JPH058971B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は管路、特に傾斜大径管の管内検査等に
おいて好適に使用できる管内走行装置を遠隔操作
する際に必要な信号伝送装置に関する。

［従来の技術及びその問題点］ 従来、水路管等の管路の内面の検査は、検査員
が管内に入り、超音波探傷器、厚み計、カメラ等
の検査装置を用いて行つている。

しかし、径が２ｍ以上にも及ぶような大径管を
このような方式で検査する場合には足場が必要で
あり、特に、急な傾斜を有する水路管等について
は足場の構築に多くの手間と時間がかかり、いず
れにしても検査全体の能率が悪く、検査作業も危
険を伴うという問題がある。

また傾斜の急な水路管の場合、工事用として上
部からゴンドラを吊り下げる大型の装置を利用す
ることも考えられるが、このような装置を管内に
搬入するためには相当の開口部が必要であり、頻
繁に行う定期検査には不向きである。

そのため本出願人は、第５図に示すようなステ
アリング機構付きの走行ローラと該走行ローラの
駆動装置を備えた走行ユニツト２０１乃至２０９
を管７００内面でエンドレス状に連結し、且つ連
結する走行ユニツト間にはパワシリンダ（図示な
し）等により押圧力が与えられてそのブリツジ効
果により管７００内面に沿つて環状に形成せしめ
られる管内走行装置１１０の提案を行なつてい
る。該管内走行装置１１０は、その中心位置近傍
に、カメラ等の検査装置、或いは管内面の研磨、
塗装、溶接等の各付属装置を設置し、遠隔操作に
より管７００内を回転しながら管長さ方向に移動
して、管内面の検査やその他の作業を行なうよう
にしている。

ところが、この遠隔操作のために、各走行ユニ
ツト２０１乃至２０９の駆動装置のための動力ケ
ーブル、ステアリング機構やパワシリンダ等の作
動を制御する制御装置のための制御ケーブル及び
上記検査装置や付属装置の制御・検知等の信号伝
送のための伝送ケーブルをまとめて一束のケーブ
ル４３とし、管７００外に設けた電源２３や遠隔
走査盤２２より管７００のマンホール７１０を経
て管７００内に装入し、スリツプジヨイントを介
して管内走行装置１１０の上記駆動装置、ステア
リング機構及び付属装置等に配線する。

上記ケーブル４３は遠隔操作用にもともと長い
ものが用いられており、その上制御・検知等に関
する装置の装備が多くなればなる程、一束にまと
められるケーブル４３の重量及び径が増大するた
め、上記管内走行装置１１０の回転や移動の抵抗
となつて、場合によつては管７００内で転倒する
等の問題を生じていた。

本発明は以上の用な問題に鑑み創案されたもの
で、一束にまとめられるケーブルの重量及び径の
軽減を図らんとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 近年信号伝送量及び伝送距離を優位性に着目し
て光フアイバケーブルを用いるものが多くなつ
た。本発明者等もこれをもとに上記問題の解決を
図ろうとしたが、管内を回転しながら移動すると
いう管内走行装置にこれを適用する場合、特有な
問題を生ずるので、以下のような構成を有する本
発明を創案するに至つた。

本発明は第１図ａに示すように管内走行装置１
と、これより離れた所にある遠隔操作装置２との
間で、一端が、前記管内走行装置１の略中心位置
で、スリツプジヨイント３を介して管内走行装置
１側につなげられ、他端が遠隔操作装置２側に延
出する光フアイバケーブル４と、該光フアイバケ
ーブル４の両端に夫々設けられ、電気信号と光信
号の変復調を行なうモデム５，６と、同図ｂに示
すように前記スリツプジヨイント３内に設けら
れ、管内走行装置１側のモデム６と、該管内走行
装置１の各装置（例えば走行ユニツト２０１乃至
２０９の走行ローラ２４０用ステアリング機構や
駆動装置、TVカメラ等の付帯設備等）とを電気
的に接続せしめるロータリコネクタ７とを有する
信号伝送装置を提供する。

ここでケーブル４をスリツプジヨイント３を介
して管内走行装置１の略中心位置で、これにつな
げることとしたのは、管内走行装置１の回転をス
リツプジヨイント３により吸収し、ケーブル４の
ねじれ、よじれの発生を防ぐためである。従つて
ケーブル４が回転することがなくなるため、管内
走行装置１側とはロータリコネクタ７を介して接
続することとしたが、光信号で伝送するようにし
たこと及び現状では光信号用の多芯ロータリコネ
クタがないということから、ロータリコネクタ７
と光フアイバケーブル４との間に光信号と電気信
号の変復調を行なうモデム６を置き、ロータリコ
ネクタ７との接触は電気信号のまま又は電気信号
に変換して行なうこととした。

［作用］ 上記本発明装置では、操作装置２側の電気的な
信号をモデム５で光信号に変調し、光フアイバケ
ーブル４へ出力する。一方該光フアイバケーブル
４で伝送されてくる光信号を受けた管内走行装置
１側のモデム６はこれをもとの電気信号に復調
し、ロータリコネクタ７を介して管内走行装置１
側の上記各装置に伝送する。又管内走行装置１側
に取付けられたTVカメラ等の映像信号は、その
まま光信号に変調し、逆の経路をたどつて、操作
装置２側で再び映像信号に復調し、モニタ等に伝
送される。

このようにケーブルに光フアイバケーブル４を
使用したため、遠隔操作装置２側に及び管内走行
装置１側から出力される各種信号は光信号に変換
されることにより多量の信号の伝送が可能とな
る。又光フアイバケーブル４を用いたため伝送距
離も飛躍的に延びることになる。

［実施例］ 第２図及び第３図は本発明の一実施例に係る信
号伝送装置が設けられる管内走行装置１０を模式
的に示すものである。この装置は、検査装置等を
備えることができるセンタードラム１００、該セ
ンタードラムを中心としてその周囲に配置される
複数の走行ユニツト２００，２１０，２２０，２
３０、センタードラムを挾んで対向する走行ユニ
ツトどうしを連結し、且つセンタードラムを貫通
する伸縮アーム３００，３１０、隣接する走行ユ
ニツト間を連結するシリンダ装置４００、センタ
ードラムを常に対向する走行ユニツト間に位置せ
しめるためのセンタリング装置５００，５１０か
ら構成されている。

前記センタードラム１００には、この伸縮アー
ム３００を構成する１対のシリンダ装置を挿通さ
せるための１対の貫通ガイド孔１０１が形成さ
れ、さらにこの貫通ガイド孔１０１と直交する方
向に、他の伸縮アーム３１０を構成するシリンダ
装置を挿通させるため１対の貫通ガイド孔１０２
が形成されている。

このセンタードラム１００の全面には検査装置
としてTVカメラ６００が据付けられる。

前記走行ユニツト２００，２１０、２２０，２
３０はセンタードラム１００を含む略同一平面上
に位置し、センタードラム１００を中心として
90°の間隔で配置されている。これらのうち走行
ユニツト２００と２２０、走行ユニツト２１０と
２３０がそれぞれセンタードラム１００を挾んで
対向し、対の走行ユニツトを構成している。

各走行ユニツトは、管内面と対向する側の前後
左右の４箇所に走行ローラ２４０を有している。
この各走行ローラ２４０はステアリング機構を有
しており、その走行方向の向きを可変としてい
る。また各走行ユニツトは走行ローラの駆動装置
（図示せず）を有しており、これにより各走行ロ
ーラ２４０を駆動せしめる。

前記伸縮アーム３００、３１０は対向する走行
ユニツトどうしを連結するもので、前者が走行ユ
ニツト２００と２２０を、また後者が走行ユニツ
ト２１０と２３０をそれぞれ連結し、これら両伸
縮アームはセンタードラム内で直交している。

各伸縮アームは、ロツド３２２が反対方向に延
出する平行な１対のシリンダ装置３２０により構
成されており、伸縮アーム３００を構成する１対
のシリンダ装置３２０（シリンダ本体３２１）が
センタードラム１００の貫通ガイド孔１０１に、
また伸縮アーム３１０を構成する１対のシリンダ
装置３２０（シリンダ本体３２１）が貫通ガイド
孔１０２にそれぞれ進退可能に挿通されている。

そして、各伸縮アームは、これを構成する１対
のシリンダ装置３２０のうち、一方のシリンダ装
置のシリンダ本体３２１と他方のシリンダ装置の
ロツド３２２とが各走行ユニツトのケーシングに
接続され、これによつてセンタードラムを挾んで
対向する走行ユニツトを連結している。

前記シリンダ装置４００は、そのシリンダ本体
４１０を隣接する走行ユニツトの一方に、またロ
ツド４１１を他方の走行ユニツトにそれぞれ接続
し、隣接する走行ユニツトどうしを連結してい
る。

前記センタリング装置５００，５１０は伸縮ア
ーム３００，３１０に対応して設けられており、
各センタリング装置は伸縮アームを構成する１対
のシリンダ装置３２０のシリンダ本体３２１につ
いて、その対向面にそれぞれ付設されるラツク体
５２０と、両シリンダ本体３２１間に位置して両
ラツク体５２０と噛合すべくセンタードラム１０
０の中央に設けられるピニオン５２１とから構成
されている。伸縮アームはこれを構成する１対の
シリンダ装置３２０のロツド３２２を進退させる
ことにより伸縮するが、ピニオン５２１が両シリ
ンダ装置３２０のラツク体５２０に噛み上つてい
ることにより、両シリンダ装置３２０はピニオン
５２１を中心とした両側の長さが常に等しく、こ
の結果センタードラム１００は伸縮アームの伸縮
の程度にかかわらず、対向する走行ユニツト間の
中央に常にセンタリングされることになる。

このような構成からなる管内走行装置１０は、
伸縮アーム３００，３１０を伸長せしめ、且つシ
リンダ装置４００のロツド４１１を延ばして管７
００内面に沿つて環形状に形成しせめられる。又
走行ユニツト２００，２１０，２２０，２３０の
ステアリング機構により、走行ローラ２４０の向
きを調整し、その走行方向の向きを適宜コントロ
ールしながら、駆動装置により、各走行ローラ２
４０を駆動せしめることにより、管７００内を回
転しながら管７００の長さ方向に移動する。そし
てこの時センタードラム１００に取付けられた
TVカメラ６００を作動せしめ、管７００内面を
検査する。

このような管内操作装置１０は、管外からの遠
隔操作で走行ユニツト２００，２１０，２２０，
２３０の駆動装置の速度設定（０〜10ｍ／min）、
正逆転操作及び停止、ステアリング機構の角度設
定（０〜360°）、更にTVカメラ600の照明調整、
回転（０〜360°）、仰状（０〜90°）を制御し、又
該TVカメラ６００で撮られた管７００内面の映
像を反対に管外の所定モニタに伝送する。

そのため、第４図に示すような、管内走行装置
の各走行ユニツト２００，２１０，２２０，２３
０の駆動装置及びステアリング機構又はTVカメ
ラ６００やその照明装置及び姿勢制御装置と、こ
れらから離れた管７００外にある遠隔操作装置２
０及びモニタ２１との間を本発明の一実施例に係
る信号伝送装置でつないでいる。

この信号伝送装置は、上記両間をつなぐ光フア
イバケーブル４０と、該ケーブル４０の両端に
夫々取付けられたモデム５０，６０と、管内走行
装置１０側のモデム６０と該管内走行装置１０の
上記各装置とを接続せしめるロータリコネクタ７
０とを有している。

上記光フアイバケーブル４０は制御・検査デー
タ信号用の４本と、映像信号用の２本の計６本の
束からなり、これらの一端は、前記管内走行装置
１０のセンタードラム１００に回転自在に取付け
られたスリツプジヨイント３０を介して該センタ
ードラム１００内に進入し、そこでモデム６０に
接続している。又これらの他端は遠隔操作装置２
０側へ延出し、そこでもう一つのモデム５０につ
なげられている。尚、本実施例では、光フアイバ
ケーブル４０のほかに走行ユニツト２００，２１
０，２２０，２３０駆動装置駆動用の直流電流
（DC 75V）を流す駆動電源ケーブル４１及び交
流電源ケーブル４２も一まとめに束ね、一本のケ
ーブルとして構成せしめている。

上記両モデム５０，６０は光フアイバケーブル
４０側に半導体レーザとフオトダイオード受光部
を有しており、該光フアイバケーブル４０側とそ
の反対側から入出力されてくる光信号と電気信号
を変復調する装置である。この場合映像等のアナ
ログ信号はそのまま光信号に変調され、又もとの
アナログ信号に復調される。尚管内走行装置１０
側ではモデム６０のほかに第４図に示すように前
記交流電源ケーブル４２から分岐させて取つてき
た交流電流を直流電流に変換するAC−DCコンバ
ータ６２が設けられている。前記モデム６０はそ
こから取つた直流電流を利用して光信号と電気信
号との変復調を行なう。

更に、ロータリコネクタ７０は、上記スリツプ
ジヨイント３０内のセンタードラム１００に固定
されており、前記モデム６０側からのリード線６
１がそこに接し、管内走行装置１０が回転してい
る時でもモデム６０と、該管内走行装置１０側の
上記各装置とを電気的に接続せしめるものであ
る。尚、前述した駆動電源ケーブル４１及び交流
電源ケーブル４２は、上記ロータリコネクタ７０
を介して、前記走行ユニツト２００，２１０，２
２０，２３０の走行ローラ２４０の駆動装置に接
続し、駆動用電流を供給したり、該駆動装置やス
テアリング機構、TVカメラ用姿勢制御装置及び
照明装置につなげられて、これら作動制御信号が
送られてきた際の、作動用電流を供給する。

本実施例装置を用いて、上記管内走行装置１０
の遠隔操作を行なう場合、遠隔操作装置２０から
各種制御信号が出力される。これを受けたモデム
５０は光信号に変調し、光フアイバケーブル４０
を介して管内走行装置１０側へ伝送する。更にこ
の光信号を受けたモデム６０はこれを電気的な制
御信号に復調し、ロータリコネクタ７０を介して
走行ユニツト２００，２１０，２２０，２３０の
ステアリング機構やTVカメラ用姿勢制御装置等
に伝送する。又TVカメラ６００から管内の映像
等のアナログ信号を遠隔操作装置２０側のモニタ
２１に伝送する場合は、アナログ信号→光信号→
アナログ信号と変復調を行ないながら、以上と全
く逆の経路をたどることになる。尚これらの制御
信号が各装置から同時に多数出力されて本信号伝
送装置により伝送する場合は、信号の入出力側に
信号コントローラ（図示なし）を用いて時分割多
重伝送を行なうと更に効果的である。即ち、例え
ば、遠隔操作装置２０側からパラレルに出力され
てくる各種制御信号を信号コントローラにより各
信号毎に一定時間ずつ遅られ、この信号コントロ
ーラで発せされる同時信号と共に、前記モデム５
０へ出力する。その後は前述した経緯でロータリ
コネクタ７０に伝送された制御信号をもつ一つの
信号コントローラで受け、これにより、前記同期
信号から一定時間ずつ遅れた制御信号を各選別し
てこれらの信号に対応する各走行ユニツト２０
０，２１０，２２０，２３０のステアリング機構
やTVカメラ６００の姿勢制御装置へ夫々伝送す
れば良い。又TVカメラ６００の映像信号は上記
光フアイバケーブル４０のうちの２本を利用して
行なわれるが、上述した時分割多重伝送を行なう
場合は制御信号の伝送あき時間を利用してモニタ
に伝送しても良い。

［発明の効果］ 以上説明した本発明の信号伝送装置によれば、
信号伝送量が多く、且つ伝送距離の長い光フアイ
バケーブルを用い、制御信号・映像信号を途中光
信号に変換して伝送するので、伝送に必要なケー
ブル本数を少なくでき、且つ中継器なしで１Km程
度伝送することが可能となる。そのため一束にま
とめられるケーブルの径及び全重量を軽減するこ
とが可能となり、管内走行装置の管内での回転・
移動がスムーズにできると共に、管内での転倒事
故の発生も抑止できるという優れた効果を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明装置の説明図、第２図は
本発明の一実施例に係る装置が付設される管内走
行装置の正面図、第３図は第２図−断面図、
第４図は本実施例装置の構成説明図、第５図は管
内走行装置の管内走行状態を示す説明図である。 図中、１，１０，１１０は管内走行装置、２，
２０，２２は遠隔操作装置、３，３０はスリツプ
ジヨイント、４，４０は光フアイバケーブル、
５，６，５０，６０はモデム、７，７０はロータ
リコネクタを各示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステアリング機構付きの走行ローラと該走行
   ローラの駆動装置を備えた走行ユニツトを管内面
   でエンドレスに連結し、且つ連結する各走行ユニ
   ツト間には押圧力が与えられてそのブリツジ効果
   により管内面に沿つて環状に形成せしめられ、遠
   隔操作により管内を回転しながら管長さ方向に移
   動して管内面の検査・各種作業を行なう管内走行
   装置における該管内走行装置とこれより離れた所
   にある遠隔操作装置との間の信号伝送装置におい
   て、一端が、前記管内走行装置の略中心位置でス
   リツプジヨイントを介して該管内走行装置側につ
   なげられ、他端が遠隔操作装置側に延出する光フ
   アイバケーブルと、該光フアイバケーブルの両端
   に夫々設けられ、電気信号と光信号の変復調を行
   なうモデムと、前記スリツプジヨイント内に設け
   られ、管内走行装置側のモデムと該管内走行装置
   の各装置とを電気的に接続せしめるロータリコネ
   クタとを有することを特徴とする信号伝送装置。