JPS6235247A - 検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野１ 本発明は例えば化学プラント等作業員の接近が困難とさ
れる環境下に設置されているタンク内等において、該タ
ンク内の検査を遠隔操作で行なうことを可能にする検査
装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来例えば化学プラント内にある高レベルのタンク等に
おいて、その内部が人体に有害な気体あるいは液体で充
満されている場合には、その内部の構造物および壁面に
検査を施すことは困難であった。このような場合には、
一般に上方からタンク内に検査装置を垂下して検査を施
すのが一般的であるが、タンク内には多くの構造物が設
置されており、かつ底部に凹凸があることがあり、この
ような環境下で上記検査装置を移動させかつ固定するこ
とは容易なことではなく、また仮に移動・同士が可能で
あったとしても、上記タンクが高レベルの場合には、検
査装置を垂下さる装置が大がかりなものとなりコスト的
にみても好ましいことではなかった。

又液体中の検査を想定した場合には、スクリュー等を備
えた自走式の潜水艇のようなものが考えられるが、かか
る潜水艇も以下の理由により好ましいとはいえない。す
なわち上記潜水艇のようなものはその小型化が困難であ
り、かつ狭小な場所では操作性も悪く、又停止等の位躍
精度も悪く、所望の位置に正確に停止でき六よ限らない
。さらに上述したタンクのようなものの場合にはその底
部に堆積物があり、該堆積物が潜水艇のスクリュの回転
により巻上げられ、その結果視界が極度に悪化して作業
性を著しく低下させてしまうことになる。

又上方から検査装置を垂下させる方法の簡易なものとし
て、ワイヤローブにより検査装置を垂下させる方法があ
るが、これとて操作性の悪いことにかわりはなく、所望
の位置に検査装置を位置させることは容易なことではな
く、上方でワイヤロープを操作しても下方での応答性は
極めて悪いという問題があった。

［発明の目的コ 本発明は以上の点に基づいてなされたものでその目的と
するところは、遠隔操作が可能で、かつ操作性が良好で
精度の高い検査を広範囲に亘って施すことが可能な検査
装置を提供することにある。

［発明の概要］ すなわち本発明による検査装置は、上方より垂下される
検査装置本体と、この検査装置本体内に回転可能に設置
された内筒と、この内筒の下端に設置され多自由度を持
つ腕機構と、上記検査装置本体内に設置され上記腕機構
の動作に伴なう重心の移動を補正する平衡機構と、上記
腕機構および平衡機構の動作に伴なう反力による前記検
査装置本体の回転を防止する支持機構とを具備したこと
を特徴とするものである。

つまり検査装置本体を例えば検査対象であるタンク内に
垂下し、腕機構を作動させて腕機構に取着される検査機
器、例えばテレビカメラ等を所望の位置に指向せて検査
を施す。その際腕機構の作動による重心の移動を平衡機
構により補正してバランスを保持するとともに、腕機構
および平衡機構の作動時の反力による検査装置本体の回
転を支持機構により規制するものである。

［発明の実施例コ 以下第１図乃至第１０図を参照して本発明の一実施例を
説明する。第１図は本実施例による検査装置の全体を示
す側面図であり、第２図は第１図のＩＩ−Ｉ矢視図であ
る。図中符号１は検査装置本体であり、この検査装置本
体１は中空円筒状をなし、上方（例えばタンクの上端縁
）よりワイヤローフ２により垂下されている。上記検査
装置本体１内には内筒３が収容されている。この内筒３
は上記検査装置本体１の中心軸を中心に回転可能である
。すなわち内筒３の側部には駆動モータ４が設置されて
おり、この駆動モータ４には小歯車５が連結されている
。この小歯車５には大歯車６が歯合しており、この大歯
車６が内筒３に固着されている。よって上記駆動モータ
４の駆動により両歯車５および６を介して内筒３が図中
矢印で示す方向に回転する。

上記内筒３の下端には円板７が一体に固着されており、
内筒３の回転に伴ない一体に回転する。

この円板７の下方には腕機構上上が設置されている。そ
してこの腕機構上上の先端にはテレビカメラ１２が設置
されている。本実施例による検査装置は以上の構成の他
に、内筒３の上方に設置された平衡機構１１および前記
検査装置本体１の上方に設置された支持機構１４とから
構成されている。

以下詳細に説明する。腕機構二は後述する各種駆動モー
タにより駆動され、第１の腕２２と第２の腕２３とから
構成されている。そして第１の腕２２の先端には前述し
たテレビカメラ１２が把持されている。上記テレビカメ
ラ１２の先端には第２図に示すように複数個の照明２４
が設置されている。上記第２の腕２３はシャフトａを中
心に図中矢印で示すように回動可能であり、同様に第１
の腕２２はシャフトｂを中心に回動し、またテレビカメ
ラ１２もシャフトＣを中心に回動する。

前記平衡機構１１は以下のように構成されている。平衡
機構上１は円板７の偏心した位置に設置されている上記
腕機構ｉｔの駆動により検査装置全体としての重心が変
化してそのバランスがくずれるのを防止するものであり
、バランサウェイト３１を送くりねじ３２を介して適宜
スライドさせることによりそのバランスを保持するもの
である。

上記送りねじ３２の一端側には第４図および第５図に示
すように歯車３３が固着されており、この歯車３３には
別の歯車３４が歯合している。この歯車３４には駆動モ
ータ３５が連結されている。

よって駆動モータ３５を駆動させることにより両歯車３
３および３４が回転し、それによって送りねじ３２が回
転する。この送りねじ３２の回転によりバランスウェイ
ト３１が図中矢印で示す方向にスラドする。尚図中符号
３６はバランスウェイト３６をガイドするガイド棒であ
る。

次に前記支持機構１Ｌの構成について説明する。

支持機構Ｌ４−は上記腕橢構１１および平衡機構二の駆
動時の反力により、検査装置が回転するのを規制するも
のであり、一対のパンタグラフ機構から構成されている
。すなわち複数のリンク４１と、シャフト４２と、ビン
４３とから構成されている。そしてかかる構成をなす一
対のパンタグラフ機構の中央には前記ワイヤローフ２と
各駆動モータを制御するケーブル４５が配設されている
。

尚第１図および第２図の場合には上記支持機構工りが延
長した状態を示すものであり、また第３図に示すのは支
持橢構上上が縮んだ状態を示している。

以上が検査装置の概略構成であるが、次に各部分の動作
をまじえてさらに詳細な構成を説明する。

まず検査装置が収縮されている時には、第３図に示すよ
うに支持機構Ｌ４−は縮んだ状態にある。又この支持機
構ＬＬは、前述したように各リンク４１をシャフト４２
およびビン４３を中心にして回転させることにより鉛直
方向に伸縮するものであるが、それに直交する方向（水
平方向）にはその動作は規制される構成である。これに
よって検査装置が回転するのを規制している。そして検
査装置全体の荷重は前記ワイヤーローフ２により支持さ
れており、よって支持機構ＩＬには同等荷重は作用する
ことはない。よって支持機構１４にはさほどの強度は必
要とされず、回転方向のみの力を支持すればよい。さら
に収納時には第３図に示すように縮ませてコンパクトな
状態となる。

本実施例による検査装置により検査を施す場合には、ま
ずワイヤー〇−７２により検査装置全体を垂下させる。

例えばタンクを検査対象として想定した場合には、その
上端縁から垂下する。その際上記支持機構１４は徐々に
下方に延長されていく。そして所望の位置まで検査装置
が降下した後ワイヤー〇−７２の送りを停止する。次に
駆動モータ４を駆動させることにより内筒３を回転させ
、腕機構上玉を所望の向に指向させる。次に後述する各
駆動モータを駆動させて第１および第２の腕２２．２３
を作動させてテレビカメラ１２を移動させる。すなわち
テレビカメラ１２は駆動モータ５１により旋回しく第１
図中矢印りで示す）、また前述したように第１の腕２２
に取着された駆動モータ５２によりシャフトＣを中心に
回動する（第１図中矢印１で示す）。又上記第１の腕２
２は駆動モータ５３により旋回するとともに（第１図中
矢印１で示す）、第２の腕２３に取着された駆動モータ
５４によりシャフト−ｂを中心に回動する（第１図中矢
印にで示す）。さらに上記第２の腕２３は前記内筒３内
に設置された駆動モータ５５によりシャフトａを中心に
回動する（第１図中矢印１で示す）。尚実際には上記各
駆動モータの回転を伝達する歯車機構が設置されている
が、図では省略しである。このように腕機構上玉は５自
由度を備えており（矢印り乃至１で示す方向への旋回あ
るいは回転）、これに内筒３の回転を加えると６自由度
となる。そしてかかる構成の腕機構ｍを適宜作動させる
ことによりテレビカメラ１２を移動させて例えばタンク
の内壁を検査する。

次噂前記平衡機構二の動作を説明する。すなわち前述し
たように上記腕機構上玉を作動させると、当然のことな
がら重心位置が変化する。かる重心位置の変化に対して
同等処置を施さなければ、検査装置全体が傾斜すること
になる。かかる傾斜を未然に防止してバランスを保持す
るのがこの平衡磯構上主の機能である。そこでこの平衡
機構ユの機能を説明する前に、平衡Ｉ１１構ユによるバ
ランス調整を容易なものとするためになされている構成
について説明する。まずテレビカメラ１２の旋回および
回転、第１の腕２２の旋回を夫々の回転軸に対して重量
バランスを保持し得るように設置する。かかる工夫によ
り上記各旋回および回転は腕機構１１の重心位置とは無
関係となる。

すなわち腕機構１１の重心位置は第１の腕２２の回転お
よび第２の腕２３の回転の２つのみで支配されることに
なり、かつ重心位置も一平面内のみで行なわれることに
なる。

以上の工夫より検査装置を平衡状態に保持するためには
、上記第１および第２の腕２２および２３の動作に応じ
て、前記平衡機構ユのバランスウェイト３１を適宜スラ
イドさせればよいことにる。尚上記８腕２２および２３
の動作をしるためには、シャフトａおよびｂの位置に図
示しないエンコーダ等を取着し、その回転角度を検出す
ることによりなされ、該角度検出信号を基にして上記平
衡機構上１のバランスウェイト３１をスライドせる。又
腕曙構二二と平衡機構ユは共に内筒３に固定されており
、よってその位置関係は変化することはなく、１自由度
を有するバランスウェイト３１のスライドのみでバラン
ス調整ができる構成である。

ここで平衡機構上１によるバランス調整の簡単な例を示
す。今第６図に示すようにテレビカメラ１２の１凹を含
めた第１の腕２２の重量をＷｌとし、その重心位置の中
心軸ｄ（検査装置本体１の中心軸）からの距離をλ１と
する。同様に第２の腕２３の重量をＷ２、その重心位置
と中心軸ｄとの距離をＪ２２とする。そして平衡機構１
３のバラスウェイト３のｉｌｌをＷとし、その重心位置
と中心軸ｄとの距離を２とする。この時検査装置のバラ
ンスを保持するためには次の式■が成立すればよい。

Ｗｌ　・β１＋Ｗ２　　・２２＝Ｗ−β・・・・・・工
この式■が成立するようにりを設定して、バランスウェ
イト３１を移動させることにより検査装置のバランスを
保持することができる。尚上記λ１とり２は前述したよ
うに８腕２２および２３の回転角度を検出することによ
り知ることができる。

次に第７図乃至第１０図を参照して前記腕機構１１の動
作を具体的検査を例にとって説明する。

まず第７図および第８図はタンクの底面６１を検査する
場合を示し、第７図はその正面図であり、第８図はそれ
を下面側より視た図である。図中符号６１はタンクの底
面を示す。すなわち腕機構二重を前述した機構により作
動させ、がっテレビカメラ１２を旋回させながら、テレ
ビカメラ１２を上記底面６１に対して平行状態を維持す
るように移動させる。第７図および第８図生得号■、■
、■の順に移動する。その際上述したようにテレビカメ
ラ１２を旋回させて常に同じ方向（図中矢印で示す方向
）に指向させておく。かかる操作により第８図生得号６
２で示す境界の範囲内にて全周に亘って検査を施すこと
ができる。

これに対して第９図および第１０図に示すのは、タンク
の側面７１に検査を施す場合を示しており、第９図はそ
の正面図であり、第１０図はこれを上記側面７１側から
みた図である。腕機構１１およびテレビカメラ１２の動
作は前記底面６１の場合と同様であり、図中符号■、■
、■、■の順に移動させていく。これによって第１０図
中筒号７２で示す境界内で検査を施すことが可能となる
。

以上本実施例によると以下のような効果を奏することが
できる。

（１）まず本実施例による検査装置はワイヤーローフ２
を介して垂下するのみで容易にタンク等の深部に位置さ
せることができる。またワイヤー〇−７２による吊り下
し位置が仮に正確でなくても、その後腕機構１１を駆動
させることによりテレビカメラ１２を所望の位置に正確
に移動させ、位置させることができる。よって所望の位
置を正確に検査することができる。又その時の検査範囲
も広範囲に亘るもので、必要な検査を確実にかつ高精度
でなすことが可能である。

（２）次に本実施例の検査装置は平衡機構ユを備えてお
り、腕機構１１の作動による重心の変化を補正すること
ができる構成であるので、検査装置のバランスを常に安
定保持することができ、安定した検査を提供することが
できる。その際平衡機構１３の制御は、内筒３の回転に
より平衡橢構１工および腕礪構二重が一体に回転する構
成としたこと、およびテレビカメラ１２の旋回・回転、
第１の腕２２の旋回を夫々の回転軸に対して重量バラン
スを保持し得るように構成したことにより、第１および
第２の腕２２および２３の回転のみを考慮した極めて簡
単なものとなり、簡単な制御で確実にバランスを保持す
ることができる。

（３）又本実施例による検査装置は支持機構１ｉを備え
ており、腕機構１１および平衡機構ユが作動する時の反
力による検査装置の回転を効果的に規制し、安定した検
査を可能にしている。

（４）さらに本実施例の検査装置が遠隔操作可能である
ことは勿論であり、作業員の接近が不可能、あるいは大
きな危険を伴なうといったような場所にも容易に適用す
ることができ、信頼性の高い険査を提供することができ
る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明による検査装置によると、作
業員の接近が不可能とされるような場所についても、遠
隔操作により精度の高い検査を広範囲に亘って施すこと
ができ、プラントの健全性維持および安全性向上を図る
上で極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図は検査装置の全体を示す側面図、第２図は第１図の
ＩＩ−Ｉ［矢視図、第３図は縮まった状態の支持機構を
示す正面図、第４図は平衡機構の平面図、第５図は平衡
機構の正面図、第６図は平衡機構によるバランス保持を
説明するための図、第７図タンク底面を検査している状
態を示す図、第８図は第７図の■−■矢視図、第９図は
タンクの側壁に検査を施している状態を示す図、第１０
図は第９図のＸ−Ｘ矢？Ｊ！　１ｆｆｉである。 １・・・検査装置本体、３・・・内筒、−１」−・・・
腕機構、１３　＝−・平衡機構、ＩＡ−−支持鏝構。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３　図 第５　Ｎ 第７図 第８図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上方より垂下される検査装置本体と、この検査装
   置本体内に回転可能に設置された内筒と、この内筒の下
   端に設置され多自由度を持つ腕機構と、上記検査装置本
   体内に設置され上記腕機構の動作に伴なう重心の移動を
   補正する平衡機構と、上記腕機構および平衡機構の動作
   に伴なう反力による前記検査装置本体の回転を防止する
   支持機構とを具備したことを特徴とする検査装置。
2. （２）上記腕機構および平衡機構は内筒の回転により一
   体に回転するように取付けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の検査装置。