JPH08304293A

JPH08304293A - 管内走行ロボット

Info

Publication number: JPH08304293A
Application number: JP7114311A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Suyama; 毅一陶山; Yasuharu Hosohara; 靖治細原
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】電波が内部を長距離伝搬しない管であって
も、無線により管内を走行し、又管内から電波を地上に
送信できる管内走行ロボットを提供する。【構成】ロボット３１は、走行用の車輪３５、カメラ
４１、ライト４２、通信装置４６等を備え、管内を任意
に走行する。又、通信装置には管５０の外部に設けられ
たリール４から随時巻き出されるアンテナ線２が接続さ
れている。一方地上側には、アンテナ２０を有する検査
装置１を設け、ロボットに指令を送る送信装置６４と、
ロボットが撮影した管内の映像を受信する受信装置６６
を備えている。したがって、ロボットが走行している管
が非金属管等内部に電波が進行しにくい管であって
も、、アンテナ線を介して電波を良好に伝達できる。
又、ロボットが管内部で走行不能になった場合でも、ア
ンテナ線により容易に管外に引き出すことができる。

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、特に管
内における電波の送受信状態を改良した管内走行ロボッ
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。ところが、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の通信及び電力
供給等を行なうと、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、金属管
の内部に送信された電波は、管内を遠方まで到達するの
で、無線によってロボットを確実に制御できるが、ポリ
エチレン管（近年ガス管等としても多用されてきてい
る。）のような非金属管の場合には、内部での減衰が著
しく、電波が遠方まで到達しないので、ロボットを無線
によって制御・作動させることができないという問題が
あった。

【０００５】又、万一管内で通信不能によりロボットが
制御できなくなった場合に、ロボットを管から取り出す
手段がなく、埋設された管にあっては地上から掘削しな
ければならないという問題を有していた。

【０００６】本発明は、上記課題を解決し、金属管以外
の管であっても電波による通信を可能とした管内走行ロ
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か
らの無線操縦で管内を走行し、管内において得られた情
報を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、このロボットの通信手段に、管の外部に
露出するアンテナ線を接続させた。

【０００８】検査装置本体とロボットの間で通信される
電波の周波数を管の遮断周波数以下とした。

【０００９】ロボットを走行させる管を非金属管とし
た。

【００１０】ロボットに取り付けたアンテナ線に距離計
測用の目盛りを設けた。

【００１１】

【作用】管内走行ロボットは、無線通信手段にアンテナ
線を接続させた状態で管内を進行する。アンテナ線は常
に管の端部から一部が露出しており、検査装置本体とこ
の露出部分との間で無線通信が行なわれる。アンテナ線
に受信された信号はアンテナ線を伝わり、管内のロボッ
トの受信手段に受信される、したがって、検査装置本体
から送信した制御用の電波は直ちにアンテナ線に受信さ
れ、アンテナ線を伝わって管内に挿入されたロボットに
確実に送信できる。又、ロボットが撮影した画像はアン
テナ線を介して管の外まで伝達されるので、地上の検査
装置において良好な画像を得ることができる。

【００１２】アンテナ線が管外に露出しているので、管
の遮断周波数以下の周波数でも通信に用いることができ
る。

【００１３】ポリエステル等非金属製の管であってもア
ンテナ線を介して電波が伝達されるので、管内と地上と
の間で無線を用いることができる。

【００１４】引き込まれたアンテナ線の目盛りからロボ
ットの管内での位置を計測することができる。

【００１５】

【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。

【００１６】ロボット３１は、図２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。

【００１７】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。

【００１８】図５に前方部３２の内部構造を示す。

【００１９】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車輪３５が横滑りするよ
うになっている。

【００２０】チューブ３３は可撓性を備えたチューブで
あり、前方部３２と後方部３４を接続する各種ケーブル
（図示せず）が内部に通されている。

【００２１】後方部３４は、前方部３２とほぼ同一の構
造であり、図２、図３に示すように制御手段４５、通信
装置４６等を内部に搭載し、通信装置４６に接続してア
ンテナ線２が設けられている。

【００２２】制御手段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、指示に従ってモータ１１等を作動制御する。通信装
置４６は、図３に示すように受信装置４７と送信装置４
８とを備え、それぞれアンテナ線２に接続している。

【００２３】アンテナ線２は、ピアノ線等の所定の長さ
の金属製の細線であり、長さを示す目盛りが表面に形成
してあり、図１に示すように地上側に設けられたリール
４に巻き取られ、ロボット３１が管内を進行するにつれ
随時リール４から巻き出される。又、アンテナ線２はロ
ボット３１の端部に強固に取り付けられ、ロボット３１
が管５０内で停止した場合でも、アンテナ線２を引くこ
とによりロボット３１を管外まで引き出すことができ
る。

【００２４】ロボット３１を走行させる管５０は、ポリ
エチレン製のガス管であるが金属管、その他の管であっ
てもよい。

【００２５】一方、地上側に配置される検査装置１は、
図４に示すようにアンテナ２０に送信装置６４と受信装
置６６とが接続し、又コントローラ６１が送信装置６４
に、モニタ６２が受信装置６６にそれぞれ接続してい
る。

【００２６】次に、ロボット３１の作動について説明す
る。

【００２７】図１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。アンテナ線２は、ロボット３
１に取り付けられてロボット３１が走行するにつれて随
時リール４から引き出され、電波を伝達させる。具体的
には例えば、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、信号が送信装置６４に送られア
ンテナ２０から電波として発信される。発信される電波
の周波数は、管５０の径によって定められる遮断周波数
に関係なく設定される。検査装置１から発信された電波
は、管５０の外に露出しているアンテナ線２に受信さ
れ、このアンテナ線２を通してロボット３１の受信装置
４７に到達し、制御手段４５に伝えられ、モータ１１が
前進方向に駆動される。

【００２８】又、撮影をすべき指示をコントローラ６１
から送信すると、前述したと同様にアンテナ線２を介し
てロボット３１の受信装置４７に受信され、カメラ４
１、ライト４２等が作動し、管５０内を撮影する。そし
て、撮影した管５０内の映像信号は送信装置４８からア
ンテナ線２を通して管５０の外に伝達され、管５０の外
に発信される。発信された映像信号電波は、地上のアン
テナ２０に受信され、受信装置６６、映像処理手段（図
示せず）等を介してモニタ６２に映し出される。そし
て、アンテナ線２に設けられ目盛りを読み取ることによ
り、ロボット３１の進行位置を計測することができる。

【００２９】このように、本実施例ではロボット３１を
挿入した管５０の外部に露出するアンテナ線２をロボッ
ト３１に接続させて管５０内を走行させることとしたの
で、ロボット３１との間で通信される電波の状態を良好
にでき、制御信号、あるいは画像信号等を確実に通信す
ることができる。又、万一ロボット３１が管５０内で制
御不能になった場合にも、アンテナ線２を引くことによ
り、容易に管外に引き出すことができる。更に、管の遮
断周波数に関係なく、周波数を設定し通信に用いること
ができる。管内を長距離送信させるに伴う送信損失を少
なくできることから、送信出力を小さくでき、小型軽量
化が図れる。又金属管でない、非金属管であってもロボ
ットの制御に無線を用いることができる。

【００３０】尚、上記実施例では、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管５
０内に伝わる音、あるいは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。

【００３１】又、アンテナ線２を巻くリール４を地上側
に設けたが、本発明では、アンテナ線２を巻いたリール
をロボット３１に取り付けて、アンテナ線２の端部を地
上側で保持するようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明の管内走行ロボットは、ロボット
の通信手段に管外に露出するアンテナ線を接続させたの
で、地上の検査装置からの制御信号やロボットからの画
像信号等をアンテナ線を介して良好に送受信させること
ができる。したがって、ロボットが管内に相当距離進行
した場合であっても、電波が弱まることなく送受信でき
るので、管内での制御不能や画像の不良等を防止するこ
とができる。

【００３３】又、アンテナ線を介して送受信できるの
で、電波を伝達させない非金属管であっても無線通信に
よりロボットを管内で作動させることができる。

【００３４】更に、管の外径による影響を受けることが
ないので、管の遮断周波数以下の周波数でもロボットの
無線通信に使用でき、扱い易い低周波の電波を用いるこ
とができる。

【００３５】アンテナ線に設けた目盛りを読み取ること
により管内でのロボットの位置を計測できる。

【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一実施例を示す図で
ある。

【図３】本発明にかかるロボットの制御機構を示すブロ
ック図である。

【図４】検査装置のブロック図である。

【図５】本発明にかかるロボットを示す図である。

【符号の説明】

１検査装置２アンテナ線４リール１１モータ１５ばね２０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制御手段４６通信装置４７、６６受信装置４８、６４送信装置５０管６１コントローラ６２モニター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査管の外部に設置した検査装置本体
からの無線操縦で該管内を走行し、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、前記ロボットの無線通信手段
に前記管の外部に露出するアンテナ線を接続させたこと
を特徴とする管内走行ロボット。
【請求項２】前記検査装置本体と前記ロボットの間で
通信される電波の周波数を前記管の遮断周波数以下とし
た請求項１に記載の管内走行ロボット。
【請求項３】前記管が非金属管である請求項１又は２
に記載の管内走行ロボット。
【請求項４】前記アンテナ線に目盛りを設け、前記ロ
ボットの管内での走行距離を該アンテナ線の引き込み量
から算出できるようにしたことを特徴とする請求項１〜
３に記載の管内走行ロボット。