JP2592989B2 - In-pipe work equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば発電所の循環水配管内に付着する海
洋生成物の除去作業、除去により発生する海洋生成物あ
るいは水等を回収する作業、および清掃、回収作業が完
了した後の配管内壁面の点検作業をリモートマニュアル
運転にて実施する管内作業装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a marine product or water generated by removing, for example, a marine product attached to a circulating water pipe of a power plant. The present invention relates to an in-pipe working device for performing a work of collecting pipes and the like, and an inspection work of an inner wall surface of a pipe after completion of cleaning and collection work by remote manual operation.

（従来の技術） 海水の導水路においては、海水中に含まれる微生物が
導水路壁面に付着し、時間の経過と共に生育し、導水路
の性能に悪影響を及ぼす。例えば火力、原子力発電所に
おいては、復水器冷却用に大量の海水を必要としている
が、この導水路は鉄管で構成され、海洋生成物（フジツ
ボ、ムラサキガイ、藻類等）あるいは、海水中の塩分に
よる腐蝕を防止するため、熱管内壁面に防護塗料を塗付
する。(Conventional technology) In a seawater headrace, microorganisms contained in seawater adhere to the wall of the headrace and grow over time, adversely affecting the performance of the headrace. For example, thermal and nuclear power plants require a large amount of seawater for condenser cooling, but this headrace is made up of iron pipes and can be used for marine products (barnacles, mussels, algae, etc.) or seawater. To prevent corrosion due to salt, apply protective paint to the inner wall of the heat pipe.

ところが、海洋生成物は該防護塗料を浸蝕し、鉄管寿
命を縮めるもとになるばかりか、大量に付着して、冷却
効率低下の原因ともなっている。However, marine products corrode the protective coating and shorten the life of the iron pipe, and also adhere to a large amount and cause a decrease in cooling efficiency.

このようなことから、従来以下に述べるロボットシス
テムが使用されていた。これについて、第16図〜第21図
を参照して説明する。For this reason, a robot system described below has been conventionally used. This will be described with reference to FIGS. 16 to 21.

第16図は従来のロボットシステムの全体の概容を示す
もので、ロボットは作業ロボット200と支援ロボット300
の２台で構成されている。このロボット200,300は、ロ
ボット搬出入マンホール201から配管199内に搬入あるい
は搬出を行う。このロボット200,300の配管199内で作業
を行うために、配管外には種々の付属装置が設置され、
これによりロボット運用を行う。FIG. 16 shows an overall view of a conventional robot system, in which a robot includes a work robot 200 and a support robot 300.
It consists of two units. The robots 200 and 300 carry in or carry out the robot 199 from the robot carry-in / out manhole 201 into the pipe 199. In order to work in the pipe 199 of the robots 200 and 300, various auxiliary devices are installed outside the pipe,
Thus, the robot is operated.

作業ロボット200には光ファイバーケーブル、動力用
ケーブル、エアホース、テンション用ワイヤを内蔵した
複合ケーブル203が連結されており、この複合ケーブル2
03は複合ケーブル巻取装置204にて巻取り、あるいは繰
り出しの動作を行なわせる。The working robot 200 is connected to a composite cable 203 containing an optical fiber cable, a power cable, an air hose, and a tension wire.
In the step 03, the composite cable winding device 204 performs a winding or unwinding operation.

支援ロボット300には作業ロボット200と同様な内蔵物
を入れた複合ケーブル205が連結され、同様に複合ケー
ブル巻取装置206にて巻取り、あるいは繰り出しの動作
を行なわせる。さらに、作業ロボット200には高圧水を
通すために水ホース202が連結されており、この水ホー
ス202の巻取り、および繰り出しの動作を行なわせるた
めの水ホース巻取り装置207を介して高圧水発生装置208
に連結されている。The support robot 300 is connected to a composite cable 205 containing a built-in component similar to that of the work robot 200, and the composite cable winding device 206 performs the winding or unwinding operation in the same manner. Further, a water hose 202 is connected to the working robot 200 for passing high-pressure water, and the high-pressure water is supplied through a water hose winding device 207 for winding and unwinding the water hose 202. Generator 208
It is connected to.

ロボット200,300に各々の複合ケーブル203,205内に内
蔵されたエアホースは各々複合ケーブル巻取装置204,20
6とコンプレッサー209の間にもつながれたエアホースに
連結される。The air hoses built into the composite cables 203 and 205 of the robots 200 and 300 are respectively connected to the composite cable winding devices 204 and 20.
Connected to an air hose connected between 6 and compressor 209.

このように配管199外におかれた種々の付属装置から
は、コンテナハウス198内に設置された制御盤210に配線
され、配管199内の２台のロボット200,300および配管19
9外の各々の付属装置は制御盤210に設置された各種スイ
ッチ類、CRTモニター、各種計器類を人間が操作あるい
は監視しながら運転される。制御盤210には分電盤211、
トランス212を通して、必要な電力が供給される。In this way, from various attached devices outside the pipe 199, wiring is performed to the control panel 210 installed in the container house 198, and the two robots 200 and 300 and the pipe 19 in the pipe 199 are connected.
Each of the nine auxiliary devices is operated while a human being operates or monitors various switches, CRT monitors, and various instruments installed on the control panel 210. The control panel 210 has a distribution board 211,
The necessary power is supplied through the transformer 212.

第17図は前記作業ロボット200の側面図であり、第18
図は作業ロボット200の正面図（第17図の矢印Ｐ方向か
ら見た図）である。作業ロボット本体220には、ロボッ
ト側制御盤が内蔵されており、複合ケーブル203に内蔵
された光ファイバーケーブル、動力用ケーブルがコネク
ターにより連結される。この光ファイバーケーブル、動
力用ケーブルにて作業ロボット200の動作に必要な制御
信号の授受、また動力の供給が行なわれる。ロボット本
体220には、走行用車輪としての前輪221および駆動用前
輪サーボモータ234を備え、また後輪222を備えており、
これによりロボット200が走行可能になっている。FIG. 17 is a side view of the work robot 200, and FIG.
The figure is a front view of the working robot 200 (view seen from the direction of arrow P in FIG. 17). The work robot body 220 has a built-in control panel on the robot side, and an optical fiber cable and a power cable built in the composite cable 203 are connected by connectors. The optical fiber cable and the power cable transmit and receive control signals necessary for the operation of the work robot 200 and supply power. The robot body 220 includes a front wheel 221 as a running wheel and a front wheel servo motor 234 for driving, and further includes a rear wheel 222,
This allows the robot 200 to travel.

また旋回アーム223、これに付属した旋回アーム用カ
メラ224、高圧水ジェットを発射する噴射ノズル225によ
り、ロボット200が走行すると共に、配管199の内面の貝
類、スライム類を高圧水シェットにより清掃し、その状
態をカメラ224にて撮影し、その映像を第16図の制御盤2
10内に設置されたCRTモニターに送る。この旋回アーム2
23は、旋回アーム取付台226によりロボット本体220に取
り付けられる。天井車輪227は、ロボット走行時に補助
として用いられるもので、前輪221および後輪222に走行
に必要な加圧接地力を与えるものである。天井車輪227
は、天井車輪アーム228に取り付けられ、起伏動作をエ
アシリンダ229の伸縮により行なわせるものであり、天
井車輪アーム228には照明灯230、同じく照明灯231、お
よび監視カメラ232が設置され、配管199内のロボットを
照らすと共に映像を映す役割を果たし、制御盤210を操
作する人間の運転操作に役立たせるものである。さら
に、作業ロボット本体220にはケブラー（米国デュポン
社製の芳香族ポリアミド繊維の商品名）ロープ233が取
り付けられ、支援ロボット300に連結される。In addition, the robot 200 travels by the swivel arm 223, the swivel arm camera 224 attached thereto, and the injection nozzle 225 that emits a high-pressure water jet, and shells and slimes on the inner surface of the pipe 199 are cleaned with a high-pressure water shet, The state is photographed by the camera 224, and the image is displayed on the control panel 2 shown in FIG.
Send it to the CRT monitor installed in 10. This swivel arm 2
23 is attached to the robot main body 220 by the turning arm mounting base 226. The ceiling wheel 227 is used as an auxiliary when the robot travels, and applies a pressurized contact force required for traveling to the front wheel 221 and the rear wheel 222. Ceiling wheels 227
Is mounted on a ceiling wheel arm 228, and performs an undulating operation by expansion and contraction of an air cylinder 229. The ceiling wheel arm 228 is provided with an illumination light 230, the same illumination light 231 and a monitoring camera 232, and a pipe 199. It plays a role of illuminating the robot inside and displaying an image, and is useful for a human driving operation of the control panel 210. Further, a Kevlar (trade name of aromatic polyamide fiber manufactured by DuPont, USA) rope 233 is attached to the work robot main body 220 and connected to the support robot 300.

第19図は支援ロボット300の側面図であり、第20図の
中心線より左半分は、支援ロボット300の正面図（第19
図の矢印Ｑ方向に見た図）であり、第20図の中心線より
右半分は、支援ロボット300の背面図（第19図の矢印Ｒ
方向に見た図）である。支援ロボット300は、支援ロボ
ット本体340には走行用前輪341、走行用後輪342を備え
ており、これにより走行可能になっている。天井車輪34
3は作業ロボット200と同様に、支援ロボット300の走行
時の補助として用いられるものであり、天井車輪用アー
ム344、エアシリンダ345等により構成されている。さら
に、支援ロボット本体340には伸縮ビーム346、アウトリ
ガー347、ケブラーロープ巻取ウインチ348を備え、作業
ロボット200からのケブラーロープ233は伸縮ビーム346
に取り付けられたプーリー類を介して、ケブラーロープ
巻取ウインチ348につなげられる。また、支援ロボット
本体340の後部に付属したサポートワイヤ巻取ウインチ3
49には、サポートワイヤ350が巻き付けられ、このサポ
ートワイヤ350は配管199外部の固定点にロードセル（図
示せず）を介して取り付けられている。このサポートワ
イヤ350は、傾斜角度のきつい配管199内を支援ロボット
300を引き上げる時の走行力向上の機能を有している。
支援ロボット本体340の下部には、複合ケーブル（図示
しない）、水ホース送り装置351が設置されており、第2
1図に示すように垂直形状をしている配管260内を作業ロ
ボット200が走行する時に、第16図に示す作業ロボット
用複合ケーブル203、水ホース207を作業ロボット200の
走行速度に合わせて送りだし、あるいは引き戻しを行う
機能を有する。FIG. 19 is a side view of the support robot 300, and the left half from the center line in FIG.
20 is a view seen in the direction of arrow Q in FIG. 20, and the right half from the center line in FIG. 20 is a rear view of the support robot 300 (arrow R in FIG. 19).
FIG. The support robot 300 includes a front wheel 341 for traveling and a rear wheel 342 for traveling on the support robot main body 340, so that it can travel. Ceiling wheels 34
Reference numeral 3 is used similarly to the work robot 200 for assisting the traveling of the support robot 300, and includes a ceiling wheel arm 344, an air cylinder 345, and the like. Further, the support robot main body 340 is provided with a telescopic beam 346, an outrigger 347, and a Kevlar rope winding winch 348, and the Kevlar rope 233 from the work robot 200 is provided with a telescopic beam 346.
It is connected to the Kevlar rope winding winch 348 via pulleys attached to the cable. The support wire take-up winch 3 attached to the back of the support robot body 340
A support wire 350 is wound around 49, and the support wire 350 is attached to a fixed point outside the pipe 199 via a load cell (not shown). This support wire 350 supports the inside of the piping 199 with a steep inclination angle.
It has the function of improving running power when raising 300.
At the lower part of the support robot body 340, a composite cable (not shown) and a water hose feeder 351 are installed.
When the work robot 200 travels in a pipe 260 having a vertical shape as shown in FIG. 1, the composite cable 203 for the work robot and the water hose 207 shown in FIG. 16 are sent out according to the traveling speed of the work robot 200. Or has the function of pulling back.

作業ロボット200と支援ロボット300は第16図に示すよ
うに、水平な状態にある配管199内、あるいは傾斜を有
する配管内においては、２台連動した運転を行うが、第
21図に示すような垂直な配管260においては、作業ロボ
ット200の単独運転となる。この時、支援ロボット300は
垂直な配管260の手前で停止し、ケブラーロープ233に
て、作業ロボット200を吊り下げる役割を果たす。伸縮
ビーム346は、第21図の如く状態では伸縮ビーム346を伸
ばし、ケブラーロープ233が配管260の曲部に接触しない
ようにし、配管260ならびにケブラーロープ233に傷を付
けないようにするためのものである。As shown in FIG. 16, the work robot 200 and the support robot 300 operate in conjunction with each other in the horizontal pipe 199 or in the inclined pipe.
In a vertical pipe 260 as shown in FIG. 21, the work robot 200 operates alone. At this time, the support robot 300 stops before the vertical pipe 260, and plays a role of suspending the work robot 200 by the Kevlar rope 233. The telescopic beam 346 is used to extend the telescopic beam 346 in the state shown in FIG. 21 so that the Kevlar rope 233 does not contact the curved portion of the pipe 260 and does not damage the pipe 260 and the Kevlar rope 233. It is.

アウトリガー347および天井車輪343は、第21図に示す
支援ロボット300の状態では、各々配管260内面に接触
し、加圧することにより支援ロボット300の転倒を防止
する役割を果たしている。。In the state of the support robot 300 shown in FIG. 21, the outrigger 347 and the ceiling wheel 343 play a role of preventing the support robot 300 from falling over by contacting and pressurizing the inner surface of the pipe 260, respectively. .

なお、第16図に示す救出ウインチ213は、ワイヤロー
プ214を巻き取るもので、このワイヤロープ214は支援ロ
ボット300の後部に取り付くようになっており、何らか
の異常事態により支援ロボット300が走行不能となった
時、このロボット300をロボット搬出入マンホール201の
位置まで引き上げることを目的として配管外に設置され
ている。The rescue winch 213 shown in FIG. 16 winds the wire rope 214, and the wire rope 214 is attached to the rear part of the support robot 300, so that the support robot 300 cannot travel due to some abnormal situation. When this happens, the robot 300 is installed outside the pipe for the purpose of raising the robot 300 to the position of the robot carry-in / out manhole 201.

（発明が解決しようとする課題） 第16図に示すように、作業を行う場合、作業ロボット
200と、支援ロボット300を２台同時に運転するために、
以下に述べるような種々の問題点がある。(Problems to be Solved by the Invention) As shown in FIG.
200 and two support robots 300 at the same time,
There are various problems as described below.

（１）−1 2台のロボット200,300を運転するために、
第16図の制御盤210の前で、人間がCRTモニター、計器類
等多数の監視機器をみながら押ボタン、セレクトスイッ
チ類を操作する必要があり、このため作業効率が悪い。(1) -1 To operate two robots 200 and 300,
In front of the control panel 210 shown in FIG. 16, it is necessary for a human to operate push buttons and select switches while watching a large number of monitoring devices such as CRT monitors and instruments, and thus the work efficiency is low.

（１）−2 2台のロボット200,300を制御する上で、両
者を連結するケブラーロープ233が介在するため、各々
のロボット200,300の車体の傾きを是正する時などに制
約が生じ、同時に両者を制御するのが難しい。(1) -2 In controlling the two robots 200 and 300, the Kevlar rope 233 that connects them is interposed, so there are restrictions when correcting the inclination of the body of each of the robots 200 and 300. Difficult to do.

（２） 2台のロボット200,300で構成されるため、複
合ケーブル203,205、配管199外に設置された複合ケーブ
ル巻取装置204,206もその分増えることになり、製作費
用が高いものになると共に故障確立も倍となり、ロボッ
ト運用上、メインテナンス上の効率が低いものとなって
いる。(2) Since the robot is composed of two robots 200 and 300, the number of the composite cables 203 and 205 and the number of the composite cable winding devices 204 and 206 installed outside the pipe 199 are increased by that much, which increases the production cost and establishes a failure. As a result, efficiency in robot operation and maintenance is low.

（３） 2台のロボット200,300を、第16図のロボット
搬出入用マンホール201より、出し入りするための段取
作業の時間が大きく、発電所の点検工事期間が長いもの
となる。(3) The two robots 200 and 300 need to be set up and taken out of the manhole 201 for loading and unloading the robots in FIG. 16 for a long time, and the inspection period of the power plant is long.

（４） 2台の複合ケーブル巻取り装置204,206も必要
なため、配管199の外部に所要スペースも余分に必要と
なっている。(4) Since two composite cable winding devices 204 and 206 are also required, extra space is required outside the pipe 199.

（５） 第21図に示す配管260のように曲部形状をし
ている場合は、天井車輪227が曲部に引っかかり、前輪2
21、後輪222が配管260内壁面より浮き上がり、安定した
走行ができない場合が発生する。また、配管260が垂直
な形状をしている場合でも、ロボット走行中に同様な現
象が発生することがある。(5) In the case of a curved part shape like the pipe 260 shown in FIG. 21, the ceiling wheel 227 is caught by the curved part and the front wheel 2
21, The rear wheel 222 rises above the inner wall surface of the pipe 260, and a case where stable traveling cannot be performed occurs. Further, even when the pipe 260 has a vertical shape, a similar phenomenon may occur while the robot is running.

（６） 従来の作業ロボット200には、高圧水ジェッ
トによる清掃機能、清掃後の配管内壁の監視カメラ232
による目視点検機能はあるが、清掃により配管内壁より
除去した貝類、スライム類等の海洋生成物の回収機能が
無い。(6) The conventional work robot 200 has a cleaning function using a high-pressure water jet, and a monitoring camera 232 for the pipe inner wall after cleaning.
Has a visual inspection function, but does not have a function to collect marine products such as shellfish and slime removed from the inner wall of the pipe by cleaning.

そこで、本発明は従来複雑な配管内壁面を走行する際
に必要であった支援ロボットを必要とすること無く、安
定した自力走行が可能で、操作性および作業効率が向上
する管内作業装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention provides an in-pipe working device that can stably run on its own without requiring a support robot that was conventionally required when traveling on a complicated inner wall of a pipe, and has improved operability and work efficiency. The purpose is to do.

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するため、作業すべき管内を
走行可能なロボット本体と、このロボット本体にワイヤ
ロープを巻取可能に支持された巻取ドラムと、一端が前
記作業すべき管、もしくはこの管に近接する所望の固定
部位に固定され、他端が前記巻取ドラムに巻き取られる
ワイヤロープと、このワイヤロープと前記固定部位との
間の引張力を検知する引張力検知手段と、前記ロボット
本体の前後の傾きに基づいて、進行方向に作用する分力
を算出する分力算出手段と、前記ロボット本体が傾斜面
あるいは垂直面を走行するとき、前記分力算出手段によ
り算出された分力及び前記引張力検知手段により検知さ
れた引張力に基づいて、前記ワイヤロープに対して一定
の張力を掛けるように前記巻取ドラムに回転駆動力を与
えるとともに、前記ワイヤロープと前記巻取ドラムの回
転軸芯とのなす角を直角とするように前記巻取ドラムの
角度を制御可能な揺動形巻取りウインチ装置とを備えた
管内作業装置である。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a robot main body capable of traveling in a pipe to be worked, and a rotatable wire rope supported by the robot main body. A winding drum, one end of which is fixed to the pipe to be worked, or a desired fixing portion close to the pipe, and the other end of which is wound on the winding drum; A tensile force detecting means for detecting a tensile force between the robot body, a component force calculating means for calculating a component force acting in the traveling direction based on the front and rear inclination of the robot main body, and a robot having an inclined surface or a vertical surface. When traveling on the basis of the component force calculated by the component force calculating means and the tensile force detected by the tensile force detecting means, to apply a constant tension to the wire rope An oscillating-type winding winch device capable of controlling the angle of the winding drum so that an angle between the wire rope and the rotation axis of the winding drum is made a right angle while providing a rotational driving force to the winding drum; It is an in-pipe working device provided with.

なお、前記管内作業装置のさらに望ましい態様は次の
通りである。In addition, the more preferable aspect of the said in-pipe working apparatus is as follows.

ロボットが管内に安定走行ができるように、ロボット
本体の下部に、作業すべき管内壁に吸着可能な吸着装置
を具備したものである。In order to allow the robot to travel stably in the pipe, a suction device is provided at the lower part of the robot main body so as to be able to suck the inner wall of the pipe to be worked.

ロボットが管内を清掃した後の、海洋生成物を回収す
るために、ロボット本体の下部に、管内走行壁面を吸着
する真空用パッドと、これとロボット本体間を連結し、
かつ真空吸引孔が設けられたリンク機構を具備したもの
である。In order to collect marine products after the robot cleans the inside of the pipe, a vacuum pad that adsorbs the running wall inside the pipe is connected to the lower part of the robot body, and this is connected to the robot body,
And a link mechanism provided with a vacuum suction hole.

ロボットが走行する管内壁に凹凸があっても吸着位置
が変更できるように、真空吸着装置は上リンクと下リン
クで構成されると共に、ロボットの前方あるいは後方へ
せりだし可能にしたものである。The vacuum suction device is constituted by an upper link and a lower link and can be protruded forward or backward of the robot so that the suction position can be changed even if the inner wall of the pipe on which the robot runs has irregularities.

（作用） 本発明によれば、ロボット本体内にワイヤロープの張
力を一定に掛ける巻取ウインチが取り付けられているの
で、作業ロボットが配管の垂直形状部を上昇、下降する
時に従来必要であった支援ロボットの援助を受けないで
１台の作業ロボットのみで自力走行が可能となる。これ
により、操作性および作業効率が向上する。(Operation) According to the present invention, since the take-up winch for applying a constant tension of the wire rope is mounted in the robot body, it has been conventionally required when the working robot moves up and down the vertical shape of the pipe. The self-traveling can be performed by only one working robot without the assistance of the supporting robot. Thereby, operability and work efficiency are improved.

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。始
めに、第１図により本発明による管内作業装置の全体の
概略構成について説明を行うが、ここでは第16図と同一
部分には同一符号を付し、その説明を省略し、異なる点
を主として説明する。清掃、回収、点検の各作業は１台
の作業ロボット100が行うシステムとなっており、これ
には以下に述べる地上設備（配管外設備）を具備してい
る。この地上設備は、コンテナハウス198内に設置され
た制御盤210、分電盤211およびこの分電盤211への電力
供給用のトランス212から構成される制御系機器、また
コンプレッサー209、複合ケーブル巻取装置204,高圧水
発生装置208、サクションホース巻取装置301、バキュー
ムユニット302、救出ウインチ213、アンカー（アンカー
ボルト）304から構成される付属機器類がある ロボット100は、第２図に示すように、ワイヤロープ
（以下ワイヤと称する）10、サクションホース12、複合
ケーブル15が各々地上設備へ連結されている。ワイヤ10
は、第１図に示すようにロードセル303を介して配管199
の外壁の所定部位においてアンカー304により固定され
ており、ロボット100が水平、傾斜、垂直等の走行する
状態において、その時々にワイヤ10に作用する張力をロ
ードセル303にて測定することができるようになってい
る。サクションホース12はサクションホース巻取装置30
1に連結しており、巻取、巻戻しの操作を行い、またサ
クションホース巻取装置301のバキュームユニット302は
連結されており、ロボット100よりバキュームユニット3
02まで真空回路を構成している。このバキュームユニッ
ト302を作動させることにより、負圧が発生しロボット1
00に内蔵された吸着回収装置11の後述する真空バッド70
が配管内壁面に吸着したり、あるいは配管内に存在する
異物を吸引し、バキュームユニット302まで吸い上げる
ことができる。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall schematic configuration of the in-pipe working device according to the present invention will be described with reference to FIG. 1. Here, the same parts as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. explain. The cleaning, collection, and inspection operations are performed by a single work robot 100, which includes ground equipment (outside pipe equipment) described below. The ground equipment includes a control system device including a control panel 210, a distribution panel 211, and a transformer 212 for supplying power to the distribution panel 211, which are installed in the container house 198; a compressor 209; The robot 100 has accessories such as a take-up device 204, a high-pressure water generator 208, a suction hose take-up device 301, a vacuum unit 302, a rescue winch 213, and an anchor (anchor bolt) 304. The robot 100 is shown in FIG. In addition, a wire rope (hereinafter, referred to as a wire) 10, a suction hose 12, and a composite cable 15 are respectively connected to ground facilities. Wire 10
Is connected to a pipe 199 via a load cell 303 as shown in FIG.
Is fixed by an anchor 304 at a predetermined portion of the outer wall of the robot 100, so that the load 100 can measure the tension applied to the wire 10 at each time in a state where the robot 100 is running horizontally, inclined, vertically, or the like. Has become. The suction hose 12 is a suction hose winding device 30
The vacuum unit 302 of the suction hose take-up device 301 is connected to the vacuum unit 3 and is connected to the vacuum unit 3 by the robot 100.
A vacuum circuit is configured up to 02. By operating the vacuum unit 302, a negative pressure is generated and the robot 1
00 vacuum pad 70 of the adsorption recovery device 11 built in
Can be adsorbed on the inner wall surface of the pipe or a foreign substance present in the pipe can be sucked up to the vacuum unit 302.

複合ケーブル15内には、光ファイバーケーブル、動力
用ケーブル、エアホース、テンション用ワイヤ、高圧水
ホースが内蔵され、光ファイバーケーブルは制御盤21
0、動力用ケーブルは分電盤211、エアホースはコンプレ
ッサ209、高圧水ホースは高圧水発生装置へ複合ケーブ
ル巻取装置204を介して連結される。テンション用ワイ
ヤは、複合ケーブル巻取装置204内に固定されている。In the composite cable 15, an optical fiber cable, a power cable, an air hose, a tension wire, and a high-pressure water hose are built in.
0, the power cable is connected to the distribution board 211, the air hose is connected to the compressor 209, and the high-pressure water hose is connected to the high-pressure water generator via the composite cable winding device 204. The tension wire is fixed in the composite cable winding device 204.

救出ウインチ213は、配管内において、作業ロボット1
00が何らかの異常により走行不能となったとき、専用ワ
イヤを作業ロボット100に取り付け、引き戻す時にのみ
使用される。制御盤210と、分電盤211および地上の各機
器間は別のケーブルにより配線されており、制御盤210
の操作により自動あるいは手動運転することができる。The rescue winch 213 is connected to the work robot 1
When 00 becomes unable to run due to some abnormality, the dedicated wire is attached to the work robot 100 and used only when pulling back. The control panel 210, the distribution board 211, and each device on the ground are wired with separate cables.
Operation can be performed automatically or manually.

次に以上述べた各装置の具体的構成について述べる。
第２図は第１図の作業ロボット100の側面図を示すもの
であり、第３図は作業ロボット100の正面図（第２図の
矢印Ｓ方向に見た図）である。ロボット本体１の前後に
は走行用の車輪として前車輪２が２個、後車輪３が２個
配設され、この車輪2,3はサーボモータにより駆動され
る。ロボット本体１の前方には、旋回アーム４と、これ
に付属する高圧水ジェットを吹きだす噴射ノズル16、お
よび監視カメラ17が有り、取付台５を介して取り付けら
れている。ロボット本体１の上方には天井車輪６を保持
する旋回アーム７と旋回動作を行なわせるエアシリンダ
ー８が設置されている。ロボット本体１の内部には巻取
ウインチ装置９が内蔵され、この巻取ウインチ装置９の
巻取ドラム20に巻き付けられたワイヤ10はロボット本体
１の後方から外部へ出るとともに、配管199の外部に例
えばアンカー304により固定された固定点に、ロードセ
ル303を介して取り付けられる。ロボット本体１の下部
には、吸着回収装置11が設置され、この装置11から外部
へはサクションホース12が連結され、このサクションホ
ース12は別置の真空発生装置へつながれる。制御盤13は
ロボット本体１の上方に設置され天井車輪アーム７やエ
アシリンダー８の間に収納される。Next, a specific configuration of each device described above will be described.
FIG. 2 is a side view of the work robot 100 of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of the work robot 100 (a view in the direction of arrow S in FIG. 2). Two front wheels 2 and two rear wheels 3 are arranged in front and rear of the robot body 1 as running wheels, and these wheels 2 and 3 are driven by a servomotor. In front of the robot main body 1, there are a swivel arm 4, an injection nozzle 16 for blowing out a high-pressure water jet attached thereto, and a monitoring camera 17, which are mounted via a mount 5. Above the robot body 1, a swing arm 7 holding a ceiling wheel 6 and an air cylinder 8 for performing a swing operation are installed. A take-up winch device 9 is built in the robot main body 1, and a wire 10 wound around a take-up drum 20 of the take-up winch device 9 exits from the back of the robot main body 1 and goes out of the pipe 199. For example, it is attached via a load cell 303 to a fixing point fixed by an anchor 304. At the lower part of the robot body 1, an adsorption / recovery device 11 is installed, and a suction hose 12 is connected from the device 11 to the outside. This suction hose 12 is connected to a separate vacuum generator. The control panel 13 is installed above the robot body 1 and housed between the ceiling wheel arm 7 and the air cylinder 8.

次に、第４図〜第９図により巻取ウインチ装置９の詳
細構成について説明を行う。第４図はロボット本体１内
部に配設されているの巻取ウインチ装置９の全体を示す
平面図、第５図は第４図のＸ−Ｘ線に沿って切断して矢
印方向に見た断面図、第６図は第４図のＹ−Ｙ線に沿っ
て切断して矢印方向に見た断面図、第７図は第４図のＺ
−Ｚ線に沿って切断して矢印方向に見た断面図、第８図
は第７図の矢印Ａ方向に沿って見た正面図、第９図は第
８図のＵ−Ｕ線に沿って切断して矢印方向に見た断面図
である。Next, a detailed configuration of the winding winch device 9 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view showing the entire winding winch device 9 provided inside the robot body 1, and FIG. 5 is cut along the line XX of FIG. 4 and viewed in the direction of the arrow. FIG. 6 is a sectional view taken along line YY of FIG. 4 and viewed in the direction of the arrow, and FIG. 7 is a sectional view of FIG.
8 is a cross-sectional view taken along the line Z and viewed in the direction of the arrow, FIG. 8 is a front view taken along the direction of the arrow A in FIG. 7, and FIG. 9 is a view taken along the line U-U in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the arrow and viewed in the direction of the arrow.

巻取ドラム装置９は、第４図および第５図に示すワイ
ヤ10を巻き取る巻取ドラム20と、第４図および第５図に
示す巻取ドラム20の角度可変機構部と、第６図に示すワ
イヤ10の変位角度θの検出機構部と、第７図〜第９図に
示すワイヤ10に対して一定の張力を掛ける定テンション
機構部からなっている。The winding drum device 9 includes a winding drum 20 for winding the wire 10 shown in FIGS. 4 and 5, an angle varying mechanism of the winding drum 20 shown in FIGS. 4 and 5, and FIG. 7 and a constant tension mechanism for applying a constant tension to the wire 10 shown in FIGS. 7 to 9.

巻取ドラム20の軸方向両端部は、それぞれ図示しない
ベアリングとスイベルブラケット21、図示しないベアリ
ングとガイドブラケット24とにより回転可能に構成され
ている。スイベルブラケット21は、断面ほぼＬ形であっ
て、一側部にコ字形部21aを有し、このコ字形部21aはロ
ボット本体１に植立された固定ブラケット23に、これに
有するコ字形部23aに固定された固定軸22に回動可能に
支持されている。ガイドブラケット24は、ロボット本体
１に固定されたガイドブラケット31により以下のように
支持されている。すなわち、ガイドブラケット24は、断
面ほぼＬ形であって、この一方の板面には楕円状の長穴
24aが形成され、この長穴24aにはガイドバー25に装着さ
れたガイドベアリング26がスライド可能に挿入され、前
記ガイドバー25はスライド駒27に連結され、このスライ
ド駒27はボールネジ28と連結されている。スライド駒27
は下面面LMガイド29、側面LMガイド30を介してガイドブ
ラケット31に支持されている。ボールネジ28はガイドブ
ラケット31で支持されると共に、減速機32、サーボモー
タ33と連結され最終的にエンコーダ34とつながってい
る。固定ブラケット23およびガイドブラケット31はロボ
ット本体１の下部梁に固定される。Both ends in the axial direction of the winding drum 20 are rotatable by a bearing (not shown) and a swivel bracket 21, and a bearing (not shown) and a guide bracket 24, respectively. The swivel bracket 21 has a substantially L-shaped cross section and has a U-shaped portion 21a on one side. The U-shaped portion 21a is attached to a fixed bracket 23 set on the robot body 1 by a U-shaped portion. It is rotatably supported by a fixed shaft 22 fixed to 23a. The guide bracket 24 is supported by a guide bracket 31 fixed to the robot body 1 as follows. That is, the guide bracket 24 has a substantially L-shaped cross section, and one of the plate surfaces has an elliptical long hole.
A guide bearing 26 mounted on a guide bar 25 is slidably inserted into the elongated hole 24a, the guide bar 25 is connected to a slide piece 27, and the slide piece 27 is connected to a ball screw 28. ing. Slide piece 27
Is supported by a guide bracket 31 via a lower surface LM guide 29 and a side surface LM guide 30. The ball screw 28 is supported by the guide bracket 31 and is connected to the speed reducer 32 and the servomotor 33, and is finally connected to the encoder 34. The fixed bracket 23 and the guide bracket 31 are fixed to the lower beam of the robot body 1.

ワイヤ変位角度検出機構部は、第６図に示すように、
ロボット本体１の下部梁に固定されたブラケット37,38
に回転可能にボールネジ35が支持され、かつブラケット
37,38にリニアガイド36の両端が支持され、ブラケット3
8側でボールネジ35とエンコーダ39が連結されている。
ワイヤ10は、２つのローラ40によりはさまれており、ロ
ーラ40はローラ軸41、ベアリング43、軸支持板42により
スライド駒45の上に固定されている。スライド駒45に
は、ボールネジ35、リニアガイド36が貫通されている。The wire displacement angle detection mechanism section, as shown in FIG.
Brackets 37 and 38 fixed to the lower beam of the robot body 1
The ball screw 35 is supported rotatably on the
Both ends of the linear guide 36 are supported by 37 and 38, and the bracket 3
The ball screw 35 and the encoder 39 are connected on the 8 side.
The wire 10 is sandwiched between two rollers 40, and the roller 40 is fixed on a slide piece 45 by a roller shaft 41, a bearing 43, and a shaft support plate 42. A ball screw 35 and a linear guide 36 penetrate the slide piece 45.

定テンション機構部は、第７図〜第９図に示すように
プーリー46,47にてワイヤー10がはさみ込まれ、プーリ
ー46は軸がトルクリミタ49を通して、モータ50の軸につ
ながれている。これらはプーリーブラケット48により保
持されロボット本体１の下部梁に固定される。プーリー
47はプーリー軸52、ベアリング53を介して加圧ブラケッ
ト51で保持され、スプリング54をはさみ込み、ブラケッ
ト55に取り付けられる。ブラケット55はロボット本体１
の下部梁に固定される。上ローラ56、下ローラ57はワイ
ヤーロープ10をはさみブラケット58,59に固定され、こ
のブラケットはロボット本体の下部梁に固定される。As shown in FIGS. 7 to 9, the wire 10 is inserted between pulleys 46 and 47 in the constant tension mechanism, and the pulley 46 is connected to the shaft of the motor 50 through a torque limiter 49. These are held by a pulley bracket 48 and fixed to the lower beam of the robot body 1. pulley
47 is held by a pressure bracket 51 via a pulley shaft 52 and a bearing 53, sandwiches a spring 54, and is attached to the bracket 55. Bracket 55 is the robot body 1
Is fixed to the lower beam. The upper roller 56 and the lower roller 57 hold the wire rope 10 and are fixed to brackets 58 and 59, and the bracket is fixed to a lower beam of the robot body.

次に、第10図〜第15図により吸着回収装置11の詳細構
成について説明する。第10図は吸着回収装置11を前方よ
り見た正面図、第11図はリンクの関節部詳細図、第12図
はリンクを開いた時の断面図、第13図は真空パッド固定
図、第14図は真空パッドの開閉機構部、第15図はリンク
伸縮機構部の側面図を示す。Next, a detailed configuration of the adsorption and recovery apparatus 11 will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a front view of the adsorption and recovery device 11 as viewed from the front, FIG. 11 is a detailed view of a link joint, FIG. 12 is a cross-sectional view when the link is opened, FIG. FIG. 14 is a side view of the opening / closing mechanism of the vacuum pad, and FIG. 15 is a side view of the link expansion / contraction mechanism.

第10図において、上リンク61、下リンク62は関節部を
介してロボット本体１の下部梁、および移動ベース63に
固定される。ロボット本体１の下部梁と移動ベース63の
間はLMガイド64を介して連結される。また同様にブラケ
ット65−１およびブラケット65−２とその間にディジタ
ルシリンダー66を介して連結されている。In FIG. 10, an upper link 61 and a lower link 62 are fixed to a lower beam of the robot main body 1 and a movable base 63 via joints. The lower beam of the robot body 1 and the movable base 63 are connected via an LM guide 64. Similarly, the bracket 65-1 and the bracket 65-2 are connected via a digital cylinder 66 therebetween.

リンク61,62間の関節部は、第11図および第12図に示
すように接合面にパッキン71を有し、ベアリング72と73
にて半割ライナー74,75をはさみ、さらにスラストベア
リング76をはさむ構造となっており、ベアリング72と73
は半割リング77と78にてボルト79にて締め上げる構造と
なっている。The joint between the links 61 and 62 has a packing 71 on the joint surface as shown in FIGS.
The half liners 74 and 75 are sandwiched between them, and the thrust bearing 76 is sandwiched between them.
Has a structure that is tightened with bolts 79 at half rings 77 and 78.

真空パッド70は移動ベース63の下面に取り付けられる
が、第11図と第12図に示すようにリンク61,62間の関節
部を介して取り付けられている。真空パッド70には、ピ
ニオン67が固定され、ラック68を介してディジタルシリ
ンダー69が接続され、このディジタルシリンダー69はブ
ラケット80を介して移動ベース63に固定されている。The vacuum pad 70 is attached to the lower surface of the movable base 63, and is attached via a joint between the links 61 and 62 as shown in FIGS. A pinion 67 is fixed to the vacuum pad 70, and a digital cylinder 69 is connected to the vacuum pad 70 via a rack 68. The digital cylinder 69 is fixed to a movable base 63 via a bracket 80.

上リンク61は、第12図に示すようにリンク関節部を介
してロボット本体１の下部梁に連結されており、ホース
取付座81からサクションホース12につながっている。The upper link 61 is connected to the lower beam of the robot main body 1 via a link joint as shown in FIG. 12, and is connected from the hose mounting seat 81 to the suction hose 12.

次に、以上のように構成された管内作業装置の動作に
ついて説明するが、始めに全体的な動作を説明する。ロ
ボット本体１は水平な状態で走行するときは、前輪２、
後輪３に対し、自重による接地力から、車輪2,3に付属
したサーボモータの回転トルクを伝え走行する。この
時、巻取ウインチ装置９はワイヤ10の張力が常に一定に
なるよう巻き戻しを行いながら、車輪2,3のトルクに追
従するよう制御される。ワイヤ10の張力は、第１図に示
すアンカボルト304とワイヤ10間に取り付けられたロー
ドセル303にかかる引張力を検知すること（引張力検知
手段）により監視する。ロボット100が傾斜面、あるい
は垂直面を走行する時にはロボット本体１の前後の傾き
により、進行方向に作用する分力を自動的に計算し（分
力算出手段）、ワイヤ10の張力を加減し、走行する。即
ち、ロボット100の落下分力に相当する力を巻取ウイン
チ装置９の内蔵するサーボモータに指令し、ワイヤ10の
張力とするように制御しながら走行する。Next, the operation of the in-pipe working device configured as described above will be described. First, the overall operation will be described. When the robot body 1 travels in a horizontal state, the front wheels 2,
The traveling torque is transmitted to the rear wheel 3 by the rotation torque of the servomotors attached to the wheels 2 and 3 from the contact force due to its own weight. At this time, the winding winch device 9 is controlled to follow the torque of the wheels 2 and 3 while rewinding so that the tension of the wire 10 is always constant. The tension of the wire 10 is monitored by detecting the tensile force applied to the load cell 303 attached between the anchor bolt 304 and the wire 10 shown in FIG. 1 (tensile force detecting means). When the robot 100 travels on an inclined surface or a vertical surface, the component force acting in the traveling direction is automatically calculated by the front and rear inclination of the robot body 1 (component force calculating means), and the tension of the wire 10 is adjusted. To run. That is, the robot 100 travels while controlling a force corresponding to the drop component of the robot 100 to a servo motor incorporated in the winding winch device 9 so as to make the tension of the wire 10.

例えば、第21図に示すような凹凸のある配管260内を
走行する時には、第１図の吸着回収装置11を作動させ、
配管260の壁面に前輪２、後輪３が常に接地するようし
て走行させる。この時、天井車輪６は配管260の凹凸部
に引っかかる為使用しない。また、真っすくな配管の場
合には、傾斜あるいは垂直な部分では天井車輪６を作動
させ、配管内壁面に押し当てることにより、車輪2,3の
内壁面への押付力を増すようにして、走行の安定度を増
大させる。For example, when traveling in a pipe 260 having irregularities as shown in FIG. 21, the adsorption / recovery device 11 of FIG.
The front wheel 2 and the rear wheel 3 are caused to travel so that they always contact the wall surface of the pipe 260. At this time, the ceiling wheel 6 is not used because it is caught on the uneven portion of the pipe 260. In the case of a straight pipe, the ceiling wheel 6 is operated at an inclined or vertical portion and pressed against the inner wall surface of the pipe, so that the pushing force against the inner wall surface of the wheels 2 and 3 is increased. Increase the stability of

次に、第４図〜第９図に示す巻取ウインチ装置９の作
用を説明する。第４図の巻取ドラム20は内蔵されたサー
ボモータ（図示せず）の回転トルクによりワイヤ10の巻
き取り、巻き戻しを行うが、ワイヤ10は巻き取り、巻き
戻し動作を行う毎に巻取ドラム20上での位置が変化す
る。このワイヤ10の位置の変化に対応して、ローラ40
は、ボールネジ35を回しながらプーリー46,47の間を支
点として振られ、θなる角度変化を起こす。この時、エ
ンコーダ39はこのθ量を検知し、エンコーダ34に伝え、
サーボモータ33をその量に応じて回転させることによ
り、ボールネジ28が回転し、スライド駒27が移動し、巻
取ドラム20に固定されたガイドブラケット24の位置をθ
分変位させる。つまり、巻取ドラム20の回転軸芯とワイ
ヤ10は直角になるよう制御される。Next, the operation of the take-up winch device 9 shown in FIGS. 4 to 9 will be described. The winding drum 20 shown in FIG. 4 winds and rewinds the wire 10 by the rotation torque of a built-in servomotor (not shown). The position on the drum 20 changes. In response to the change in the position of the wire 10, the roller 40
Is swung about the fulcrum between the pulleys 46 and 47 while rotating the ball screw 35 to cause an angle change of θ. At this time, the encoder 39 detects the θ amount and transmits it to the encoder 34.
By rotating the servo motor 33 according to the amount, the ball screw 28 rotates, the slide piece 27 moves, and the position of the guide bracket 24 fixed to the winding drum 20 is changed by θ.
Displace by a minute. That is, the rotation axis of the winding drum 20 and the wire 10 are controlled so as to be perpendicular to each other.

定テンション装置のプーリー46と47は常にワイヤー10
を一定の力ではさみ、かつモータ50を回転させておき、
ワイヤ10を一定の力で引張るようにしている。トルクリ
ミタ49はこの一定の力を保持するもので、一定の力を超
えたら空転するものである。スプリング54はプーリー47
を一定力でプーリ46へワイヤ10を押しつける。そして、
上ローラ56と下ローラ57は、ワイヤ10の位置を一定に保
つようはさみ込む役割を果たす。また、プーリー46と47
はロボット100後部に固定されているため、ワイヤ10の
ロボット100から出ていく位置を固定している。Pulleys 46 and 47 of the constant tension device are always wire 10
With a certain force, and the motor 50 is rotated,
The wire 10 is pulled by a constant force. The torque limiter 49 holds this constant force, and idles when the force exceeds the certain force. Spring 54 is pulley 47
Press the wire 10 against the pulley 46 with a constant force. And
The upper roller 56 and the lower roller 57 play a role of holding the wire 10 at a constant position. Also, pulleys 46 and 47
Is fixed to the rear part of the robot 100, so that the position where the wire 10 exits from the robot 100 is fixed.

次に、第10図〜第15図にて吸着回収装置11の作用を説
明する。Next, the operation of the adsorption and recovery device 11 will be described with reference to FIGS.

ロボット本体１、上リンク61、下リンク62、移動ベー
ス63、真空パッド70間は第11,12図に示すように真空回
路を構成し、別置の真空発生装置からサクションホース
12を通して、真空パッド70までの真空引きが可能であ
る。A vacuum circuit is formed between the robot main body 1, the upper link 61, the lower link 62, the moving base 63, and the vacuum pad 70 as shown in FIGS.
Through 12, vacuum evacuation to the vacuum pad 70 is possible.

第10図、第11図、第12図に示すように関節部分は、パ
ッキン71にて真空洩れの発生しない構造としてある。ま
た、ベアリング72,73とスラストベアリング76を組み合
わせ関節部分の動作がなめらかに軽く動くようにした。
真空パッド70のロボット本体１に対する位置は、ディジ
タルシリンダー66を動作させることにより、任意の位置
に設定することができる。これはロボット本体１と移動
ベース63の間をLMガイド64で連結していることによっ
て、軽い力で移動させることができ、ディジタルシリン
ダーに内蔵されたエンコーダにより正確な位置決めがで
きることによる。As shown in FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12, the joint portion has a structure in which the packing 71 does not cause vacuum leakage. In addition, the bearings 72 and 73 and the thrust bearing 76 are combined so that the motion of the joint portion can be smoothly and lightly moved.
The position of the vacuum pad 70 with respect to the robot body 1 can be set to an arbitrary position by operating the digital cylinder 66. This is because the robot main body 1 and the moving base 63 are connected by the LM guide 64 so that the robot can be moved with a small force and accurate positioning can be performed by an encoder built in the digital cylinder.

さらに、移動ベース63の下部には真空パッド70があ
り、これはディジタルシリンダー69を動作させることに
よりピニオン67、ラック68を介して任意の角度分揺動さ
せることができる。また、この真空パッド70は第12図に
示すように、ロボットが通常の走行を行う時には移動ベ
ース63の定位置にて、エアシリンダー96を動作させるこ
とによりピンガイド90,91および真空パッド70に固定さ
れた当駒93の中にピン94を挿入することにより真空パッ
ド70にて吸引動作を行なわせた時、吸引力を受け持つ構
造としている。フローティングジョイント95はエアシリ
ンダー96に吸引力による無理な力がかからないよう設置
したものである。ストッパー92は当駒93の位置決めに使
用する。Further, a vacuum pad 70 is provided below the movable base 63, and can be swung by an arbitrary angle via a pinion 67 and a rack 68 by operating a digital cylinder 69. As shown in FIG. 12, when the robot performs normal traveling, the vacuum pad 70 is moved to the pin guides 90, 91 and the vacuum pad 70 by operating the air cylinder 96 at a fixed position of the moving base 63. When the suction operation is performed by the vacuum pad 70 by inserting the pin 94 into the fixed contact piece 93, the structure is such that the suction force is applied. The floating joint 95 is installed so that an unreasonable force due to a suction force is not applied to the air cylinder 96. The stopper 92 is used for positioning the block 93.

なお、真空パッド70はエアシリンダー96により当駒93
からピン94を引き抜いた状態にて前述の揺動運動をさせ
ることが可能である。この揺動運動は、ロボット走行壁
面に異物が存在する時、ロボットの前輪２より真空パッ
ド70を前方に出して行なわせる。第12図における真空パ
ッド70は円形配管の断面形状に合わせた形状としている
が、このような形状の場合には揺動運動をさせることに
よって、真空パッド70の先端部分に開口部ができ、そこ
から異物を吸引することが可能である。Note that the vacuum pad 70 is
The above-described swinging motion can be performed in a state where the pin 94 is pulled out from the device. This oscillating motion is performed when the foreign matter is present on the robot running wall surface by moving the vacuum pad 70 forward from the front wheel 2 of the robot. The vacuum pad 70 in FIG. 12 has a shape conforming to the cross-sectional shape of the circular pipe, but in such a shape, an opening is formed at the tip portion of the vacuum pad 70 by oscillating motion. It is possible to suck foreign matter from.

以上述べたように、本発明のロボットには種々のアク
チュエーター、監視計器が用いられているが、第１図の
制御盤210と第２図のロボット側制御盤13の間は複合ケ
ーブル15により連結されており、この２個の制御盤間は
光ファイバーケーブル、動力線が各々コネクターにより
接続される構造となっている。As described above, various actuators and monitoring instruments are used in the robot of the present invention. The control panel 210 shown in FIG. 1 and the robot-side control panel 13 shown in FIG. An optical fiber cable and a power line are connected between the two control panels by connectors.

また、複合ケーブル15の中には高圧水ホースも内蔵さ
れており、第２図の噴射ノズル16から第１図の高圧水発
生装置208に連結されている。The composite cable 15 also contains a high-pressure water hose, which is connected from the injection nozzle 16 in FIG. 2 to the high-pressure water generator 208 in FIG.

以上述べた本実施例によれば、以下のような効果が得
られる。According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.

（１）ロボット本体１内に内蔵されている巻取ウイン
チ装置９で、このワイヤ10の巻き取り、巻き戻しを行う
ことにより、例え管内の走行壁面が急傾斜面、垂直面で
あっても、１台のロボット100のみで自力走行が可能と
なり、また巻取ウインチ装置９はこの巻取ドラム20の回
転軸芯に対してワイヤ10が常に直角となるように制御さ
れるため、ロボットが走行する際ワイヤ10が乱巻となら
ない事から、ロボット100がスムーズに自力走行ができ
る。(1) By taking up and rewinding the wire 10 with the winding winch device 9 built in the robot body 1, even if the running wall surface in the pipe is a steeply inclined surface or a vertical surface, Only one robot 100 can run by itself, and the winding winch device 9 is controlled such that the wire 10 is always perpendicular to the rotation axis of the winding drum 20. Since the wire 10 does not wind up, the robot 100 can smoothly run on its own.

（１）−1.1台のロボット100で済むため、ロボット10
0の運転時制御盤の監視項目を半減させることができる
ため、ロボット100の運転操作が大幅に楽になり、作業
効率が向上する。(1)-1.1 robots 100 required
Since the monitoring items of the control panel at the time of operation 0 can be halved, the operation of the robot 100 is greatly facilitated, and the work efficiency is improved.

（１）−2.ロボット台数減ることから、複合ケーブル
が１本減り、このため複合ケーブル巻取装置が１台減
り、また複合ケーブルの中に水ホースを内蔵させること
により、水ホース巻取装置を１台減らすことができ、こ
れにより小型化が可能となる。(1) -2. Since the number of robots is reduced, the number of composite cables is reduced by one. Therefore, the number of composite cable take-up devices is reduced by one, and the water hose take-up device is provided by incorporating a water hose into the composite cable. Can be reduced by one unit, which enables downsizing.

（２） ロボット本体１に、巻取ウインチ装置９を設
置すると共に、ロボット本体１の前輪2,後輪３を有する
面に、前輪2,後輪３が常に管内の走行壁面に接触するよ
うに動作する真空方式の吸着吸引装置11が設けられてい
るので、ロボット100の車体のねじれを車輪2,3のステア
リングにより修正可能となり、除去した海洋生成物の回
収も可能となる。このため、従来ロボットの入替作業の
ため、余分な日数がかかっていたものが、ロボット１台
化に伴う段取時間減少と合わせ、発電所の定検工事期間
を大巾に短縮させることが可能である。(2) The take-up winch device 9 is installed on the robot body 1, and the front wheel 2 and the rear wheel 3 are always in contact with the running wall surface in the pipe on the surface of the robot body 1 having the front wheel 2 and the rear wheel 3. Since the operating vacuum suction / suction device 11 is provided, the twist of the body of the robot 100 can be corrected by the steering of the wheels 2 and 3, and the removed marine products can be collected. For this reason, the extra days required for the conventional robot replacement work can be significantly reduced, along with the reduction in the setup time associated with the use of one robot, and the periodic inspection work for the power plant can be greatly reduced. It is.

（３） 吸着回収装置11は、第10図、第11図、第12図
に示すように、真空回路を上リンク61、下リンク62で構
成することにより、真空パッド70の位置を任意の位置に
移動でき、真空パッド70をロボット100の前方あるいは
後方へせりだすことにより、ロボット100の管内走行壁
面の吸着位置を変更することができ、このことにより走
行壁面に凹凸があっても最適な位置で吸着が可能とな
る。(3) As shown in FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12, the adsorption / recovery device 11 can position the vacuum pad 70 at an arbitrary position by forming a vacuum circuit with an upper link 61 and a lower link 62. By moving the vacuum pad 70 forward or backward of the robot 100, the suction position of the running wall surface in the pipe of the robot 100 can be changed. Makes adsorption possible.

（４） 走行するロボット100の前面に異物が有り走
行をさまたげる場合、前述のリンク機構により真空パッ
ド70を前方へせりだす機構を動作させ、第10図、第15図
に示すピニオン67、ラック68をディジタルシリンダー66
を動作させ任意の角度分真空パッド70を揺動させ、真空
吸引により異物を回収させる機能を有する。(4) When a foreign object is present on the front surface of the traveling robot 100 to hinder traveling, the mechanism for pushing the vacuum pad 70 forward by the link mechanism described above is operated, and the pinion 67 and the rack 68 shown in FIGS. The digital cylinder 66
Is operated to swing the vacuum pad 70 by an arbitrary angle to collect foreign matter by vacuum suction.

（５） 巻取ウインチ装置に、プーリー46,47、ブラ
ケット48,51,55、モータ50、プーリー軸52、ベアリング
53、スプリング54からなる簡素な定テンション装置が設
けられているので、巻取ドラム20のワイヤ10がゆるんで
乱れることがない。(5) Pulley 46, 47, bracket 48, 51, 55, motor 50, pulley shaft 52, bearing
Since a simple constant tension device including the spring 53 and the spring 54 is provided, the wire 10 of the winding drum 20 is not loosened and disturbed.

（６） ワイヤ10が、ロボット本体１の後部中央に固
定されたブラケット58,59により回転可能に支持された
ローラ56,57から出る構造としたため、ロボット100の各
部への作用力に大きな変化が生じない。(6) Since the wire 10 comes out of the rollers 56 and 57 rotatably supported by brackets 58 and 59 fixed to the center of the rear part of the robot main body 1, a large change occurs in the acting force on each part of the robot 100. Does not occur.

本発明は、以上述べた実施例に限定されず、例えば次
のようにしてもよい。発電所の循環水配管のような円形
断面形状だけではなく、走行車輪形状、真空パッド形状
を適用対象物に合わせることにより、角形断面形状の暗
きょにも適用できる。The present invention is not limited to the embodiment described above, and may be, for example, as follows. It can be applied not only to a circular cross section such as a circulating water pipe of a power plant but also to a square cross section by matching the shape of a running wheel and the shape of a vacuum pad to an object to be applied.

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、従来複雑な配管内壁面を
走行する際に必要であった支援ロボットを必要とするこ
と無く、安定した自力走行が可能で、操作性および作業
効率が向上する管内作業装置を提供することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention described above, stable self-traveling is possible without the need for a support robot that was conventionally required when traveling on a complicated inner wall surface of a pipe, and operability and workability are improved. An in-pipe working device with improved efficiency can be provided.

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

第１図は本発明による管内作業装置の一実施例の全体の
構成を示す図、第２図および第３図は第１図のロボット
の側面図および正面図、第４図および第５図は第１図の
巻取ウインチ装置を説明するための図、第６図は第４図
のワイヤ変位角度検出機構の側面図、第７図〜第９図は
いずれも第４図のワイヤ定テンション機構を説明するた
めの図、第10図〜第15図はいずれも第１図の吸着回収装
置を説明するための図、第16図は従来のロボットシステ
ムを示す図、第17図および第18図は従来の作業ロボット
の側面図および正面図、第19図および第20図は従来の支
援ロボットの側面図および正面図、第21図は従来のロボ
ットが垂直管を走行する状態を説明するための図であ
る。 １……ロボット本体、９……巻取ウインチ装置、10……
ワイヤロープ、11……吸着回収装置、20……巻取ドラ
ム、21……スイベルブラケット、22……固定軸、23……
固定ブラケット、24……ガイドブラケット、25……ガイ
ドバー、26……ガイドベアリング、27……スライド駒、
28……ボールネジ、29……下面LMガイド、30……側面LM
ガイド、31……ガイドブラケット、35……ボールネジ、
36……リニアガイド、37,38……ブラケット、39……エ
ンコーダ、40……ローラ、41……ローラ軸、42……軸支
持板、45……スライド駒、46,47……プーリー、48……
プーリーブラケット、49……トルクリミター、50……モ
ータ、51……加圧ブラケット、52……プーリー軸、53…
…ベアリング、54……スプリング、55……ブラケット、
100……ロボット。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an embodiment of a pipe working apparatus according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are side and front views of the robot shown in FIG. 1, and FIGS. FIG. 6 is a view for explaining the take-up winch device of FIG. 1, FIG. 6 is a side view of the wire displacement angle detecting mechanism of FIG. 4, and FIGS. 7 to 9 are all wire constant tension mechanisms of FIG. 10 to 15 are diagrams for explaining the adsorption and recovery apparatus of FIG. 1, FIG. 16 is a diagram showing a conventional robot system, FIG. 17 and FIG. Is a side view and a front view of a conventional work robot, FIGS. 19 and 20 are side views and a front view of a conventional support robot, and FIG. 21 is a view for explaining a state in which the conventional robot runs on a vertical tube. FIG. 1 ... Robot body, 9 ... Winching winch device, 10 ...
Wire rope, 11 Adsorption and recovery device, 20 Winding drum, 21 Swivel bracket, 22 Fixed shaft, 23
Fixing bracket, 24… Guide bracket, 25… Guide bar, 26… Guide bearing, 27… Slide piece,
28 ball screw, 29 bottom LM guide, 30 side LM
Guide, 31 …… Guide bracket, 35 …… Ball screw,
36 Linear guide, 37, 38 Bracket, 39 Encoder, 40 Roller, 41 Roller shaft, 42 Shaft support plate, 45 Slide piece, 46, 47 Pulley, 48 ......
Pulley bracket, 49 …… Torque limiter, 50 …… Motor, 51 …… Pressure bracket, 52 …… Pulley shaft, 53…
... bearings, 54 ... springs, 55 ... brackets,
100 …… Robot.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】作業すべき管内を走行可能なロボット本体
と、 このロボット本体にワイヤロープを巻取可能に支持され
た巻取ドラムと、 一端が前記作業すべき管、もしくはこの管に近接する所
望の固定部位に固定され、他端が前記巻取ドラムに巻き
取られるワイヤロープと、 このワイヤロープと前記固定部位との間の引張力を検知
する引張力検知手段と、 前記ロボット本体の前後の傾きに基づいて、進行方向に
作用する分力を算出する分力算出手段と、 前記ロボット本体が傾斜面あるいは垂直面を走行すると
き、前記分力算出手段により算出された分力及び前記引
張力検知手段により検知された引張力に基づいて、前記
ワイヤロープに対して一定の張力を掛けるように前記巻
取ドラムに回転駆動力を与えるとともに、前記ワイヤロ
ープと前記巻取ドラムの回転軸芯とのなす角を直角とす
るように前記巻取ドラムの角度を制御可能な揺動形巻取
ウインチ装置と を備えた管内作業装置。1. A robot main body capable of running in a pipe to be worked, a winding drum supported by the robot main body so as to be able to wind a wire rope, one end of which is close to the pipe to be worked or the pipe. A wire rope fixed to a desired fixing portion and the other end wound around the winding drum; a pulling force detecting means for detecting a pulling force between the wire rope and the fixing portion; A component force calculating means for calculating a component force acting in the traveling direction based on the inclination of the robot; and a component force calculated by the component force calculating means and the tension when the robot body travels on an inclined surface or a vertical surface. On the basis of the tensile force detected by the force detecting means, a rotational driving force is applied to the winding drum so as to apply a constant tension to the wire rope, Winding drum pipe work apparatus having a controllable oscillating winding winch device the angle of the winding drum to the angle formed at right angles to the rotational axis of the.