(57)【要約】      （修正有）【課題】計測データの品質を向上させる管路点検診断装置を提供する。【解決手段】管路計測装置は、管路内を走査するのに摺動性を保持するための滑材部を有する２つの誘導プローブ２と、前記２つの誘導プローブの間に設けられ、前記２つの誘導プローブの各々と連結するためのヒンジ部１ａを管路走査方向の両端に有する本体プローブ１とを備える。前記２つの誘導プローブの各々は、前記ヒンジ部１ａで管路走査方向を軸として回動するヒンジ支持部２ａを有し、前記本体プローブ１は、管路を点検又は診断するための管路計測器６を支持し、且つ、前記本体プローブの重心を保持されているように機能する計測器支持部１６を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路を走査して、管路の状態を点検又は診断する管路点検診断装置であって、
管路内を走査するのに摺動性を保持するための滑材部を有する２つの誘導プローブと、
前記２つの誘導プローブの間に設けられ、前記２つの誘導プローブの各々と連結するためのヒンジ部を管路走査方向の両端に有する本体プローブとを備え、
前記２つの誘導プローブの各々は、前記ヒンジ部で管路走査方向を軸として回動するヒンジ支持部を有し、
前記本体プローブは、管路を点検又は診断するための管路計測器を支持し、且つ、前記本体プローブの重心を保持するように機能する計測器支持部を有するとともに、前記２つの誘導プローブによって管路に対して非接触を保持されていることを特徴とする管路点検診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路を走査して、管路の状態を点検又は診断する管路点検診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の管路計測装置は、管路計測装置本体を装置両端から固定するための冶具を設けた構成（例えば、非特許文献１参照）や、管路計測装置本体とは別に走査体を設け、管路計測装置本体と走査体とをロープでつなぎ合わせた構成が知られている。
【０００３】
例えば、図１１に、管路計測装置本体を装置両端から固定するための冶具を設けた構成の概略を示す。ある建造物又は地中１０３の管路１０８を検査するために、管路計測装置本体１０１の両端には、管路計測装置本体を支える冶具１０２ａ及び１０２ｂが設けられている。冶具１０２ｂは、管路計測装置本体１０１からの計測信号を受信し、且つ、管路計測装置を管路内で走査させるためのケーブル１０４を有している。ケーブル１０４をウインチ１０５で巻き上げることにより、管路計測装置を管路内で走査させることになる。管路計測装置本体１０１からの計測信号は、インターフェース１０６を介してコンピュータ１０７で所定の信号処理が施される。これにより管路の位置又は状態を計測することができる。
【０００４】
また、図１２に、管路計測装置本体（同図においては、慣性センサを備えるケーシング）とは別に走査体を設け、ケーシングと走査体とをロープでつなぎ合わせた構成の概略を示す。図１２は、管路２０８の中にケーシング２０１を走行させている状態を示す縦断面図である。ケーシング２０１には前後に車輪２１６が取り付けられている。一方、そのケーシング２０１の前方には、車輪２２０で管路２０８内を走行できる走行体２０２が配設されている。走行体２０２の走査方向の一端は、ロープ２１２によってケーシング２０１と連結されている。また、走行体２０２の他端は牽引用のケーブル２０４が取り付けられている。ケーブル巻取用リール２０５を矢印Ａ方向に巻き上げることにより、管路計測装置を管路内で走査させることになる。
【０００５】
【非特許文献１】株式会社  村田製作所、“ジャイロライオン”、[online]、平成１６年５月２８日、製品カタログ、[平成１９年２月２１日検索]、インターネット、〈http://www.well-murata.net/product/01_gyro.html〉
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
まず、管路の内部を計測する上で重要となるのは、管路計測装置のローリング、即ち装置本体の回転を考慮することである。現在の管路計測に用いられる種々の慣性計測装置（Inertial Measurement Unit: ＩＭＵ）がある。そのＩＭＵが計測可能な限界のローリング角度は、一般にＩＭＵの仕様として定められており、各種のＩＭＵの仕様に依存して、ＩＭＵの測定結果を解析しなければならない。換言すれば、ローリング量を抑えることのできる構造を有する管路計測装置が望まれている。
【０００７】
更に、管路の内部を計測する上で重要となるのは、管路の継ぎ目による段差の影響を考慮することである。ＩＭＵが計測できる瞬間的な角度変化は、各種のＩＭＵの仕様により異なる。換言すれば、ＩＭＵを搭載した容器（ケーシングとも称する）は、管路に段差がある場合においても角度変化を受けにくい構造を有することが望まれている。
【０００８】
しかしながら、前述した従来の管路計測装置は、管路計測装置本体のローリングを抑制するような構造、或いは管路等の継ぎ目による段差の影響を抑制するような構造を有しておらず、改善の余地がある。
【０００９】
本発明の目的は、上述の課題に着目し、管路を点検又は診断するための慣性計測装置等の管路計測器を用いて管路を点検又は診断する場合において、計測データの品質を向上させる管路点検診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による管路点検診断装置は、管路を走査して、管路の状態を点検又は診断する管路点検診断装置であって、管路内を走査するのに摺動性を保持するための滑材部を有する２つの誘導プローブと、前記２つの誘導プローブの間に設けられ、前記２つの誘導プローブの各々と連結するためのヒンジ部を管路走査方向の両端に有する本体プローブとを備え、前記２つの誘導プローブの各々は、前記ヒンジ部で管路走査方向を軸として回動するヒンジ支持部を有し、前記本体プローブは、管路を点検又は診断するための管路計測器を支持し、且つ、前記本体プローブの重心を保持するように機能する計測器支持部を有するとともに、前記２つの誘導プローブによって管路に対して非接触を保持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
発明によれば、管路の点検診断業務における計測データの品質を向上させ、今後更に加速化するであろうライフラインの老朽化に対する維持管理業務のコスト削減を推進することが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による実施例の管路点検診断装置について詳細に説明する。
【００１３】
本発明による実施例の管路点検診断装置は、本体プローブ１に管路計測器（ＩＭＵ、点検カメラ又は診断センサなど）を搭載することで、管路８の点検又は診断を実現することが可能であるが、以下、管路計測器として慣性計測装置を搭載した場合の実施例について説明する。
【００１４】
図１は、本発明による実施例の管路点検診断装置の全体構成を示す図である。また、図２は、本発明による実施例の管路点検診断装置におけるヒンジ部の断面図である。図３は、本発明による実施例の管路点検診断装置におけるＸ−Ｘ’断面図である。図４は、本発明による実施例の管路点検診断装置におけるＹ−Ｙ’断面図である。
【００１５】
図１において、本発明による実施例の管路点検診断装置は、本体プローブ１及び２つの誘導プローブ２を備える。２つの誘導プローブ２の各々は、略円筒形状を有するとともに、管路８の内部を走査するのに摺動性を保持する滑材部１６を有している。滑材部１６は、誘導プローブ２が管路内をすべりやすくするために複数設けられ、ボールベアリング構造、そり又は車輪で構成することができる（図４参照）。
【００１６】
本体プローブ１は、２つの誘導プローブ２の間に設けられ、２つの誘導プローブの各々と連結するためのヒンジ部１ａを管路走査方向の両端に有している。また、図２に示すように、２つの誘導プローブ２の各々は、ヒンジ部１ａで管路走査方向を軸として回動するためのヒンジ支持部２ａを有している。
【００１７】
図３に示すように、本体プローブ１は、本体プローブ１の内部において、管路８を点検又は診断するための管路計測器６（例えばＩＭＵ）を支持するとともに、本体プローブ１の重心を保持するように機能する計測器支持部１ｂを有している。
【００１８】
このように、本体プローブ１は、２つの誘導プローブ２によって、管路８に対して非接触を保持されるように構成されており、管路８に直接触れずに管路８の中心に浮いた状態となっている。
【００１９】
実際の管路８内での所定の測定時には、管路点検診断装置を牽引ワイヤ４で牽引し、例えばＩＭＵで得られる計測データを電源複合通信ケーブル７を介して取得することになる。
【００２０】
次に、本実施例の管路点検診断装置の性能検証を行った結果を示す。本実施例の管路点検診断装置を実証するにあたり、管路計測器６として、３軸光ファイバジャイロと３軸加速度計を搭載したＩＭＵを本体プローブ１に設置した。また、本体プローブ１及び誘導プローブ２を連結した管路点検診断装置を管路８内で牽引ワイヤ４により牽引した。ＩＭＵから算出された角度データと距離計からの距離データを、電源複合通信ケーブル７を介してデータを取得し検証を行った。
【００２１】
尚、円筒状の管路８は、略円形の管路断面径が直径２５ｃｍであるＦＲＰ管にて検証した。また、管路点検診断装置の誘導プローブ２の略円形の断面径は、ＦＲＰ管を通過可能な直径２２ｃｍとした。図５に示すように、管路８の管路線形には管路８の平面方向に交角２２度・曲率半径１０Ｒ（直径１０ｃｍ）の曲線を２箇所設け（管路の段差影響の検証のため）、管路８の縦断方向には曲線を設けずに（即ち、任意の管路位置で略円形）、管路長として約４８ｍの管路８を用いて検証した。即ち、図５において、始点から終点へと管路点検診断装置を牽引した。
【００２２】
管路点検診断装置の回転、即ちローリングの検証方法は、ＩＭＵから出力される回転角データを検証することで可能である。ここで、牽引ワイヤ４の牽引速度は、一般的な牽引速度約０．３ｍ／ｓ付近である、０．３５ｍ／ｓ、０．３２ｍ／ｓ、及び０．２２３ｍ／ｓの各々について検証した。
【００２３】
管路の段差影響は、ＩＭＵから出力される縦断角データの検証と、出力された角度データ及び距離データから変換した線形に対する実線形の比較とから、それぞれ検証した。
【００２４】
まず、ローリングの検証結果として、管路８の直線部・曲線部、又は牽引速度に係わらず、ＩＭＵの回転角データが著しく変化することはなく、また６０回の計測データを取得したが回転角データの変位幅は大きくても３０°を超えるものはなかった。回転角データの一例を図６〜８に示す。牽引速度０．３５ｍ／ｓ、０．３２ｍ／ｓ、及び０．２２３ｍ／ｓにおいては、回転角データの変位幅３０°未満であることが分かる。従って、管路点検診断装置に搭載した慣性計測装置（ＩＭＵ）が誤差を増大させうる回転角±９０°（即ち、変位幅１８０°）に対して約１／６での計測が可能であることを確認することができた。これは、極めて安定した管路計測を実現可能であることを示している。
【００２５】
次に、管路の段差影響の検証結果として、縦断角データの一例を図９に示すように、管路の段差影響による急激な角度変化は大きいところで０．１２〜０．２８°の範囲で発生していることが確認できた。しかしながら、図９に示す縦断角データを、管路位置の累積計算のために線形に変換した場合、図１０に示すように、線形が急激に変化することはなくなることが確認できた。これは、管路の位置が、後述する式１の変換式に従って累積値から算出するためである。このことは、極めて安定した管路計測を実現可能であることを示している。尚、このような演算は、実際の計測においても、例えばコンピュータを用いて逐次計算することができる。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
ここに、ｎは、任意の正の整数を表し、Ｚｎは、任意の管路位置を表す。また、θｎは、任意のｎにおいてＩＭＵで計測したローリングの角度［ｄｅｇ］、ｌｎは、任意のｎ−１からｎまで走査する単位距離を表し、これにより、Ｚｎは、累積したＺｎ−１の位置からの変化量（δｌｎ・ｓｉｎθｎ）分を走行するものとして管路位置を計測できる。
【００２８】
本実施例における実測による結果（図６〜１０）から、本発明による本実施例の管路点検診断装置は、管路を慣性計測装置（ＩＭＵ）で点検又は診断する場合において、より正確に計測することを可能とする構成であることが確認できた。
【００２９】
上述の実施例については代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換することができることは当業者に明らかである。例えば、「管路」の意味を建造物又は地中などの埋設管に限定する必要は無く、本発明によればボーリング等による削孔に対しても適用可能である。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明による管路点検診断装置は、慣性計測装置、管路点検カメラ、或いは管路診断センサを搭載した管路を点検又は診断する用途において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による実施例の管路点検診断装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明による実施例の管路点検診断装置におけるヒンジ部の断面図である。
【図３】本発明による実施例の管路点検診断装置におけるＸ−Ｘ’断面図である。
【図４】本発明による実施例の管路点検診断装置におけるＹ−Ｙ’断面図である。
【図５】本発明による実施例の管路点検診断装置における検証に用いた管路線形を示す図である。
【図６】本発明による実施例の管路点検診断装置における、牽引速度０．３５ｍ／ｓの場合の検証結果を示す図である。
【図７】本発明による実施例の管路点検診断装置における、牽引速度０．３２ｍ／ｓの場合の検証結果を示す図である。
【図８】本発明による実施例の管路点検診断装置における、牽引速度０．２２３ｍ／ｓの場合の検証結果を示す図である。
【図９】本発明による実施例の管路点検診断装置における、縦断角データの検証結果を示す図である。
【図１０】図９に示す縦断角データを、管路位置の累積計算のために線形に変換した結果を示す図である。
【図１１】従来の管路計測装置の構成の概略を示す図である。
【図１２】従来の管路計測装置の構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  本体プローブ
１ａ  ヒンジ部
２  誘導プローブ
２ａ  ヒンジ支持部
４  牽引ワイヤ
６  管路計測器
７  電源複合通信ケーブル
８  管路
１６  滑材部
１０１  管路計測装置
１０２ａ，１０２ｂ  冶具
１０３  建造物（又は地中）
１０４  ケーブル
１０５  ウインチ
１０６  インターフェース
１０７  コンピュータ
１０８  管路
２０１  ケーシング
２０２  走行体
２０４  ケーブル
２０５  ケーブル巻取用リール
２０８  管路
２１６，２２０  車輪
【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】
2008275478.tif 000011
【図９】
2008275478.tif 000012
【図１０】
2008275478.tif 000013
【図１１】
2008275478.tif 000014
【図１２】
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