(57)【要約】【課題】装置本体からケーブルが延出した形態の管内走行装置において支障なく配管内部の走行移動を行い安定した走行を確保し得る管内走行装置を提供する。【解決手段】一端部が固定されたケーブル５０の他端部が接続されている管内走行装置１０であって、ケーブルの他端部から所定の距離だけ離れた位置でケーブルを固定するケーブル固定部４１と、管内走行装置の装置本体１０ａと一体に形成されていてケーブル固定部を回転自在に保持するケーブル保持部４２と、ケーブル保持部に対してケーブル固定部の捩れ量を検出する捩れ量検出部１６，１５ｆと、捩れ量検出部からの出力に基づいてケーブルの捩れ量が許容量を超えないように装置本体の姿勢を制御する姿勢制御部１５ｅ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】
一端部が固定されたケーブルの他端部が接続されている管内走行装置であって、
上記ケーブルの他端部から所定の距離だけ離れた位置で当該ケーブルを固定するケーブル固定部と、
管内走行装置の装置本体と一体に形成されていて上記ケーブル固定部を回転自在に保持するケーブル保持部と、
上記ケーブル保持部に対して上記ケーブル固定部の捩れ量を検出する捩れ量検出部と、
上記捩れ量検出部からの出力に基づいて上記ケーブルの捩れ量が許容量を超えないように上記装置本体の姿勢を制御する姿勢制御部と、
を具備したことを特徴とする管内走行装置。
【請求項２】
上記ケーブル保持部と上記ケーブル固定部とは、摩擦係数が低い状態で嵌合されてい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】
上記他端部から所定の距離だけ離れた位置までの上記ケーブルの長さは、上記装置本体内において弛みを持たせられる長さであ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】
管路に沿って直進させる直進走行部と上記直進走行部を回転させる回転走行部とを含む走行機構を有し、
上記姿勢制御部は、上記走行機構を制御して上記装置本体を上記ケーブルの捩れ方向とは反対方向に回転制御して、上記ケーブルの捩れを解消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】
上記直進走行部は、一対の車輪と、上記車輪を駆動する駆動部と、上記車輪の回転量を検出する車輪回転検出部と、を含み、
上記姿勢制御部は、上記回転走行部によって上記車輪の角度を決定した後、上記車輪回転検出部の出力に基づいて上記駆動部で当該車輪を回転させることによって姿勢を制御することを特徴とする請求項４記載の管内走行装置。
【請求項６】
上記捩れ量検出部は、上記管内走行装置が進行方向に進む際の任意の時間毎または上記駆動部の任意の回転量毎に、上記捩れ量検出部からの出力に基づいて上記ケーブルの捩れ量と捩れ方向とを算出し、
上記姿勢制御部は、上記ケーブルの捩れ量が許容量を越えた場合は、上記駆動部を制御して上記ケーブルの捩れを解消する方向に上記装置本体を回転駆動することを特徴とする請求項５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】
この種の管内走行装置に対する電力供給手段としては、例えば装置本体に充電式のバッテリを搭載する構成のほか、装置本体から延出させた電力供給用ケーブルを配管外部に設置した電源装置に接続することで装置本体に対し外部電源からの電力の供給を受ける構成が考えられる。
【００１０】
この場合において、装置本体に充電式バッテリを搭載する構成のものでは、供給し得る電力容量及び電圧が限られてしまうことから、走行持続時間や走行速度等の性能面の限定が課されてしまう。このことから、長い距離の配管内を長時間に亘って管内走行装置を走行させるためには不向きな構成であると考えられる。
【００１１】
一方、装置本体と外部電源装置とを電力供給用ケーブルで接続して電力供給を行う構成のものでは、走行持続時間や走行速度等、所望の性能を得ることができる。さらに、電力供給用ケーブルを設けるものでは、この電力供給用ケーブルに加えて、装置本体と外部制御装置との間で各種の制御信号を送受したり、装置本体側の撮像ユニットや各種センサ類からの出力をリアルタイムで受信するための信号伝送用ケーブルを並設させる構成も考えられる。
【００１２】
ここで、配管内部を管内走行装置が走行する際には、当該管内走行装置は、配管の長手軸方向に進退走行するほか、進行方向を回転軸として配管の周方向に回転する走行（ロール方向の走行）を行うことで様々な姿勢変化を余儀なくされるのが普通である。これに加えて、上述したように、当該管内走行装置の走行対象とする配管は、直線部分のみではなく複数の曲折部分を有する複雑な経路からなるものである。
【００１３】
したがって、このような複雑な経路の配管内部を走行する管内走行装置において、装置本体から各種ケーブル（電力供給用，信号伝送用）が延出している構成のものでは、複雑に曲折等を繰り返して敷設される配管内を長時間に亘って走行した場合、当該管内走行装置は何度も姿勢変化することになる。このような姿勢変化に起因してケーブルに捩れ等が生じることが知られている。このように、管内走行装置の走行中にケーブル捩れが生じると、当該管内走行装置の走行を妨げることがあったり、またケーブル自体が損傷してしまう等の問題が生じることがある。
【００１４】
従来の工作機械等においては、相対的に回転する二部材間を接続するケーブル配線の捩れを回避するための手段が、例えば特許６０５３８０９号公報等によって種々の提案が開示されている。
【００１５】
上記特許６０５３８０９号公報によって開示されている装置は、工作機械内で用いられる装置であって、相対的に回転自在に連結される第１ユニットと第２ユニットと、第２ユニットに連結されるモータと、第１ユニットから第２ユニットに延びるフィードスルーと、第１ユニット内部からフィードスルー及び第２ユニットを通ってモータまで延びる配線とを有し、第１ユニットに対し第２ユニットが回転する時に配線が捩れることを回避又は軽減する配線ガイド装置を具備して構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許６０５３８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところが、上記特許６０５３８０９号公報によって開示されている装置においては、相対的に回動自在な二部材間に延びる配線に、捩れが生じることを回避しようとするものである。この種の装置の場合、第１ユニットと第２ユニットとの相対的な回動は、所定の範囲内にあるため、発生が想定される捩れ量も所定量以内である。そのために、当該装置における配線ガイド装置は、捩れの回避又は軽減を実現し得ている。
【００１８】
しかしながら、管内走行装置において装置本体から各種ケーブルが延出している形態のものでは、上述したように、走行中の姿勢変化に起因してケーブルに大きな捩れ等が生じる。
【００１９】
この種の管内走行装置における走行中の姿勢変化のうち、装置本体が配管の周方向に回転するロール方向の走行に起因する姿勢変化は、配管の内部で長い距離を走行する間には、例えば同一方向に何度となく回転する可能性がある。この場合、ケーブルの捩れ量も積算されてしまうことになる。
【００２０】
このように、従来の管内走行装置において装置本体から各種ケーブルが延出している形態のものに対し、上記特許６０５３８０９号公報によって開示されている手段を適用したとしても確実な効果を得ることはできないものと考えられる。
【００２１】
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、装置本体からケーブルが延出している形態の管内走行装置であって、配管の内部を走行中に装置本体が姿勢変化してケーブルに捩れが発生したとしても、常に支障なく配管内部の走行移動を行うことができ、かつ常に安定した走行を確保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】
【００２２】
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、一端部が固定されたケーブルの他端部が接続されている管内走行装置であって、上記ケーブルの他端部から所定の距離だけ離れた位置で当該ケーブルを固定するケーブル固定部と、管内走行装置の装置本体と一体に形成されていて上記ケーブル固定部を回転自在に保持するケーブル保持部と、上記ケーブル保持部に対して上記ケーブル固定部の捩れ量を検出する捩れ量検出部と、上記捩れ量検出部からの出力に基づいて上記ケーブルの捩れ量が許容量を超えないように上記本体の姿勢を制御する姿勢制御部と、を具備した。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、装置本体からケーブルが延出している形態の管内走行装置であって、配管の内部を走行中に装置本体が姿勢変化してケーブルに捩れが発生したとしても、常に支障なく配管内部の走行移動を行うことができ、かつ常に安定した走行を確保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】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態の管内走行装置（移動体）を含む管内検査システムの概略構成
【図２】図１の管内検査システムの主要構成を示すブロック構成図
【図３】本発明の一実施形態の管内走行装置（移動体）に含まれるケーブルガイド機構の構成を概念的に示す構成図
【図４】図３の矢印［４］方向から見た図
【図５】本発明の一実施形態の管内走行装置（移動体）の作用を示すフローチャート
【図６】本実施形態の捩れ検出部の第１の構成例の概念図
【図７】図６の第１の構成例の捩れ検出部における磁場スケール位置と磁場の強さの関係を示す図
【図８】図６の第１の構成例の捩れ検出部における磁気スケール位置と、Ａ相センサ及びＢ相センサの電圧変化の関係を示す図
【図９】本実施形態の捩れ検出部の第２の構成例の概念図
【図１０】図９の第２の構成例の捩れ検出部の電気接片と電極とを円周方向に展開した図
【図１１】本実施形態の捩れ検出部の第３の構成例の概念図
【図１２】図１１の第３の構成例の捩れ検出部の電気接片と電極とを円周方向に展開した図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
［一実施形態］
図１は、本発明の一実施形態の管内走行装置（移動体）を含む管内検査システムの概略構成を示す図である。図２は、図１の管内検査システムの主要構成を示すブロック構成図である。図３は、本実施形態の管内走行装置（移動体）に含まれるケーブルガイド機構の構成を概念的に示す構成図である。図４は、図３の矢印［４］方向から見た図である。
【００２７】
まず、本実施形態の管内走行装置（移動体）を含む管内検査システムの構成を、図１，図２を用いて以下に説明する。
【００２８】
本実施形態の管内走行装置である移動体１０を含む管内検査システム１は、例えば水道管やガス管等の比較的小径の配管１００（図１参照）の内部の状態を観察し検査し、また配管１００自体の敷設状態等を調査するための検査システムである。
【００２９】
そのために、当該管内検査システム１は、各種センサ（画像取得，光検出，音検出等）を搭載した移動体１０を配管１００の内壁面に沿わせて進退自在に走行させ、当該移動体１０の走行中に各種センサを制御することにより、配管１００内の状態を観察し検査し得るように構成されている。
【００３０】
ここで、当該移動体１０の進行方向を、図１において矢印Ｆで示している。そして、当該移動体１０の進行方向Ｆに沿う前寄りの端部を「前端部」というものとする。また、当該移動体１０の進行方向Ｆに沿う方向において「前端」とは反対側の端部を「後端部」というものとする。そして、当該移動体１０の進行方向Ｆに沿う方向に対して側方を「側部」というものとする。
【００３１】
上記管内検査システム１は、本実施形態の管内走行装置である移動体１０と、ケーブル操作装置２０と、制御装置３０とによって主に構成されている。
【００３２】
移動体１０は、主に図２に示すように、装置本体１０ａと、撮像ユニット１１と、照明ユニット１２と、複数の車輪１３と、車輪駆動モータ１４と、回転検出部１４ａと、制御部１５と、捩れ検出部１６と、姿勢検出部１７と、通信部１８と、電源部１９と、複数の線材（５０ａ，５０ｂ）を束ねて形成されるケーブル５０と、ケーブルガイドユニット４０（図１参照）等を有して主に構成されている。
【００３３】
装置本体１０ａは、当該移動体１０の各種構成ユニットを内蔵する筐体であり、当該移動体１０の基本構造物である。この装置本体１０ａの内部には、各種の構成ユニット（撮像ユニット１１，照明ユニット１２，車輪駆動モータ１４，回転検出部１４ａと、制御部１５と、姿勢検出部１７と、通信部１８と、電源部１９等）が収納配置されている。
【００３４】
また、当該装置本体１０ａの両側部には、複数の車輪１３が配設されている。なお、本実施形態の移動体１０においては、装置本体１０ａの各側部に２個ずつの車輪１３が設けられている例を示している。
【００３５】
そして、装置本体１０ａの後端部には、ケーブル５０の他端部が接続されている。また、装置本体１０ａの後端部には、当該装置本体１０ａと一体にケーブルガイドユニット４０が配設されている。この場合において、ケーブルガイドユニット４０は、装置本体１０ａに対して図１に示す矢印Ｒ方向に揺動可能となるように、装置本体１０ａに接続されている。ケーブルガイドユニット４０が、このように揺動可能とされているのは、装置本体１０ａが配管１００の内部を走行する際に、ケーブル５０が装置本体１０ａにスムースに追従するようにするための工夫である。
【００３６】
なお、このケーブルガイドユニット４０は、ケーブル５０の捩れを検出する捩れ検出部１６（図１，図２参照）を含んで構成されている。当該ケーブルガイドユニット４０の詳細構成は、後述する（図３，図４参照）。
【００３７】
ケーブル５０は、例えば信号通信用の信号ケーブル５０ａや電源供給用の電源供給ケーブル５０ｂ等の複数の線材を束ねて形成されている。このケーブル５０の一端部は、ケーブル操作装置２０（若しくは制御装置３０）の所定の部位に固定され、他端部は移動体１０（管内走行装置）の後端部の所定の部位（図１の符号１０ｘで示す移動体固定部位）に固定されている。（詳細は後述する）。
【００３８】
また、ケーブル５０は、捩れ等が発生したとき、捩れを解消する状態に復帰させるための捩れ復帰部（不図示）を有している。この捩れ復帰部は、ケーブル５０の外皮として、例えばゴム等の弾性材を用いて構成したり、弾性を有する金属線をコイル状若しくは網目状（編み込み状）に構成することにより形成したものが適用される。
【００３９】
撮像ユニット１１は、当該移動体１０の装置本体１０ａの前端部に設けられ、当該移動体１０の進行方向Ｆの前方の画像を取得する画像取得部である。この撮像ユニット１１は、制御部１５の撮像制御部１５ａ（後述する）によって制御される。当該撮像ユニット１１は、図示を省略しているが光学部と撮像部等によって構成されている。ここで、光学部は、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を含む構成ユニットである。また、撮像部は、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に基づいて上記光学部が形成する光学像を受けて電子的な画像を生成する構成ユニットである。なお、本実施形態の移動体１０に適用される撮像ユニット１１自体の構成は、従来一般的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と同様である。したがって、その詳細な図示及び説明は省略する。
【００４０】
照明ユニット１２は、当該移動体１０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照明部である。この照明ユニット１２は、制御部１５の照明制御部１５ｂ（後述する）によって制御される。この照明ユニット１２は、例えばＬＥＤ（light emitting diode:発光ダイオード）等の発光源と、この発光源を駆動する照明駆動回路等によって構成される一般的な構成の照明ユニットと同様である。したがって、その詳細な図示及び説明は省略する。
【００４１】
複数の車輪１３は、上述したように、装置本体１０ａの両側部に（本実施形態では各側部に２個ずつ）設けられ、当該移動体１０の装置本体１０ａを配管１００の内部においてスムースに走行させるために設けられる構成部材である。
【００４２】
そのために、複数の車輪１３は、図２に示すように、回転軸１３ａ周りの矢印Ｒ１方向の正逆回転により移動体１０を配管１００の長手軸方向（進行方向Ｆに沿う方向）に適宜所定のタイミングで進退移動させ得る（進退走行駆動）。この場合、車輪１３は、移動体１０を配管１００（管路）の長手軸方向に沿って直進させる直進走行部の一部を構成する。
【００４３】
また、複数の車輪１３は、回転軸１３ｂ周りの矢印Ｒ２方向の正逆回転により配管１００内を進退走行中の移動体１０の操舵を行う（操舵駆動）と共に、移動体１０を配管１００の周方向に沿って適宜所定のタイミングで移動させ得る（姿勢変化駆動）。この場合、車輪１３は、移動体１０を配管１００（管路）の周方向に回転させる回転走行部の一部を構成する。
【００４４】
複数の車輪１３のそれぞれには、進退駆動用モータと操舵駆動用モータとが設けられており、これらそれぞれの駆動用モータは、それぞれが制御部１５の車輪駆動制御部１５ｃによって駆動制御される。なお、図２においては、図面の煩雑化を避けるために、複数の車輪１３を駆動する駆動用モータとして一つの車輪駆動モータ１４を示している。
【００４５】
このように、上記複数の車輪１３と、車輪駆動制御部１５ｃと、進退駆動用モータと操舵駆動用モータ（車輪駆動モータ１４）等によって、直進走行と回転走行とが可能な走行機構を構成している。
【００４６】
上記直進走行部は、少なくとも一対の車輪１３と、この一対の車輪１３をそれぞれ駆動する駆動部（車輪駆動制御部１５ｃ及び駆動モータ１４）と、一対の車輪１３のそれぞれの回転量を検出する車輪回転検出部（回転検出部１４ａ）とを含んで構成されている。
【００４７】
なお、車輪駆動モータ１４における進退駆動用モータと操舵駆動用モータは、上述したように、複数の車輪１３のそれぞれに設けて構成してもよいが、それ以外の形態として、例えば、複数の車輪１３のうちの前端側の一対の車輪１３（二個）に各一個ずつ設けた構成としてもよい。この場合、後端の一対の車輪１３は、進退駆動用モータからの駆動力を受けずに回転する従動輪となる。さらにまた、移動体１０において進退駆動用モータ及び操舵駆動用モータをそれぞれ一つのみ設けて構成することもできる。この場合には、各駆動用モータの駆動力を、各車輪１３に按分させて伝達する機構を設けることで対応できる。
【００４８】
当該移動体１０を走行させる配管１００は、図１に示すように、直線部１００ａのみで形成されているものではなく、例えば進行方向Ｆに対して所定の角度で折れ曲がる曲折部１００ｂ等が存在する。
【００４９】
そこで、そのような曲折部等において、移動体１０をスムースに走行させるために、本実施形態の移動体１０においては、所定の操舵機構（ステアリング機構；不図示）が設けられている。この操舵機構は、複数の車輪１３を図２の矢印Ｒ２方向へ回転させる操舵駆動用モータの駆動力を受けて作用する。
【００５０】
なお、複数の車輪１３は、操舵機構によって図２の矢印Ｒ２方向に回転させることができ、その場合の複数の車輪１３の回転は、進行方向Ｆに対して角度略９０度となる位置まで回転させることができるように構成されている。
【００５１】
そして、複数の車輪１３が、この状態とされたときに、当該複数の車輪１３を図２の矢印Ｒ１方向に回転させると、当該移動体１０は、配管１００内において周方向に回転させることができる。これにより、当該移動体１０の管内における周方向の姿勢を調整することができる。
【００５２】
また、複数の車輪１３は、当該移動体１０が配管１００の内部に挿入されたときに、当該移動体１０の装置本体１０ａの両側面に対向する配管１００の両内壁面に向けた付勢力を付加されて構成されている。
【００５３】
この場合において、上記付勢力は、例えばコイルバネ等の付勢部材の付勢力が用いられる（その具体的な構成の図示及び説明は省略する）。この付勢力により、上記複数の車輪１３は配管１００の内壁面（側壁面）に向けて付勢される。したがって、複数の車輪１３が配管１００の両内壁面に向けて常に押し当てられていることにより、当該移動体１０は、当該配管１００の内部において所定の姿勢が維持される。
【００５４】
また、複数の車輪１３周りの構成のうち、例えば進退駆動機構，操舵駆動機構については、いずれも制御部１５によって制御される。なお、上記複数の車輪１３周りのその他の構成については、本発明に直接的に関連しない部分であるので、その説明及び図示は省略する。
【００５５】
車輪駆動モータ１４は、上述したように、複数の車輪１３を駆動させて、当該移動体１０の進退駆動及び操舵駆動を行わしめる動力源である。
【００５６】
この車輪駆動モータ１４は、回転検出部１４ａによって回転数が検出されている。その検出結果は、制御部１５の車輪駆動制御部１５ｃへと送信されることにより、例えば移動体の走行速度や操舵角度の調整を行うといった場合の車輪駆動モータ１４の駆動制御に寄与している。
【００５７】
回転検出部１４ａは、例えば透過型フォトセンサと遮光羽根板等からなる一般的な形態のフォトインタラプタ等が採用される。透過型フォトセンサは、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。遮光羽根板は、例えば車輪駆動モータ１４若しくは車輪の回転軸と同軸上に設けられ、車輪駆動モータ１４若しくは車輪１３の回転に伴って同方向に回転する回転板部材である。この遮光羽根板は、回転するのに伴って透過型フォトセンサ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。このような構成により、回転検出部１４ａは車輪１３の回転数を検出する。
【００５８】
制御部１５は、本実施形態の移動体１０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１５は、例えば撮像制御部１５ａと、照明制御部１５ｂと、車輪駆動制御部１５ｃと、通信制御部１５ｄと、姿勢制御部１５ｅと、捩れ判定部１５ｆと、電源制御部１５ｇ等を有して主に構成されている。なお、制御部１５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。
【００５９】
撮像制御部１５ａは、撮像ユニット１１を制御する制御回路部である。照明制御部１５ｂは、照明ユニット１２を制御する制御回路部である。車輪駆動制御部１５ｃは、車輪駆動モータ１４を制御する制御回路部である。この場合において、車輪駆動制御部１５ｃは、回転検出部１４ａの出力を受けて車輪駆動モータ１４の駆動制御を行う。また、通信制御部１５ｄは、通信部１８を制御する制御回路部である。電源制御部１５ｇは、電源部１９を制御する制御回路部である。
【００６０】
姿勢制御部１５ｅは、配管１００の内部を走行中の移動体１０の姿勢を制御する回路部である。具体的には、例えば姿勢制御部１５ｅは、姿勢検出部１７からの出力や各種センサ出力及び撮像ユニット１１により取得される画像情報等に基づいて、移動体１０を確実かつスムースに走行させるために、当該移動体１０の姿勢や位置の制御を行う。そのために、姿勢制御部１５ｅは、車輪駆動モータ１４の回転量を制御することによって、移動体１０の進退移動や操舵角度等を制御して、移動体１０の姿勢を調整する。
【００６１】
さらに、姿勢制御部１５ｅは、移動体１０が配管１００内を走行中に生じるケーブル５０の捩れ状態を修正し解消させるための姿勢制御も行う。
【００６２】
換言すると、姿勢制御部１５ｅは、捩れ検出部１６からの出力に基づいて捩れ判定部１５ｆが捩れ量や捩れ方向等、ケーブル５０の捩れ状態を判定し、その判定結果に基づいて、例えばケーブル５０の捩れ量が所定の許容量を超えないように装置本体１０ａの姿勢を制御する。ここで、捩れ検出部１６と捩れ判定部１５ｆとによって捩れ量検出部が構成されている。
【００６３】
捩れ判定部１５ｆは、捩れ検出部１６からの出力に基づいて、ケーブル５０の捩れ状態を判定する回路部である。その判定結果は、姿勢制御部１５ｅへと出力される。これを受けて上記姿勢制御部１５ｅは、ケーブル５０の捩れ状態を修正し解消させるための姿勢制御を行う。
【００６４】
つまり、姿勢制御部１５ｅは、上記複数の車輪１３，進退駆動用モータ，操舵駆動用モータ等からなる走行機構を制御して、移動体１０の装置本体１０ａを、ケーブル５０の捩れ方向とは反対方向に回転制御して、ケーブル５０の捩れを解消する制御を行う。
【００６５】
通信部１８は、当該移動体１０とは別体に設けられる外部装置である上記ケーブル操作装置２０及び制御装置３０等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。この通信部１８は、制御部１５の通信制御部１５ｄによって制御される。これにより、通信部１８は、例えば、ケーブル５０に含まれる信号ケーブル５０ａを介して外部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等の各種データを外部装置等へと転送したり、各種のセンサ出力を外部装置等へと送信する等、各種の信号の送受信を行う。
【００６６】
通信部１８の形態としては、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。本実施形態の移動体１０においては、ケーブル５０に含まれる信号ケーブル５０ａを用いる有線通信を行う形態を例示している。
【００６７】
なお、通信部１８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。
【００６８】
電源部１９は、移動体１０の全体に電力を供給する構成ユニットである。この電源部１９は制御部１５の電源制御部１５ｇによって制御される。電源部１９は、例えば充電式バッテリ等が適用されるほか、ケーブル５０に含まれる電源供給ケーブル５０ｂを介して外部電源からの電力供給を受けて、当該移動体１０の各ユニットの各回路部へと必要に応じて電力供給を行う。
【００６９】
捩れ検出部１６は、ケーブル５０の捩れを検出する検出手段である。その検出結果は、制御部１５の捩れ判定部１５ｆへと出力される。
【００７０】
ここで、ケーブル５０の捩れは、配管１００内を走行中の移動体１０が姿勢変化することによって生じる現象である。即ち、ケーブル５０は、上述したように、一端部がケーブル操作装置２０（若しくは制御装置３０）の所定の部位に固定され、他端部が移動体１０の後端部の所定の部位（移動体固定部位１０ｘ）に固定されている。これにより、ケーブル５０の他端部は移動体１０に接続されている（詳細は後述する）。したがって、移動体１０が配管１００の内部を走行中において、例えば曲折部１００ｂを通過する際などには、当該移動体１０は曲折部１００ｂを通過し易い姿勢となるように姿勢制御がなされる。このときの姿勢制御は、主に配管１００の内部において、移動体１０を当該配管１００の周方向に回転させて姿勢を変化させるといったことが行われる。
【００７１】
このとき、上述したように、ケーブル５０の他端部が移動体１０の移動体固定部位１０ｘに固定されている。このことから、移動体１０の周方向への回転に伴って、ケーブル５０は移動体固定部位１０ｘを起点に捩れが生じることになる。
【００７２】
当該ケーブル５０は、上述したように、信号通信用の信号ケーブル５０ａや電源供給用の電源供給ケーブル５０ｂ等を束ねて構成されている。したがって、当該ケーブル５０に捩れが生じると、移動体１０の走行を妨げたり、ケーブル５０自体を損傷してしまう等の可能性がある。特に、移動体１０が長距離を走行するほど、ケーブル５０の捩れが積算してしまう可能性がある。
【００７３】
そこで、本実施形態においては、配管１００の内部を走行中の移動体１０に接続されるケーブル５０の捩れを、捩れ検出部１６によって検出している。その検出結果は制御部１５の捩れ判定部１５ｆへと出力される。これにより、当該捩れ判定部１５ｆは、ケーブル５０の捩れ量や捩れ方向などを判定する。そして、この捩れ判定部１５ｆの判定結果は、上述したように、姿勢制御部１５ｅへと出力されることにより、当該姿勢制御部１５ｅは、ケーブル５０の捩れ状態を修正して、当該捩れを解消させるための姿勢制御を行う。
【００７４】
姿勢検出部１７は、配管１００の内部を走行中の移動体１０の姿勢や位置を検出する回路部である。この姿勢検出部１７の検出結果は、姿勢制御部１５ｅへと出力される。
【００７５】
ケーブル操作装置２０は、図２に示すように、制御部２１と、ケーブル巻取機構２２と、通信部２８と、電源部２９等によって主に構成されている。
【００７６】
制御部２１は、ケーブル操作装置２０の全体を統括的に制御すると共に、各構成ユニットのそれぞれを、適宜所定のタイミングで制御する制御回路等からなる。
【００７７】
ケーブル巻取機構２２は、移動体１０の配管１００の内部における進退走行に対応させて、ケーブル５０の繰り出し操作や巻き取り操作を自動で行い得るようにするための構成ユニットである。
【００７８】
そのために、ケーブル巻取機構２２は、ケーブル繰り出し検出部２３と、駆動機構部２４と、駆動モータ２５と、ケーブルガイド機構２６等を有して主に構成されている。
【００７９】
ケーブル繰り出し検出部２３は、当該ケーブル操作装置２０から延出されるケーブル５０の繰り出し量等、当該ケーブル５０の状態を検出する回路部である。このケーブル繰り出し検出部２３の検出結果は制御部２１へと出力される。これを受けて、制御部２１は、駆動モータ２５の駆動制御等、適宜必要な制御を行う。
【００８０】
なお、ケーブル繰り出し検出部２３の検出結果は制御部２１，通信部２８を介して制御装置３０へと出力するようにしてもよい。この場合には、制御装置３０の制御部３１は、通信部３８を介して当該検出結果信号を受信する。そして、当該制御部３１は、表示部３２を制御して現状の状態表示を行ったり、適宜対応する制御指示を出力する。その制御指示出力は、制御部３１から通信部３８，通信部２８を介してケーブル操作装置２０の制御部２１へと出力される。これを受けて、当該制御部２１は、駆動モータ２５の駆動制御等、適宜所定の制御を行う。
【００８１】
駆動機構部２４は、ケーブル５０を巻回させる巻き取りドラム部２２ａ（図２参照）や、駆動モータ２５の駆動力を巻き取りドラム部２２ａへ伝達する駆動力伝達機構（不図示）等からなる構成ユニットである。ケーブル５０の一端部は、巻き取りドラム部２２ａの所定の一部に固定されている。そして、駆動モータ２５の駆動力によって巻き取りドラム部２２ａが正逆回転することにより、ケーブル５０は、巻き取りドラム部２２ａに巻き取られ、または繰り出される。
【００８２】
駆動モータ２５は、当該ケーブル巻取機構２２を駆動する駆動源である。この駆動モータ２５は制御部２１によって制御される。
【００８３】
例えば、移動体１０が配管１００の内部を前進走行する際には、駆動モータ２５が所定の方向に回転駆動されてケーブル５０を巻き取りドラム部２２ａから繰り出す制御がなされる。一方、移動体１０が配管１００の内部を後退走行する際には、駆動モータ２５が所定の方向に回転駆動されてケーブル５０を巻き取りドラム部２２ａに巻き取る制御がなされる。
【００８４】
駆動モータ２５は、当該ケーブル巻取機構２２を駆動する駆動源である。この駆動モータ２５は制御部２１によって制御される。
【００８５】
ケーブルガイド機構２６は、移動体１０が配管１００の内部を走行する際に、ケーブル巻取機構２２から延出されるケーブル５０をガイドする構成ユニットである。ケーブルガイド機構２６は、ケーブル５０が挿通配置される挿通孔（不図示）を有するガイド部２６ａを有して構成されている。このガイド部２６ａの挿通孔（不図示）にケーブル５０を挿通させたとき、ケーブル５０は長手軸方向に移動自在にかつ周方向に回転自在に配置される。
【００８６】
したがって、ガイド部２６ａの挿通孔（不図示）にケーブル５０を挿通させた状態で、駆動モータ２５の駆動力により巻き取りドラム部２２ａが駆動されてケーブル５０が繰り出されたり、若しくは巻き取られるとき、ケーブル５０はガイド部２６ａの挿通孔（不図示）の内部を長手軸方向に摺動することになる。そのため、ガイド部２６ａの挿通孔の内周には、摺動摩擦を低下させるために、例えばポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene；PTFE) 等の低摩擦材がコーティングされている。
【００８７】
通信部２８は、移動体１０及び制御装置３０のそれぞれの間で相互に通信を行うための機能を備えた構成ユニットである。この通信部２８は、制御部２１によって制御される。通信部２８と移動体１０の通信部１８との間や、当該通信部２８と制御装置３０の通信部３８との間は、ケーブル５０に含まれる信号ケーブル５０ａによってそれぞれ接続されている。
【００８８】
これにより、当該ケーブル操作装置２０の制御部２１は、通信部２８を介して制御装置３０からの所定の制御信号を受信し、この受信した制御信号を移動体１０へと送信し、移動体１０からの各種データや各種センサ出力を受信し、移動体１０から受信した各種信号を制御装置３０へと送信する等、各種の信号の送受信を行う。
【００８９】
通信部２８の形態としては、上記移動体１０の通信部１８と同様に、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。本実施形態においては、ケーブル５０に含まれる信号ケーブル５０ａを用いる有線通信を行う形態を例示している。
【００９０】
なお、通信部２８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。したがって、その詳細な説明及び図示は省略する。
【００９１】
電源部２９は、ケーブル操作装置２０の全体に電力を供給すると共に、ケーブル５０に含まれる電源供給ケーブル５０ｂを介して移動体１０へと電力を供給する構成ユニットである。この電源部２９は制御部２１によって制御される。電源部２９は、例えば充電式バッテリ等が適用されるほか、外部電源（若しくは制御装置３０を介した外部電源）からの電力供給を受けて、当該ケーブル操作装置２０の各ユニットの各回路部や、移動体１０へと必要に応じて電力供給を行う。
【００９２】
制御装置３０は、当該管内検査システム１の全体を統括的に制御する。この制御装置３０は、制御部３１と、表示部３２と、操作部３３と、通信部３８と、電源部３９等からなる。
【００９３】
制御部３１は、当該管内検査システム１の全体を統括的に制御するための制御回路およびアプリケーションソフトウエア等からなる一般的な形態の制御ユニットである。
【００９４】
表示部３２は、各種さまざまな情報を表示するための表示パネルを備えた構成ユニットである。この表示部３２は、制御部３１によって制御される。
【００９５】
操作部３３は、使用者（ユーザ）の操作を受け入れて、制御部３１への指示信号を入力するための入力装置である。操作部３３としては、例えばキーボード，マウス等のポインティングデバイス等が適用される。
【００９６】
通信部３８は、ケーブル操作装置２０及び移動体１０のそれぞれの間で相互に通信を行うための機能を備えた構成ユニットである。この通信部３８は、制御部３１によって制御される。当該通信部３８とケーブル操作装置２０の通信部２８との間や、通信部３８と移動体１０の通信部１８との間は、ケーブル５０に含まれる信号ケーブル５０ａによってそれぞれ接続されている。
【００９７】
これにより、当該制御装置３０の制御部３１は、通信部３８を介してケーブル操作装置２０や移動体１０からの所定の制御信号や各種データ及び各種センサ出力を受信し、この受信した各種信号に応じて各種の制御信号をケーブル操作装置２０や移動体１０へと送信する。
【００９８】
通信部３８の形態としては、上記移動体１０の通信部１８や上記ケーブル操作装置２０と同様に、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。本実施形態においては、ケーブル５０に含まれる信号ケーブル５０ａを用いる有線通信を行う形態を例示している。
【００９９】
なお、通信部３８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。したがって、その詳細な説明及び図示は省略する。
【０１００】
電源部３９は、制御装置３０の全体に電力を供給すると共に、ケーブル５０に含まれる電源供給ケーブル５０ｂを介してケーブル操作装置２０や移動体１０へと電力を供給することのできる構成ユニットである。この電源部３９は制御部３１によって制御される。電源部３９は、例えば充電式バッテリ等が適用されるほか、外部電源からの電力供給を受けて、当該制御装置３０の各ユニットの各回路部や、ケーブル操作装置２０や移動体１０へと必要に応じて電力供給を行う。
【０１０１】
なお、制御装置３０としては、例えば、一般的に実用化されている汎用の小型コンピュータと、このコンピュータ上で動作するアプリケーションソフトウエアを適用することができる。したがって、その構成についての詳細説明は省略する。
【０１０２】
次に、本実施形態の移動体１０におけるケーブルガイドユニット４０の詳細構成を、図３，図４を用いて以下に説明する。
【０１０３】
ケーブルガイドユニット４０は、上述したように、移動体１０の装置本体１０ａと一体に形成され、ケーブル５０の捩れを検出する捩れ検出部１６を含んで構成される構成ユニットである。
【０１０４】
即ち、ケーブルガイドユニット４０は、ケーブル固定部４１と、ケーブル保持部４２と、捩れ検出部１６等とを有して主に構成されている。
【０１０５】
ケーブル固定部４１は、ケーブル５０の他端部から所定の距離だけ離れた位置でケーブル５０を固定する構成部品である。この場合において、ケーブル５０の他端部は、移動体１０の装置本体１０ａの後端部の所定の部位、即ち移動体固定部位１０ｘにて固定されている。そして、この移動体固定部位１０ｘ（ケーブル５０の他端部）から所定の距離だけ離れた位置で、ケーブル固定部４１はケーブル５０を固定している。
【０１０６】
そして、移動体固定部位１０ｘ（ケーブル５０の他端部）とケーブル固定部４１との間には、図３の符号５０ｘで示すように、ケーブル５０の一部を撓ませた状態で配置されている。以下、この部分をケーブルたわみ部５０ｘというものとする。
【０１０７】
換言すると、ケーブル５０の他端部から上記所定の距離だけ離れた位置（即ちケーブル固定部４１）までの間のケーブル５０の長さは、装置本体１０ａ内において弛みを持たせられる長さである。
【０１０８】
ケーブル保持部４２は、移動体１０の装置本体１０ａと一体に形成されていて、ケーブル固定部４１を回転自在に保持する構成部品である。この場合において、ケーブル保持部４２とケーブル固定部４１とは、摩擦係数が低い状態で嵌合されている。
【０１０９】
捩れ検出部１６は、ケーブル保持部４２に対してケーブル固定部４１の捩れ量を検出する。捩れ検出部１６は、スケール１６ａとセンサ１６ｂとによって構成される検出器である。捩れ検出部１６の形態としては、例えばロータリーエンコーダー等が適用される。
【０１１０】
なお、捩れ検出部１６の形態としては、光学的に検出する形態であっても、電気的に検出する形態であってもよい。例えば、光学的検出方式の形態のものでは、ゼブラ模様のスケールとフォトリフレクタ（ＰＲ）とからなるものや、矢車状のスケールとフォトインタラプタ（ＰＩ）とからなるもの、モアレ縞や干渉縞のスケールとフォトセンサーとからなるもの等、各種の形態のものが適用し得る。
【０１１１】
また、例えば、電気的検出方式の形態のものでは、スケールを磁石で構成し、センサを磁気抵抗素子或いはホール素子等からなる巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；Giant Magneto Resistive effect）を利用するもの（後述する第１変形例；図６〜図８参照）や、扇状対向電極間の静電容量変化を検出する（バリアブルコンデンサの原理を応用する）もの、グレイコード電極パターンと摺動接片からなるオンオフスイッチ構成のもの（後述する第２変形例；図９，図１０参照），抵抗体の電極パターン上を摺動する摺動接片により、電気抵抗値の変化を検出する形態のもの（後述する第３変形例；図１１，図１２参照）等、各種の形態のものが適用し得る。
【０１１２】
なお、捩れ検出部１６は、汚れや破損等を避けるために、移動体１０の外装部材の内側等に設置するか、若しくは、捩れ検出部１６の外面を覆うカバー部材等を設けることが望ましい。本実施形態においては、図３に示すように、ケーブルガイドユニット４０のケーブル保持部４２と一体に形成される外装カバー４０ａによって、捩れ検出部１６を覆うように構成した例を示している。
【０１１３】
また、図３においては、スケール１６ａをケーブル固定部４１（可動側）に設け、センサ１６ｂをケーブル保持部４２（固定側）に設けた例を示しているが、この形態に限られない。例えば、スケール１６ａをケーブル保持部４２（固定側）に設け、センサ１６ｂをケーブル固定部４１（可動側）に設けた構成とすることもできる。
【０１１４】
ここで、移動体１０が配管１００の内部を走行中に、当該移動体１０に、特に配管１００の周方向における回転の姿勢変化が生じると、ケーブル５０も同方向への回転が生じ、ケーブル５０を捩れさせる方向（図３に示す軸Ａを回転中心とする回転方向；即ち軸Ａ周り）の力量（以下、捩れ力量という）が加わる。
【０１１５】
このとき、当該捩れ力量は、ケーブルガイドユニット４０におけるケーブル固定部４１が受けることになる。ここで、当該捩れ力量が所定以上の力量になったとき、ケーブル５０に対する軸Ａ周りの回転トルクも所定以上になる。すると、ケーブル固定部４１は、ケーブル保持部４２に対して回転する。このときのケーブル５０の捩れ歪は、問題の無い程度に小さくなるが、この捩れ歪はケーブルたわみ部５０ｘにおいて発生する。
【０１１６】
ここで、ケーブル固定部４１が装置本体１０ａの移動体固定部位１０ｘに対して回転すると、捩れ検出部１６から所定の検出信号が出力される。この捩れ検出部１６の検出信号は、移動体１０の制御部１５の捩れ判定部１５ｆへと伝送される。そして、この捩れ判定部１５ｆは、ケーブル５０に捩れが発生したか否かの判定や、捩れの発生を検出した場合の捩れ量や捩れ方向等を判定する。その判定結果は、姿勢制御部１５ｅへと出力される。そして、これを受けて、姿勢制御部１５ｅは、ケーブルたわみ部５０ｘに生じた歪みを解消させるべく、移動体１０の装置本体１０ａの姿勢制御を行う。このときの姿勢制御は、例えば移動体１０を配管１００の周方向へと回転させる駆動制御等である。
【０１１７】
なお、上述の一実施形態においては、捩れ検出部１６の構成例として、スケール１６ａとセンサ１６ｂとによって構成される検出器を例示している。しかしながら、捩れ検出部１６の形態としては、このような形態に限られることはない。
【０１１８】
捩れ検出部１６の他の形態としては、例えば、捩れ復帰部に設けた歪検出器としてもよい。具体的には、例えば、捩れ復帰部、即ちケーブル５０の外皮に歪検出器としての圧電体シートを設けて構成する。この構成とした場合、捩れ復帰部（ケーブル外皮）に捩れ歪が発生すると、圧電シートの圧電効果によって、発生した歪みに対応する電圧が発生する。したがって、この電圧値を検出することで歪み量を検出することができる。
【０１１９】
また、捩れ復帰部（ケーブル５０の外皮）に歪検出器としての弾性抵抗体を設けて構成する。この構成とした場合、捩れ復帰部が捩れることによって生じる伸縮により電気抵抗が変化する。したがって、弾性抵抗体の両端の電圧を検出すれば、捩れ量を検出することができる。
【０１２０】
ここで、ケーブルの捩れ量を検出するための捩れ検出部の構成についての具体的な構成例を以下に例示する。
【０１２１】
図６〜図８は、捩れ検出部の第１の構成例を示す図である。この第１の構成例は、電気的検出方式の形態のものであって、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；Giant Magneto Resistive effect）を利用する検出器である。ここで、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）とは、磁場により電気抵抗が変化する効果をいう。
【０１２２】
図６は、本構成例の捩れ検出部の概念図である。図７は、本構成例の捩れ検出部における磁場スケール位置と磁場の強さの関係を示す図である。図８は、本構成例の捩れ検出部における磁気スケール位置と、Ａ相センサ及びＢ相センサの電圧変化の関係を示す図である。
【０１２３】
本構成例の捩れ検出部１６Ａは、磁気スケール１６Ａａと、ＧＭＲセンサ１６Ａｂとによって構成されている。本構成例においては、磁気スケール１６Ａａがスケールに相当し、ＧＭＲセンサ１６Ａｂがセンサに相当する。
【０１２４】
磁気スケール１６Ａａは、支持体５７上に形成された着磁層５６を有して構成されている。この磁気スケール１６Ａａは、例えば、可動側であるケーブル固定部４１に固定されているものとする。
【０１２５】
なお、本構成例においては、着磁層５６のＮ極とＳ極との着磁ピッチ＝λ／２とし、着磁パターンピッチ＝λとしている。ここで、磁場の強さの変化周期は、着磁層５６の着磁ピッチに対応するので、λ／２である。また、図６において符号Ｍで示す矢印曲線は、着磁層５６の磁力線を示している。
【０１２６】
ＧＭＲセンサ１６Ａｂは、一対のＡ相センサ５４と、一対のＢ相センサ５５とによって構成されている。これらＡ相センサ５４とＢ相センサ５５とは、磁気スケール１６Ａａの移動方向（図６の矢印Ｒｘ方向；即ちケーブル固定部４１の回転方向）に沿う方向に所定の間隔をおいて並べて配置されている。
【０１２７】
なお、ＧＭＲセンサ１６Ａｂは、電気回路に接続される部材であることから、固定側に配置されるのが望ましい。したがって、本構成例では、ＧＭＲセンサ１６Ａｂは、ケーブル保持部４２側に固定されているものとする。
【０１２８】
なお、本構成例においては、一対のＡ相センサ５４のセンサピッチ＝λ／４とし、一対のＢ相センサ５５のセンサピッチ＝λ／４としている。また、Ａ相センサ５４とＢ相センサ５５とのピッチ＝λ−λ／８としている。
【０１２９】
このような構成により、本構成例の捩れ検出部１６Ａによれば、Ａ相センサ５４とＢ相センサ５５との電圧信号の位相の遅れや進みを検出することによって、磁気スケール１６Ａａの移動方向、即ち回転方向が判定できる。例えば、図８において、Ａ相センサ５４の抵抗変化（磁気スケールの移動量Ｚ）による電圧変化Ｖを実線で示し、Ｂ相センサ５５の抵抗変化（磁気スケールの移動量Ｚ）による電圧変化Ｖを破線で示している。
【０１３０】
また、磁気スケール１６Ａａのパターンを変更すれば、絶対位置の検出もできるようになる。この場合の磁気パターンは、例えばスイッチ方式のグレイスケールパターンか、若しくは磁気ピッチが異なる複数チャンネルのパターンを用いる。
【０１３１】
次に、図９，図１０は、捩れ検出部の第２の構成例を示す図である。この第２の構成例は、電気的検出方式の形態のものであって、グレイコード電極パターンと摺動接片とからなるオンオフスイッチ構成の検出器である。ここで、グレイコード（Gray code）とは、数値の符号化法のひとつの手法である。
【０１３２】
図９は、本構成例の捩れ検出部の概念図である。図１０は、本構成例の捩れ検出部の電気接片と電極とを円周方向に展開した図である。なお、図１０において符号［１０Ａ］は展開平面図である。同図１０において符号［１０Ｂ］は展開平面図［１０Ａ］の［Ｂ］−［Ｂ］線に沿う断面図である。同図１０において符号［１０Ｃ］は展開平面図［１０Ａ］の［Ｃ］−［Ｃ］線に沿う断面図である。
【０１３３】
本構成例の捩れ検出部１６Ｂは、電気接片１６Ｂａと、電極基板１６Ｂｂとによって構成されている。本構成例においては、電極基板１６Ｂｂがスケールに相当し、電気接片１６Ｂａがセンサに相当する。
【０１３４】
電極基板１６Ｂｂは、所定の電極パターン（例えばグレイコード）にて形成される複数のスイッチ電極（以下、ＳＷ電極という）を有して形成される円板形状の部材である。
【０１３５】
本構成例の電極基板１６Ｂｂにおいては、第１ＳＷ電極６１，第２ＳＷ電極６２，第３ＳＷ電極６３，グランド電極６４を有して構成した例を示している。ここで、第１ＳＷ電極６１，第２ＳＷ電極６２，第３ＳＷ電極６３の各電極パターンは、図９に示すような形態で形成している。なお、図９において、電極が形成されている部分をクロスハッチングで示している。即ち、本構成例においては、円周方向に所定の角度範囲で８つに区切った領域（ａ−ｂ，ｂ−ｃ，ｃ−ｄ，ｄ−ｅ，ｅ−ｆ，ｆ−ｇ，ｇ−ｈ，ｈ−ａ）について、上記３つのＳＷ電極（６１，６２，６３）のオンオフを検出する構成である。
【０１３６】
なお、電極基板１６Ｂｂは、電気回路に接続されるものであるので、固定側に配設されるのが望ましい。したがって、本構成例では、電極基板１６Ｂｂは、ケーブル保持部４２側に固定されているものとする。
【０１３７】
電気接片１６Ｂａは、四つの接片腕を有して形成される接片部材である。各接片腕は、第１ＳＷ電極６１，第２ＳＷ電極６２，第３ＳＷ電極６３，グランド電極６４のそれぞれに常に接触している。この電気接片１６Ｂａは、可動側であるケーブル固定部４１に固定されている。
【０１３８】
このような構成により、本構成例の捩れ検出部１６Ｂによれば、ケーブル５０に捩れが生じることによりケーブル固定部４１が捩れ方向に回転すると、これと同時に電気接片１６Ｂａも同方向に回転する。すると、当該電気接片１６Ｂａの各接片腕は、固定側の電極基板１６Ｂｂの第１ＳＷ電極６１，第２ＳＷ電極６２，第３ＳＷ電極６３，グランド電極６４上を摺動する。これにより、各電極のオンオフが検出される。
【０１３９】
次に、図１１，図１２は、捩れ検出部の第３の構成例を示す図である。この第３の構成例は、電気的検出方式の形態のものであって、電気抵抗値の変化を検出する抵抗検出方式の検出器である。
【０１４０】
図１１は、本構成例の捩れ検出部の概念図である。図１２は、本構成例の捩れ検出部の電気接片と電極とを円周方向に展開した図である。なお、図１２において符号［１２Ａ］は展開平面図である。同図１２において符号［１２Ｂ］は展開平面図［１２Ａ］の［Ｂ］−［Ｂ］線に沿う断面図である。同図１２において符号［１２Ｃ］は展開平面図［１２Ａ］の［Ｃ］−［Ｃ］線に沿う断面図である。
【０１４１】
本構成例の捩れ検出部１６Ｃは、電気接片１６Ｃａと、抵抗体基板１６Ｃｂとによって構成されている。本構成例においては、抵抗体基板１６Ｃｂがスケールに相当し、電気接片１６Ｃａがセンサに相当する。
【０１４２】
抵抗体基板１６Ｃｂは、抵抗体６５と、抵抗体引き出し電極６６と、グランド電極６７と、検出電極６８とを有して構成された略円板形状の部材である。
【０１４３】
抵抗体６５は、周方向に略連続して形成され、一部に切り離された不連続部を有して形成されている。
【０１４４】
抵抗体引き出し電極６６は、抵抗体６５から引き出されて形成されている電極部である。この抵抗体引き出し電極６６は、全周に亘って等角度間隔に複数配列されている。
【０１４５】
グランド電極６７は、周方向に連続して全周に亘って形成されている電極部である。
【０１４６】
検出電極６８は、抵抗検出時に電圧が印加される電極部である。この検出電極６８も、抵抗体６５から引き出されて形成されている（１箇所）。
【０１４７】
抵抗体基板１６Ｃｂは、電気回路に接続されるものであるので、固定側に配設されるのが望ましい。したがって、本構成例では、抵抗体基板１６Ｃｂは、ケーブル保持部４２側に固定されているものとする。
【０１４８】
なお、図１１において、抵抗体基板１６Ｃｂにおいて電極（６６，６７，６８）及び抵抗体６５が形成されている部分をクロスハッチングで示している。
【０１４９】
電気接片１６Ｃａは、二つの接片腕を有して形成される接片部材である。一方の接片腕は抵抗体引き出し電極６６が配列される円周上に接触しており、他方の接片腕はグランド電極６７に常に接触している。この電気接片１６Ｃａは、可動側であるケーブル固定部４１に固定されている。
【０１５０】
このような構成により、本構成例の捩れ検出部１６Ｃによれば、ケーブル５０に捩れが生じることによりケーブル固定部４１が捩れ方向に回転すると、これと同時に電気接片１６Ｃａも同方向に回転する。すると、当該電気接片１６Ｃａの一方の接片腕は、固定側の抵抗体基板１６Ｃｂの抵抗体引き出し電極６６の配列されている円周上を摺動する。これにより、当該電気接片１６Ｃａの一方の接触腕と、抵抗体６５の接続位置とが、回転に応じて変化する。したがって、電気接片１６Ｃａの回転位置によって、検出される抵抗値が変化する。これによって、電気接片１６Ｃａの回転量及び回転方向を検出することができる。
【０１５１】
このように構成された管内検査システム１において、本実施形態の管内走行装置である移動体１０の作用を、以下に説明する。図５は、本発明の一実施形態の管内走行装置（移動体）の作用を示すフローチャートである。
【０１５２】
まず、管内検査システム１の移動体１０，ケーブル操作装置２０，制御装置３０が、いずれも使用可能状態にあり、各ユニット間の接続が正常にセッティングされているものとする。この状態において、ケーブル操作装置２０，制御装置３０の電源状態がオン状態にあるものとする。そして、移動体１０が検査を所望する配管１００の内部に対して所定の形態で正しく配置されているものとする。
【０１５３】
この状態で、移動体１０の電源状態がオン状態にされると、図５の処理シーケンスが開始される。
【０１５４】
図５のステップＳ１１において、移動体１０の制御部１５は、起動時における通常の初期設定処理を実行する。ここで、初期設定処理においては、例えば、ソフトウエアや各種の初期設定値等（ケーブル捩れ許容量や捩れ限界量等）を、例えば不図示のフラッシュメモリから読み出して不図示の一時記憶部等に設定する。なお、この場合において、読み出すべき各種の初期設定値等は、外部装置（例えば制御装置３０等）との間で通信部を介して通信することで、当該外部装置等から読み出してくるようにしてもよい。当該初期設定処理が完了すると、次のステップＳ１２の処理に進む。
【０１５５】
ステップＳ１２において、制御部１５は、移動体１０とケーブル操作装置２０，制御装置３０とが接続されている状態にあるか否かの検出を行う。この接続検出処理は、例えば、制御部１５が通信部１８，ケーブル５０を介してケーブル操作装置２０の通信部２８及び制御装置３０の制御部３１との間で所定の通信を行う等の処理である
ここで、移動体１０とケーブル操作装置２０，制御装置３０との接続が確認された場合には、次のステップＳ１３の処理に進む。また、移動体１０とケーブル操作装置２０，制御装置３０との接続が確認されない場合には、再度、ステップＳ１２の処理を繰り返す。
【０１５６】
ステップＳ１３において、制御部１５は、動作開始信号がオン状態になっているか否かの確認を行う。ここで、動作開始信号オンが確認されると、次のステップＳ１４の処理に進む。また、動作開始信号オンが確認されなければ、上述のステップＳ１１の処理に戻る。
【０１５７】
ステップＳ１４において、制御部１５は、車輪駆動制御部１５ｃを介して車輪駆動モータ１４の動作を開始させる。これにより、当該移動体１０は配管１００の内部の走行を開始する。
【０１５８】
なお、図示は省略しているが、車輪駆動モータ１４の動作開始制御と同時に、制御装置３０の制御部３１若しくはケーブル操作装置２０の制御部２１は、ケーブル巻取機構２２の駆動モータ２５の動作を開始させる。この場合において、駆動モータ２５の駆動制御は、移動体１０の走行移動に連動させてケーブル５０を巻き取りドラム部２２ａから繰り出す制御を行う。なお、このときのケーブル操作装置２０におけるケーブル送り出し制御については、本発明に直接関連しない部分であるので、その説明は省略する。
【０１５９】
続いて、ステップＳ１５において、制御部１５の姿勢制御部１５ｅは、姿勢検出部１７からの検出信号を受信して、当該移動体１０の姿勢と位置を検出する。ここで、移動体１０の姿勢は、配管１００の内部における姿勢であって、例えば所定の基準位置からの周方向への回転角度等によって検出できる。また、移動体１０の位置は、例えば、緯度経度等によって表示し得る位置情報を検出する。
【０１６０】
次いで、ステップＳ１６において、制御部１５は、上述のステップＳ１５の処理にて検出された移動体１０の姿勢と位置が正常（ＯＫ）であるか否かの確認を行う。ここで、移動体１０の姿勢と位置が正常であることが確認されると、次のステップＳ１７の処理に進む。また、移動体１０の姿勢と位置が正常ではないと判定されると、ステップＳ２１の処理に進む。
【０１６１】
ステップＳ１７において、制御部１５の捩れ判定部１５ｆは、捩れ検出部１６からの検出信号を受信して、ケーブル５０の捩れ量や捩れ方向等を算出し捩れ状態を検出する。この場合において、捩れ検出部１６は、移動体１０（管内走行装置）が進行方向Ｆに進む際の任意の時間毎、または、駆動モータ１４（駆動部）の任意の回転量毎に、捩れ量等の検出を行う。
【０１６２】
続いて、ステップＳ１８において、制御部１５は、上述のステップＳ１７の処理にて検出されたケーブル捩れ量が、許容量以下であるか否かの確認を行う。
【０１６３】
この場合において、捩れ量許容量は、例えば回転角度３６０°（度）未満に設定するのが望ましい。移動体１０が配管１００の周方向に回転角度３６０°（度）だけ回転した場合には、当該移動体１０は元の姿勢に戻ることになる。したがって、この場合には、移動体１０の動作は制約されないことになる。
【０１６４】
ここで、ケーブル捩れ量が許容量以下であることが確認された場合には、次のステップＳ１９の処理に進む。また、ケーブル捩れ量が許容量以下ではないことが確認された場合には、ステップＳ２１の処理に進む。
【０１６５】
ステップＳ１９において、制御部１５は、移動体１０が目標とする位置に到達したか否か、また、移動体１０の姿勢が目標とする姿勢となったか否かの確認を行う。ここで、移動体１０が目標位置に到達したことが確認された場合、または移動体の姿勢が目標姿勢となっていることが確認された場合には、次のステップＳ２０の処理に進む。
【０１６６】
そして、ステップＳ２０において、制御部１５は、車輪駆動制御部１５ｃを介して車輪駆動モータ１４の動作を停止させる制御を行う。その後、一連の処理を終了する。
【０１６７】
一方、上述のステップＳ１６の処理にて、移動体１０の姿勢と位置が正常ではないと判定されるか、若しくは、上述のステップＳ１８の処理にて、ケーブル捩れ量が許容量以下ではないことが確認されるか、いずれかの場合にステップＳ２１の処理に進むと、このステップＳ２１において、制御部１５は、姿勢制御部１５ｅを制御して、移動体１０の姿勢と位置について、目標とする姿勢，位置となるように修正するための修正量を算出する処理を行う。
【０１６８】
続いて、ステップＳ２２において、制御部１５は、上述のステップＳ２１の処理にて算出された姿勢位置修正量に対応する車輪駆動モータ１４の駆動量を算出する処理を行う。その後、ステップＳ１４の処理に戻る。この場合においては、ステップＳ１４の処理にて上述の姿勢位置修正量に対応した駆動量にて車輪駆動モータ１４を動作させる。これにより、移動体１０の姿勢と位置は修正される。
【０１６９】
以上説明したように上記一実施形態によれば、一端部が固定されたケーブル５０の他端部が接続されている管内走行装置（移動体１０）であって、ケーブル５０の他端部から所定の距離だけ離れた位置でケーブル５０を固定するケーブル固定部４１と、移動体１０（管内走行装置）の装置本体１０ａと一体に形成されていてケーブル固定部４１を回転自在に保持するケーブル保持部４２と、ケーブル保持部４２に対してケーブル固定部４１の捩れ量を検出する捩れ量検出部（捩れ検出部１６，捩れ判定部１５ｆ）と、捩れ量検出部からの出力に基づいてケーブル５０の捩れ量が許容量を超えないように装置本体１０ａの姿勢を制御する姿勢制御部１５ｅとを具備している。
【０１７０】
そして、当該移動体１０（管内走行装置）は、管路に沿って直進させる直進走行部と、直進走行部を回転させる回転走行部とを含む走行機構を有してなり、姿勢制御部は、走行機構を制御して装置本体１０ａをケーブル５０の捩れ方向とは反対方向に回転制御して、ケーブル５０の捩れを解消するように構成している。
【０１７１】
また、姿勢制御部１５ｅは、回転走行部によって車輪１３の操舵角度を決定した後、回転検出部１４ａ（車輪回転検出部）の出力に基づいて車輪駆動モータ１４（駆動部）を制御して、車輪１３を回転させることによって、移動体１０の姿勢を制御する。
【０１７２】
そして、捩れ判定部１５ｆ（捩れ量検出部）は、移動体１０（管内走行装置）が進行方向Ｆに進む際の任意の時間毎または車輪駆動モータ１４（駆動部）の任意の回転量毎に、
捩れ検出部１６（捩れ量検出部）からの出力に基づいてケーブル５０の捩れ量と捩れ方向とを算出する。ここで、ケーブル５０の捩れ量が許容量を越えた場合は、車輪駆動モータ１４（駆動部）を制御してケーブル５０の捩れを解消する方向に装置本体１０ａを回転駆動する。
【０１７３】
このような構成の本実施形態の管内走行装置（移動体１０）は、装置本体１０ａからケーブル５０が延出している形態の管内走行装置であって、配管１００の内部を走行中に装置本体１０ａの姿勢が変化することによって、ケーブル５０に捩れが発生しても、ケーブル５０の捩れ量や捩れ方向を、所定の間隔で検出しながら走行している。そして、ケーブル５０の捩れ量が許容量を越えた場合には、車輪駆動モータ１４（駆動部）を制御することにより装置本体１０ａを配管１００の周方向に回転駆動させる姿勢制御を行って、ケーブル５０の捩れを解消することができる。
【０１７４】
したがって、これにより、本実施形態の管内走行装置（移動体１０）は、常に支障なく配管内部の走行移動を行うことができると同時に、常に安定した走行を確保することができる。
【０１７５】
なお、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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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】
【０１７８】
１……管内検査システム
１０……移動体
１０ａ……装置本体
１０ｘ……移動体固定部位
１１……撮像ユニット
１２……照明ユニット
１３……車輪
１３ａ，１３ｂ……回転軸
１４……車輪駆動モータ
１４ａ……回転検出部
１５……制御部
１５ａ……撮像制御部
１５ｂ……照明制御部
１５ｃ……車輪駆動制御部
１５ｄ……通信制御部
１５ｅ……姿勢制御部
１５ｆ……捩れ判定部
１５ｇ……電源制御部
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ……捩れ検出部
１６ａ……スケール
１６Ａａ……磁気スケール
１６Ｂａ，１６Ｃａ……電気接片
１６ｂ……センサ
１６Ａｂ……ＧＭＲセンサ
１６Ｂｂ……電極基板
１６Ｃｂ……抵抗体基板
１７……姿勢検出部
１８……通信部
１９……電源部
２０……ケーブル操作装置
２１……制御部
２２……ケーブル巻取機構
２２ａ……巻き取りドラム部
２３……ケーブル繰り出し検出部
２４……駆動機構部
２５……駆動モータ
２６……ケーブルガイド機構
２６ａ……ガイド部
２８……通信部
２９……電源部
３０……制御装置
３１……制御部
３２……表示部
３３……操作部
３８……通信部
３９……電源部
４０……ケーブルガイドユニット
４０ａ……外装カバー
４１……ケーブル固定部
４２……ケーブル保持部
５０……ケーブル
５０ａ……信号ケーブル
５０ｂ……電源供給ケーブル
５０ｘ……ケーブルたわみ部
５４……Ａ相センサ
５５……Ｂ相センサ
５６……着磁層
５７……支持体
６１……第１スイッチ（ＳＷ）電極
６２……第２スイッチ（ＳＷ）電極
６３……第３スイッチ（ＳＷ）電極
６４……グランド電極
６５……抵抗体
６６……抵抗体引き出し電極
６７……グランド電極
６８……検出電極
１００……配管
１００ａ……直線部
１００ｂ……曲折部
【図１】
2019116165.tif 000003
【図２】
2019116165.tif 000004
【図３】
2019116165.tif 000005
【図４】
2019116165.tif 000006
【図５】
2019116165.tif 000007
【図６】
2019116165.tif 000008
【図７】
2019116165.tif 000009
【図８】
2019116165.tif 000010
【図９】
2019116165.tif 000011
【図１０】
2019116165.tif 000012
【図１１】
2019116165.tif 000013
【図１２】
2019116165.tif 000014