JPH11291901A - 管内走行装置 - Google Patents

管内走行装置

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JPH11291901A
JPH11291901A JP11032835A JP3283599A JPH11291901A JP H11291901 A JPH11291901 A JP H11291901A JP 11032835 A JP11032835 A JP 11032835A JP 3283599 A JP3283599 A JP 3283599A JP H11291901 A JPH11291901 A JP H11291901A
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pipe
wheel
traveling
vehicle body
state
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JP11032835A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Shimojo
朝洋 下条
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 管内底部に大きな障害物が存在しても、正常
に走行させ易くする。 【解決手段】 作業用の車体3を、その左右に取付けた
走行車輪4にて管内面aを管長手方向に沿って走行自在
に支持し、その走行車輪4を車体に取付ける左右一対の
車輪取付部材1a,1bを、管周方向に沿ってその車体
から下方に延設して、走行車輪を車輪取付部材の下端部
に支持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業用の車体が、
その左右に取付けた走行車輪にて管内面を管長手方向に
沿って走行自在に支持されている管内走行装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】上記管内走行装置は管内部を保守点検す
る場合等に使用されるが、従来、図11に示すように、
その走行車輪01を車体02の左右両側に支持して、管
Aの管内面aを管長手方向に沿って走行自在に支持して
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この為、車体02を走
行車輪01にて管内面aに支持した状態で、その車体下
面と管内底部との間隔d1を確保しにくい問題があり、
その間隔d1に比べて高さが高い障害物eが管内底部に
存在する場合には、車体下部がその障害物eにつかえ
て、走行車輪01が管内面aから浮き上がってしまい、
正常に走行させることができないおそれがある。この欠
点を解決する為に、例えば、図12に示すように、走行
車輪01の外径を大きくすることが考えられるが、この
場合は、車体02の高さが高くなるので、車体上面と管
内面aとの間隔d2を確保しにくい問題があり、その間
隔d2に比べて高さが高い障害物eが管内底部に存在す
る場合には、その障害物eを乗り越えて走行しようとし
ても、車体上部が管内面aにつかえて動けなくなり、こ
の場合も、正常に走行させることができないおそれがあ
る。本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、
走行車輪の取付け構造を工夫することにより、管内底部
に大きな障害物が存在しても、正常に走行させ易くする
ことを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の管内走行
装置は、左右一対の車輪取付部材を管周方向に沿ってそ
の車体から下方に延設して、それらの車輪取付部材の下
端部に走行車輪を支持するので、左右の走行車輪どうし
の間隔を、それら走行車輪と管内底部に存在する障害物
との接触が回避できるように充分広げた状態で、かつ、
そのような障害物を乗り越える場合でも車体の上方への
移動量が少なくなるように、走行車輪の管内面との接触
位置を高くした状態で走行させること可能となる。特
に、車輪取付部材を管周方向に沿って下方に延設するの
で、車輪取付部材どうしの対向間隔を管周方向に沿って
広く確保して、車輪取付部材が障害物に接触するおそれ
を少なくすることが可能となる。従って、車体下部が障
害物につかえて、走行車輪が管内面から浮き上がってし
まったり、その障害物を乗り越えて走行するときに車体
上部が管内上部につかえて動けなくなるようなおそれが
少なく、管内底部に大きな障害物が存在しても、正常に
走行させ易い。請求項2記載の管内走行装置は、車体よ
りも上側の管内面部分に接触して管長手方向に沿って転
動自在な上部車輪が支持され、走行車輪が、その上部車
輪を管内面部分に接触させるように、管径方向外方側に
向けて弾性付勢された状態で支持されているので、走行
車輪がその弾性付勢力にて管内面に対して突っ張ること
になり、走行に必要な走行車輪と管内面との摩擦力をそ
の付勢力によって確保し易い。また、車体を、管軸芯方
向視で、上部車輪と左右の走行車輪との三箇所で弾性的
に支持でき、また、走行途中で管内径が変化するような
場合でも、その管内径の変化を走行車輪の弾性変位によ
って吸収することができる。従って、スリップが生じに
くい状態で走行させることができるとともに、車体の走
行姿勢を安定させることができ、特に、管内径が変化す
るような管内でも安定して走行させることができる。
尚、管内径が変化する場合として、内径が異なる管どう
しを管継手で一連に接続されている場合の他、管内面に
付着した付着物によって実質的に管内径が変化する場合
がある。請求項3記載の管内走行装置は、車輪取付部材
を、管径方向内方側に向けて弾性変形させた状態で管内
に装着して、走行車輪が管径方向外方側に向けて弾性付
勢された状態で支持されているので、走行途中で管内径
が変化するような場合に、管内径が大きくなれば車輪取
付部材どうしの対向間隔も大きくなるように変化させる
ことができる。また、車輪取付部材を管内径の変化に対
応してその管周方向に沿わせるように弾性変形させて、
走行車輪を、回転軸芯方向での傾きの変化が少ない状態
で、管内面に対して接触させることができる。従って、
走行途中で管内径が変化しても、車輪取付部材が障害物
に接触するおそれを少なくすることができ、しかも、ス
リップが生じにくい状態で走行させることができる。請
求項4記載の管内走行装置は、車輪取付部材が、管径方
向内方側に向けて弾性変形自在な弾性材にて構成されて
いるので、例えば、剛体の部材どうしを弾性変位自在に
連結して車輪取付部材を構成するような場合に比べて、
車輪取付部材の構造の簡略化を図ることができる。請求
項5記載の管内走行装置は、走行車輪を駆動する駆動装
置が設けられているので、管内を自走させることができ
る。請求項6記載の管内走行装置は、走行車輪の各々
が、管長手方向に走行する状態と管周方向に走行する状
態とに操向操作自在に設けられているので、車体を管長
手方向の略一定位置で管周方向に走行させることができ
る。請求項7記載の管内走行装置は、車体前後方向に位
置をずらして並設した各車輪取付部材に支持してある走
行車輪を操向操作することができるので、所望の方向に
向けて能率良く走行させることができ、その上、同じ向
きに延設した車輪取付部材に支持してある走行車輪どう
しを一体に操向操作自在に連係する連係機構が設けられ
ているので、所望の方向に向けて走行できるように、各
走向車輪の向きをタイミング良く変更することができ
る。請求項8記載の管内走行装置は、管内検査装置が車
体に装備されているので、管内走行装置を走行させて管
内を検査することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕図1,図2は、
略水平に配管された管A内を走行する本発明による管内
走行装置Bを示し、図1は管A内から取り出した状態を
示し、図2は管A内に装着した状態を示している。
【0006】前記管内走行装置Bは、左右一対の車輪取
付部材1a,1bを走行方向の前後に配置して、それら
の車輪取付部材1a,1bどうしを連結フレーム2にて
一体に連結し、その連結フレーム2の走行方向前方側に
作業用の車体3を固定して構成されている。前記車輪取
付部材1a,1bの各々と連結フレーム2は、その全体
が車体上下方向に弾性変形自在な弾性材としての板バネ
にて一体形成され、この板バネは、外力を加えない状態
では扁平形状に維持されている。
【0007】走行方向前方側に設けた左右の車輪取付部
材1a,1bの端部位置には走行車輪4としての駆動車
輪4aが回転自在に支持され、走行方向後方側に設けた
左右の車輪取付部材1a,1bの端部位置には走行車輪
4としての従動車輪4bが回転自在に支持され、各車輪
取付部材1a,1bの左右方向中間位置には補助遊転車
輪5が回転自在に支持されている。尚、駆動車輪4aと
従動車輪4b及び走行方向前後の補助遊転車輪5は、走
行方向視で同じ位置に支持されている。
【0008】また、連結フレーム2には、前後一対の遊
転車輪6が夫々、左右の補助遊転車輪5の間に位置させ
て回転自在に支持され、これらの遊転車輪6が、後述す
るように、車体3よりも上側の管内面部分に接触して管
長手方向に沿って転動自在な上部車輪に構成されてい
る。前記駆動車輪4aの各々にはその駆動装置としての
減速機付きの走行用電動モータM1が連動連結され、こ
れらの走行用電動モータM1は走行方向前方側の車輪取
付部材1a,1bに取り付けられている。
【0009】前記車体3には、管内検査装置7としてC
CDカメラや管肉厚測定用のレーザースキャンセンサ等
が装備され、管外から送信される制御用の信号を受信し
たり、CCDカメラの画像信号やレーザースキャンセン
サの検出信号を管外に送信したりするための通信ケーブ
ル8や走行用電動モータM1への給電ケーブル9等が接
続されている。
【0010】上記管内走行装置Bは、図2に示すよう
に、各車輪取付部材1a,1bを管径方向内方側に向け
て弾性的に湾曲変形させて、車体3が管内部の上方に位
置する状態で管A内に装着して走行させるように構成さ
れ、この装着状態において、駆動車輪4aと従動車輪4
bとを車体3に取り付けている左右一対の車輪取付部材
1a,1bが、管内面aに近接する状態で管周方向に沿
ってその車体3から下方に延設されて、駆動車輪4aと
従動車輪4bとが各車輪取付部材1a,1bの下端部に
支持されるように構成してある。
【0011】尚、各車輪取付部材1a,1bのバネ定数
は、駆動車輪4aと従動車輪4bが管内面aに沿って下
方に摺動移動しないように、その駆動車輪4aと従動車
輪4bを管内面aとの間に充分な摩擦力が発生する圧力
で管内面aに圧接するに充分な大きさに設定されてい
る。
【0012】そして、管A内への装着状態において、駆
動車輪4aと従動車輪4bが、遊転車輪6を車体3より
も上側の管内面部分に接触させるように、管径方向外方
側に向けて弾性付勢された状態で支持され、補助遊転車
輪5は車輪取付部材1a,1bの弾性力で管内面aに圧
接されている。
【0013】上記により、管内径が異なる場合でも、駆
動車輪4aと従動車輪4bと補助遊転車輪5及び遊転車
輪6の各々が、管内面aとの接触位置における管内周面
の接線方向と略平行な軸芯周りで回転するように支持さ
れ、車体3を、駆動車輪4aと従動車輪4bにて管内面
aを管長手方向に沿って走行自在に支持して、駆動用電
動モータM1の駆動で自走させるように構成されてい
る。
【0014】尚、図2は、左右の駆動車輪4aどうし及
び左右の従動車輪4bどうしが管内径分だけ間隔を隔て
て、かつ、管内面aに対して水平方向に向けて圧接され
ていて、この管内走行装置Bが走行できる最大内径の管
A内に装着した状態を示しており、仮想線で示すよう
に、管Aの内底部に略同径の分岐管Cが接続されている
ような場合でも、駆動車輪4aや従動車輪4bがその接
続部から分岐管C内に落ち込むようなおそれが少ない。
【0015】従って、この最大内径よりも小さい管Aに
装着した場合は、図3に示すように、車輪取付部材1
a,1bが更にその管内径に応じて弾性的に湾曲変形し
ているので、左右の駆動車輪4aどうし及び左右の従動
車輪4bどうしが水平方向で管内径よりも狭い間隔を隔
てて、かつ、管内面aに対して斜め下方に向けて圧接さ
れることになり、これにより、駆動車輪4a及び従動車
輪4bが管内径の変化に応じて変位して、管内面aに圧
接されている状態を維持しながら走行する。
【0016】図4は、管Aが上下に屈曲している管内を
走行している場合を示しており、この場合は、連結フレ
ーム2がその屈曲形状に応じて弾性変形して、駆動車輪
4a及び従動車輪4bが管内面aに圧接されている状態
を維持しながら走行する。
【0017】〔第2実施形態〕図5は、補助遊転車輪5
を備えない管内走行装置Bを二重管の外管Aに装着した
状態を示しており、この管内走行装置Bは、補助遊転車
輪5を備えていないこと以外、その走行構造は第1実施
形態で示した管内走行装置Bと同様に構成されているの
で、その説明は省略する。
【0018】前記二重管は、ガス管や蒸気管等に使用す
る内管Dの外周側にその内管Dの保護等の目的で外管A
が設けられており、外管Aと内管Dとの間の空間に管内
走行装置Bを装着して、外管内面aに設けた内管支持用
のブラケット10が邪魔にならない状態で走行させるこ
とができる。尚、図5は、第1実施形態で示したと同様
に、管内走行装置Bが走行できる最大内径の外管A内に
装着した状態を示している。
【0019】〔第3実施形態〕図6は、前述の二重管に
おいて、外管Aと内管Dとの間の空間を走行するに好適
の実施形態を示している。この実施形態では、第2実施
形態で示した構成に加えて、車体3の下部に、その車体
下部を内管Dの外周部上面に沿って案内するガイド部1
1が設けられている。
【0020】前記ガイド部11は、図中の仮想線で示す
ように、外力を加えない状態では曲率が大きいC形に形
成した板バネ12の左右方向中央部を車体3に固定し、
その板バネ12の左右方向端部に内管Dの外周部上面に
沿って転動案内されるガイド輪13を支持して構成され
ている。そして、この板バネ12を曲率が小さくなるよ
うに弾性的に湾曲変形させた状態で、ガイド部11を車
輪取付部材1a,1bとともに外管Aと内管Dとの間に
入り込ませて、管内走行装置Bを、駆動車輪4aと従動
車輪4bとガイド輪13とで外管Aと内管Dに対して弾
性的に突っ張る状態で管内に装着して走行させるように
構成されている。尚、ガイド部11は、走行方向の前後
位置の夫々に設けるのが望ましい。その他の構成は、第
2実施形態と同様である。
【0021】〔第4実施形態〕図7〜図9は、本発明に
よる管内走行装置Bの別実施形態を示し、図7は管A内
から取り外した状態を示しており、図9は、管A内に装
着した状態を示している。前記管内走行装置Bは、走行
車輪4を作業用の車体3の左右に取り付る左右一対の車
輪取付部材1a,1bの二組を、車体前後方向に位置を
ずらして車体3に並設して、その車体3を各車輪取付部
材1a,1bに取り付けた走行車輪4にて管内面aを管
長手方向に沿って走行自在に支持してある。
【0022】前記左右一対の車輪取付部材1a,1bの
各々は、管内走行装置Bを管A内に装着した状態におい
て、管周方向に沿って車体3の下方に向けて延設される
ように、予め湾曲変形させてある帯板14で一連に形成
してあり、これらの帯板14を管径方向内方側に向けて
弾性変形自在な弾性材としての鋼板で構成して、その両
端部に走行車輪4を支持し、車体前後方向で対向する車
輪取付部材1a,1bの端部どうしを、側板15を介し
て、側部フレーム16で一体に連結してある。
【0023】前記作業用の車体3は、各帯板14どうし
を連結している鋼板製の車体フレーム17に管内検査装
置7を取り付けて構成してあり、給電用や遠隔操作用,
検査データ送信用等のケーブル18を車体後部に接続し
てある。
【0024】前記管内検査装置7は、車体前方を照らす
前方ライト19や車体前方を撮影する前方CCDカメラ
20等を備えた監視ユニット7aを車体フレーム17の
車体前方側に取付けるとともに、車体側方の管内面を照
らす多数の側方ライト21や車体側方の管内面を撮影す
る側方CCDカメラ22,管肉厚測定用のレーザースキ
ャンセンサ(図外)等を備えた検査ユニット7bを車体フ
レーム17の車体側方側に取付け、前後の帯板14に亘
って設けた樹脂製カバー23の内側に管内検査装置7の
駆動ユニット(図外)を取り付けて構成してある。
【0025】前記車体フレーム17の外面側には、前後
一対の向き変更自在な遊転車輪(キャスター車輪)6を支
持してあり、これらの遊転車輪6を、車体3よりも上側
の管内面部分に接触して管長手方向に沿って転動自在な
上部車輪に構成してある。
【0026】図9は、管A内へ装着しない状態で、車体
幅方向に沿って並んでいる左右の走行車輪4と遊転車輪
6の管内面aに対する各接触位置どうしを結ぶ仮想円の
直径が管Aの内径よりも大きくなるように、各車輪取付
部材1a,1bを湾曲変形させた管内走行装置Bを、そ
れらの車輪取付部材1a,1bを管径方向内方側に向け
て弾性的に変形させて、管A内に装着した状態を示して
おり、この装着状態において、各車輪取付部材1a,1
bが、管内面aに近接する状態で管周方向に沿ってその
車体3から下方に延設されて、各走行車輪4が管Aの中
心よりも低い位置で各車輪取付部材1a,1bの下端部
に支持されるように構成してある。
【0027】前記走行車輪4の各々は、車輪取付部材1
a,1bに対してその厚み方向に直交する方向の旋回軸
24に固定した車輪支持枠25に回転自在に支持してあ
り、車輪支持枠25に取り付けた駆動装置としての走行
用電動モータM1を減速ギア機構26を介して走行車輪
4に連動させて、各別に駆動回転させるように構成して
ある。
【0028】前記車輪取付部材1a,1bのうちの同じ
向きに延設した車輪取付部材に支持してある走行車輪4
どうしを一体に操向操作自在に連係する連係機構27
と、走行車輪4を旋回軸24周りで駆動旋回させる操向
装置28とを設けて、走行車輪4の各々を、図9(イ)や
図10(イ)に示すように、車軸29を管軸芯に直交する
方向に向けて管長手方向に走行させる通常走行状態と、
図9(ロ)や図10(ロ)に示すように、車軸29を管軸芯
と平行な方向に向けて管周方向に旋回走行させる旋回走
行状態とに択一的に操向操作自在に設けてある。
【0029】つまり、通常走行状態において、前方CC
Dカメラ20の画像モニタから管内面aの異常箇所を発
見すると、その異常箇所に対応する位置に通常走行状態
で移動させてから旋回走行状態に操向操作して、車体3
を管周方向に旋回させ、その異常箇所に側方CCDカメ
ラ22やレーザースキャンセンサを移動させて詳しい検
査を行うことできるように構成してある。
【0030】前記連係機構27は、図10に示すよう
に、車体前後方向で対向する走行車輪4の車輪支持枠2
5どうしをリンク部材30で連結して、一方の車輪支持
枠25を旋回軸24周りで旋回させると他方の車輪支持
枠25も同じ角度だけ旋回するように構成してある。
【0031】前記操向装置28は、図8に示すように、
車体後方側の車輪取付部材1a,1bに固定した側板1
5の内面側に操向用電動モータM2を取り付けるととも
に、その操向用電動モータM2と旋回軸24とをウォー
ムギア31で連動させて構成してあり、操向用電動モー
タM2による旋回軸24の回転で、リンク部材30で互
いに連結してある車輪支持枠25を旋回させて、それら
の車輪支持枠25に支持した走行車輪4の向きを、通常
走行状態と旋回走行状態とに操向操作自在に設けてあ
る。
【0032】尚、各車輪取付部材1a,1bのバネ定数
は、走行車輪4が管内面aに沿って下方に摺動移動しな
いように、各走行車輪4を管内面aとの間に充分な摩擦
力が発生する圧力で管内面aに圧接するに充分な大きさ
に設定され、管A内への装着状態において、各走行車輪
4が、遊転車輪6を車体3よりも上側の管内面部分に接
触させるように、管径方向外方側に向けて弾性付勢され
た状態で支持されている。
【0033】従って、本実施形態の管内走行装置Bは、
管内面aに対して周方向の任意の位置に位置する姿勢で
管長手方向に沿って走行することができ、また、各車輪
取付部材1a,1bが走行方向に直交する方向に沿う管
内面aの形状に合わせて弾性変形して、各走行車輪4と
遊転車輪6が管内面aに対して圧接されるので、管Aの
曲がり部を走行することもできる。
【0034】〔その他の実施形態〕 1.上記実施形態では、車輪取付部材を弾性材で構成し
たが、管周方向に沿ってその車体から下方に延設された
剛体で構成しても良い。 2.上記実施形態では、走行車輪を管径方向外方側に向
けて弾性付勢できるように、車輪取付部材を弾性材で構
成したが、走行車輪をバネ等の弾性部材を介して車輪取
付部材に支持して、走行車輪を管径方向外方側に向けて
弾性付勢できるように構成しても良い。 3.上記実施形態では、車輪取付部材を、管径方向内方
側に向けて弾性変形させた状態で管内に装着できるよう
に弾性材で構成したが、剛体の部材どうしを弾性変位自
在に連結して構成しても良い。 4.本発明による管内走行装置は、管内の挿通したワイ
ヤー等で牽引されながら管内を走行するものであっても
良い。 5.本発明による管内走行装置は、管内検査作業以外の
用途、例えば、管内の堆積物等の除去作業に使用するも
のであっても良い。 6.本発明による管内走行装置は、走行車輪の各々が、
管長手方向に沿って螺旋状に走行する状態に操向操作自
在に設けられていても良い。 7.本発明による管内走行装置は、左右一対の車輪取付
部材の3組以上が車体前後方向に位置をずらして並設さ
れていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】管内から取り出した状態を示す管内走行装置の
斜視図
【図2】管内に装置した状態を示す管内走行装置の正面
【図3】管内に装置した状態を示す管内走行装置の正面
【図4】管内に装置した状態を示す管内走行装置の側面
【図5】管内に装置した状態を示す第2実施形態の管内
走行装置の正面図
【図6】管内に装置した状態を示す第3実施形態の管内
走行装置の正面図
【図7】管内から取り出した状態を示す第4実施形態の
管内走行装置の斜視図
【図8】第4実施形態の管内走行装置の要部分解斜視図
【図9】管内に装置した状態を示す第4実施形態の管内
走行装置の要部正面図
【図10】管内に装置した状態を示す第4実施形態の管
内走行装置の要部側面図
【図11】従来例を示す概略正面図
【図12】比較例を示す概略正面図
【符号の説明】
1a,1b 車輪取付部材 3 車体 4 走行車輪 6 上部車輪 7 管内検査装置 A 管 a 管内面 M1 駆動装置 27 連係機構

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業用の車体が、その左右に取付けた走
    行車輪にて管内面を管長手方向に沿って走行自在に支持
    されている管内走行装置であって、 前記走行車輪を前記車体に取付ける左右一対の車輪取付
    部材が、管周方向に沿ってその車体から下方に延設さ
    れ、 前記走行車輪が前記車輪取付部材の下端部に支持されて
    いる管内走行装置。
  2. 【請求項2】 前記車体よりも上側の管内面部分に接触
    して管長手方向に沿って転動自在な上部車輪が支持さ
    れ、 前記走行車輪が、前記上部車輪を前記管内面部分に接触
    させるように、管径方向外方側に向けて弾性付勢された
    状態で支持されている請求項1記載の管内走行装置。
  3. 【請求項3】 前記車輪取付部材を、管径方向内方側に
    向けて弾性変形させた状態で管内に装着して、前記走行
    車輪が管径方向外方側に向けて弾性付勢された状態で支
    持されている請求項2記載の管内走行装置。
  4. 【請求項4】 前記車輪取付部材が、管径方向内方側に
    向けて弾性変形自在な弾性材にて構成されている請求項
    3記載の管内走行装置。
  5. 【請求項5】 前記走行車輪を駆動する駆動装置が設け
    られている請求項1〜4のいずれか1項記載の管内走行
    装置。
  6. 【請求項6】 前記走行車輪の各々が、管長手方向に走
    行する状態と管周方向に走行する状態とに操向操作自在
    に設けられている請求項5記載の管内走行装置。
  7. 【請求項7】 前記左右一対の車輪取付部材の複数組が
    車体前後方向に位置をずらして並設され、 前記車輪取付部材のうちの同じ向きに延設した車輪取付
    部材に支持してある走行車輪どうしを一体に操向操作自
    在に連係する連係機構が設けられている請求項5又は6
    記載の管内走行装置。
  8. 【請求項8】 管内検査装置が前記車体に装備されてい
    る請求項1〜7のいずれか1項記載の管内走行装置。
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