JPH03146854A - 遠隔作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は遠隔作業装置に関し、詳しくは作業手段に於け
る画像信号や音声信号を同軸ケーブルによって制御手段
に伝送し得るよう構成した遠隔作業装置に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 従来より地中にヒユーム管を埋設して管路を構成し、こ
の管路を上水道或いは下水道の流通管路として用いるこ
とが行われている。

前記の如き管路の敷設は掘進工法と呼ばれる工法によっ
て行われている。この工法は管路の敷設予定線上に複数
の縦穴を掘削し、この縦穴に於ける所定深さ位置から予
め掘進方向を設定された掘進装置によって掘進すると共
に、該掘進装置の進行に伴い後方から所定長さのヒユー
ム管を順次供給して管路を構成するものである。

また既設の管路に対しては、管内検査装置によって管路
内壁の状態を検査して該管路に対する補修の要否を判定
したり、或いは管内加工装置によって管路の所定位置に
新たな枝管を取り付けるための穴加工が行われる。

前記掘進装置、管内検査装置、管内作業装置等は管路の
径に応した寸法を有するものである。上下水道に於ける
管路の径は種々の寸法を有するが、直径数百間の人が内
部に入れないようなものが多い。このため、前記各装置
は掘進部、検査部、加工部等の作業部と、該作業部を制
御するための制御部とを別に構成し、制御部を例えば地
上に設置した遠隔操作方式を採用することが一般である
。

上記の如く作業部と制御部とを別構成とした場合、掘進
装置にあっては、掘進作業部の姿勢或いは掘進作業部の
動作状況を検出するためのテレビカメラやマイクロフォ
ンを設けており、また検査装置及び加工装置等にあって
は管壁の状態を撮影するためのテレビカメラや穿孔カッ
ターを監視するためのテレビカメラ等を設けている。ま
た前記各装置に於いて、例えば駆動用の油圧圧力の検出
センサーや他の動作部の検出センサー等各種センサーが
設けられている。

前記各装置に於いて、テレビカメラによって撮影した映
像は多心ケーブルを用いて制御部に伝達され、この制御
部に設けた受像機によって映写するように構成されてい
る。またセンサーによって検出した信号は個々に多心ケ
ーブルを用いて制御部に伝達され、この制御部に設けた
表示部によって表示するように構成されている。

最近に至り、掘進装置にあっては三次元的な姿勢を制御
し得る技術が開発されており、この技術を実施するため
に複数のテレビカメラが必要となっている。また検査装
置及び加工装置の機能を複合して管内の検査と管内壁に
対する所定の加工とを同時に実施し得るように構成した
検査加工装置が開発されており、この装置にあっては、
内壁を検査するためのテレビカメラ、穿孔カッターを監
視するためのテレビカメラ等の複数のテレビカメラを設
けている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の如く作業部に複数のテレビカメラを設けた場合、
これ等の画像信号を伝達するためのケーブル数が増加し
、このため、作業部に於けるケーブルの牽引に要する駆
動力を増大させる必要が生しる虞がある。またケーブル
の数が増加することによって、ケーブルの捌きが煩雑と
なり、該ケーブルを傷める虞がある。

本発明の目的は、作業部と制御部との通信信号が増加し
てもケーブルを増加させる必要のない遠隔作業装置を提
供するものである。

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するために、本発明に係る遠隔作業装置
は、作業手段と制御手段とを有し、作業の進行に伴って
前記作業手段が制御手段よりも離隔するよう構成された
遠隔作業装置に於いて、複数の撮影器及び音声採取器と
、前記複数の撮影器によって撮影された複数の画像信号
と前記音声採取器によって採取された音声信号とを夫々
所定の周波数に変換するための変換器と、前記変換器に
よって変換された複数の周波数を持った画像信号並びに
音声信号を混合するための混合器と、前記混合器によっ
て混合された混合信号を増幅するための増幅器とを設け
た作業手段と、受像機及び音声発生器を設けた制御手段
とを有し、前記作業手段に設けた増幅器と前記制御手段
に設けた受像機とを同軸ケーブルで接続して構成される
ものである。

他の遠隔作業装置は前記遠隔装置に於いて、作業手段に
被検出部の状態を電気的に検出するための検出手段と、
前記検出手段によって検出した電気信号を音響周波数に
変換するための電圧−周波数変換器とを設け、前記周波
数変換器と変換器とを接続すると共に、制御手段に周波
数に応じて電圧に変換するための周波数−電圧変換器と
、入力電圧に応じて動作する表示手段とを設け、前記周
波数−電圧変換器の入力を受像機の音声出力に接続する
と共に出力を前記表示手段の入力に接続して構成される
ものである。

また他の遠隔作業装置は前記遠隔作業装置に於いて、作
業手段に被検出部の状態を電気的に検出するための検出
手段と、前記検出手段によって検出した電気信号をデジ
タル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器と、変換された
デジタル信号を音響信号に変換するための音響変調器と
を設け、前記音響変調器と変換器とを接続すると共に、
制御手段に音響信号をデジタル信号に変換するための音
響復調器と、変換されたデジタル信号をアナログ信号に
変換するためのＤ／Ａ変換器と、入力電気信号に応じて
動作する表示手段とを設け、前記音響復調器の入力を受
像機の音声出力に接続すると共に出力を前記表示手段の
入力に接続して構成されるものである。

〈作用〉 上記手段によれば、作業手段に設けられた複数の撮影手
段によって撮影された画像及び音声採取手段によって採
取された音声は、夫々変換器によって所定の周波数を有
する信号に変換される。前記信号は例えば商用テレビ周
波数帯域に於ける画像周波数及び音声周波数に変換され
る。これ等の信号は混合器によって混合され、且つ増幅
器によって増幅される。そして画像信号と音声信号とが
混合された混合信号は同軸ケーブルによって作業手段に
設けた混合器から制御手段に設けた受像機に伝送され、
該受像機及び音声発生器によって画像及び音声を再生す
ることが出来る。

また作業手段に複数の電気的な検出手段を設けた場合で
あっても、検出手段によって検出した電気信号を夫々所
定の周波数に変換することによって、同軸ケーブルを用
いて制御手段に設けた表示手段に伝達し、該表示手段に
よって検出手段の検出値を表示することが出来る。

このように、作業手段と制御手段との通信信号を同軸ケ
ーブルによって通信することで、ケーブル数を少なくし
た遠隔作業装置を構成することが出来る。

〈実施例〉 以下上記手段を適用した遠隔作業装置の一実施例を図を
用いて説明する。

９− 第１図は本発明に係る遠隔作業装置の説明図、第２図は
作業部を構成する台車の説明図、第３図は制御部を構成
する操作盤の説明図、第４図は通信回路の説明図である
。

第１図は遠隔作業装置として、管路Ａの内部を検査する
と共に、管路Ａに於ける穿孔作業等の作業を実施し得る
よう構成された管内作業装置（以下単に１作業装置」と
いう）Ｂを示している。前記作業装置Ｂは、管路Ａ内を
移動して所定の作業を実施する作業手段となる作業台車
１と、該台車１の移動１作業内容等を制御する制御手段
となる操作盤２とにより構成されている。

前記作業台車１はマンホールＣから管路Ａ内に挿入され
、該管路Ａを移動しつつ進行方向及び管路Ａの内壁の状
態を撮影して画像を操作盤２に伝達すると共に、予め設
定された位置に於いて管路Ａの内壁に穿孔作業を実施す
るものである。

作業台車１は第２図に示すように構成されている。

即ち、複数の車輪１ｂを有する台車１ａの進行１０− 方向前方側（図に於ける右側）に、加工ヘンド３が設け
られている。この加工ヘッド３は管路Ａの軸心と平行な
軸心４を中心として回転可能に構成されている。加工ヘ
ッド３には、軸心４と一敗して作業台車ｌの前方を監視
するためのカメラ５ａが配置されており、また端面には
管路Ａの内壁を監視するためのカメラ５ｂが配置されて
いる。また加工ヘソド３の外周所定位置には、カッター
６が設けられており、該カッター６の近傍にカッター６
を監視するためのカメラ５Ｃが配置されている。また台
車１ａの進行方向後方（図に於ける左側）には複数の油
圧バルブ７が設けられており、この油圧バルブ７と加工
ヘッド３との間に油タンク８及び音声採取手段となるマ
イクロフォン９が夫々配置されている。前記カメラ５ａ
〜５Ｃとしては、複数のＣＣＤ素子によって構成したＣ
ＣＤカメラを用いている。

また台車１ａの内部には、車輪１ｂを駆動するための油
圧モーター１０、操作盤２との間でカメラ５ａ〜５ｃに
よっで撮影した画像を伝達し、或いは操作盤２からの油
圧バルブ７の駆動信号を授受する制御盤１１が設けられ
ている。

また台車１ａの内部であって、夫々所定位置には、油圧
ポンプや該ポンプによって発生する圧油の圧力を検出す
るための圧力センサー、圧油の温度を検出する温度セン
サー、カッター６の半径方向に対する出没位置を検出す
る位置センサー、台車１ａの左右方向の傾斜角度を電気
的に検出するセンサ−１２ａ９台車１ａの前後方向の傾
斜角度を電気的に検出するセンサー１２ｂ等のセンサー
が設けられている。

前記制御盤１■と後述する操作盤２との間には、ケーブ
ル１３が配設されている。このケーブル１３は、油圧モ
ーターを駆動するために電源と接続されたケーブル、油
圧バルブを駆動するための駆動信号を伝送するためのケ
ーブル等によって構成されており、前記ケーブル１３に
沿ってカメラ５ａ〜５ｃによって・撮影した画像信号、
マイクロフォン９によって採取した音声信号及びセンサ
ー１２ａ　　１２ｂによって検出した検出信号を伝送す
るための同軸ケーブル１３ａが配設されている。

操作盤２は第３図に示すように、カメラ５ａ〜５ｃと同
数の受像機１４ａ〜１４ｃ、スピーカー１５及び各セン
サーと同数の表示器１６ａ、１６ｂが設けられている。

また操作盤２には、台車１ａを前進或いは後進させるた
めのスイッチ、加工ヘッド３を回転させるためのスイッ
チ、カッター６を回転させるスイッチ等のスイッチが設
けられている。

尚、図に於いて１７は制御盤である。

次に、上記構成の作業装置Ｂに於ける画像信号及び音声
信号の伝送について第４図を用いて説明する。

図に於いて、−点鎖線で囲まれた部分は台車１ａに設け
た構成部を示し、二点鎖線で囲まれた部分は操作盤２に
設けた構成部を示している。

カメラ５ａ〜５ｃによって撮影した画像情報は、夫々画
像電圧として変換手段となるＲＦコンバータ２１ａ〜２
１ｃに伝送される。そして前記ＲＦコンバータ２１ａ〜
２１ｃに於いて夫々所定の周波数の画像信号に変換され
る。またマイクロフォン９にょって採取された音響電圧
は、ＲＦコンバータ２１ｂに伝送され所定の周波数の音
声信号に変換される。

一方センサー１２ａ、１２ｂによって台車の左右及び前
後方向に対する傾斜角度を電気的に検出した検出信号は
、Ａ／Ｄ変換器２２ａ、２２ｂによってデジタル信号に
変換され、更に音響変換器２３ａ、２３ｂによって音響
信号に変換されＲＦコンバータ２１ａ、２１ｃに伝送さ
れて所定の周波数の音声信号に変換される。またセンサ
ー１２ａ、１２ｂによって検出した検出信号を図示しな
い電圧−周波数変換器（Ｖ−Ｆ変換器）により直接音響
信号に変換することも可能である。

本実施例では、前記画像信号及び音声信号を夫々商用テ
レビの空きチャンネルに対応した周波数帯に変換してい
る。即ち、カメラ５ａの画像信号及びセンサー１２ａの
検出信号は、ＲＦコンバータ２１ａによって２チヤンネ
ル（Ｃ）ｌ）の映像周波数と音声周波数に対応した周波
数に夫々変換している。

またカメラ５ｂの画像信号及びマイクロフォン９の音響
信号はＲＦコンバータ２１ｂによって１３ＣＩＩの４ 映像周波数と音声周波数に夫々対応させ、且つカメラ５
ｃの画像信号及びセンサー１２ｂの検出信号はＲＦコン
バータ２１ｃによって３５ＣＨの映像周波数と音声周波
数に夫々対応させている。従って、後述する受像機１４
ａ〜１４ｃとしては、ＶＨＦ、ＵＨＦを受信し得る市販
のテレビ受像機を用いることが可能である。

各ＲＦコンバータ２１ａ〜２１ｃによって夫々所定のチ
ャンネル帯の映像周波数及び音声周波数に変換された画
像信号、検出信号、音響信号は、混合器２４によって混
合されると共に、増幅器２５によって増幅される。そし
て増幅された各信号が重畳されて同軸ケーブル１３ａを
介して操作盤２に伝送される。

前記ＲＦコンバータ２１ａ〜２１ｃ、Ａ／Ｄ変換器２２
ａ、２２ｂ、音響変換器２３ａ、２３ｂ、混合器２４゜
増幅器２５は制御盤１１に設けられている。

同軸ケーブル１３ａは操作盤２に設けた分配器２６に接
続されており、同軸ケーブル１３ａに重畳されて伝送さ
れた各信号は、分配器２６によって分波器２７ａ〜２７
ｃに分配される。そして分波器２７ａ〜２７Ｃによって
ＶＨＦ、ＵＨＦ周波数帯に分波される。

この分波器２７ａ〜２７ｃには夫々受像機１４ａ〜１４
ｃが接続されており、受像１１１４ａによって２ＣＨに
対応した画像が映写され、受像機１４ｂ、１４ｃによっ
て夫々１３ＣＨ，３５ＣＨに対応した画像が映写される
。

受像機１４ｂにはスピーカー１５が接続されている。

そしてスピーカー１５によってマイクロフォン９によっ
て採取された作業台車１の音響が再生される。

また受像機１４ａ及び１４ｃの音声出力端子には音響復
調器２８ａ、２８ｂが夫々接続されており、２ＣＨに対
応した音声周波数に変換されて伝送されたセンサー１２
ａの検出信号が音響復調器２８ａによってもとのデジタ
ル信号に変換され、同時に３５ＣＨに対応した音声周波
数に変換されて伝送されたセンサー１２ｂの検出信号が
音響復調器２８ｂによってもとのデジタル信号に変換さ
れる。

このデジタル信号はＤ／Ａ変換器２９ａ、２９ｂによっ
てセンサー１２ａ、１２ｂの検出電圧と等しい電圧に変
換され、夫々表示器１６ａ、１６ｂに伝達され、該表示
器１６ａ、１６ｂによって、センサー１２ａ、１２ｂの
検出値が表示される。

尚、センサー１２ａ、１２ｂによって検出した検出信号
をＶ−Ｆ変換器により直接音響信号に変換し、この音響
信号を２ＣＩ、　３５ＣＨの音声周波数に変換して同軸
ケーブル１３ａに重畳させて伝送した場合には、制御盤
１７に周波数を電圧に変換するための周波数−電圧変換
器（Ｆ−Ｖ変換器）を設けることによって、伝送された
センサー１２ａ、１２ｂの検出信号をもとの検出電圧と
等しい電圧に変換し、この電圧を表示器１６ａ、１６ｂ
に夫々伝送することで、該表示器１６ａ、１６ｂにセン
サー１２ａ、１２ｂの検出値を表示することが可能であ
る。

前記分配器２６１分波器２７ａ〜２７Ｃ１音響復調器２
８ａ、２８ｂは制御盤１７に設けられている。

上記の如く、本実施例に係る作業装置Ｂでは、複数の映
像信号及び音声信号、複数の検出信号を所定のチャンネ
ル帯を構成する映像周波数と音声周波数とを有する信号
に変換し、これ等の信号を同軸ケーブル１３ａに重畳さ
せて伝送するように構成したので、作業部と制御部とを
１本の同軸ケーブル１３ａによって通信することが可能
であり、従って、映像の通信に要するケーブル数を低減
することが可能である。

また作業台車ｌに於ける監視部分が増加し、これにより
カメラの数或いはセンサーの数が増加しても、ＶＨＦ、
ＵＨＦのチャンネル数以内であれば１本の同軸ケーブル
１３ａで画像信号を伝送することが可能である。

このように、映像信号、音声信号、検出信号等の信号を
１本の同軸ケーブルで通信し得るように構成した場合、
特に、掘進装置のように掘進の進行に伴いヒユーム管を
供給する毎にケーブルの接続が必要となる装置に用いる
と有利である。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明に係る遠隔作業装置
によれば、作業手段に設けた複数の撮影手段によって撮
影した画像情報を夫々所定の周波数の画像信号に変換し
、該画像信号を同軸ケーブルに重畳させて通信すること
が出来る。このため、撮影手段の数が増加しても１本の
同軸ケーブルによって作業手段と制御手段との通信を行
うことが出来、作業手段に於ける牽引力を増加させる必
要がない。

また作業手段に設けた電気的検出手段の出力を所定の周
波数の信号に変換し、該信号と画像信号とを同軸ケーブ
ルに重畳させて通信することも出来る。このため、検出
手段毎に通信用ケーブルを設ける必要が無く、通信用ケ
ーブルの数を低減することが出来る等の特徴を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遠隔作業装置の説明図、第２図は
作業部を構成する台車の説明図、第３図は制御部を構成
する操作盤の説明図、第４図は通信回路の説明図である
。 Ａは管路、Ｂは作業手段、１は作業台車、１ａは台車、
２は操作盤、３は加エヘソド、５ａ〜５Ｃはカメラ、６
はカッター、９はマイクロフォン、１．１は制御盤、１
２ａ、１２ｂばセンサー、１．３．１３ａはケーブル、
１４ａ〜１４ｃは受像機、１５はスピーカー１６ａ、１
６ｂと表示器、２１ａ〜２１ｃはＲＦコンバータ、２２
ａ、２２ｂはＡ／Ｄ変換器、２３ａ、２３ｂは音響変換
器、２４は混合器、２５は増幅器、２６は分配器、２７
ａ〜２７ｃは分波器、２８ａ、２８ｂは音響復調器、２
９ａ、２９ｂはＤ／Ａ変換器である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業手段と制御手段とを有し、作業の進行に伴っ
   て前記作業手段が制御手段よりも離隔するよう構成され
   た遠隔作業装置に於いて、複数の撮影器及び音声採取器
   と、前記複数の撮影器によって撮影された複数の画像信
   号と前記音声採取器によって採取された音声信号とを夫
   々所定の周波数に変換するための変換器と、前記変換器
   によって変換された複数の周波数を持った画像信号並び
   に音声信号を混合するための混合器と、前記混合器によ
   って混合された混合信号を増幅するための増幅器とを設
   けた作業手段と、受像機及び音声発生器を設けた制御手
   段とを有し、前記作業手段に設けた増幅器と前記制御手
   段に設けた受像機とを同軸ケーブルで接続したことを特
   徴とした遠隔作業装置。
2. （２）請求項（１）記載の遠隔作業装置に於いて、作業
   手段に被検出部の状態を電気的に検出するための検出手
   段と、前記検出手段によって検出した電気信号を音響周
   波数に変換するための電圧−周波数変換器とを設け、前
   記周波数変換器と変換器とを接続すると共に、制御手段
   に周波数に応じて電圧に変換するための周波数−電圧変
   換器と、入力電圧に応じて動作する表示手段とを設け、
   前記周波数−電圧変換器の入力を受像機の音声出力に接
   続すると共に出力を前記表示手段の入力に接続したこと
   を特徴とした遠隔作業装置。
3. （３）請求項（１）記載の遠隔作業装置に於いて、作業
   手段に被検出部の状態を電気的に検出するための検出手
   段と、前記検出手段によって検出した電気信号をデジタ
   ル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器と、変換されたデ
   ジタル信号を音響信号に変換するための音響変調器とを
   設け、前記音響変調器と変換器とを接続すると共に、制
   御手段に音響信号をデジタル信号に変換するための音響
   復調器と、変換されたデジタル信号をアナログ信号に変
   換するためのＤ／Ａ変換器と、入力電気信号に応じて動
   作する表示手段とを設け、前記音響復調器の入力を受像
   機の音声出力に接続すると共に出力を前記表示手段の入
   力に接続したことを特徴とした遠隔作業装置。