JP2004264198A - 管内探査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ケーブルを牽引しつつ円筒状管内を前進・後進移動する走行体に、レンズ付きカメラを備えた管内探査装置が、管の上部に位置する空洞を監査することができると共に、前進・後進の際に楽に走行することができる管内探査装置を提供することである。
【解決手段】円筒状管内を前進・後進移動する走行体に、レンズ付きカメラを備えた管内探査装置において、前記走行体上に前記カメラとレーダー装置とをそれぞれ上下方向に伸縮するリンク機構を介して配設する構成とし、前記レーダー装置を揺動アーム部材を介して昇降自在に配設すると共に、該レーダー装置の上昇端を検知する第一の検知部材と下降端を検知する第二の検知部材とを備え、該検知部材がそれぞれの端部を検知すると前記レーダー装置の昇降を停止する構成とした。
【選択図】 図１
【解決手段】円筒状管内を前進・後進移動する走行体に、レンズ付きカメラを備えた管内探査装置において、前記走行体上に前記カメラとレーダー装置とをそれぞれ上下方向に伸縮するリンク機構を介して配設する構成とし、前記レーダー装置を揺動アーム部材を介して昇降自在に配設すると共に、該レーダー装置の上昇端を検知する第一の検知部材と下降端を検知する第二の検知部材とを備え、該検知部材がそれぞれの端部を検知すると前記レーダー装置の昇降を停止する構成とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搭載されたレンズ付きカメラにより、管の損傷等を内部を走行しながら探査すると共に、カメラ情報等をケーブルを介して地上に送信してモニタすることができる自走式の管内探査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種の管路の内部状態を点検するために、管内を前進・後進して管路内状態を探査する自走式の探査装置が知られている。（例えば特許文献１参照）
また、このような自走式の探査装置は、魚眼レンズ付きカメラと照明装置を搭載して、走行する管内を照らしながら管内の全体を撮像し、損傷等の異常を探査するものであり、撮影された画像をケーブルを介して地上に送信するよう構成されている。
【０００３】
そのために、管径の大小に合わせて走行体や前記カメラ位置を調整することが必要であり、さらに、給電や通信のためのケーブルを牽引しながら管内を走行することになり、探査装置が前進する時には、ケーブルを繰り出しながら前進し、探査装置が後進する時には、ケーブルを巻き戻しながら後進するように構成されている。
【０００４】
また、該探査装置により、地下に埋設される管の上部に発生する空洞を探査することが望まれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−６４２３０号公報（第１−４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記特許文献１に記載の管路検査装置では、管径の大小に対応して管路の左右方向に拡開縮小する走行台車を備えると共に、上下方向に伸縮移動するカメラを配設することで、管径の大小に係らずに対応可能な走行台車と、常に管路の中心部に位置するカメラを備える構成の検査装置を提供することを目的としており、ケーブルが接続された状態で走行する該検査装置の走行性等については何等考慮されていない。
【０００７】
また、管の上部に発生する空洞を探査することについても何等考慮されていない。
【０００８】
一般に、地下に埋設される管内を探査する探査装置は、地上に設置される電源装置からの給電のためにケーブルが接続されている。また該ケーブルには、給電以外にも、制御装置との通信のためやモニタへの送信のための信号線が内臓されていて、割に太い一本のケーブルとして走行台車に接続されている。
【０００９】
そのために、前記走行台車は太いケーブルを牽引しながら前進・後進することになり、探査装置の安定した走行を妨げるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、ケーブルを牽引しつつ円筒状管内を前進・後進移動する走行体に、レンズ付きカメラを備えた管内探査装置が、管の上部に位置する空洞を探査することができると共に、前進・後進の際に楽に走行することができる管内探査装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、ケーブルを牽引しつつ円筒状管内を前進・後進移動する走行体に、レンズ付きカメラを備えた管内探査装置であって、前記走行体の上部側にレーダー装置を揺動アーム部材を介して昇降自在に配設すると共に、該レーダー装置の上昇端を検知する第一の検知部材と、下降端を検知する第二の検知部材とを備え、該検知部材がそれぞれの端部を検知すると、前記レーダー装置の昇降を停止する構成としたことを特徴としている。
【００１２】
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、レンズ付きカメラにより管内を探査することができると共に、管内の上部内面に位置するレーダー装置により管の上部に生じる空洞を探査することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記レーダー装置が、レーダーボックス本体と、該ボックス本体の左右両側の前後にそれぞれ配設するガイドローラとを有しており、前記レーダー装置を上昇させる際には、管内の上部内面に前記ガイドローラが先に当接することで、前記レーダーボックス本体は管内の上部内面に当接しない構成としたことを特徴としている。
【００１４】
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、レーダーボックス本体を管の上部内面に接する程に上昇しても、該レーダーボックス本体が管の上部内面に当接せず、損傷することがない。
【００１５】
請求項３に係る発明は、前記レーダー装置を管内の上部内面に押し当てる付勢部材を前記揺動アーム部材に配設して、前記付勢部材により前記レーダー装置を常時上昇させると共に、前記レーダー装置の上昇を停止する停止部材を配設したことを特徴としている。
【００１６】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、常時管内の上部内面にレーダー装置を位置させることができ、探査する管の大小に係らずに、管上部に位置する空洞を探査可能な管内探査装置とすることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記停止部材を、レーダーボックス本体側に配設した巻取モータにより回転駆動される巻取ローラと、走行体側に一端を固着し他端を前記巻取ローラが巻き取る構成のワイヤーとで形成すると共に、前記ワイヤーを巻き取るとレーダー装置が下降し、前記ワイヤーを緩めると前記付勢部材によりレーダー装置が上昇し、巻取モータの駆動を停止すると前記レーダー装置の昇降動作も停止するように構成したことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、ワイヤーを緩めると上昇し、ワイヤーを巻き取ると下降するレーダー装置となり、巻取モータ１個を駆動制御するだけで、レーダー装置を昇降自在とすることができる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、前記第一の検知部材を前記ガイドローラ部に装着する上部レバー部材と該レバー部材の移動を検知するリミットスイッチとから構成し、前記レーダー装置を上昇させると先ず前記上部レバー部材が管内の上部内面に当接し、次いで前記ガイドローラが当接すると同時に前記リミットスイッチが働いて前記停止部材により前記レーダー装置を停止させる構成であることを特徴としている。
【００２０】
上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、レーダー装置を上昇させると、ガイドローラが管内の上部内面に当接した時に、停止することになり、常時最適の位置に前記レーダー装置を維持することができる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、前記第二の検知部材を前記揺動アーム部材に装着する下端検知レバー部材と該レバー部材の移動を検知するリミットスイッチとから構成し、前記レーダー装置を下降端まで下降させると先ず前記下端検知レバー部材が前記揺動部材により移動され前記リミットスイッチが働いて、前記停止部材により前記レーダー装置を停止させる構成としたことを特徴としている。
【００２２】
上記の構成を有する請求項６に係る発明によれば、レーダー装置を下降させると、常時同じ下端位置に正確に停止させることができる。
【００２３】
請求項７に係る発明は、前記レンズ付きカメラで撮影した映像を地上に設置したモニタにより目視可能であると共に、前記レーダー装置の昇降を地上側から制御可能としたことを特徴としている。
【００２４】
上記の構成を有する請求項７に係る発明によれば、撮影される管内の様子を見ながら、障害物を発見したら直ちにレーダー装置を下降することができ、該レーダー装置の損傷を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る管内探査装置の実施の形態について、図１から図８に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明に係るレーダー装置を示し、（ａ）は全体斜視図であり、（ｂ）はレーダー装置が管の上部内面に位置したところを示す概略説明図である。図２は第一の検知部材を示す概略説明図であり、（ａ）はリミットスイッチが働いていない状態であり、（ｂ）はリミットスイッチが働いた状態を示す。図３はレーダー装置の側面図である。図４は第二の検知部材を示す概略説明図であり、（ａ）はリミットスイッチが働いていない状態であり、（ｂ）は下降端まで下降してリミットスイッチが働いた状態を示す。図５は本発明に係る管内探査装置の全体側面図であり、図６は正面図である。図７には本発明に係る管内探査装置が小さな管径に対応して縮んだ状態の全体側面図を示している。図８は第二の上部レバー部材を備えるレーダー装置の全体斜視図である。
【００２７】
図５から図７により本発明に係る管内探査装置について説明する。１は略円筒形のケーシングであり、２はケーシング１の先端部に配設されるカメラである。カメラ２は魚眼レンズ２ａを備えており、該レンズの周囲には複数の照明用ランプ２ｂが配設されている。また、魚眼レンズ２ａや照明用ランプ２ｂを覆う透明カバー３が装着されている。
【００２８】
キャタピラー２１を備える走行体２０上にリンク機構５を介して、ケーシング１とレーダー装置１０が装着されており、図５に示すように大きな径の管Ｔ２内を探査する時には、リンク機構５が伸ばされた状態となり、図７に示すような小さな径の管Ｔ３内を探査する時には、リンク機構５が縮められた状態となる。このリンク機構５の伸縮を螺子棒６を回転させることで行う構成とし、人力で前記螺子棒６を回すよう設定したが、別の駆動モータを装着して、前記螺子棒６を回転さすことで自動的に伸縮する構成とすることも可能である。
【００２９】
走行体２０は、走行モータＭ２により駆動ギヤ２２を回転し、該駆動ギヤ２２と従動ギヤ２３間に架け渡されているキャタピラー２１を回転させて、前進・後進する構成である。前記駆動ギヤ２２と従動ギヤ２３とキャタピラー２１とは、フレーム２４の左右両側に配設されていて、台車状の走行体２０を一体的に構成している。
【００３０】
また、該走行体２０と、カメラ２と、レーダー装置１０とはリンク機構５を介して一体的に構成され管内探査装置Ｍを形成している。
【００３１】
レーダー装置１０はレーダー部材が収容されているレーダーボックス本体１０Ａと、該ボックス本体の左右両側の前後に配設される計４個のガイドローラ１１とを備えている。
【００３２】
管内探査装置Ｍは、魚眼レンズ２ａ付きカメラ２により、照明用ランプ２ｂを点灯して、走行する管内を照らしながら管内の全体を撮像し、損傷等の異常を探査すると共に、レーダー装置１０により、地中に埋設された管Ｔ２の上部に位置する空洞部Ｈを探査することができるものである。また、カメラ２により撮影された画像やレーダー信号等をケーブルＫを介して地上に送信するよう構成されている。
【００３３】
カメラ２は魚眼レンズ２ａにより管内の全面を撮影する構成であるので、管内の中心軸に位置する必要がある。そのために、管Ｔ２の内径の中心に応じた位置に前記カメラ２が位置するように、リンク機構５を伸縮させる。
【００３４】
前記リンク機構５の操作によりカメラ２を、探査する管Ｔ２の中心位置に設定した時には、レーダー装置１０は、管Ｔ２の上部内面より低い位置にあるよう設計されている。
【００３５】
カメラ２が管Ｔ２の中心に位置するまで、リンク機構５を螺子棒６を介して伸縮させた時に、前記レーダー装置１０はまだ管の上部内面から離れているので、その後で、揺動アーム部材１２により前記レーダー装置１０を上昇させるよう構成されている。
【００３６】
前記レーダー装置１０を昇降する際には、揺動アーム部材１２を移動させる必要があるが、装置本体の左右両側に２本ずつ合計４本の揺動アーム部材１２の支軸１２ａ全てにコイルばね１３を介装し、前記レーダー装置１０が常に上昇する方向に付勢する構成とした。また、ワイヤーＷの一端を走行体２０側の任意の位置に固着し、他端を巻取モータＭ１に装着される巻取ローラＲに巻き付ける構成とし、前記コイルばね１３の付勢力に抗してレーダー装置１０を停止する構成とした。
【００３７】
そのために、停止しているレーダー装置１０を上昇させるには、巻取モータＭ１を駆動し巻取ローラＲを回転して、ワイヤーＷを送り出すようにして緩めるだけで、前記コイルばね１３の付勢力により自動的に上昇する構成となる。
【００３８】
ここで、図１と図２により、レーダー装置１０が管内を上昇して、上部内面に当接するまでについて説明する。図５に示す巻取モータＭ１によりワイヤーＷを緩めると、レーダー装置１０が、揺動アーム部材１２の各支軸１２ａに介装されたコイルばね１３の付勢力により、除々に上昇する。
【００３９】
この時に、第一の検知部材１５を構成する上部レバー部材１５Ａは、その一端１５Ａａをレーダーボックス本体１０Ａの上部カバー１４の上に（図２（ａ）に示すｈ）突出させて、軸１１Ａ回りに回転自在に弾性支持された状態である。また、第一の検知部材１５を構成するもう一方の部材であるリミットスイッチ１５Ｂは、検知レバー１５Ｂａがまだ上部レバー下部１５Ａｂから押圧されておらず、スイッチが開かれた状態となっている。
【００４０】
巻取モータＭ１を駆動してワイヤーＷを緩めていくと、レーダー装置１０が上昇を続けて、管の上部内面に先ず、前記上部レバー部材１５Ａの一端１５Ａａが当接する。それでもなお上昇を続けていき、上部レバー部材１５Ａが軸１１Ａ回りに図中の時計方向に回転し、前記上部レバー下部１５Ａｂが前記検知レバー１５Ｂａを押圧して、リミットスイッチ１５Ｂのスイッチが入り（図２（ｂ）の状態）、この信号により、巻取モータＭ１の駆動を停止する。この時に、図１（ｂ）に示すように、ガイドローラ１１が管Ｔ１の上部内面に当接した状態となる。
【００４１】
リミットスイッチ１５Ｂにより上部レバー部材１５Ａの移動を検知する構成で説明したが、上部レバー部材１５Ａと軸１１Ａとを固定部材１８により固着すると共に、軸１１Ａをベアリングを介してレーダーボックス本体に装着することで、該上部レバー部材１５Ａが回転すると軸１１Ａも回転するような構成として、該軸１１Ａの移動を検知するセンサを設ける構成としてもよい。
【００４２】
また、この時に、図８に示すように、ガイドローラ１５Ｄをその突出した先端部に備える第二の上部レバー部材１５Ｃを採用し、前記ガイドローラ１５Ｄが管の上部内面に当接した際に回動する前記上部レバー部材１５Ｃと共に回動する軸１１Ａの移動を検知する構成としてもよい。この構成では、回転するローラ部が案内ガイドとなるために、レーダー装置１０の上昇の際に、管の内面状態に拘らずに安定した前記上部レバー部材１５Ｃの回動を実現することができる。
【００４３】
要するに、上部レバー部材１５Ａ、１５Ｃの移動を検知して、レーダーボックス本体１０Ａの両側の前後に合計４個配設したガイドローラ１１が管Ｔ１の上部内面に当接する時に、巻取モータＭ１の駆動を停止する構成とすればよい。この方法としては、管の径に応じた適当なｈ寸法に予め設定しておくか、または、上部レバー部材１５Ａ、１５Ｃの移動を検知して巻取モータＭ１を停止させるまでの時間を制御すること等が適用可能であって、特に限定するものではない。
【００４４】
図１（ｂ）に示すように、ガイドローラ１１が管Ｔ１の上部内面に当接した状態では、レーダーボックス本体１０Ａは管Ｔ１に当接しておらず、非接触状態であり、走行負荷とはならない。そのために管内探査装置Ｍが楽に管内を走行することができると共に、レーダーボックス本体１０Ａが損傷することはない。
【００４５】
また、ガイドローラ１１が管Ｔ１の上部内面に当接した状態で、レーダー装置１０の位置決めを行うので、管壁からの離間距離が常に同一となるレーダー装置１０により管の上部に位置する空洞部Ｈを探査することになり、正確な探査が可能となる。
【００４６】
次に図３と図４により、第二の検知部材１６について説明する。該第二の検知部材１６はレーダー装置１０が下降する際に、その下降端を設定するためのセンサ部材であって、下端検知レバー部材１６Ａとリミットスイッチ１６Ｂとから構成されている。
【００４７】
レーダー装置１０を下降させるには、巻取ローラＲによりワイヤーＷを巻き取る方向に、巻取モータＭ１を回転駆動していく。そうすると、常にレーダー装置１０を上昇させるように付勢しているコイルばね１３の付勢力に抗して、ワイヤーＷの引張張力で、前記レーダー装置１０を下降させることができる。
【００４８】
レーダー装置１０が下降を始めると、揺動アーム部材１２が支軸１２ａ回りに図中の時計方向に回動するようにして下降していく。揺動アーム部材１２の上端部に押圧部材１７を配設しておき、前記揺動アーム部材１２の回動と共に、押圧部材１７も同時に回動するよう構成されている。
【００４９】
図４（ａ）には、レーダー装置１０が上昇した状態を示し、図４（ｂ）には、下降端まで下降した状態を示している。ここで、揺動アーム部材１２が立っている時には（（ａ）の状態）押圧部材１７の下端部１７Ａはまだ水平状態からある角度を持った状態に立っており、前記下端検知レバー部材１６Ａをまだ押圧していない状態である。
【００５０】
レーダー装置１０が巻取モータＭ１の駆動により降下していくと、揺動アーム部材１２が段々寝ていき水平状態に近づいていく。この時には、前記押圧部材１７の下端部１７Ａも水平状態に近い状態まで寝ることになり、前記下端検知レバー部材１６Ａを押圧する構成である。
【００５１】
下端検知レバー部材１６Ａが押圧されると、該レバー部材の端部１６Ａａがリミットスイッチ１６Ｂの検知レバー１６Ｂａが押圧されてスイッチが入る。この信号により巻取モータＭ１の駆動を停止して、レーダー装置１０の下降を停止する構成である。
【００５２】
下端検知レバー部材１６Ａは、コイルばね１６Ｃ等により、前記前記押圧部材１７の下端部１７Ａに当接する方向に付勢されているよう構成しておく。また、リミットスイッチ１６Ｂにより押圧部材１７ひいては揺動アーム部材１２の移動を検知する構成で説明したが、第一の検知部材のところで説明したのと同様に、該下端検知レバー部材１６Ａが回転すると軸１６ａも回転するような構成として、該軸１６ａの移動を検知するセンサを設ける構成としてもよい。
【００５３】
上記したように、レーダー装置１０の昇降を巻取モータＭ１の駆動のみで行う構成として、上昇させる際には、第一の検知部材１５により上昇端を検知して巻取モータＭ１の回転駆動を停止する。また、下降させる場合には、巻取モータＭ１によりワイヤーＷを巻取りながら下降し、第二の検知部材１６により下降端を検知して巻取モータＭ１の回転駆動を停止するよう構成されている。
【００５４】
そのために実際の管内探査の際には、先ず、探査する管の径に合わせてリンク機構５を伸縮させて、カメラ２が管の中心に位置するように調整する。その後、所定のマンホール孔等から管内探査装置Ｍを管内に挿入して、巻取モータＭ１を駆動して、レーダー装置１０のガイドローラ１１が管の上部内面に当接する位置まで、前記レーダー装置１０を上昇させる。
【００５５】
その状態で管内を前進走行させながら、管内の損傷等を魚眼レンズ２ａにて探査すると共に、レーダー装置１０により管の上部の空洞部Ｈを探査するものである。その際に、モータ駆動のための給電線Ｋ１や信号線Ｋ２等がまとめられたケーブルＫをひきずりながら前進するために、管内探査装置Ｍの前進に合わせてケーブルＫを送り出すように構成することが好適である。
【００５６】
また、所定距離の探査が終了すると、管内探査装置Ｍを一旦後進させて、マンホール孔から取り出して次のマンホール孔から再度挿入して次の管内探査を実行する。この時に、前記レーダー装置１０を下降端まで降下させた状態で後進させると、管内探査装置Ｍの走行負荷が減少し、楽に後進走行することができる。
【００５７】
この後進走行は、キャタピラー２１を逆回転させて積極的に走行駆動してもよいし、また、ケーブルＫを巻き戻す力で管内探査装置Ｍを引き出すように構成してもよい。いずれにしても、レーダー装置１０を下降させた状態で管内探査装置Ｍを引き出す構成であるので、キャタピラー２１以外に管壁と接触する部分がなく、楽に走行することができる。
【００５８】
また、前進しながら管内を探査している最中でも、カメラ２により管内に障害物が在ることを検知すると、地上からの制御によりレーダー装置１０を一旦下降させて、前記障害物を避けることができる。
【００５９】
そのために、本発明に係る管内探査装置Ｍは、前進・後進の際に無理なく楽に走行することが可能なものである。
【００６０】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、管の大小に係らずに、レンズ付きカメラにより管内を探査することができると共に、常時管内の上部内面に位置するレーダー装置により管の上部に位置する空洞を探査することができる。
【００６１】
また、レーダー装置を単独に昇降自在な構成としたので、管内を探査する際には、所定位置まで上昇させて探査を行い、障害物を発見した場合や後進する場合には、前記レーダー装置を下降させた状態で走行させることができ、走行負荷を低減して楽に走行することができると共に、損傷することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーダー装置の斜視図である。
【図２】第一の検知部材を示す概略説明図であり、（ａ）はリミットスイッチが働いていない状態であり、（ｂ）はリミットスイッチが働いた状態を示す。
【図３】本発明に係るレーダー装置の側面図である。
【図４】第二の検知部材を示す概略説明図であり、（ａ）はリミットスイッチが働いていない状態であり、（ｂ）は下降端まで下降してリミットスイッチが働いた状態を示す。
【図５】本発明に係る管内探査装置の全体側面図である。
【図６】上記管内探査装置の全体正面図である。
【図７】本発明に係る管内探査装置が小さな管径に対応して縮んだ状態の全体側面図である。
【図８】第二の上部レバー部材を備えるレーダー装置の全体斜視図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ カメラ
２ａ 魚眼レンズ
２ｂ 照明用ランプ
５ リンク機構
１０ レーダー装置
１０Ａ レーダーボックス本体
１１ ガイドローラ
１２ 揺動アーム部材
１３ コイルばね（付勢部材）
１５ 第一の検知部材
１５Ａ 上部レバー部材
１５Ｂ リミットスイッチ
１６ 第二の検知部材
１６Ａ 下端検知レバー
１６Ｂ リミットスイッチ
２０ 走行体
Ｍ 管内探査装置
Ｍ１ 巻取モータ（停止部材）
Ｒ 巻取ローラ（停止部材）
Ｗ ワイヤー（停止部材）
Ｋ ケーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、搭載されたレンズ付きカメラにより、管の損傷等を内部を走行しながら探査すると共に、カメラ情報等をケーブルを介して地上に送信してモニタすることができる自走式の管内探査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種の管路の内部状態を点検するために、管内を前進・後進して管路内状態を探査する自走式の探査装置が知られている。（例えば特許文献１参照）
また、このような自走式の探査装置は、魚眼レンズ付きカメラと照明装置を搭載して、走行する管内を照らしながら管内の全体を撮像し、損傷等の異常を探査するものであり、撮影された画像をケーブルを介して地上に送信するよう構成されている。
【０００３】
そのために、管径の大小に合わせて走行体や前記カメラ位置を調整することが必要であり、さらに、給電や通信のためのケーブルを牽引しながら管内を走行することになり、探査装置が前進する時には、ケーブルを繰り出しながら前進し、探査装置が後進する時には、ケーブルを巻き戻しながら後進するように構成されている。
【０００４】
また、該探査装置により、地下に埋設される管の上部に発生する空洞を探査することが望まれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−６４２３０号公報（第１−４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記特許文献１に記載の管路検査装置では、管径の大小に対応して管路の左右方向に拡開縮小する走行台車を備えると共に、上下方向に伸縮移動するカメラを配設することで、管径の大小に係らずに対応可能な走行台車と、常に管路の中心部に位置するカメラを備える構成の検査装置を提供することを目的としており、ケーブルが接続された状態で走行する該検査装置の走行性等については何等考慮されていない。
【０００７】
また、管の上部に発生する空洞を探査することについても何等考慮されていない。
【０００８】
一般に、地下に埋設される管内を探査する探査装置は、地上に設置される電源装置からの給電のためにケーブルが接続されている。また該ケーブルには、給電以外にも、制御装置との通信のためやモニタへの送信のための信号線が内臓されていて、割に太い一本のケーブルとして走行台車に接続されている。
【０００９】
そのために、前記走行台車は太いケーブルを牽引しながら前進・後進することになり、探査装置の安定した走行を妨げるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、ケーブルを牽引しつつ円筒状管内を前進・後進移動する走行体に、レンズ付きカメラを備えた管内探査装置が、管の上部に位置する空洞を探査することができると共に、前進・後進の際に楽に走行することができる管内探査装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、ケーブルを牽引しつつ円筒状管内を前進・後進移動する走行体に、レンズ付きカメラを備えた管内探査装置であって、前記走行体の上部側にレーダー装置を揺動アーム部材を介して昇降自在に配設すると共に、該レーダー装置の上昇端を検知する第一の検知部材と、下降端を検知する第二の検知部材とを備え、該検知部材がそれぞれの端部を検知すると、前記レーダー装置の昇降を停止する構成としたことを特徴としている。
【００１２】
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、レンズ付きカメラにより管内を探査することができると共に、管内の上部内面に位置するレーダー装置により管の上部に生じる空洞を探査することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記レーダー装置が、レーダーボックス本体と、該ボックス本体の左右両側の前後にそれぞれ配設するガイドローラとを有しており、前記レーダー装置を上昇させる際には、管内の上部内面に前記ガイドローラが先に当接することで、前記レーダーボックス本体は管内の上部内面に当接しない構成としたことを特徴としている。
【００１４】
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、レーダーボックス本体を管の上部内面に接する程に上昇しても、該レーダーボックス本体が管の上部内面に当接せず、損傷することがない。
【００１５】
請求項３に係る発明は、前記レーダー装置を管内の上部内面に押し当てる付勢部材を前記揺動アーム部材に配設して、前記付勢部材により前記レーダー装置を常時上昇させると共に、前記レーダー装置の上昇を停止する停止部材を配設したことを特徴としている。
【００１６】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、常時管内の上部内面にレーダー装置を位置させることができ、探査する管の大小に係らずに、管上部に位置する空洞を探査可能な管内探査装置とすることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、前記停止部材を、レーダーボックス本体側に配設した巻取モータにより回転駆動される巻取ローラと、走行体側に一端を固着し他端を前記巻取ローラが巻き取る構成のワイヤーとで形成すると共に、前記ワイヤーを巻き取るとレーダー装置が下降し、前記ワイヤーを緩めると前記付勢部材によりレーダー装置が上昇し、巻取モータの駆動を停止すると前記レーダー装置の昇降動作も停止するように構成したことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、ワイヤーを緩めると上昇し、ワイヤーを巻き取ると下降するレーダー装置となり、巻取モータ１個を駆動制御するだけで、レーダー装置を昇降自在とすることができる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、前記第一の検知部材を前記ガイドローラ部に装着する上部レバー部材と該レバー部材の移動を検知するリミットスイッチとから構成し、前記レーダー装置を上昇させると先ず前記上部レバー部材が管内の上部内面に当接し、次いで前記ガイドローラが当接すると同時に前記リミットスイッチが働いて前記停止部材により前記レーダー装置を停止させる構成であることを特徴としている。
【００２０】
上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、レーダー装置を上昇させると、ガイドローラが管内の上部内面に当接した時に、停止することになり、常時最適の位置に前記レーダー装置を維持することができる。
【００２１】
請求項６に係る発明は、前記第二の検知部材を前記揺動アーム部材に装着する下端検知レバー部材と該レバー部材の移動を検知するリミットスイッチとから構成し、前記レーダー装置を下降端まで下降させると先ず前記下端検知レバー部材が前記揺動部材により移動され前記リミットスイッチが働いて、前記停止部材により前記レーダー装置を停止させる構成としたことを特徴としている。
【００２２】
上記の構成を有する請求項６に係る発明によれば、レーダー装置を下降させると、常時同じ下端位置に正確に停止させることができる。
【００２３】
請求項７に係る発明は、前記レンズ付きカメラで撮影した映像を地上に設置したモニタにより目視可能であると共に、前記レーダー装置の昇降を地上側から制御可能としたことを特徴としている。
【００２４】
上記の構成を有する請求項７に係る発明によれば、撮影される管内の様子を見ながら、障害物を発見したら直ちにレーダー装置を下降することができ、該レーダー装置の損傷を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る管内探査装置の実施の形態について、図１から図８に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明に係るレーダー装置を示し、（ａ）は全体斜視図であり、（ｂ）はレーダー装置が管の上部内面に位置したところを示す概略説明図である。図２は第一の検知部材を示す概略説明図であり、（ａ）はリミットスイッチが働いていない状態であり、（ｂ）はリミットスイッチが働いた状態を示す。図３はレーダー装置の側面図である。図４は第二の検知部材を示す概略説明図であり、（ａ）はリミットスイッチが働いていない状態であり、（ｂ）は下降端まで下降してリミットスイッチが働いた状態を示す。図５は本発明に係る管内探査装置の全体側面図であり、図６は正面図である。図７には本発明に係る管内探査装置が小さな管径に対応して縮んだ状態の全体側面図を示している。図８は第二の上部レバー部材を備えるレーダー装置の全体斜視図である。
【００２７】
図５から図７により本発明に係る管内探査装置について説明する。１は略円筒形のケーシングであり、２はケーシング１の先端部に配設されるカメラである。カメラ２は魚眼レンズ２ａを備えており、該レンズの周囲には複数の照明用ランプ２ｂが配設されている。また、魚眼レンズ２ａや照明用ランプ２ｂを覆う透明カバー３が装着されている。
【００２８】
キャタピラー２１を備える走行体２０上にリンク機構５を介して、ケーシング１とレーダー装置１０が装着されており、図５に示すように大きな径の管Ｔ２内を探査する時には、リンク機構５が伸ばされた状態となり、図７に示すような小さな径の管Ｔ３内を探査する時には、リンク機構５が縮められた状態となる。このリンク機構５の伸縮を螺子棒６を回転させることで行う構成とし、人力で前記螺子棒６を回すよう設定したが、別の駆動モータを装着して、前記螺子棒６を回転さすことで自動的に伸縮する構成とすることも可能である。
【００２９】
走行体２０は、走行モータＭ２により駆動ギヤ２２を回転し、該駆動ギヤ２２と従動ギヤ２３間に架け渡されているキャタピラー２１を回転させて、前進・後進する構成である。前記駆動ギヤ２２と従動ギヤ２３とキャタピラー２１とは、フレーム２４の左右両側に配設されていて、台車状の走行体２０を一体的に構成している。
【００３０】
また、該走行体２０と、カメラ２と、レーダー装置１０とはリンク機構５を介して一体的に構成され管内探査装置Ｍを形成している。
【００３１】
レーダー装置１０はレーダー部材が収容されているレーダーボックス本体１０Ａと、該ボックス本体の左右両側の前後に配設される計４個のガイドローラ１１とを備えている。
【００３２】
管内探査装置Ｍは、魚眼レンズ２ａ付きカメラ２により、照明用ランプ２ｂを点灯して、走行する管内を照らしながら管内の全体を撮像し、損傷等の異常を探査すると共に、レーダー装置１０により、地中に埋設された管Ｔ２の上部に位置する空洞部Ｈを探査することができるものである。また、カメラ２により撮影された画像やレーダー信号等をケーブルＫを介して地上に送信するよう構成されている。
【００３３】
カメラ２は魚眼レンズ２ａにより管内の全面を撮影する構成であるので、管内の中心軸に位置する必要がある。そのために、管Ｔ２の内径の中心に応じた位置に前記カメラ２が位置するように、リンク機構５を伸縮させる。
【００３４】
前記リンク機構５の操作によりカメラ２を、探査する管Ｔ２の中心位置に設定した時には、レーダー装置１０は、管Ｔ２の上部内面より低い位置にあるよう設計されている。
【００３５】
カメラ２が管Ｔ２の中心に位置するまで、リンク機構５を螺子棒６を介して伸縮させた時に、前記レーダー装置１０はまだ管の上部内面から離れているので、その後で、揺動アーム部材１２により前記レーダー装置１０を上昇させるよう構成されている。
【００３６】
前記レーダー装置１０を昇降する際には、揺動アーム部材１２を移動させる必要があるが、装置本体の左右両側に２本ずつ合計４本の揺動アーム部材１２の支軸１２ａ全てにコイルばね１３を介装し、前記レーダー装置１０が常に上昇する方向に付勢する構成とした。また、ワイヤーＷの一端を走行体２０側の任意の位置に固着し、他端を巻取モータＭ１に装着される巻取ローラＲに巻き付ける構成とし、前記コイルばね１３の付勢力に抗してレーダー装置１０を停止する構成とした。
【００３７】
そのために、停止しているレーダー装置１０を上昇させるには、巻取モータＭ１を駆動し巻取ローラＲを回転して、ワイヤーＷを送り出すようにして緩めるだけで、前記コイルばね１３の付勢力により自動的に上昇する構成となる。
【００３８】
ここで、図１と図２により、レーダー装置１０が管内を上昇して、上部内面に当接するまでについて説明する。図５に示す巻取モータＭ１によりワイヤーＷを緩めると、レーダー装置１０が、揺動アーム部材１２の各支軸１２ａに介装されたコイルばね１３の付勢力により、除々に上昇する。
【００３９】
この時に、第一の検知部材１５を構成する上部レバー部材１５Ａは、その一端１５Ａａをレーダーボックス本体１０Ａの上部カバー１４の上に（図２（ａ）に示すｈ）突出させて、軸１１Ａ回りに回転自在に弾性支持された状態である。また、第一の検知部材１５を構成するもう一方の部材であるリミットスイッチ１５Ｂは、検知レバー１５Ｂａがまだ上部レバー下部１５Ａｂから押圧されておらず、スイッチが開かれた状態となっている。
【００４０】
巻取モータＭ１を駆動してワイヤーＷを緩めていくと、レーダー装置１０が上昇を続けて、管の上部内面に先ず、前記上部レバー部材１５Ａの一端１５Ａａが当接する。それでもなお上昇を続けていき、上部レバー部材１５Ａが軸１１Ａ回りに図中の時計方向に回転し、前記上部レバー下部１５Ａｂが前記検知レバー１５Ｂａを押圧して、リミットスイッチ１５Ｂのスイッチが入り（図２（ｂ）の状態）、この信号により、巻取モータＭ１の駆動を停止する。この時に、図１（ｂ）に示すように、ガイドローラ１１が管Ｔ１の上部内面に当接した状態となる。
【００４１】
リミットスイッチ１５Ｂにより上部レバー部材１５Ａの移動を検知する構成で説明したが、上部レバー部材１５Ａと軸１１Ａとを固定部材１８により固着すると共に、軸１１Ａをベアリングを介してレーダーボックス本体に装着することで、該上部レバー部材１５Ａが回転すると軸１１Ａも回転するような構成として、該軸１１Ａの移動を検知するセンサを設ける構成としてもよい。
【００４２】
また、この時に、図８に示すように、ガイドローラ１５Ｄをその突出した先端部に備える第二の上部レバー部材１５Ｃを採用し、前記ガイドローラ１５Ｄが管の上部内面に当接した際に回動する前記上部レバー部材１５Ｃと共に回動する軸１１Ａの移動を検知する構成としてもよい。この構成では、回転するローラ部が案内ガイドとなるために、レーダー装置１０の上昇の際に、管の内面状態に拘らずに安定した前記上部レバー部材１５Ｃの回動を実現することができる。
【００４３】
要するに、上部レバー部材１５Ａ、１５Ｃの移動を検知して、レーダーボックス本体１０Ａの両側の前後に合計４個配設したガイドローラ１１が管Ｔ１の上部内面に当接する時に、巻取モータＭ１の駆動を停止する構成とすればよい。この方法としては、管の径に応じた適当なｈ寸法に予め設定しておくか、または、上部レバー部材１５Ａ、１５Ｃの移動を検知して巻取モータＭ１を停止させるまでの時間を制御すること等が適用可能であって、特に限定するものではない。
【００４４】
図１（ｂ）に示すように、ガイドローラ１１が管Ｔ１の上部内面に当接した状態では、レーダーボックス本体１０Ａは管Ｔ１に当接しておらず、非接触状態であり、走行負荷とはならない。そのために管内探査装置Ｍが楽に管内を走行することができると共に、レーダーボックス本体１０Ａが損傷することはない。
【００４５】
また、ガイドローラ１１が管Ｔ１の上部内面に当接した状態で、レーダー装置１０の位置決めを行うので、管壁からの離間距離が常に同一となるレーダー装置１０により管の上部に位置する空洞部Ｈを探査することになり、正確な探査が可能となる。
【００４６】
次に図３と図４により、第二の検知部材１６について説明する。該第二の検知部材１６はレーダー装置１０が下降する際に、その下降端を設定するためのセンサ部材であって、下端検知レバー部材１６Ａとリミットスイッチ１６Ｂとから構成されている。
【００４７】
レーダー装置１０を下降させるには、巻取ローラＲによりワイヤーＷを巻き取る方向に、巻取モータＭ１を回転駆動していく。そうすると、常にレーダー装置１０を上昇させるように付勢しているコイルばね１３の付勢力に抗して、ワイヤーＷの引張張力で、前記レーダー装置１０を下降させることができる。
【００４８】
レーダー装置１０が下降を始めると、揺動アーム部材１２が支軸１２ａ回りに図中の時計方向に回動するようにして下降していく。揺動アーム部材１２の上端部に押圧部材１７を配設しておき、前記揺動アーム部材１２の回動と共に、押圧部材１７も同時に回動するよう構成されている。
【００４９】
図４（ａ）には、レーダー装置１０が上昇した状態を示し、図４（ｂ）には、下降端まで下降した状態を示している。ここで、揺動アーム部材１２が立っている時には（（ａ）の状態）押圧部材１７の下端部１７Ａはまだ水平状態からある角度を持った状態に立っており、前記下端検知レバー部材１６Ａをまだ押圧していない状態である。
【００５０】
レーダー装置１０が巻取モータＭ１の駆動により降下していくと、揺動アーム部材１２が段々寝ていき水平状態に近づいていく。この時には、前記押圧部材１７の下端部１７Ａも水平状態に近い状態まで寝ることになり、前記下端検知レバー部材１６Ａを押圧する構成である。
【００５１】
下端検知レバー部材１６Ａが押圧されると、該レバー部材の端部１６Ａａがリミットスイッチ１６Ｂの検知レバー１６Ｂａが押圧されてスイッチが入る。この信号により巻取モータＭ１の駆動を停止して、レーダー装置１０の下降を停止する構成である。
【００５２】
下端検知レバー部材１６Ａは、コイルばね１６Ｃ等により、前記前記押圧部材１７の下端部１７Ａに当接する方向に付勢されているよう構成しておく。また、リミットスイッチ１６Ｂにより押圧部材１７ひいては揺動アーム部材１２の移動を検知する構成で説明したが、第一の検知部材のところで説明したのと同様に、該下端検知レバー部材１６Ａが回転すると軸１６ａも回転するような構成として、該軸１６ａの移動を検知するセンサを設ける構成としてもよい。
【００５３】
上記したように、レーダー装置１０の昇降を巻取モータＭ１の駆動のみで行う構成として、上昇させる際には、第一の検知部材１５により上昇端を検知して巻取モータＭ１の回転駆動を停止する。また、下降させる場合には、巻取モータＭ１によりワイヤーＷを巻取りながら下降し、第二の検知部材１６により下降端を検知して巻取モータＭ１の回転駆動を停止するよう構成されている。
【００５４】
そのために実際の管内探査の際には、先ず、探査する管の径に合わせてリンク機構５を伸縮させて、カメラ２が管の中心に位置するように調整する。その後、所定のマンホール孔等から管内探査装置Ｍを管内に挿入して、巻取モータＭ１を駆動して、レーダー装置１０のガイドローラ１１が管の上部内面に当接する位置まで、前記レーダー装置１０を上昇させる。
【００５５】
その状態で管内を前進走行させながら、管内の損傷等を魚眼レンズ２ａにて探査すると共に、レーダー装置１０により管の上部の空洞部Ｈを探査するものである。その際に、モータ駆動のための給電線Ｋ１や信号線Ｋ２等がまとめられたケーブルＫをひきずりながら前進するために、管内探査装置Ｍの前進に合わせてケーブルＫを送り出すように構成することが好適である。
【００５６】
また、所定距離の探査が終了すると、管内探査装置Ｍを一旦後進させて、マンホール孔から取り出して次のマンホール孔から再度挿入して次の管内探査を実行する。この時に、前記レーダー装置１０を下降端まで降下させた状態で後進させると、管内探査装置Ｍの走行負荷が減少し、楽に後進走行することができる。
【００５７】
この後進走行は、キャタピラー２１を逆回転させて積極的に走行駆動してもよいし、また、ケーブルＫを巻き戻す力で管内探査装置Ｍを引き出すように構成してもよい。いずれにしても、レーダー装置１０を下降させた状態で管内探査装置Ｍを引き出す構成であるので、キャタピラー２１以外に管壁と接触する部分がなく、楽に走行することができる。
【００５８】
また、前進しながら管内を探査している最中でも、カメラ２により管内に障害物が在ることを検知すると、地上からの制御によりレーダー装置１０を一旦下降させて、前記障害物を避けることができる。
【００５９】
そのために、本発明に係る管内探査装置Ｍは、前進・後進の際に無理なく楽に走行することが可能なものである。
【００６０】
【発明の効果】
上記したように本発明によれば、管の大小に係らずに、レンズ付きカメラにより管内を探査することができると共に、常時管内の上部内面に位置するレーダー装置により管の上部に位置する空洞を探査することができる。
【００６１】
また、レーダー装置を単独に昇降自在な構成としたので、管内を探査する際には、所定位置まで上昇させて探査を行い、障害物を発見した場合や後進する場合には、前記レーダー装置を下降させた状態で走行させることができ、走行負荷を低減して楽に走行することができると共に、損傷することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーダー装置の斜視図である。
【図２】第一の検知部材を示す概略説明図であり、（ａ）はリミットスイッチが働いていない状態であり、（ｂ）はリミットスイッチが働いた状態を示す。
【図３】本発明に係るレーダー装置の側面図である。
【図４】第二の検知部材を示す概略説明図であり、（ａ）はリミットスイッチが働いていない状態であり、（ｂ）は下降端まで下降してリミットスイッチが働いた状態を示す。
【図５】本発明に係る管内探査装置の全体側面図である。
【図６】上記管内探査装置の全体正面図である。
【図７】本発明に係る管内探査装置が小さな管径に対応して縮んだ状態の全体側面図である。
【図８】第二の上部レバー部材を備えるレーダー装置の全体斜視図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ カメラ
２ａ 魚眼レンズ
２ｂ 照明用ランプ
５ リンク機構
１０ レーダー装置
１０Ａ レーダーボックス本体
１１ ガイドローラ
１２ 揺動アーム部材
１３ コイルばね（付勢部材）
１５ 第一の検知部材
１５Ａ 上部レバー部材
１５Ｂ リミットスイッチ
１６ 第二の検知部材
１６Ａ 下端検知レバー
１６Ｂ リミットスイッチ
２０ 走行体
Ｍ 管内探査装置
Ｍ１ 巻取モータ（停止部材）
Ｒ 巻取ローラ（停止部材）
Ｗ ワイヤー（停止部材）
Ｋ ケーブル
Claims (7)
- ケーブルを牽引しつつ円筒状管内を前進・後進移動する走行体に、レンズ付きカメラを備えた管内探査装置であって、
前記走行体の上部側にレーダー装置を揺動アーム部材を介して昇降自在に配設すると共に、該レーダー装置の上昇端を検知する第一の検知部材と、下降端を検知する第二の検知部材とを備え、該検知部材がそれぞれの端部を検知すると、前記レーダー装置の昇降を停止する構成としたことを特徴とする管内探査装置。 - 前記レーダー装置が、レーダーボックス本体と、該ボックス本体の左右両側の前後にそれぞれ配設するガイドローラとを有しており、前記レーダー装置を上昇させる際には、管内の上部内面に前記ガイドローラが先に当接することで、前記レーダーボックス本体は管内の上部内面に当接しない構成としたことを特徴とする請求項１に記載の管内探査措置。
- 前記レーダー装置を管内の上部内面に押し当てる付勢部材を前記揺動アーム部材に配設して、前記付勢部材により前記レーダー装置を常時上昇させると共に、前記レーダー装置の上昇を停止する停止部材を配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の管内探査装置。
- 前記停止部材を、レーダーボックス本体側に配設した巻取モータにより回転駆動される巻取ローラと、走行体側に一端を固着し他端を前記巻取ローラが巻き取る構成のワイヤーとで形成すると共に、前記ワイヤーを巻き取るとレーダー装置が下降し、前記ワイヤーを緩めると前記付勢部材によりレーダー装置が上昇し、巻取モータの駆動を停止すると前記レーダー装置の昇降動作も停止するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の管内探査装置。
- 前記第一の検知部材を前記ガイドローラ部に装着する上部レバー部材と該レバー部材の移動を検知するリミットスイッチとから構成し、前記レーダー装置を上昇させると先ず前記上部レバー部材が管内の上部内面に当接し、次いで前記ガイドローラが当接すると同時に前記リミットスイッチが働いて前記停止部材により前記レーダー装置を停止させる構成であることを特徴とする請求項４に記載の管内探査装置。
- 前記第二の検知部材を前記揺動アーム部材に装着する下端検知レバー部材と該レバー部材の移動を検知するリミットスイッチとから構成し、前記レーダー装置を下降端まで下降させると、先ず前記下端検知レバー部材が前記揺動部材により移動され前記リミットスイッチが働いて、前記停止部材により前記レーダー装置を停止させる構成としたことを特徴とする請求項４に記載の管内探査装置。
- 前記レンズ付きカメラで撮影した映像を地上に設置したモニタにより目視可能であると共に、前記レーダー装置の昇降を地上側から制御可能としたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の管内探査装置。
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102053702B1 (ko) * | 2019-02-12 | 2019-12-09 | 셀파이엔씨(주) | 안테나와 지표면의 일정간격 유지를 위한 지표투과레이더 장치 |
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2003
- 2003-03-03 JP JP2003055607A patent/JP2004264198A/ja not_active Withdrawn
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