(57)【要約】【課題】車輪の空転が発生しても高精度な走行距離情報を取得できる管内走行装置を提供する。【解決手段】進行方向に対し前後関係にある一組の第１の車輪１３及び一組の第２の車輪１３を有し第１の車輪を駆動する管内走行装置１であって、一組の第１の車輪の回転数を検出する第１の検出部３６と、一組の第２の車輪の回転数を検出する第２の検出部３８と、第１の検出部と第２の検出部からの出力に基づいて第１の車輪が空転しているか否かを判定する空転判定部３９と、空転判定部により空転が判定される前の第１の検出部の出力を記憶する記憶部４０と、空転判定部により空転が判定された際に記憶部に記憶された回転数に対応する速度よりも遅い速度で駆動を再開する車輪制御部３４とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行方向に対して前後の関係にある一組の第１の車輪及び一組の第２の車輪を有し、当該第１の車輪又は当該第２の車輪の少なくとも一方を駆動する管内走行装置であって、
上記一組の第１の車輪の少なくとも一方の回転数を検出する第１の検出部と、
上記一組の第２の車輪の少なくとも一方の回転数を検出する第２の検出部と、
上記第１の検出部と上記第２の検出部からの出力に基づいて、上記第１の車輪又は上記第２の車輪の少なくとも一方が空転しているか否かを判定する空転判定部と、
上記空転判定部によって空転していることが判定される前の上記第１の検出部又は上記第２の検出部の少なくとも一方の出力を記憶する記憶部と、
上記空転判定部によって空転していることが判定された際に、上記記憶部に記憶された回転数に対応する速度よりも遅い速度で駆動を再開する車輪制御部と、
を具備したことを特徴とする管内走行装置。
【請求項２】
上記車輪制御部は、車輪を一端停止させてから上記遅い速度で駆動を再開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】
上記一組の第１の車輪を駆動輪として駆動する車輪駆動部を有し、
上記空転判定部は、駆動輪たる上記第１の車輪と補助輪たる上記第２の車輪の回転数の差が所定の閾値よりも大きい場合に、上記第１の車輪が空転していると判定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４】
上記一組の第１の車輪を駆動輪として駆動する車輪駆動部を有し、
上記車輪駆動部は、ＰＭＷ駆動される駆動モータを含み、
上記空転判定部は、上記駆動モータに電圧を掛けている時間の比若しくは上記駆動モータに流れる電流比からなるデューティ比が所定の閾値内にない場合に、上記第１の車輪が空転していると判定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５】
請求項３記載の管内走行装置が複数個連結され、
少なくとも１つの管内走行装置の空転判定部によって空転したことが検出された場合に、空転が検出されていない管内走行装置の駆動輪の駆動を停止することを特徴とする管内走行装置。
【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。
【００１１】
一方、従来の管内走行装置においては、配管の内壁面に当接させた車輪に回転駆動力を付与することで、配管の長手方向に進退させるように構成したものがある。
【００１２】
また、この種の従来の管内走行装置において、例えば検査対象とする配管の敷設状態等を検査したり、配管内部における管内走行装置の位置を特定する等のために、走行した距離情報等を取得することが求められる。
【００１３】
そこで、従来の管内走行装置において、走行距離情報を取得するために、例えば、走行中の車輪の回転数を検出し、検出した車輪回転数情報と、装置に使用されている車輪の直径等の情報等に基づいて、所定の演算処理を行って走行距離を算出する等の手段が一般に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【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】
【００１５】
ところが、従来の管内走行装置において、配管の内壁面に車輪を当接させて進退駆動を行うタイプであって、車輪の回転数に基いて走行距離情報を取得する管内走行装置においては、例えば配管内部を走行中に車輪の空転が生じた場合には、取得される走行距離情報の精度が低下してしまうという問題点がある。
【００１６】
即ち、一般に、長年使用された水道管やガス管等の配管内部は、その内壁面に様々な付着物（例えば水垢，油分，錆，塵埃等）が付着しているといった環境となっている場合がある。このような状況の配管の内壁面に対して車輪を当接させて回転駆動力を付与したとすると、上記付着物等に起因して低下した摩擦力に対し、車輪の駆動力が勝ってしまい、よって、車輪は空転してしまうことがある。
【００１７】
このように、走行中の管内走行装置において、車輪の空転が発生すると、駆動力が付与される車輪（駆動輪という）が回転しているのにも関わらず、管内走行装置自体は進退しない状況になる。
【００１８】
つまり、このような車輪の空転時においても、車輪の回転数が検出されて、その検出された数値が距離演算に利用されてしまうと、実際には進退していない期間の車輪の回転も、走行距離に加算されることにより、その演算結果（走行距離情報）の精度を低下させてしまうことになる。
【００１９】
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、配管の内部環境に起因して車輪の空転が発生したとしても、より高精度に走行距離情報を取得することができる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】
【００２０】
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、進行方向に対して前後の関係にある一組の第１の車輪及び一組の第２の車輪を有し、当該第１の車輪又は当該第２の車輪の少なくとも一方を駆動する管内走行装置であって、上記一組の第１の車輪の少なくとも一方の回転数を検出する第１の検出部と、上記一組の第２の車輪の少なくとも一方の回転数を検出する第２の検出部と、上記第１の検出部と上記第２の検出部からの出力に基づいて、上記第１の車輪又は上記第２の車輪の少なくとも一方が空転しているか否かを判定する空転判定部と、上記空転判定部によって空転していることが判定される前の上記第１の検出部又は上記第２の検出部の少なくとも一方の出力を記憶する記憶部と、上記空転判定部によって空転していることが判定された際に、上記記憶部に記憶された回転数に対応する速度よりも遅い速度で駆動を再開する車輪制御部と、を具備した。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、配管の内部環境に起因して車輪の空転が発生したとしても、より高精度に走行距離情報を取得することができる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】
【００２２】
【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の管内走行装置における直進駆動手段を同図１の矢印［８］方向から見た要部拡大斜視図
【図９】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１０】図９の管内走行装置を同図９の矢印［１０］方向から見た平面図
【図１１】図１の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１２】図１１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１３】図１の管内走行装置が配管内部を走行中の作用を示す図であって、当該管内走行装置が配管内部を走行する際の通常状態を示す概念図
【図１４】図１３の状態から駆動輪の一方が空転して姿勢に変化が生じた場合の状態を示す概念図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
［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。
【００２５】
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。
【００２６】
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１２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の管内走行装置における直進駆動手段を同図１の矢印［８］方向から見た要部拡大斜視図である。図９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１０は、図９の管内走行装置を同図９の矢印［１０］方向から見た平面図である。
【００２７】
なお、図１，図３〜図１０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。
【００２８】
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。
【００２９】
図６においては、第１回転検出手段３６（第１ＰＩ）を図示するために、当該第１回転検出手段３６や駆動力伝達機構１６ｇを覆うカバー部材１６ｇａの一部を破いて図示している。
【００３０】
そして、図１１，図１２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１１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１２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。
【００３１】
さらに、図１３，図１４は、本実施形態の管内走行装置が配管内部を走行中の作用を示す図である。このうち、図１３は、当該管内走行装置が配管内部を走行する際の通常状態を示す概念図である。図１４は、当該管内走行装置が配管内部を走行している際に駆動輪の一方が空転して姿勢に変化が生じた場合の状態を示す概念図である。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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（図１１，図１２参照）。
【００３６】
また、メインフレーム１０ａの長手軸方向（図１の進行方向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）。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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１，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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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７，図９，図１０参照）。
【００５３】
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、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，図６参照；第１ＰＩ）等を有して構成されている。つまり、直進駆動手段１８は、駆動部である二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ；後述する一組の第１の車輪）を駆動輪として駆動する車輪駆動部である。
【００５４】
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，図６にのみ図示されている。
【００５５】
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。この第１アクチュエータ１６としては、例えばＰＭＷ（Pulse Width Modulation）制御により駆動される駆動モータなどが適用されている。
【００５６】
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。
【００５７】
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）。
【００５８】
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。
【００５９】
また、走行部２に含まれる二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）を一組の第１の車輪というものとし、補助輪部３に含まれる二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）を一組の第２の車輪というものとする。この場合、一組の第１の車輪と一組の第２の車輪とは、進行方向に対して前後の関係にある。そして、当該一組の第１の車輪と一組の第２の車輪の少なくとも一方は駆動される車輪である。本実施形態においては、一組の第１の車輪を駆動するように構成されている。
【００６０】
走行部２に含まれる車輪１３（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。
【００６１】
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。
【００６２】
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と、後述する走行距離算出部３５，空転判定部３９，記憶部４０へと送信されている（図２参照）。そして、第１回転検出手段３６の検出結果を受けて制御部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。
【００６３】
また、これと同時に、第１回転検出手段３６の検出結果は、記憶部４０に一時記憶される。そして、制御部２１の走行距離算出部３５は、記憶部４０を介して第１回転検出手段３６の検出結果を受けて、当該管内走行装置１の走行距離を算出している。
【００６４】
さらに、制御部２１の空転判定部３９は、記憶部４０を介して第１回転検出手段３６の検出結果及び後述する第３回転検出手段３８の検出結果を受けて、走行部２の車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の空転を判定する。
【００６５】
なお、空転判定部３９による判定結果は、後述するように、駆動制御部３４へと出力されて、車輪１３（ＦＲ，ＦＬ；駆動輪）を駆動制御する際に加味される。詳細は後述するが、この場合において、駆動制御部３４は、空転判定部３９によって空転していることが判定された際に、記憶部４０に記憶された回転数に対応する速度よりも遅い速度で駆動を再開する制御を行う車輪制御部として機能する。
【００６６】
第１回転検出手段３６は、図６に示すように、例えば透過型フォトセンサ３６ａと、遮光羽根板３６ｂとからなるフォトインタラプタが採用されている。透過型フォトセンサ３６ａは、発光素子と受光素子を対向配置して形成されるセンサ部材である。遮光羽根板３６ｂは、例えば第１アクチュエータ１６の回転軸と同軸上に設けられ、第１アクチュエータ１６の回転に伴って、遮光羽根板３６ｂも同方向に回転する回転板部材である。この遮光羽根板３６ｂには、回転するのに伴って透過型フォトセンサ３６ａの発光素子と受光素子との間を間欠的に遮光する複数の羽根部を有して形成されている。
【００６７】
この構成により、第１回転検出手段３６は、第１アクチュエータ１６の回転数を検出して、この第１アクチュエータ１６が駆動する駆動輪である車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の回転数を検出する。
【００６８】
即ち、第１回転検出手段３６は、走行部２に含まれる二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ；一組の第１の車輪の少なくとも一方）の回転数を検出する第１の検出部である。
【００６９】
なお、本実施形態において第１回転検出手段３６は、第１アクチュエータ１６の回転数を検出することで、車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の回転数を検出する構成としているが、この形態に限られることはない。例えば、遮光羽根板３６ｂを車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の回転軸１３ａに設けるようにすれば、第１回転検出手段３６によって車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の回転数を直接検出する構成とすることもできる。
【００７０】
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（図２参照；第２ＰＩ）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（二つのユニット）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。
【００７１】
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）。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
また、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）。
【００７６】
第２回転検出手段３７は、図示は省略されているが、第１回転検出手段３６と略同様の構成からなる。この第２回転検出手段３７は、第２アクチュエータ１７の回転数を検出して、この第２アクチュエータ１７が駆動する直進駆動手段１８の回転を検出している。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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と、第３回転検出手段３８（図２，図８参照；第３ＰＩ）等によって構成されている。なお、第３回転検出手段３８は図２，図８にのみ図示されている。
【００８０】
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）。
【００８１】
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。
【００８２】
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り補助輪である。
【００８３】
第３回転検出手段３８は、補助輪部３の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）のそれぞれの回転数を検出する構成部である。この第３回転検出手段３８は、第１回転検出手段３６，第２回転検出手段３７と略同様の構成からなる。
【００８４】
即ち、当該第３回転検出手段３８は、図８に示すように、例えば透過型フォトセンサ３８ａと、遮光羽根板３８ｂとからなるフォトインタラプタが採用されている。透過型フォトセンサ３８ａは、発光素子と受光素子を対向配置して形成されるセンサ部材である。遮光羽根板３８ｂは、例えば二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）のそれぞれの回転軸１３ａと同軸上に設けられ、各車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）が従動回転するのに伴って、遮光羽根板３８ｂも同方向に回転する回転板部材である。この遮光羽根板３８ｂには、回転するのに伴って透過型フォトセンサ３８ａの発光素子と受光素子との間を間欠的に遮光する複数の羽根部を有して形成されている。この構成により、第３回転検出手段３８は、二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）のそれぞれの回転数を検出する。
【００８５】
即ち、第３回転検出手段３８は、補助輪部３に含まれる二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ；一組の第２の車輪の少なくとも一方）の回転数を検出する第２の検出部である。
【００８６】
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１１，図１２を用いて以下に説明する。
【００８７】
まず、図１１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。
【００８８】
また、図１１，図１２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。
【００８９】
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１１に示すように概略、次のように構成されている。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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（１８，１９，１３ｃ等）が配設されている。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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８，図１０等において示している。なお、図１，図９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。
【００９９】
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１１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１１の矢印Ｔ方向）へと付勢している。
【０１００】
なお、図１１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。
【０１０１】
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１１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。
【０１０２】
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１１の矢印Ｔ方向とは逆方向；図１２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。
【０１０３】
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１２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１１参照）とした場合、上記作用により車輪間距離Ｄ１（図１２参照）とすることができる。ここで、車輪間距離Ｄ＞Ｄ１とする。
【０１０４】
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１１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１２の矢印Ｔ３）。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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（第１ＰＩ）と、第２回転検出手段３７（第２ＰＩ）と、第３回転検出手段３８（第３ＰＩ）等を有して構成されている。
【０１０８】
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，第３回転検出手段３８については、上述した通りである。
【０１０９】
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と、走行距離算出部３５と、空転判定部３９と、記憶部４０等を有して構成されている。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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、空転判定部３９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。
【０１１５】
記憶部４０は、第１回転検出手段３６（第１ＰＩ）及び第３回転検出手段３８（第３ＰＩ）の出力（即ち四つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ）の回転数の検出結果）を一時的に記憶する一時記憶部である。
【０１１６】
なお、詳細は後述するが、記憶部４０は、特に、空転判定部３９によって空転していることが判定される前の第１回転検出手段３６（第１の検出部）及び第３回転検出手段３８（第２の検出部）の少なくとも一方の出力（駆動輪側の出力）を記憶する。
【０１１７】
走行距離算出部３５は、記憶部４０を介して第１回転検出手段３６の検出結果を受け、これ（第１回転検出手段３６の検出結果）に基づいて当該管内走行装置１の走行距離を算出する回路部である。
【０１１８】
空転判定部３９は、記憶部４０を介して第１回転検出手段３６（第１の検出部）の検出結果及び第３回転検出手段３８（第２の検出部）の検出結果を受け、これ（第１回転検出手段３６（第１の検出部）及び第３回転検出手段３８（第２の検出部）の各検出結果）に基づいて、当該管内走行装置１の駆動輪（走行部２の車輪１３（ＦＲ，ＦＬ））の空転を判定する回路部である。
【０１１９】
換言すると、空転判定部３９は、第１回転検出手段３６（第１の検出部）の検出結果及び第３回転検出手段３８（第２の検出部）の検出結果に基づいて、走行部２に含まれる二つの車輪（第１の車輪）又は補助輪部３に含まれる二つの車輪（第２の車輪）の少なくとも一方が空転しているか否かを判定する。
【０１２０】
この空転判定部３９による判定結果は、駆動制御部３４へと出力される。これを受けて、駆動制御部３４は、車輪１３（ＦＲ，ＦＬ；駆動輪）を駆動制御するのに際し、空転を抑え得る駆動制御を行う。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
このように構成された本実施形態の管内走行装置１の作用を、以下に説明する。
【０１２６】
まず、上述したように、本実施形態の管内走行装置１においては、四つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ，ＲＲ，ＲＬ）のそれぞれが配管１００の内壁面に対して所定の力量で当接されており、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）に第１アクチュエータ１６の駆動力が付与されることによって回転し、これにより、当該管内走行装置１は、配管１００の長手軸方向に走行するように構成されている。
【０１２７】
この場合において、第１アクチュエータ１６によって駆動される駆動輪、即ち走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の回転数は、第１回転検出手段３６によって検出されている。この第１回転検出手段３６の検出結果は、記憶部４０に一時的に記憶されると共に、この記憶部４０を介して走行距離算出部３５へと出力される。
【０１２８】
走行距離算出部３５は、第１回転検出手段３６の検出結果（駆動輪の回転数）に基づいて、所定の演算処理を行って、管内走行装置１の走行距離を算出する。
【０１２９】
この場合における走行距離の算出は、例えば、次に示す（１）式により行われる。ここで、車輪回転数＝ｒとし、車輪直径＝ＷＤとすると、走行距離＝Ｌは、
Ｌ=πｒＷＤ    …    （１）
で表すことができる。
【０１３０】
管内走行装置１が配管１００の内部を、通常の状態で走行しているときの走行距離の算出は、上述の通りである。
【０１３１】
ところが、配管１００の内壁面には、様々な付着物（例えば水垢，油分，錆，塵埃等）が付着していることがある。このような状況の配管１００の内壁面に対して車輪１３を当接させて、駆動輪に回転駆動力を付与した場合、上記付着物等が存在する場所では、摩擦力が低下していることに起因して、車輪が空転することがある。この車輪の空転期間には、管内走行装置１は実際には走行しない。また、空転している車輪の回転数は、空転していない車輪の回転数に対して、早い回転数になっているはずである。
【０１３２】
このことから、車輪回転数のみに基づいて走行距離を算出する方法では、駆動輪が空転した場合を考慮すると、算出される走行距離に誤差が生じてしまうことがある。
【０１３３】
また、管内走行装置１が配管１００の内部を走行中に、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の少なくとも一方が空転した場合には、例えば管内走行装置１の姿勢が崩れてしまうことがある。
【０１３４】
管内走行装置１が配管１００の内部を、その長手軸方向に走行する際に、通常の場合には、図１３に示すように、管内走行装置１は、装置の略中心軸が、配管１００の長手軸方向の略中心となる軸線３００に略沿うように走行する。
【０１３５】
ここで、図１３に示す例では、管内走行装置１の略中心軸が、配管１００の長手軸方向の中心軸３００と略一致し、かつ撮像ユニット１１の光軸Ｏとも略一致している場合を示している（この形態がより望ましい形態であるものとする）。
【０１３６】
このような通常状態で、管内走行装置１が配管１００の内部を直進走行しているときには、各車輪１３は、それぞれ矢印Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４に示す方向に略同じ回転数で回転する。
【０１３７】
このような通常状態で管内走行装置１が走行中に、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の少なくとも一方が空転した場合、他方の車輪のみが管内走行装置１を走行させようとする状態になる。
【０１３８】
図１３に示す例では、車輪１３ＦＲが空転し、車輪１３ＦＬが通常駆動するものとする。このような状況となったときには、管内走行装置１の姿勢は、図１４に示すように、図１３の通常状態から崩れた姿勢に変化する。
【０１３９】
図１４で示す例では、管内走行装置１の略中心軸（光軸Ｏ）が、配管１００の長手軸方向の中心軸３００に対して斜めにずれた状態となった場合を示している。
【０１４０】
このように、管内走行装置１の姿勢が崩れて通常状態から逸脱した状態になると、例えば観察部４の撮像ユニット１１によって取得される画像は、配管１００の中心からずれた領域となってしまうことになる。さらに、第１測距センサ１４によって得られる測定値にも誤差が生じてしまうことになる。したがって、正確な制御や情報取得が困難になってしまう。
【０１４１】
なお、このような現象は、上述の例で示す状況に限られることはなく、例えば、二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の各回転数に相違が生じた場合にも、現出し得る現象である。
【０１４２】
一方、上述したように、補助輪部３の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）は、上記走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）が第１アクチュエータ１６によって駆動されて当該管内走行装置１が走行するのに伴って従動し回転する従動輪であり補助輪である。したがって、これら補助輪部３の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）は、空転することは、ほとんどないと言える。
【０１４３】
そこで、本実施形態の管内走行装置１においては、駆動輪の車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の空転が生じているか否かの判定を行うことができるようにしている。
【０１４４】
さらに、本実施形態の管内走行装置１においては、駆動輪の車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の空転が確認されたときには、その空転情報を加味した走行距離算出処理や、駆動輪の駆動制御処理を行うようにしている。
【０１４５】
即ち、本実施形態の管内走行装置１においては、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の回転数を第１回転検出手段３６によって検出すると共に、補助輪部３の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）の回転数を第３回転検出手段３８によって検出するようにしている。
【０１４６】
また、当該管内走行装置１においては、駆動輪（走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ））の回転数情報（第１回転検出手段３６の検出結果）と、従動輪（補助輪部３の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）のいずれか一方）の回転数情報（第３回転検出手段３８の検出結果）とに基づいて、駆動輪（走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ））の空転を判定するための空転判定部３９を備えている。
【０１４７】
さらに、本実施形態の管内走行装置１においては、空転判定部３９によって得られる判定結果や、各車輪１３の回転数の検出結果を、駆動制御部３４へ出力することで、駆動輪の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）についての、より高精度な駆動制御を行うように構成している。
【０１４８】
まず、管内走行装置１が配管１００の内部を走行中において、第１回転検出手段３６は、走行部２の二つの車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の回転数を検出し続け、その検出結果を、記憶部４０を介して走行距離算出部３５及び空転判定部３９へと送り続けている。
【０１４９】
同時に、第３回転検出手段３８は、補助輪部３の二つの車輪１３（ＲＲ，ＲＬ）の回転数を検出し続け、その検出結果を、記憶部４０を介して空転判定部３９へと送り続けている。
【０１５０】
空転判定部３９は、第１回転検出手段３６及び第３回転検出手段３８のそれぞれの検出結果を受けて、同じタイミングで取得された両者の検出結果を比較する。
【０１５１】
空転判定部３９は、同じタイミングでの駆動輪（第１の車輪）の回転数と従動輪であり補助輪（第２の車輪）の回転数との差が所定の閾値よりも大きい場合（例えば駆動輪の回転数が極端に大である場合など）には、駆動輪（第１の車輪）が空転しているものと判定する。そして、この空転判定部３９の判定結果は、走行距離算出部３５及び駆動制御部３４へと出力される。
【０１５２】
なお、駆動輪の空転判定としては、上述の例に限られることはなく、他の手段で行ってもよい。例えば、空転判定部３９は、第１アクチュエータ１６（駆動モータ）に電圧を掛けている時間の比若しくは第１アクチュエータ１６（駆動モータ）に流れる電流比からなるデューティ比が所定の閾値内にない場合に、駆動輪（第１の車輪）が空転していると判定するようにしてもよい。
【０１５３】
すると、これを受けて走行距離算出部３５は、空転時の駆動輪の回転数情報を、走行距離算出処理のために使用しないようにする制御が行われる。これにより、車輪が空転した時の回転数が走行距離の算出に影響しないことになる。したがって、これにより、走行距離算出精度を、より向上させることができる。
【０１５４】
また、空転判定部３９の判定結果を受けて、駆動制御部３４は、空転していない側の駆動輪の車輪１３の駆動を停止させる制御を行う。これにより、配管１００内における管内走行装置１の姿勢が不自然に変化してしまう（姿勢が崩れてしまう）ことを抑止し、通常の状態の姿勢（図１３）を維持することができる。
【０１５５】
さらに、空転判定部３９の判定結果を受けて、駆動制御部３４は、空転している側の駆動輪の車輪１３の駆動も停止させる制御を行う。このような制御を行うことによって、駆動輪が同一箇所にて空転を続けることを停止させ、よって、配管１００の内壁面を車輪の空転が継続することで、壁面を傷付けたり、壁面の汚染を拡散したり、装置自身を汚染させたりすることを抑止することができる。
【０１５６】
その後（上述の各処理を実行した後）、駆動制御部３４は、駆動輪の車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）の駆動を再開する。このとき、駆動制御部３４は、記憶部４０に一時的に記憶されている回転数情報を参照し、駆動輪の空転が発生した時点より前の時点（即ち、空転判定部３９によって空転していることが判定される前）における第１回転検出手段３６（第１の検出部）及び第３回転検出手段３８（第２の検出部）の少なくとも一方（駆動輪に対応する方）の検出結果（回転数情報）を取得する。なお、本実施形態の構成では、駆動輪は、第１回転検出手段３６によって回転数を検出されているので、ここでは、第１回転検出手段３６の出力を取得する。
【０１５７】
そして、駆動制御部３４は、駆動輪の車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）を再度回転駆動するのに際し、空転発生時の回転数よりも小さい回転数での駆動制御を行う。これにより、駆動輪の車輪１３（ＦＲ，ＦＬ）は、空転することなく回転を再開する。
【０１５８】
ここで、空転が発生するための条件としては、
駆動力＞摩擦力
となった時であると考えられる。この場合において、駆動力は、回転数が大きくなるほど大となることから、回転数を小さくすれば、駆動力を抑えることができる。したがって、これにより、空転時の回転数よりも小さい回転数で、車輪１３の駆動を再開すれば、
駆動力＜摩擦力
の状態とすることができ、よって、空転状態から脱出することができる。
【０１５９】
このように、駆動制御部３４（車輪制御部）は、車輪を一端停止させてから、空転判定部３９によって空転していることが判定される前の第１回転検出手段３６（第１の検出部）の出力（回転数）に対応する速度よりも遅い速度で駆動を再開する。
【０１６０】
以上説明したように上記一実施形態によれば、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１において、進行方向に対して前後の関係にある一組の第１の車輪（走行部２に含まれる二つの車輪１３ＦＲ，ＦＬ）及び一組の第２の車輪（補助輪部３に含まれる二つの車輪１３ＲＲ，ＲＬ）を有し、第１の車輪又は第２の車輪の少なくとも一方を駆動する。
【０１６１】
この管内走行装置１は、一組の第１の車輪の少なくとも一方の回転数を検出する第１の検出部（第１回転検出手段３６）と、一組の第２の車輪の少なくとも一方の回転数を検出する第２の検出部（第３回転検出手段３８）と、第１の検出部と第２の検出部からの出力に基づいて、第１の車輪又は第２の車輪の少なくとも一方が空転しているか否かを判定する空転判定部３９と、空転判定部３９によって空転していることが判定される前の第１の検出部又は第２の検出部の少なくとも一方の出力を記憶する記憶部４０と、空転判定部３９によって空転していることが判定された際に、記憶部４０に記憶された回転数に対応する速度よりも遅い速度で駆動を再開する車輪制御部（駆動制御部３４）とを具備して構成される。
【０１６２】
この場合において、空転判定部３９は、駆動輪の回転数（第１回転検出手段３６（第１の検出部）の出力）と従動輪の回転数（第３回転検出手段３８（第２の検出部）の出力）とを比較して、従動輪の回転数に対して駆動輪の回転数が、所定の閾値以上の差がある場合に、駆動輪が空転していると判定する。
【０１６３】
そして、駆動輪が空転していることが検出された場合には、その空転期間の車輪の回転数を考慮せずに走行距離算出処理を行う。これにより、より高精度な走行距離算出処理を行うことができる。
【０１６４】
また、駆動輪の空転を検出し、空転が検出された場合には、空転していない側の駆動輪の駆動を停止することによって、管内走行装置１の配管内部における姿勢変化を抑止することができる。
【０１６５】
さらに、駆動輪の回転数情報を記憶させる記憶部４０を設け、駆動輪の空転が検出された場合には、空転判定部３９によって空転していることが判定される前の第１回転検出手段３６（第１の検出部）の出力（回転数）を記憶部４０より読み出し、空転を生じさせる出力（回転数）に対応する速度よりも遅い速度で駆動を再開させる制御を行う。これにより、駆動輪の空転が生じた場合に、駆動を一旦停止させた後、駆動を再開する時には、空転させることなく走行を開始することができる。これに加えて、駆動輪の空転の発生を抑止することによって、車輪が空転することによって、配管内部の壁面を傷付けたり、壁面の汚染を拡散したり、装置自身を汚染させたりすることを抑止することができる。
【０１６６】
なお、上記管内走行装置１を複数個連結した形態で運用することも考えられる。このような場合には、少なくとも１つの管内走行装置１の空転判定部３９が駆動輪の空転を検出したときに、空転が検出されていない他の管内走行装置１の駆動輪の駆動も停止するような制御を行う。このように複数台の管内走行装置１を連携させて使用することもでき、そのような場合にも、誤差無く走行距離の算出を行うことができる。
【０１６７】
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】
【０１６８】
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
１６ｇａ……カバー部材
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
３５……走行距離算出部
３６……第１回転検出手段（第１ＰＩ；第１の検出部）
３６ａ……透過型フォトセンサ
３６ｂ……遮光羽根板
３７……第２回転検出手段（第２ＰＩ）
３８……第３回転検出手段（第３ＰＩ；第２の検出部）
３８ａ……透過型フォトセンサ
３８ｂ……遮光羽根板
３９……空転判定部
４０……記憶部
１００……配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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