JPH0434402Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は管渠内計測装置に係り、特に、埋設管
の変形状態を計測するための装置に関する。

〔従来の技術〕

埋設管等の管渠は、例えば小径の下水管渠の場
合、埋設の深さが浅いので地盤の不同沈下・地
震・輪荷重・工事・土質等種々の外的原因が重な
つて経時的に管の偏平・変形・割れ等が発生し、
また、管渠施設に当初設計した勾配と逆勾配の現
象・中だるみ現象等種々の変化が発生する。

また、管渠施設には経時的に土砂・廃棄物等が
滞積し、管渠網の機能低下、さらには閉塞に至る
場合もある。

これら現象の発生した管渠は、管渠の材料力学
的見地からみると、管渠劣化対策として、管渠の
入れ取替えから単なる補修・補強まで種々の手段
があり、管渠の劣化の程度によつていずれかの手
段を選択しなければならず、前記劣化の位置及び
程度を正確に知る必要がある。

また、管渠施設の水理学的立場からみると、下
水流量・流速低下による管渠網の機能低下、さら
に、有害ガス発生による管渠の腐食の有無等知る
必要がある。

このような場合大径管であれば、計測者が管内
に入り計測できるが、小径管では計測者が管内に
入つて計測することができない。

そこで、計測者がマンホール内に入り、管口付
近は目視や巻尺による簡単な測定を行ない、奥行
きは鏡に光をあて、目視観察を行ない、勾配につ
いては、マンホール間にピアノ線などを緊張し、
目視検査する便宜的方法が採用されていた。

また、最近では管内カメラを搭載した自走車に
よつて、管渠施設全線を目視観察ができるように
なつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来の手段では、管の偏
平・変形程度を数量的かつ可視的に把握すること
は不可能であり、管渠劣化対策のための判断材料
となる正確なデータを得ることはできない。

本考案は前記事項に鑑みなされたものであり、
計測者の入ることのできない小口径管渠施設の偏
平・変形程度を少なくとも１スパンのマンホール
間について連続的に精度良く計測でき、管渠の全
体的な状態を表示させることができるようにした
計測装置を得ることを技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、走行距離計２を有する管内自走車１
に機器取付台５を、高低所望の位置に固定できる
ようにして取り付ける。

この機器取付台５に走行方向に向かつてレーザ
ービームを放射できるレーザービーム発生器１７
を取り付けるとともに、機器取付台５には回転ミ
ラー１９を回転手段２０に連結して設ける。

そして、この回転ミラー１９は前記レーザービ
ーム発生器１７から放射されたレーザービームを
管壁６１方向に反射できるように傾斜させて設
け、さらに、機器取付台５には管壁６１に照射さ
れたレーザービームのリング状光跡４７を撮影で
きる撮影手段２２を設置してある。

さらにこの撮影手段２２の後段に信号処理装置
７３を接続し、この信号処理装置７３は、管壁６
１方向に反射されたレーザービームの径をその全
周に亘つて計測する計測手段７１と、この計測手
段７１が演算する管の変形度を管内自走車１の所
定走行距離毎に表示する表示装置７２とを具備し
ている。これにより管壁６１の変形度を連続的に
自動計測できるように構成されている。

〔作用〕

本考案は管渠６０内に配置した管内自走車１の
レーザービーム発生器１７と回転ミラー１９を結
ぶ直線が略管渠６０の中心線上に位置するように
機器取付台５を固定する。そして、回転手段２０
によつて回転している回転ミラー１９にレーザー
ビーム発生器１７からレーザービームを放射す
る。レーザービームは回転ミラー１９で反射し、
管渠６０の管壁６１に照射され、管壁６１に沿つ
たリング状光跡４７が描かれる。

続いて、このリング状光跡４７を撮像手段２２
で撮影する。そして、この撮影されたリング状光
跡４７の円周に沿つて各部分の直径を測定、管壁
６１方向に反射されたレーザービームの径を電気
信号として出力する。

続いて、この画像信号は撮影手段２２の後段に
設けられた信号処理装置７３に送出される。

そして、信号処理装置７３内の計測手段７１で
管壁の変形度が演算され、表示装置７２によつて
管内自走車１の所定走行距離毎に管壁の変形度が
表示される。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図乃至第９図に基
づいて説明する。

管内自走車１は車体の前後に誘導輪と駆動輪が
設置してあるとともに、この誘導輪と駆動輪の間
に無限軌道体を張架したものであり、前後方向に
走行でき、本出願人らがさきに出願した特願昭58
−207128号の管内面塗装装置と同様のものであ
る。

この管内自走車１の前部寄りには２本の前部フ
レーム６と２本の後部フレーム７が下部ねじ８で
軸着され、そして、この４本のフレームは前方に
倒れた水平位置から上方に垂直に延びる位置ま
で、90度の範囲内で所望の位置に固定できるよう
になつており、この前部フレーム６と後部フレー
ム７の先端部には機器取付台５が、前記した４本
のフレームが固定される所望の位置で、上部ねじ
９で固定できるようになつている。

前記構造により、機器取付台５は、管内自走車
１の上方の高い位置と、管内自走車１の前方の低
い位置の間の所望の位置で、水平状態に保持され
たまま固定できるようになつている。

また、機器取付台５には走行方向に向かつてレ
ーザービームを放射できるレーザービーム発生器
１７を取り付けるとともに、前方に延出する固定
フレーム１０を設け、この固定フレーム１０には
ターゲツト固定フレーム１１を取り付け、ターゲ
ツト固定フレーム１１には半透明アクリル板から
なるターゲツト２５が取り付けてあるが、このタ
ーゲツト２５は管渠６０の偏平・変形程度計測に
必要なものではなく、管渠６０の傾斜等の計測用
のものである。

そして、機器取付台５にはスライドフレーム１
４を取り付け、このスライドフレーム１４には電
動機として形成した回転手段２０に連結した回転
ミラー１９が取り付けてある。

この回転ミラー１９は、前記レーザービーム発
生機１７と結ぶ線に対し45度傾斜して取り付けて
あり、レーザービームを直角に反射するように形
成してあり、さらに、機器取付台５にはTVカメ
ラからなる撮像手段２２が設置してある。

また、管内自走車１には走行距離計２が装着し
てあり、この走行距離計２は光学式エンコーダー
を使用し、車輪の回転によりエンコーダーを回転
させ、予めデータ取り込みのため設定したパルス
数を得た時に信号を出力するようになつており、
録画再生データ処理タイミング用として使用す
る。

なお、分離型レーザービーム発生器３０は、前
記した管渠６０の傾斜等の測定用のものである。

第５図はクレーム対応図を示し、管内自走車１
に設けられた走行距離計２からの信号、及び撮影
手段２２からの画像信号は信号処理装置７３に入
力される。

この信号処理装置７３は、管壁６１方向に反射
されたレーザービームの径をその全周に亘つて計
測する計測手段７１を有しているとともに、この
計測手段７１が演算する管の変形度を管内自走車
１の所定走行距離毎に表示する表示装置７２を有
している。

この信号処理装置７３は具体的には第４図及び
第９図に示すように、VTR３６、画像処理装置
３７、インターフエイス３８、CRT３９、プリ
ンター４０、走行距離装置４１、スケーラ装置４
２、及びコンピユーター５１から構成されてい
る。

即ち、地上にはモニター３５を備えた処理器４
３・走行距離装置４１・スケーラー装置４２及び
VTR３６からなる計測器３４を設備し、管内自
走車１に搭載した計測用機器との間をケーブル４
５で連結する。

また、データ処理システムに言及すると、
VTR３６は現地において管渠６０内走行を録画
したテープの再生用であり、画像処理装置３７は
VTR３６の画像信号をメモリーし、レーザー光
の線光点をアナログレベルで判別し、画面との位
置等を出力するものである。

これは例えばモニター３５上の黒部分を0V、
白の部分を＋5Vと出力する。モニター３５上は
細い升目となつており、縦、横の番地が決つてい
るので、その番地と電圧を出力する。

コンピユーター５１は画像処理により、出力さ
れた番地をソフトを使用してＸ，Ｙ座標を読み、
各座標の電圧レベルを判別し、レーザー光の線光
等を読取りメモリーする。

更にソフトウエアによつて縮小率を入力し、実
寸でデイスプレイし、プリントアウト図形の製作
等を行なう。インターフエイス３８は画像処理部
出力をコンピユーターに合わせ出力する。画像処
理モニター５０は画像処理後の映像を表示するも
のであり、CTR３９はコンピユーターによつて
処理されたデータ、図形等をデイスプレイし、プ
リンター４０はCRT３９にデイスプレイされた
データをプリントアウトするものである。

この管渠計測装置で管渠６０内の偏平・変形程
度を計測するには、マンホール６２から管内自走
車１と計測用機器の取り付けられた機器取付台５
とを搬入し、管渠６０内で組立て、各機器の調整
を行なう。調整は回転ミラー１９とレーザービー
ム発生器１７とを結ぶ直線が略管渠６０の中心線
上に来るように前・後部フレーム６，７を位置さ
せて上下部ねじ９，８を締め付けて行なう。

そして、小口径管で機器取付台５を低い位置に
固定した場合は、撮像手段２２の深度を考慮し、
スライドフレーム１４を締めて回転ミラー１９を
撮像手段に近ずけ、相対的に大口径管の場合は機
器取付台５を高い位置に固定し、スライドフレー
ム１４を伸張し回転ミラー１９を撮像手段２２か
ら離れた位置に固定する。

そして、前記作用の項で述べたようにして管壁
６１に照射されたリング状光跡４７を撮像手段２
２のTVカメラで撮影した後は、モニター３５の
画面に映像リング４８として映し出す。この映し
出された映像リング４８は管渠６０の偏平・変形
に対応して偏平・変形した映像である。

この映像リング４８を管内自走車１を走行させ
ながら、又は適宜停止させてTVRに録画し、デ
ータ処理装置によつて、走行距離に応じた管渠６
０の位置の偏平・変形の度合いを解析する。

さらに、映し出された映像リング４８のどの方
向の直径でも測定可能であり、この場合カメラ又
は光学系をモニター３５で回転させ位相を変え計
測する。

また、現場において手動計測を行なうには、第
６図に示すように、Ｘ−Ａ，Ｙ−Ａのカーソルを
映像リング４８のＸ１，Ｙ１に合わせ、次にＸ−
Ｂ，Ｙ−ＢをＸ２，Ｙ２まで移動し合わせ、この
カーソル間のデジタル値を読み、縮小率を掛け、
スケーラ装置４２上に実寸を表示する。

以下、具体的測定例につき第７図及び第８図に
基づいて説明する。

まず、管に変形がない場合においては、管内に
照射されたレーザービームは第７図Ａに示すリン
グ状光跡４７を呈し、撮像手段２２は円型の像を
撮像する。撮像手段２２は円の部分は白レベル、
円以外の部分は黒レベルを出力し、この信号は
VTR３６に記録される。

ここで、管にＸ方向に圧縮変形があるレーザー
ビームは第７図Ｂに示す軌跡を呈し、一方、Ｙ方
向の圧縮変形があるとレーザービームは第７図Ｃ
に示す軌跡を呈する。

したがつて、VTR３６に記録されたデータに
基づいて、Ｘ軸Ｙ軸の交点から前記白レベルまで
の距離を全周に亘つて算出すれば円の変形度合い
を定量的に知ることができる。

また、他の測定方法としては、前記白レベルの
Ｘ方向の最大幅をＸ１として検出し、一方、白レ
ベルのＹ方向の最大幅をＹ１として検出するもの
がある。

ここで、第７図Ｂに示すものにおいてはＸ１＜
Ｙ１であるから、前記各最大幅Ｘ１，Ｙ１を比較
することにより、管の変形度合いを算出すること
ができる。

Ｘ２＞Ｙ２である場合にも第７図Ｃに示すよう
に同様にして算出できる。

この測定方法にあつては、Ｘ軸方向及びＹ軸方
向の変形度だけを検出するものであるが、さらに
管の変形度合いを綿密に測定する場合には第７図
Ｄに示す如く、前記白レベルの幅を全周に亘り測
定すれば微細な変形も測定可能である。第７図Ｅ
は、管渠に何らかの沈殿物７０があつた場合、そ
の滞積状況を示す一例であり、その閉塞率・滞積
物量も算出することができる。

以上のようにして測定した結果を前記走行距離
計２からの距離データと合わせ、画像処理装置３
７で解析すると、第８図に示すように、管内自走
車１の位置に対する管の変形度合いを表示させる
ことができ、補修箇所の発見が容易となる。

前記実施例では、機器取付台５を90度の範囲で
回動できる前・後部フレーム６，７で高低所望の
高さに固定できるように形成したが、この高低所
望の高さに固定できる装置としては、パンタグラ
フ型で伸縮するもの、或は伸縮するフレームを用
いる等でもよい。

また、管壁６１内の路面に凹凸があつて、管内
自走車１の走行中に回転ミラー１９の位置が管渠
の中心に保持できない場合があるが、管内自走車
１に傾斜計を設けそのデータを信号処理装置７３
に入力することによつてリング状光跡４７の歪み
を補正することができる。

〔考案の効果〕

本考案は管内自走車１に高低所望の高さに固定
できる機器取付台５を取り付けたので、計測者が
入れない大小各種の管渠６０内計測のため管内自
走車１を走行させることができ、そして、回転ミ
ラー１９でレーザービームを反射させるように
し、かつ、管壁６１に照射されたリング状光跡４
７を撮像するようにしたので、管渠６０の偏平・
変形を連続的に精度良く計測できる。

また、表示装置７２によつて管渠６０の偏平・
変形状態を可視的に把握できるため、修理すべき
位置及びその程度を容易に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の側面図、第２図は
その平面図、第３図はその一部の正面図、第４図
はその使用状態の側面図、第５図はクレーム対応
図、第６図はモニターを示す図、第７図はリング
状光跡の形状を示す図、第８図は画像処理装置に
より処理された映像、第９図は処理システムのブ
ロツク図である。 １……管内自走車、５……機器取付台、１７…
…レーザービーム発生器、１９……回転ミラー、
２０……回転手段、２２……撮像手段、４７……
リング状光跡、６０……管渠、６１……管壁、７
１……計測手段、７２……表示装置、７３……信
号処理装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 走行距離計２を有する管内自走車１に機器取付
   台５を高低所望の位置に固定できるようにして取
   り付け、この機器取付台５に走行方向に向かつて
   レーザービームを放射できるレーザービーム発生
   器１７を取り付けるとともに、機器取付台５には
   回転ミラー１９を回転手段２０に連結して設け、
   そして、この回転ミラー１９は前記レーザービー
   ム発生器１７から放射されたレーザービームを管
   壁６１方向に反射できるように傾斜させて設け、
   さらに、機器取付台５には管壁６１に照射された
   レーザービームのリング状光跡４７を撮影できる
   撮影手段２２を設置し、さらにこの撮影手段２２
   の後段に信号処理装置７３を接続し、この信号処
   理装置７３は、管壁６１方向に反射されたレーザ
   ービームの径をその全周に亘つて計測する計測手
   段７１と、この計測手段７１が演算する管壁６１
   の変形度を管内自走車１の所定走行距離毎に表示
   する表示装置７２とを備えており、管壁６１の変
   形度を連続的に自動計測できるように構成されて
   いることを特徴とする管渠内計測装置。