CN107405781A - 穿孔装置以及穿孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种穿孔装置以及穿孔方法。在对主管施加内衬之前，构成为接收线圈(33)的标记器设置于支管开口部的中心(12b)或从该中心间隔预定距离(S)的位置上，在管内机器人(20)上同轴地或间隔预定距离(S)地搭载有：能够旋转的穿孔刃(31)，其对堵塞支管开口部的主管内衬材料(13)进行穿孔；以及发送线圈(40)，其对标记器的位置进行检测。在主管被内衬之后，使穿孔刃与发送线圈沿主管管长方向以及主管周向联动地移动，在两个线圈的电磁耦合变为最大的位置对主管内衬材料进行穿孔。在两个线圈的电磁耦合变为最大的位置，穿孔刃的旋转中心与支管开口部的中心一致，因此能够对准支管开口部，准确地对主管内衬材料进行穿孔。

Description

穿孔装置以及穿孔方法

技术领域

本发明涉及对堵塞支管开口部的主管内衬材料进行穿孔的穿孔装置以及穿孔方法。

背景技术

以往，已知如下内衬施工方法：在埋设于地下的下水道管等的原有管老化的情况下，为了不用挖出原有管而进行更新，利用管内衬材料来内衬处理原有管。管内衬材料是使，与原有管的形状相对应的管状的由柔软的无纺布构成的树脂吸收材料浸渗未硬化的液状硬化性树脂。在树脂吸收材料的外周面粘贴有气密性高的塑料薄膜。在内衬施工中，将管内衬材料利用流体压使表里翻转并***到原有管内，或者不使其翻转而拉进原有管内，在按压于原有管的内周面的状态下，通过采用加热等的方法使浸渗于管内衬材料的液状硬化性树脂硬化来施加内衬。

然而，在下水管等的主管上汇流有支管。因此，在利用管内衬材料对主管施加内衬时，管内衬材料堵塞支管的汇流部分的端部的开口。因此，进行如下操作：将搭载有穿孔机和TV摄像机的管内作业机器人放入主管内，并从地面远程操作，旋转驱动穿孔机的刀具(穿孔刃)，以从主管侧对堵塞支管的端部的管内衬材料的部分进行穿孔而去除。

但是，在该作业中，在穿孔前需要分别对主管的管长方向、周向、以及上下方向进行穿孔机的刀具的定位。这是在利用TV摄像机对主管内进行监控的同时进行的，但由于主管内没有标记，因此存在定位错误，即弄错穿孔位置的情况。

为了解决此问题，在下述的专利文献1中记载如下方法：将由导电性或者磁性材料制成的盖部件安装于支管与主管的分支开口部上，在将主管内衬之后，管内移动机器人的检测机构将盖部件的电容率或者导磁率的变化为最大的部分检测为支管的分支开口部，对被主管的内衬材料封闭的分支开口部进行穿孔。

另外，在专利文献2中记载如下结构：在支管侧配置磁产生部件，沿着已内衬的主管移动磁检测部，以检测来自磁产生部件的磁，从而检测出支管与主管的分支开口部，并对该开口部的内衬材料进行切削。

另外，在专利文献3中记载如下结构：将由线圈和谐振体组成的标记器与支管的管轴同心地埋入，在将主管内衬之后，搭载于穿孔机器人上的环形天线使标记器激励。在该结构中，若环形天线靠近分支开口部，则标记器以共振频率共振，将该共振信号的接收水平为最小的位置确定为分支开口部的中心位置，并进行穿孔作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－22062号公报

专利文献2：日本特开2008－142827号公报

专利文献3：日本特开平7－88915号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的结构中存在如下缺点：需要准备由导电性或磁性材料制成的盖部件，不但盖部件的制作成本高，而且检测机构不能准确地检测出盖部件的电容率或导磁率的变化为最大的部分。

另外，在专利文献2中也存在如下缺点：需要以使磁产生部件与支管的轴心一致的方式安装，由于其定位不完整，因此难以准确地确定支管与主管的分支开口部的中心。

另一方面，在专利文献3中存在如下缺点：标记器的制作中需要水晶振动器等的压电振动体，并且来自标记器的激励信号不尖锐，难以确定分支开口部的中心位置。

另外，任何一个专利文献由于使传感器沿主管的管长方向移动而检测用于穿孔的标记器(标记)，因此若标记器的安装位置沿主管的周向偏离，则不能检测出标记器，需要再次使传感器沿周向移动以重新进行检测，从而穿孔效率下降。

因此，本发明是为了解决这种问题而做出的，问题在于提供一种穿孔装置以及穿孔方法，其能够将穿孔刃的旋转轴准确地定位于支管开口部中心，对堵塞支管开口部的主管内衬材料进行穿孔。

用于解决问题的方案

本发明是一种穿孔装置，其从主管侧对堵塞支管开口部的主管内衬材料进行穿孔，其特征在于：具有：

管内机器人，其在主管内进行移动；

能够旋转的穿孔刃，其搭载于所述管内机器人上，且对主管内衬材料进行穿孔；

传感器，其搭载于所述管内机器人上，并对设置于所述支管开口部的中心或自该中心间

隔预定距离的位置上的标记器的位置进行检测；以及

移动机构，其使所述穿孔刃和传感器沿主管管长方向以及主管周向联动地移动，

所述传感器安装于所述穿孔刃的旋转中心或从该旋转中心间隔所述预定距离的位置上，

使所述穿孔刃和传感器沿主管管长方向以及主管周向联动地移动，直至检测出标记器为止，并且在检测出标记器的位置对主管内衬材料进行穿孔。

在本发明中，标记器为线圈，传感器是使变动磁通产生的线圈，标记器线圈与传感器线圈的电磁耦合变为最大的传感器线圈的中心被检测为标记器位置。或者，标记器构成为磁铁，传感器是磁传感器，磁传感器信号变为最大的位置被检测为标记器位置。

另外，本发明是一种穿孔方法，其从主管侧对堵塞支管开口部的主管内衬材料进行穿孔，其特征在于，具有：

在对主管施加内衬之前，在支管开口部的中心或从该中心间隔预定距离的位置设置标记器的工序；以及

在对主管施加内衬之后，使传感器和穿孔刃在主管内联动地移动的工序，其中，所述传感器用于检测标记器位置，所述穿孔刃用于对主管内衬材料进行穿孔，且能够旋转，

将所述传感器安装于穿孔刃的旋转中心或从该旋转中心间隔所述预定距离的位置，

使所述传感器和穿孔刃沿主管管长方向以及主管周向移动，直至所述传感器检测出标记器的位置为止，并且在检测出标记器的位置对主管内衬材料进行穿孔。

发明效果

在本发明中，在支管开口部的中心或从该中心间隔预定距离的位置设置有标记器，检测该标记器的位置的传感器安装于穿孔刃的旋转中心或从该旋转中心间隔所述预定距离的位置上。穿孔刃和传感器沿主管管长方向以及主管周向联动地移动，直至检测出标记器为止，并在检测出标记器的位置对主管内衬材料进行穿孔。因此，能够切实地将穿孔刃的旋转中心对准支管开口部的中心，能够根据支管开口部，对堵塞支管开口部的主管内衬材料准确地进行切削。

附图说明

图1是表示使穿孔装置在主管内移动的状态的说明图。

图2a是表示安装于主管内周面的接收线圈的立体图。

图2b是接收线圈的垂直剖视图。

图3a是表示将接收线圈安装于主管内周面的工序的说明图。

图3b是表示继图3a的工序之后的工序的说明图。

图4a是表示将接收线圈安装于主管内周面之后的状态的说明图。

图4b是表示主管被内衬的状态的说明图。

图5a是表示使搭载有穿孔刃和发送线圈的管内机器人在管内移动的状态的说明图。

图5b是表示接收线圈与发送线圈电磁耦合的状态的说明图。

图6a是表示在接收线圈与发送线圈的电磁耦合为最大的位置使穿孔刃上升旋转并对主管内衬材料进行穿孔的状态的说明图。

图6b是表示支管开口部被穿孔而开口的状态的说明图。

图7a是发送线圈的俯视图。

图7b是图7a的A－A线剖视图。

图8是表示对穿孔装置进行控制的结构的电路图。

图9a是表示使发送线圈沿主管管长方向移动时电磁耦合发生变化的状态的说明图。

图9b是表示以主管管轴为中心沿主管周向转动发送线圈时，电磁耦合发生变化的状态的说明图。

图10a是用于将接收线圈配置于支管开口部的盖的局部剖视立体图。

图10b是沿主管管长方向观察该盖的垂直剖视图。

图11a是表示使管内机器人移动至接收线圈的安装位置的状态的说明图。

图11b是表示将接收线圈安装于支管开口部的状态的说明图。

图12a是表示使管内机器人移动至接收线圈和发送线圈的电磁耦合为最大的位置的状态的说明图。

图12b是表示在电磁耦合为最大的位置对主管内衬材料进行穿孔的状态的说明图。

图13a是表示对主管内衬材料进行穿孔的状态的说明图。

图13b是表示主管内衬材料的穿孔结束后的状态的说明图。

图14a是发送线圈的俯视图。

图14b是图14a的A－A线剖视图。

图15是安装有接收线圈的支管内衬材料的剖视图。

图16a是表示使管内机器人移动至利用支管内衬材料已内衬的支管位置移动的状态的说明图。

图16b是表示在支管位置对主管内衬材料进行穿孔的状态的说明图。

图17a是表示在实施例1的穿孔装置的变形例中进行穿孔的状态的说明图。

图17b是表示在实施例2的穿孔装置的变形例中进行穿孔的状态的说明图。

图18a是表示作为标记器安装于主管内周面的磁铁的主视图。

图18b是表示将作为标记器的磁铁安装在支管开口部所安装的盖上的状态的剖视图。

图19a是表示利用磁传感器检测出安装于主管内周面的磁铁并进行穿孔的状态的说明图。

图19b是表示利用磁传感器检测出***到支管开口部中的盖上所安装的磁铁并进行穿孔的状态的说明图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行说明。在本实施例中，对以原有管作为下水道的主管，将该下水道利用主管内衬材料施加内衬后，对被主管内衬材料堵塞的支管开口部进行穿孔的示例进行了说明。但本实施例不仅下水道，而且水管和煤气管等的主管施加内衬后对被主管内衬材料堵塞的支管开口部进行穿孔的情况中也能够应用。

实施例1

图1中图示了下水道的主管11埋入到地下的状态。主管11通过每隔预定距离所设置的检查井10在地上开口。在两个检查井之间的主管上分支有多个支管(还称作支管、安装管)，家庭或高楼等的下水通过支管排放到主管。图1中图示了其中一个支管12。支管12向相对于主管11正交的方向延伸，但例如也存在以60°斜交的支管。本发明还能够应用于对堵塞这种斜交的支管开口部的主管内衬材料的穿孔。

如图1、图3a中图示，穿孔装置具有管内机器人20，其在主管11内沿主管的管长方向(水平方向)移动，在该穿孔装置的管内机器人20上搭载有穿孔刃31。管内机器人20具有四个轮(图中只图示两个轮)，通过驱动搭载于管内机器人20内的马达21，或者通过将耦合于管内机器人20的前后的钢缆(未图示)用地上的卷扬机卷起，管内机器人20能够沿主管管长方向前后移动。管内机器人20的上部安装有TV摄像机23，在TV摄像机23的一侧或両侧安装有照明装置24。TV摄像机23和照明装置24朝向斜上方，利用照明装置24照明的主管内部被TV摄像机23撮像，并显示于设置在地上的作业卡车14内的显示器(未图示)上，操作人员能够监控主管内部。

此外，存在如下情况：管内机器人20上连接有未图示但搭载有附属品等的台车。如此，连接于管内机器人20而移动的台车等在本发明中，也包含于管内机器人20中。

在管内机器人20的前方安装有马达25。马达25使支架26以及固定于支架26上的支撑板27以与主管11的管轴11a平行的轴为中心，在预定角度的范围内转动。在支撑板27上间隔预定距离地固定有汽缸28、29，该汽缸28、29在上部具有圆盘状的汽缸盖28a、29a的。

在汽缸28的汽缸盖28a上安装有穿孔刃31，该穿孔刃31构成为上部具有钻头的孔锯，且该穿孔刃31的旋转轴31a与汽缸28的中心轴(活塞轴)成为同轴。如图3b所示，穿孔刃31的钻头外径d1与支管的内径d2大致相同或稍微小，能够由汽缸28利用液压沿上下方向升降，并利用马达30进行旋转。

汽缸29的汽缸盖29a，根据主管内面的弯曲而弯曲，在汽缸29的汽缸盖29a上搭载有如图2所示的挠性基板32，该基板32上安装有接收线圈33(第二线圈)，该接收线圈33作为表示穿孔中心位置的标记器发挥功能。接收线圈33是由变动磁通产生的感应电流流过的导体，在本实施例中，图示为由一匝闭合的铜线构成的圆形线圈，但还可以是多匝线圈或变动磁通所产生的感应电流流过的空心圆筒部件或者圆盘。

接收线圈33利用粘接剂或者粘接带等固定于基板32上。如图3b所示，若使汽缸29的汽缸盖29a上升并将基板32按压到主管11的内周面，则基板32以及接收线圈33如图2a、图3b所图示，根据管11的弯曲而弯曲，通过涂敷于基板32的背侧的粘接剂等以弯曲的状态固定在主管11的内周面上。此时，如图2b所示，利用弯曲的接收线圈33的轮廓上所画的单点划线表示的直径d3的线圈面33a与主管11的母线平行，：经过该线圈面33a的中心33b或弯曲前的接收线圈33的中心的中心轴(第二线圈的中心轴)以33c图示。

接收线圈33如图4a、图4b所示，其中心33b与支管开口部12a的中心12b之间的距离S例如安装于与汽缸28、29的中心轴(活塞轴)之间的管长方向的距离相等的位置。

另外，在汽缸29的汽缸盖29a上搭载有基板41，该基板41安装有发送线圈(第一线圈)40，该发送线圈40用于检测如图5a、图5b，图7所示的标记器位置。发送线圈40构成为多匝的圆形线圈，以使励磁力增大。发送线圈40的一端和另一端连接有导线。发送线圈40的直径d4为与接收线圈33的直径d3大致相同的直径，其线圈中心为40a，另外，经过其中心40a并与线圈面垂直而延伸的中心轴(第一线圈的中心轴)40b图示。

如图8示意性图示，发送线圈40的一端与交流电源53连接，且另一端与阻抗电路54连接。在发送线圈40中交流电流流动，并在其线圈环内产生变动磁通，该变动磁通的方向根据交流电流而发生变化。该变动磁通作用于接收线圈33，通过电磁感应，在接收线圈33中流过感应电流。发送线圈40与接收线圈33的电磁耦合越大，即发送线圈40所产生的变动磁通的线圈环经过密度越大，接收线圈33中流过的感应电流变得越大，发送线圈40的电感减少。振幅/相位检测电路52求出交流电源电压与阻抗电路54之间的电压的差作为发送线圈40的两个端子之间的电压，并检测其振幅/相位。若电磁耦合变大，发送线圈40的电感减少，则振幅/相位检测电路52的输出值，即发送线圈40的两个端子之间的电压的振幅值如图9a、图9b所示变小，且其相位角超前。

此外，与发送线圈40连接的电源只要是在发送线圈中产生变动磁通的电源，不仅是交流电源，还可以是产生脉动电流或者连续脉冲的电源。

马达21、25分别构成为伺服马达，利用CPU实现的控制电路50检测振幅/相位检测电路52所检测的电压振幅及/或相位的峰值(最小値)，使马达21、25工作，使发送线圈40和穿孔刃31移动至电压振幅及/或相位为峰值的位置，即接收线圈33与发送线圈40的电磁耦合变成最大，两个线圈的中心轴一致的位置。控制电路50、振幅/相位检测电路52、交流电源53等搭载于管内机器人20内。

上述马达21、25、30、汽缸28、29等的驱动机构的电源线通过电缆管15与搭载于作业卡车14上的电源连接，且通过同样配置于工作卡车上所搭载的控制台上的开关或操纵号牌等能够各自单独地进行驱动控制。

此外，穿孔時，为了使穿孔刃31和发送线圈40能够以主管管轴为中心沿着主管周向转动，马达25能够利用手动或者管内机器人20内的汽缸(未图示)等沿上下方向移动。

另外，在管内机器人20上搭载有如下所述的悬臂部件16(图6a、图13a)，以便穿孔時使管内机器人的位置稳定。

下面，对如此构成的穿孔装置的动作进行说明。

在本实施例中，作为利用主管内衬材料对主管11施加内衬的前段工序，为了将穿孔刃31定心于支管开口部12a，将接收线圈33安装于主管内周面。因此，如图1、图3a、图3b所示，汽缸29的汽缸盖29a上搭载有接收线圈33，该接收线圈33的中心轴33c与汽缸29的中心轴一致。

接着，如图3a所示，使管内机器人20移动至穿孔刃31的旋转轴31a经过支管开口部12a的中心12b与垂直延伸的中心轴12c相一致的位置。实际上是否移动至该位置能够通过如下方法确认：驱动汽缸28并使穿孔刃31上升，通过利用TV摄像机23摄影的图像观察穿孔刃3能否***支管开口部12a。

管内机器人20如上所述，当穿孔刃31的旋转轴31a和支管开口部12的中心轴12c成为同轴时，驱动汽缸29而使汽缸盖29a上升，从而将基板32按压到主管11的内周面。通过该按压，基板32以及接收线圈33如图2a、图2b图示，根据主管11的弯曲而弯曲，通过涂敷于基板32的背面的粘接剂等固定于主管11的内周面。

穿孔刃31以旋转轴31a与汽缸28的中心轴为同轴的方式安装，接收线圈33以其中心轴33c与汽缸29的中心轴一致的方式搭载，因此当接收线圈33由管内机器人20安装在主管内周面上时，接收线圈33的中心33b与支管开口部中心12b之间的距离S(图4)，与汽缸28、29的中心轴之间的主管管长方向的距离相同。

接着，如图4a所示，使管内机器人20从主管11内向外部移动，如图4b所示，利用主管内衬材料13对主管11的内周面施加内衬。该内衬如公众所熟知，通过将主管内衬材料13利用翻转法或者拉入法引导到主管内，并使浸渗于主管内衬材料13中的液状硬化性树脂硬化而进行。通过该内衬，接收线圈33以埋入到主管内衬材料13中的状态固定于主管内。

接着，在管内机器人20的汽缸29的汽缸盖29a上搭载安装于基板41上的发送线圈40，该发送线圈40的中心轴40b与汽缸29的中心轴一致。然后，如图5a所示，以使发送线圈40的线圈面接近主管内周面的方式使管内机器人20向接收线圈33移动。

若发送线圈40接近接收线圈33，两个线圈的电磁耦合变强，则如图9a所示，振幅/相位检测电路52的电压振幅值A变小。若发送线圈40的中心轴40b与接收线圈33的中心轴33c一致，则两个线圈的电磁耦合变为最大，振幅/相位检测电路52的电压振幅值A变为最小値A1。控制电路50将马达21伺服控制在振幅/相位检测电路52的电压振幅值为最小値A1的位置(接收线圈33与发送线圈40的电磁耦合为最大的位置)，即发送线圈40和接收线圈33的中心轴40b和33c相一致的位置x1，因此管内机器人20在同位置x1停止。

管内机器人20停止的状态，放大线圈部分而图示于图5b中。发送线圈40的中心轴与穿孔刃31的旋转轴31a之间的管长方向距离，由于与汽缸28、29的中心轴之间的距离，即接收线圈33的中心33b与支管开口部中心12b之间的距离S相等，因此若接收线圈33与发送线圈40为同轴，则穿孔刃31的旋转轴31a与支管开口部中心12b以及通过该支管开口部中心12b的支管开口部的中心轴12c成为同轴。

如此，若接收线圈33与发送线圈40成为同轴，两个线圈的电磁耦合变为最大，则管内机器人20停止，在该位置，穿孔刃31的旋转轴31a经过过支管开口部中心12b，且与支管开口部的中心轴12c成为同轴，因此如图6a所示，通过使汽缸28上升并驱动马达30，使穿孔刃31旋转，对主管内衬材料13进行穿孔。在穿孔时，使容纳于管内机器人中的悬臂部件16上升并顶住主管上表面，使管内机器人20稳定。由于穿孔刃31与支管12的内径为同直径或者稍微小的直径，因此如图6b所示，堵塞支管开口部的主管内衬材料13穿孔为与支管的内径的圆对应的圆形，从而主管11与支管12连通。

此外，在上述的例子中，是以在主管圆周方向观察穿孔刃31的旋转轴31a是垂直的为前提的，但由于存在倾斜于主管周向的可能性，因此在上述机器人停止位置x1上，驱动马达25以使发送线圈40和穿孔刃31以主管的中心轴，即沿管长方向、水平方向延伸的主管管轴11a为中心转动，如图9b所示，使发送线圈40和穿孔刃31移动到发送线圈40与接收线圈33的电磁耦合为最大的位置，即振幅/相位检测电路52的振幅值B为最小値B1，发送线圈40与接收线圈33为同轴的位置θ1。

如此，发送线圈40和穿孔刃31移动到即使在主管管长方向上，而且在主管周向上，发送线圈40与接收线圈33的电磁耦合也为最大，两个线圈的中心轴一致的位置，因此能够将穿孔刃31的旋转轴31a定位于支管开口部中心12b或者支管开口部中心12b的中心轴12c上，能够准确地对主管内衬材料进行穿孔。

此外，在上述的实施例中，利用管内机器人20来安装接收线圈33，但在利用不同的机器人进行安装时，存在接收线圈33的中心33b与支管开口部中心12b之间的距离与汽缸28、29的中心轴之间的管长方向的距离不同的情况。在该情况下，安装机构，该机构使管内机器人20的汽缸28、29中任意一方，或者该两者沿管长方向移动，调整汽缸28、29中任意一方或该两者，以使发送线圈40的中心轴和穿孔刃的旋转轴之间的管长方向距离，与接收线圈33的中心和支管开口部的中心之间的距离S相等。

另外，在接收线圈33的中心33b和支管开口部中心12b之间的距离，与汽缸28、29的中心轴之间的管长方向的距离不同时，可以求出接收线圈33的中心33b和支管开口部中心12b之间的管长方向距离与汽缸28、29的中心轴之间的差，使管内机器人20从发送线圈40与接收线圈33的电磁耦合为最大的位置只移动该差，将穿孔刃31的旋转轴31a定位于支管开口部中心12b并进行穿孔。

在上述的实施例中，发送线圈40与接收线圈33的电磁耦合是通过测量发送线圈40的两个端子之间的电压的振幅而检测的，但还可以通过测量其相位而检测。另外，还可以通过测量振幅和相位而检测。

此外，在上述的实施例中，接收线圈33安装于主管内周面上，因此接收线圈33安装变得容易。但是，还可以将接收线圈33安装于从支管开口部的中心间隔预定距离的支管开口部12a内的位置上。在该情况下，准备嵌接于如图10所示的支管开口部的盖，在该盖上安装接收线圈。

实施例2

在实施例1中，将接收线圈安装于主管内周面，但还可以安装于支管开口部。本例图示于图10a、10b～图16a、16b中。

如图10a、图10b所示的接收线圈70与接收线圈33同样地构成为由一匝闭合的铜线构成的外径为r1的圆形线圈，是若线圈环内产生变动磁通则感应电流流过的环形导体，也可以为多匝线圈。为了将接收线圈70安装于支管开口部12a，使用嵌接于支管开口部的盖60。

盖60是具有空心圆筒部60a以及环状的凸缘部60b的部件，例如由具有弹性的硬質橡胶形成，该空心圆筒部60a的外径r2与支管开口部12a的直径大致相等，且嵌接于该支管开口部12a，该凸缘部60b与空心圆筒部一体地安装于该圆筒部的下方，且与主管11的内周面抵接。为了使圆筒部60a向支管开口部内的***可靠，还可以使圆筒部60a的上部的前端变细。

在盖60的空心圆筒部60a的底部60c上形成有与空心圆筒部60a同心的圆形的开口部60d，以使流入到支管12中的下水流过。接收线圈70以垂直经过其中心70a的中心轴70b与空心圆筒部60a的中心轴为同轴的方式利用粘接剂或者粘接带安装于盖60的底部60c上。安装这种接收线圈70的盖60能够预定在工厂内制作，再搬送到进行主管内衬的现场。

如图11a、图11b所示，在管内机器人20的汽缸29上安装有能够利用马达72转动的支撑板71。支撑板71根据主管内面的弯曲而弯曲，支撑板71上搭载有盖60，该盖60上安装有接收线圈70。

管内机器人20如图11a的位置移动至图11b所示的接收线圈70的中心轴70b与支管开口部12a的中心轴12c成为同轴的位置。在该位置，支撑板71上升，盖60的凸缘部60b被按压到主管内周面，空心圆筒部60a嵌接于支管开口部12a内。盖60由具有弹性的材质形成，因此空心圆筒部60a嵌接于支管开口部12a内之后，盖60利用其弹性与支管紧贴而固定。之后，与实施例1同样地，主管11利用主管内衬材料13施加内衬，盖60的一部分埋入到主管内衬材料13内。

盖60可以不利用穿孔用的管内机器人20，而是利用专用的机器人安装于支管开口部。

接着，如图12a、图12b所示，在支撑板71上以发送线圈80的线圈中心轴80b与穿孔刃31的旋转轴31a成为同轴的方式搭载发送线圈80。发送线圈80的线圈直径r3与接收线圈70的线圈直径r1大致相同，与发送线圈40同样地构成为多匝的圆形线圈。如图14a、图14b图示，发送线圈80以线圈中心80a位于支撑板71的中央的方式通过粘接剂或粘接带安装于支撑板71上。

连接于发送线圈80的两端的导线与实施例1的发送线圈40同样地与图8所示的电路连接，根据电源53所供给的交流电流而变化的变动磁通产生在发送线圈80的线圈环内。

搭载有发送线圈80的管内机器人20从如图12a所示的位置向支管开口部移动，如图12b所示，移动至发送线圈80与接收线圈70的电磁耦合为最大的位置。控制电路50使管内机器人20在该电磁耦合为最大的位置停止。

接收线圈70安装于其线圈中心轴70b与支管开口部中心12b或其中心轴12c相一致的支管位置，另外，由于发送线圈80搭载于其线圈中心轴80b与穿孔刃31的旋转轴31a成为同轴的位置，因此在发送线圈80与接收线圈70的电磁耦合为最大，两个线圈中心轴为同轴的位置，由于穿孔刃31的旋转轴31a与支管开口部中心12b或者其中心轴12c一致，因此管内机器人20停止。

此外，由于存在穿孔刃31的旋转轴31a向主管周向倾斜的可能性，因此与实施例1同样地，在上述机器人停止位置，驱动马达25以使发送线圈80和穿孔刃31沿主管周向转动，并使其移动至发送线圈80与接收线圈70的电磁耦合为最大的周向位置。

如此，发送线圈80和穿孔刃31移动至在主管管长方向上且在主管周向上，发送线圈80与接收线圈70的电磁耦合都为最大，两个线圈的中心轴一致的位置，因此能够将穿孔刃31的旋转轴31a定位于支管开口部中心12b或其中心轴12c，能够准确地对主管内衬材料进行穿孔。

在该发送线圈80与接收线圈70的电磁耦合成为最大、两个线圈的中心轴一致的位置，如图13a所示，若使穿孔刃31上升，并使其旋转，则穿孔刃31以支管开口部为中心对主管内衬材料1进行穿孔，如图13b所示，对位于支管开口部的主管内衬材料13、盖60、以及接收线圈70等进行切削，支管开口部向主管11敞开。

此外，由于发送线圈80以与穿孔刃31的旋转轴31a为同轴的方式安装，因此对主管内衬材料13进行穿孔时，导致发送线圈80破损。因此，驱动马达72，以使支撑板71转动，如图13a所示，使发送线圈80退避至不与穿孔刃31接触的位置。

接收线圈也能够安装于图15所图示的支管内衬材料90上。支管内衬材料90是使由管状的柔软的无纺布构成的树脂吸收材料90b浸渗未硬化的液体硬化性树脂，因此一端翻折且硬化，形成环状的凸缘部90a。在该凸缘部90a上通过粘接剂或粘接带安装有与接收线圈33、70同样的接收线圈91。

支管内衬材料90从主管侧通过支管开口部翻转***到支管12中，在被按压于支管内周面的状态下，利用加热等的方法将浸渗于树脂吸收材料90b中的液状硬化性树脂硬化。在该状态下，如图16a所图示，接收线圈91的中心轴91b与凸缘部90a的中心轴以及支管开口部的中心轴12c大致一致。

在管内机器人20的支撑板71上以从发送线圈93的中心93a垂直延伸的中心轴93b与孔刃94的旋转轴94a成为同轴的方式搭载有发送线圈93，该发送线圈93构成为与发送线圈40、80同样为多匝，且为直径与接收线圈91大致相同直径的圆形线圈。

管内机器人20移动，若发送线圈93与接收线圈91的电磁耦合变为最大，则管内机器人20停止。在该停止位置，驱动马达25，以使发送线圈93和穿孔刃94，沿主管周向转动，并使其移动至发送线圈93与接收线圈91的电磁耦合为最大的周向位置。

如此，发送线圈93和穿孔刃94移动至在主管管长方向上，且在主管周向上，发送线圈93与接收线圈91的电磁耦合都为最大，两个线圈的中心轴一致的位置，因此能够将穿孔刃94的旋转轴94a定位于支管开口部中心12b或支管开口部的中心轴12c。穿孔刃94的直径比凸缘部90a的内部环的直径小，在该位置，如图16b所示，若使穿孔刃94上升并旋转，则能够不损伤支管内衬材料90地对堵塞支管开口部的主管内衬材料13进行穿孔。

此外，在支管内衬材料90上，由空心的钢材构成的筒部件(也称为S套环)92与凸缘部90a同轴地安装于凸缘部90a上，以免穿孔刃碰到支管内衬材料而损伤该支管内衬材料。若在该空心圆筒部件92的圆筒内产生变动磁通，则感应电流流过，因此能够使空心圆筒部件92与接收线圈91同样地发挥功能。

此外，在上述的实施例1、2中，将发送线圈沿主管管长方向移动，求出发送线圈与接收线圈的电磁耦合为最大的位置(图9a的x1)，或者在该位置，进一步使发送线圈沿主管圆周方向转动，求出电磁耦合为最大的位置(图9b的θ1)。这是相当于，在以经过接收线圈的线圈中心(x1，0)的主管的母线作为X轴，以与X轴正交的主管周向作为θ轴的圆柱坐标中，使发送线圈的线圈中心在X方向位置x1，沿θ方向±θ1而移动至(x1，0)的位置，并且两个线圈的中心或者中心轴一致。

发送线圈不只是如此向X方向移动，求出两个线圈的电磁耦合为最大的位置之后，再向θ方向移动的示例，例如，还可以使发送线圈沿θ方向左右转动预定的角度，同时向X方向前进，在发送线圈与接收线圈的电磁耦合出现变化时，即在两个线圈产生重叠时，可以首先将发送线圈向X方向移动，求出电磁耦合为最大的位置，接着使其向θ方向移动，求出电磁耦合为最大的位置，或者相反地，最初使其向θ方向移动，求出电磁耦合为最大的位置，接着向X方向移动，求出电磁耦合为最大的位置。

如此，发送线圈与穿孔刃一起沿主管管长方向以及主管周向移动，直至其线圈中心轴与接收线圈的中心轴一致，在两个线圈的中心轴一致的位置对主管内衬材料进行穿孔。在两个线圈中心轴一致的位置，穿孔刃的旋转轴与支管开口部的中心或中心轴一致，因此能够对准支管开口部，准确地切削堵塞支管开口部的主管内衬材料。

此外，穿孔刃31、94构成为中心没有棒状的钻头的圆柱状的孔锯，但也可以在中心设置钻头。另外，也可以构成越往前端直径越小的伞型刀具。

另外，使穿孔刃31、94的直径比支管内径或者支管内衬材料的内径充分小，例如可以做成为该内径的1/2以下程度的直径，只穿孔临时孔，临时孔穿孔工序之后，还设置进一步准确地去除堵塞支管开口部的主管内衬材料的残存部的工序。

另外，在上述的实施例1、2中，检测发送线圈与接收线圈的电磁耦合为最大的位置，在该位置自动控制马达21、25而进行穿孔。代替这种自动控制，可以利用设置于专业卡车内的显示器对随着发送线圈的移动而变化的振幅/相位检测电路52的输出值，例如，图9a、图9b所示的电压振幅值进行监测，在该值分别成为最小値A1、B1时，即电磁耦合为最大时，利用手动关闭马达21、25，将穿孔刃的旋转轴定位于支管开口部中心或其中心轴而进行穿孔。在这种情况下，是利用手动控制马达21、25，但由于能够利用显示器对电压振幅值等进行监测，因此能够简便且准确地进行穿孔刃的定位。

另外，在上述的实施例1、2中，当管内机器人20靠近穿孔位置近旁时，能够锁住管内机器人20的移动，利用其他的驱动***使穿孔刃以及发送线圈移动。该实施例图示于图17a、图17b中。

图17a是表示实施例1的变形的图。在管内机器人20上搭载有汽缸100，在汽缸100的汽缸盖100a上固定有马达25。汽缸100以马达25以及支撑汽缸28、29的支撑板27能够联动地沿主管管长方向移动的方式安装于管内机器人20上。管内机器人20在发送线圈40移动至接收线圈33的近旁，且两个线圈上产生电磁耦合，图9a所示的振幅值减少预定値时，停止其移动。在该状态下，悬臂部件16上升，管内机器人20固定于主管内。之后的穿孔刃31以及发送线圈40的管长方向的移动，不是马达21所驱动的管内机器人20的移动，而是通过汽缸100的驱动而进行。

若如此构成，则能够得到如下效果：使管内机器人20高速地移动，直至两个线圈上开始发生电磁耦合，若开始发生电磁耦合，则能够利用汽缸100低速地进行穿孔刃31以及发送线圈40的主管管长方向的移动，且利用马达25低速地进行主管周向的移动，以细致地找出作为目标的穿孔位置。

图17b是表示实施例2的变形的图，与图17a所示的内容同样地，利用汽缸100，马达25以及支撑汽缸28、29的支撑板27联动地沿主管管长方向移动。若发送线圈80与接收线圈7之间开始发生电磁耦合，则利用汽缸100进行穿孔刃31和发送线圈80的主管管长方向的移动，且利用马达25进行主管周向的移动，以进行穿孔刃的定心。

实施例3

在实施例1、2中，使用接收线圈33、70、91作为表示穿孔中心的标记器，但也能够使用小型的磁铁作为标记器。该实施例3图示于图18a、18b、19a、19b中。

在实施例3中使用的磁铁110，例如是由钐钴或者钕构成的直径为至且厚度为1mm～5mm程度的磁铁。如图18a、图19a所图示，将磁铁110利用粘接剂固定于基板111上，以磁铁110位于鉛直线112上的方式，将基板111在从支管开口部12a的中心12b间隔预定距离S的位置用粘接剂或者粘接带安装于主管11的内周面上。该安装与图3a、图3b所示的接收线圈33的安装相样地进行。此外，磁铁110还可以不通过基板111而直接安装于主管11的内周面上。

另外，不是将磁铁110安装于主管内周面上，如图18b所示，也可以用粘接剂或粘接带安装于盖113的中心部，该盖113的中心部嵌接于支管开口部12a。盖子113是与图10a、图10b所示的盖60同样的形状且是无开口部60d的形状，若将盖113嵌合***到支管开口部12a中，则磁铁110位于经过支管开口部12a的中心12b的中心轴12c上。盖113向支管开口部的安装与图11a、图11b所示的接收线圈70的安装同样地进行。

作为检测如此安装的磁铁110的位置的传感器，使用由霍尔元件构成的磁传感器120。磁铁110如图18a所示，安装于主管11的内周面时，如图19a所示，以磁传感器120位于汽缸29的中心轴上的方式将磁传感器120的回路基板121安装于汽缸29的汽缸盖29b上。

若主管11被内衬，则磁铁110埋入到主管内衬材料13内。管内机器人20在被内衬的主管内沿管长方向移动，若磁传感器120移动至安装有磁铁110的铅垂线112的位置，则磁传感器120检测出最大的磁通密度，因此在该位置使管内机器人20停止。管内机器人20停止的状态图示于图19a中。在该状态下，穿孔刃31的旋转轴31a，与支管开口部中心12b以及经过该支管开口部中心12b的支管开口部的中心轴12c成为同轴。于是，使汽缸28上升，通过驱动马达30，使穿孔刃31旋转，并对主管内衬材料13进行穿孔。主管内衬材料13穿孔为与支管的内径的圆对应的圆形，从而主管11与支管12连通。

磁铁110如图18b所示，安装于盖子113的中心时，磁传感器120及其电路基板121如图19b所示，以磁传感器120与穿孔刃31的旋转轴31a一致的方式安装于支撑板71上，该支撑板71可转动地安装于汽缸29上。

管内机器人20在被内衬的主管内沿管长方向移动，若磁传感器120移动至支管开口部12a的中心轴12c的位置，则磁传感器120检测出最大的磁通密度，因此在该位置使管内机器人20停止。管内机器人20停止的状态图示于图19b中。在该状态下，穿孔刃31的旋转轴31a与支管开口部的中心12b以及经过该支管开口部中心12b的支管开口部的中心轴12c成为同轴。于是，使支撑板71转动并使汽缸28上升，并驱动马达30。由此穿孔刃31进行旋转，主管内衬材料13穿孔为与支管的内径的圆相对应的圆形，从而主管11与支管12连通。

即使在使标记器为磁铁的情况下，也与以接收线圈作为标记器的情况同样地，存在穿孔刃31的旋转轴31a以及磁传感器120在主管周向上从垂直偏离的可能性，因此需要使穿孔刃31和磁传感器120沿主管周向联动地移动，并根据其偏离进行定位。

穿孔刃31和磁传感器120的向主管管长方向以及主管周向的移动方法及其顺序，与实施例1、2中所述的穿孔刃和发送线圈的联动移动相同。因此，即使在使标记器为磁铁的情况下，磁传感器120被移动至在主管管长方向上且在主管周向上都检测出最大的磁通密度的位置，因此能够将穿孔刃31的旋转轴31a定位于支管开口部中心12b或其中心轴12c，对准支管开口部准确地切削主管内衬材料。

附图标记说明：

10：检查井

11：主管

12：支管

13：主管内衬材料

14：作业卡车

16：悬臂部件

20：管内机器人

21：马达

23：TV摄像机

24：照明装置

25：马达

26：支架

27：支撑板

28、29：汽缸

28a、29a：汽缸盖

30：马达

31：穿孔刃

32：基板

33：接收线圈(第二线圈)

40：发送线圈(第一线圈)

41：基板

50：控制电路

52：振幅/相位检测电路

53：交流电源

60：盖

70：接收线圈

71：支撑板

72：马达

80：发送线圈

90：支管内衬材料

91：接收线圈

92：空心圆筒部件

93：发送线圈

94：穿孔刃

100：汽缸

110：磁铁

120：磁传感器

Claims (8)

1.一种穿孔装置，其从主管侧对堵塞支管开口部的主管内衬材料进行穿孔，其特征在于，具有：

管内机器人，其在主管内进行移动；

能够旋转的穿孔刃，其搭载于所述管内机器人上，且对主管内衬材料进行穿孔；

传感器，其搭载于所述管内机器人上，并对设置于所述支管开口部的中心或从该中心间隔预定距离的位置上的标记器的位置进行检测；以及

移动机构，其使所述穿孔刃和传感器沿主管管长方向以及主管周向联动地移动，

所述传感器安装于所述穿孔刃的旋转中心或从该旋转中心间隔所述预定距离的位置，

使所述穿孔刃和传感器沿主管管长方向以及主管周向联动地移动，直至检测出标记器为止，并且在检测出标记器的位置对主管内衬材料进行穿孔。

2.根据权利要求1所述的穿孔装置，其特征在于，

所述标记器为线圈，所述传感器是产生变动磁通的线圈，标记器线圈与传感器线圈的电磁耦合变为最大的传感器线圈的中心被检测为标记器位置。

3.根据权利要求1所述的穿孔装置，其特征在于，

所述标记器为磁铁，所述传感器为磁传感器，磁传感器信号变为最大的位置被检测为标记器位置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的穿孔装置，其特征在于，

所述主管周向的移动是以主管管轴为中心的转动。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的穿孔装置，其特征在于，

从所述支管开口部的中心间隔预定距离的位置位于主管的内周面上。

6.一种穿孔方法，其从主管侧对堵塞支管开口部的主管内衬材料进行穿孔，其特征在于，具有：

在对主管施加内衬之前，在支管开口部的中心或从该中心间隔预定距离的位置设置标记器的工序；以及

在对主管施加内衬之后，使传感器和穿孔刃在主管内联动地移动的工序，其中，所述传感器用于检测标记器位置，所述穿孔刃用于对主管内衬材料进行穿孔，且能够旋转，

将所述传感器安装于穿孔刃的旋转中心或从该旋转中心间隔所述预定距离的位置，

使所述传感器和穿孔刃沿主管管长方向以及主管周向移动，直至所述传感器检测出标记器位置为止，并且在检测出标记器的位置对主管内衬材料进行穿孔。

7.根据权利要求6所述的穿孔方法，其特征在于，

所述主管周向的移动是以主管管轴为中心的转动。

8.根据权利要求7所述的穿孔方法，其特征在于，

在使传感器转动而未检测出标记器位置时，使传感器沿主管管长方向前进预定量并使传感器转动，直至检测出标记器位置为止。