JPS61278475A - 管内移動ロボツト - Google Patents
管内移動ロボツトInfo
- Publication number
- JPS61278475A JPS61278475A JP60118808A JP11880885A JPS61278475A JP S61278475 A JPS61278475 A JP S61278475A JP 60118808 A JP60118808 A JP 60118808A JP 11880885 A JP11880885 A JP 11880885A JP S61278475 A JPS61278475 A JP S61278475A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- wheel
- robot
- bearing
- spur gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は配管内部を点検・保守のためのロボットに係り
、特に曲管部のある配管の距離を検出するに好適な管内
移動ロボットに関する。
、特に曲管部のある配管の距離を検出するに好適な管内
移動ロボットに関する。
従来のパイプライン等における管内移動ロボットは１９
８２．１０．３０日付日刊工業新聞に記載のように、そ
の移動距離は牽引しているケーブルの繰り出し長さを距
離計で計っている。しかし、この方法では配管が三次元
状に配置されかつ長距離に渡ってロボットが走行して行
く場合、このケーブルは曲管の内法に沿って牽引される
。したがって配管の真の長さと、ケーブルの長さは一致
せず、距離計の読みは、大きく見積られてしまう。
８２．１０．３０日付日刊工業新聞に記載のように、そ
の移動距離は牽引しているケーブルの繰り出し長さを距
離計で計っている。しかし、この方法では配管が三次元
状に配置されかつ長距離に渡ってロボットが走行して行
く場合、このケーブルは曲管の内法に沿って牽引される
。したがって配管の真の長さと、ケーブルの長さは一致
せず、距離計の読みは、大きく見積られてしまう。
本発明の目的は、配管内を移動するロボットの移動距離
を配管の中心軸に沿って正確に計測するための管内移動
ロボットを提供することにある。
を配管の中心軸に沿って正確に計測するための管内移動
ロボットを提供することにある。
本発明は、管内を移動するロボットに、管内面に常時突
張り、ロボットの移動に伴ない回転する従動輪を１８０
度対称位置に設け、二つのロータリーエンコーダの平均
値から管長を算出することを特徴として、上記目的を達
成する管内移動ロボットを提供する。
張り、ロボットの移動に伴ない回転する従動輪を１８０
度対称位置に設け、二つのロータリーエンコーダの平均
値から管長を算出することを特徴として、上記目的を達
成する管内移動ロボットを提供する。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は、本発明の概略図である。構成は、管内移動ロ
ボット２０の断面に配管１の中心軸１９を通る直線Ｙ軸
３０上に車輪１５が、押しばね９により配管内面２と常
時接触するように取付けである。車輪１３は車輪１５と
固着してあり、軸受１１とは自由に回動できるようベア
リング等で支持されている。車輪１３の一端には平歯車
５が平歯車７と噛合う様固着しである。ロータリーエン
コーダ３は、車輪１５の軸受１１に固定したベース１７
に装着され、そのシャフト２５の先端に平歯車７が固着
しである。軸受１１の支持棒２１はロボット２０と滑動
可能な溝２３に挿入しである。
ボット２０の断面に配管１の中心軸１９を通る直線Ｙ軸
３０上に車輪１５が、押しばね９により配管内面２と常
時接触するように取付けである。車輪１３は車輪１５と
固着してあり、軸受１１とは自由に回動できるようベア
リング等で支持されている。車輪１３の一端には平歯車
５が平歯車７と噛合う様固着しである。ロータリーエン
コーダ３は、車輪１５の軸受１１に固定したベース１７
に装着され、そのシャフト２５の先端に平歯車７が固着
しである。軸受１１の支持棒２１はロボット２０と滑動
可能な溝２３に挿入しである。
これらは１丁度１８０度反対側にも対称的に設けである
。したがって、管内移動ロボット２ｏが管内を軸方向に
移動すると、その移動量に比例した信号がロータリーエ
ンコーダ３，４から得られる。
。したがって、管内移動ロボット２ｏが管内を軸方向に
移動すると、その移動量に比例した信号がロータリーエ
ンコーダ３，４から得られる。
この信号は、直管の場合は等しく、曲管の場合曲率半径
の大きな方に接した車輪側のロータリーエンコーダの出
力が大きな値を示す。すなわち、第２図に示すような配
管１の曲げ角θが９０度の曲管において、管内径をＤ、
配管中心軸１９の曲率半径を正とすると曲率の原点２９
から一番離れた曲面までの曲率半径Ｒは、Ｒ＋Ｄ／２と
なり、一番近い曲面までの曲率半径γは、Ｒ−Ｄ／２と
なる。ここで、車輪１５．１６の直径をｄ、ロータリー
エンコーダ３，４の出力を１回転当りＰ個とすれば、曲
率半径Ｒの面に接する車輪１５のロータリーエンコーダ
３の出力Ｐ、は、 Ｐ３＝ （百十Ｄ／２）・Ｐ／πｄ ・・・（１）ま
た５曲率半径γの面に接する車輪１６のロータリーエン
コーダ４の出力Ｐ４は Ｐ、＝−（Ｒ−Ｄ／２） ・Ｐ／πｄ ・・・（２）
となる。この出力Ｐ、とＰ４の平均値Ｐは丁＝ （Ｐ□
十Ｐ４）／２＝−百・Ｐ／πｄ・・・（３）となり、配
管の中心軸１９の長さを移動した場合と等しい出力が得
られる。すなわち、配管１の曲管部の真の長さが得られ
る。また、ロータリーエンコーダ３，４の単位時間当り
の出力をＡＰ３゜ＡＰ、とする。このＡＰ、およびＡＰ
４は直管部移動時はＡＰ、＝ΔＰ、であり、この出力を
ＡＰとする。したがって、ＡＰを基準としてΔＰ、及び
ＡＰ４を比較することにより配管１の形状が判別できる
。すなわちＡｐ、＞ＡＰ＞ＡＰ４が成立すれば、第３図
の配管形状のように下方に曲った口管１ａであることが
わかる。また、ＡＰ３くＡｐ＜Ｊｐ、が成立すれば、第
４図に示すように上方に曲った配管１ｂであることがわ
かる。第１図において、管内移動ロボット２ｏの姿勢が
中心軸１９に対し９０度旅回し配管１の断面上Ｘ軸２８
に車輪１５，１６が配置されている場合は、第３図、第
４図に示した上下方向の曲管部においてロータリーエン
コーダの出力ΔＰ１．ＡＰ４の関係は次のようになる。
の大きな方に接した車輪側のロータリーエンコーダの出
力が大きな値を示す。すなわち、第２図に示すような配
管１の曲げ角θが９０度の曲管において、管内径をＤ、
配管中心軸１９の曲率半径を正とすると曲率の原点２９
から一番離れた曲面までの曲率半径Ｒは、Ｒ＋Ｄ／２と
なり、一番近い曲面までの曲率半径γは、Ｒ−Ｄ／２と
なる。ここで、車輪１５．１６の直径をｄ、ロータリー
エンコーダ３，４の出力を１回転当りＰ個とすれば、曲
率半径Ｒの面に接する車輪１５のロータリーエンコーダ
３の出力Ｐ、は、 Ｐ３＝ （百十Ｄ／２）・Ｐ／πｄ ・・・（１）ま
た５曲率半径γの面に接する車輪１６のロータリーエン
コーダ４の出力Ｐ４は Ｐ、＝−（Ｒ−Ｄ／２） ・Ｐ／πｄ ・・・（２）
となる。この出力Ｐ、とＰ４の平均値Ｐは丁＝ （Ｐ□
十Ｐ４）／２＝−百・Ｐ／πｄ・・・（３）となり、配
管の中心軸１９の長さを移動した場合と等しい出力が得
られる。すなわち、配管１の曲管部の真の長さが得られ
る。また、ロータリーエンコーダ３，４の単位時間当り
の出力をＡＰ３゜ＡＰ、とする。このＡＰ、およびＡＰ
４は直管部移動時はＡＰ、＝ΔＰ、であり、この出力を
ＡＰとする。したがって、ＡＰを基準としてΔＰ、及び
ＡＰ４を比較することにより配管１の形状が判別できる
。すなわちＡｐ、＞ＡＰ＞ＡＰ４が成立すれば、第３図
の配管形状のように下方に曲った口管１ａであることが
わかる。また、ＡＰ３くＡｐ＜Ｊｐ、が成立すれば、第
４図に示すように上方に曲った配管１ｂであることがわ
かる。第１図において、管内移動ロボット２ｏの姿勢が
中心軸１９に対し９０度旅回し配管１の断面上Ｘ軸２８
に車輪１５，１６が配置されている場合は、第３図、第
４図に示した上下方向の曲管部においてロータリーエン
コーダの出力ΔＰ１．ＡＰ４の関係は次のようになる。
ΔＰ３＝ΔＰ４＝ Ａ Ｐ ・・・（
４）上式は、直管部を移動している場合と全く同様であ
り、直管部と曲管部の判別がつかなくなる。
４）上式は、直管部を移動している場合と全く同様であ
り、直管部と曲管部の判別がつかなくなる。
これを解決する一方案として、第５図に示すように、車
輪をＸ軸、Ｙ軸の二軸方向に配することによって簡単に
解決できる。すなわち、上下方向の曲りはＹ軸に配置し
たロータリーエンコーダ３゜４によって判定を行い、左
右方向の曲りはＸ軸方向に配置したロータリーエンコー
ダ３１．３２によって判定することができる。すなわち
、ロータリーエンコーダ３１．３２の単位時間当りの出
力をＡｐｓｏ、ΔＰ３ｚとし、上方向を矢印４１．下方
向を矢印４２、左方向を矢印４３、右方向を矢印４４で
表すと、 ＡＰ ３１＝Ａ Ｐ ｓ□、ＡＰ３＜Δ百〈ＡＰ４のと
き上方向ΔＰ３□＝ＡＰ、ｚ、ＪＰ３ ＞Ａｐ＞ＡＰ４
のとき下方向Ａｐｚ ＝Ａｐ、、 Δｐａｔ＜Ｊ丁＜
、１１１Ｐ２２のとき左方向ＡＰ３＝ＡＰ４．ΔＰ３
１〉７丁〉ＡＰ３２のとき右方向と４方向の曲りがわか
る。また、右上方あるいは左下方等、合成方向も上記ロ
ータリーエンコーダ出力Δｐ、、ΔＰ４．ΔＰ３ｘ、Ａ
Ｐ３ｚを比較判定すれば、わかる。
輪をＸ軸、Ｙ軸の二軸方向に配することによって簡単に
解決できる。すなわち、上下方向の曲りはＹ軸に配置し
たロータリーエンコーダ３゜４によって判定を行い、左
右方向の曲りはＸ軸方向に配置したロータリーエンコー
ダ３１．３２によって判定することができる。すなわち
、ロータリーエンコーダ３１．３２の単位時間当りの出
力をＡｐｓｏ、ΔＰ３ｚとし、上方向を矢印４１．下方
向を矢印４２、左方向を矢印４３、右方向を矢印４４で
表すと、 ＡＰ ３１＝Ａ Ｐ ｓ□、ＡＰ３＜Δ百〈ＡＰ４のと
き上方向ΔＰ３□＝ＡＰ、ｚ、ＪＰ３ ＞Ａｐ＞ＡＰ４
のとき下方向Ａｐｚ ＝Ａｐ、、 Δｐａｔ＜Ｊ丁＜
、１１１Ｐ２２のとき左方向ＡＰ３＝ＡＰ４．ΔＰ３
１〉７丁〉ＡＰ３２のとき右方向と４方向の曲りがわか
る。また、右上方あるいは左下方等、合成方向も上記ロ
ータリーエンコーダ出力Δｐ、、ΔＰ４．ΔＰ３ｘ、Ａ
Ｐ３ｚを比較判定すれば、わかる。
なお、第１図〜第５図において、ロボットの姿勢はＸ軸
あるいはＹ軸に合致している必要はなく全姿勢において
、上述した論理は成立する。
あるいはＹ軸に合致している必要はなく全姿勢において
、上述した論理は成立する。
本発明によれば、管内移動ロボットが配管内部を移動す
るとき、配管に曲管部が存在しても、ロボットの移動距
離がわかる。この時の配管の径は移動距離に依存しない
。また、曲管部の曲り方向も検出できるので、埋設ガス
導管等の遠隔点検に有効である。
るとき、配管に曲管部が存在しても、ロボットの移動距
離がわかる。この時の配管の径は移動距離に依存しない
。また、曲管部の曲り方向も検出できるので、埋設ガス
導管等の遠隔点検に有効である。
第１図は本発明の縦断面図、第２図は曲管内部のロボッ
ト配置図、第３図は下方同曲り配管の説明図、第４図は
上方向向り配管の説明図、第５図は第１図の変形例を示
す図である。 １・・・配管、３，４・・・ロータリーエンコーダ、１
５゜１６・・・車輪、２０・・・管内移動ロボット。
ト配置図、第３図は下方同曲り配管の説明図、第４図は
上方向向り配管の説明図、第５図は第１図の変形例を示
す図である。 １・・・配管、３，４・・・ロータリーエンコーダ、１
５゜１６・・・車輪、２０・・・管内移動ロボット。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、配管内を自走しあるいは流体により圧送される配管
内移動ロボットにおいて、配管内壁と接触する車輪と当
該車輪と同一断面上の１８０度正対する車輪とそれぞれ
の車輪の回転を検出するセンサを一対備えたことを特徴
とする管内移動ロボット。 ２、特許請求の範囲第１項において、車輪と回転検出セ
ンサ１対とこれに直交する車輪と回転検出センサ１対を
備えたことを特徴とする管内移動ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60118808A JPS61278475A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 管内移動ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60118808A JPS61278475A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 管内移動ロボツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61278475A true JPS61278475A (ja) | 1986-12-09 |
Family
ID=14745638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60118808A Pending JPS61278475A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 管内移動ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61278475A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0680145U (ja) * | 1993-04-26 | 1994-11-08 | 大阪瓦斯株式会社 | 磁歪応力測定装置 |
| JP2012047480A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Shin Nippon Hihakai Kensa Kk | ベンド管検査装置 |
| CN102632936A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-15 | 北京交通大学 | 一种滚动行进的双类车轮六边形机器人 |
| CN103672294A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-26 | 江南大学 | 螺旋式管道机器人 |
-
1985
- 1985-06-03 JP JP60118808A patent/JPS61278475A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0680145U (ja) * | 1993-04-26 | 1994-11-08 | 大阪瓦斯株式会社 | 磁歪応力測定装置 |
| JP2012047480A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Shin Nippon Hihakai Kensa Kk | ベンド管検査装置 |
| CN102632936A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-15 | 北京交通大学 | 一种滚动行进的双类车轮六边形机器人 |
| CN103672294A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-26 | 江南大学 | 螺旋式管道机器人 |
| CN103672294B (zh) * | 2013-12-17 | 2015-11-18 | 江南大学 | 螺旋式管道机器人 |
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