を介して前記浮体に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の浮体装置。 Further provided with a prism connected to the underside of the floating body and placed below the surface of the water.
The floating device according to claim 1 or 2, wherein the sensor device is connected to the floating body via the pillar body.
前記カプセルの外側に取り付けられる撮影用の光源と、
を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の浮体装置。 A transparent capsule that is attached to the upper side of the floating body and houses the camera inside.
A light source for photography attached to the outside of the capsule,
The floating device according to claim 6, further comprising.
前記カプセルの外側に取り付けられるキャスタと、
を更に備えることを特徴とする請求項4または5に記載の浮体装置。 A capsule attached to the lower end of the prism and accommodating the sensor device inside,
The casters attached to the outside of the capsule and
The floating device according to claim 4 or 5 , further comprising.
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