JPS6273160A - Magnetic wheel type conduit robot - Google Patents

Magnetic wheel type conduit robot

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Publication number
JPS6273160A
JPS6273160A JP60212480A JP21248085A JPS6273160A JP S6273160 A JPS6273160 A JP S6273160A JP 60212480 A JP60212480 A JP 60212480A JP 21248085 A JP21248085 A JP 21248085A JP S6273160 A JPS6273160 A JP S6273160A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
conduit
robot
wheel
running
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
Application number
JP60212480A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Watabiki
綿引 誠之
Kenji Fujiwara
藤原 賢次
Yasuji Sakuma
佐久間 保二
Shinji Sonoda
園田 真治
Shinichi Kurita
真一 栗田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60212480A priority Critical patent/JPS6273160A/en
Publication of JPS6273160A publication Critical patent/JPS6273160A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make it possible to allow a robot main body to smoothly turn the bend part of a conduit, by arranging a spindle to the robot main body through bearings engaged with the grooves provided to both sides of said robot main body and providing a magnet and a wheel having high magnetic permeability to the outer periphery of the spindle. CONSTITUTION:A bush 4 is provided on the spindle 3 supported by bearings 2 and a permanent magnet 11 is engaged with the outer periphery of the bush 4. Magnetic wheels 12 for running a robot are provided to the outer periphery of the bush 4 and a magnetic patch constituted of permanent magnet 11 magnetic wheel 12 magnetic conduit 14 magnetic wheel 12 permanent magnet 11 is formed through the magnetic conduit 14. Therefore, the possibility of generating the propelling force proportional to the attraction force generated between the magnetic wheel 12 and the magnetic conduit 14 is provided without separating a running vehicle 40 from the magnetic conduit 14.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気車輪形導管ロボットに係り、特に細径管の
直線部、及び曲り部を走行するのに好適な磁気車輪形導
管ロボットに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a magnetic wheel type conduit robot, and more particularly to a magnetic wheel type conduit robot suitable for traveling in straight sections and curved sections of small diameter pipes.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来のロボットは、走行車が走行車輪とばねにて支持さ
れたガイド輸にて管壁に接触を保ち走行車の安定を確保
している。この形のロボットにおいては、特に曲り部に
おいてIIl?壁の突起部に走行車のばね支持部の当り
が成る確率で発生し、走行不能になる欠点がある。
In conventional robots, the running vehicle maintains contact with the pipe wall using running wheels and guides supported by springs to ensure stability of the running vehicle. In this type of robot, especially at curved parts, IIl? There is a possibility that the spring support of the vehicle will hit the protrusion on the wall, making the vehicle unable to travel.

尚、配管上を移動して内部を点検する装置に関しては種
々提案されており、例えば、特開昭53−107058
号公報に示される関節腕付白己推3iji屯両、特開昭
53−123991号公報に示される管内移動装置など
がある。
Various devices have been proposed for inspecting the inside of pipes by moving on them.
Examples of such devices include a jointed arm-equipped Shirakitsu 3 IJI tunryo shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 123991/1983.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、導管に曲部があってもスムズに曲れること
は勿論、直線部においても安定した走行を可能とした磁
気車輪形導管ロボットを堤供するにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and its purpose is to provide magnetic wheels that can not only smoothly bend even when a conduit has a curved section, but also enable stable running even on a straight section. There is a shape to provide a conduit robot.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明はロボットの走行方向と直角に、ロボット本体の
両サイドの溝に嵌合された軸受を介してスピンドルが設
置され、そのスピンドルの外周に磁石を設け、該磁石の
両サイドにそれぞれ少なくとも1個の高透磁率を有する
車輪を設けることにより、所期の目的を達成するように
なしたものである。
In the present invention, a spindle is installed perpendicularly to the running direction of the robot through bearings fitted into grooves on both sides of the robot body, a magnet is provided on the outer periphery of the spindle, and at least one magnet is placed on each side of the magnet. The desired purpose is achieved by providing wheels with high magnetic permeability.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面の実施例に基づいて本発明を説明する。 The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.

第1図に本発明の一実施例を示す。該図の如く、本実施
例では、ベアリング2で支えられたスピン1ヘル3上に
ブツシュ4が設けられ、このブツシュ4の外周に永久磁
石11が嵌入されている。又、ブツシュ4の外周で、か
つ、永久磁石11の両側には、ロボット走行用の磁性車
@12が設けられており、磁性体導管14を介し、永久
磁石】、1−磁性車幅12−磁性体導管14−磁性車@
12−永久磁石11の磁気パスを形成し、走行車40が
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, a bush 4 is provided on a spin 1 heel 3 supported by a bearing 2, and a permanent magnet 11 is fitted into the outer periphery of this bush 4. Further, on the outer periphery of the bushing 4 and on both sides of the permanent magnet 11, a magnetic wheel @12 for robot running is provided. Magnetic conduit 14-Magnetic wheel @
12 - forming a magnetic path of the permanent magnet 11 and the traveling vehicle 40;

磁性体導管14から離れることなく、かつ、磁性車軸1
2と磁性体導管14との間に生ずる吸引力に比傍する推
力を生ずる可能性を持たせている。
without leaving the magnetic conduit 14 and magnetic axle 1
2 and the magnetic conduit 14, it is possible to generate a thrust comparable to the attractive force generated between the magnetic conduit 14 and the magnetic conduit 14.

更に、永久磁石11の外周には、アクチュエーターで駆
動される円周方向のトルクを、ウオーム8を介して上記
の回転方向と直角方向に変換するギヤー9とデスタント
ピース10を設けである。一方、磁性車輪]−2は磁気
抵抗を最小にするため、外周面を導管の内径と一致させ
た形状としている。
Furthermore, a gear 9 and a distant piece 10 are provided on the outer periphery of the permanent magnet 11 to convert the circumferential torque driven by the actuator into a direction perpendicular to the rotational direction described above via the worm 8. On the other hand, in order to minimize magnetic resistance, the magnetic wheel]-2 has a shape in which the outer peripheral surface matches the inner diameter of the conduit.

第2図には、磁性体導管14の円周上のいかなる位置に
走行車軸(磁性車輪12)が位置する場合においても、
磁性体導管14と磁性車軸12とが離れることなく走行
できるよう、吸引力、走行車重量9寸法を考慮した磁気
束軸形導管ロボットを示す。
FIG. 2 shows that no matter where the traveling axle (magnetic wheel 12) is located on the circumference of the magnetic conduit 14,
A magnetic flux shaft type conduit robot is shown in which the attraction force and the dimensions of the weight of the running vehicle are taken into consideration so that the magnetic conduit 14 and the magnetic axle 12 can run without separating.

即ち、該図に示す如く、磁性車軸12と磁性体導管14
との間の吸引力Fは、走行車40が磁性体導管14の円
周上いかなる位置に位置しても十分安定して走行し得る
値に選定しである。今、走行車・10の重板をWとした
場合、 F>>−W          ・・・・・・・・・(
1)の値に設定することは勿論、走行車40の重心を2
3とした場合、 を満足する様に吸引力F並びに重量W、磁性車輪12間
の距MQz走行車40の重心23と磁性車軸12の吸引
力Fとの距m Q 2を設定し、走行中の走行車40の
全ての挙動に対して安定な走行が可能な様に考慮されて
いる。
That is, as shown in the figure, the magnetic axle 12 and the magnetic conduit 14
The attraction force F between the magnetic conduit 14 and the magnetic conduit 14 is selected to be a value that allows the traveling vehicle 40 to travel stably no matter where it is positioned on the circumference of the magnetic conduit 14. Now, if the heavy plate of the running car/10 is W, then F>>-W ・・・・・・・・・(
Of course, the center of gravity of the traveling vehicle 40 can be set to 2).
3, the attraction force F, the weight W, the distance between the magnetic wheels 12 MQz, the distance m Q 2 between the center of gravity 23 of the traveling vehicle 40 and the attraction force F of the magnetic axle 12 are set so as to satisfy All the behaviors of the traveling vehicle 40 are taken into consideration so that it can run stably.

第3図、及び第4図には、上記した磁気型輪形導管ロボ
ットが磁性体導管14内を走行している状態を示す。
3 and 4 show the above-described magnetic ring-shaped conduit robot running inside the magnetic conduit 14. FIG.

該図において、4]はロボットの先端に設けたセンサー
車を示し、センサー車41の走行時の抵抗を減するため
の複数個の車軸が設けである。このセンサー車41の中
央には視覚センサ46が設けである。センサーBIH4
1に搭載するセンサーは必要により、超音波、渦流、ガ
ス・センサーの単独、又は組合せ形式となっている。4
0は走行車群で、ここでは3個の走行車を示している。
In the figure, reference numeral 4] indicates a sensor car installed at the tip of the robot, which is provided with a plurality of axles to reduce resistance when the sensor car 41 runs. A visual sensor 46 is provided in the center of this sensor car 41. sensor BIH4
The sensors mounted on 1 may be ultrasonic, eddy current, or gas sensors, either singly or in combination, as required. 4
0 is a group of running vehicles, and here three running vehicles are shown.

又。or.

44はアクチュエーター車を示す。アクチュエーター車
44の中にはアクチュエーター、又は必要により減速ギ
ヤーが組込まれている。走行車40への動力は可撓性接
続体32の内側に設けられた可撓性接続シャフトによっ
てなされる。このアクチュエーター車44の外周には、
センサー車41と同様に走行時の抵抗を減少する様、複
数個の車軸45を設置しである。可撓性接続体32は、
走行車40間、走行LtE40とアクチュエーター車4
4を接続し、かつ、直線走行時にロボット全体の傾きを
なくし、走行車40にあっては確実に磁性車軸12のみ
が磁性体導管14と接触する様に、可撓定数、及び軸方
向の長さを考慮した金属性、又は可撓性材料の表面に高
硬度のコーティングを施した接続体によって形成される
。センサー車41と走行車40との間は、磁性体導¥!
14のベント部において、センサー車41が容易に曲れ
、かつ、走行方向の力を受けている時に、その力をセン
サー車41に伝えることの出来る可撓性と長さを有する
可撓性接続体43によって接続されている。尚、47は
アクチュエーター車44に接続されるケーブルである。
44 indicates an actuator wheel. The actuator wheel 44 incorporates an actuator or, if necessary, a reduction gear. Power to the vehicle 40 is provided by a flexible connecting shaft provided inside the flexible connecting body 32. On the outer periphery of this actuator wheel 44,
Similar to the sensor vehicle 41, a plurality of axles 45 are installed to reduce resistance during running. The flexible connector 32 is
Between 40 running cars, 40 running LtE cars and 4 actuator cars.
4, and the flexibility constant and axial length are determined so that the entire robot does not tilt when traveling in a straight line, and only the magnetic axle 12 of the traveling vehicle 40 comes into contact with the magnetic conduit 14. It is formed by a connection body made of a metal or flexible material with a high hardness coating on its surface. There is a magnetic conductor between the sensor car 41 and the traveling car 40!
14, a flexible connection having flexibility and length that allows the sensor wheel 41 to bend easily and transmit the force to the sensor wheel 41 when the sensor wheel 41 is receiving a force in the running direction. connected by a body 43. Note that 47 is a cable connected to the actuator wheel 44.

第4図は、第3図に示したロボットが、磁性体導管14
のベント部を行動する状態を示したものである。センサ
ー車41は可撓性接続体43の可撓性により容易にベン
ド部を通過すると共に、走行車4oも可撓性接続体32
の可撓性と走行車40自身の寸法的な設計、即ち、走行
車40の長手方向、及び外径方向のベンド部空間の寸法
よりも十分小さい寸法としていることにより、かつ、一
方では、磁性体導管14と走行車40との接触を磁気車
輪12側のみとする構造を採用することにより、ベンド
部の通過性に対して最悪の構造である差込形継手15の
ガイド(突起16)を容易に通過する構成としている。
FIG. 4 shows that the robot shown in FIG.
This figure shows the condition in which the vent part of the machine is operated. The sensor car 41 easily passes through the bend due to the flexibility of the flexible connection body 43, and the traveling car 4o also passes through the bend part due to the flexibility of the flexible connection body 32.
The flexibility of the vehicle 40 and the dimensional design of the traveling vehicle 40 itself, that is, the dimensions are sufficiently smaller than the dimensions of the bend space in the longitudinal direction and the outer diameter direction of the traveling vehicle 40, and on the other hand, magnetic By adopting a structure in which the contact between the body conduit 14 and the traveling vehicle 40 is made only on the magnetic wheel 12 side, the guide (protrusion 16) of the plug-in type joint 15, which has the worst structure for passing through the bend, can be eliminated. The structure is such that it can be easily passed through.

第5図は第1図の直角方向の断面を示し、上記したアク
チュエーター車44と走行車40間、及び走行車40間
の動力を伝達する可撓性接続体32、又は43の内径よ
り、十分小さい外径の可撓性シャフト34を用いた例で
ある。
FIG. 5 shows a cross section in the orthogonal direction of FIG. 1. This is an example using a flexible shaft 34 with a small outer diameter.

このように構成すれば、アクチュエーター車44からの
動力は、固定された可撓性接続体32の内径側に設けら
れた可撓性シャフト34によって、ウオーム8用のシャ
フト7に伝達される。ウオーム8により、直角方向のト
ルクにギヤー9により変換され、磁性車輪12にトルク
が伝達される。磁性車輪12は走行車40において、通
常時。
With this configuration, the power from the actuator wheel 44 is transmitted to the shaft 7 for the worm 8 by the flexible shaft 34 provided on the inner diameter side of the fixed flexible connecting body 32. The worm 8 converts the torque into perpendicular torque through the gear 9 and transmits the torque to the magnetic wheels 12 . The magnetic wheels 12 are on the traveling vehicle 40 during normal times.

磁性体導管14との唯一の接触体を構成し、磁性体導管
14へその他の機構で接触する機構を有しない、この姿
勢は、可撓性接続体32の作用によってなされているこ
とは前述の通りである。
As mentioned above, this posture, which constitutes the only contact body with the magnetic conduit 14 and has no other mechanism to contact the magnetic conduit 14, is achieved by the action of the flexible connecting body 32. That's right.

上述した本実施例の構成とすることにより、磁気性製管
内走行に対して、車輪部のみの導管との接触と、この構
成に伴う各走行車の寸法形状の小形、及び適正化が可能
となり、かつ、各車間の接続体は可撓性、かつ高硬度、
及び適正な曲げモーメント剛性を有する構成をとること
が出来、かつ、車輪と導管間には強力な吸引力を持たせ
得るので、直線走行の高安定、及び90′ベンド部の容
易な通過を実現出来る。これにより、最も難度の高い、
差込形継手に対する自走形ロボットの提供が可能となっ
た。
By adopting the configuration of this embodiment as described above, it is possible to contact only the wheel portion with the conduit when traveling in a magnetic pipe, and with this configuration, it is possible to reduce and optimize the size and shape of each traveling vehicle. , and the connecting body between each vehicle is flexible and highly hard,
It is possible to take a configuration with appropriate bending moment rigidity, and it is possible to provide a strong suction force between the wheels and the conduit, so it achieves highly stable straight running and easy passage through 90' bends. I can do it. This results in the most difficult
It is now possible to provide self-propelled robots for plug-in joints.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した本発明の磁気車輪形感管ロボットによれば
、ロボットの走行方向と直角に、ロボット本体の両サイ
ドの溝に嵌合された軸受を介してスピンドルが設置され
、そのスピンドルの外周に磁石を設け、該磁石の両サイ
ドにそれぞれ少なくとも1個の高透磁率を有する車軸を
設けたものであるから、導管に曲部があってもスムーズ
に曲れ。
According to the magnetic wheel type sensor robot of the present invention as described above, a spindle is installed perpendicularly to the robot's running direction via bearings fitted into grooves on both sides of the robot body, and the spindle is mounted on the outer periphery of the spindle. Since a magnet is provided and at least one axle having high magnetic permeability is provided on each side of the magnet, even if there is a bend in the conduit, it can be bent smoothly.

直線部においても安定した走行が可能となり、此種導管
ロボットには非常に有効である。
Stable running is possible even on straight sections, making this type of conduit robot extremely effective.

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

第1図は本発明の磁気車輪形感管ロボットの一実施例を
示す断面図、第2図は第1図に示したロボットを導管内
で90°回転させた状態を示す断面図、第3図は本発明
の磁気車輪形感管ロボットを多数連結し、導管内を走行
している状態を示す断面図、第4図は第3図のロボット
がベンド部を走行している状態を示す断面図、第5図は
第1図の縦断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the magnetic wheel type sensor tube robot of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the robot shown in FIG. 1 rotated 90 degrees within a conduit, and FIG. The figure is a sectional view showing a state in which a large number of magnetic wheel type sensing tube robots of the present invention are connected and running in a conduit, and FIG. 4 is a sectional view showing a state in which the robot of FIG. 3 is running in a bend section. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of FIG. 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ロボットの走行方向と直角に、ロボット本体の両サ
イドの溝に嵌合された軸受を介してスピンドルが設置さ
れ、そのスピンドルの外周に磁石を設け、該磁石の両サ
イドにそれぞれ少なくとも1個の高透磁率を有する車輪
を設けた磁気車輪形導管ロボット。 2、前記磁石の外周には、アクチュエーターによる導管
の円周方向のトルクを、ウォームを介して回転方向を直
角方向に変換するギヤーとデスタントピースを設けたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気車輪形
導管ロボット。 3、ロボットの車輪は走行の導管と車輪間の磁気抵抗が
最少となる様、走行面の形状に車輪の形状を合せたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項、又は第2項記載の
磁気車輪形導管ロボット。
[Claims] 1. A spindle is installed perpendicular to the robot's running direction via bearings fitted into grooves on both sides of the robot body, and a magnet is provided on the outer periphery of the spindle, and a magnet is installed on both sides of the robot body. Magnetic wheeled conduit robot with at least one wheel with high magnetic permeability on each side. 2. The outer periphery of the magnet is provided with a gear and a distant piece that converts the torque in the circumferential direction of the conduit by the actuator into a direction perpendicular to the rotation direction through a worm. The magnetic wheel type conduit robot according to item 1. 3. The wheels of the robot are characterized in that the shape of the wheels is matched to the shape of the running surface so that the magnetic resistance between the running conduit and the wheels is minimized. magnetic wheel-shaped conduit robot.
JP60212480A 1985-09-27 1985-09-27 Magnetic wheel type conduit robot Pending JPS6273160A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60212480A JPS6273160A (en) 1985-09-27 1985-09-27 Magnetic wheel type conduit robot

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JP60212480A JPS6273160A (en) 1985-09-27 1985-09-27 Magnetic wheel type conduit robot

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ID=16623342

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JP60212480A Pending JPS6273160A (en) 1985-09-27 1985-09-27 Magnetic wheel type conduit robot

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JP (1) JPS6273160A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03186759A (en) * 1989-12-15 1991-08-14 Kensa Giken:Kk Pipe part moving and aligning jig

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03186759A (en) * 1989-12-15 1991-08-14 Kensa Giken:Kk Pipe part moving and aligning jig

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