JPH0544390B2 - - Google Patents
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- JPH0544390B2 JPH0544390B2 JP59075555A JP7555584A JPH0544390B2 JP H0544390 B2 JPH0544390 B2 JP H0544390B2 JP 59075555 A JP59075555 A JP 59075555A JP 7555584 A JP7555584 A JP 7555584A JP H0544390 B2 JPH0544390 B2 JP H0544390B2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
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- B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
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- B08B9/043—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes
- B08B9/045—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes the cleaning devices being rotated while moved, e.g. flexible rotating shaft or "snake"
-
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、平坦地ばかりでなく階段、壁面、配
管、狭隘部天井等を安定的に移動する移動装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a moving device that stably moves not only on flat ground but also on stairs, walls, pipes, narrow ceilings, etc.
一般に、原子力発電所においては、安全運転を
行なうために諸機器の巡視点検（パトロール）お
よび定期検査が施されている。
Generally, in nuclear power plants, various equipment is inspected on patrol and periodically inspected to ensure safe operation.
このような巡視点検や定期検査における点検作
業は、高い放射線量下で行なわなければならな
い。 Inspection work during such patrol inspections and periodic inspections must be performed under high radiation doses.
また、プラントの安全運転を左右するような異
常時にプラトンを停止することなく異常事象に対
処できる手段はない。 Furthermore, there is no means to deal with abnormal events without stopping Plato in the event of an abnormality that affects the safe operation of the plant.
そこで、作業員の被曝低減、異常事象に対処す
るために無人の自動点検装置が提案されている。 Therefore, unmanned automatic inspection devices have been proposed to reduce radiation exposure of workers and deal with abnormal events.
この種の自動点検装置は、原子炉建屋内を移動
する移動装置に点検作業を行なう各種機器を搭載
して形成されている。 This type of automatic inspection device is formed by mounting various devices for performing inspection work on a mobile device that moves within a nuclear reactor building.
そして、この移動装置は、軌道上に沿つて移動
するもの、クローラによつて移動するもの、車輪
によつて移動するもの、アーム車輪によつて移動
するもの等がある。 These moving devices include those that move along a track, those that move using crawlers, those that move using wheels, and those that move using arm wheels.
ところが、前記軌道方式の移動装置は、軌道に
沿つてしか移動できないために、点検対象箇所が
限定されてしまう。また、クローラ方式の移動装
置においては、走行部の重量が大きくなり、移動
速度も遅く、更に、障害物の乗越えには重心移動
等の工夫の必要があつた。また、車輪方式の移動
車においては、移動速度が速い反面、障害物の乗
越え性が悪く、階段の多い、原子力発電所におい
ては使用可能範囲が狭く限定されていた。また、
アーム車輪方式の移動装置においては、障害物の
乗越え性は良いけれども、重量が大きく、しかも
割に広い空間を占有するのでスペース効率が悪
く、更に、障害物乗越え時にアームを回転させる
ので上下運動が大きいものとなる。 However, since the above-mentioned track-type moving device can only move along a track, the locations to be inspected are limited. In addition, in crawler-type moving devices, the weight of the running section is large, the moving speed is slow, and furthermore, it is necessary to take measures such as moving the center of gravity in order to overcome obstacles. In addition, although wheel-based vehicles have a high moving speed, they have poor ability to overcome obstacles, and their usable range is narrowly limited in nuclear power plants with many stairs. Also,
Although the arm-wheel type transportation device has good ability to overcome obstacles, it is heavy and takes up a relatively large space, making it inefficient in terms of space.Furthermore, the arm rotates when overcoming obstacles, making it difficult to move up and down. It becomes something big.
このように従来の移動装置はそれぞれ問題点を
有しているが、更に各移動装置は、壁面や天井配
管等に沿つて移動することができないので、壁面
や天井部の空間を有効利用して移動し、壁面、天
井部及び配管等にある点検対象箇所に近接するこ
とができないという不都合があつた。 As described above, each of the conventional moving devices has its own problems, but in addition, each moving device cannot move along walls or ceiling piping, so it is difficult to effectively utilize the space on walls and ceilings. There was an inconvenience in that it was impossible to move and get close to inspection target points on walls, ceilings, piping, etc.
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであ
り、走行と歩行とができ、平坦地ばかりでなく階
段、壁面、天井、配管の内外等を自由に移動する
とができ、各種機器を搭載した移動装置を提供す
ることを目的としている。
The present invention was made in view of these points, and is capable of running and walking, can move freely not only on flat ground, but also on stairs, walls, ceilings, inside and outside of piping, and is equipped with various devices. The purpose is to provide a mobile device.
本発明の移動装置は、複数の胴体を関節により
一連の連接し、各関節を２自由度で駆動するアク
チユエータ群を設け、各胴体に移動面との接触を
保つ接触媒体を設けて形成されており、能動的か
つ柔軟に屈曲変形することができ、巻き付きなが
らの走行、吸着、しやくとり歩行、突張り走行お
よび歩行をすることを特徴とする。
The moving device of the present invention is formed by connecting a plurality of bodies by a series of joints, providing a group of actuators for driving each joint with two degrees of freedom, and providing each body with a contact medium that maintains contact with a moving surface. It is characterized by being able to bend and deform actively and flexibly, and being able to run while wrapping around itself, adsorb, crawl, push, and walk.
以下、本発明の実施例を第１図から第１２図に
ついて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 12.
第１図は、本実施例の全体を示している。 FIG. 1 shows the entirety of this embodiment.
本体１は、頭２、胴体部１１と巻付装置部１４
（尾）とで形成されている。 The main body 1 includes a head 2, a body section 11 and a winding device section 14.
It is formed by (tail) and.
この頭２は、超音波センサ３、照明４、立視イ
メージセンサ５、ボールローラ６、イメージセン
サ７、アンテナ８、近接装置９のほか、ジヤイ
ロ、CPU、信号処理装置、バツテリー等（図示
せず）によつて形成されている。 This head 2 includes an ultrasonic sensor 3, a light 4, a standing image sensor 5, a ball roller 6, an image sensor 7, an antenna 8, a proximity device 9, a gyro, a CPU, a signal processing device, a battery, etc. (not shown). ) is formed by.
上記超音波センサ３は、進路上の障害物の検知
と距離の測定に用いられる。 The ultrasonic sensor 3 is used to detect obstacles on the path and measure distance.
立視イメージセンサ５とイメージセンサ７は、
視覚としての機能のほかに障害物及び移動経路上
の移動用の標識（マーク）あるいは移動対象物を
認識を行うとともに、本体１の姿勢を敗握するの
に用いられる。上記のマーク等の認識は、上記イ
メージセンサ５，７を介して遠隔操作部に画像処
理装置を設けて認識させてもよい。 The standing image sensor 5 and the image sensor 7 are
In addition to its visual function, it is used to recognize obstacles, moving marks on the moving route, or objects to be moved, and to control the posture of the main body 1. The above-described marks and the like may be recognized by providing an image processing device in the remote control unit via the image sensors 5 and 7.
近接装置９は、頭２が入らない箇所へ検出器あ
るいは工具１０を接近させるように構成されてい
る。この近接装置９に位置情報を直接入手するセ
ンサを搭載してもよい。この位置情報を直接入手
するセンサの例としては、マークにバーコードを
用いたバーコードセンサ等が考えられる。 The proximity device 9 is configured to bring the detector or tool 10 close to a location where the head 2 cannot enter. This proximity device 9 may be equipped with a sensor that directly obtains position information. An example of a sensor that directly obtains this position information is a barcode sensor that uses a barcode as a mark.
アンテナ８は信号伝達部を有し、本体１と遠隔
操作部（図示せず）との信号のやり取りと、基準
位置情報の発信ポイントからの受信機能を有して
いる。有線による遠隔操作を行う場合には、アン
テナ８は基準位置情報の発信ポイントからの受信
機能のみとなる。 The antenna 8 has a signal transmission section, and has a function of exchanging signals between the main body 1 and a remote control section (not shown) and receiving reference position information from a transmission point. When remote control is performed by wire, the antenna 8 only has the function of receiving reference position information from a transmission point.
胴体部１１は、２自由度の関節により連接され
柔軟に屈曲変形することができるとともに車輪１
３で走行、歩行、吸着できる構造になつている。 The body part 11 is connected by joints with two degrees of freedom and can be flexibly deformed.
3, it has a structure that allows it to run, walk, and absorb.
巻付装置１４は、尾部に位置し、チエーン状で
なおかつ末端に行くに従つて断面が小さくなり、
かつ、うず巻状に巻けるようにアクチユエータ１
５により各チエーン状の部材は連結されている。
このアクチユエータ１５は、形状記憶合金で通電
制御されることにより、矢印ａからｂまたはｂか
らａ方向に巻き付くことが出来る。この巻付装置
１４には圧力及びすべりセンサが付いているセン
サ付ラバー１６が一定間隔で取付けられており、
巻付力、すべりの有無を検知するように形成され
ている。 The winding device 14 is located at the tail, is chain-shaped, and has a cross section that becomes smaller toward the end.
In addition, the actuator 1 is arranged so that it can be wound in a spiral shape.
Each chain-like member is connected by 5.
This actuator 15 can be wound in the direction of arrows a to b or from b to a by controlling the energization with the shape memory alloy. Sensored rubbers 16 equipped with pressure and slip sensors are attached to this winding device 14 at regular intervals.
It is designed to detect the winding force and the presence or absence of slippage.
胴体１１ａへ連接軸１８と胴体リング１２とを
ギヤ１９の穴と胴体リング２２の取付穴とをボル
ト締めすることにより連結する。ケーブル処理装
置２４は、連接軸１８の一部である取付穴２３を
介して、ケーブルを配線する。次に、胴体１１ｂ
を連接軸取付部５８ｂを介して連接軸１８および
胴体リング１２へワンタツチで取付ける。この連
接取付部５８ｂは、みぞを合せてはめこみスプリ
ング力などによりロツクする一般的な構造であ
る。 The connecting shaft 18 and the fuselage ring 12 are connected to the fuselage 11a by bolting the holes in the gear 19 and the mounting holes in the fuselage ring 22. The cable processing device 24 routes the cables through a mounting hole 23 that is a part of the connecting shaft 18 . Next, the fuselage 11b
is attached to the connecting shaft 18 and the body ring 12 with one touch via the connecting shaft attachment part 58b. The connecting attachment portion 58b has a general structure in which the grooves are aligned and fitted together and locked by spring force or the like.
次に、連接軸１８、胴体リング１２および胴体
１１ｂが一体になつたものを胴体１１ａへ接続さ
せる。連接取付部５８ａも上記連接取付部５８ｂ
と同様の構造である。なお、これらの連結部はコ
ネクタで接続されている。 Next, the joint shaft 18, the fuselage ring 12, and the fuselage 11b are connected to the fuselage 11a. The connecting mounting portion 58a is also the connecting mounting portion 58b.
It has a similar structure. Note that these connecting parts are connected by connectors.
また、胴体リング１２を回転させるにはモータ
２１、胴体まわり駆動装置２０を介しギヤ１９と
１体になつた胴体リング１２が胴体のａ−ｂ軸と
直角をなす面上を回転する。なお、ギヤ１９は、
連接軸１８にはベアリングを介して取付けられて
いる。 Further, in order to rotate the fuselage ring 12, the fuselage ring 12 integrated with the gear 19 is rotated on a plane perpendicular to the a-b axis of the fuselage via the motor 21 and the fuselage driving device 20. In addition, the gear 19 is
It is attached to the connecting shaft 18 via a bearing.
第３図は、第２図の胴体リング１２とギヤ１９
との取付部の断面を示している。 Figure 3 shows the fuselage ring 12 and gear 19 in Figure 2.
It shows a cross section of the attachment part.
胴体リング１２は、テーブル２６とこのテーブ
ル２６を回転させ車輪１３を操舵する操舵用モー
タ２８、車輪１３を駆動する駆動用モータ２７及
び吸着装置３２などから構成されている。 The body ring 12 includes a table 26, a steering motor 28 that rotates the table 26 and steers the wheels 13, a drive motor 27 that drives the wheels 13, a suction device 32, and the like.
第４図ａ，ｂは、このテーブル２６及び車輪１
３の構造を示している。 Figures 4a and 4b show this table 26 and wheels 1.
The structure of 3 is shown.
テーブル２６は、テーブル２６の回りにあるラ
ツク３５がギヤ２９を介して操舵モータ２８によ
り駆動されることにより回転し、その結果車輪１
３の操舵をすることが出来るように形成されてい
る。３０はオイルレスベアリングである。車輪１
３は、ホイル４５と吸着板４６とからなり、マウ
ント４３を介してリング３６に対して回転自在に
取付けられている。このリング３６は、テーブル
２６に取付けてあるサポート３４へピン３７およ
びピン通し穴３８を介して揺動自在に取りつけら
れており、さらに、アクチエータ４１により矢印
ａからｂ，ｂからａ車輪１３を揺動駆動する。ア
クチエータ４１の一端がリング側アクチエータ取
付穴に取付けられ、もう一端のサポート３４に取
付けられている。このアクチエータ４１は形状記
憶合金をピストン状に形成したものである。車輪
１３は、中空軸３９、軸４０及びマウント４３を
介して駆動用モータ２７により駆動される。軸３
９、軸４０及びマウント４３は自在続手４４によ
りそれぞれ接続されている。 The table 26 is rotated by a rack 35 around the table 26 being driven by a steering motor 28 via a gear 29, so that the wheels 1
It is formed so that it can perform three types of steering. 30 is an oil-less bearing. wheel 1
3 consists of a foil 45 and a suction plate 46, and is rotatably attached to the ring 36 via a mount 43. This ring 36 is swingably attached to a support 34 attached to the table 26 via a pin 37 and a pin through hole 38, and further swings the wheel 13 from arrow a to b and from b to a by an actuator 41. Drive dynamically. One end of the actuator 41 is attached to the ring-side actuator attachment hole, and the other end is attached to the support 34. This actuator 41 is formed of a shape memory alloy into a piston shape. The wheel 13 is driven by a drive motor 27 via a hollow shaft 39, a shaft 40, and a mount 43. Axis 3
9, the shaft 40 and the mount 43 are connected by a universal coupling 44, respectively.
第５図は吸着装置３２の構成を示している。 FIG. 5 shows the structure of the adsorption device 32. As shown in FIG.
この吸着装置３２は、吸着板４６と、ダクト４
７と、接触センサ４８と、吸着圧力計４９と、タ
ンク５１と、弁５２と、形状記憶合金スプリング
５３と、コントローラ５４とによつて構成されて
いる。 This suction device 32 includes a suction plate 46 and a duct 4.
7, a contact sensor 48, an adsorption pressure gauge 49, a tank 51, a valve 52, a shape memory alloy spring 53, and a controller 54.
吸着板４６は、第５図と第４図ｂにより詳しく
示すように、吸着側にほぼ円錐状の凹部を有し、
車輪１３に取り付けられている。車輪１３は、第
４図ｂに示すように、中空軸３９，４０を介して
駆動装置５０（前記駆動モータ２７を含む）に接
続されている。駆動装置５０はその作動状態を示
す信号をコントローラ５４に送るように構成され
ている。 As shown in more detail in FIGS. 5 and 4b, the suction plate 46 has a substantially conical recess on the suction side,
It is attached to the wheel 13. The wheels 13 are connected to a drive device 50 (including the drive motor 27) via hollow shafts 39 and 40, as shown in FIG. 4b. The drive device 50 is configured to send a signal to the controller 54 indicating its operating state.
接触センサ４８は吸着板４６の吸着面に取り付
けられ、接触信号をコントローラ５４に送るよう
に構成されている。吸着圧力計４９は計測部が吸
着板４６の吸着側凹部内面に位置するように取り
付けられ、検出した圧力信号をコントローラ５４
に送るように構成されている。 The contact sensor 48 is attached to the suction surface of the suction plate 46 and is configured to send a contact signal to the controller 54. The suction pressure gauge 49 is attached so that the measuring part is located on the inner surface of the suction side recess of the suction plate 46, and the detected pressure signal is sent to the controller 54.
It is configured to send to.
タンク５１はシリンダとピストンのような構造
をしている。タンク５１の空間はダクト４７によ
つて吸着板４６の吸着側凹部内の空間と連通して
いる。ダクト４７は、たとえば可撓性を有するチ
ユーブからなり、一端がタンク５１のピストン状
部材と接続し、駆動装置５０の内部の上記中空軸
３９，４０の内部を通つて他端が中着板４６に接
続するようにすることができる。 The tank 51 has a structure like a cylinder and a piston. The space in the tank 51 communicates with the space in the suction side recess of the suction plate 46 through a duct 47 . The duct 47 is made of a flexible tube, for example, and has one end connected to the piston-like member of the tank 51, passes through the inside of the hollow shafts 39 and 40 inside the drive device 50, and the other end connects to the inner fitting plate 47. can be connected to.
タンク５１のピストン部材は形状記憶合金スプ
リング５３によつて図に示す矢印方向に駆動され
る。このことにより、吸着板４６の吸着側凹部の
内部の空気は給排される。上記形状記憶合金スプ
リング５３の伸縮はコントローラ５４による通電
制御によつて制御される。 The piston member of the tank 51 is driven by a shape memory alloy spring 53 in the direction of the arrow shown in the figure. As a result, the air inside the suction side recess of the suction plate 46 is supplied and exhausted. The expansion and contraction of the shape memory alloy spring 53 is controlled by the energization control by the controller 54.
弁５２は排気される空気が本体１内部に入らな
い位置に設置され、その開閉はコントローラ５４
によつて制御される。 The valve 52 is installed in a position where the exhausted air does not enter the inside of the main body 1, and its opening and closing is controlled by the controller 54.
controlled by.
第６図は、関節１７の１例を示している。 FIG. 6 shows an example of the joint 17.
胴体１１ｂ側にある関節駆動モータ５７部は、
関節の中心ｘで交わるｉ−i′軸とＪ−j′軸まわり
にそれぞれ独立して駆動することにより２自由度
を得られる構造になつている。連接輪５６は、両
端が胴体１１ａに固定され、ｊ−j′軸と一致する
ように配置されたシヤフトによつてｊ−j′軸に関
して回転可能に取り付けられている。 The joint drive motor 57 on the body 11b side is
The structure is such that two degrees of freedom can be obtained by independently driving around the i-i' axis and the J-j' axis, which intersect at the center x of the joint. The connecting ring 56 has both ends fixed to the body 11a, and is rotatably mounted about the j-j' axis by a shaft arranged to coincide with the j-j' axis.
胴体１１ｂは接続部材１１ｃを介してｉ−i′軸
に関して回転可能に連接輪５６に取り付けられて
いる。詳しくは、接続部材１１ｃはその基部で胴
体１１ｂに固定され、その頂部に一対の耳状の突
出部８０を有している。各突出部８０はｉ−i′軸
上に配置された一対のピン１１ｄによつて連接輪
５６に回転可能に連結されている。この接続部材
１１ｃと連接輪５６の作用によつて、胴体１１ｂ
と胴体１１ａは軸ｉ−i′と軸ｊ−j′に関して回転
することができる。 The body 11b is rotatably attached to the connecting ring 56 via the connecting member 11c about the i-i' axis. Specifically, the connecting member 11c is fixed to the body 11b at its base, and has a pair of ear-shaped protrusions 80 at its top. Each protrusion 80 is rotatably connected to the connecting ring 56 by a pair of pins 11d arranged on the i-i' axis. By the action of the connecting member 11c and the connecting ring 56, the body 11b
and the body 11a can rotate about the axis i-i' and the axis j-j'.
ｉ−i′軸駆動ギア６３がピン１１ｄを介して連
接輪５６と一体に回転するように設けられてい
る。このｉ−i′軸駆動ギヤ６３はｉ−i′軸駆動モ
ータ５７の回転軸末端に形成された伝達ギア６２
と噛合している。 An i-i' axis drive gear 63 is provided to rotate together with the connecting wheel 56 via a pin 11d. This i-i' axis drive gear 63 is a transmission gear 62 formed at the end of the rotating shaft of the i-i' axis drive motor 57.
It meshes with.
この構造により、ｉ−i′軸駆動モータ５７の回
転によつて、動力が伝達ギア６２を介してｉ−
i′軸駆動ギア６３に伝達され、胴体１１ａをｉ−
i′軸まわりに回転駆動する。 With this structure, power is transmitted through the transmission gear 62 by the rotation of the i-i′ axis drive motor 57.
The signal is transmitted to the i'-axis drive gear 63, and the i-
Drives rotation around the i′ axis.
一方、上記ｊ−j′軸上のシヤフトにはｊ−j′軸
駆動ギア６１が固着されている。また、接続部材
１１ｃにはウオームギア６０ｃと伝達ギア６０ｂ
が一体に回転可能に取り付けられている。また、
伝達ギア６２の内側には、ｊ−j′軸まわりの駆動
を行うｊ−j′軸駆動モー８１の回転軸末端に固着
された伝達ギア５９が独立して回転可能に配設さ
れている。伝達ギア５９は伝達ギア６０ｂと噛合
し、ｊ−j′軸駆動ギア６１は伝達ギア６０ｃと噛
合している。この構造により、ｊ−j′軸駆動モー
タ８１の回転は、伝達ギア５９と伝達ギア６０
ｂ，６０ｃを介してｊ−j′軸駆動ギア６１に伝達
され、胴体１１ａをｊ−j′軸回りに回転駆動す
る。 On the other hand, a j-j' axis drive gear 61 is fixed to the shaft on the j-j' axis. Further, the connecting member 11c includes a worm gear 60c and a transmission gear 60b.
are rotatably attached. Also,
Inside the transmission gear 62, a transmission gear 59 is independently rotatably disposed, which is fixed to the end of the rotating shaft of a j-j' axis driving motor 81 that drives around the j-j' axis. The transmission gear 59 meshes with the transmission gear 60b, and the j-j' axis drive gear 61 meshes with the transmission gear 60c. With this structure, the rotation of the j-j' axis drive motor 81 is controlled by the transmission gear 59 and the transmission gear 60.
b, 60c to the j-j' axis drive gear 61, and rotates the body 11a around the j-j' axis.
第７図は、胴体リング１２その他の例で１２ａ
は車輪を２つにした例、１２ｂは120度おきに合
計３つ配置した例、１２ｃはボールローラを放射
状に配置した例である。 FIG. 7 shows the fuselage ring 12 and other examples 12a.
12b is an example in which there are two wheels, 12b is an example in which a total of three wheels are arranged at 120 degree intervals, and 12c is an example in which ball rollers are arranged radially.
次に、本実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.
本装置の本体１は、頭２、胴体部１１と巻付装
置部１４とにより形成されている。 The main body 1 of this device is formed by a head 2, a body section 11, and a winding device section 14.
頭２には、進路の障害物を検知するため超音波
センサ３と立視イメージセンサ５により状況を把
握する。 The head 2 uses an ultrasonic sensor 3 and a standing image sensor 5 to grasp the situation in order to detect obstacles in the path.
また、CPUを中心にジヤイロ、各種センサか
らの情報等により、CPUからの指令に従つて、
各部の胴体、関節、巻付装置、近接装置９、各駆
動装置を自動制御する。 In addition, according to the instructions from the CPU, based on information from the CPU, the gyroscope, and various sensors, etc.
The body, joints, wrapping device, proximity device 9, and drive devices of each part are automatically controlled.
車輪１３は、胴体回り、操作、駆動、走行時と
吸着等の切変えの自由度を有している。これらの
駆動系をまとめて駆動装置５０としてまとめてあ
る。この駆動装置５０と吸着装置３２及び胴体に
付属するセンサなどはすべてその胴体部１１にあ
るコントローラ５４により制御される。 The wheels 13 have a degree of freedom in switching around the body, operating, driving, traveling, adsorption, etc. These drive systems are collectively referred to as a drive device 50. The drive device 50, suction device 32, and sensors attached to the body are all controlled by a controller 54 located in the body 11.
センサ類は、検出情報を処理する処理装置と知
出器が一体となつたスマートセンサとコントロー
ラ５４からの必要最低限の伝送量に減少させてい
る。 The amount of data transmitted from the sensors is reduced to the minimum necessary from the smart sensor and controller 54, which are integrated with a processing device for processing detection information and a detector.
この移動装置ジヤイロ各関節駆動モータに付け
られている位置検出器を利用して、状態、軌跡、
ルート予想、移動対象物の認識することが出来
る。なお、頭２と胴体部１１との中間の１点と尾
部との３点との位置データと移動装置の関節の寸
法、構成などのデータとを組合せるとさらに良
い。 This moving device uses position detectors attached to each joint drive motor to determine the state, trajectory,
It is possible to predict routes and recognize moving objects. In addition, it is even better to combine the position data of three points, one point between the head 2 and the body part 11, and the tail part, and data on the dimensions, configuration, etc. of the joints of the moving device.
位置の認識は、起動時の初期姿勢及び初期位置
情報をCPUメモリーに入力し、この初期位置情
報と、本体１の関節距離寸法、関節構成、関節角
度からの移動量情報等の条件とを基に、ジヤイロ
や各胴体関節の角度及び姿勢や車輪１３の走行量
や接触センサからの位置および移動情報をCPU
にて処理し、推定に現在位置及び推定の姿勢を算
出する。 Position recognition is performed by inputting the initial posture and initial position information at startup into the CPU memory, and based on this initial position information and conditions such as joint distance dimensions, joint configuration, and movement amount information from the joint angle of the main body 1. Then, the angle and posture of the wheel and each torso joint, the amount of travel of the wheels 13, and position and movement information from the contact sensor are sent to the CPU.
to calculate the estimated current position and estimated orientation.
アンテナ８と超音波センサ３との組み合わせに
より、基準発信ポイントからの距離と位置を把握
し、現在位置を認識して推定の現在位置の誤差を
校正することもできる。 By combining the antenna 8 and the ultrasonic sensor 3, it is possible to grasp the distance and position from the reference transmission point, recognize the current position, and calibrate errors in the estimated current position.
上記初期姿勢は頭２と胴体部１１と尾部とに取
り付けられた位置検出器によつて得られる。この
初期姿勢と本体１の関節間距離寸法、関節構成、
関節角度及び車輪１３の走行量からの情報を
CPUで処理して推定の姿勢を算出することがで
きる。 The above initial posture is obtained by position detectors attached to the head 2, body 11, and tail. This initial posture, the distance between the joints of the main body 1, the joint configuration,
Information from the joint angle and the travel distance of the wheel 13
The estimated posture can be calculated by processing on the CPU.
推定姿勢の校正については、本体１を伸長して
最大の全長の姿勢をとることにより、各関節角度
をゼロに補正することにより校正することができ
る。 The estimated posture can be calibrated by extending the main body 1 to assume the maximum overall length and correcting each joint angle to zero.
なお、上記ジヤイロは、航空機や船舶の慣性航
法に用いるものと同様のものを用いることができ
る。 Note that the above-mentioned gyroscope can be similar to those used for inertial navigation of aircraft and ships.
この移動装置は、ヘビの移動機能と走行及び走
行機能を有している。 This moving device has a snake moving function and running and traveling functions.
舵行走行は第１図のようにして行なう。 Steering travel is performed as shown in Figure 1.
管内走行は、第８図に示すように、配管６７内
を車輪１３を胴体が接触しないように胴体廻りの
回転を使用して振り分けている。これよりも大き
な径の配管に対しては本体をコイル状にして走行
する。この場合、各胴体１１の関節は車輪１３と
管６７の内壁との間に〓間を生じないように、所
定の角度に維持されるとともに、車輪１３は管６
７の軸方向に整列固定される。本体１の移動は上
記姿勢を維持したまま車輪１３の回転によつて行
う。 As shown in FIG. 8, the inside of the pipe is distributed by rotating the wheels 13 around the body so that the wheels 13 do not come into contact with each other in the pipe 67, as shown in FIG. For piping with a larger diameter than this, the main body is coiled and runs. In this case, the joints of each body 11 are maintained at a predetermined angle so as not to create a gap between the wheels 13 and the inner wall of the tube 67, and the wheels 13 are connected to the inner wall of the tube 67.
7 is aligned and fixed in the axial direction. The main body 1 is moved by rotating the wheels 13 while maintaining the above posture.
管外走行は、第９図に示すようにして行なう。
この第９図はｈからｇ方向へ移動する場合であ
り、矢印ｌからｋへそのまま並行移動したり、矢
印ｍのようにスパイラルな移動をすることが出
る。この場合、各胴体１１はその軸線に関して回
転してその車輪１３を管６７の外壁に当接させ
る。各胴体１１間の関節は、車輪１３と管６７の
外壁との間に〓間を生じないような角度に維持さ
れる。矢印ｋ−ｌに示すような平行移動を行うと
きは、車輪１３は管６７の軸方向に整列され、車
輪１３の回転によつて平行移動する。また、矢印
ｍに示すようなスパイラル移動を行うときは、車
輪１３は各胴体１１の軸線に平行になるように操
舵され、この状態で車輪１３が回転させられる。
このことにより、本体１は管６７の外側をスパイ
ラル状に移動する。これらの機能により配管のサ
ポートなどの突出物を回避しながら移動が出来
る。 Traveling outside the tube is performed as shown in FIG.
This FIG. 9 shows the case of movement from h to g direction, and it is possible to move directly in parallel from arrow l to k, or to move spirally as shown by arrow m. In this case, each body 11 rotates about its axis to bring its wheels 13 into contact with the outer wall of the tube 67. The articulation between each body 11 is maintained at an angle such that there is no gap between the wheels 13 and the outer wall of the tube 67. When performing parallel movement as shown by the arrow k-l, the wheels 13 are aligned in the axial direction of the tube 67, and are moved in parallel by rotation of the wheels 13. Further, when performing a spiral movement as shown by the arrow m, the wheels 13 are steered so as to be parallel to the axis of each body 11, and the wheels 13 are rotated in this state.
This causes the main body 1 to move spirally outside the tube 67. These functions allow movement while avoiding protruding objects such as piping supports.
階段６８を歩行する場合には第１０図のように
して行なう。この場合、本体１の尾部を床面に固
定し、本体１の先端部を階段６８の段差より長い
長さ部分を引き起こす。この先端部の引き起こし
は各関節間の駆動装置によつてｉ−i′軸とｊ−
j′軸まわりの回転によつて行う。尾部の固定は、
アクチユエータ４１によつて車輪１３を回転さ
せ、吸着板４６を床面に吸着させて行う。引き起
こされた本体１の先端部は関節角度の調節によつ
て階段６８の一段上に載せられる。 When walking on the stairs 68, the procedure is as shown in FIG. In this case, the tail portion of the main body 1 is fixed to the floor surface, and the tip portion of the main body 1 is raised to a length longer than the step of the stairs 68. This tip is raised by the drive device between each joint, i-i' axis and j-
This is done by rotation around the j′ axis. Fixation of the tail is
This is done by rotating the wheels 13 by the actuator 41 and sucking the suction plate 46 onto the floor surface. The raised tip of the main body 1 is placed on one step of the staircase 68 by adjusting the joint angle.
階段６８の一段上に乗せられた本体１の先端部
は吸着板４６によつて階段６８の上面に吸着され
る。次に本体１の尾部の床面の吸着が解かれ、本
体１の先端部を支点に本体１の尾部が階段６８の
１段上に引き上げられる。 The tip of the main body 1 placed on one step of the stairs 68 is suctioned to the upper surface of the stairs 68 by the suction plate 46. Next, the adhesion of the tail of the main body 1 to the floor surface is released, and the tail of the main body 1 is pulled up one step of the stairs 68 using the tip of the main body 1 as a fulcrum.
次々に上記動作を繰り返ことにより、移動装置
は階段６８を登るとが来る。 By repeating the above operations one after another, the moving device reaches the point where it climbs the stairs 68.
管間の移動は、第１１図に示すようにして行な
う。すなわち配管６７ａから６７ｂへ移るには、
まず本体１ａのように配管６７ａの走行時に巻付
装置１４で本体１ａの自重をささえた後、本体１
ｂのように頭２から順に胴体を配管６７ｂへ巻き
つけてゆき自重をささえられるようになると、巻
付装置１４を配管６７ａからはずして配管６７ｂ
へ移動する。この場合、本体１を支える巻付装置
１４は、滑りセンサの情報に基づいてアクチユエ
ータ１５の巻付力が調節される。また、配管６７
ｂに移動された本体の先端部の各胴体１１は回転
して、接触センサ４８によつて吸着板４６を配管
６７ｂに吸着させる。本体１を支えるのに十分な
数の吸着板４６が吸着した後に、巻付装置１４の
巻き付けが解かれ、胴体１１間の間接角度の調節
によつて配管６７ｂ側に移動する。 The movement between the tubes is performed as shown in FIG. In other words, to move from piping 67a to 67b,
First, like the main body 1a, the winding device 14 supports the weight of the main body 1a when the pipe 67a runs, and then
As shown in b, the body is wrapped around the pipe 67b starting from the head 2, and when it becomes able to support its own weight, the wrapping device 14 is removed from the pipe 67a and the body is wrapped around the pipe 67b.
Move to. In this case, in the winding device 14 that supports the main body 1, the winding force of the actuator 15 is adjusted based on information from the slip sensor. Also, piping 67
Each body 11 at the tip of the main body moved to b rotates, and the contact sensor 48 causes the suction plate 46 to suction to the pipe 67b. After a sufficient number of suction plates 46 to support the main body 1 are attracted, the winding device 14 is unwound and moved toward the pipe 67b by adjusting the indirect angle between the bodies 11.
壁及び天井移動は第１２図のようにして行な
う。すなわち、車輪１３に取付けられている吸着
板４６により壁面６９に吸着して本体１の自重を
支承する。そして、必要個数の吸着板で自重をさ
さえながら、残りの吸着板４６を移動方向へ移動
させて吸着させ自重をささえた後に、今までささ
えていた残りの胴体を引きよせたのち吸着させ
る。この動作をくり返して移動する。 The walls and ceiling are moved as shown in FIG. That is, the suction plates 46 attached to the wheels 13 absorb the wall surface 69 to support the weight of the main body 1 . Then, while supporting its own weight with a necessary number of suction plates, the remaining suction plates 46 are moved in the movement direction and are suctioned to support their own weight, and then the remaining body that has been supported so far is pulled together and suctioned. Move by repeating this action.
なお、以上はほんの１例であり構造及び構成は
かならずしも上記に限定されるものではない。こ
のように本発明の能動体は、走行、歩行及び吸着
とができ、平坦地ばかりでなく階段、壁面、天
井、配管の内外を自由に移動することができ、し
かも各種機器の搭載を行なうことができる等の効
果を奏する。また、搭載機器として点検、監視機
器を用いると、無人でかつ自動的に点検、監視作
業を行なうことができ、原子力発電プラントでは
作業員の被曝低減を図り、作業環境および安全性
の向上を図るとができ、作業の信頼性および稼働
率をも向上させることができ、異常等に早期に発
見することができる。 Note that the above is just one example, and the structure and configuration are not necessarily limited to the above. As described above, the active body of the present invention can run, walk, and adsorb, and can move freely not only on flat ground but also inside and outside of stairs, walls, ceilings, and piping, and can be equipped with various devices. It has the following effects: In addition, if inspection and monitoring equipment is used as onboard equipment, inspection and monitoring work can be carried out unattended and automatically, reducing radiation exposure for workers at nuclear power plants and improving the working environment and safety. It is possible to improve work reliability and operation rate, and to detect abnormalities at an early stage.
このように本発明の移動装置は、胴体と関節と
巻付装置と接触媒体と慣性位置検出器とを有し、
これらの協働によつて、走行と歩行とができ、平
坦地ばかりでなく階段、壁面、天井、配管の内外
等を自由に移動することができ、各種機器を搭載
プラントの点検、監視の自動化ができ、また、人
に代つて極限の作業を行なうこともでき、人では
点検、監視及び作業のできない狭い所にでも使用
できる等の効果を奏する。
As described above, the moving device of the present invention includes a body, a joint, a wrapping device, a contact medium, and an inertial position detector,
Through these collaborations, it is possible to run and walk, and move freely not only on flat ground, but also on stairs, walls, ceilings, inside and outside of piping, etc., and it is equipped with various equipment to automate inspection and monitoring of plants. It also has the advantage of being able to perform extreme tasks in place of humans, and being able to be used in confined spaces where humans cannot inspect, monitor, or work.
図面は本発明の移動装置の実施例を示し、第１
図は、全体を示す斜視図、第２図は胴体部の分解
斜視図、第３図は胴体リングの一部切断側面図、
第４図ａ，ｂはそれぞれ車輪部の一部切断斜視
図、第５図は接触センサ部の側面図、第６図は関
節部の一部切断斜視図、第７図は他の実施例を示
す全体斜視図、第８図は管内移動状態を示す断面
図、第９図は管外移動状態を示す側面図、第１０
図は階段昇降状態を示す側面図、第１１図は管間
移動状態を示す斜視図、第１２図ａ，ｂはそれぞ
れ壁面移動状態を示す説明図である。
１……本体、２……頭、１１……胴体、１２…
…胴体リング、１３……車輪、１４……巻付装
置、１５……アクチユエータ、１７……関節、４
６……吸着板。
The drawings show an embodiment of the mobile device of the present invention, and the first
The figure is a perspective view showing the whole, Figure 2 is an exploded perspective view of the fuselage, Figure 3 is a partially cutaway side view of the fuselage ring,
4a and 4b are partially cutaway perspective views of the wheel portion, FIG. 5 is a side view of the contact sensor portion, FIG. 6 is a partially cutaway perspective view of the joint portion, and FIG. 7 is a perspective view of another embodiment. FIG. 8 is a sectional view showing the state of movement within the tube, FIG. 9 is a side view showing the state of movement outside the tube, and FIG.
11 is a perspective view showing a state of movement between pipes, and FIGS. 12a and 12b are explanatory diagrams showing a state of wall movement. 1...Body, 2...Head, 11...Torso, 12...
... Body ring, 13 ... Wheel, 14 ... Wrapping device, 15 ... Actuator, 17 ... Joint, 4
6...Suction plate.
Claims (1)
数の胴体と巻付装置とを有し、前記各胴体はその
両端の関節を結ぶ軸線に対して回転可能に構成さ
れているとともに、移動あるいは移動と固定を行
う少くとも一つの走行手段を備え、前記関節はア
クチユエータによつて駆動され、この関節の駆動
によつて前記連結された一連の胴体は湾曲、巻付
きを行うように構成された移動装置であつて、 前記一連の胴体の頭部と尾部とその中間の一点
には、前記関節の状態を検知して移動装置の状態
と軌跡を検知するとともに、移動対象物を認識し
て移動装置のルートを予想する慣性位置検出器が
設けられていることを特徴とする移動装置。 ２ 前記走行手段は、クローラ、ボールローラ、
車輪、あるいは吸着装置を備えた車輪のいずれか
によつて構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の移動装置。 ３ 前記巻付装置は多重連結された屈曲自在の部
材からなり、この屈曲自在の部材はアクチユエー
タを有し、表面に圧力あるいは滑りセンサーを備
え、巻付き、突張、吸着などの方法によつて前記
移動装置をささえることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の移動装置。[Scope of Claims] 1. It has a plurality of bodies connected in series by joints with two degrees of freedom and a wrapping device, and each body is configured to be rotatable about an axis connecting the joints at both ends thereof. and at least one traveling means for movement or movement and fixation, the joints are driven by actuators, and the series of connected bodies bends and wraps by driving the joints. The moving device is configured to perform the following: the head and tail portions of the series of torsos, and a point between them, are configured to detect the state of the joints to detect the state and trajectory of the moving device; A moving device characterized by being provided with an inertial position detector that recognizes an object and predicts a route of the moving device. 2. The traveling means includes a crawler, a ball roller,
The moving device according to claim 1, characterized in that it is constituted by either wheels or wheels equipped with a suction device. 3. The winding device is composed of multiple connected bendable members, the bendable member has an actuator, a pressure or slip sensor is provided on the surface, and the winding device is composed of multiple connected bendable members, and the bendable member has an actuator and a pressure or slip sensor on its surface, and is capable of winding, tensioning, suction, etc. The moving device according to claim 1, characterized in that said moving device is supported.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59075555A JPS60219173A (en) | 1984-04-14 | 1984-04-14 | Active body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59075555A JPS60219173A (en) | 1984-04-14 | 1984-04-14 | Active body |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS60219173A JPS60219173A (en) | 1985-11-01 |
| JPH0544390B2 true JPH0544390B2 (en) | 1993-07-06 |
Family
ID=13579540
Family Applications (1)
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| JP59075555A Granted JPS60219173A (en) | 1984-04-14 | 1984-04-14 | Active body |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |