JPH069965B2 - 管内走行車の制御方法およびその装置 - Google Patents

管内走行車の制御方法およびその装置

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JPH069965B2
JPH069965B2 JP62109126A JP10912687A JPH069965B2 JP H069965 B2 JPH069965 B2 JP H069965B2 JP 62109126 A JP62109126 A JP 62109126A JP 10912687 A JP10912687 A JP 10912687A JP H069965 B2 JPH069965 B2 JP H069965B2
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wheel
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徳次 岡田
毅 実森
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Agency of Industrial Science and Technology
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ハサミ機構を基本構造とする3輪の管内走行
車の制御方法およびその装置に関する。
[従来の技術] 従来より第5図、第6図に示すように管内走行車として
ハサミ機構を利用したもの(例えば特開昭59−10470
号、特開昭59−109470号公報)が知られている。これら
は管の形や径の変化に柔軟に適応し、重力等の影響を受
けない管内走行を可能にするという特徴を有する。しか
し、車輪の制御として特別な方法が見出されているわけ
でなく、リムを有する通常の車輪を3車輪として採用
し、かつ、3輪とも動力輪とする場合、走行車は必ずし
もスムースに移動するとは限らない。これは、一輪車の
回転が他の車輪の負荷となって作用し、駆動力の一部が
走行のためのエネルギーとして使われなくなるからであ
る。こうした事態は、特に起伏の著しい壁面をもつ管や
径変化の激しい管において発生した。
[発明の解決しようとする問題点] 第5図、第6図は走行車装置の例を示す。両装置とも腕
1b、1cによるハサミ機構を基本構造とし、ハサミの
支点と腕先に相当するA、B、Cに車輪2a、2b、2cを装
備する。ただし、第6図中の腕1b、1cは先端に自由に動
く交差リンク3b、3cを結合してパンタグラフ構造を構成
している。車輪2a、2b、2cは駆動装置4a、4b、4c
の出力によって回転する。軸支点5に掛かるバネ6は、
一対の腕1b、1cを互いに引張る役目をもち、車輪2
aを一方の壁面7に、また、車輪2bと2cを逆方向の
壁7に向けて突張る作用をする。したがって、走行車は
管内で自立する(ハサミ角θを小さくする)と同時に、
駆動装置4a、4b、4cからのエネルギーで車輪2
a、2b、2cを回転させて走行する。そして、車輪の
回転方向や操蛇角を変えることにより、前後方向の切換
えや進行方向の変更が可能となる。なお、以下の説明で
は、進行方向側にある腕先点をBとすることとし、車輪
2bを前輪、車輪2cを後輪と呼ぶことにする。
以上の技術は従来技術であり、3つの車輪は単純に回転
するため、車輪同志の競合が発生し、回転力の一部を無
効にするという欠点を有していた。例えば、第7図の走
行状況説明図において、車輪2a、2cは管径の変化点
に達した時、一時的にも逆回転するが、逆回転しないま
でも駆動力を減少しなければ、走行車を左から右に進め
ることはできない。もし、車輪2a、2cを同じ回転力
で回し続けるなら車輪2bを支持する腕1b(1b、3
b)の圧力を増大させるだけで車輪2bは段差を登り越
えられない。
[問題を解決するための手段] 第3図の走行状況説明図においては、走行車が山に達す
る時車輪2cが、また走行車が山を離れる時車輪2b
が、それぞれ逆回転するか、駆動力を減じるかしなけれ
ば車輪2aは山を通過して走行車を左から右に進めるこ
とはできない。このことは図中の車輪2cの位置C、お
よび車輪2bの位置Bが時間とともに前進するだけでな
く、一時的にも後退することからも明らかである。本発
明は、こうした制御を実現するため、車輪2b、2cを
支持する腕1b、1cもしくはリンク3b、3cに作用
する圧力を用いて車輪を制御する。すなわち、車輪2b
および2cを支持する腕に作用する圧力を検出し、その
情報をもとにして3つの車輪への駆動力を決定し、その
結果として身動きのとれない前記事態(競合状態)を回
避して走行車を前進させる。
本発明はこうした問題を解決するため、少なくとも1つ
の軸支点をもって2つの端点間距離を変えることのでき
るリンク構造の支点と端点に車輪をもつ3輪管内走行車
において、車輪の支持腕に作用する圧力を判断情報とし
て車輪への駆動力を決定し、複雑化した管内でも車輪の
駆動エネルギーを無駄なく利用し、自律的に移動させる
走行車の制御方法と装置を提供する。
[実施例] 以下、実施例を用いて本発明を詳しく説明する。
具体的には、腕で検出される圧力値を一定にするように
3車輪の駆動力を定める。この考え方は、身動きのとれ
ない車輪を支持する腕に必要以上の圧力が作用し、ま
た、自立に必要な突張り力が低下した時、腕に作用する
圧力は小さくなることに着目すれば容易に理解できる。
このため、本発明に必要な装置は、車輪2b、2cを支
持する腕やリンクにロードセルなどの圧力センサを装着
する。第1図、第2図の実施例中の8b、8cがそれを
示す。
以下、圧力センサ8b、8cの使い方について第7図を
例にして説明する。ただし、前輪2bで走行車の速度あ
るいは牽引力に比例するエネルギーを発生させるものと
する。まず、車輪2aに駆動力を与えて腕1b(3b)
の図示してないセンサ8bの出力を自立に必要な基準値
にする。この基準値は、如何なる走行車の姿勢に対して
も走行車を確実に自立させるために必要な圧力値として
予め設定される。すなわち、圧力値が一定値以下であれ
ば前進力を与えて圧力値を高め、一定値以上であれば後
進力を与えて圧力値を低める。そして、車輪2cに駆動
力を与えて腕1c(3c)上の図示しないセンサ8cの
出力を自立に必要な基準値にする。圧力値が一定値以下
であれば前進力を与えて圧力を高め、一定値以上であれ
ば後進力を与えて圧力を下げることは車輪2aの場合と
全く同様である。ただし、センサ8b、8cの出力基準
値は必ずしも同じである必要はない。このようにして車
輪2bは主動的に段差を登り、車輪2a、2cがそれに
従属する姿勢で登る。その結果、車輪2a、2cの後戻
り制御が途中において自動的に行われるのである。
さらに、第3図の例で圧力センサ8の使い方を説明する
と、車輪2bを走行車の速度あるいは牽引力に比例する
信号で駆動する一方で、センサ8bと8cの圧力値がそ
れぞれ基準値となるように車輪2aと2cを駆動する。
具体的には、走行車が山を登る時、腕1c(3c)上の
図示してないセンサ8cで基準値以上の力を検出しない
ように車輪2cの前進力を弱める。また、山を降りる
時、腕1b(3b)上の図示しないセンサ8bで基準値
以下の力を検出しないように車輪2aの前進力を強め
る。また、その影響を受けて低下しがちなセンサ8cの
検出値を基準値以下にしないように車輪2cの前進力を
強める。上記制御方法によって管壁に段差、凹凸、ある
いは曲折があっても走行車は難なくそこを通過できる。
以上の説明は車輪2bを主動輪とする場合であるが、車
輪2aあるいは車輪2cを主動輪として他の車輪への駆
動力をセンサ8b、8cの出力を使って決定することも
できる。
第4図はセンサ8b、8cの出力を使って3つの車輪を
制御する方法の実施に必要な装置の構成例を示す。ただ
し、これは車輪2bを主動輪とする場合である。図中、
Ma、Mb、Mcは、車輪2a、2b、2cを駆動する
手段であるモータ、9は差動アンプ、10はパワーアン
プを示す。11は装置への入力信号で、具体的には走行
車の速度あるいは牽引力に比例する値11b、車輪2b
を支持する腕の圧力基準値11a、そして車輪2cを支
持する腕の圧力基準値11cである。値11bが入力さ
れるパワーアンプ10は、駆動に必要な電圧や電流の大
きさを走行車の速度あるいは牽引力に比例して生成する
第1の信号生成回路を構成する。また、差動アンプ9及
びそれに接続されたパワーアンプ10は、車輪2b又は
2cを支持する腕の圧力値、即ちセンサ8b又は8cか
らの出力を所定の基準値11a又は11cと比較し、そ
の差に比例する信号を生成する第2の信号生成回路を構
成する。尚、腕圧の基準値11a、11cはハサミ角θ
の大きさに応じて定めることもできる。モータMbは、
第1の信号生成回路の出力信号(11b)によって一定
的に駆動されるのに対し、モータMaとMcは圧力基準
値11aとセンサ8bの出力の差及び圧力基準値11c
とセンサ8cの出力の差に基づいてそれぞれ駆動される
点で異なる。尚、以上の例では、第1の信号生成回路の
出力が車輪2bの制御に用いられた場合について説明し
たが、本発明ではこれに限定されるものではなく第1の
信号生成回路の出力は3つの車輪のうちいずれか一つに
適用され、残りの車輪に対して第2の信号生成回路が適
用されればよい。本発明は、腕圧を利用する車輪の制御
法で、走行車の静止時、および運動時のいずれにおいて
も安定な自立と移動を実現するのに有効である。
[作用] 以上要するに本発明は、3車輪中の1車輪を主動輪とし
て走行車の速度あるいは牽引力に比例する信号で駆動
し、残る2つの車輪を従動輪として前輪と後輪を支持す
る腕に作用する圧力が基準値を検出できるように制御す
る方法とその装置に関したもので、大小、形、姿勢、起
伏などの壁面状況が多様に変わる管内において、走行車
の自律的走行制御を非常に簡単な装置で実現することを
可能にした。特に、本発明は、走行車および壁面のいず
れにも無理な力を与えることなく供給されるエネルギー
を有効に利用した走行を実現できるので管内の保護、省
エネの観点から有効な方法である。
[発明の効果] 本発明は、原子力プラントや化学プラント等の各種産業
施設から危険な蒸気やガス、液体が流出するのを未然に
防止するために欠かせない管内の保守、点検、検査作業
に必要な走行装置の制御方法、および装置として非常に
有効であり、従来不可能であった管内走行の自律制御を
可能にする。大牽引力を発生する場合には、建設、土木
の分野における搬送装置の制御技術としても利用が期待
される。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の実施に必要な管内走行車の制
御装置を示す説明図、第3図は走行状況説明図、第4図
は本発明の装置構成ブロック図、第5図、第6図は従来
の管内走行車の装置を示す説明図、第7図は走行状況説
明図である。 1b、1c……腕 2a、2b、2c……車輪 3b、3c……リンク 4a、4b、4c……駆動装置 5……軸支点 6……バネ 7……管壁面 8b、8c……圧力センサ 9……差動アンプ 10……パワーアンプ 11a、11b、11c……入力信号 A……腕の支点 B、C……腕の端点 Ma、Mb、Mc……モータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−85258(JP,A) 特開 昭59−199331(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1つの軸支点をもって2つの端
    点間距離を変えることのできるリンク構造の前記支点及
    び前記各端点に車輪をもつ3輪の管内走行車において、
    前記各端点に位置する前輪及び後輪をそれぞれ支持する
    腕に作用する圧力を検出し、検出された各圧力がそれぞ
    れ予め設定された基準値となるように3車輪を駆動する
    ことを特徴とする管内走行車の制御方法。
  2. 【請求項2】第1に前記前輪、第2に前記支点に位置す
    る車輪、第3に前記後輪の順番で駆動力を与え、3車輪
    間に主従関係をもたせたことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の管内走行車の制御方法。
  3. 【請求項3】圧力の基準値を前記支点を中心とする前記
    腕の開き角度の大きさに依存して定めたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の管内走行車の制御方法。
  4. 【請求項4】少なくとも1つの軸支点をもって2つの端
    点間距離を変えることのできるリンク構造の前記支点及
    び前記各端点に車輪をもつ3輪の管内走行車の制御装置
    であって、前記走行車の速度あるいは牽引力に比例する
    信号を生成する第1の信号生成回路と、前記端点の車輪
    を支持する腕の圧力値を所定の基準値と比較し、その差
    に比例する信号を生成する第2の信号生成回路と、前記
    第1の信号生成回路の出力により前記車輪のいずれか1
    つを駆動する手段と、前記第2の信号生成回路の出力に
    より前記車輪の残りの車輪を駆動する手段とからなる管
    内走行車の制御装置。
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