(57)【要約】【課題】簡単な構成で配管内部を安定的かつ円滑に走行する管内走行装置を提供する。【解決手段】配管の内壁に所定の力を付与して配管内の位置を一定に保持しつつ自走する管内走行装置１であって、直進させる一対の直進駆動手段１８と、長手軸周りに回転させる一対の回転駆動手段１９と、一対の直進駆動手段の並び方向に離間して配置された一対の第１の距離検出手段１４と、第１の検出距離手段からの出力に基づき進行方向前方の曲がり部１００ｂの存在を判定する曲がり判定手段３２と、曲がり部が存在すると判定された際に出力比を演算し、その演算値に基づき回転基準位置に対する自己の回転方向及び位置を判定する姿勢判定手段３３と、演算値に基づき回転駆動手段を駆動制御する駆動制御部３４とを備え、駆動制御部は回転駆動手段を駆動制御して演算値が所定値となる回転方向及び位置まで管内走行装置を回転させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の内壁に所定の力を付与することにより配管内における位置を一定に保持しつつ自走する管内走行装置であって、
直進させる一対の直進駆動手段と、
上記管内走行装置を上記配管内で長手軸周りに回転させる一対の回転駆動手段と、
上記一対の直進駆動手段の並び方向において離間して配置された一対の第１の距離検出手段と、
上記一対の第１の検出距離手段からの出力に基づいて、進行方向前方の配管に曲がり部が有るか否かを判定する曲がり判定手段と、
上記配管に曲がり部があると判定された際に、上記出力の差分又は上記出力の出力比を演算し、演算された演算値に基づいて、所定の回転基準位置に対する自己の回転方向及び位置を判定する姿勢判定手段と、
上記演算値に基づいて、上記回転駆動手段を駆動制御する駆動制御部と、
を具備し、
上記駆動制御部は、上記回転駆動手段を駆動制御することにより、上記演算値が所定値となる回転方向及び位置まで上記管内走行装置を回転させることを特徴とする管内走行装置。
【請求項２】
上記一対の直進駆動手段の各々は、対向して配置された被駆動部と、上記被駆動部を駆動する第１アクチュエータと、を有し、
上記一対の回転駆動手段の各々は、上記被駆動部と上記第１アクチュエータとを共に回転駆動する第２アクチュエータと、を有する
ことを特徴とする請求項１記載の管内走行装置。
【請求項３】
上記姿勢判定部は、上記被駆動部の各々の所定位置を結ぶ第１の仮想線を含む面に垂直でかつ上記配管中心軸を含む面を面Ａとし、上記配管の曲がり部の中心軸含む面を面Ｂとした時、面Ａと面Ｂの角度を表す出力比によって所定の回転基準位置に対する自己の回転方向及び位置を判定することを特徴とする請求項２記載の管内走行装置。
【請求項４】
上記駆動制御部は、上記面Ａと上記面Ｂとが垂直となる出力比となった際に、上記第２アクチュエータを停止することを特徴とする請求項３記載の管内走行装置。
【請求項５】
上記駆動制御部は、上記面Ａと上記面Ｂとが所定の範囲内の出力比となった際に、上記第２アクチュエータを停止することを特徴とする請求項３記載の管内走行装置。
【請求項６】
上記所定の範囲は、上記面Ａと上記面Ｂとの角度が６０度〜１２０度となる出力比であることを特徴とする請求項５記載の管内走行装置。
【請求項７】
上記配管の壁面との距離を測定する第２の距離検出手段を、さらに有し、
上記駆動制御部は、管内走行装置が上記曲がり部を通過している際、当該曲がり部の曲率が大きい側の壁面の距離を示す上記第２の距離検出手段からの出力が所定の値で一定となるように上記一対の直進駆動手段及び上記一対の回転駆動手段を制御することを特徴とする請求項１記載の管内走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば水道管やガス管等の配管の内部を自律的に走行する管内走行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、中空の管状部材（以下、配管という）の敷設状態を調査したり、当該配管の内部状態を観察し検査するための装置として、配管内部を走行する管内走行装置についての提案が種々なされている。
【０００３】
例えば、土中等に埋設される水道管やガス管等の配管は、埋設された時期から相当の長時間が経過しているものが存在しているため、経年変化等による不具合等が懸念されており、その内部状態を観察し検査したいという要望がある。
【０００４】
また、これらの水道管やガス管等の配管は、埋設工事の際の資料等が散逸したり若しくは紛失しているような場合もあるため、その埋設経路等が不明なものも存在する。
【０００５】
したがって、これらの配管を対象とするメンテナンス工事を行うのに際しては、その埋設場所を特定する必要があり、そのために、これら配管の現状における敷設状態を調査したいという要望もある。
【０００６】
さらに、これらの配管は、内部直径が小さいものが多い上に、長い距離に亘って曲折を持って形成されているのが普通である。したがって、当該配管の内部を状況に応じて自在に走行し得るように、外部制御装置からの駆動制御を受けたり、若しくは自身に内蔵される制御部によって自律的に走行することができるように構成した形態の、いわゆる自走式の管内走行装置についての提案がなされている。
【０００７】
従来の自走式の管内走行装置においては、配管の内壁面に対する自己の距離情報や姿勢情報と、自己の位置情報（例えば緯度経度情報）等に基づいて走行制御を行う技術が周知である。
【０００８】
例えば、管内走行装置が配管内部を走行する際には、配管の曲折部や分岐部において内壁面に衝突することなく、曲折部や分岐部に沿って所望の方向に向けてスムースに走行させる制御が必要である。そのために、従来の管内走行装置は、配管内部の曲折部や分岐部を判別して走行経路を設定すると同時に、走行中の自己の姿勢制御を行うといった制御が行われる。
【０００９】
従来の管内走行装置としては、例えば特開２００３−２７６５９４号公報等によって種々の形態のものが開示されている。
【００１０】
上記特開２００３−２７６５９４号公報によって開示されている管内走行装置は、配管の内部に配置される走行体と、この走行体に設けられ配管の内面に当接して回転する駆動輪と、この駆動輪に対し走行体を挟んで対向配置された接触輪を配管の内面に押し当てるエアシリンダ装置とを有し、エアシリンダ装置は走行体と配管の内面との間隔が変化しても一定の押し当て力で接触輪を配管の内面に押し当てるように構成されている。この構成により、当該管内走行装置は、配管を上方へ向けて走行する際にも常に安定して走行できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２７６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記特開２００３−２７６５９４号公報によって開示されている管内走行装置の構成では、曲率半径が小さく曲折方向の内側が略直角に近くなるような急峻な曲折部を走行する場合には、駆動輪が引っ掛かってしまいスムースな走行を得られない場合があるという問題点がある。
【００１３】
さらに、このような曲折部においては、配管の内面と走行体との間隔が変化するので、走行体を安定に維持するためにはエアシリンダ装置の制御が複雑になってしまうという問題点がある。
【００１４】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、より簡単な構成によって、配管の曲折部を安定的かつスムースに走行することのできる自走式の管内走行装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の管内走行装置は、配管の内壁に所定の力を付与することにより配管内における位置を一定に保持しつつ自走する管内走行装置であって、直進させる一対の直進駆動手段と、上記管内走行装置を上記配管内で長手軸周りに回転させる一対の回転駆動手段と、上記一対の直進駆動手段の並び方向において離間して配置された一対の第１の距離検出手段と、上記一対の第１の検出距離手段からの出力に基づいて、進行方向前方の配管に曲がり部が有るか否かを判定する曲がり判定手段と、上記配管に曲がり部があると判定された際に、上記出力の差分又は上記出力の出力比を演算し、演算された演算値に基づいて、所定の回転基準位置に対する自己の回転方向及び位置を判定する姿勢判定手段と、上記演算値に基づいて、上記回転駆動手段を駆動制御する駆動制御部と、を具備し、上記駆動制御部は、上記回転駆動手段を駆動制御することにより、上記演算値が所定値となる回転方向及び位置まで上記管内走行装置を回転させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、より簡単な構成によって、配管の曲折部を安定的かつスムースに走行することのできる自走式の管内走行装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の管内走行装置の概略構成を示す外観斜視図
【図２】本発明の一実施形態の管内走行装置の主要部を示すブロック構成図
【図３】図１の管内走行装置の側面図
【図４】図１の管内走行装置の正面図
【図５】図１の管内走行装置を同図１の矢印［５］方向から見た平面図
【図６】図１の管内走行装置における直進駆動手段を同図１の矢印［６］方向から見た要部拡大斜視図
【図７】図１の管内走行装置における直進駆動手段を同図１の矢印［７］方向から見た要部拡大斜視図
【図８】図１の管内走行装置の概略構成を示す外観斜視図であって、操舵輪を進行方向に対して角度略９０度操舵した状態を示す図
【図９】図８の管内走行装置を同図８の矢印［９］方向から見た平面図
【図１０】図１管内走行装置における本体部のリンク機構の構成及び作用を説明する概念図であって、管内走行装置の自然状態を模式的に示す図
【図１１】図１０の管内走行装置を所定の配管内部に配設した状態を模式的に示す図
【図１２】図１の管内走行装置が配管内を走行する際の作用を概略的に示す概念図
【図１３】図１の管内走行装置が配管内部を走行する際に第１測距センサを用いて前方の曲折部を検出する場合の状況を模式的に示す図であって、管内走行装置の四つの車輪を含む面（面Ａ）が曲折部の曲折方向に対して平行となる姿勢で走行している場合を示す図
【図１４】図１の管内走行装置が配管内部の曲折部を走行するのに際して予め行われる姿勢制御処理後の状況を模式的に示す図であって、管内走行装置の四つの車輪を含む面（面Ａ）が曲折部の曲折方向に対して垂直となる姿勢を示す図
【図１５】図１の管内走行装置が配管内を直進走行する際の直進駆動処理を示すフローチャート
【図１６】図１５の姿勢制御処理（ステップＳ２３の処理）の詳細を示すフローチャート
【図１７】図１５の曲折駆動制御処理（ステップＳ２４の処理）の詳細を示すフローチャート
【図１８】図１の管内走行装置が所定の回転基準位置（Ｃ姿勢）にある状態に対して配管の中心軸周りに回転したときの一対の第１測距センサの出力比の変位を示す図
【図１９】本発明の一実施形態の管内走行装置の変形例を示す側面図
【図２０】図１９の一部領域（図１９の符号［２０］で示す領域）を切り出して、その断面を示す要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識できる程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を各構成要素毎に異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、各図面に記載された各構成要素の数量や各構成要素の形状や各構成要素の大きさの比率や各構成要素の相対的な位置関係等に関して、図示の形態のみに限定されるものではない。
【００１９】
［一実施形態］
本発明の管内走行装置は、例えば水道管やガス管等の配管の内部を自律的に走行することにより、当該配管の敷設状態を調査したり、同配管の内部状態を観察し検査するための装置である。
【００２０】
そのために、本実施形態の管内走行装置は、配管の内壁に対して所定の力を付与することにより、当該配管内部における自己の位置を一定に保持しながら自走することができるように構成されている。
【００２１】
本発明の管内走行装置の構成を図面を用いて以下に説明する。図１〜図１１は、本発明の一実施形態の管内走行装置を示す図である。このうち、図１は、本発明の一実施形態の管内走行装置の概略構成を示す外観斜視図である。図２は、本発明の一実施形態の管内走行装置の主要部を示すブロック構成図である。図３は、図１の管内走行装置の側面図である。図４は、図１の管内走行装置の正面図である。図５は、図１の管内走行装置を同図１の矢印［５］方向から見た平面図である。図６は、図１の管内走行装置における直進駆動手段を同図１の矢印［６］方向から見た要部拡大斜視図である。図７は、図１の管内走行装置における直進駆動手段を同図１の矢印［７］方向から見た要部拡大斜視図である。図８は、図１の管内走行装置の概略構成を示す外観斜視図であって、操舵輪を進行方向に対して角度略９０度操舵した状態を示している。図９は、図８の管内走行装置を同図８の矢印［９］方向から見た平面図である。
【００２２】
なお、図１，図３〜図９においては、本実施形態の管内走行装置の内部構成を示すために外装部材の図示を省略して図示している。また、図３〜図５は、本実施形態の管内走行装置が所定の配管の内部で使用される際の状況を示すために、配管（符号１００）を合わせて示している。そして、図１，図３〜図５は、本実施形態の管内走行装置が直進走行する際の通常状態を示している。
【００２３】
また、図２では、本発明に関わる主要となる構成部のみを図示し、その他の本発明に関連しない部分の図示は省略している。
【００２４】
そして、図１０，図１１は、本実施形態の管内走行装置１における本体部１０のリンク機構の構成及び作用を説明する概念図である。このうち、図１０は当該管内走行装置１の自然状態を模式的に示している。また、図１１は当該管内走行装置１を所定の配管内部に配設した状態を模式的に示している。
【００２５】
図１等に示すように、本実施形態の管内走行装置１は、走行部２と、補助輪部３と、観察部４と、本体部１０等によって、主に構成されている。
【００２６】
本体部１０は、メインフレーム１０ａと、リンクベース１０ｂと、リンクアーム１０ｃ等によって構成されている。このうちメインフレーム１０ａは、当該管内走行装置１の基幹構成部材である。
【００２７】
メインフレーム１０ａには、リンクベース１０ｂ及びリンクアーム１０ｃを含むリンク機構（詳細は後述する）を介して走行部２及び補助輪部３の一部構成ユニットを、所定の方向（図３に示す矢印Ｔ方向）に移動させ得る形態で連設されている。
【００２８】
なお、メインフレーム１０ａに対するリンクベース１０ｂ及びリンクアーム１０ｃを含むリンク機構の構成及びその作用の詳細は後述する。
【００２９】
また、メインフレーム１０ａの長手軸方向（図１参照；進行方向Ｆに沿う方向）の一端には、観察部４（詳細後述）が配設されている（図１，図３，図８参照）。
【００３０】
観察部４は、当該管内走行装置１が配管内部を走行する際に、配管の内部状態を検出するための各種のセンサー等を備えた構成ユニットである。即ち、当該観察部４は、撮像ユニット１１と、照明ユニット１２と、第１の距離検出手段である一対の第１測距センサ１４等を有して構成されている。
【００３１】
撮像ユニット１１は、当該管内走行装置１の進行方向Ｆにおける前方の配管内部の画像を取得するための構成ユニットである。この撮像ユニット１１は、後述する制御部２１（図２参照）によって制御される。当該撮像ユニット１１は、光学部１１ａと、撮像部１１ｂ等（図２参照）によって構成されている。
【００３２】
ここで、光学部１１ａは、被写体の光学像（被写体像）を結像させる複数の光学レンズ等からなる撮像光学系と、これら複数の光学レンズを保持する鏡筒部材等によって構成されている。また、光学部１１ａには、焦点調節機構（オートフォーカス（ＡＦ）機構）や光量調節機構等を含めて構成してもよい。
【００３３】
撮像部１１ｂは、照明ユニット１２によって照明された被写体からの反射光を撮像する構成部である。詳しくは、当該撮像部１１ｂは、上記光学部１１ａによって結像された被写体像を受けて光電変換を行ってアナログ画像信号を出力する光電変換素子等の撮像素子と、この撮像素子を駆動する撮像駆動回路や、当該撮像素子から出力される画像信号（アナログ信号）に基づいて所定の形態のデジタル画像データに変換処理するＡＤ（アナログ−デジタル）変換部と、生成されたデジタル画像データに基づいて種々の画像処理回路等を実装した電気基板等によって構成されている。なお、当該撮像部１１ｂによって生成される画像データは、通常観察用の画像を表す一般的な通常の画像データである。
【００３４】
そして、上記光学部１１ａは、当該管内走行装置１の前方に向けて配設されている。この光学部１１ａの後方には撮像部１１ｂが配設されている。
【００３５】
なお、本実施形態の管内走行装置１を使用する際には、上記撮像ユニット１１が設けられている一端側が進行方向Ｆの前方を向くように配置される。これにより、当該撮像ユニット１１は、管内走行装置１の進行方向Ｆにおける前方の配管内部の画像を取得することができるようになる。
【００３６】
また、撮像ユニット１１は、当該管内走行装置１の前面において、略中央部分に配置されているのが望ましい。特に、撮像ユニット１１の光学部１１ａの撮像光学系の光軸Ｏ（図２参照）が、当該管内走行装置１の略中心軸若しくは配管の長手軸と略一致するように配置されるのが望ましい。
【００３７】
この撮像ユニット１１によって取得された画像データは、例えば配管内部の状態を観察したり検査するために用いられるほか、進行方向前方の状況、例えば曲折部や分岐部等の存在を判定したり、曲折部や分岐部等の存在を確認した場合に、その曲折方向等を判定する際にも用いられる。
【００３８】
なお、撮像ユニット１１自体の構成は、従来一般に実用化されている形態の撮像装置等に適用される撮像ユニットをそのまま適用し得る。したがって、撮像ユニット１１についてのこれ以上の詳細説明は省略する。
【００３９】
照明ユニット１２は、当該管内走行装置１の進行方向Ｆの前方に向けて照明光を照射する構成ユニットである。この照明ユニット１２は、後述する制御部２１（図２参照）によって制御される。照明ユニット１２は、例えば複数のＬＥＤ（light emitting diode:発光ダイオード）等の発光源と、これらの発光源を駆動する照明駆動回路等によって構成されている。
【００４０】
本実施形態においては、照明ユニット１２における複数の発光源を、上記撮像ユニット１１の光学部１１ａの周縁部に配置している。そして、これら複数の発光源からは、当該管内走行装置１の進行方向Ｆの前方に向けて照明光が照射されるように構成している。
【００４１】
なお、照明ユニット１２自体の構成も、従来の一般的な構成の照明ユニットと同様のものが適用される。したがって、照明ユニット１２についてのこれ以上の詳細説明は省略する。
【００４２】
一対の第１測距センサ１４（第１の距離検出手段）は、当該管内走行装置１の進行方向Ｆの前方の曲折部等までの距離を測定するために設けられる一対のセンサ素子からなる。一対の第１測距センサ１４は、それぞれが進行方向Ｆの前方に向けて配設されている。この場合において、一対の第１測距センサ１４のそれぞれは、当該管内走行装置１の前面において、例えば撮像ユニット１１の光学部１１ａの光軸Ｏ（若しくはこれに略一致する管内走行装置１の略中心軸）を挟んで略対向する位置に配置されている。
【００４３】
換言すると、一対の第１測距センサ１４（第１の距離検出手段）は、一対の直進駆動手段１８（後述する）の並び方向において離間して配置されている。
【００４４】
本実施形態の管内走行装置１は、一対の第１測距センサ１４からの各出力に基づいて、進行方向Ｆの前方における曲折部の曲折方向を判定したり、曲折部を通過する前の管内走行装置１の姿勢や位置を制御するように構成している。なお、それらの制御についての詳細は後述する。
【００４５】
走行部２は、当該管内走行装置１を配管内部で走行させるための各種の構成部材を含む構成ユニットである。この走行部２は、当該管内走行装置１を配管内部において長手軸方向に沿わせて直進走行させるための一対の直進駆動手段１８（詳細後述）と、当該管内走行装置１を配管内部において内周方向に回転させるための一対の回転駆動手段１９（詳細後述）等を具備している（図１〜図３，図６〜図９参照）。
【００４６】
ここで、走行部２における直進駆動手段１８は、第１アクチュエータ１６と、駆動力伝達機構１６ｇと、被駆動部である車輪１３（ＦＲ，ＦＬ；後述する）と、ホイールホルダ１３ｃと、第２の距離検出手段である一対の第２測距センサ１５と、第１回転検出手段３６（図２参照）等を有して構成されている。走行部２には、この直進駆動手段１８が一対（２ユニット）設けられている。なお、第１回転検出手段３６は図２にのみ図示されている。
【００４７】
第１アクチュエータ１６は、当該管内走行装置１を走行させるための駆動力を発生させる駆動源である。駆動力伝達機構１６ｇは、第１アクチュエータ１６の駆動力を、対応する車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）へと伝達するための複数の歯車等によって構成されるユニットである。
【００４８】
ここで、本実施形態の管内走行装置１は、四つの車輪１３を有して構成されている。これら四つの車輪１３は、当該管内走行装置１が所定の配管内部に配設されたときに、所定の付勢力を受けることで当該配管の内壁に押し当てられるように構成されている（詳細後述）。これら四つの車輪１３のうち二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）は走行部２に含まれており、他の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）は補助輪部３（詳細後述）に含まれている。そして、これら四つの車輪１３は、それぞれがホイールホルダ１３ｃによって回転軸１３ａを回転中心として正逆回転自在に保持されている（図２の矢印Ｒ１方向参照）。
【００４９】
なお、四つの車輪１３のそれぞれは、同一平面内（図４，図５の一点鎖線２００参照）に含まれるように配置されている。
【００５０】
走行部２に含まれる車輪１３（被駆動部）は、図１の符号１３(ＦＲ）と１３（ＦＬ）とで示されるものである。走行部２の二つの車輪（１３(ＦＲ,ＦＬ））には、駆動力伝達機構１６ｇを介して第１アクチュエータ１６からの駆動力が伝達されるように構成されている。そして、走行部２の二つの車輪（１３(ＦＲ,ＦＬ））は、第１アクチュエータ１６からの駆動力を受けて回転軸１３ａを回転中心として正逆回転するように構成されている。
【００５１】
また、第２の距離検出手段である一対の第２測距センサ１５は、ホイールホルダ１３ｃに固設されている。この一対の第２測距センサ１５は、管内走行装置１が配管内部を進退走行する際に、当該管内走行装置１の両側面と、これらにそれぞれ対向する各配管壁面との間の距離をそれぞれ測定するために設けられる一対のセンサ素子からなる。本実施形態においては、一対の第２測距センサ１５は、当該管内走行装置１の両側面のそれぞれに配設されている。そして、一対の第２測距センサ１５は、当該管内走行装置１が配管内部を進退走行する際において、当該管内走行装置１の側方の壁面に対向するように配設されている。
【００５２】
なお、第１アクチュエータ１６は、第１回転検出手段３６（図２において第１ＰＩと表記している）によって回転数が検出されている。その検出結果は、後述する制御部２１の駆動制御部３４へと送信されている。そして、これを受けて制御部２１の駆動制御部３４は、第１アクチュエータ１６の駆動制御を行っている。
【００５３】
一方、走行部２における回転駆動手段１９は、第２アクチュエータ１７と、駆動力伝達機構１７ｇと、第２回転検出手段３７等を有して構成されている。走行部２には、この回転駆動手段１９が一対（２つのユニット）設けられている。なお、第２回転検出手段３７は図２にのみ図示されている。
【００５４】
第２アクチュエータ１７は、当該管内走行装置１を配管内部で周方向に回転させるために、走行部２に含まれる二つの車輪（１３（ＦＲ，ＦＬ））を含む上記直進駆動手段１８をユニットごと、所定の軸（図１の符号１３ｂ）周りに回転させる駆動力を発生させる駆動源である（図２の矢印Ｒ２方向参照）。
【００５５】
また、駆動力伝達機構１７ｇは、第２アクチュエータ１７の駆動力を直進駆動手段１８へと伝達するための複数の歯車等によって構成されるユニットである。
【００５６】
なお、回転駆動手段１９は、直進駆動手段１８をユニットごと軸１３ｂ周りに、回転角度略９０度まで回転させることができるように構成されている。これにより、走行部２における二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）は、配管内部を長軸方向に走行する際の状態を基準として、略９０度の範囲内で操舵することができるように構成されている。したがって、走行部２における二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）は、第１アクチュエータ１６により走行駆動される被駆動輪であり、第２アクチュエータ１７により操舵駆動される操舵輪である。
【００５７】
なお、第２アクチュエータ１７は、第２回転検出手段３７（図２において第２ＰＩと表記している）によって回転数が検出されている。その検出結果は、後述する制御部２１の駆動制御部３４へと送信されている。そして、これを受けて制御部２１の駆動制御部３４は、第２アクチュエータ１７の駆動制御を行っている（ステア；操舵）。
【００５８】
このような構成により、管内走行装置１は、走行部２に含まれる二つの車輪（１３(ＦＲ,ＦＬ））がアクチュエータ１６の駆動力を受けて回転軸１３ａ周りに正逆回転することで、配管の長手軸方向に沿って進退走行する。また、管内走行装置１は、走行部２に含まれる二つの車輪（１３(ＦＲ,ＦＬ））を含む直進駆動手段１８（ユニット）が第２アクチュエータ１７の駆動力を受けて所定の軸１３ｂ周りに回転（ステア；操舵）した状態で、アクチュエータ１６が駆動されて二つの車輪（１３(ＦＲ,ＦＬ））が回転軸１３ａ周りに回転することで、配管の内壁面の周方向に沿って走行する。
【００５９】
補助輪部３は、管内走行装置１の配管内部を走行する際に、安定的かつスムースな走行が得られるように走行を補助する構成ユニットである。そのために、補助輪部３は、補助車輪１３と、ホイールホルダ１３ｃ等によって構成されている。
【００６０】
補助車輪１３は、上記四つの車輪のうちの二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）である。これら二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）は、それぞれがホイールホルダ１３ｃによって回転軸１３ａを回転中心として正逆回転自在に保持されている（図２の矢印Ｒ１方向参照）。
【００６１】
補助輪部３に含まれる二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）をそれぞれ保持する各ホイールホルダ１３ｃは、後述するリンクベース１０ｂに対して固設されている。これにより、補助輪部３の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）は走行方向に固定され、操舵しないように構成されている。また、本実施形態においては、補助輪部３の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）にはアクチュエータ等からの駆動力が付与されない構成となっている。したがって、補助輪部３における二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）は、上記走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）に従動する従動輪である。
【００６２】
ここで、本実施形態の管内走行装置１における本体部１０のリンク機構の構成及び作用を、図１０，図１１を用いて以下に説明する。
【００６３】
まず、図１０に示す管内走行装置１の自然状態とは、管内走行装置１が単体で存在し、外部から何の負荷もかかっていない状態をいうものとする。当該管内走行装置１は、配管の内部に配設して使用されるものである。つまり、管内走行装置１が配管の内部に配設されていない不使用状態にあるときの形態が、当該管内走行装置１の自然状態であると言える。
【００６４】
また、図１０，図１１においては、本実施形態の管内走行装置１の構成部材のうち、本体部１０（メインフレーム１０ａとリンクベース１０ｂ及びリンクアーム１０ｃ等からなるリンク機構）と、走行部２（直進駆動手段１８及び回転駆動手段１９を含む）と、補助輪部３のみを図示し、他の構成部材の図示は省略している。
【００６５】
本実施形態の管内走行装置１は、基本的には、上述したようにまた図１０に示すように概略、次のように構成されている。
【００６６】
メインフレーム１０ａは、上述したように、当該管内走行装置１の基幹構成部材である。このメインフレーム１０ａは、当該管内走行装置１を使用する際の配管の長手軸方向に長辺を有し所定の幅を有する略矩形板状の部材である。このメインフレーム１０ａは、以下に説明するリンク機構における不動部である。
【００６７】
メインフレーム１０ａの幅方向の両側面のそれぞれには、固定端ジョイントとなるピン１０ａａが長軸方向に所定の間隔をおいて並べて配設されている。本実施形態においては、ピン１０ａａは、メインフレーム１０ａにおける走行部２の領域に一側面につき二本ずつ植設されている。同様に、メインフレーム１０ａにおける補助輪部３の領域にも、一側面につき二本ずつ、ピン１０ａａが植設されている。
【００６８】
上記各ピン１０ａａには、それぞれに二本のリンクアーム１０ｃの一端が回転自在に軸支されている。この場合において、一つのピン１０ａａにおいて軸支される二本のリンクアーム１０ｃについて、それぞれの他端は、メインフレーム１０ａを挟んで相反する方向に配置されている。
【００６９】
そして、これら複数のリンクアーム１０ｃのそれぞれの他端は、自由端ジョイントとなるピン１０ｂｂにおいて回動自在に軸支されている。そして、各ピン１０ｂｂは、リンクベース１０ｂの幅方向の両側面のそれぞれにおいて、長軸方向に所定の間隔をおいて並べて配設されている。
【００７０】
ここで、リンクベース１０ｂは、走行部２の領域に一対設けられ、同様に補助輪部３の領域に一対設けられている。この場合において、走行部２の領域の一対のリンクベース１０ｂは、メインフレーム１０ａを挟んで対向する部位に配置され、同様に補助輪部３の領域の一対のリンクベース１０ｂも、メインフレーム１０ａを挟んで対向する部位に配置されている。
【００７１】
各リンクベース１０ｂには、それぞれに車輪１３を含む所定の構成ユニットが配設されている。
【００７２】
詳述すると、走行部２の一対のリンクベース１０ｂには、それぞれに車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）を含む直進駆動手段１８及び回転駆動手段１９等からなる構成ユニットが設けられている。この構成ユニット（１３（ＦＲ，ＦＬ），１８，１９等）は、走行部２の一対のリンクベース１０ｂに対して軸１３ｂ（図１，図２等参照）周りに所定の回転範囲内で回転自在に配設されている。
【００７３】
一方、補助輪部３の一対のリンクベース１０ｂには、それぞれに車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）を保持するホイールホルダ１３ｃからなる構成ユニットが固設されている。この構成ユニット（１３（ＲＲ，ＲＬ），１３ｃ等）は、各車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）の回転軸１３ａがメインフレーム１０ａ（当該管内走行装置１）の長手軸方向に対して直交する方向に配置されるように、リンクベース１０ｂ上に固定されている。
【００７４】
そして、走行部２のリンクベース１０ｂと補助輪部３のリンクベース１０ｂとは、それぞれが緊縮性の付勢部材２０によって長軸方向に連結されている。本実施形態においては、付勢部材２０は、例えば複数（三本）のコイルバネ等を適用している。付勢部材２０については、図３，図５〜図７，図９等において示している。なお、図１，図８においては、図面の煩雑化を避けるために、付勢部材２０の図示を省略している。。
【００７５】
この構成により、走行部２のリンクベース１０ｂと補助輪部３のリンクベース１０ｂとの間には、互いに引き合う方向（図１０の矢印Ｓ方向）の付勢力が作用している。したがって、当該付勢部材２０の付勢力は、各リンクベース１０ｂをメインフレーム１０ａから離れる方向（図１０の矢印Ｔ方向）へと付勢している。
【００７６】
なお、図１０に示す符号１０ｄは、各リンクアーム１０ｃが所定の回転範囲を超えて回転しないように抑止するアームストッパである。
【００７７】
このように構成された本実施形態の管内走行装置１は、自然状態にある時には、図１０に示すような状態となっている。即ち、走行部２のリンクベース１０ｂと補助輪部３のリンクベース１０ｂとが互いに引き合う方向（Ｓ方向）の付勢力で近接した所定の位置にあり、各リンクベース１０ｂはメインフレーム１０ａから離れる方向（Ｔ方向）に付勢されて、リンクベース１０ｂの最も延び得る所定の位置にある。
【００７８】
この状態の管内走行装置１を配管１００の内部に配設するには、使用者（ユーザ）が手等によって、各リンクベース１０ｂをメインフレーム１０ａに近付ける方向（図１０の矢印Ｔ方向とは逆方向；図１１の矢印Ｔ２方向）へ向けて押圧する。すると、付勢部材２０は、自身の付勢力（矢印Ｓ方向）に抗して延伸する。
【００７９】
これにより、走行部２のリンクベース１０ｂと補助輪部３のリンクベース１０ｂとは、互いに離れる方向（図１１の矢印Ｓ２方向）へと移動する。すると、メインフレーム１０ａを挟んで両側に設けられる二つの車輪１３（例えば車輪１３ＲＲと車輪１３ＲＬ）間の距離が狭まる。具体的には、例えば、自然状態の車輪間距離Ｄ（図１０参照）とした場合、上記作用により車輪間距離Ｄ１（図１１参照）とすることができる。ここで、車輪間距離Ｄ＞Ｄ１とする。
【００８０】
この状態とした管内走行装置１は、車輪間距離Ｄ１より大径で、車輪間距離Ｄより小径の内径を有する配管１００の内部に設置することができる。そうして、当該管内走行装置１を所定の配管１００の内部に配設した後に、使用者（ユーザ）が、各リンクベース１０ｂをメインフレーム１０ａに近付ける方向（Ｔ２方向）の押圧力を解除すると、各リンクベース１０ｂは、付勢部材２０の付勢力によって、再び、図１０の矢印Ｔ方向に移動する。これにより、各リンクベース１０ｂ上の各車輪１３（ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ）は、付勢部材２０の付勢力によって配管１００の内壁面に押し当てられる（図１１の矢印Ｔ３）。
【００８１】
このように、本実施形態の管内走行装置１は、配管１００の内壁に対して所定の力（付勢部材２０の付勢力）を付与することにより、配管１００の内部における自己の位置を一定に保持することができ、この状態で自走することができる。
【００８２】
次に、本実施形態の管内走行装置１における電気的な構成について、主に図２を用いて以下に説明する。
【００８３】
本実施形態の管内走行装置１は、撮像ユニット１１と、照明ユニット１２と、一対の第１測距センサ１４（第１の距離検出手段）と、一対の第２測距センサ１５（第２の距離検出手段）と、制御部２１と、一時記憶部（バッファ）２２と、通信ユニット２３と、電源ユニット２４と、第１アクチュエータ１６と、第２アクチュエータ１７と、第１回転検出手段３６と、第２回転検出手段３７等を有して構成されている。
【００８４】
このうち、撮像ユニット１１，照明ユニット１２，一対の第１測距センサ１４，一対の第２測距センサ１５，第１アクチュエータ１６，第２アクチュエータ１７，第１回転検出手段３６，第２回転検出手段３７については、上述した通りである。
【００８５】
制御部２１は、本実施形態の管内走行装置１の全体を統括的に制御する制御回路等からなる。この制御部２１は、例えば距離演算部３１と、曲折判定部３２と、姿勢判定部３３と、駆動制御部３４等を有して構成されている。なお、制御部２１は、上述した以外にも各種の回路部等を有して構成されているものであるが、それら不図示の回路部等については、本発明の直接的に関連しない部分であるので、その図示及び説明は省略する。
【００８６】
距離演算部３１は、一対の第１測距センサ１４及び一対の第２測距センサ１５からの出力を受けて所定の演算処理、例えば各一対のセンサの出力差分若しくは出力比を算出する演算処理等を行ったり、距離測定のための演算処理を行う回路部である。
【００８７】
曲折判定部３２は、例えば一対の第１測距センサ１４の出力に基づいて、当該管内走行装置１の進行方向前方に曲がり部（曲折部ともいう。以下、曲折部というものとする）が存在するか否かを判定する曲折部検出判定処理を行う曲がり判定手段である。この曲折判定部３２における曲折部検出判定処理の詳細は後述する。
【００８８】
姿勢判定部３３は、上記曲折判定部３２によって配管に曲折部があると判定された際に、上記距離演算部３１にて算出された演算結果（出力差分若しくは出力比等）の演算値に基づいて姿勢判定を行う姿勢判定手段（回路部）である。ここで行われる姿勢判定処理は、当該管内走行装置１の配管内部における姿勢制御を行うための回転方向や回転停止位置等のほか、管内走行時のコース制御のための走行位置等を判定する判定処理である。この姿勢判定部３３における姿勢判定処理の詳細は後述する。
【００８９】
駆動制御部３４は、第１回転検出手段３６（第１ＰＩ）及び第２回転検出手段（第２ＰＩ）からの出力や距離演算部３１，曲折判定部３２，姿勢判定部３３等からの出力を受けて、第１アクチュエータ１６及び第２アクチュエータ１７の駆動制御を行う回路部である。
【００９０】
一時記憶部（バッファ）２２は、撮像ユニット１１から出力されたデジタル画像データ等を一時的に記憶する一時記憶領域である。
【００９１】
通信ユニット２３は、当該管内走行装置１とは別体に設けられる外部制御装置等（不図示）との間で通信を行うための機能を備えた構成ユニットである。この通信ユニット２３は、例えば、外部制御装置等からの所定の制御信号を受けたり、撮像ユニット１１によって取得された画像データを外部制御装置等へと転送する等、各種の信号を送受信する。この通信ユニット２３は、例えば無線通信若しくは有線通信等の各種の形態のものを適用することができる。
【００９２】
なお、通信ユニット２３の構成としては、従来の電子機器間で行われる通信機能を備えていればよく、従来一般に実用化されているものが適用できるものとして、その詳細な説明及び図示は省略する。
【００９３】
電源ユニット２４は、管内走行装置１の全体に電力を供給する構成ユニットである。電源ユニット２４は、例えば充電式バッテリ等が適用される。なお、電源ユニット２４は、外部からの電力供給を受ける構成ユニットとして構成されていてもよい。この場合には、電源ユニット２４は、外部送電装置（不図示）からの電力供給を受電して、当該管内走行装置１への電力供給制御を行う。
【００９４】
このように構成された本実施形態の管内走行装置の作用を、図１２〜図１５を用いて以下に説明する。
【００９５】
図１２は、本実施形態の管内走行装置が配管内を走行する際の作用を概略的に示す概念図である。なお、図１２において符号［１２Ａ］は矢印［１２Ａ］から見た際の配管１００内にある管内走行装置１の姿勢を示している。また、同図１２において符号［１２Ｃ］は矢印［１２Ｃ］から見た際の配管１００内にある管内走行装置１の姿勢を示している。
【００９６】
図１３は、本実施形態の管内走行装置が配管内部を走行する際に第１測距センサを用いて前方の曲折部を検出する場合の状況を模式的に示す図である。なお、図１３においては、管内走行装置の四つの車輪を含む面（面Ａ）が曲折部の曲折方向に対して平行となる姿勢で走行している場合を示している。
【００９７】
図１４は、曲折部を走行するのに際して予め行われる姿勢制御処理後の状況を模式的に示す図である。なお、図１４においては、管内走行装置の四つの車輪を含む面（面Ａ）が曲折部の曲折方向に対して垂直となる姿勢を示している。
【００９８】
図１５は、本実施形態の管内走行装置が配管内を直進走行する際の直進駆動処理を示すフローチャートである。図１６は、図１５の姿勢制御処理（ステップＳ２３の処理）の詳細を示すフローチャートである。図１７は、図１５の曲折駆動制御処理（ステップＳ２４の処理）の詳細を示すフローチャートである。
【００９９】
図１８は、本実施形態の管内走行装置１が所定の回転基準位置（Ｃ姿勢）にある状態に対して配管１００の中心軸Ｈ周りに回転したときの一対の第１測距センサ１４（１４ａ，１４ｂ）の出力比の変位を示す図である。
【０１００】
まず、本実施形態の管内走行装置が配管内部を走行する際の作用の概略を、図１２を用いて以下に説明する。
【０１０１】
本実施形態の管内走行装置１が走行する配管１００の形態として、図１２に示すように、直管部１００ａと曲折部１００ｂとを有する形態を想定する。図１２においては、曲折部１００ｂは、直管部１００ａに対して角度略９０度で曲折する形態を示している。なお、曲折部１００ｂの形態は、図１２の例示の他に、例えば角度９０度以上（鈍角）で曲折する形態の場合もあり得る。さらに、直管部から複数方向に分岐する形態もある。
【０１０２】
このような形態（図１２に示す形態）の配管１００の内部を、管内走行装置１が走行する場合において、直管部１００ａを走行するとき（図１２の符号［Ａ］で示す位置にあるとき）の作用は次の通りである。
【０１０３】
管内走行装置１が直管部１００ａを走行するとき、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第１アクチュエータ１６及び第２アクチュエータ１７を駆動制御して、直管部１００ａの長手軸方向に沿う方向、即ち図１２の進行方向Ｘに進行するように、所定の直進駆動制御処理（図１５参照；詳細後述）を行っている。
【０１０４】
具体的には、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第２アクチュエータ１７を駆動制御して、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の操舵角度が進行方向Ｘに沿って走行するように設定する（走行コース制御処理；詳細後述；図１５参照）。
【０１０５】
これと同時に、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第１アクチュエータ１６を駆動制御して、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）を回転軸１３ａ周りに回転させる走行駆動制御を行う（ドライブ）。このとき、駆動制御部３４は、第１回転検出手段３６（第１ＰＩ）の出力を確認しながら走行速度の制御を行っている（車輪速度制御処理；詳細後述；図１５参照）。
【０１０６】
また、制御部２１は、撮像ユニット１１を制御して所定の時間毎に撮像動作を行って、当該管内走行装置１の走行中における配管１００の内部状況の画像データを継続的に取得して、所定の記録部（不図示）に記録している。
【０１０７】
さらに、制御部２１は、管内走行装置１の前方に曲折部１００ｂが存在するか否かの検出及びその曲折方向の判定を行っている（曲折部検出判定処理；詳細後述；図１５参照）。ここで、本実施形態においては、曲折部検出判定処理は、例えば一対の第１測距センサ１４の出力に基づいて曲折部の検出判定を行う例を示す（詳細後述）。
【０１０８】
管内走行装置１が直管部１００ａを走行しているとき、進行方向Ｘの前方に曲折部１００ｂが近付いてきて、上記曲折部検出判定処理によって曲折部１００ｂが検出された場合（図１２の符号［Ｂ］で示す近傍位置にあるとき）、制御部２１は、所定の姿勢制御処理（図１６参照；詳細後述）を実行する。この姿勢制御処理は、当該管内走行装置１が曲折部１００ｂを安定的にかつスムースに走行するために行われる処理である。
【０１０９】
そうして所定の姿勢制御処理が実行された後は、曲折部１００ｂを通過するための操舵制御等を含む駆動制御（曲折駆動制御処理；図１７参照）が実行される。
【０１１０】
このように本実施形態の管内走行装置１は、直管部１００ａを直進走行する際には、自動制御を行って安定した直進走行を維持しつつ、前方の曲折部１００ｂを検出し、前方に曲折部１００ｂが検出された場合には、曲折部１００ｂに対応した姿勢に切り換えると共に、曲折部１００ｂに応じた駆動制御（操舵制御等）が行われるように構成されている。このような構成により、本実施形態の管内走行装置１は、常に安定的にかつスムースに配管１００の内部を走行することができる。
【０１１１】
次に、直進駆動制御処理（図１５），姿勢制御処理（図１６），曲折駆動制御処理（図１７）の各制御処理の詳細を、以下に説明する。
【０１１２】
まず、直進駆動制御処理の詳細を図１５のフローチャートによって説明する。
【０１１３】
ここで、管内走行装置１が、所定の配管１００の内部において適切に走行し得る状態で設置されているものとする。例えば図１２の符号［Ａ］位置、即ち配管１００の直管部１００ａに管内走行装置１が配置されているものとする。また、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の操舵角度は、進行方向Ｘに沿って直進走行し得るように設定されているものとする。管内走行装置１が、この状態にあるとき、図１５の直進駆動制御処理が実行される。
【０１１４】
まず、図１５のステップＳ１１において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第１アクチュエータ１６を駆動させて、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）を回転軸１３ａ周りに回転させる走行駆動制御を行う（ドライブ）。これにより、当該管内走行装置１は、進行方向Ｘに沿う方向に直進走行する。
【０１１５】
次に、ステップＳ１２において、制御部２１の駆動制御部３４は、第１回転検出手段３６（第１ＰＩ）からの出力信号を検出し、その検出値に基づいて、現時点における管内走行装置１の走行速度を算出する。
【０１１６】
次いで、ステップＳ１３において、制御部２１の駆動制御部３４は、上述のステップＳ１２の処理にて算出された走行速度値が、予め設定された所定の速度範囲内であるか否かの確認をする。ここで、現時点の走行速度値が所定の速度範囲内にあることが確認された場合には、次のステップＳ１５の処理に進む。また、現時点の走行速度値が所定の速度範囲から外れた値であることが確認された場合には、ステップＳ１４の処理に進む。
【０１１７】
ステップＳ１４において、制御部２１の駆動制御部３４は、所定の速度値が維持されるように、第１アクチュエータ１６の駆動制御を行う（ドライブ）。その後、ステップＳ１２の処理に戻る。上記ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理が車輪速度制御処理である。この車輪速度制御処理に続いて、走行コース制御処理が行われる。
【０１１８】
次に、ステップＳ１５において、制御部２１の距離演算部３１は、一対の第２測距センサ１５からの各出力信号を受けて所定の演算処理を行う。
【０１１９】
ここで、一対の第２測距センサ１５は、管内走行装置１の進行方向Ｘに対する両側方（左右側方）の距離情報を取得する。具体的には、一対の第２測距センサ１５のうちの一方（左側とする；Ｌ）は、管内走行装置１の進行方向Ｘに対する左側面と、これに対向する配管壁面との間の距離情報を取得する。同様に、一対の第２測距センサ１５のうちの他方（右側とする；Ｒ）は、管内走行装置１の進行方向Ｘに対する右側面と、これに対向する配管壁面との間の距離情報を取得する。こうして取得された一対の第２測距センサ１５（Ｌ，Ｒ）の各出力についての比（出力比＝Ｌ／Ｒ）を演算する。
【０１２０】
その演算結果は、現在、配管１００の直管部１００ａの内部を走行中の管内走行装置１が、配管１００の長手方向の中心軸（図１２の符号Ｈ）に対して左右側方への偏りを表す。
【０１２１】
したがって、一対の第２測距センサ１５（Ｌ，Ｒ）の出力比＝Ｌ／Ｒが、所定の範囲内に維持されるように制御することによって、当該管内走行装置１の直進走行を維持する走行コース制御を行うことができる。
【０１２２】
そこで、図１５のステップＳ１６において、制御部２１は、上述のステップＳ１５の処理にて得られた演算結果（一対の第２測距センサ１５（Ｌ，Ｒ）の出力比＝Ｌ／Ｒ）について、予め設定された所定値未満であるか否かの確認を行う。
【０１２３】
ここで、出力比（Ｌ／Ｒ）＜１（所定値１未満）であることが確認された場合には、当該管内走行装置１は、例えば配管１００の中心軸Ｈに対して左側方に偏ったコースを走行しているものと判断されて、次のステップＳ１７の処理に進む。
【０１２４】
ステップＳ１７において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第２アクチュエータ１７を駆動して、所定量だけ右操舵制御を実行して走行コースの修正を行う。その後、ステップＳ２０の処理に進む。
【０１２５】
一方、上述のステップＳ１６の処理にて、出力比（Ｌ／Ｒ）＜１（所定値１未満）ではない場合には、ステップＳ１８の処理に進む。
【０１２６】
ステップＳ１８において、制御部２１は、上述のステップＳ１５の処理にて得られた演算結果（一対の第２測距センサ１５（Ｌ，Ｒ）の出力比＝Ｌ／Ｒ）について、予め設定された所定値よりも大であるか否かの確認を行う。
【０１２７】
ここで、出力比（Ｌ／Ｒ）＞１（所定値１より大）であることが確認された場合には、当該管内走行装置１は、例えば配管１００の中心軸Ｈに対して右側方に偏ったコースを走行しているものと判断されて、ステップＳ１９の処理に進む。
【０１２８】
ステップＳ１９において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第２アクチュエータ１７を駆動して、所定量だけ左操舵制御を実行して走行コースの修正を行う。その後、ステップＳ２０の処理に進む。上記ステップＳ１５〜ステップＳ１９の処理が走行コース制御処理である。この走行コース制御処理に続いて、曲折部検出判定処理が行われる。
【０１２９】
一方、上述のステップＳ１８の処理にて、出力比（Ｌ／Ｒ）＞１（所定値１より大）ではない場合には、中心軸Ｈを含む所定の範囲内の走行コースを走行しているものと判断されて、ステップＳ２０の処理に進む。
【０１３０】
次に、ステップＳ２０において、制御部２１は、撮像ユニット１１を制御して所定の時間毎に継続した撮像動作を実行する。なお、この撮像処理の開始タイミングは、このステップＳ２０におけるものに限ることはなく、当該管内走行装置１の起動当初より開始するような形態であってもよい。
【０１３１】
続いて、ステップＳ２１において、制御部２１は、曲折判定部３２を制御して、管内走行装置１の前方に曲折部１００ｂが存在するか否かを検出する曲折部検出処理を実行する。この曲折部検出処理は、例えば一対の第１測距センサ１４の出力に基づいて（若しくは撮像ユニット１１によって取得された画像データに基づいて）曲折部１００ｂを検出する処理である。この曲折部検出処理が終了すると、次のステップＳ２２の処理に進む。
【０１３２】
ここで、一対の第１測距センサ１４の出力に基づいて行われる曲折部１００ｂの検出処理は、例えば次の通りである。
【０１３３】
一対の第１測距センサ１４（図１３では、さらに符号１４ａ，１４ｂを付して説明する）は、それぞれが管内走行装置１の進行方向Ｘに前方の距離情報を取得する。そして、一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂは、上述したように、当該管内走行装置１の略中心軸（光軸Ｏ）を挟んで略対向する位置に配置されている。
【０１３４】
例えば、図１３に示すような状況下において、管内走行装置１が配管１００の直管部１００ａの内部を走行しているものとする。このとき、管内走行装置１の一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂは、曲折部の曲折方向に対して平行な面上に並べて配置されている。
【０１３５】
したがって、図１３に示すように、前方に曲折部１００ｂが存在する場合には、一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂのうち一方の第１測距センサ１４ａの検出出力（図１３の符号Ｕ）と、他方の第１測距センサ１４ｂの検出出力（図１３の符号Ｄ）との間には、差分（図１３の符号Ｇ）が生じる。
【０１３６】
また、前方に曲折部１００ｂが存在しない場合には、一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂの両出力は略同等の出力となる。これにより、一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂの出力に基づいて、進行方向Ｘの前方に曲折部１００ｂが存在するか否かを検出することができる。
【０１３７】
また、一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂの各出力の出力比を算出することで、曲折部１００ｂの曲折方向を判定することもできる。
【０１３８】
なお、曲折部検出処理は、これ以外にも、例えば撮像ユニット１１によって取得された画像データに基づいて所定の画像処理を行うことによってなし得る。
【０１３９】
図１５に戻って、ステップＳ２２において、制御部２１は、上述のステップＳ２１の曲折部検出処理の検出結果に基づいて、当該管内走行装置１の進行方向Ｘの前方に曲折部１００ｂが存在するか否かの判定を行う。ここで、曲折部１００ｂが存在すると判定された場合には、次のステップＳ２３の処理（姿勢制御処理；詳細は図１６参照）に進む。また、曲折部１００ｂが存在しないと判定された場合には、ステップＳ１２の処理に戻って、直進走行を続行する。
【０１４０】
ステップＳ２３の姿勢制御処理が完了したら、続いて、ステップＳ２４の処理（曲折駆動制御処理；詳細は図１７参照）に進む。その後、ステップＳ１２の処理に戻る。
【０１４１】
なお、本実施形態では、図１５の直進駆動制御処理について、車輪速度制御処理と、走行コース制御処理と、曲折部検出判定処理と、を時系列で実行されるような形態として示しているが、このような形態に限られることはない。例えば、管内走行装置１が直管部１００ａを直進走行するとき、車輪速度制御処理と、走行コース制御処理と、曲折部検出判定処理と、を同時に処理する並行処理としてもよい。
【０１４２】
次に、図１５のステップＳ２３の姿勢制御処理の詳細を、図１６フローチャートによって以下に説明する。
【０１４３】
上述したように、直管部１００ａを走行中に、進行方向Ｘの前方に曲折部１００ｂの存在を確認したら（図１２の符号［Ｂ］で示す位置近傍にて）、管内走行装置１を一旦停止させた後、所定の姿勢制御処理（図１５のステップＳ２３；詳細は図１６）を実行する。この姿勢制御処理は、これから走行する前方に確認された曲折部１００ｂを円滑に走行するために適切な姿勢となるように管内走行装置１を、例えば図１２の矢印ＲＲ方向（進行方向Ｘを回転中心軸として配管１００の周方向）へ回転制御する処理である。この姿勢制御処理において行われる回転制御処理をロール制御処理というものとする。
【０１４４】
配管１００の内部において曲折部１００ｂを走行するのに際し、このような姿勢制御処理を行うのは、次のような理由による。
【０１４５】
本実施形態の管内走行装置１が配管１００の内部を走行する際の姿勢としては、
例えば、図１２の符号［Ａ］で示す姿勢と、同図１２の符号［Ｂ］で示す姿勢などが考えられる。なお、図１２の符号［Ａ］で示す姿勢（仮にＡ姿勢というものとする）と、同図１２の符号［Ｃ］で示す姿勢（仮にＣ姿勢というものとする）以外にも、Ａ姿勢とＣ姿勢との中間の姿勢、つまりＡ姿勢から矢印ＲＲ方向に所定量だけロールした様々な姿勢（仮に中間姿勢というものとする）が考えられる。これらの中間姿勢は、Ａ姿勢とＣ姿勢に代表される姿勢であるものとして、以下、Ａ姿勢とＣ姿勢についてのみ考察する。
【０１４６】
上記Ａ姿勢は、図１２（符号［１２Ａ］）において、配管１００の直管部１００ａの中心軸Ｈと曲折部１００ｂを通過した後の直管部１００ａ２の中心軸Ｈ２をいずれも含む面（一点鎖線２０１；面Ｂ）と、管内走行装置１の四つの車輪１３を含む面（一点鎖線２００；面Ａ）とが略平行となる形態で、管内走行装置１が配管１００の内部に配置されている状態である。
【０１４７】
ここで、四つの車輪１３を含む面（一点鎖線２００；面Ａ）を、例えば面Ａというものとする。また、配管１００の直管部１００ａの中心軸Ｈと曲折部１００ｂを通過した後の直管部１００ａ２の中心軸Ｈ２をいずれも含む面（一点鎖線２０１；面Ｂ）を、例えば面Ｂというものとする。
【０１４８】
一方、上記Ｃ姿勢は、図１２（符号［１２Ｃ］）において、面Ｂ（配管１００の直管部１００ａの中心軸Ｈと曲折部１００ｂを通過した後の直管部１００ａ２の中心軸Ｈ２をいずれも含む面（一点鎖線２０１；面Ｂ））に対して、面Ａ（管内走行装置１の四つの車輪１３を含む面（一点鎖線２００；面Ａ））が略垂直となるように、管内走行装置１が配管１００の内部に配置されている状態である。
【０１４９】
一般に、本実施形態に示されるような構成の管内走行装置１が、配管１００の内部を走行するのに際しては、直管部１００ａを走行する場合は、Ａ姿勢であってもＣ姿勢であっても（さらにロール方向に回転した他の姿勢であっても）、安定的でスムースな走行が確保される。
【０１５０】
しかしながら、Ａ姿勢のまま曲折部１００ｂを走行しようとした場合、曲折部１００ｂの形態によっては、例えば曲折部１００ｂの曲率半径が小さい場合などには、曲折部１００ｂの内側部分が極端な鋭角で形成されている場合もあるために、四つの車輪１３のうちのいずれかが、このような鋭角部分を通過する際に、走行の安定性や円滑性が阻害されてしまうことがある。
【０１５１】
一方、曲折部１００ｂを走行する際に、Ｃ姿勢となっていれば、四つの車輪１３のうちのいずれもが、曲折部１００ｂの鋭角な内側部分を通過することを回避できるため、常に安定的かつスムースな走行を確保することができると考えられる。
【０１５２】
そこで、本実施形態の管内走行装置１は、直管部１００ａを走行中に進行方向Ｘの前方に曲折部１００ｂが確認されたら、所定の姿勢制御を行うことによって、常に曲折部１００ｂを安定的にかつスムースに走行することができるような制御がなされている。そのための姿勢制御処理を以下に詳述する。
【０１５３】
まず、図１６のステップＳ３１において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第１アクチュエータ１６の駆動を停止させる。これにより、進行方向Ｘに沿う方向の走行が一時的に停止する。このとき、管内走行装置１は、図１２の符号［Ｃ］で示す位置にあるものとする。なお、図１２の符号［Ｃ］では、既に当該姿勢制御処理が完了した状態を示している。その詳細は以下に示している通りである。
【０１５４】
次に、ステップＳ３２において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第２アクチュエータ１７を駆動して、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ．ＦＬ）を軸１３ｂ周りに所定量（略９０度）だけ回転（ステア；操舵）させる。
【０１５５】
続いて、ステップＳ３３において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第１アクチュエータ１６を駆動して、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ．ＦＬ）を回転軸１３ａ周りに所定量（例えば所定のパルス分）だけ回転（ドライブ）させる。
【０１５６】
次いで、ステップＳ３４において、制御部２１は、一対の第１測距センサ１４の出力を検出し、その出力比を算出する。この演算は、管内走行装置１の現時点における姿勢を確認するために行われる。
【０１５７】
即ち、管内走行装置１が配管１００の中心軸Ｈに対して回転するとき、所定の回転基準位置に対する回転角度（ロール角度という）は、一対の第１測距センサ１４の出力出力比を確認することによって判定できる。ここで、所定の回転基準位置は、当該姿勢制御処理によって行われるロール制御処理により目指す姿勢（即ち、Ｃ姿勢）とする。
【０１５８】
例えば、上述したように、また図１３に示すように、前方に曲折部１００ｂが存在しているときの一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂのうち一方の第１測距センサ１４ａの検出出力（図１３の符号Ｕ）と、他方の第１測距センサ１４ｂの検出出力（図１３の符号Ｄ）との間には差分（図１３の符号Ｇ）が生じる。
【０１５９】
この差分Ｇは、管内走行装置１がＡ姿勢にあるとき最大値となり、所定の回転基準位置（Ｃ姿勢）としたとき最小値となる。この場合において、管内走行装置１が所定の回転基準位置（Ｃ姿勢）としたときの一対の第１測距センサ１４（１４ａ，１４ｂ）の出力比＝１とする。
【０１６０】
そして、管内走行装置１が所定の回転基準位置（Ｃ姿勢）にある状態に対して配管１００の中心軸Ｈ周りに回転したときの一対の第１測距センサ１４（１４ａ，１４ｂ）の出力比の変位を示すと、図１８に示すようになる。
【０１６１】
図１８において符号Ｃは、管内走行装置１がＣ姿勢にあるとき（回転基準位置に対するロール角度＝０ｄｅｇ．）に一対の第１測距センサ１４（１４ａ，１４ｂ）の出力比＝１となることを示している。なお、同図１８において符号Ｃ１は、回転基準位置に対するロール角度＝１８０ｄｅｇ．の場合を示しており、このときの管内走行装置１はＣ姿勢と同様である。
【０１６２】
同図１８において符号Ａは、管内走行装置１がＡ姿勢にあるとき（回転基準位置に対するロール角度＝９０ｄｅｇ．）に一対の第１測距センサ１４（１４ａ，１４ｂ）の出力比が最大値となることを示している。なお、符号Ａが二つの値を示しているのは、一対の第１測距センサ１４（１４ａ，１４ｂ）の位置関係がロール方向によって逆転することによる。
【０１６３】
つまり、管内走行装置１の一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂの並び方向における一方を上側とし、他方を下側と規定した場合、一対の第１測距センサ１４ａ，１４ｂのうち一方の第１測距センサ１４ａは上側に、他方の第１測距センサ１４ａは下側に配置されることになる。
【０１６４】
そして、管内走行装置１がＡ姿勢にある時、一方のセンサは曲折部１００ｂの外側寄りに配置され他方のセンサは曲折部１００ｂの内側寄りに配置されることになる。この場合、管内走行装置１の上下が規定されていると、上側のセンサ１４ａが外側寄りに配置される状況と、内側寄りに配置される状況とが生じる。このように、一対のセンサの位置関係が逆転したときの出力比は当然異なる数値になることがわかる。
【０１６５】
図１６に戻って、上述のステップＳ３４の処理にて一対の第１測距センサ１４の出力比が算出されると、次のステップＳ３５において、制御部２１は、算出された出力比が所定の範囲内にあるか否かの確認を行う。
【０１６６】
ここで、出力比の所定の範囲とは、センサの出力比に対応する姿勢（ロール角度）が、曲折部１００ｂを安定的かつスムースに走行するのに適した姿勢である許容範囲内のことである。つまり、所定の回転基準位置（Ｃ姿勢＝回転基準位置に対するロール角度＝０ｄｅｇ．（又は１８０ｄｅｇ．））に対して所定のロール角度の範囲を指す。
【０１６７】
具体的には、曲折部１００ｂを安定的かつスムースに走行するのに適した姿勢に対応するロール角度の所定の範囲としては、例えば所定の回転基準位置（Ｃ姿勢）に対して±３０度程度（図１８の符号Ｊで示す範囲）の範囲とするのが望ましい。
【０１６８】
換言すると、上記ロール角度の所定の範囲は、面Ｂ（配管１００の直管部１００ａの中心軸Ｈと曲折部１００ｂを通過した後の直管部１００ａ２の中心軸Ｈ２をいずれも含む面（一点鎖線２０１；面Ｂ））に対して、面Ａ（管内走行装置１の四つの車輪１３を含む面（一点鎖線２００；面Ａ））が角度６０度〜１２０度となる範囲である。
【０１６９】
図１６に戻って、上述のステップＳ３５の処理にて、出力比が所定の範囲内である場合には、次のステップＳ３６の処理に進む。また、出力比が所定の範囲内にない場合には、ステップＳ３３の処理に戻る。つまり、出力比が所定の範囲内になるまで、同様の処理を繰り返す。
【０１７０】
続いて、ステップＳ３６において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第１アクチュエータ１６の駆動を停止させる。これにより、管内走行装置１の周方向への回転（ロール）が一時停止する。上記ステップＳ３１〜ステップＳ３６の処理がロール制御処理である。このロール制御処理に続いて曲折方向設定処理が行われる。
【０１７１】
次に、ステップＳ３７において、制御部２１は、撮像ユニット１１を制御して所定の撮像動作を実行する。
この撮像動作処理は、取得された画像データに基づいて、現時点における管内走行装置１の姿勢（特に規定の上下位置関係）を確認すると共に、曲折部１００ｂの曲折方向に対応させる曲折制御方向を設定する。ここで、曲折方向に対応させる曲折制御方向とは、管内走行装置１の上下を規定したことに伴う判定処理である。
【０１７２】
即ち、現時点における管内走行装置１の上下の位置関係は、撮像動作によって取得した画像の上下を確認することにより容易に判断できる。
【０１７３】
ここで、現時点の管内走行装置１の姿勢について、規定された上側面が上側にある場合には、第２アクチュエータ１７の操舵方向は規定通りの制御となる。一方、現時点の管内走行装置１の姿勢が、規定の上下を逆転した形態、即ち上側面を下側としている場合、第２アクチュエータ１７の操舵方向は規定の制御とは反対方向への制御となる。
【０１７４】
図１６に戻って、ステップＳ３７の撮像動作処理を終えると、次のステップＳ３８の処理に進み、このようにステップＳ３８において、制御部２１は、曲折部１００ｂの曲折方向が右方向であるか否かの確認を行う。ここで、曲折部１００ｂの曲折方向が右方向である場合には、ステップＳ３９の処理に進む。
【０１７５】
続いて、ステップＳ３９において、制御部２１は、一対の第２測距センサ１５（Ｌ，Ｒ）のうちの一方（左側方；Ｌ）による検出を開始する。その後、ステップＳ４１の処理に進む。
【０１７６】
一方、上述のステップＳ３８の処理にて、曲折部１００ｂの曲折方向が右方向ではない（左方向である）場合には、ステップＳ４０の処理に進む。
【０１７７】
続いて、ステップＳ４０において、制御部２１は、一対の第２測距センサ１５（Ｌ，Ｒ）のうちの一方（右側方；Ｒ）による検出を開始する。その後、ステップＳ４１の処理に進む。
【０１７８】
ステップＳ４１において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第２アクチュエータ１７を駆動して、曲折部１００ｂを適切に走行するための操舵角度の設定を行う。その後、一連の処理を終了し、元の処理（図１５の処理）に戻り（リターン）、同図１５のステップＳ２４の処理に進む。上記ステップＳ３７〜ステップＳ４１の処理が曲折方向設定処理である。
【０１７９】
次に、図１５のステップＳ２４の曲折駆動制御処理の詳細を、図１７フローチャートによって以下に説明する。
【０１８０】
上述したように、曲折部１００ｂを円滑に走行するための適切な姿勢に切り換えた後、当該管内走行装置１は、曲折部１００ｂを走行させるための曲折駆動制御処理（図１５のステップＳ２４；詳細は図１７）を実行する。
【０１８１】
まず、図１７のステップＳ５１において、制御部２１は、車輪速度制御処理を実行する。この車輪速度制御処理は、図１５のステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理にて、既に説明した車輪速度制御処理と全く同様の処理である。したがって、その詳細説明は省略する。
【０１８２】
続いて、図１７のステップＳ５２において、制御部２１は、一対の第２測距センサ１５（Ｌ，Ｒ）のうち、上述のステップＳ３９，Ｓ４０にて検出開始された第２測距センサ１５の出力を確認する。
【０１８３】
次いで、ステップＳ５３において、制御部２１は、第２測距センサ１５の出力が所定の範囲内にあるか否かを確認する。ここで、所定の範囲内にあることが確認された場合には、適切な走行コースを走行しているものと判断されて、次のステップＳ５４の処理に進む。また、所定の範囲内ではないことが確認された場合には、ステップＳ５７の処理に進む。
【０１８４】
ステップＳ５７において、制御部２１は、上述のステップＳ５２の処理にて確認された第２測距センサ１５の出力が所定値以下であるか否かの確認を行う。ここで、所定値以下であることが確認された場合には、所定の走行コースよりも内側寄りを走行しているものと判断されて、次のステップＳ５８の処理に進む。
【０１８５】
ステップＳ５８において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第２アクチュエータ１７を駆動して所定量の操舵を行う。これにより、外側寄りの走行コースへと修正する。その後、ステップＳ５２の処理に戻る。
【０１８６】
また、上述のステップＳ５７の処理において、所定値以下ではない場合には、所定の走行コースよりも外側寄りを走行しているものと判断されて、ステップＳ５９の処理に進む。
【０１８７】
ステップＳ５９において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第２アクチュエータ１７を駆動して所定量の操舵を行う。これにより、内側寄りの走行コースへと修正する。その後、ステップＳ５２の処理に戻る。
【０１８８】
一方、上述のステップＳ５３の処理にて、適切な走行コースを走行していることが確認されて、ステップＳ５４に進むと、このステップＳ５４において、制御部２１は、駆動制御部３４を介して第２アクチュエータ１７を駆動して曲折部１００ｂを走行するための操舵角度の設定を行う。
【０１８９】
次に、ステップＳ５５において、制御部２１は、一対の第１測距センサ１４の出力を検出し、その出力比を算出する処理を所定時間繰り返す。所定時間後、次のステップＳ５６の処理に進む。
【０１９０】
ステップＳ５６において、制御部２１は、一対の第１測距センサ１４の出力比が、所定値を所定時間継続しているか否かの確認を行う。ここで、所定値が所定時間継続していることが確認された場合には、一連の処理を終了し、元の処理（図１５の処理）に戻る（リターン）。
【０１９１】
また、一対の第１測距センサ１４の出力比が所定値から変動している場合には、上述のステップＳ５１の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。
【０１９２】
以上説明したように上記一実施形態によれば、配管１００の内壁に所定の力を付与することにより同配管１００内における位置を一定に保持しつつ自走する管内走行装置１において、配管１００の内部を走行する際、直管部１００ａを走行中に一対の第１測距センサ１４（一対の第１の距離検出手段）の出力信号の出力差分又は出力比に基づいて（若しくは撮像ユニット１１によって取得される画像データに基づいて）、配管１００の内部の進行方向Ｘの前方に曲折部１００ｂが存在するか否かの検出及び判定を行うようにしている。
【０１９３】
そして、配管内部の進行方向前方に曲折部１００ｂの存在が確認された場合には、当該管内走行装置１は、自身を配管１００内で長手軸周りに回転させる所定の姿勢制御を行って、曲折部１００ｂを走行するのに適した姿勢に切り換えるように構成している。したがって、これにより、本管内走行装置１は、配管１００における曲折部１００ｂを常に安定的にかつスムースに走行することができるようになる。
【０１９４】
［変形例］
上述の一実施形態の管内走行装置１においては、進行方向Ｆの前方にある曲折部までの距離を測定するための手段として、第１の距離検出手段（一対の第１測距センサ１４）を具備して構成されている。
【０１９５】
この第１の距離検出手段である一対の第１測距センサ１４としては、例えば、非接触三角測距方式で光学式測距センサの赤外線測距センサ等や、位相差測定方式のレーザー測距センサ等のほか、超音波距離センサや距離画像センサ（ＴｏＦ（Time of Flight）方式）等が適用される。これらの形態のもの以外にも、例えば、図１９，図２０に示すような接触式の測距センサを適用することもできる。
【０１９６】
図１９，図２０は、本発明の一実施形態の管内走行装置の変形例を示す図である。このうち、図１９は本変形例の管内走行装置の側面図である。なお、図１９は、第１の距離検出手段が最も伸長した状態（通常状態）を示している。また、図２０は、図１９の一部領域（図１９の符号［２０］で示す領域）を切り出して、その断面を示す要部断面図である。なお、図２０においては、一対の第１測距センサ１４Ａのうちの一方が通常状態にある場合（符号Ｓ１）を示し、他方が通常状態に対して最も縮んだ状態にある場合（符号Ｓ２）を示している。
【０１９７】
本変形例の管内走行装置１Ａは、第１の距離検出手段として、上述の一実施形態における非接触式の一対の第１測距センサ１４に代えて、接触式の一対の第１測距センサ１４Ａを配設して構成されている。
【０１９８】
この一対の第１測距センサ１４Ａは、図１９に示すように、管内走行装置１Ａの前面に設けられた観察部４Ａに配設されている。この場合において、当該一対の第１測距センサ１４Ａは、観察部４Ａから前方に向けて突出するように配置されている。また、一対の第１測距センサ１４Ａのそれぞれは、撮像ユニット１１の光学部１１ａの光軸Ｏ（若しくはこれに略一致する管内走行装置１の略中心軸）を挟んで略対向する位置に配置されている点において、上述の一実施形態と略同様である。
【０１９９】
換言すると、一対の第１測距センサ１４Ａ（第１の距離検出手段）は、一対の直進駆動手段１８の並び方向において離間して配置されている。
【０２００】
一対の第１測距センサ１４は、図２０に示すように、本体シリンダ１４ｓと、ボールキャスタ軸部１４ｔと、ボールキャスター１４ｕと、圧縮スプリング１４ｖと、圧力センサ１４ｗ等によって主に構成されている。
【０２０１】
ボールキャスター１４ｕは、ボールと、このボールを転動自在に保持するハウジングと、このハウジングから後方に向けて延出するピストン軸部１４ｔ等によって構成されている。
【０２０２】
本体シリンダ１４ｓは、後端面が観察部４Ａの基板４Ａａ上に植設された中空の円筒形状部材である。この本体シリンダ１４ｓの内部において後端部分には、圧力センサ１４ｗが、そのセンサ面を前方に向けて内在されている。
【０２０３】
また、同本体シリンダ１４ｓの内部において、先端寄りの部位には、ボールキャスター１４ｕのピストン軸部１４ｔが挿通保持されている。この場合において、ピストン軸部１４ｔは、本体シリンダ１４ｓの長軸方向（図２０の符号Ｓｔに沿う方向）において、所定の範囲内でのみ移動し得るように構成されている。即ち、ピストン軸部１４ｔは、図２０の符号Ｓ１で示す通常位置と、同図２０の符号Ｓ２で示す位置との間（符号Ｅｘで示す範囲内）で移動可能である。
【０２０４】
そのために、ピストン軸部１４ｔは、後端部が本体シリンダ１４ｓの先端開口から抜け出ないように、かつ先端部が本体シリンダ１４ｓの先端開口から内部に入り込まない様に、構成上の工夫がなされている。例えば、本体シリンダ１４ｓの先端開口の内周面に内向きフランジ状の突出部を形成すると共に、ピストン軸部１４ｔの後端部に外向フランジ部を形成する。これにより、ピストン軸部１４ｔの本体シリンダ１４ｓの先端開口からの抜去を防いでいる。また、ピストン軸部１４ｔの先端部に設けたボールキャスタ１４ｕのハウジングを、本体シリンダ１４ｓの先端開口よりも大径に形成する。これにより、ピストン軸部１４ｔの本体シリンダ１４ｓの先端開口への没入を防いでいる。
【０２０５】
そして、本体シリンダ１４ｓの内部において、圧力センサ１４ｗとピストン軸部１４ｔと間の空間には、圧縮スプリング１４ｖが伸縮自在に内挿されている。これにより、圧縮スプリング１４ｖの先端部は、ピストン軸部１４ｔを、図２０の矢印Ｓｔ１方向に押圧している。また、圧縮スプリング１４ｖの後端部は、圧力センサ１４ｗのセンサ面を、図２０の矢印Ｓｔ２方向に押圧している。
【０２０６】
このような構成からなる第１測距センサ１４Ａは、通常状態においては、図２０の符号Ｓ１で示す位置となるように、圧縮スプリング１４ｖが本体シリンダ１４ｓの内部において、圧力センサ１４ｗとピストン軸部１４ｔとの間で伸長状態となっている。
【０２０７】
このとき、圧縮スプリング１４ｖは、ピストン軸部１４ｔを、図２０の矢印Ｓｔ１方向に押圧すると同時に、圧力センサ１４ｗのセンサ面を、図２０の矢印Ｓｔ２方向に押圧している。これにより、ピストン軸部１４ｔは、本体シリンダ１４ｓから矢印Ｓｔに沿う方向において前方に向けて最も突出した状態となる。このときの状態を、通常状態というものとする。
【０２０８】
一方、ボールキャスター１４ｕの先端のボール部に対して、前方（図２０の矢印Ｆｏ方向）からの付加が加わった場合、ボールキャスター１４ｕは、図２０の矢印Ｓｔ２方向に移動する。すると、ピストン軸部１４ｔが本体シリンダ１４ｓの長手軸方向に移動する。これにより、ピストン軸部１４ｔは、圧縮スプリング１４ｖを、その付勢力に抗して、同方向（矢印Ｓｔ２方向）に押圧する。すると、圧縮スプリング１４ｖは本体シリンダ１４ｓの内部で緊縮する。これに伴って、圧縮スプリング１４ｖは、圧力センサ１４ｗのセンサ面を押圧する。したがって、これにより、圧力センサ１４ｗの出力値が変位する。
【０２０９】
即ち、本変形例の管内走行装置１Ａが、配管１００の内部を走行して曲折部にさしかかったときには、一対の第１測距センサ１４Ａのうちの一方が配管内壁に接触することになる。第１測距センサ１４Ａが配管内壁に接触して、さらに進行方向に進むと、ボールキャスター１４ｕ，ピストン軸部１４ｔは、当該内壁に押圧されて、本体シリンダ１４ｓの矢印Ｓｔ２方向に移動する。これにより、圧縮スプリング１４ｖが緊縮し、圧力センサ１４ｗの出力値に変位が生じる。
【０２１０】
したがって、本変形例の構成によれば、一対の第１測距センサ１４Ａの出力値の差を検出することによって、曲折部の存在の有無を検出することができると共に、曲折部の曲折方向をも検出することができる。
【０２１１】
なお、本変形例の管内走行装置１Ａにおけるその他の構成は、上述の一実施形態と略同様である。このような構成の変形例によっても、上述の一実施形態と同様の効果を得ることができる。  
【０２１２】
上述の各実施形態で説明した各処理シーケンスは、その性質に反しない限り、手順の変更を許容し得る。したがって、上述の処理シーケンスに対して、例えば各処理ステップの実行順序を変更したり、複数の処理ステップを同時に実行させたり、一連の処理シーケンスを実行する毎に、各処理ステップの順序が異なるようにしてもよい。即ち、特許請求の範囲，明細書及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。また、これらの動作フローを構成する各ステップにおいては、発明の本質に影響しない部分について適宜省略することもできることは言うまでもない。
【０２１３】
また、ここで説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御や機能は、多くがソフトウエアプログラムにより設定できることが多くあり、そのソフトウエアプログラムをコンピュータが読み取り実行することで上述した制御や機能を実現することができる。そのソフトウエアプログラムは、コンピュータプログラム製品として、予め製品製造過程において上記記憶媒体や記憶部等、具体的には例えばフレキシブルディスク ＣＤ−ＲＯＭ等 不揮発性メモリ等の可搬媒体やハードディスク 揮発性メモリ等の記憶媒体に、その全体あるいは一部を記憶又は記録されている電子データである。また、これとは別に、製品出荷時又は可搬媒体或いは通信回線を介して流通又は提供ができるものである。利用者は、製品出荷後であっても、自ら通信ネットワークやインターネット等を介して、それらのソフトウエアプログラムをダウンロードしてコンピュータにインストールしたり、あるいは記憶媒体からコンピュータにインストールすることで、動作させるようにすることができ、これによって容易に本実施形態の撮像装置を実現することができる。
【０２１４】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施することができることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。
【符号の説明】
【０２１５】
１……管内走行装置
２……走行部
３……補助輪部
４……観察部
１０……本体部
１０ａ……メインフレーム
１０ａａ，１０ｂｂ……ピン
１０ｂ……リンクベース
１０ｃ……リンクアーム
１０ｄ……アームストッパ
１１……撮像ユニット
１１ａ……光学部
１１ｂ……撮像部
１２……照明ユニット
１３（ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ）……車輪
１３ａ……回転軸
１３ｂ……所定の軸
１３ｃ……ホイールホルダ
１４（１４ａ，１４ｂ）……第１測距センサ
１５……第２測距センサ
１６……第１アクチュエータ
１６ｇ……駆動力伝達機構
１７……第２アクチュエータ
１７ｇ……駆動力伝達機構
１８……直進駆動手段
１９……回転駆動手段
２０……付勢部材
２１……制御部
２３……通信ユニット
２４……電源ユニット
３１……距離演算部
３２……曲折判定部
３３……姿勢判定部
３４……駆動制御部
３６……第１回転検出手段（第１ＰＩ）
３７……第２回転検出手段（第２ＰＩ）
１００……配管
１００ａ，１００ａ２……直管部
１００ｂ……曲折部
２００……面Ａ
２０１……面Ｂ
【図１】
2019116163.tif 000003
【図２】
2019116163.tif 000004
【図３】
2019116163.tif 000005
【図４】
2019116163.tif 000006
【図５】
2019116163.tif 000007
【図６】
2019116163.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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