JPH0474651B2 - - Google Patents

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JPH0474651B2
JPH0474651B2 JP3859088A JP3859088A JPH0474651B2 JP H0474651 B2 JPH0474651 B2 JP H0474651B2 JP 3859088 A JP3859088 A JP 3859088A JP 3859088 A JP3859088 A JP 3859088A JP H0474651 B2 JPH0474651 B2 JP H0474651B2
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angle
reference line
pipe
voltage
working
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は基準線に対し角変位する機体に設けた
回動部材の基準線に対する角度を検出するための
角度検出方法並びに装置及び該検出装置を用いた
作業装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention provides an angle detection method and device for detecting an angle with respect to a reference line of a rotating member provided in a body that is angularly displaced with respect to a reference line, and the detection device. The present invention relates to a working device using a.

<従来の技術> 従来より基準線に対して角変位する部材の変位
角を例えばロータリーエンコーダ或いはポテンシ
ヨメータ等を用いて検出する技術が良く知られて
いる。前記技術はロータリーエンコーダ或いはポ
テンシヨメータを変位部材の角速度と同一の角速
度で駆動し、このとき発生するパルスを積算し、
或いは電圧を測定することによつて角度を検出す
るものである。
<Prior Art> A well-known technique is to detect the displacement angle of a member that is angularly displaced with respect to a reference line using, for example, a rotary encoder or a potentiometer. The technique drives a rotary encoder or potentiometer at the same angular velocity as the displacement member, integrates the pulses generated at this time, and
Alternatively, the angle is detected by measuring voltage.

また、ガス管や上水道管或いは下水道管等の管
路内を探査したり、内部補修を行うための作業装
置は、前記管路内を長手方向に移動することが出
来る台車上にテレビカメラや各種センサー等の探
査手段、或いは管路内を補修するための補修工具
等を搭載して構成されている。特に前記探査手段
及び補修工具等は管の円周方向に回動自在に構成
されるのが一般的である。
In addition, working equipment for inspecting the inside of gas pipes, water supply pipes, sewage pipes, etc., and for performing internal repairs is equipped with a television camera and various other equipment mounted on a trolley that can move longitudinally within the pipe. It is equipped with detection means such as sensors, repair tools for repairing the inside of the pipeline, etc. In particular, the exploration means, repair tools, etc. are generally configured to be rotatable in the circumferential direction of the pipe.

前記の如く構成した作業装置によつて管路内作
業を実施する場合、前記探査手段或いは補修工具
を管の円周方向に回動すると、作業装置の重心の
位置が変化することにより台車が管内壁に沿つて
移動し、作業装置に傾斜が発生して作業の実施に
不具合を生じることがあつた。
When working inside a pipeline using the working device configured as described above, when the exploration means or repair tool is rotated in the circumferential direction of the pipe, the position of the center of gravity of the working device changes, causing the cart to move inside the pipe. The machine moved along the wall, causing the work equipment to tilt, causing problems in the execution of the work.

上記不具合の発生を防止するために、実開昭56
−158590号公報に示されるように走行基台に揺動
自在な本体を設け、この本体の重心を管軸からず
らすと共に、該本体に作業機器を装着する技術
や、実公昭61−35370号公報に示されるように台
車の重心を管軸より低く設定すると共に、接地部
分にボールキヤスターを用いて台車を水平状態に
維持し得るようにした技術等が提案されている。
In order to prevent the occurrence of the above problems,
- As shown in Publication No. 158590, a swingable main body is provided on a traveling base, the center of gravity of this main body is shifted from the tube axis, and a working device is attached to the main body. As shown in Figure 2, a technique has been proposed in which the center of gravity of the truck is set lower than the tube axis and a ball caster is used on the ground contact part to maintain the truck in a horizontal state.

<発明が解決しようとする課題> しかし上記技術に於ける本体或いは台車であつ
ても、これ等の本体或いは台車が完全に水平であ
ることに対する信頼性は乏しいものである。
<Problems to be Solved by the Invention> However, even in the case of the main body or truck in the above technology, there is poor reliability in ensuring that the main body or truck is completely horizontal.

上記技術は技管を有する管にプラスチツクライ
ニングを施して補修し、該管路内の技管位置の検
出及び穿孔を行う際に、テレビカメラ等を搭載し
た台車を管路の長手方向に移動し、モニタテレビ
によつて技管位置を発見し、続いて該位置に穿孔
ヘツド等を対向させて穿孔作業を行うものであ
る。しかし上記技術にあつては技管位置の検出は
モニタテレビを通して行うものであり、常に監視
人を必要とするものである。
The above technology repairs a pipe with a plastic pipe by lining it with plastic, and when detecting the position of the pipe in the pipe and drilling holes, a cart equipped with a television camera, etc. is moved in the longitudinal direction of the pipe. In this method, the location of the drill tube is discovered using a monitor television, and then a drilling head or the like is placed opposite the location to perform the drilling operation. However, in the above technique, the position of the operator is detected through a monitor television, and a supervisor is always required.

また上記技管位置の検出作業を無人化するため
に、例えば近接スイツチ等を用い、技管位置を検
出した場合にその位置を管路の端部からの距離と
台車を基準とした円周方向の角度で示そうとした
場合、前記台車が完全に水平状態を維持している
ということが出来ず、従つて得られた角度データ
は信頼性の乏しいものであつた。
In addition, in order to automate the work of detecting the pipe position, for example, a proximity switch is used, and when the pipe position is detected, the position is determined in the distance from the end of the pipe and in the circumferential direction with respect to the trolley. If an attempt was made to indicate the angle, it could not be said that the trolley was maintaining a completely horizontal state, and the obtained angle data was therefore unreliable.

本発明の目的は機体に設けた回動部材の角度を
機体の傾き角度に関わらず基準線から検出するこ
とが可能な角度検出方法と検出装置を提供し、合
わせてこの角度検出装置を用いた作業装置を提供
せんとするものである。
An object of the present invention is to provide an angle detection method and a detection device that are capable of detecting the angle of a rotating member provided on an aircraft body from a reference line regardless of the tilt angle of the aircraft body, and to provide an angle detection method and a detection device that can detect the angle of a rotating member provided on an aircraft body from a reference line regardless of the tilt angle of the aircraft body. The purpose is to provide working equipment.

<課題を解決するための手段> 上記課題を解決し本発明の目的を達成するため
に、基準線に対し角変位可能な機体に設けた回動
部材の前記基準線に対する角度を検出するための
角度検出方法は、前記基準線に対する機体の角変
位を該変位角に応じた電圧に変換し、且つ前記機
体に対する回動部材の角変位を該変位角に応じた
電圧に変換すると共に前記両電圧を合成し、該合
成電圧により前記基準線に対する回動部材の角度
を検出するものである。
<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems and achieve the purpose of the present invention, a method for detecting an angle with respect to the reference line of a rotating member provided on a body capable of angular displacement with respect to the reference line is provided. The angle detection method includes converting the angular displacement of the aircraft body with respect to the reference line into a voltage corresponding to the displacement angle, converting the angular displacement of the rotating member with respect to the aircraft body into a voltage corresponding to the displacement angle, and converting the two voltages. The combined voltage is used to detect the angle of the rotating member with respect to the reference line.

そして基準線に対し角変位可能な機体に設けた
回動部材の前記基準線に対する角度を検出するた
めの角度検出装置は、前記機体に設けられ且つ直
列に結線された複数の電圧変換手段と、前記電圧
変換手段の一つと連結された基準線検出手段と、
前記電圧変換手段の一つと連結された回動部材と
により構成するものである。
An angle detection device for detecting an angle with respect to the reference line of a rotating member provided on the body that can be angularly displaced with respect to the reference line includes a plurality of voltage conversion means provided on the body and connected in series; a reference line detection means connected to one of the voltage conversion means;
It is constituted by one of the voltage converting means and a rotating member connected to the voltage converting means.

また前記角度検出装置に於いて、電圧変換手段
が単位長さ当たりの抵抗値が一定である抵抗体を
円状に形成した円状抵抗体と、該円状抵抗体に接
触する回動自在な摺動子と、前記円状抵抗体に定
電流を印加するための電源とにより構成するもの
であることが好ましい。
Further, in the angle detection device, the voltage converting means includes a circular resistor having a constant resistance value per unit length and a rotatable resistor in contact with the circular resistor. It is preferable that it is constructed by a slider and a power source for applying a constant current to the circular resistor.

更に、前記角度検出装置に於いて、基準線が鉛
直線であり、基準線検出手段が機体に設けられた
回動自在な回動軸と、前記回動軸に固着された重
錘とにより構成するものであることが好ましい。
Furthermore, in the angle detection device, the reference line is a vertical line, and the reference line detection means is constituted by a freely rotatable rotating shaft provided on the aircraft body and a weight fixed to the rotating shaft. It is preferable that the

そして作業装置は、管路内を該管の長手方向に
移動可能に構成された機体と、前記機体に設けら
れ且つ管の円周方向に回動される作業手段と、前
記作業手段を管の円周方向に駆動するための駆動
手段と、前記作業手段の円周方向への移動に伴つ
て駆動される第1の電圧変換手段と、前記機体に
回動自在に設けられ且つ重りを固着された軸と、
前記軸に駆動され且つ前記第1の電圧変換手段と
直列に結線される第2の電圧変換手段とにより構
成するものである。
The working device includes a machine body configured to be movable in the longitudinal direction of the pipe within the pipe, a working means provided on the machine body and rotatable in the circumferential direction of the pipe, and a machine body configured to move within the pipe in the circumferential direction of the pipe. a driving means for driving in the circumferential direction; a first voltage converting means that is driven as the working means moves in the circumferential direction; The axis and
The second voltage converting means is driven by the shaft and connected in series with the first voltage converting means.

また前記作業装置に於いて、作業手段が管路内
を探査するための探査手段または管を加工するた
めの加工手段であることを特徴とするものであ
る。
Further, the working device is characterized in that the working means is an exploration means for exploring the inside of the pipe or a processing means for processing the pipe.

<作用> 上記手段によれば、基準線に対し角変位可能な
機体に設けた回動部材の前記基準線に対する変位
角を容易に求めることが出来る。即ち、基準線に
対する機体の角変位を該変位角に応じた電圧に変
換し、且つ機体に対する回動部材の角変位を該変
位角に応じた電圧に変換すると共に、両電圧を合
成することによつて基準線に対する回動部材の角
度を検出することが可能である。
<Operation> According to the above means, it is possible to easily determine the displacement angle with respect to the reference line of the rotating member provided on the body capable of angular displacement with respect to the reference line. That is, the angular displacement of the aircraft body relative to the reference line is converted into a voltage corresponding to the displacement angle, the angular displacement of the rotating member relative to the aircraft body is converted to a voltage corresponding to the displacement angle, and both voltages are combined. Therefore, it is possible to detect the angle of the rotating member with respect to the reference line.

また機体に設けた複数の電圧変換手段を直列に
結線すると共に、この電圧変換手段の一つと基準
線検出手段とを連結し、且つ前記電圧変換手段の
他の一つと回動部材とを連結することによつて、
基準線に対する機体の変位角に応じた電圧と機体
に対する回動部材の変位角に応じた電圧とを合成
することが出来る。
Further, a plurality of voltage conversion means provided on the aircraft body are connected in series, one of the voltage conversion means is connected to the reference line detection means, and another one of the voltage conversion means is connected to the rotating member. By the way,
It is possible to synthesize the voltage according to the displacement angle of the body with respect to the reference line and the voltage according to the displacement angle of the rotating member with respect to the body.

また前記電圧変換手段を単位長さ当たりの抵抗
値が一定である抵抗体を円状に形成した円状抵抗
体として形成し、該円状抵抗体に接触する摺動子
を前記基準線検出手段或いは回動部材によつて駆
動すると共に、前記円状抵抗体に定電流を印加す
れば、前記摺動子の回動量即ち変位角を電圧に変
換することが出来る。
Further, the voltage converting means is formed as a circular resistor having a constant resistance value per unit length, and the slider in contact with the circular resistor is connected to the reference line detecting means. Alternatively, by driving the slider with a rotating member and applying a constant current to the circular resistor, the amount of rotation, that is, the displacement angle of the slider can be converted into a voltage.

また基準線を鉛直線とすれば、基準線検出手段
は機体に回動自在に設けた回動軸に重錘を固着す
ることによつて、該重錘が常に鉛直線上にあるこ
とから、基準線検出手段として構成することが出
来る。
In addition, if the reference line is a vertical line, the reference line detection means fixes a weight to a rotary shaft rotatably provided on the aircraft body, and since the weight is always on the vertical line, the reference line detection means It can be configured as a line detection means.

更に、管路内を該管の長手方向に移動可能な機
体に、駆動手段により管の円周方向に駆動される
作業手段と、回動自在に設けられ且つ重錘を固着
された軸とを設けると共に、前記作業手段の円周
方向への移動に伴つて駆動される第1の電圧変換
手段と、前記軸に駆動され且つ前記第1の電圧変
換手段と直列に結線される第2の電圧変換手段と
を設けることによつて、機体が管路内に於いてど
のように傾いていても前記作業手段の基準線に対
する角度を検出することが出来る。
Furthermore, a working means driven in the circumferential direction of the pipe by a driving means and a shaft rotatably provided and having a weight fixed thereto are provided on a body capable of moving in the longitudinal direction of the pipe within the pipe. a first voltage converting means that is provided and driven as the working means moves in the circumferential direction; and a second voltage that is driven by the shaft and connected in series with the first voltage converting means. By providing the converting means, the angle of the working means with respect to the reference line can be detected no matter how tilted the machine body is in the pipe.

また前記作業手段を管路内を探査するための探
査手段、或いは管を加工するための加工手段とす
ることによつて、鉛直線を基準線とした探査或い
は加工を行うことが出来る。
Further, by using the working means as an exploration means for exploring the inside of a pipe or a processing means for processing a pipe, exploration or processing can be performed using a vertical line as a reference line.

<実施例> 以下上記手段を適用した角度検出装置と、該角
度検出装置を用いた作業装置の一実施例を図によ
り説明する。
<Example> An example of an angle detection device to which the above-mentioned means is applied and a working device using the angle detection device will be described below with reference to the drawings.

第1図及び第2図は角度の検出原理を示す説明
図、第3図は角度検出装置の配線図、第4図A,
Bは作業装置の説明図である。
Figures 1 and 2 are explanatory diagrams showing the principle of angle detection, Figure 3 is a wiring diagram of the angle detection device, Figure 4A,
B is an explanatory diagram of the working device.

先ず第4図により作業装置について説明する
と、機体1は図に示すように技管Aを有するガス
管、上水道管或いは下水道管等の管Bの内部をプ
ラスチツク管Cによつて補修した管路内に配置さ
れている。管路内に配置された機体1は走行モー
ター2により車輪3を駆動することによつて矢印
D方向に移動可能に構成されている。この機体1
は管路内を移動する際に、後述する回動部材の回
動による重心の変化により、或いは管路内の障害
物等により同図Bに示すように鉛直方向に対し任
意の角度で傾斜することがある。
First, the working equipment will be explained with reference to FIG. 4. As shown in the figure, the machine body 1 is installed inside a pipe B, such as a gas pipe, water supply pipe, or sewer pipe, which has a technical pipe A and is repaired with a plastic pipe C. It is located in The body 1 placed in the conduit is configured to be movable in the direction of arrow D by driving wheels 3 by a travel motor 2. This aircraft 1
When moving in the pipe, the pipe tilts at an arbitrary angle with respect to the vertical direction, as shown in Figure B, due to a change in the center of gravity due to the rotation of the rotating member, which will be described later, or due to an obstacle in the pipe. Sometimes.

前記機体1には回動部材となる作業工具4を管
Cの円周方向へ回動するための駆動手段となるモ
ーター5が設けられている。このモーター5は電
動モーター、エアモーター或いは油圧モーター等
の駆動源を適宜選択的に用いることが可能であ
る。
The body 1 is provided with a motor 5 serving as a driving means for rotating a working tool 4 serving as a rotating member in the circumferential direction of the pipe C. As the motor 5, a drive source such as an electric motor, an air motor, or a hydraulic motor can be selectively used as appropriate.

また前記作業工具4は作業目的に応じて例えば
技管Aの位置を検出するための検出センサー、或
いはプラスチツク管Cを穿孔するためのカツター
等が用いられる。特に作業工具4として検出セン
サーを用いて技管Aの管口を閉鎖するためのシー
ル材16を検出する場合には、機体1を管路内に
移動しつつ該検出センサーを管の円周方向に回動
して検出作業を行うため、機体1の重心は常に変
化するものであり、この重心の変化によつて機体
1は管の内壁に沿つて円周方向に移動し、傾斜を
発生するものである。
The working tool 4 may be, for example, a detection sensor for detecting the position of the tube A, a cutter for punching a hole in the plastic tube C, or the like, depending on the purpose of the work. In particular, when detecting the sealing material 16 for closing the pipe opening of the technical pipe A using a detection sensor as the working tool 4, move the body 1 into the pipe and move the detection sensor in the circumferential direction of the pipe. The center of gravity of the aircraft 1 constantly changes as it rotates to perform detection work, and this change in the center of gravity causes the aircraft 1 to move circumferentially along the inner wall of the tube, causing a tilt. It is something.

また第1の電圧変換手段となる電位差計6は機
体1に固着され、作業工具4の回転軸7に直結或
いは前記回転軸7の回転を図示しないギヤトレイ
ンまたは歯付ベルト等の伝導機構を介して前記作
業手段4と同一の角速度で駆動されることによつ
て、機体1に対する作業工具4の変位角に応じた
電圧を発生するものである。
Further, a potentiometer 6 serving as a first voltage conversion means is fixed to the machine body 1, and is either directly connected to the rotating shaft 7 of the working tool 4, or the rotation of the rotating shaft 7 is controlled via a transmission mechanism such as a gear train or a toothed belt (not shown). By being driven at the same angular velocity as the working tool 4, a voltage corresponding to the displacement angle of the working tool 4 with respect to the machine body 1 is generated.

また第2の電圧変換手段となる電位差計8は機
体1に固着されると共に、前記電位差計6と直列
に結線されている。重錘9は機体1に設けた軸受
10に回動自在に支承された軸11に固着される
ことにより、この重錘9は常に鉛直方向を指すこ
とが可能に構成されている。そして前記軸11と
電位差計8とを直接、或いは図示しないギヤトレ
インまたは歯付ベルト等を介して連結することに
よつて、電位差計8は機体1の重錘9が指す方
向、即ち鉛直方向に対する変位角に応じた電圧を
発生するものである。
Further, a potentiometer 8 serving as a second voltage converting means is fixed to the body 1 and connected in series with the potentiometer 6. The weight 9 is fixed to a shaft 11 rotatably supported by a bearing 10 provided on the body 1, so that the weight 9 can always point in the vertical direction. By connecting the shaft 11 and the potentiometer 8 directly or via a gear train or a toothed belt (not shown), the potentiometer 8 can be connected in the direction pointed by the weight 9 of the body 1, that is, in the vertical direction. It generates a voltage according to the displacement angle.

尚、12は電位差計6,8に定電流を印加する
ための電源13及びバイアス電源14等を収容す
るための制御盤である。
In addition, 12 is a control panel for accommodating a power source 13, a bias power source 14, etc. for applying a constant current to the potentiometers 6 and 8.

次に第1図乃至第3図により基準線に対する作
業手段4の角度を検出する方法及び装置について
詳説する。
Next, a method and apparatus for detecting the angle of the working means 4 with respect to the reference line will be explained in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

先ず、電位差計6,8は単位長さ当たりの抵抗
値が一定である抵抗体を円状に形成した円状抵抗
体6a,8aと、該円状抵抗体6a,8aと接触
する摺動子6b,8bとにより構成されている。
従つて、この円状抵抗体6a,8aは単位角度当
たりの抵抗値rが一定となるものである。
First, the potentiometers 6 and 8 include circular resistors 6a and 8a, each having a constant resistance value per unit length, and sliders in contact with the circular resistors 6a and 8a. 6b and 8b.
Therefore, the resistance value r per unit angle of the circular resistors 6a and 8a is constant.

また摺動子6b,8bが前記円状抵抗体6a,
8aに接触しつつ回転する場合、この円状抵抗体
6a,8aの端面接合部6f,8fに於いて不連
続点が発生することの無いように構成することが
好ましい。本実施例では前記円状抵抗体6a,8
a夫々の全抵抗値Rが2kΩとして設定されてい
る。
Further, the sliders 6b, 8b are the circular resistors 6a,
When rotating while contacting the circular resistors 6a, 8a, it is preferable to configure the circular resistors 6a, 8a so that discontinuities do not occur at the end surface joints 6f, 8f. In this embodiment, the circular resistors 6a, 8
The total resistance value R of each a is set as 2 kΩ.

また電位差計6の端子6dと電位差計8の端子
8cとが電気的に結線されており、且つ端子6c
と端子8dとに電源13によつて定電流iが印加
されている。また電位差計6の摺動子6bの端子
6eと電位差計8の摺動子8bの端子8eにはバ
イアス電源14により−1/2Riのバイアス電圧が
印加されている。
Further, the terminal 6d of the potentiometer 6 and the terminal 8c of the potentiometer 8 are electrically connected, and the terminal 6c
A constant current i is applied by the power supply 13 to the terminal 8d and the terminal 8d. A bias voltage of -1/2Ri is applied to the terminal 6e of the slider 6b of the potentiometer 6 and the terminal 8e of the slider 8b of the potentiometer 8 by the bias power supply 14.

そして前記端子6e,8e間の電圧を電圧計1
5により計測することによつて、摺動子6b,8
b間の電圧を測定し、この測定電圧によつて摺動
子6bと摺動子8bとの角度、即ち作業工具4と
鉛直線との角度を検出するものである。
Then, measure the voltage between the terminals 6e and 8e with a voltmeter.
5, the sliders 6b, 8
The voltage between the slider 6b and the slider 8b is measured, and the angle between the slider 6b and the slider 8b, that is, the angle between the power tool 4 and the vertical line is detected based on the measured voltage.

前記電位差計6,8は互いに位相を180度ずら
すと共に、作業工具4の回動面に対し平行に且つ
円状抵抗体6aの端子6c,6dが機体1の垂直
方向に対し下方に位置するように機体1に固着さ
れている。従つて、電位差計8の端子8c,8d
は機体1の垂直方向に対し上方に位置するように
機体1に固着されている。これは前述したよう
に、円状抵抗体6a,8aの端面接合部6f,8
fに於いて不連続点が発生することの無いように
構成することが好ましいがこれは比較的困難であ
り、従つて端面接合部6f,8fを使用頻度の低
い位置に設定するために上記の如く構成するもの
である。
The potentiometers 6 and 8 are 180 degrees out of phase with each other, and are arranged so that they are parallel to the rotating surface of the working tool 4 and the terminals 6c and 6d of the circular resistor 6a are located below with respect to the vertical direction of the machine body 1. is fixed to fuselage 1. Therefore, terminals 8c, 8d of potentiometer 8
is fixed to the fuselage 1 so as to be located above the fuselage 1 in the vertical direction. As mentioned above, this is due to the end surface joints 6f, 8 of the circular resistors 6a, 8a.
It is preferable to configure the structure so that no discontinuous point occurs in f, but this is relatively difficult. It is configured as follows.

また前述したように摺動子6bは作業工具4の
回転軸7に連結されると共に、摺動子8bは軸1
1に連結されて夫々駆動されるように構成される
ことによつて、前記摺動子6bは作業工具4と平
行状態を維持し得ると共に、同一角速度で駆動さ
れ、且つ摺動子8bは重錘9の指す方向と一致し
得るように作業されている。
Further, as described above, the slider 6b is connected to the rotating shaft 7 of the power tool 4, and the slider 8b is connected to the shaft 1.
1 and are respectively driven, the slider 6b can maintain a state parallel to the working tool 4 and be driven at the same angular velocity, and the slider 8b has no weight. The work is done so that it can match the direction pointed by the weight 9.

次に第2図A,B,Cは上記の如く構成された
角度検出装置による角度検出原理の説明図であ
る。同図Aは機体1が水平状態よりも図に於いて
左方向に角度β傾いた場合を示し、同図Bは機体
1が水平状態である場合を示し、同図Cは機体1
が水平状態から図における右方向に角度βだけ傾
いた場合を示している。
Next, FIGS. 2A, B, and C are explanatory diagrams of the principle of angle detection by the angle detection device configured as described above. Figure A shows the case where the aircraft 1 is tilted by an angle β to the left in the figure compared to the horizontal state, Figure B shows the case where the aircraft 1 is in the horizontal state, and Figure C shows the case where the aircraft 1 is tilted to the left in the figure.
The figure shows a case where the plane is tilted by an angle β from the horizontal state to the right in the figure.

図に於いてθは作業工具4の鉛直線に対する角
度を示す符号であり、αは作業工具4の機体1に
対する回動角度を示す符号であり、βは機体1の
水平線に対する傾斜角度を示す符号であり、この
βは機体1の垂直線と鉛直線とのなす角と等しい
角度である。従つて、作業工具4の鉛直線に対す
る角度θはθ=α+βとなる。
In the figure, θ is a code indicating the angle of the working tool 4 with respect to the vertical line, α is a code indicating the rotation angle of the working tool 4 with respect to the machine body 1, and β is a code indicating the inclination angle of the machine body 1 with respect to the horizontal line. , and this β is an angle equal to the angle between the vertical line of the aircraft body 1 and the vertical line. Therefore, the angle θ of the power tool 4 with respect to the vertical line is θ=α+β.

また電位差計6,8の円状抵抗体6a,8aは
前述の如く、単位角度当たりの抵抗値rが一定値
となるものである。従つて角度αに対応する電圧
V1はV1=αriとなる。
The circular resistors 6a and 8a of the potentiometers 6 and 8 have a constant resistance value r per unit angle, as described above. Therefore, the voltage corresponding to the angle α
V 1 becomes V 1 =αri.

また電位差計6,8の端子6e,8e間には前
述の如くバイアス電圧e=−1/2Riが印加されて
いる。前記バイアス電圧を印加することにより機
体1が水平状態にあり電位差計8が1/2Riの電圧
を示すときに、この電圧を打ち消して零の電圧を
発生するように構成されるものである。
Further, the bias voltage e=-1/2Ri is applied between the terminals 6e and 8e of the potentiometers 6 and 8, as described above. By applying the bias voltage, when the body 1 is in a horizontal state and the potentiometer 8 shows a voltage of 1/2 Ri, this voltage is canceled out and a zero voltage is generated.

従つて、機体1が角度βの傾斜を有する場合、
電位差計8の端子8cから摺動子8bと円状抵抗
体8aとの接触点8gまでの間で発生する電圧は
V2=1/2Ri+βri−1/2Riとなり、βは第4図Aに
示す場合には負の値を示し、同図Cに示す場合に
は正の値を示すものである。
Therefore, if the fuselage 1 has an inclination of angle β,
The voltage generated between the terminal 8c of the potentiometer 8 and the contact point 8g between the slider 8b and the circular resistor 8a is
V 2 =1/2Ri+βri−1/2Ri, and β has a negative value in the case shown in FIG. 4A, and a positive value in the case shown in FIG. 4C.

このようにして電位差計6,8によつて得られ
た電圧V1とV2の合成電圧Vは V=V1+V2 =αri+1/2Ri+βri−1/2Ri =(α+β)ri=θri となり、第3図に示すように構成された電圧計1
5により端子6e,8e間の電圧Vを計測すれ
ば、該電圧Vは上式から角度θに比例した値とな
り、従つて電圧Vは鉛直線と機体1との角度に無
関係に作業工具4と鉛直線との角度を示すことと
なる。
The composite voltage V of the voltages V 1 and V 2 obtained by the potentiometers 6 and 8 in this way is V = V 1 + V 2 = αri + 1/2Ri + βri - 1/2Ri = (α + β) ri = θri. Voltmeter 1 configured as shown in Figure 3
If the voltage V between the terminals 6e and 8e is measured using 5, the voltage V will be a value proportional to the angle θ from the above equation, and therefore the voltage V will be a value that is proportional to the angle θ between the vertical line and the machine body 1. It shows the angle with the vertical line.

前述の実施例に於いて、機体1は走行モーター
2により車輪3を駆動して管路内を走行し得るよ
うに構成したが、例えば機体1の前後にワイヤ或
いはチエン等を固着し、該ワイヤ等を管路の外部
に設けたウインチ等により巻き上げることによつ
て、管路内を矢印D方向に移動することも可能で
ある。
In the above-mentioned embodiment, the machine body 1 was configured to drive the wheels 3 by the traveling motor 2 so as to be able to travel inside the pipeline. It is also possible to move the inside of the pipe in the direction of arrow D by hoisting it up using a winch or the like provided outside the pipe.

前述の実施例に於いて、基準線を鉛直線とした
が、機体1の外部例えば管内壁に予め基準線を設
け、該基準線を非接触センサーにより検出し、機
体1が傾斜を発生した場合には前記センサーが常
に基準線を検出するようにセンサーを回動させる
と共に、電位差計8の摺動子8bを回動し得るよ
うにすれば鉛直線以外の基準線を用いて、該基準
線と作業工具4との角度を検出することが可能で
ある。また管路にレールを敷設して該レールをク
ランプ機構によりクランプしてもこのレールを基
準線として用いることが可能である。
In the above embodiment, the reference line was a vertical line, but if a reference line is provided in advance on the outside of the aircraft 1, for example on the inner wall of the pipe, and the reference line is detected by a non-contact sensor, the aircraft 1 tilts. If the sensor is rotated so that the sensor always detects the reference line, and the slider 8b of the potentiometer 8 can be rotated, a reference line other than the vertical line can be used to detect the reference line. It is possible to detect the angle between the work tool 4 and the work tool 4. Further, even if a rail is laid in the pipe and the rail is clamped by a clamp mechanism, this rail can be used as a reference line.

前述の実施例に於いて、電位差計6,8の位相
を180度ずらして機体1に設けたが、これは前記
角度に限定されるものでは無く、他の角度で設け
ることが可能であり、更には同一位相で設けるこ
とも可能である。この場合にずらした位相量に応
じてバイアス電圧を設定する必要があることは当
然である。
In the above-mentioned embodiment, the phases of the potentiometers 6 and 8 were shifted by 180 degrees and were provided on the fuselage 1, but this is not limited to the above angle, and it is possible to provide them at other angles. Furthermore, it is also possible to provide them in the same phase. Naturally, in this case, it is necessary to set the bias voltage according to the shifted phase amount.

<発明の効果> 以上詳細に説明したように、本発明に於ける角
度検出は基準線と機体との角変位を該変位角に応
じた電圧に変換し、且つ機体と回動部材との角変
位を該変位角に応じた電圧に変換すると共に、両
変換電圧を合成した合成電圧により基準線と回動
部材との角度を検出するように構成したので、回
動部材の基準線に対する変位角を基準線に対する
機体の変位角の量に関わらず速やかに、且つ正確
に検出することが出来る。
<Effects of the Invention> As explained in detail above, angle detection in the present invention converts the angular displacement between the reference line and the aircraft body into a voltage corresponding to the displacement angle, and also converts the angular displacement between the reference line and the aircraft body into a voltage corresponding to the displacement angle. The displacement is converted into a voltage corresponding to the displacement angle, and the angle between the reference line and the rotating member is detected using a composite voltage that combines both converted voltages, so the displacement angle of the rotating member with respect to the reference line is detected. can be detected quickly and accurately regardless of the amount of displacement angle of the aircraft body with respect to the reference line.

また機体に設けた複数の電圧変換手段を直列に
結線すると共に、この電圧変換手段の一つと基準
線検出手段とを連結し、且つ前記電圧変換手段の
他の一つと回動部材とを連結したので、基準線に
対する機体の変位角に応じた電圧と機体に対する
回動部材の変位角に応じた電圧とを速やかに、且
つ正確に合成することが出来る。
Further, a plurality of voltage conversion means provided on the aircraft body are connected in series, one of the voltage conversion means is connected to the reference line detection means, and another one of the voltage conversion means is connected to the rotating member. Therefore, the voltage corresponding to the displacement angle of the aircraft body with respect to the reference line and the voltage corresponding to the displacement angle of the rotating member with respect to the aircraft body can be quickly and accurately synthesized.

また電圧変換手段を単位長さ当たりの抵抗値が
一定である抵抗体を円状に形成した円状抵抗体と
して形成したので、単位角度当たりの抵抗値を一
定な値とすることが出来、また円状抵抗体に接触
する摺動子を前記基準線検出手段或いは回動部材
によつて駆動すると共に、前記円状抵抗体に定電
流を印加するように構成したので、前記摺動子の
回動量即ち変位角を電圧に変換することが出来
る。
In addition, since the voltage conversion means is formed as a circular resistor having a constant resistance value per unit length, the resistance value per unit angle can be made constant. Since the slider in contact with the circular resistor is driven by the reference line detection means or the rotating member and a constant current is applied to the circular resistor, the rotation of the slider is The amount of movement, that is, the angle of displacement, can be converted into voltage.

また基準線を鉛直線とした場合、基準線検出手
段は機体に回動自在に設けた回動軸に重錘を固着
して構成したので、該重錘が常に鉛直線上にあ
り、これにより該重錘を基準線検出手段すること
が出来る。
In addition, when the reference line is a vertical line, the reference line detection means is constructed by fixing a weight to a rotary shaft rotatably provided on the aircraft body, so that the weight is always on the vertical line, which makes it possible to A weight can be used as a reference line detection means.

更に作業装置は、管路内を該管の長手方向に移
動可能な機体に、駆動手段により管の円周方向に
駆動される作業手段と、回動自在に設けられ且つ
重錘を固着された軸とを設けると共に、前記作業
手段の円周方向への移動に伴つて駆動される第1
の電圧変換手段と、前記軸に駆動され且つ前記第
1の電圧変換手段と直列に結線される第2の電圧
変換手段とにより構成したので、機体が管路内に
於いてどのように傾いていても前記作業手段の基
準線に対する角度を検出することが出来る。
Furthermore, the working device is rotatably provided with a working means that is driven in the circumferential direction of the pipe by a driving means on a body that is movable in the longitudinal direction of the pipe within the pipe, and a weight is fixed to the body. a first shaft, which is driven as the working means moves in the circumferential direction;
and a second voltage converting means that is driven by the shaft and connected in series with the first voltage converting means, it is possible to determine how the aircraft is tilted in the conduit. However, the angle of the working means with respect to the reference line can be detected.

また前記作業手段を管路内を探査するための探
査手段、或いは管を加工するための加工手段とす
ることによつて、鉛直線を基準線とした探査或い
は加工を行うことが出来る。
Further, by using the working means as an exploration means for exploring the inside of a pipe or a processing means for processing a pipe, exploration or processing can be performed using a vertical line as a reference line.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図A,B,Cは角度検出原理の
説明図、第3図は電圧計の配線図、第4図A,B
は作業装置の説明図である。 Aは技管、Bは管、Cはプラスチツク管、1は
機体、2は走行モーター、3は車輪、4は作業工
具、5は駆動手段、6,8は電位差計、6a,8
aは円状抵抗体、6b,8bは摺動子、6c〜6
e,8c〜8eは端子、7は軸、9は重錘、11
は軸、13は電源、14はバイアス電源、15は
電圧計である。
Figures 1 and 2 A, B, and C are explanatory diagrams of the angle detection principle, Figure 3 is the wiring diagram of the voltmeter, and Figure 4 A, B.
is an explanatory diagram of a working device. A is a technical pipe, B is a pipe, C is a plastic pipe, 1 is a fuselage, 2 is a traveling motor, 3 is a wheel, 4 is a working tool, 5 is a driving means, 6 and 8 are potentiometers, 6a, 8
a is a circular resistor, 6b and 8b are sliders, 6c to 6
e, 8c to 8e are terminals, 7 is a shaft, 9 is a weight, 11
13 is a power supply, 14 is a bias power supply, and 15 is a voltmeter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基準線に対し角変位可能な機体に設けた回動
部材の前記基準線に対する角度を検出するための
角度検出方法であつて、前記基準線に対する機体
の角変位を該変位角に応じた電圧に変換し、且つ
前記機体に対する回動部材の角変位を該変位角に
応じた電圧に変換すると共に前記変換電圧を合成
し、該合成電圧により前記基準線に対する回動部
材の角度を検出することを特徴とした角度検出方
法。 2 基準線に対し角変位可能な機体に設けた回動
部材の前記基準線に対する角度を検出するための
角度検出装置であつて、前記機体に設けられ且つ
直列に結線された複数の電圧変換手段と、前記電
圧変換手段の一つと連結された基準線検出手段
と、前記電圧変換手段の一つと連結された回動部
材とにより構成することを特徴とした角度検出装
置。 3 電圧変換手段が単位長さ当たりの抵抗値が一
定である抵抗体を円状に形成した円状抵抗体と、
該円状抵抗体に接触する回動自在な摺動子と、前
記円状抵抗体に定電流を印加するための電源とに
より構成することを特徴とした請求項2記載の角
度検出装置。 4 基準線が鉛直線であり、基準線検出手段が機
体に設けられた回動自在な回動軸と、前記回動軸
に固着された重錘とにより構成することを特徴と
した請求項2又は3記載の角度検出装置。 5 管路内を該管の長手方向に移動可能に構成さ
れた機体と、前記機体に設けられ且つ管の円周方
向に回動される作業手段と、前記作業手段を管の
円周方向に駆動するための駆動手段と、前記作業
手段の円周方向への移動に伴つて駆動される第1
の電圧変換手段と、前記機体に回動自在に設けら
れ且つ重錘を固着された軸と、前記軸に駆動され
且つ前記第1の電圧変換手段と直列に結線される
第2の電圧変換手段とにより構成することを特徴
とした作業装置。 6 作業手段が管路内を探査するための探査手段
であることを特徴とする請求項5記載の作業装
置。 7 作業手段が管を加工するための加工手段であ
ることを特徴とする請求項5記載の作業装置。
[Scope of Claims] 1. An angle detection method for detecting an angle with respect to the reference line of a rotating member provided on a body capable of angular displacement with respect to the reference line, which method detects an angle with respect to the reference line. converting into a voltage according to the displacement angle, converting the angular displacement of the rotating member with respect to the aircraft body into a voltage corresponding to the displacement angle, and synthesizing the converted voltages, and using the combined voltage, converting the rotating member with respect to the reference line An angle detection method characterized by detecting the angle of. 2 An angle detection device for detecting an angle with respect to the reference line of a rotating member provided on a body capable of angular displacement with respect to a reference line, the device comprising a plurality of voltage conversion means provided on the body and connected in series. An angle detecting device comprising: a reference line detecting means connected to one of the voltage converting means; and a rotating member connected to one of the voltage converting means. 3. A circular resistor in which the voltage conversion means has a constant resistance value per unit length and is formed into a circular shape;
3. The angle detection device according to claim 2, comprising: a rotatable slider that contacts the circular resistor; and a power source for applying a constant current to the circular resistor. 4. Claim 2, wherein the reference line is a vertical line, and the reference line detection means is constituted by a freely rotatable rotating shaft provided on the aircraft body and a weight fixed to the rotating shaft. Or the angle detection device according to 3. 5 A machine body configured to be movable in the longitudinal direction of the pipe within the pipe, a working means provided on the machine body and rotatable in the circumferential direction of the pipe, and a working means configured to move the working means in the circumferential direction of the pipe. a first drive means for driving, and a first drive means driven as the working means moves in the circumferential direction;
a voltage conversion means, a shaft rotatably provided on the body and having a weight fixed thereto, and a second voltage conversion means driven by the shaft and connected in series with the first voltage conversion means. A working device characterized by comprising: 6. The working device according to claim 5, wherein the working means is an exploration means for exploring the inside of the pipe. 7. The working device according to claim 5, wherein the working means is a processing means for processing a pipe.
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