JPH09295573A - Traveling mechanism in pipe - Google Patents

Traveling mechanism in pipe

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JPH09295573A
JPH09295573A JP8111618A JP11161896A JPH09295573A JP H09295573 A JPH09295573 A JP H09295573A JP 8111618 A JP8111618 A JP 8111618A JP 11161896 A JP11161896 A JP 11161896A JP H09295573 A JPH09295573 A JP H09295573A
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JP
Japan
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traveling
main body
device main
pipe
arm
Prior art date
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Application number
JP8111618A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiichi Suyama
毅一 陶山
Shigeo Hirose
茂男 広瀬
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09295573A publication Critical patent/JPH09295573A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the traveling performance in a stepped part and a bent part by constructing a pipe traveling mechanism adopting the concept of the so-called CCV in which traveling is performed while individually controlling four traveling driving wheels disposed radially in such a manner as to intersect perpendicularly to each other in the periphery of the device main body according to the sensor output corresponding to the attitude of the device main body. SOLUTION: When a traveling device is inserted in a piping 12, four traveling driving wheels 5 disposed radially in such a manner as to intersect perpendicularly to each other on the outer periphery of the device main body 1 are energized by springs through each wheel support arm 3a to be pressed to the inner wall of the piping 12, so that the device main body 1 is supported at four points on the plane. Simultaneously, an angle measuring roller 11 is energized by a spring through an arm 10 to be pressed to the inner wall of the piping 12. In such a condition, at the time of turning the travelling wheels 5 through a worm 7, and a worm wheel 6 by a motor 8 to travel, the attitude of the device main body 1 is detected by each potentiometer 9, and the drive of the motor 8 is controlled in such a manner that the angles of paired wheel support arms 3a to the arm 10 are equal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、配管の保守点検等
に利用する管内走行機構に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe traveling mechanism used for maintenance and inspection of pipes.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば都市ガスの供給系において、本管
と呼ばれるガス管の多くは、直径100mm〜200mmの配管
で、その延長距離は1万km以上にもなり、これらの配管
の保守点検のためには、センサを配管内に移動させる機
構が必要不可欠である。またこれらのガス管は幹線道路
の下に埋設されていることが多く、交通への影響やコス
ト削減の面から、その掘削回数を減らす必要があり、従
ってこれらの配管内をできるだけ長距離に渡ってセンサ
を移動させることのできる機構の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art In a city gas supply system, for example, many of the gas pipes called main pipes have a diameter of 100 mm to 200 mm, and the extension distance is 10,000 km or more. For that purpose, a mechanism for moving the sensor into the pipe is indispensable. In addition, these gas pipes are often buried under the main roads, so it is necessary to reduce the number of excavations to reduce the impact on traffic and reduce costs. It is desired to develop a mechanism that can move the sensor.

【0003】センサを配管内に移動させる機構には、大
きく分けて、押込式、圧送式、自走式のものがあり、自
走式は、それ自体が駆動力を有しているため、押込式や
圧送式と比較して優れた性能を有している。そして自走
式には、クロ−ラ−型、車輪型、蠕動運動型、歩行型の
ものがあり、小型化と速い移動速度の観点からは車輪型
が有利である。本発明は、この車輪型の走行機構に関す
るものである。
Mechanisms for moving the sensor into the pipe are roughly classified into a push-in type, a pressure feed type, and a self-propelled type. The self-propelled type has a driving force, so that the push-in type is used. It has superior performance as compared with the expression type and the pressure feeding type. The self-propelled type includes a crawler type, a wheel type, a peristaltic movement type, and a walking type, and the wheel type is advantageous from the viewpoint of miniaturization and high moving speed. The present invention relates to this wheel type traveling mechanism.

【0004】ところで車輪型の走行機構では、推進力を
得るために、車輪を配管の内壁に圧接させて摩擦力によ
り走行するのであるが、曲管部を通過する際には、対向
した位置で管壁に当接する一対の車輪が内、外輪となっ
て、それらの行路長に違いが生ずるので、この行路長の
違いを吸収する機構を付設しない場合には、スリップな
しに曲管部を通過することはできない。このため大きな
牽引力を得るために、車輪と管壁との摩擦力を大きく設
定すると、曲管部を通過する際の大きな障害となり、大
きな牽引力と曲管部の通過性の両方を確保するために
は、例えば、走行の走行駆動用車輪を横に滑るような構
成としたり、ステアリングやディファレンシャルギヤ等
の行路長吸収機構が必要となる。
By the way, in the wheel type traveling mechanism, in order to obtain a propulsive force, the wheels are brought into pressure contact with the inner wall of the pipe and travel by frictional force. The pair of wheels that come into contact with the pipe wall become the inner and outer wheels, and the path lengths of them differ.Therefore, if a mechanism to absorb this difference in path length is not attached, the wheels will pass through the curved pipe section without slipping. You cannot do it. For this reason, if the frictional force between the wheel and the pipe wall is set to a large value in order to obtain a large traction force, it will be a great obstacle when passing through the curved pipe section, and in order to secure both a large traction force and the passability of the curved pipe section. Requires, for example, a configuration in which traveling drive wheels for traveling are slid sideways, and a path length absorbing mechanism such as steering and a differential gear is required.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な行路長吸収機構では、次のような課題がある。 a.横に滑る車輪を用いる機構の場合は、受動的な姿勢
変化による吸収であるので、配管の方向や角度、又牽引
を行っている際には、自体の重量等の各種の要因に左右
され、走行装置本体が管の中心からずれてしまうことが
多く、走行装置本体が管壁に接触して円滑な移動が行え
なくなってしまう場合がある。 b.ステアリングを用いる機構の場合は、構造が複雑に
なると共に、自動制御が難しく、人間による遠隔コント
ロールが必要となる。 c.ディファレンシャルは、構造が大きくなり、重量も
重くなるので、机上レベルの機構であり、実現はされて
いない。
However, such a path length absorbing mechanism has the following problems. a. In the case of a mechanism that uses wheels that slide sideways, it is absorbed by a passive posture change, so it depends on various factors such as the direction and angle of the pipe, and the weight of the pipe itself when pulling, The traveling device main body often shifts from the center of the pipe, and the traveling device main body may come into contact with the pipe wall and may not be able to move smoothly. b. In the case of a mechanism using a steering wheel, the structure becomes complicated, automatic control is difficult, and human remote control is required. c. The differential is a desk-level mechanism because it has a large structure and a heavy weight, and has not been realized yet.

【0006】本発明は以上の点に鑑みて創案されたもの
り、即ち、本来戦闘機等に代表される、機動性を重視し
た航空機の分野で発達した概念である、CCV(Contro
lConfigured Vehicle)の概念を合理的に取り入れて管
内走行機構を構成したものである。
The present invention was devised in view of the above points, that is, CCV (Contro), which is a concept originally developed in the field of aircraft, which is typified by fighter planes and the like, which emphasizes mobility.
This is a configuration of the in-pipe traveling mechanism that reasonably incorporates the concept of lConfigured Vehicle).

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、走行装置本体の外周に二対の車輪支
持アームを直交放射状に配置して、夫々の車輪支持アー
ムの一端側を走行装置本体に回転可能に固定し、対向す
る各対の車輪支持アームは、連動機構により連動させて
内外方向に運動可能に構成すると共に外方向にばねによ
り付勢し、夫々の車輪支持アームには、他端側に走行駆
動用車輪と、その駆動機構を設けると共に、角度計測用
アームを回転可能に突設した角度計測機構を設け、角度
計測用アームは、先端側に角度計測用ローラーを設ける
と共に外方向に付勢した管内走行機構を提案する。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, two pairs of wheel support arms are arranged in an orthogonal radial pattern on the outer periphery of the traveling device main body, and one end side of each wheel support arm is arranged. The wheel support arms are rotatably fixed to the traveling device main body, and the pair of opposing wheel support arms are configured to be movable inward and outward by interlocking with an interlocking mechanism, and are biased outward by springs so that each wheel support arm is attached to each wheel support arm. Is equipped with a traveling drive wheel and its drive mechanism on the other end side, and an angle measurement mechanism in which an angle measurement arm is rotatably projected is provided.The angle measurement arm has an angle measurement roller on the tip side. We propose a pipe running mechanism that is installed and urged outward.

【0008】また本発明では、以上の構成において、連
動機構は、走行装置本体にレール部を設けてスライダを
推進方向に移動可能に構成すると共に、対を成す対向の
車輪支持アームの夫々とスライダ間にリンクを連結して
構成することを提案する。
Further, according to the present invention, in the above structure, the interlocking mechanism is configured such that the traveling device main body is provided with the rail portion so that the slider can be moved in the propulsion direction, and the pair of opposed wheel supporting arms and the slider are respectively arranged. We propose to connect links between them.

【0009】さらに上記の構成において、レール部は共
通の構成として、各対に対応するスライダを一端側と他
端側に移動可能に構成することを提案する。
Further, in the above structure, it is proposed that the rails have a common structure so that the sliders corresponding to each pair can be moved to one end side and the other end side.

【0010】また本発明では、以上の構成において、走
行装置本体は筒状に構成することを提案する。
Further, in the present invention, it is proposed that the traveling device main body has a tubular shape in the above-mentioned configuration.

【0011】以上の構成によれば、直交放射状に配置し
た二対の車輪支持アームの他端側に設けることにより、
走行装置本体の外周に平面上に配置された4つの走行駆
動用車輪は、ばねにより外方向に付勢されて、挿入した
配管の内壁に圧接する。従って、この状態において各走
行駆動用車輪を駆動することにより装置本体を管内に移
動することができる。
According to the above structure, by providing the pair of wheel support arms arranged in the orthogonal radial pattern on the other end side,
The four traveling drive wheels arranged on the outer periphery of the traveling device body on a plane are urged outward by springs and are pressed against the inner wall of the inserted pipe. Therefore, in this state, the main body of the apparatus can be moved into the pipe by driving the traveling drive wheels.

【0012】上述した状態においては、角度計測用アー
ムの先端の角度計測用ローラーもバネの付勢により常
時、配管の内壁に圧接していて、角度計測機構は、角度
計測用アームと車輪支持アームが成す角度に応じた出力
を発しており、この角度は、走行装置本体と配管の成す
角度に対応している。
In the above-described state, the angle measuring roller at the tip of the angle measuring arm is constantly pressed against the inner wall of the pipe by the biasing force of the spring, and the angle measuring mechanism includes the angle measuring arm and the wheel supporting arm. Produces an output according to the angle formed by the vehicle, and this angle corresponds to the angle formed by the traveling device body and the pipe.

【0013】このため、対向する一対の車輪支持アーム
の夫々の角度計測機構により計測した角度が同一となる
ように夫々の走行駆動用車輪を駆動すれば、走行装置本
体は、直管部、曲管部のいずれにおいても常に配管の軸
方向に向き、この状態で管内を走行することができる。
曲管部における内外の走行駆動用車輪の経路長の違い
は、夫々の走行駆動用車輪の駆動距離の違いにより吸収
し、スリップは生じない。
Therefore, if the traveling drive wheels are driven so that the angles measured by the respective angle measuring mechanisms of the pair of opposing wheel support arms are the same, the traveling device main body will have a straight pipe portion and a curved portion. In any of the pipe parts, the pipe is always oriented in the axial direction of the pipe and can travel in the pipe in this state.
The difference in path length between the inner and outer traveling drive wheels in the curved pipe portion is absorbed by the difference in the drive distance between the respective traveling drive wheels, and slip does not occur.

【0014】また場合によっては、対向する一対の車輪
支持アームの夫々の角度計測機構により計測した角度が
一定の比率となるように夫々の走行駆動用車輪を駆動す
れば、走行装置本体は、配管の軸方向から所定の角度傾
いた状態とすることができ、従ってこのような傾いた状
態で走行させたり、配管の軸方向に向けて走行させてい
た走行装置本体を、所望の個所で傾斜させたりすること
ができる。
In some cases, if the respective traveling drive wheels are driven so that the angles measured by the respective angle measuring mechanisms of the pair of opposing wheel support arms are at a constant ratio, the traveling device main body is Can be tilted at a predetermined angle from the axial direction of the pipe, and therefore the traveling device body that was traveling in such an inclined state or traveling in the axial direction of the pipe can be inclined at a desired position. You can

【0015】走行装置本体は筒状に構成することがで
き、この構成では、走行装置本体内に配線類を通すこと
ができる。
The traveling apparatus main body can be formed in a tubular shape, and in this configuration, wirings can be passed through the traveling apparatus main body.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の走行機構を適用した
走行装置(ロボット)の一例の基本構成を全体的に示す
ものであり、また図2〜図5は図1の基本構成の一部を
示すものである。これらの図において符号1は走行装置
本体であり、この例では、走行装置本体1は棒状体とし
て構成して、その外側にスライダ2を軸方向に移動可能
に支持している。スライダ2は二対の車輪支持アームに
対応して、一対2a,2bを構成している。即ち、走行
装置本体1を構成する棒状体は、各スライダ2a,2b
の共通のレール部を構成している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 generally shows the basic configuration of an example of a traveling device (robot) to which the traveling mechanism of the present invention is applied, and FIGS. 2 to 5 show a part of the basic configuration of FIG. . In these drawings, reference numeral 1 denotes a traveling device main body, and in this example, the traveling device main body 1 is configured as a rod-shaped body, and a slider 2 is supported on the outer side of the traveling device main body 1 so as to be movable in the axial direction. The slider 2 constitutes a pair 2a, 2b corresponding to two pairs of wheel support arms. That is, the rod-shaped body that constitutes the traveling device body 1 includes the sliders 2a and 2b.
Constitutes a common rail part.

【0017】符号3は車輪支持アーム3であり、この車
輪支持アーム3は、走行装置本体1の外周に二対を直交
放射状に配置して、夫々の対の車輪支持アーム3a,3
bの一端側を走行装置本体1の一端側に回転可能に固定
している。図2、図3は一方の対の車輪支持アーム3
a、図4、図5は他方の対の車輪支持アーム3bに関す
る構成を良く表すように図1の構成の一部を示すもの
で、夫々の対の2つの車輪支持アーム3a,3bは夫々
対向した位置にあり、そしてそれらの対の車輪支持アー
ム3a,3bは直交位置にある。
Reference numeral 3 is a wheel support arm 3, and two pairs of the wheel support arms 3 are arranged on the outer periphery of the traveling apparatus body 1 in a radial direction orthogonal to each other, and the wheel support arms 3a, 3 of each pair are provided.
One end side of b is rotatably fixed to one end side of the traveling device body 1. 2 and 3 show one pair of wheel support arms 3
a, FIG. 4 and FIG. 5 show a part of the configuration of FIG. 1 so as to better show the configuration of the other pair of wheel support arms 3b, and the two wheel support arms 3a and 3b of each pair are opposed to each other. And the pairs of wheel support arms 3a, 3b are in the orthogonal position.

【0018】一方側の対の対向する2つの車輪支持アー
ム3aは、図2、図3に示すように、走行装置本体1の
一端側から離れた他端側に位置するスライダ2aとの間
にリンク4aを連結している。このためスライダ2aが
図2の状態から左側に移動すると車輪支持アーム3aは
連動して図3に示すように外方向に運動し、スライダ2
aが逆方向に移動すると、図3から図2の状態へと内方
向に運動する。このことからスライダ2aとリンク4a
は上述した連動機構を構成している。そしてスライダ2
aと走行装置本体1間には、スライダ2aを図中左側に
移動する方向に付勢するばね(図示省略)を設けてお
り、従って2つの車輪支持アーム3aは連動して外方向
に運動するようにばねにより付勢される。尚、ばねの構
成及び設置位置等は適宜である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the pair of opposing wheel support arms 3a on one side are between the slider 2a located on the other end side away from the one end side of the traveling device body 1. The links 4a are connected. Therefore, when the slider 2a moves to the left side from the state of FIG. 2, the wheel support arm 3a interlocks and moves outward as shown in FIG.
When a moves in the opposite direction, it moves inward from the state of FIG. 3 to the state of FIG. From this, the slider 2a and the link 4a
Constitutes the above-mentioned interlocking mechanism. And slider 2
A spring (not shown) for urging the slider 2a to move to the left side in the drawing is provided between a and the traveling device main body 1, so that the two wheel support arms 3a interlock to move outward. Is biased by a spring. The structure and installation position of the spring are appropriate.

【0019】一方、他方側の対の対向する2つの車輪支
持アーム3bは、図4、図5に示すように、走行装置本
体1の一端側に位置するスライダ2bとの間にリンク4
bを連結している。このためスライダ2bが図4の状態
から右側に移動すると2つの車輪支持アーム3bは連動
して図5に示すように外方向に運動し、スライダ2bが
逆方向に移動すると、図5から図4の状態へと内方向に
運動する。このことから上記一方側の対と同様に、スラ
イダ2bとリンク4bは上述した連動機構を構成してい
る。そしてこの対ではスライダ2bと走行装置本体1間
に、スライダ2bを図中右側に移動する方向に付勢する
ばね(図示省略)を設けており、従って2つの車輪支持
アーム3bは、一方側の車輪支持アーム3aと同様に、
連動して外方向に運動するようにばねにより付勢され
る。
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5, the pair of opposing wheel support arms 3b on the other side are linked with the slider 2b located on one end side of the traveling apparatus main body 1 by a link 4 therebetween.
b is connected. Therefore, when the slider 2b moves from the state of FIG. 4 to the right, the two wheel support arms 3b interlock and move outward as shown in FIG. 5, and when the slider 2b moves in the opposite direction, the state of FIG. Move inward to the state of. For this reason, the slider 2b and the link 4b constitute the above-mentioned interlocking mechanism as in the above-mentioned pair on the one side. In this pair, a spring (not shown) is provided between the slider 2b and the traveling device main body 1 to urge the slider 2b to the right in the figure. Therefore, the two wheel support arms 3b are provided on one side. Similar to the wheel support arm 3a,
It is urged by a spring to move in an outward direction in conjunction with each other.

【0020】図に示すように、各車輪支持アーム3a,
3bには、それらの他端側に走行駆動用車輪5を設けて
いる。走行駆動用車輪5は、例えば金属製車輪の外周に
ウレタンゴムを焼き付ける等の適宜の手段により摩擦係
数が大きな構成とする。各車輪支持アーム3a,3bに
おいて、走行駆動用車輪5の回転軸にはウォームホィー
ル6を設けると共に、このウォームホィール6に螺合す
るウォーム7を設けたモ−タ8を設置している。即ち、
モ−タ8を駆動することにより、ウォーム7、ウォーム
ホィール6を介して走行駆動用車輪5を回転駆動して走
行を行うことができる。
As shown in the figure, each wheel support arm 3a,
3b is provided with traveling drive wheels 5 on the other end side thereof. The traveling drive wheel 5 has a large friction coefficient by an appropriate means such as baking urethane rubber on the outer circumference of a metal wheel. In each wheel support arm 3a, 3b, a worm wheel 6 is provided on the rotation shaft of the traveling drive wheel 5, and a motor 8 provided with a worm 7 screwed onto the worm wheel 6 is also provided. That is,
By driving the motor 8, the traveling drive wheels 5 can be rotationally driven through the worm 7 and the worm wheel 6 to travel.

【0021】また各車輪支持アーム3a,3bには、走
行駆動用車輪5よりも走行装置本体1の一端側に回転ポ
テンショメ−タ9を設置し、この回転ポテンショメ−タ
9の回転軸に角度計測用アーム10を回転可能に突設す
ると共に、角度計測用アーム10を外方向に運動するよ
うに付勢するばね(図示省略)を適所に設け、そしてこ
の角度計測用アーム10の先端側には角度計測用ローラ
ー11を設けている。
A rotary potentiometer 9 is installed on each wheel support arm 3a, 3b at one end side of the traveling device main body 1 with respect to the traveling drive wheel 5, and the rotary potentiometer 9 has a rotary shaft. The angle measuring arm 10 is rotatably projected, and a spring (not shown) for biasing the angle measuring arm 10 to move outward is provided at an appropriate position, and the tip side of the angle measuring arm 10 is provided. Is provided with an angle measuring roller 11.

【0022】以上の構成の走行装置を配管12内に挿入
すると、走行装置本体1の外周に直交放射状に配置され
た4つの走行駆動用車輪5が、各車輪支持アーム3a,
3bを介してばねにより付勢されて配管12の内壁に圧
接し、平面上の4点で走行装置本体1が支持される。同
時に、角度計測用ローラー11が角度計測用アーム10
を介してばねにより付勢されて配管12の内壁に圧接
し、このときのポテンショメ−タ9の出力は、各車輪支
持アーム3a,3bに対する各角度計測用アーム10の
角度に対応したものとなる。
When the traveling device having the above-mentioned configuration is inserted into the pipe 12, the four traveling drive wheels 5 radially arranged on the outer periphery of the traveling device body 1 are attached to the wheel supporting arms 3a, 3a.
The traveling device main body 1 is supported at four points on the plane by being urged by a spring via 3b and being pressed against the inner wall of the pipe 12. At the same time, the angle measuring roller 11 moves the angle measuring arm 10
It is urged by a spring through the pressure contact with the inner wall of the pipe 12, and the output of the potentiometer 9 at this time corresponds to the angle of each angle measuring arm 10 with respect to each wheel supporting arm 3a, 3b. Become.

【0023】この状態において、各車輪支持アーム3
a,3bに設置したモ−タ8を駆動して、ウォーム7、
ウォームホィール6を介して走行駆動用車輪5を回転駆
動することにより走行を行うことができ、この時の走行
装置本体1の姿勢は各ポテンショメ−タ9の出力により
検出することができ、従ってポテンショメ−タ9の出力
によりモ−タ8の駆動を制御することにより、姿勢を制
御しながら走行を行うことができる。
In this state, each wheel support arm 3
Drive the motor 8 installed on a and 3b to move the worm 7,
It is possible to travel by rotationally driving the traveling drive wheels 5 through the worm wheel 6, and the attitude of the traveling device main body 1 at this time can be detected by the output of each potentiometer 9, and therefore, By controlling the driving of the motor 8 by the output of the potentiometer 9, it is possible to travel while controlling the posture.

【0024】例えば図6は配管12の直管部分を走行し
ている状態を車輪支持アーム3aについて模式的に表し
たもので、この図の実線は走行装置本体1が配管12の
中心軸上に位置している状態を示すもので、この状態で
は角度計測用アーム10と車輪支持アーム3aとが成す
角度(図では便宜的に直線13との成す角度θを用いて
いるが、角度の基準は適宜に設定することができる。)
は、対を成す上下側の車輪支持アーム3aについて等し
い。即ち、図に示すようにθu=θlである。
For example, FIG. 6 schematically shows the state of traveling on the straight pipe portion of the pipe 12 with respect to the wheel support arm 3a. The solid line in this figure shows the traveling device main body 1 on the central axis of the pipe 12. In this state, an angle formed by the angle measuring arm 10 and the wheel support arm 3a (the angle θ formed by the straight line 13 is used for convenience in the figure, but the angle reference is It can be set appropriately.)
Are equal for the pair of upper and lower wheel support arms 3a. That is, as shown in the figure, θu = θl.

【0025】この実線の状態から上側の車輪支持アーム
3aの走行駆動用車輪5のみを駆動して図中右方向に移
動した状態が図中二点鎖線に示す状態である。このよう
に上側の走行駆動用車輪5のみが移動することにより、
走行装置本体1は図中右側が下方として傾斜状態となっ
ている。この際、上側の走行駆動用車輪5のみが図中右
方向に移動したことによる、上下側の走行駆動用車輪5
間の距離の延長に対応して、上下側の車輪支持アーム3
aは、ばねの付勢により連動して外方向に回動してお
り、このことで距離の延長を吸収している。そして夫々
の角度計測用アーム10は角度計測用ローラー11を常
時、配管12の管壁に当接させているため、ポテンショ
メ−タ9の出力は上下側で異なってくる。即ち、上述し
た上下側の角度は、図に示すように、θu′>θl′とな
る。
A state indicated by a chain double-dashed line in the figure is a state in which only the traveling drive wheel 5 of the upper wheel support arm 3a is driven from the state of this solid line to move to the right in the figure. Thus, by moving only the upper traveling drive wheels 5,
The traveling device main body 1 is in an inclined state with the right side in the drawing facing downward. At this time, only the upper traveling drive wheels 5 have moved to the right in the figure, so that the upper and lower traveling drive wheels 5 move.
Corresponding to the extension of the distance between the upper and lower wheel support arms 3
The a is rotated outward by interlocking with the bias of the spring, which absorbs the extension of the distance. Since each angle measuring arm 10 constantly contacts the angle measuring roller 11 with the pipe wall of the pipe 12, the output of the potentiometer 9 is different between the upper and lower sides. That is, the above-mentioned upper and lower angles are θu ′> θl ′, as shown in the figure.

【0026】このため上下側の角度θu=θlとなるよう
にモ−タ8の駆動を制御することにより、走行装置本体
1を配管12の中心軸上に位置させて走行することがで
きる。
Therefore, by controlling the drive of the motor 8 so that the angle θu = θl on the upper and lower sides, the traveling apparatus main body 1 can be positioned on the central axis of the pipe 12 for traveling.

【0027】また、例えば図6中の二点鎖線で示す角度
関係となるようにモ−タ8の駆動を制御すれば、走行装
置本体1を、ある角度傾斜させた状態において配管12
内を走行させたり、それまで配管12の中心軸上に位置
させて走行させていた走行装置本体1を所望の個所にお
いて傾斜させることができる。
Further, if the drive of the motor 8 is controlled so as to have an angular relationship indicated by a chain double-dashed line in FIG.
The inside of the traveling device main body 1 that has been traveling inside can be slanted at a desired position, while the traveling device main body 1 was traveling on the central axis of the pipe 12 until then.

【0028】以上説明した走行装置本体1の姿勢の制御
は、図6に表した一対の車輪支持アーム3aと共に、こ
れらと直交する他の対の車輪支持アーム3bについても
独立して同様に行い、こうすることにより走行方向と直
交する2軸方向の姿勢制御を行うことができる。
The posture control of the traveling apparatus main body 1 described above is independently performed in the same manner not only for the pair of wheel support arms 3a shown in FIG. 6 but also for the other pair of wheel support arms 3b orthogonal to these. By doing so, it is possible to perform posture control in two axial directions orthogonal to the traveling direction.

【0029】本発明では以上のように、対を成す対向位
置の走行駆動用車輪5間の距離の変化に対応して、夫々
の対の車輪支持アーム3a,3bが回動することで吸収
することができ、また夫々の対における対向する夫々の
車輪支持アーム3a,3bに関する上述した角度を制御
しながら走行駆動用車輪5を駆動して走行を行うことが
できるので、配管12内に段差があっても、この段差を
容易に乗り越えることができ、また図2と図3、図4と
図5に模式的に示すように、配管12の口径が変わって
も走行を行うことができる。そして、更に、図7に示す
ように曲管部においても走行装置本体1を配管12の軸
方向に常に向けながら走行を行うことができる。
In the present invention, as described above, the wheel support arms 3a and 3b of each pair rotate to absorb the change in the distance between the pair of traveling drive wheels 5 at the opposing positions. Since the traveling drive wheels 5 can be driven to travel while controlling the above-mentioned angles of the respective wheel support arms 3a and 3b facing each other in each pair, a step in the pipe 12 is generated. Even if there is, it is possible to easily get over this step, and as shown schematically in FIGS. 2 and 3, 4 and 5, it is possible to run even if the diameter of the pipe 12 changes. Further, as shown in FIG. 7, even in the curved pipe portion, traveling can be performed while always orienting the traveling device body 1 in the axial direction of the pipe 12.

【0030】図7を説明すると、実線は上述した上下側
の走行駆動用車輪5の個別制御を行わないで走行させた
走行装置本体1が直管部から曲管部に至った状態を示す
もので、走行駆動用車輪5に先行する角度計測用ローラ
ー11は曲管部の先方に位置するため、上述した角度
は、θu<θlとなっている。そこで、この角度が等しく
なるように制御すると、図中上側、即ち外側の走行駆動
用車輪5のみが駆動されて図中右方向に移動する。この
動作においてθuは次第に大きくなると共にθlは次第に
小さくなり、外側の走行駆動用車輪5が図中二点鎖線の
位置に至ると等しくなる。この状態では、走行装置本体
1は配管12の中心軸上で、その接線方向に向いてい
る。
Referring to FIG. 7, a solid line indicates a state in which the traveling device main body 1 that has traveled without performing the individual control of the upper and lower traveling drive wheels 5 reaches from the straight pipe portion to the curved pipe portion. Since the angle measuring roller 11 preceding the traveling drive wheel 5 is located ahead of the curved pipe portion, the above angle is θu <θl. Therefore, if the angles are controlled so as to be equal, only the traveling drive wheel 5 on the upper side in the figure, that is, the outer side, is driven and moves to the right in the figure. In this operation, θu gradually increases and θl gradually decreases, and becomes equal when the outer traveling drive wheel 5 reaches the position of the chain double-dashed line in the figure. In this state, the traveling device main body 1 is oriented in the tangential direction on the central axis of the pipe 12.

【0031】以上は図中上下の走行駆動用車輪5の個別
制御による姿勢制御を行わないで走行させた動作であ
り、直管部から個別制御を行っている場合には、角度計
測用ローラー11が曲管部に至ると共に上述したような
姿勢制御動作が行われて走行装置本体1を、配管12の
中心軸上で、その接線方向に移動させて曲管部を通過す
ることができる。
The above is the operation in which the upper and lower traveling drive wheels 5 are made to travel without performing posture control by individual control. When individual control is performed from the straight pipe section, the angle measuring roller 11 is used. When the vehicle reaches the curved pipe portion, the posture control operation as described above is performed, and the traveling device main body 1 can be moved in the tangential direction on the central axis of the pipe 12 to pass through the curved pipe portion.

【0032】尚、曲管部においても直管部の場合と同様
に、走行装置本体1を、中心軸の接線方向からある角度
傾斜させた状態において走行させたり、必要に応じて傾
斜させることができる。
As in the case of the straight pipe portion, the curved pipe portion may be moved in a state in which the traveling device body 1 is inclined at an angle from the tangential direction of the central axis, or may be inclined as necessary. it can.

【0033】以上の動作からわかるように、曲管部にお
ける内外の走行駆動用車輪5の経路長の違いは、夫々の
走行駆動用車輪5の駆動距離の違いにより吸収し、スリ
ップは生じない。従って走行駆動用車輪5は、駆動性の
みを考慮して、摩擦力を大きくすることができ、従って
大きな牽引力を得ることができる。
As can be seen from the above operation, the difference in the path lengths of the inner and outer traveling drive wheels 5 in the curved pipe portion is absorbed by the difference in the traveling distances of the respective traveling drive wheels 5, and no slip occurs. Therefore, the traveling drive wheel 5 can increase the frictional force in consideration of only the drivability, and thus can obtain a large traction force.

【0034】また角度計測用アーム10は、角度計測用
ローラー11を角度計測のためのみに配管12の内壁に
当接するようにばねの付勢力を調節して走行装置本体1
の支持力を発生させない構成とすれば、走行駆動用車輪
5による運動性能をより高めることができる。また角度
計測用ローラー11の径は適宜であるが、図に示すよう
に走行駆動用車輪5の径よりも小さくすることにより、
配管12内に段差があった場合の乗り越え性能が高くな
る。
Further, the angle measuring arm 10 adjusts the biasing force of the spring so that the angle measuring roller 11 is brought into contact with the inner wall of the pipe 12 only for the angle measurement.
If the supporting force is not generated, the driving performance of the traveling drive wheels 5 can be further enhanced. Further, although the diameter of the angle measuring roller 11 is proper, as shown in the figure, by making it smaller than the diameter of the traveling drive wheel 5,
When the pipe 12 has a step, the overcoming performance is improved.

【0035】以上の実施の形態では、走行装置本体1
は、各スライダ2a,2bの共通のレール部を構成する
棒状体として構成しているが、その形状等は適宜で、例
えば筒状に構成することにより、配線類を通したり、テ
レビカメラ等の監視用センサ類を設置することができ
る。このような構成においては、各スライダ2a,2b
用のレール部は個別に構成することができるし、上述し
た連動機構は、このようなスライダを用いた機構以外で
実現することもできる。
In the above embodiment, the traveling device body 1
Is configured as a rod-shaped body that constitutes a common rail portion of the sliders 2a and 2b, but the shape and the like are appropriate, and for example, by configuring it in a tubular shape, wirings can be passed through, a television camera, or the like. Monitoring sensors can be installed. In such a configuration, each slider 2a, 2b
The rail portions for use can be individually configured, and the interlocking mechanism described above can be realized by a mechanism other than such a slider mechanism.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、以下
のような効果がある。 a.走行装置本体の周囲に直交放射状で平面上に配置し
た4つの走行駆動用車輪を、走行装置本体の姿勢に対応
するセンサ出力に応じて個別に制御しながら走行を行
う、いわゆるCCVの概念を合理的に取り入れた管内走
行機構であるので、段差や曲管部においても走行性能が
非常に高い。 b.4つの走行駆動用車輪間の距離は可変で、ばねによ
り外方向に付勢しているので、配管の口径の変化にも対
応できる。 c.走行駆動用車輪を大型に構成することができるの
で、段差等の障害物の乗り越えが容易である。 d.4つの走行駆動用車輪を個別に制御するので、走行
方向の1軸と、それと直交する2軸方向の合計3自由度
で、適宜に姿勢を制御することができる。 e.走行装置本体の形状は筒状等の形状とすることがで
き、配線類の貫通等が可能で、いわゆるWhole Stem Dri
ve 型管内移動機器を構成することができる。
As described above, the present invention has the following effects. a. Rationalize the so-called CCV concept, in which four traveling drive wheels arranged in a plane in a radial pattern around the traveling device body are individually controlled according to sensor outputs corresponding to the posture of the traveling device body. Since it is an in-pipe traveling mechanism that has been specially incorporated, traveling performance is extremely high even on steps and curved pipe sections. b. The distance between the four traveling drive wheels is variable and is biased outward by a spring, so it is possible to cope with changes in the diameter of the pipe. c. Since the traveling drive wheel can be made large, it is easy to get over obstacles such as steps. d. Since the four traveling drive wheels are individually controlled, the posture can be appropriately controlled with a total of three degrees of freedom in one axis in the traveling direction and two axis directions orthogonal to the one axis. e. The shape of the traveling device main body can be cylindrical or the like, and the wiring can be penetrated, so-called Whole Stem Dri
A ve-type in-pipe mobile device can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の走行機構を適用した走行装置の一例
の基本構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of an example of a traveling device to which a traveling mechanism of the present invention is applied.

【図2】 図1の基本構成の一部を取り出した側面図で
ある。
FIG. 2 is a side view showing a part of the basic configuration of FIG.

【図3】 図1の基本構成の一部を取り出した他の側面
図である。
FIG. 3 is another side view showing a part of the basic configuration of FIG.

【図4】 図1の基本構成の他の一部を取り出した側面
図である。
FIG. 4 is a side view showing another part of the basic configuration of FIG.

【図5】 図1の基本構成の他の一部を取り出した他の
側面図である。
5 is another side view showing another part of the basic configuration of FIG. 1. FIG.

【図6】 図1の基本構成の、直管部における走行動作
を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a traveling operation in a straight pipe section of the basic configuration of FIG.

【図7】 図1の基本構成の、曲管部における走行動作
を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a traveling operation in the curved pipe section of the basic configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 走行装置本体 2(2a,2b) スライダ 3(3a,3b) 車輪支持アーム 4(4a,4b) リンク 5 走行駆動用車輪 6 ウォームホィール 7 ウォーム 8 モ−タ 9 回転ポテンショメ−タ 10 角度計測用アーム 11 角度計測用ローラー 12 配管 13 直線 1 traveling device main body 2 (2a, 2b) slider 3 (3a, 3b) wheel support arm 4 (4a, 4b) link 5 traveling drive wheel 6 worm wheel 7 worm 8 motor 9 rotation potentiometer 10 angle measurement Arm 11 Angle measurement roller 12 Piping 13 Straight line

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年5月8日[Submission date] May 8, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走行装置本体の外周に二対の車輪支持ア
ームを直交放射状に配置して、夫々の車輪支持アームの
一端側を走行装置本体に回転可能に固定し、対向する各
対の車輪支持アームは、連動機構により連動させて内外
方向に運動可能に構成すると共に外方向にばねにより付
勢し、夫々の車輪支持アームには、他端側に走行駆動用
車輪と、その駆動機構を設けると共に、角度計測用アー
ムを回転可能に突設した角度計測機構を設け、角度計測
用アームは、先端側に角度計測用ローラーを設けると共
に外方向に付勢したことを特徴とする管内走行機構
1. Two pairs of wheel support arms are radially arranged on the outer periphery of the traveling device main body, one end side of each wheel supporting arm is rotatably fixed to the traveling device main body, and each pair of wheels facing each other. The support arm is configured to be movable inward and outward by interlocking with an interlocking mechanism and is biased outward by a spring.Each wheel support arm has a traveling drive wheel at its other end and a drive mechanism therefor. In addition to the above, an angle measurement mechanism in which an angle measurement arm is rotatably projected is provided, and the angle measurement arm is provided with an angle measurement roller on the tip side and is urged outward in a pipe.
【請求項2】 連動機構は、走行装置本体にレール部を
設けてスライダを推進方向に移動可能に構成すると共
に、対を成す対向の車輪支持アームとスライダ間にリン
クを連結して構成したことを特徴とする請求項1記載の
管内走行機構
2. The interlocking mechanism is configured such that a rail portion is provided on the traveling device main body so that the slider can move in the propelling direction, and a link is connected between the pair of opposed wheel support arms and the slider. The in-pipe traveling mechanism according to claim 1,
【請求項3】 レール部は共通の構成として、各対に対
応するスライダを一端側と他端側に移動可能に構成した
ことを特徴とする請求項2記載の管内走行機構
3. The in-pipe traveling mechanism according to claim 2, wherein the rail portions have a common structure, and the sliders corresponding to each pair are movable to one end side and the other end side.
【請求項4】 角度計測機構は、回転ポテンショメ−タ
の回転軸に角度計測用アームを回転可能に突設して構成
したことを特徴とする請求項1記載の管内走行機構
4. The in-pipe traveling mechanism according to claim 1, wherein the angle measuring mechanism is configured by rotatably projecting an angle measuring arm on a rotary shaft of a rotary potentiometer.
【請求項5】 走行装置本体は筒状に構成したことを特
徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の管内走行
機構
5. The in-pipe traveling mechanism according to claim 1, wherein the traveling device main body has a cylindrical shape.
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