JP2758222B2 - Wheel lift detection device - Google Patents

Wheel lift detection device

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JP2758222B2
JP2758222B2 JP1210604A JP21060489A JP2758222B2 JP 2758222 B2 JP2758222 B2 JP 2758222B2 JP 1210604 A JP1210604 A JP 1210604A JP 21060489 A JP21060489 A JP 21060489A JP 2758222 B2 JP2758222 B2 JP 2758222B2
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JP
Japan
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wheel
shaft
robot
detection device
potentiometer
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JP1210604A
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JPH0375512A (en
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義博 森山
金三 広瀬
成信 寛野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は走行ロボットの車輪浮き上り検知装置に関
し、特に垂直管内を走行する際に生じる車輪浮き上り量
をデジタルで検出出来る車輪浮き上り検知装置に関す
る。
Description: Object of the Invention (Industrial application field) The present invention relates to a wheel lift detection device of a traveling robot, and in particular, can digitally detect a wheel lift amount generated when traveling in a vertical pipe. The present invention relates to a wheel lift detection device.

(従来の技術) 物体を搬送するパイプラインや排水管などの配管は、
長期間使用すると、その内部に様々な付着物が付着、生
成し管路抵抗を増大して搬送効率を低下させる。それ
故、かかる配管については、定期的にその内部の点検、
清掃、再塗装などの作業をおこなう必要があり、最近そ
れらを目的とした各種ロボットが開発されている。これ
らのロボットは配管内を効率良く移動するために4輪駆
動の走行ロボットの上に色々な作業を行なう作業ロボッ
トを搭載しているものが多い。そして、配管には水平管
だけでなく傾斜管や垂直管及び曲管などがありそれらに
対応するため、走行ロボットと作業ロボットの他にこれ
らのロボットを昇降させるクレーンロボットなどが必要
となり、ロボットが機能的にユニット化・分岐化されて
いる。
(Prior art) Pipes such as pipelines and drain pipes that convey objects are
When used for a long time, various kinds of deposits adhere to and form inside thereof, thereby increasing the pipe resistance and lowering the transport efficiency. Therefore, such pipes should be inspected regularly,
It is necessary to perform operations such as cleaning and repainting, and various robots for these purposes have been recently developed. Many of these robots are equipped with a working robot that performs various tasks on a four-wheel drive traveling robot in order to move efficiently in a pipe. There are not only horizontal pipes, but also inclined pipes, vertical pipes, curved pipes, etc., in order to deal with them.In addition to traveling robots and work robots, crane robots that move these robots up and down are necessary. It is functionally united and branched.

この様な背景において、従来の走行ロボットを第4図
に示し、この走行ロボットの垂直管昇降図を第5図,第
6図に示す。
Against this background, FIG. 4 shows a conventional traveling robot, and FIGS. 5 and 6 show elevation views of the traveling robot.

第4図により、従来の走行ロボットは走行ロボット本
体(1)に連結部(2a)で連結されたステアリング部
(2)とそのステアリング部(2)に取付けられた左右
の車輪部(3)により構成されている。そして、その車
輪部(3)に車輪(4)が取付けられている。この様な
走行ロボットをクレーンロボット(18)の昇降ロープ
(17)でサポートしながら垂直管(14)内を降ろす時、
理想状態であれば第5図に示すごとく走行ロボット
(1)の前輪(4a)、後輪(4b)が管壁から浮き上るこ
となくスムーズに走行することが出来るため、作業ロボ
ット(16)の先端を管壁から常にδの範囲(作業する
上で必要な管壁との間隔)に維持することが可能とな
る。しかし、外部から何らかの悪影響を受けた場合、た
とえば天井車輪(15)が管壁の溶接ビードに引っ掛かり
走行ロボット(1)の前輪(4a)が浮き上った場合(第
6図の状態)その浮き上り量(δ)を検知することが
出来ないためδ>δになった時作業ロボット(16)
の先端が管壁と衝突してしまい作業ロボット(16)の破
損ばかりでなく管壁を傷つけてしまう。もし作業ロボッ
ト(16)の破損が大きかった場合、作業ロボット(16)
が動作不能となり、走行ロボット(1)を垂直管(14)
から帰還させることが出来なくなる。
As shown in FIG. 4, the conventional traveling robot has a steering section (2) connected to a traveling robot body (1) by a connection section (2a) and left and right wheel sections (3) attached to the steering section (2). It is configured. And the wheel (4) is attached to the wheel part (3). When lowering the vertical pipe (14) while supporting such a traveling robot with the lifting rope (17) of the crane robot (18),
In an ideal state, the front wheel (4a) and the rear wheel (4b) of the traveling robot (1) can travel smoothly without rising from the pipe wall as shown in FIG. tip can be maintained in the (interval between the tube wall necessary for work) always [delta] 1 in the range from the tube wall. However, if any adverse influence is received from the outside, for example, when the ceiling wheel (15) is caught by the weld bead on the pipe wall and the front wheel (4a) of the traveling robot (1) comes up (the state of FIG. 6), Work robot (16) when δ 2 > δ 1 because the amount of climb (δ 2 ) cannot be detected
Not only damages the work robot (16) but also damages the pipe wall. If the work robot (16) is severely damaged, the work robot (16)
Becomes inoperable and moves the traveling robot (1) to the vertical tube (14).
Will not be able to return.

(発明が解決しようとする課題) 上記のように、水平管・傾斜管・垂直管及び曲管など
の配管内部の点検、清掃、塗装などを行なう走行ロボッ
トでは走行および作業の安全性や管壁の品質保持を計る
ことが重要である。しかし、従来の走行ロボットはδ
>δになった場合、作業ロボットの先端が管壁と衝突
して、ロボットの破損及び管壁を傷つけてしまい、更
に、作業ロボットが動作不能となった場合は走行ロボッ
トの垂直管からの帰還が出来なくなるという危険性をは
らんでいた。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, a traveling robot that inspects, cleans, paints, etc. the interior of a pipe such as a horizontal pipe, an inclined pipe, a vertical pipe, and a curved pipe, has safety in traveling and work, and has a pipe wall. It is important to maintain the quality of products. However, the conventional traveling robot has δ 2
> When it becomes [delta] 1, the tip of the work robot collides with the tube wall, may damage the breakage and the pipe wall of the robot, further, when the working robot becomes inoperable from the vertical pipe running robot There was a danger that they would not be able to return.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、走行ロボットの車輪の浮き上り量を検知するこ
とが出来る車輪浮き上り検知装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wheel lift detection device capable of detecting a lift amount of a wheel of a traveling robot.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) 走行ロボットの車輪部に直接、そのセンターに一致す
るように設置された取付台上に固定された軸受に軸が通
され、その軸の軸受より下側にスプリングが挿入され、
そのスプリングが球状のキャスタにより固定されてい
る。他方、軸受より上側の軸にはラックが固定されてお
りそのラックとポテンショメータの軸に固定されたピニ
オンがかみ合わされ、このポテンショメータは前述した
取付台に固定される。
(Means for Solving the Problems) A shaft is passed through a bearing fixed on a mounting base installed so as to coincide with the center of the wheel portion of the traveling robot, and a spring is provided below the bearing of the shaft. Is inserted,
The spring is fixed by a spherical caster. On the other hand, a rack is fixed to the shaft above the bearing, and the rack and a pinion fixed to the shaft of the potentiometer are engaged with each other, and the potentiometer is fixed to the above-mentioned mount.

(作用) 浮き上り検知軸が軸受によりサポートされ、その軸受
より下側の軸にスプリングをはさんで球状のキャスタが
設置されている。従って、球状のキャスタは常にスプリ
ング力によって管壁を下方向へ押さえ付けている。他
方、軸受より上側の軸にはラックが固定され、そのラッ
クとポテショメータの軸に固定されたピニオンがかみ合
わされているため、浮き上り検知軸の上下変動量がラッ
ク・ピニオンを通してポテンショメータに伝達されたデ
ジタルで検知することが出来る。しかもこの車輪浮き上
り検知装置が走行ロボットの車輪部に直接、そのセンタ
ーに一致するように設置されているため、常に車輪の浮
き上り量をポテンショメータにより測定することが可能
になる。従って、δ>δの間に走行ロボットの姿勢
を改善してδ=0にすることが可能となり作業ロボッ
トの破損や管壁を傷つける事故を未然に防止することが
出来、走行および作業の安全や管壁の品質保持を図るこ
とが出来る。
(Operation) The floating detection shaft is supported by a bearing, and a spherical caster is mounted on a shaft below the bearing with a spring interposed therebetween. Therefore, the spherical caster always holds down the tube wall by the spring force. On the other hand, the rack is fixed to the shaft above the bearing, and the rack and the pinion fixed to the shaft of the potentiometer are engaged with each other. It can be detected digitally. In addition, since the wheel lift detection device is installed directly on the wheel portion of the traveling robot so as to coincide with the center thereof, the lift amount of the wheel can always be measured by a potentiometer. Therefore, the posture of the traveling robot can be improved to δ 2 = 0 while δ 2 > δ 1 , and damage to the working robot and an accident that damages the pipe wall can be prevented beforehand. And the quality of the pipe wall can be maintained.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention is described with reference to drawings.

第1図,第2図および第3図に配管内を移動する走行
ロボットの車輪部に設置された車輪浮き上り検知装置を
示す。走行ロボット(1)に連結部(2a)で連結された
ステアリング部(2)に左右の車輪部(3)が取付けら
れ、車輪浮き上り検知装置は車輪部(3)のセンターと
一致するように取付台(13)上に取付けられている。
FIGS. 1, 2 and 3 show a wheel lift detection device installed on a wheel portion of a traveling robot moving in a pipe. The left and right wheels (3) are attached to the steering unit (2) connected to the traveling robot (1) by the connection unit (2a) so that the wheel lift detection device matches the center of the wheel unit (3). It is mounted on the mounting base (13).

この検知装置の構成を第1図と第2図を使って説明す
る。取付台(3)上に固定された2個の軸受(6a,6b)
に浮き上り検知軸(5)が通され、その軸(5)の軸受
(6b)より下側にスプリング(7)が挿入され、そのス
プリング(7)が球状のキャスタ(8)により保持され
ている。他方、軸受(6a)より上側の軸(5)にはラッ
ク(9)が形成されており、そのラック(9)とポテン
ショメータ(11)の軸に固着されたピニオン(10)がか
み合わされる。このポテンショメータ(11)は前述した
取付台813)に固定台(12)を介して固定されている。
The configuration of this detection device will be described with reference to FIGS. Two bearings (6a, 6b) fixed on the mounting base (3)
The lifting detection shaft (5) is passed through, and a spring (7) is inserted below the bearing (6b) of the shaft (5), and the spring (7) is held by a spherical caster (8). I have. On the other hand, a rack (9) is formed on the shaft (5) above the bearing (6a), and the rack (9) and the pinion (10) fixed to the shaft of the potentiometer (11) are engaged. This potentiometer (11) is fixed to the above-mentioned mounting base 813) via a fixing base (12).

浮き上り検知軸(5)が2個の軸受(6a,6b)により
サポートされ、下の軸受(6b)より下側の軸(5)にス
プリング(7)をはさんで球状のキャスタ(8)が取付
けられているため、球状のキャスタ(8)は常にスプリ
ング(7)力によって管壁を下方向へ押し付けている。
他方、上の軸受(6a)より上側の軸(5)にはラック
(9)が形成され、そのラック(9)とポテンショメー
タ(11)の軸に固着されたピニオン(10)がかみ合わさ
れているため、軸(5)の上下変動量がラック(9)・
ピニオン(10)を通してポテンショメータ(11)に伝達
されデジタルで検知することが出来る。しかも、この車
輪浮き上り検知装置は走行ロボット(1)の車輪部
(3)に直接、そのセンターに一致するように取付けら
れているため常に車輪の浮き上り量をポテンショメータ
(11)により測定することが可能となる。
The lift detection shaft (5) is supported by two bearings (6a, 6b), and a spherical caster (8) is sandwiched between a spring (7) and a shaft (5) below the lower bearing (6b). Is mounted, the spherical caster (8) always presses the pipe wall downward by the force of the spring (7).
On the other hand, a rack (9) is formed on the shaft (5) above the upper bearing (6a), and the rack (9) and the pinion (10) fixed to the shaft of the potentiometer (11) are engaged. Therefore, the vertical fluctuation amount of the shaft (5) is
It is transmitted to the potentiometer (11) through the pinion (10) and can be detected digitally. In addition, since the wheel lift detection device is mounted directly on the wheel portion (3) of the traveling robot (1) so as to coincide with the center thereof, the lift amount of the wheel must be constantly measured by the potentiometer (11). Becomes possible.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、浮き上り検知軸を2個の軸受により
サポートし、その軸受より下側の軸にスプリングをはさ
んで球状のキャスタを設置し、他方、軸受より上側のシ
ャフトにはラックを固定し、このラックとポテンショメ
ータの軸に固定されたピニオンをかみ合わせることによ
って管壁面を球状キャスターが常に倣い、その上下変動
量をポテンショメータによってデジタルで検知すること
が可能となる。更に、この様に構成された車輪浮き上り
検知装置を走行ロボットの車輪部に直接そのセンターに
一致するように設置することで常に車輪の浮き上り量を
ポテンショメータで測定することが可能となる。従っ
て、走行ロボットの姿勢を作業ロボットが管壁に衝突す
る前に改善することが可能となり作業ロボットの破損や
管壁を傷つける事故を防止することが出来、走行および
作業の安全や管壁の品質保持を図ることが出来る。
According to the present invention, the floating detection shaft is supported by two bearings, and a spherical caster is installed on a shaft below the bearing with a spring interposed therebetween, while a rack is mounted on a shaft above the bearing. By fixing the rack and the pinion fixed to the shaft of the potentiometer, the spherical casters always follow the tube wall, and the vertical fluctuation can be digitally detected by the potentiometer. Further, by installing the wheel lift detecting device configured as described above directly on the wheel portion of the traveling robot so as to coincide with the center thereof, it is possible to always measure the wheel lift amount with a potentiometer. Therefore, it is possible to improve the posture of the traveling robot before the work robot collides with the pipe wall, and it is possible to prevent the work robot from being damaged or accidentally damaging the pipe wall. Can be maintained.

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

第1図は本発明の実施例の車輪浮き上り検知装置の構成
を示す正面図、第2図は第1図の右側面図、第3図は上
記実施例の車輪浮き上り検知装置の取付図、第4図は従
来の走行ロボットの車輪部を示す図、第5図は理想的な
走行ロボットの垂直管昇降図、第6図は実際の走行ロボ
ットの垂直管昇降図である。 4……車輪、5……浮き上り検知軸 7……スプリング、8……キャスタ 9……ラック、10……ピニオン 11……ポテンショメータ
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a wheel lift detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a right side view of FIG. 1, and FIG. 3 is a mounting diagram of the wheel lift detection device of the above embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a wheel portion of a conventional traveling robot, FIG. 5 is a vertical tube elevation diagram of an ideal traveling robot, and FIG. 6 is a vertical tube elevation diagram of an actual traveling robot. 4 Wheel 5 Floating detection axis 7 Spring 8 Caster 9 Rack 10 Pinion 11 Potentiometer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−20804(JP,A) 実開 昭56−77709(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 21/00 - 21/02 B61B 13/10 G01N 29/10──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-20804 (JP, A) JP-A-56-77709 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01B 21/00-21/02 B61B 13/10 G01N 29/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】配管内を走行するロボットの車輪を支持す
る部材に設置された取付台と、この取付台に固定された
軸受を介して前記車輪のセンターに軸中心が一致するよ
うに設けた検知軸と、この検知軸の下端部にスプリング
を挟んで前記車輪走行面に接触するように取付けたキャ
スタと、前記取付台に固定台を介して固定されたポテン
ショメータと前記検知軸の上部に設けたラックおよび前
記ポテンショメータの回転軸に前記ラックとかみ合うよ
うに設けたピニオンとを備えた検出装置とからなり、前
記検知軸の軸方向移動を監視することにより前記車輪の
走行面からの浮き上りを検知することを特徴とする車輪
浮き上り検知装置。
1. A mounting base mounted on a member supporting a wheel of a robot running in a pipe, and a center fixed to the center of the wheel via a bearing fixed to the mounting base. A detection shaft, a caster mounted on the lower end of the detection shaft so as to contact the wheel running surface with a spring interposed therebetween, a potentiometer fixed to the mounting base via a fixing base, and a detection shaft provided above the detection shaft. A detection device including a rack and a pinion provided on the rotation shaft of the potentiometer so as to mesh with the rack, and monitoring the axial movement of the detection shaft to prevent the wheel from rising from the running surface. A wheel lift detection device for detecting.
JP1210604A 1989-08-17 1989-08-17 Wheel lift detection device Expired - Lifetime JP2758222B2 (en)

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