JPH08244602A - 管内走行ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管内からロボットを取り出す際に、不要な電
力を消費せず確実に取り出すことができる管内走行ロボ
ットを提供する。 【構成】 ロボット３１は、カメラ４１、ライト４２、
送信装置４８、バッテリ４３、制御装置４５及び車輪３
５等を備え、地上の検査装置６０の指示に従い管５０内
を走行し、内部を撮影して、管内の状態を地上の検査装
置に送信する。更に、ロボットは後退時制御部２を有
し、後退信号を受信すると、カメラ４１、ライト４２、
及び送信装置４８の電源を遮断させた上で車輪３５に後
退の指示を送り出す。これにより、ロボットは、後退時
には何等指示を送ることなくカメラ等の後退動作に不要
な機器類の電源が遮断されるので、バッテリの電力を後
退にのみ使用し、有効に用いることができる。したがっ
て、後退時に電力が消耗され、管内で停止ししてしまう
ようなことがなく、確実に管の外に取り出すことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線操縦によってガス
管等の管内を走行する管内走行ロボットに関し、特に後
退時不必要な電力消費を低減させた管内走行ロボットに
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
必要とするが、地上から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、ケーブルを用いてこのような検
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】ところで、管内走行ロ
ボットを無線で制御させ、ケーブルを用いない場合に
は、管内走行ロボットにバッテリを搭載し、管内走行ロ
ボットで使用される電力をこのバッテリから供給しなけ
ればならない。一方、管内走行ロボットを用いた管内で
の検査は、管内走行ロボットを管内で前後進させる駆動
機構と、管内を撮影する撮影機器と、撮影のためのライ
ト、撮影した映像の映像信号を送信する画像信号送信手
段等を作動させなければならず、その作動のためには多
くの電力を必要とする。

【０００５】殊に、検査が終了して管から取り出すため
ロボットを後退させている時、本来必要でないカメラや
ライト等が作動したままであると、それら機器にバッテ
リの電力が消費されてしまい、管の途中でバッテリの充
電電力をすべて消費して走行不能になり、ロボットを管
から出せなくなるという問題があった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決し、管内を後退
中の管内走行ロボットにおいて、不必要の電力の使用を
減少させ、管内での電力の使用を有効にして長時間の検
査を可能とし、かつ確実に管の出口まで後退させること
のできる管内走行ロボット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、被検査管の外部に設置した検査装置本体
と、該検査装置本体からの無線操縦で前記管内を走行
し、該管内において得られた情報を前記検査装置本体に
無線によって送信する管内走行ロボットにおいて、該管
内走行ロボットが後退するときには該走行ロボットに搭
載されているカメラ、ライト、画像信号送信システム等
の後退走行に直接関連のない機器類への電力供給を遮断
するように管内走行ロボットを構成した。

【０００８】

【作用】例えば管内走行ロボットが管内を検査している
間はライトを点灯させ、カメラで管内を撮影し、撮影し
た画像を画像信号送信システムを介して地上に送る。そ
して、管内走行ロボットによる検査が終了した場合には
地上からロボットに後退の指令を発する。後退の指令を
受けたロボットは、駆動手段を作動させてロボットを後
退させるとともに、ライト、カメラ、画像信号送信シス
テムの電源を遮断し、それらの機能を停止させる。

【０００９】したがって、後退のときは不必要な電力の
使用が制限され、極力少ない必要最小限の電力しか用い
ないようになる。これにより、バッテリに残存している
電力を有効に利用でき、確実に管の出口まで管内走行ロ
ボットを後退させることができる。

【００１０】

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

【００１１】ロボット３１は、図１に示すように三方に
車輪３５を有する前方部３２及び後方部３４と、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。

【００１２】前方部３２は、車輪３５に加え、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
と、バッテリ４３等を内部に搭載している。

【００１３】図４に前方部３２の内部構造を示す。

【００１４】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、駆動用モータ１１及
び減速ギア１２が設けてある。更に下方の２つの車輪３
５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３５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、
屈曲部での走行に際して回転し横滑りするようになって
いる。

【００１５】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。

【００１６】後方部３４は、前方部３２とほぼ同一の構
造であり、図１に示すように制御装置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。

【００１７】次に、通信装置４６について図５を用いて
説明する。通信装置４６は、図５に示すように受信装置
４７と送信装置４８とを備え、アンテナ４０は、受信装
置４７を介して制御装置４５に接続し、又送信装置４８
を介してカメラ４１に接続している。

【００１８】一方、地上側に配置される検査装置６０
は、図５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が制御装置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が表示するように構成さ
れている。

【００１９】制御装置４５は、モータ１１、カメラ４
１、ライト４２、及び受信装置４７等に接続し、コント
ローラ６１からの指示を受信装置４７を介して受け取
り、モータ１１等を指示に従って作動制御する。更に、
制御装置４５は、図２に示すように後退時制御部２を有
する。この後退時制御部２は、モータ１１、カメラ４
１、ライト４２、及び受信装置４７等に接続し、ロボッ
ト３１の後退信号が入力された時には、モータ１１に逆
転の指示を送りロボット３１を後退させるとともにカメ
ラ４１、ライト４２、及び通信装置４６の内画像送信装
置４８の作動を停止させ、電力の使用を中止させるよう
になっている。

【００２０】次に、ロボット３１の作動について説明す
る。

【００２１】図６に示すように、ガス管５０内に挿入さ
れたロボット３１は、車輪３５をばね１５によって管５
０の内壁に押し付け、コントローラ６１からの指示によ
って管５０内を走行する。例えば、ロボット３１を前進
させるようにコントローラ６１を操作すると、信号が制
御装置６３から送信装置６４に送られアンテナ２０から
管５０内に電波として発信される。管５０内を伝わった
電波はアンテナ４０を通して受信装置４７で受信されて
ロボット３１の制御装置４５に伝えられ、モータ１１が
前進方向に駆動される。

【００２２】又、撮影の指示を送信するとカメラ４１、
ライト４２等が作動し、管５０内を撮影し、撮影した管
５０内の映像信号は送信装置４８からアンテナ４０を通
して管５０内に発信される。発信された映像信号電波
は、管５０内を伝わり地上のアンテナ２０の映像用のア
ンテナに受信され、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。

【００２３】更に、ロボット３１の管５０内における位
置を検出する場合は、位置検出手段６７から送信装置６
９にパルス信号（電波）を発信するように指示が送ら
れ、送信装置６９はパルス信号をアンテナ２０を介して
管５０内に発信する。管５０内に発信されたパルス信号
は管５０内のロボット３１に当たり反射して戻る。戻っ
た反射波はアンテナ２０を通して受信装置６８で受信さ
れ、位置検出手段６７に送られて、パルス信号を発信し
てからの時間差に基づいてロボット３１までの距離が演
算される。そして、演算された値がモニタ６２に表示さ
れる。

【００２４】そして、ロボット３１が予定の検査範囲の
検査を終えた場合には、コントローラ６１からロボット
３１に後退の指示を送信する。

【００２５】次に、後退時の制御について図３のフロー
チャートを用いて説明する。

【００２６】まず、ロボット３１が管５０内に挿入さ
れ、通常の検査動作が管５０内で行なわれているとき
（Ｆ−１）には常に後退信号を受信したかどうかが判別
され（Ｆ−２）、後退信号を受信しなければ（Ｆ−１）
に戻りそのままカメラ４１やライト４２等を作動させて
管５０内の検査を行なう。

【００２７】後退信号がコントローラ６１から発せられ
て受信装置４７が受信すると、その信号は後退時制御部
２に送られる。後退時制御部２では、後退信号が入力さ
れると、カメラ４１、ライト４２、及び送信装置４８に
電源遮断の指示を送り、これらの作動を停止させた後
（Ｆ−３）、モータ１１に逆転の指示を送り、ロボット
３１を後退させる（Ｆ−４）。

【００２８】カメラ４１等を停止させモータ１１を逆転
させたら（Ｆ−２）に戻り、後退信号が継続しているか
どうか調べ、継続していれば、そのままカメラ４１等の
作動を停止させたままロボット３１の後退動作を継続さ
せて管５０の端部よりロボット３１を取り出す。

【００２９】一方、後退信号の発信が停止されたら（Ｆ
−１）に進み、通常の作動状態に戻り、カメラ４１やラ
イト２の作動信号が受信されたらこれらを作動させて管
５０内の検査を行なう。

【００３０】このように、ロボット３１は、後退信号を
受信すると、カメラ４１、ライト４２、及び送信装置４
８の電源を遮断するので、後退時にカメラ４１等の電源
を切り忘れても、必ずこれらの電源が遮断され、後退動
作以外にバッテリ４３の電力が消費されないので、無駄
な電力を消費することなくロボットを後退させることが
できる。したがって、後退途中バッテリ４３の電力消耗
により管５０内で作動を停止させてしまうことがない。

【００３１】尚、一度後退信号を受信したときには、途
中での後退中止の指示を受信せず、そのまま管５０の端
部まで後退させるようにしてもよい。

【００３２】又、位置検出はパルス信号によるのではな
く、振幅変調を用いたものやあるいは周波数変調を用い
たものでもよい。

【００３３】更に、上記実施例では、管内走行ロボット
３１から映像を送信するようにしたが、本発明はそれに
限らず探傷センサ等を設け、これからの管５０の減肉の
情報や溶接線の健全さ等の管５０内の各種情報を送信す
るようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明の管内走行ロボットは、後退信号
を受信すると、後退動作に要する機能以外の機器の電力
を遮断するように構成したので、後退時には、例えばラ
イト、カメラ、画像信号送信システム等の電源は遮断さ
れ、必要最小限の機能のみを残して後退するので、後退
動作に要する以外の無駄な電力が消費されることがな
い。したがって、後退中はすべての電力が後退動作に用
いられるので効率がよく、かつライト等の電源を切り忘
れてバッテリの電力が消耗し、ロボットが管の内部で停
止してしまうことを防止できる。

【００３５】そして、後退を中止する信号を受信した場
合には、これらのスイッチは正常に作動するので、あら
ためて管内を検査することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるロボットの一実施例を示す図で
ある。

【図２】本発明にかかるロボットの制御部を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明にかかるロボットの作動を示すフローチ
ャートである。

【図４】本発明にかかるロボットを示す断面図である。

【図５】本発明にかかるロボットの制御を示すブロック
図である。

【図６】本発明にかかるロボットの全体を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 検査装置 ２ 後退時制御部 １１ モータ １５ ばね 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 制御装置 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査管の外部に設置した検査装置本体
   と、該検査装置本体からの無線操縦で前記管内を走行
   し、該管内において得られた情報を前記検査装置本体に
   無線によって送信する管内走行ロボットにおいて、該管
   内走行ロボットが後退の指示を受信したとき、該管内走
   行ロボットに搭載されている機器であって該管内走行ロ
   ボットの後退動作及び該後退動作に関する指示を受信す
   る受信手段以外の機器の電源を遮断するように構成した
   ことを特徴とする管内走行ロボット。
2. 【請求項２】 前記管内走行ロボットが後退の際に遮断
   する機器を、管内撮影用カメラ、照明用ライト、前記カ
   メラが撮影した画像を送信する画像信号送信システムと
   したことを特徴とする請求項１に記載の管内走行ロボッ
   ト。