JPH07329841A - 線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボット - Google Patents
線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットInfo
- Publication number
- JPH07329841A JPH07329841A JP6152840A JP15284094A JPH07329841A JP H07329841 A JPH07329841 A JP H07329841A JP 6152840 A JP6152840 A JP 6152840A JP 15284094 A JP15284094 A JP 15284094A JP H07329841 A JPH07329841 A JP H07329841A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 螺旋状に結合された走行車からなるロボット
で、パイプラインや電線を障害物を回避しながら走行可
能なものの構造を提供することを目的とする。 【構成】 車両を螺旋状に直列に接続し、これらの各車
両は車輪もしくはキャタピラによりそれぞれ左右独立に
駆動される。各車両間は通信用のケーブルで結ばれてお
り、先頭車両には障害物検知のためのセンサおよび統括
制御のための計算機が搭載されている。この各車両の進
行方向を先頭車両から順に変えていくことにより、この
結合状態の螺旋のピッチを変更することが可能となる。
すなわち、この構造をした走行ロボットは、調節可能な
ピッチで螺旋状に円筒状のもの、すなわち、電線やパイ
プラインを前進もしくは後退可能となる。
で、パイプラインや電線を障害物を回避しながら走行可
能なものの構造を提供することを目的とする。 【構成】 車両を螺旋状に直列に接続し、これらの各車
両は車輪もしくはキャタピラによりそれぞれ左右独立に
駆動される。各車両間は通信用のケーブルで結ばれてお
り、先頭車両には障害物検知のためのセンサおよび統括
制御のための計算機が搭載されている。この各車両の進
行方向を先頭車両から順に変えていくことにより、この
結合状態の螺旋のピッチを変更することが可能となる。
すなわち、この構造をした走行ロボットは、調節可能な
ピッチで螺旋状に円筒状のもの、すなわち、電線やパイ
プラインを前進もしくは後退可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は線形状や円筒形状物体の
異常状態を検査するために、被検査物体に巻き付いて螺
旋状に走行するロボットに関するものである。
異常状態を検査するために、被検査物体に巻き付いて螺
旋状に走行するロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】送電線あるいは電気鉄道に使用されてい
る電車線路の電線類やパイプラインは施設されている距
離が極めて長いために、そのメンテナンスは困難な仕事
となっている。現状ではメンテナンスは保全要員の目視
検査に頼っているため、自動的にこれらの電線やパイプ
ラインを検査する装置が望まれている。特に、補修が必
要となる異常箇所を発見するための自動検査装置の開発
が強く望まれている。異常検出のための計測器はすでに
実用化されているものが利用可能であるが、それらの計
測器を電線やパイプラインに沿って動かす装置が未開発
となっている。そのための試作機の開発も急がれている
が、電線やパイプラインには幾つかの特殊な箇所（結合
点や分岐点など）が存在するために、そのような場所を
避けて走行することが最も大きな問題点となっている。
現在までに試作されている走行ロボットは、これらの障
害物を回避するために、障害物のある箇所で人力による
回避作業を行うものが主である。自動回避を行うもの
は、特別な回避モードを持ち、通常走行とは異なった動
作をその障害物箇所で行っている。しかし、いずれの場
合も滑らかな障害物回避動作を行うことが出来ないか、
特定の障害物にしか対応できないのが現状である。
る電車線路の電線類やパイプラインは施設されている距
離が極めて長いために、そのメンテナンスは困難な仕事
となっている。現状ではメンテナンスは保全要員の目視
検査に頼っているため、自動的にこれらの電線やパイプ
ラインを検査する装置が望まれている。特に、補修が必
要となる異常箇所を発見するための自動検査装置の開発
が強く望まれている。異常検出のための計測器はすでに
実用化されているものが利用可能であるが、それらの計
測器を電線やパイプラインに沿って動かす装置が未開発
となっている。そのための試作機の開発も急がれている
が、電線やパイプラインには幾つかの特殊な箇所（結合
点や分岐点など）が存在するために、そのような場所を
避けて走行することが最も大きな問題点となっている。
現在までに試作されている走行ロボットは、これらの障
害物を回避するために、障害物のある箇所で人力による
回避作業を行うものが主である。自動回避を行うもの
は、特別な回避モードを持ち、通常走行とは異なった動
作をその障害物箇所で行っている。しかし、いずれの場
合も滑らかな障害物回避動作を行うことが出来ないか、
特定の障害物にしか対応できないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電線やパイプラ
インの検査用ロボットはある特定の障害物しか避けて走
行できないため、回避できない障害物のある箇所では人
力により回避作業を行う必要があり、自動的に電線やパ
イプラインを検査することができないという問題点があ
った。本発明は前記のような問題点を解決するためにな
されたもので、線形状や円筒形状の被検査物体に巻き付
いて、螺旋状に走行する際の障害物を検知して回避する
ことのできる線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボ
ットを提供することを目的とする。
インの検査用ロボットはある特定の障害物しか避けて走
行できないため、回避できない障害物のある箇所では人
力により回避作業を行う必要があり、自動的に電線やパ
イプラインを検査することができないという問題点があ
った。本発明は前記のような問題点を解決するためにな
されたもので、線形状や円筒形状の被検査物体に巻き付
いて、螺旋状に走行する際の障害物を検知して回避する
ことのできる線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボ
ットを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の線形
状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットは複数の検査
車両をフレキシブルに機械的結合された連結部により直
列に連結した本体と各検査車両毎に線形状や円筒形状物
体に巻き付いて螺旋状に走行するためのクローラとクロ
ーラを駆動するための駆動モータと駆動モータを制御す
るための制御用マイクロプロセッサを搭載したモータ制
御器と被検査物体の異常状態を検出するための異常状態
検出器と電源と先頭の検査車両には障害物を検知するた
めの障害物検知器とを備え、先頭の検査車両のモータ制
御器には各検査車両のモータ制御器を統括的に制御する
ための統括制御用マイクロプロセッサを搭載して各検査
車両毎のモータ制御器を接続したものである。
状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットは複数の検査
車両をフレキシブルに機械的結合された連結部により直
列に連結した本体と各検査車両毎に線形状や円筒形状物
体に巻き付いて螺旋状に走行するためのクローラとクロ
ーラを駆動するための駆動モータと駆動モータを制御す
るための制御用マイクロプロセッサを搭載したモータ制
御器と被検査物体の異常状態を検出するための異常状態
検出器と電源と先頭の検査車両には障害物を検知するた
めの障害物検知器とを備え、先頭の検査車両のモータ制
御器には各検査車両のモータ制御器を統括的に制御する
ための統括制御用マイクロプロセッサを搭載して各検査
車両毎のモータ制御器を接続したものである。
【０００５】本発明の請求項２の線形状・円筒形状物体
検査用螺旋走行ロボットは請求項１の線形状・円筒形状
物体検査用螺旋走行ロボットに、障害物検知器により被
検査物体を走行する際の障害物を検知し、障害物を認識
して回避する機能を有する統括制御用マイクロプロセッ
サにより螺旋ピッチを調節して障害物を回避することの
できる機能を持たせたものである。
検査用螺旋走行ロボットは請求項１の線形状・円筒形状
物体検査用螺旋走行ロボットに、障害物検知器により被
検査物体を走行する際の障害物を検知し、障害物を認識
して回避する機能を有する統括制御用マイクロプロセッ
サにより螺旋ピッチを調節して障害物を回避することの
できる機能を持たせたものである。
【０００６】
【作 用】本発明の請求項１の線形状・円筒形状物体検
査用螺旋走行ロボットによれば、線形状や円筒形状物体
に巻き付いて螺旋状に走行するので、被検査物体の表面
をくまなく検査することができる。また、本体が複数の
検査車両をフレキシブルに機械的結合された連結部によ
り直列に連結されているので、被検査物体がある曲率で
曲がっていても走行が可能である。本発明の請求項２の
線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットによれ
ば、被検査物体を走行する際の障害物に遭遇した場合
に、螺旋の間隔に障害物が納まるように螺旋のピッチや
位置を調節することにより、障害物を回避して進むこと
ができる。
査用螺旋走行ロボットによれば、線形状や円筒形状物体
に巻き付いて螺旋状に走行するので、被検査物体の表面
をくまなく検査することができる。また、本体が複数の
検査車両をフレキシブルに機械的結合された連結部によ
り直列に連結されているので、被検査物体がある曲率で
曲がっていても走行が可能である。本発明の請求項２の
線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットによれ
ば、被検査物体を走行する際の障害物に遭遇した場合
に、螺旋の間隔に障害物が納まるように螺旋のピッチや
位置を調節することにより、障害物を回避して進むこと
ができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の請求項１において線形状・円
筒形状物体検査用螺旋走行ロボットが電線に巻き付いて
螺旋状に走行するときの全体図であり、図２は本発明の
請求項１において、線形状・円筒形状物体検査用螺旋走
行ロボットがパイプラインに巻き付いて螺旋状に走行す
るときの全体図であり、図３は本発明の請求項１の線形
状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットにおける中間
の検査車両の詳細を示したもので（ａ）は平面図，
（ｂ）は側面図であり、図４は本発明の請求項１の線形
状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットにおける先頭
の検査車両の詳細を示したもので（ａ）は平面図，
（ｂ）は側面図であり、図５は検査車両全体におけるモ
ータ制御のブロック図である。ここで、１は本体，２は
検査車両，３はクローラ，４は駆動モータ，５はモータ
制御器，６は制御用マイクロプロセッサ，７は統括制御
用マイクロプロセッサ，８は異常状態検出器，９は電
源，１０は太陽電池，１１は充電電池，１２は障害物検
知器，１３は障害物センサ，１４は障害物認知用ＣＰ
Ｕ，１５は電線，１６はパイプライン，１７は車輪であ
る。
筒形状物体検査用螺旋走行ロボットが電線に巻き付いて
螺旋状に走行するときの全体図であり、図２は本発明の
請求項１において、線形状・円筒形状物体検査用螺旋走
行ロボットがパイプラインに巻き付いて螺旋状に走行す
るときの全体図であり、図３は本発明の請求項１の線形
状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットにおける中間
の検査車両の詳細を示したもので（ａ）は平面図，
（ｂ）は側面図であり、図４は本発明の請求項１の線形
状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットにおける先頭
の検査車両の詳細を示したもので（ａ）は平面図，
（ｂ）は側面図であり、図５は検査車両全体におけるモ
ータ制御のブロック図である。ここで、１は本体，２は
検査車両，３はクローラ，４は駆動モータ，５はモータ
制御器，６は制御用マイクロプロセッサ，７は統括制御
用マイクロプロセッサ，８は異常状態検出器，９は電
源，１０は太陽電池，１１は充電電池，１２は障害物検
知器，１３は障害物センサ，１４は障害物認知用ＣＰ
Ｕ，１５は電線，１６はパイプライン，１７は車輪であ
る。
【０００８】図３と図４は本発明の実施例を示すもので
ある。図５に示ように、幾つかの車両がジョイントによ
りフレキシブルに結合されている。各車両は左右にクロ
ーラ３を持ち左右のクローラはそれぞれ独立な駆動モー
タ４と車輪１７で駆動されている。また、各車両には充
電電池１１が登載されておりその電池によりモーターに
電力が供給される。この充電電池は、表面に張られた太
陽電池１０により一部の電力の補充を得られる。この電
力を適切に供給するためにスイッチング素子からなる小
型のモーター制御器５がそれぞれのモータに付加されて
いる。このモーター制御器を制御するために制御用マイ
クロプロセッサ６が各車両に一台搭載されている。ま
た、先頭車両には障害物を検知するための超音波センサ
１３と障害物認知用ＣＰＵ１４、および統括制御用のマ
イクロプロセッサ６が搭載されている。各車両は図５に
示すようにシリアルな信号線で結合されている。
ある。図５に示ように、幾つかの車両がジョイントによ
りフレキシブルに結合されている。各車両は左右にクロ
ーラ３を持ち左右のクローラはそれぞれ独立な駆動モー
タ４と車輪１７で駆動されている。また、各車両には充
電電池１１が登載されておりその電池によりモーターに
電力が供給される。この充電電池は、表面に張られた太
陽電池１０により一部の電力の補充を得られる。この電
力を適切に供給するためにスイッチング素子からなる小
型のモーター制御器５がそれぞれのモータに付加されて
いる。このモーター制御器を制御するために制御用マイ
クロプロセッサ６が各車両に一台搭載されている。ま
た、先頭車両には障害物を検知するための超音波センサ
１３と障害物認知用ＣＰＵ１４、および統括制御用のマ
イクロプロセッサ６が搭載されている。各車両は図５に
示すようにシリアルな信号線で結合されている。
【０００９】図６は本発明の請求項２において、線形状
・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットが電線に巻き付
いて螺旋状に走行し、螺旋ピッチを調節して障害物を回
避するときの全体図であり、図７は本発明の請求項２に
おいて、線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボット
がパイプラインに巻き付いて螺旋状に走行し、螺旋ピッ
チを調節して障害物を回避するときの全体図である。こ
こで、１は本体，２は検査車両，１５は電線，１６はパ
イプラインである。
・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットが電線に巻き付
いて螺旋状に走行し、螺旋ピッチを調節して障害物を回
避するときの全体図であり、図７は本発明の請求項２に
おいて、線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボット
がパイプラインに巻き付いて螺旋状に走行し、螺旋ピッ
チを調節して障害物を回避するときの全体図である。こ
こで、１は本体，２は検査車両，１５は電線，１６はパ
イプラインである。
【００１０】線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボ
ットが電線やパイプラインを走行中、先頭車両の先頭に
取付られた障害物を検知するための超音波センサ１３が
障害物を捕らえ、障害物認知用ＣＰＵ１４が障害物を認
定すると、統括制御用のマイクロプロセッサ５がシリア
ル信号線を通して、各車両の制御用マイクロプロセッサ
６に指令を出し、モーター制御器５が左右の車輪のモー
タの回転速度を制御し、各車両の進行方向と螺旋ピッチ
を調整し障害物に遭遇するタイミングを変えていくこと
により、図６および図７に示すように障害物回避動作を
行う。統括制御用のマイクロプロセッサ５は、先頭車両
のモータの回転速度から障害物の回避が終了したがどう
かの判断を行えるので、完全に回避が終了した時点で、
各車両の制御用マイクロプロセッサ６に指令を出し、平
常走行に戻す。このようにして、線形状・円筒形状物体
検査用螺旋走行ロボットは電線やパイプラインの障害物
回避を行う。
ットが電線やパイプラインを走行中、先頭車両の先頭に
取付られた障害物を検知するための超音波センサ１３が
障害物を捕らえ、障害物認知用ＣＰＵ１４が障害物を認
定すると、統括制御用のマイクロプロセッサ５がシリア
ル信号線を通して、各車両の制御用マイクロプロセッサ
６に指令を出し、モーター制御器５が左右の車輪のモー
タの回転速度を制御し、各車両の進行方向と螺旋ピッチ
を調整し障害物に遭遇するタイミングを変えていくこと
により、図６および図７に示すように障害物回避動作を
行う。統括制御用のマイクロプロセッサ５は、先頭車両
のモータの回転速度から障害物の回避が終了したがどう
かの判断を行えるので、完全に回避が終了した時点で、
各車両の制御用マイクロプロセッサ６に指令を出し、平
常走行に戻す。このようにして、線形状・円筒形状物体
検査用螺旋走行ロボットは電線やパイプラインの障害物
回避を行う。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の線形状・
円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットは電線類やパイプ
ラインの被検査物体に巻き付いて螺旋状に走行するの
で、被検査物体を走行する際の障害物を回避しながら自
由に走行できる。また、電線類やパイプラインの被検査
物体の上を自由に走行できるので、電線類やパイプライ
ンの各種検査が自動化できる。
円筒形状物体検査用螺旋走行ロボットは電線類やパイプ
ラインの被検査物体に巻き付いて螺旋状に走行するの
で、被検査物体を走行する際の障害物を回避しながら自
由に走行できる。また、電線類やパイプラインの被検査
物体の上を自由に走行できるので、電線類やパイプライ
ンの各種検査が自動化できる。
【図１】本発明の請求項１において、線形状・円筒形状
物体検査用螺旋走行ロボットが電線に巻き付いて螺旋状
に走行するときの全体図である。
物体検査用螺旋走行ロボットが電線に巻き付いて螺旋状
に走行するときの全体図である。
【図２】本発明の請求項１において、線形状・円筒形状
物体検査用螺旋走行ロボットがパイプラインに巻き付い
て螺旋状に走行するときの全体図である。
物体検査用螺旋走行ロボットがパイプラインに巻き付い
て螺旋状に走行するときの全体図である。
【図３】本発明の請求項１の線形状・円筒形状物体検査
用螺旋走行ロボットにおける中間の検査車両の詳細を示
したもので、（ａ）は平面図，（ｂ）は側面図である。
用螺旋走行ロボットにおける中間の検査車両の詳細を示
したもので、（ａ）は平面図，（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の請求項１の線形状・円筒形状物体検査
用螺旋走行ロボットにおける先頭の検査車両の詳細を示
したもので、（ａ）は平面図，（ｂ）は側面図である。
用螺旋走行ロボットにおける先頭の検査車両の詳細を示
したもので、（ａ）は平面図，（ｂ）は側面図である。
【図５】検査車両全体におけるモータ制御のブロック図
である。
である。
【図６】本発明の請求項２において、線形状・円筒形状
物体検査用螺旋走行ロボットが電線に巻き付いて螺旋状
に走行し、螺旋ピッチを調節して障害物を回避するとき
の全体図である。
物体検査用螺旋走行ロボットが電線に巻き付いて螺旋状
に走行し、螺旋ピッチを調節して障害物を回避するとき
の全体図である。
【図７】本発明の請求項２において、線形状・円筒形状
物体検査用螺旋走行ロボットがパイプラインに巻き付い
て螺旋状に走行し、螺旋ピッチを調節して障害物を回避
するときの全体図である。
物体検査用螺旋走行ロボットがパイプラインに巻き付い
て螺旋状に走行し、螺旋ピッチを調節して障害物を回避
するときの全体図である。
１ 本体 ２ 検査車両 ３ クローラ ４ 駆動モータ ５ モータ制御器 ６ 制御用マイクロプロセッサ ７ 統括制御用マイクロプロセッサ ８ 異常状態検出器 ９ 電源 １０ 太陽電池 １１ 充電電池 １２ 障害物検知器 １３ 障害物センサ １４ 障害物認知用ＣＰＵ １５ 電線 １６ パイプライン １７ 車輪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 健夫三 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 小比田 正 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 佐藤 勇輔 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 線形状物体（例えば電線類等）や円筒形
状物体（例えばパイプライン等）の異常状態を検査する
ために、複数の検査車両を直列に連結して、被検査物体
に数周巻き付くことにより、螺旋状に走行する構造をし
たロボットであって、 複数の該検査車両をフレキシブルに機械的結合された連
結部により直列に連結した本体と、 各検査車両毎に被検査物体に巻き付いて螺旋状に走行す
るためのクローラと、 各検査車両毎に該クローラを駆動するための駆動モータ
と、 各検査車両毎に該駆動モータを制御するための制御用マ
イクロプロセッサを搭載したモータ制御器と、 各検査車両毎に被検査物体の異常状態を検出するための
異常状態検出器と、 電源と、 先頭の検査車両には障害物を検知するための障害物検知
器とを備え、 先頭の検査車両の該モータ制御器には各検査車両の該モ
ータ制御器を統括的に制御するための統括制御用マイク
ロプロセッサを搭載し、各検査車両毎の該モータ制御器
を接続した線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボッ
ト。 - 【請求項２】 請求項１の線形状・円筒形状物体検査用
螺旋走行ロボットにおいて、 該障害物検知器により被検査物体を走行する際の障害物
（例えば支点箇所や結合箇所や分岐箇所等）を検知し、 障害物を認識して回避する機能を有する該統括制御用マ
イクロプロセッサにより螺旋ピッチを調節して障害物を
回避することのできる請求項１記載の線形状・円筒形状
物体検査用螺旋走行ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6152840A JPH07329841A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6152840A JPH07329841A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07329841A true JPH07329841A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15549285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6152840A Pending JPH07329841A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 線形状・円筒形状物体検査用螺旋走行ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07329841A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010509129A (ja) * | 2006-11-13 | 2010-03-25 | レイセオン・サルコス・エルエルシー | 蛇行型ロボット式無限軌道車 |
| JP2010533101A (ja) * | 2007-07-10 | 2010-10-21 | レイセオン・サルコス・エルエルシー | モジュール式ロボットクローラ |
| KR101384722B1 (ko) * | 2012-09-06 | 2014-04-14 | 삼성중공업 주식회사 | 배관 검사 장치 및 배관 검사 방법 |
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-
1994
- 1994-06-10 JP JP6152840A patent/JPH07329841A/ja active Pending
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