JPH038310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は管内自走装置に関し、特に管径方向で
対向する内壁面部分間に、一対の腕で突つ張りを
掛けるようにして自立しながら、当該腕の先端に
取付けた車輪で走行する車輪式管内自走装置に関
する。

＜従来の技術＞ 従来の管内走行装置としては、車輪と管の内壁
または車輪と管の内壁に沿つて施設された軌道と
の間で単に重力により生ずる摩擦力を利用して走
行する装置が最も普通であつた。トンネル内を走
行する鉄道とか掘削孔内に施設された軌道の上を
走行するトロツコ等も広くはこの範疇に含めるこ
とができる。

これに対して、未だ公知とはなつていないが、
本出願人が別途、特願昭58−211344号（特開昭60
−104456号公報参照）として出願したように、重
力によつてのみ生ずる摩擦力を利用するという限
定から逃れ、垂直な管内をも走行できる管内自走
装置もある。

＜発明が解決しようとする問題点＞ パイプ内の亀裂、損傷、摩耗、異物付着、材質
劣化等の諸検査や試験、パイプ接合個所の状況把
握、更にはまたパイプ内へのケーブルの施設やパ
イプ内における資材の搬送等の作業を人手によら
ずロボツト化することは将来に向けての大きな希
望である。殊に、人手による作業空間の採れない
パイプ内とか、原子力産業関係において人の作業
によることが危険なパイプ内等では、これは単な
る作業の合理化、省力化に留まらない必須の要請
となる。

しかしまた一方で、上記のような作業対象とな
るパイプ類は、いつも必ず管径が均一な、そして
水平面に沿つてのみ施設されたものであるとは限
らない。寧ろ、垂直やそれに近い大きな勾配部分
があつたり、極めて小さな弧を描く屈曲や、更に
は捩れまであることが考えられ、特に人為的に施
設されたものでない孔内の検査等にあつては、内
面の起伏が激しく、進行方向に沿つて孔径が大き
く変動し、しかも歪んでいるようなことすら大い
にあり得る。

してみるに、上記重力を利用する前者の従来例
装置では、このように空間的姿勢や曲折の程度、
径の変動の激しい管類には全くにして適用するこ
とができない。また、走行姿勢自体にもかなりな
限定があり、所定の一方向（一般に鉛直方向）を
基準として或る程度の傾き範囲内は許容されるも
のの、例えば横に寝たり逆さまになつたり等して
の走行は到底許されない。

対して、上記後者の本出願人の手になる従来例
装置では、管内にあつて管径方向に対向する内壁
面部分間に自立することができ、しかも当該管に
要求する条件が緩く、姿勢自由度も高いため、当
該内壁面部分間の間隔や姿勢の変動にも良く追従
できるようになつている。

本発明は、重力の直接的な支配から逃れ得たこ
の後者の従来例を更に改良することを目的として
成されたもので、車輪の数を減らし、構造を簡単
化して、より実用度の高い管内自走装置を提供せ
んとしたものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は上記目的を達成するため、 管内に位置し、該管の管径方向で対向する内壁
面部分間に自立して走行するための管内自走装置
であつて； 軸線を整合し、付勢手段により該同一軸線上で
互いに逆方向に離れるように付勢されながらも伸
縮可能な一対の腕と； 上記一対の腕の一方の先端に備えられた第一の
動輪と； 上記一対の腕の他方の先端に備えられた車枠に
より、上記軸線と直交する方向において互いに離
隔的に保持された二つの車輪と； 上記車枠を上記腕の軸線を含む面内で該軸線に
対して傾動可能とする関節手段と； 上記軸線と上記車枠との交角を検出する交角検
出手段と； から成り、 上記車枠に備えられた二つの車輪は、その一つ
を第二動輪として他を自由輪とするか、または二
つ共、第二動輪となし； 上記付勢手段の付勢力により、各対応する腕を
介し、上記対向する両内壁面部分の一方に対して
上記第一の動輪を、他方に対して上記二つの第二
の動輪または一つの第二動輪と一つの自由輪を、
夫々押し付ける突つ張り力を発生させ、該突つ張
り力を装置自立力とする一方； 上記交角検出手段の検出する交角に基き、上記
第一、第二の動輪を各駆動する駆動手段の当該駆
動力を主動と従動の関係で可変制御し、上記装置
自立力を保ちながら装置自走力を得ること； を特徴とする管内自走装置を提供する。

＜作用＞ 上記構成による本発明の管内自走装置は次のよ
うに動作させることができる。

管内に本装置を挿入すると、一対の腕に与えら
れている付勢力により、夫々対応する腕を介し、
管径方向に対向する両内壁面部分の一方に対して
上記第一の動輪を、他方に対して上記二つの第二
の動輪または一つの第二動輪と一つの自由輪を、
夫々押し付ける突つ張り力が発生し、この突つ張
り力が装置自立力となる。

この状態で管径方向に対向する第一、第二の動
輪を夫々駆動手段により駆動すると、装置は全体
として対向する内壁面部分に沿い、管の伸びる方
向に前進乃至後退を始める。

但しその際、第一、第二の両側動輪を同時に、
且つ同じエネルギで駆動するのではなく、主動と
従動の関係で制御する。

例えば一方の動輪を主動輪として、これを駆動
することにより装置走行を開始させた場合には、
他方の動輪は従動輪として、一方の腕に取付けた
車枠と腕の軸線との傾き角（交角）が予め定めた
特定の値を常に維持するように、その回転を速め
たり遅めたりしながら駆動する。これは次の理由
による。

本装置では、同一軸線上で互いに逆方向に伸び
出す一対の腕が、軸方向外方への付勢力を受けな
がらも互いに相寄つたり離れたりすることがで
き、しかも一方の腕の先端に取付けた車枠が、関
節乃至軸支点により腕の軸線に対して該軸線を含
む面内で傾動できるようになつている。

従つて、当該走行状態下において、管径方向に
対向する内壁面部分の間隔が、場所により或る程
度の範囲で変動していても、その変動幅が余りに
大きくなければ、例え両側動輪を同一のエネルギ
で回転駆動しても、当該車枠が腕の軸線に対して
適当に傾くことにより、対応する内壁面部分の傾
斜に倣い、一方で各腕も適当に伸び縮みするた
め、一応、装置は自立したまま走行を続けること
ができる。

しかし、そうした管径変動が或る程度以上に大
きくなつたり、或いは小さな変動が蓄積されてく
ると、車枠と腕との傾きが極めて大きくなる等し
て装置姿勢が崩れ、対向する腕が互いに離れる方
向に伸び切つた結果、管径方向に対向する内壁面
部分間での突つ張り力、即ち装置自立力が失われ
ることがある。

そこで、これに対処するため、上記要旨構成中
に見られるように、一方の動輪を主動輪とし、他
方の動輪を従動輪とした上で、交角検出装置によ
り車枠と腕の軸線との交角、即ち車枠の取付けら
れた腕と当該車枠との傾き角を検出し、この検出
信号に基き、例えば予め定めた基準角（最も一般
的には90゜）との差異をなくすように従動輪側の
駆動力を可変制御すれば、腕の伸び出し量、ひい
ては突つ張り力を大体において或る一定の範囲内
に拘束でき、装置姿勢も車枠に対して腕が略ゞ直
立した安定な姿勢に維持できる。

もつとも、交角検出に基く駆動力可変制御の具
体的な仕方には、上記の外にも幾つか考えられ、
他の適当な方法によつても良いが、例えば今一つ
の方法としては、主動輪、従動輪の関係を一義的
に定めず、交角の検出値が基準角より大きいのか
小さいのかによつて両側動輪の主動、従動の関係
を逆転する方法もある。

本装置は上記のような走行原理を採るため、対
向する内壁面部分の間隔、即ち管径がかなり大き
く変動していても、極めて安定に自走することが
できる。

また、重力によらず、突つ張り力により装置自
立と走行のための摩擦力を得ているから、垂直乃
至これに近い大きな勾配の管内も自由に進んで行
くことができるし、装置姿勢にも限定が生じない
から、要すれば横に寝た状態でも逆さになつた状
態でも、走行することができる。

更に、実施例的な配慮として、例えば本出願人
の既出願に係る特開昭59−109402号公報に開示の
ように、動輪に横方向移動可能な車輪を使い、自
由輪に転動方向の可変なキヤスタ状のものとか球
ベアリング状のもの等を使えば、管径の変動が横
断面において画一的でなく、即ち横断面が歪んで
いても、その時々で最も安定する最大管径部分へ
自動的に回りすべつていくから、管が複雑に屈曲
したり、各内壁面が独立に波打つていたりして
も、その時々で最も無理のない安定な姿勢の採れ
る最大内径部分を通過していくことができる。

また逆に、上記のような管のその時々の断面形
状の如何による自動操舵に対し、車枠のない方の
動輪を主動輪とし、且つ所望の方向へ操舵可能な
ものとすれば、管内において意図した所定方向へ
装置の進行方向を規定することもできる。但しこ
の場合、主動輪を横方向移動可能な車輪とする必
要はない。

＜実施例＞ 第１図は本発明走行装置の基本的な一実施例の
概略的な構成を示している。

全体としての本走行装置２０は、本体部４から
対向的に伸び出した一対の腕１ａ，１ｂを有し、
これら腕は同一の軸線上に配された上で、その隣
接端相互が付勢手段Ｓの各端に接続されている。

付勢手段Ｓは、図中では仮想線で模式的に機械
バネ状に示されているが、この付勢手段Ｓによ
り、背向的に伸び出す一対の腕１ａ，１ｂは、矢
印Ｆで示すように、互いに相離れる方向に付勢さ
れ、また互いに相寄るように縮むこともできる。
但し望ましくは、両腕１ａ，１ｂ間で相対的な回
転や揺動がないようにする。

本体部４は、内部にこの付勢手段Ｓを収める
外、後述する本装置の各動作を制御する電気的回
路系等も収めることができ、また外面部には、本
装置２０により搬送すべき物を支持するキヤリア
部４ａを有することもできる。

一方の腕１ａの先端には、駆動装置６ａを介し
て第一の動輪としての車輪３ａが取付けられてい
る。

また、他方の腕１ｂの先端には、軸支部乃至関
節５を介して車枠２が保持されている。この場
合、車枠２は略ゞその中心位置で腕１ｂに保持さ
れており、また、関節５は、腕に対してその軸線
を含む少なくとも一つの面内、望ましくは当該一
つの面内でのみ、第１図紙面内にあつて角度θで
示すように車枠２を傾動可能とする。そのために
は当該関節５として、例えば腕の軸線に対して直
交する一つの軸の周りにのみ回転するピボツト関
節等を使用することができる。

車枠２の一端には第二の駆動装置６ｂを介して
第二の動輪３ｂが、他端には自由輪３ｃが設けら
れている。第一、第二の両動輪３ａ，３ｂの回転
軸は腕の軸線と直交する方向、即ち第１図紙面に
直角であり、自由軸の回転軸は、通常の車輪を使
用する場合は或る特定の方向、一般には動輪と同
様に紙面に直交する方向に固定されていて良い。

但し、一つの実施例として、望ましくは両動輪
３ａ，３ｂに先に挙げた特開昭59−109402号公報
に開示の横方向移動可能な車輪を用い、自由輪３
ｃに任意方向に転動方向を変えることのできるキ
ヤスタ状とか球ベアリング状等の方向可変車輪を
使用することができる。尚、以下の各図中におい
て、外周部を黒く太く示した車輪は、動輪である
と同時に、実施例的に上記の横方向移動可能な車
輪を用いることのできる車輪であることを表すも
のと約束する。

本装置は更に、図示していないが、腕１ｂと車
枠２との傾き角、即ち車枠と腕との交角θを検出
する手段と、この検出した交角θに基き、適当な
仕方で従動輪とした動輪３ａまたは３ｂの駆動力
を制御する制御系とを有している。

交角検出手段としてはポテンシヨ・メータ等、
公知適宜な回転角検出手段を採用することがで
き、また、電子的な制御の都合上、交角θを方向
付ける必要があるなら、例えば図中、当該交角を
表す矢印が示す方向を正とすれば良い。

上記構成の本装置２０を管Ｗの中に挿入する
と、本体部４内の付勢手段Ｓの発生する付勢力に
より、両腕１ａ，１ｂは互いに相離れる方向に伸
び出し、夫々各先端側に保持した各車輪３ａ；３
ｂ，３ｃを管径方向で対向する一対の内壁面部分
Wa，Wbの対応する一面宛に当接させ、且つそ
の状態においても尚、付勢手段Ｓは各車輪を対応
する各内壁面部分に対して内側から外側に向けて
押し付けるように付勢するので、本体部４の所か
ら見ると両内壁面部分Wa，Wbに対して内側か
ら突つ張りを掛けているようになり、もつて当該
付勢力乃至突つ張り力が装置自立力として働い
て、本装置２０が全体としてこの対向する内壁面
部分間に自立すると共に、重力に無関係に走行の
ための十分な摩擦力が得られる。

尚、直管内においては、腕１ａ，１ｂ、車枠
２、各車輪３ａ；３ｂ，３ｃは全て同一平面内に
揃い、円管内においては当該円管直径と管軸を含
む平面内に揃う。その際、双方の腕１ａ，１ｂの
長さと付勢力が同じであるなら、本体部４は管径
方向で略ゞ中心に位置する。

この状態下において各駆動装置により各対応す
る動輪３ａ，３ｂを駆動すれば、装置自走力が得
られる。勿論、両側動輪の駆動方向は、例えば第
１図中において装置が全体として矢印Tfで示す
方向に動くか、またはこれとは逆の矢印Tbで示
す方向に動くかに依存して定まる。

しかしそれだけではなく、本発明においては先
に述べたように、腕と車枠２との傾きの程度を表
す交角θを検出し、これに基いていづれか一方の
動輪を他方に対して従動的に駆動制御する。

その制御モードの基本的一例として次のような
モードを挙げることができる。

例えば基準角として90゜を選ぶ。換言すれば車
枠２に対して腕１ａ，１ｂが直立する状態を装置
基準姿勢とする。勿論、これが最も安定の良い姿
勢である。そうした上で、上記交角θが常に当該
基準角を維持するように従動輪を制御する。

例えば、第１図において上側の動輪３ａを主動
輪、車枠２に取付けられている側の動輪３ｂを従
動輪とし、装置全体を矢印Tf方向に移行させる
ために主動輪３ａを図中、反時計方向に回転させ
ると、図示しない交角検出手段により検出される
交角θは基準角90゜より小さくなる。

そこで、これに応答して、従動輪３ｂを時計方
向に回転させ、交角θが90゜になるようにする。

逆に、動輪３ａを時計方向に回転させ始める
と、装置は全体として矢印Tb方向に移行し始め、
交角θは90゜より大きくなるから、そうした場合
には従動輪３ｂを反時計方向に回転させて、その
誤差がなくなるようにする。

また、矢印Tf方向に走行していても、車枠側
の方が先行すると、同様に交角θは基準角90゜よ
り大きくなる。そうした場合には従動輪３ｂの回
転速度を落とすか逆回転させて制御し、或いはま
た別の制御モードとして、主動輪と従動輪の転換
を図り、それまで主動輪であつた方の動輪３ａを
従動輪とし、その回転速度を速めて基準角との角
度誤差をなくすようにする。

このようにして、交角θが基準角を保つている
時、乃至基準角と等しくなつた時には、従動輪の
回転を止めるか、両動輪を同一のエネルギで回転
させる。

このようにするための電子機械的帰還制御系は
公知の技術により様々な具体的構成のものを組む
ことができ、またそうしたサーボ系にあつては、
そのゲイン乃至ループ応答特性を高めて上記従動
輪による追従動作が殆ど瞬時に行なわれるように
することもできるし、逆に意図的に低くして追従
動作に弾力性を持たせることもできる。

いづれにしても上記のように制御すれば、本体
姿勢は基準姿勢を常に保つようになり、管径の変
動があつても良くこれに追従できるようになる。
また、重力の影響は殆ど受けないから、装置の空
間的な姿勢は任意に採ることができる。

更に、一つの望ましい実施例として、既述のよ
うに、両側動輪３ａ，３ｂに横方向移動可能な車
輪を、自由輪３ｃに任意方向に舵輪され得る方向
可変車輪を使用した場合には、管の横断面形状が
その場所毎に非円形で歪んでいても、各車輪にと
つて最も凹んでいる内壁面部分に落ち着くように
当該各車輪が回りすべつていくから、装置は全体
としてその時々の最大管径部分に倣いながら安定
に走行するようになる。

第２図及び第３図は、第１図示の実施例をより
具体的にしたものを示している。

本体部４は、一対の腕１ａ，１ｂを真直ぐに出
し入れする案内部分の中間にバネＳを入れて付勢
手段としている。この案内部分に平板を直角に取
付けてキヤリア部４ａとしている。このキヤリア
部４ａには必要な機器、例えばカメラ、検査や試
験用の測定器、工作機、塗装機器、施設装置、部
品収納バケツト等々の被搬送物を搭載する。ま
た、本装置自身のための制御装置類も取付ける。

車枠２を腕１に対して一つの面内でのみ回転乃
至傾動可能とするための関節５は、既存のラジア
ル・ベアリング等を用いたピボツト関節等で構成
する。

車枠２に取付けられた自由輪３ｃは、例えば加
えられた力に対して最も無理のない方向を向くキ
ヤスタ状の方向可変車輪とする。

一方で両側動輪３ａ，３ｂは既述した横方向移
動可能な車輪とする。

交角検出装置Ｐ１は、例えば車枠側に取付け、
腕１ｂと車枠２との傾きを腕軸の相対的な回転角
に変換して検出する各種既存のポテンシヨ・メー
タ等で構成する。

各動輪３ａ，３ｂの駆動装置６ａ，６ｂは、通
常の電気モータ等の動力源を含むことができ、公
知既存の技術を援用したベルト、ギヤ、その他適
当な駆動トレインを介し、その駆動エネルギが各
動輪に伝えられる。

また、図示していないが、例えば本体部４内に
は、上記交角検出装置Ｐ１が検出した交角θと予
め定めてある基準角との差異に応じ、既述した装
置姿勢安定制御のために従動輪用のモータの回転
数を可変制御するサーボ回路も内蔵させる。

更に望ましくは、装置の延べ走行距離を知るた
め等に回転量検出計Ｐ２を設けると良く、その場
合にも当該計器自体は公知既存の適当なもので良
いし、その取付けも例えば動力伝達トレインに当
該計器の入力回転軸を係合させる等すれば良い。

これに加えて、例えば一対の腕の伸縮量を検出
して装置中心位置を検出する手段も組込むと、本
装置を走行させるだけで未知の管内経路を適当な
座標系上で決定することもできる。

第４図から第６図までは、上記実施例装置の走
行状況をやや誇張的に示したものである。特に第
５図は、下側動輪、即ち車枠側の動輪３ｂを主動
輪とし、上側動輪３ａを従動輪として示してお
り、主動輪、従動輪がいづれの動輪であつても良
いことを併せ示している。

車枠２はその両端の車輪３ｂ，３ｃによつて常
に管Ｗの伸びる方向に制御され、装置２０の進行
方向を自動的に規定する。また既述のメカニズム
により、従動輪は主動輪の運動に追従的に回転
し、後戻りすることもある。

両腕１ａ，１ｂは同一直線上を対称に伸縮する
ため、本体部４は管内の略ゞ中央に保持されて移
動する。また、両腕、車枠が共に同一平面内にあ
るため、一個の車輪が管の状況に応じて方向を変
えて横移動すると、全体がこれに応じて向きを変
え、当該管の状況に応じて走行して行く。

第５図は走行状況を二次元で表しているが、装
置は自動的に管内の最大径部分を検出する面内に
位置付けられるので、この図面は三次元的な走行
状況をも表していることになる。

また、第６図は、この最大径部分への横移動を
説明している。即ち、管Ｗの横断面が非円形に歪
んでいる場合、例えばその前の段階で線分Ｑ１乃
至線分Ｑ２に沿つて装置が位置していても、両腕
１ａ，１ｂを張り出す付勢力により、横方向移動
可能な動輪３ａ乃至３ｂ、及び方向可変な自由輪
３ｃが当該横すべり回転をし、もつて矢印Ｒ１乃
至Ｒ２で示すように全体が管の内壁面に沿つて回
転し、図示の最も安定な最大径部分に位置する。

このように、以上のような構成によれば、一つ
の望ましい実施例として、管の内壁面状況に応じ
てその時々で進行方向や空間的姿勢を変える、い
わば自動操舵される管内自走装置が提供されるこ
とが分かる。

しかしこれに対して、管内の試験や検査、また
各種特定の作業等を考えると、装置全体を管内に
あつて意図した方向に強制的に操舵することも、
また必要となる場合がある。

こうした要請に応え得る実施例が第７図に示す
ものである。

この実施例の管内自走装置の基本構成も、本発
明の思想に即している以上、勿論、第１図に示し
た構成を踏襲するものである。ただ、車枠２を持
たない方の腕１ａの先端に取付けるべき動輪３ａ
を、当該腕軸周りの回転を調節できる強制操舵機
構７を介して強制操舵され得るものとし、この動
輪３ａを常に主動輪とする限定がある。

車枠２に対して直交する固定の回転軸を持つ他
方の動輪３ｂの当該車軸に対し、この強制操舵さ
れる動輪３ａの車軸の為す角、即ち操舵角をαと
すると、α＝０では上述した自動操舵と同じ走行
状態となる。

操舵角α≠０の場合には、第８図に示すよう
に、装置２０は全体的に管軸の周りに回転しなが
ら走行する。一般に三車輪の軌跡は同図中の軌跡
Ｃで示すように螺旋状となる。

特にα＝90゜の場合は、本装置２０は管Ｗの同
一の横断面中を繰返し走行する。

各動輪３ａ，３ｂの制御は、夫々対応する駆動
装置６ａ，６ｂによることは自動操舵の場合と同
じであるが、上記のように動輪３ａを常に主動輪
とする点で異なり、また、この主動輪には横移動
機能は必要ないので、固定された一軸の周りにの
み回転する通常の車輪で良い。

この強制操舵される主動輪を図中では二重丸で
示しており、これは後述の第９図に示す実施例に
おいても同様とする。

強制操舵機構７は、走行中に操舵角αを変えて
装置姿勢や進行方向を細かく規定するのに役立つ
が、操舵輪３ａの回転数は他の車輪に比して増大
する傾向があるので、走行距離を測定する回転数
計測装置Ｐ２を設ける場合には、他方の動輪、即
ち従動輪３ｂに対して設けると良い。

ところでこれまでの実施例では、いづれも本発
明装置を単連の装置として説明してきた。しかし
本発明によれば、重連、即ち何台かを連結した管
内自走装置を組むこともできる。

第９図はそうした場合の一実施例として二台連
結の場合を示しており、第１〜８図中と同一の符
号は当該各実施例中におけると同一乃至対応する
構成子を示している。

本実施例においては、本発明による管内自走装
置２０は一対、用いられていて、両自走装置２
０，２０は結合手８により連結されており、当該
結合手８は伸縮可能な伸縮装置９とこの装置の伸
縮長さＬを検出する装置（図示せず）を有してい
る。

この場合、図中、左側に示す管内自走装置２０
は第２，３図示の実施例と略ゞ同様な構成による
自動操舵型であり、対して図中、右側に示す自走
装置２０は第７，８図示の実施例と略ゞ同様な構
成による強制操舵型としている。

結合手８と各装置の本体部４，４とはユニバー
サル・ジヨイント１１，１１で連結され、結合手
８中には回転関節１０も設けられている。こうし
た各関節配置は相互の装置２０，２０間の姿勢の
相互影響を除くためである。

本重連装置は次のように動作させることができ
る。

基本的には結合手８中の伸縮装置９の長さＬを
常に特定の値に保つように両装置２０，２０の駆
動装置を駆動する。

つまり一台の自走装置２０が主となつて既述し
たメカニズムに即し走行し、他方の自走装置２０
はこれに従つて伸縮装置９の長さＬを予め定めた
値とするように走行する。例えば第９図中におい
て右側の自走装置２０が右に主動走行するものと
すると、結合手８中の伸縮装置９の長さＬは増大
するので、左側の自走装置２０が右に従動走行し
てこれを縮める。

逆に右側装置２０を左に主動走行させるか、或
いは左側装置２０を右に主動走行させた場合に
は、結合手８中の伸縮装置９の長さＬは縮まるの
で、従動となつた方の自走装置２０は主動側の自
走装置２０から逃げるように動いて、その長さＬ
を特定値に戻そうとする。

こうした関係からすれば、第９図示の実施例は
更に複数台の直列連結に展開できることが分かる
が、いづれにしても上記のような連結手法や走行
制御モードを採れば、本発明自走装置を複数台連
結した場合にも無理な力を発生せず、全体として
恰も単独走行しているかのようなスムーズさを得
ることができる。

また、複数台の重連により物資を搬送する場合
には、当該物資のキヤリア部は結合手８の所に設
けると最も姿勢変動が少なくて好都合である。

尚、第９図では一方の自走装置２０を第７，８
図に示す強制操舵型としたが、進行方向や姿勢を
外部から特定する必要のない場合には、双方共に
自動操舵型であつても良いことは勿論であるし、
二台以上の重連となる場合はその中の幾つかは自
走機能を持たなくても良い。

以上詳記したように、本発明の装置は構造が簡
単なため、当業者には様々な設計的変更が可能で
ある。例えば付勢手段９は、先に少し触れたよう
な機械的なバネに限らず、電磁力、油圧、空圧等
を利用して構成でき、更には本出願人が別途、特
願昭58−231642号として開示した力発生機構を使
用することもできる。

また、各車輪を磁石で構成するか、着磁機構に
より選択的に着磁できるように構成すると、磁性
体の管類を走行の対象とする場合には、該管の内
壁面に対して確実な接触を保ちながらの転動を保
証することができ、好都合である。

更に、車枠２に付した二つの車輪を共に動輪と
する場合、これら両動輪は前記した実施例におけ
る第二動輪と同様に考えれば良く、両者に備えた
駆動装置６ｂ，６ｂを同一の制御信号で制御すれ
ば良い。逆に言つてこのようにすれば、二つの動
輪が駆動力の点で競合することがない。

これに加えて、差動歯車装置を駆動力伝達機構
中に採り入れれば、両駆動装置内のモータ等の動
力源は一つで共用でき、管の曲がり部等で両動輪
が互いに異なる回転速度を採つても、これを許容
できるようになる。

外部強制操舵によらない自動操舵での複数台連
結走行では、回転関節１０は必ずしも広範囲に回
転する必要もないので、場合によつては軸周りに
多少の柔軟性を与える程度のバネ等によつて簡単
に構成することもできる。

尚、本装置は、必ずしも前後両方向に自力走行
可能としなければならない理由はなく、装置に例
えばロープを付けて前進時だけ自走させ、後退時
には付勢力を弱め、ロープを引いて引戻すように
しても良い。

＜発明の効果＞ この発明によれば、管径方向で対向する内壁面
部分間の間隔がかなり変動していたり、屈曲や傾
斜が大きく、更には全体的に捩れた部分もあるよ
うなパイプ、穴等、従来は自走車を走らせること
が困難と考えられていた管類に対しても、その中
を自立して自由に走行できる装置が得られる。

そのため本装置は、建築現場や各種プラント等
において監視、点検、保守、修理等々の各種作業
や、それに必要な各種機器類、資材等の搬送に極
めて有効に利用し得る外、未知の管状経路の大局
的な形状測定等にも利用することができる。

しかもその構成は極めて合理的、簡単であり、
その意味からも十分な実用性を期待することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の管内自走装置の基本的一実施
例の概略構成図、第２図及び第３図はやや具体的
にした自動操舵型の実施例の側面図と正面図、第
４図、第５図、及び第６図は、夫々、上記自動操
舵型管内自走装置の走行状態例の説明図、第７図
は他の実施例として強制操舵型とした管内自走装
置の概略構成図、第８図は第７図示装置の走行状
態例の説明図、第９図は複数台を連結する場合の
一例として、自動操舵型と強制操舵型の各一台、
計二台を連結した実施例の概略構成図、である。 図中、１は腕、２は車枠、３ａ，３ｂは動輪、
３ｃは自由輪、４は本体部、５は関節手段、６
ａ，６ｂは駆動装置、７は強制操舵機構、８は結
合手、９は伸縮装置、１０は回転関節、１１はユ
ニバーサル・ジヨイント、２０は全体としての本
自走装置、Ｓは付勢手段、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管内に位置し、該管の管径方向で対向する内
   壁面部分間に自立して走行するための管内自走装
   置であつて； 軸線を整合し、付勢手段により該同一軸線上で
   互いに逆方向に離れるように付勢されながらも伸
   縮可能な一対の腕と； 上記一対の腕の一方の先端に備えられた第一の
   動輪と； 上記一対の腕の他方の先端に備えられた車枠に
   より、上記軸線と直交する方向において互いに離
   隔的に保持された二つの車輪と； 上記車枠を上記腕の軸線を含む面内で該軸線に
   対して傾動可能とする関節手段と； 上記軸線と上記車枠との交角を検出する交角検
   出手段と； から成り、 上記車枠に備えられた二つの車輪は、その一つ
   を第二動輪として他を自由輪とするか、または二
   つ共、第二動輪となし； 上記付勢手段の付勢力により、各対応する腕を
   介し、上記対向する両内壁面部分の一方に対して
   上記第一の動輪を、他方に対して上記二つの第二
   の動輪または一つの第二動輪と一つの自由輪を、
   夫々押し付ける突つ張り力を発生させ、該突つ張
   り力を装置自立力とする一方； 上記交角検出手段の検出する交角に基き、上記
   第一、第二の動輪を各駆動する駆動手段の当該駆
   動力を主動と従動の関係で可変制御し、上記装置
   自立力を保ちながら装置自走力を得ること； を特徴とする管内自走装置。