JPH08188149A - 管内走行ロボットの挿入治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットを管内に容易かつ確実に挿入するこ
とができる管内走行ロボットの挿入治具を提供する。 【構成】 挿入治具１は円筒状で、一方の側は、ロボッ
ト３１の車輪３５を自由状態にして容易に内部に配置で
きる径であり、この一方の側から徐々に径が狭まり、他
方側の端部は管５０の内径とほぼ等しい径となってい
る。更に、径の大きい側には開閉蓋２が設けられ、開閉
蓋からロボットを内部に配置できる。したがって、車輪
を大きく縮ませることなくロボットを挿入治具の一方の
側の内部に容易に配置でき、そしてその状態からロボッ
トを駆動させると挿入治具の内部を進むに従い車輪の間
隔が縮小され、端部ではほぼ管の内径と等しくなるので
そのまま管内に進入させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検査等のため管内を走
行する管内走行ロボットを、かかる管内に容易に挿入さ
せることができる管内走行ロボットの挿入治具に関す
る。

【０００２】

【従来技術】現在地中には相当な長さにおよぶガス管が
埋設され、又プラント等では長大な管が複雑に配設され
ており、ガス等の流体を効率よく円滑に流動させること
および事故を未然に防止する等のため適宜に管の検査を
必要とする。ところが、地表を掘削して埋設管を全て検
査しようとすると非常に多くの手間と時間を要し、又複
雑に配管されたプラントの管を逐一目視により検査する
ことは実質的に不可能である。そこで撮影機器を備えた
ロボットを管内に送り、管内の映像をロボットによって
写し出すなどして管内を検査する検査方法が提案されて
いる。

【０００３】ところで、ケーブルを介してこのような検
査ロボットとの間で制御信号や映像信号等の通信を行な
うと、接続されたケーブルの長さにロボットの走行距離
が限定され、ケーブルの長さ毎に逐一範囲を区切って検
査を行なわなければならず多くの手間と時間がかかると
いう問題がある。又ケーブルを長くするとその保管や運
搬に手間がかかり、更にロボットがケーブルを管内に引
き込みながら走行するため走行負荷が非常に大きくなり
強力な動力を有する大型なロボットになってしまい狭い
管や屈曲の多い管では利用できないという問題があっ
た。そこで、ロボットを無線操縦で制御し、ロボットが
撮影した映像も無線通信によって送信するようにしたロ
ボットが発明された。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、管内で
ロボットを自在に走行させるためには、駆動用の車輪を
管の内壁に密着させて駆動用車輪が滑らないようにしな
ければならない。そのためには、従来相当のばね力を持
つばねを車輪に接続し、このばねの押し付け力によって
駆動用車輪を管内面に押し付けて走行するようにしてい
た。

【０００５】したがって、新たに管内走行ロボットを検
査のため管内に挿入する際には、管内走行ロボットが管
に入る高さになるまで駆動用車輪に接続されたばねを押
し縮めなければならず、垂直な管内でも管内走行ロボッ
トが落下せず上昇できるだけの摩擦力が得られるばねを
押し縮め、かつその状態を保って管内走行ロボットを管
内に挿入させることは相当の力と手間が必要であった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決し、管内に車輪
を圧着させて走行する管内走行ロボットを容易に管内に
挿入できる管内走行ロボット用挿入治具を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するため、走行用の車輪を被検査管の内面に押し付け
て管内を走行する管内走行ロボットを、かかる管内に挿
入するために用いる挿入治具であって、前記車輪を自由
状態にした管内走行ロボットの幅より狭く、かつ車輪を
自由状態にした管内走行ロボットを容易に挿入可能な内
径を一方に備え、該一方の側に連続して内径が狭めら
れ、他方の側の端部の内径を前記管の内径にほぼ等しく
形成して管内走行ロボットの挿入治具を構成した。

【０００８】又、前記他方の側の外径が前記管の内径以
下であり、管内に該他方の一端を挿入できるように管内
走行ロボットの挿入治具を構成した。

【０００９】前記挿入治具の前記一方の側に中心線に沿
った方向で開閉自在の蓋を設け、開閉部から前記ロボッ
トを挿入治具内に配置できるように管内走行ロボットの
挿入治具を構成した。

【００１０】

【作用】検査しようとする管の端部に挿入治具の他方の
側、すなわち内径の狭い側を当ててほぼ同軸に配置し、
一方の径の大きい側に管内走行ロボットを配置する。挿
入治具の大径の側の内径はロボットの車輪が自由状態よ
りわずか狭い径であるので、ロボットを容易に挿入で
き、しかも車輪は管の内壁にある程度の圧力で押し付け
られていることから自力で内部を走行できる。挿入治具
内にロボットを配置したなら車輪を駆動させて、ロボッ
トを挿入治具内で送出側、つまり他方の側に向けて走行
させる。すると、走行につれて内径が狭まるので車輪が
徐々に縮められ、挿入治具の他方の側の端部で、車輪の
間隔が管の内径と等しくなりそのまま検査しようとする
管内に進行していく。

【００１１】したがって、ロボットを管内に自力で容易
に挿入させることができる。

【００１２】又、挿入治具の他方の側を管の一端に挿入
すると、治具を容易に管に固定でき、挿入操作が容易に
なる。

【００１３】開閉蓋からロボットを挿入治具内に入れら
れるので、挿入治具へのロボットの設置が容易になる。

【００１４】

【実施例】本発明にかかる管内走行ロボット用の挿入治
具の一実施例について図を用いて説明する。

【００１５】まず、挿入治具の説明に先立ち図１を用い
て管内走行ロボット３１を説明する。

【００１６】ロボット３１は、三方に車輪３５を有する
前方部３２及び後方部３４と、これら前方部３２と後方
部３４を屈曲自在に結合するチューブ３３から構成され
ている。

【００１７】前方部３２は、前記車輪３５と、前方に向
けた撮影用カメラ４１と、カメラ４１のレンズの周囲に
設置された発光ダイオードからなる照明用ライト４２、
およびバッテリ４３等を内部に搭載している。

【００１８】図３に前方部３２の内部構造を示す。車輪
３５は、上方に１個下方に２個設置してあり、それぞれ
の車輪３５には、駆動モータ１１及び減速ギア１２が設
けてある。更に下方の２つ車輪３５は、それぞれステー
１３の端部に取り付けてあり、ステー１３の支点１４を
中心に回動自在に支持されている。又、ステー１３の中
間部分にはばね１５が取り付けてあり、ばね１５はこれ
ら車輪３５の間隔を縮める方向、すなわち前方部３２の
中心に向けてステー１３を付勢している。更に、車輪３
５には、進行方向に対して直角な方向に回転するローラ
１６が外周に複数設けられ、管５０の屈曲部での走行に
際して横方向に回転するようになっている。

【００１９】チューブ３３は可撓性を備えたチューブで
あり、内部に前方部３２と後方部３４を接続する各種ケ
ーブル（図示せず）が通されている。

【００２０】後方部３４は、前方部３２とほぼ同一の構
造であり、図１に示すように制御手段４５、通信装置４
６、バッテリ等を内部に搭載し、後方にアンテナ４０を
備えている。制御手段４５は、各車輪３５のモータ１１
の駆動を制御したり、カメラ４１やライト４２の作動等
を制御する制御手段である。

【００２１】通信装置４６は、図４に示すように受信装
置４７と送信装置４８とを備え、受信装置４７には、ア
ンテナ４０と制御手段４５が接続し、送信装置４８に
は、アンテナ４０とカメラ４１が接続し、アンテナ４０
で受信した指示を制御手段４５に送りライト４２やモー
タ１１を作動させたり、またカメラ４１が撮影した映像
を搬送波にのせてアンテナ４０から送信させる。

【００２２】一方、地上側に配置される検査装置６０
は、図４に示すようにアンテナ２０に接続された送信装
置６４、６９、及び受信装置６６、６８とを備え、コン
トローラ６１が制御手段６３を介して送信装置６４に接
続し、受信装置６６が映像処理装置６５を介して受信画
像を映し出すモニタ６２に接続している。更に、位置検
出手段６７が受信装置６８と送信装置６９に接続し、位
置検出の電波を発するとともにその電波を受信して、ロ
ボット３１の位置情報をモニタ６２で表示するように構
成されている。

【００２３】次に、挿入治具１について説明する。

【００２４】挿入治具１は、図２に示すように円筒状
で、一方の側、つまり図の右側（挿入側Ａとする）の内
径はロボット３１の車輪３５を自由状態から少し圧縮さ
せた幅に等しく、水平に配置された状態であれば車輪３
５は内部で滑ることがなく、内部をロボット３１が走行
できる。又、上半部には開閉蓋２が、蝶番４により上方
に開くよう開閉自在に取り付けられており、更に、開閉
蓋２の開口部側には留め具５が取り付けられ、開閉蓋２
を閉めた状態で固定できる。

【００２５】又、挿入治具１の他方側、すなわち図の左
方側（送出部Ｂとする）は、挿入側Ａから緩やかに円錐
状に径が狭められており、送出部Ｂの端部は管５０の内
径にほぼ等しい内径に形成してある。尚、挿入治具１の
断面形状は真円でなく、長円又は楕円であってもよい。

【００２６】次に、挿入治具１の作用について説明す
る。

【００２７】まず図１に示すように、検査しようとする
管５０の端部に挿入治具１の送出側Ｂを密着させる。送
出側Ｂの外径を管５０の内径より細く形成した場合に
は、管５０内に先端を嵌め込む。挿入治具１を管５０の
端部に密着させたら、挿入側Ａの開閉蓋２を開き、内部
にロボット３１を入れる。開閉蓋２を閉め、留め具５を
止めて固定するとロボット３１は車輪３５を少し縮めた
状態で挿入治具１の挿入側Ａに収容される。

【００２８】この状態でロボット３１を駆動させると、
ロボット３１は、挿入治具１内を前進し、送出側Ｂの円
錐部分で徐々に車輪３５を本体側に引き込ませ、その端
部で車輪幅を管５０の内径とほぼ等しくしてそのまま管
５０内に侵入する。

【００２９】したがって、管５０内の検査のためにロボ
ット３１を管５０内に挿入させようとするときに、力を
加えて車輪３５を圧縮させることなく容易にロボット３
１を、それ自身の走行手段をもって管５０内に挿入でき
る。

【００３０】そして、ガス管５０の内部に挿入されたロ
ボット３１は、車輪３５をばね１５のばね力によって管
５０の内面に圧着し、図５に示すように地上のコントロ
ーラ６１からの指示に従って管５０内での検査を行な
う。すなわち、カメラ４１が撮影した管５０内の映像信
号は、送信装置４８を通して送り出され、アンテナ２０
に受信されて、受信装置６６、映像処理手段６５を介し
てモニタ６２に映し出される。更に、位置検出手段６７
によって管５０内でのロボット３１の位置が検出されて
モニタ６２に映し出される。

【００３１】このように、本発明の挿入治具１によれ
ば、治具の一方をロボット３１を容易に配置できる径に
形成し、そしてこの箇所から挿入治具１の内径を徐々に
管の内径まで縮小させたので、ロボット３１を自らの走
行手段によって走行させつつ車輪間隔を縮めさせ、車輪
間隔を管５０の内径に等しくして自力で管５０内に侵入
させることができ、従来手で行なっていた車輪間隔の縮
小の必要がなく、容易にロボット３１を管５０内に挿入
できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明にかかる管内走行ロボットの挿入
治具によれば、以下に示すような効果を有する。 （１）一方の側の内径を、車輪を自由状態にしたロボッ
トを容易に挿入できる内径とし、他方の側の内径を管の
内径とほぼ等しくし、その間の内径を連続して形成した
ので、径の狭い管内にロボットを容易に、しかも自立で
走行させながら挿入させることができる。 （２）挿入治具のロボット送出側の外径を管の内径以下
とし、送出側の端部を管内に挿入できるようにしたの
で、管への挿入治具の取り付けを確実にでき、ロボット
の管への挿入を容易にできる。 （３）開閉蓋を設け、開閉蓋を開けてロボットを挿入治
具の一方の側に収容できるようにしたので、挿入治具に
ロボットを挿入する作業を容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる挿入治具の一実施例を示す全体
断面図である。

【図２】本発明にかかる挿入治具の一実施例を示す斜視
図である。

【図３】本発明にかかるロボットの一部を示す断面図で
ある。

【図４】ロボットの通信装置を示すブロック図である。

【図５】ロボットの使用状況を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 挿入治具 ２ 開閉蓋 ４ 蝶番 ５ 留め具 １１ モータ １２ 減速ギア １３ ステー １４ 支点 １５ ばね １６ ローラ ２０、４０ アンテナ ３１ ロボット ３２ 前方部 ３３ チューブ ３４ 後方部 ３５ 車輪 ４１ カメラ ４２ ライト ４３ バッテリ ４５、６３ 制御手段 ４６ 通信装置 ４７、６６ 受信装置 ４８、６４、６９ 送信装置 ５０ 管 ６１ コントローラ ６２ モニター ６５ 映像処理手段 ６７ 位置検出手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用の車輪を被検査管の内面に押し付
   けて該管内を走行する管内走行ロボットを、前記管内に
   挿入させる挿入治具であって、前記車輪を自由状態にし
   た前記管内走行ロボットを容易に挿入可能で、かつ自由
   状態にした車輪間隔より狭い内径を一方に備え、該一方
   の側に連続して該内径が狭められ、他方の側の端部の内
   径が前記管の内径にほぼ等しく形成されていることを特
   徴とする管内走行ロボットの挿入治具。
2. 【請求項２】 前記他方の側の外径が前記管の内径以下
   であり、該管内に該他方の一端が挿入可能な請求項１に
   記載の管内走行ロボットの挿入治具。
3. 【請求項３】 前記挿入治具の前記一方の側に中心線に
   沿った方向で開閉自在の蓋を設け、該開閉部から前記ロ
   ボットを該挿入治具内に配置可能に構成した請求項１又
   は２に記載の管内走行ロボットの挿入治具。