(57)【要約】  パイプライン（４２）の表面に沿って移動するための配管検査ロボット（１０）であって、このロボット（１０）は、本体（１２）と、本体（１２）に取り付けられた独立した第１の関節接合脚および独立した第２の関節接合脚（１６ａ、１６ｂ）と、第１の関節接合脚および第２の関節接合脚（１６ａ、１６ｂ）それぞれとの通信を制御する状態にある第１の脚用モータおよび第２の脚用モータ（１８ａ、１８ｂ）と、を有する。このロボット（１０）はまた、本体（１２）から反対の脚（１６ａ、１６ｂ）の端部において第１の関節接合脚および第２の関節接合脚（１６ａ、１６ｂ）に取り付けられた第１の車輪対および第２の車輪対（２４ａ、２４ｂ）を有する。この第１の脚用モータおよび第２の脚用モータ（１８ａ、１８ｂ）は、第１の車輪対（２４ａ）が障害物にぶつかるとき、第２の車輪対（２４ｂ）が障害物の反対側のパイプライン（４２）の表面に接触するまで、第２の脚用モータ（１８ｂ）が第２の脚（１６ｂ）をパイプライン（４２）の表面から上向きに離して本体（１２）の周りに径方向に回転させ、その後、第１の車輪対（２４ａ）がパイプライン（４２）の表面に接触するまで、第１の脚用モータ（１８ａ）が第１の脚（１６ａ）をパイプライン（４２）の表面から上向きに離して本体（１２）の周りに径方向に回転させ、これによりロボット（１０）が障害物の上を通過するように、構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプライン（４２）の表面に沿って移動するための配管検査ロボット（１０）であって、前記ロボット（１０）は、
本体（１２）と、
前記本体（１２）に取り付けられた独立した第１の関節接合脚および独立した第２の関節接合脚（１６ａ、１６ｂ）と、
前記第１の関節接合脚および第２の関節接合脚（１６ａ、１６ｂ）それぞれとの通信を制御する状態にある第１の脚用モータおよび第２の脚用モータ（１８ａ、１８ｂ）と、
前記本体（１２）から反対の前記脚（１６ａ、１６ｂ）の端部において、前記第１の関節接合脚および第２の関節接合脚（１６ａ、１６ｂ）それぞれに取り付けられた第１の車輪対および第２の車輪対（２４ａ、２４ｂ）と、を特徴とし、
前記第１の脚用モータおよび第２の脚用モータ（１８ａ、１８ｂ）は、前記第１の車輪対（２４ａ）が障害物にぶつかるとき、前記第２の車輪対（２４ｂ）が前記障害物の反対側の前記パイプライン（４２）の前記表面に接触するまで、前記第２の脚用モータ（１８ｂ）が前記第２の脚（１６ｂ）を前記パイプライン（４２）の表面から上向きに離して前記本体（１２）の周りに径方向に回転させ、その後、前記第１の車輪対（２４ａ）が前記パイプライン（４２）の前記表面に接触するまで、前記第１の脚用モータ（１８ａ）が前記第１の脚（１６ａ）を前記パイプライン（４２）の前記表面から上向きに離して前記本体（１２）の周りに径方向に回転させ、これにより前記ロボット（１０）が前記障害物の上を通過するように構成されている、配管検査ロボット（１０）。
【請求項２】
前記第１の車輪対および第２の車輪対（２４ａ、２４ｂ）は、それぞれ第１の車輪ハブおよび第２の車輪ハブ（２０）により前記第１の関節接合脚および第２の関節接合脚（１６ａ、１６ｂ）に取り付けられ、前記車輪ハブ（２０）は、前記車輪（２４ａ、２４ｂ）を駆動するために少なくとも１つの車輪用モータ（２２）を含む、請求項１に記載の配管検査ロボット（１０）。
【請求項３】
各車輪（２４ａ、２４ｂ）は、別個の車輪用モータ（２２）により駆動され、前記ロボット（１０）の進路は、各車輪（２４ａ、２４ｂ）の速度をそれの対応する車輪用モータ（２２）を使用して増加または減少させることにより調節することができる、請求項２に記載の配管検査ロボット（１０）。
【請求項４】
本体（１２）は、制御回路（２６）、通信回路（２８）、全地球測位システム（ＧＰＳ）回路（３０）、ＧＰＳアンテナ（３４）、カメラ（５６、５８）、カメラ回路（３８）、およびバッテリーパック（４０）からなる群から選択された少なくとも１つの装置を含む、請求項１に記載の配管検査ロボット（１０）。
【請求項５】
前記パイプライン（４２）の表面状態についてのデータを収集し、かつ前記ロボット（１０）をガイドするための前記本体（１２）に取り付けられた下向きのカメラ（５６、５８）をさらに特徴とする、請求項１に記載の配管検査ロボット（１０）。
【請求項６】
前記ロボット（１０）が自律的である、請求項１に記載の配管検査ロボット（１０）。
【請求項７】
前記ロボット（１０）が遠隔制御される、請求項１に記載の配管検査ロボット（１０）。 
【請求項８】
前記本体（１２）に取り付けられ、かつ伸張位置および引込み位置を有するピン（４４）をさらに特徴とし、前記伸張位置にあるとき前記ピン（４４）は、前記本体（１２）に対する前記脚（１６ａ、１６ｂ）の位置を係止し、前記引込み位置にあるとき前記ピン（４４）は、前記脚（１６ａ、１６ｂ）が前記本体（１２）に対して関節運動することを可能にする、請求項１に記載の配管検査ロボット（１０）。
【請求項９】
前記本体（１２）に取り付けられ、かつ前記配管の外周の一部分の周りに前記本体（１２）から外側へ伸張するラジアルアーム（５０）さらに特徴とし、前記ラジアルアーム（５０）は、前記配管の表面を検査するためのカメラ（５６、５８）を有する、請求項１に記載の配管検査ロボット（１０）。
【請求項１０】
前記ラジアルアーム（５０）に摺動可能に取り付けられ、かつ前記配管の外周の周りになおもさらに伸張するように構成されるラジアルアーム伸張部（５２）をさらに特徴とする、請求項９に記載の配管検査ロボット（１０）。
【請求項１１】
パイプライン検査ロボット（１０）であって、
本体（１２）と、
前記本体（１２）に取り付けられた第１の脚および第２の脚（１６ａ、１６ｂ）と、
前記本体（１２）から反対の前記脚（１６ａ、１６ｂ）の端部において、前記第１の脚および第２の脚（１６ａ、１６ｂ）それぞれに取り付けられた第１の車輪および第２の車輪（２４ａ、２４ｂ）と、
前記本体（１２）に取り付けられ、かつ前記パイプライン（４２）の外周の一部分の周りに前記本体（１２）から外側へ伸張するラジアルアーム（５０）と、を特徴とし、前記ラジアルアーム（５０）は、前記パイプライン（４２）の表面を検査するためのカメラ（５６、５８）を有する、パイプライン検査ロボット（１０）。
【請求項１２】
前記ラジアルアーム（５０）に摺動可能に取り付けられ、かつラジアルアーム（５０）よりも前記パイプライン（４２）の外周の周りにさらに伸張するように構成されるラジアルアーム伸張部（５２）をさらに特徴とする、請求項１１に記載のパイプライン検査ロボット（１０）。
【請求項１３】
前記第１の脚および第２の脚（１６ａ、１６ｂ）それぞれとの通信を制御する状態にある第１の脚用モータおよび第２の脚用モータ（１８ａ、１８ｂ）をさらに特徴とし、前記第１の脚用モータおよび第２の脚用モータ（１８ａ、１８ｂ）は、前記第１の車輪（２４ａ）が障害物にぶつかるとき、前記第２の車輪（２４ｂ）が前記障害物の反対側の前記パイプライン（４２）の表面に接触するまで、前記第２の脚用モータ（１８ｂ）が前記第２の脚（１６ｂ）を前記パイプライン（４２）の表面から上向きに離して前記本体（１２）の周りに径方向に回転させ、その後、前記第１の車輪対（２４ａ）が前記パイプライン（４２）の表面に接触するまで、前記第１の脚用モータ（１８ａ）が前記第１の脚（１６ａ）を前記パイプライン（４２）の表面から上向きに離して前記本体（１２）の周りに径方向に回転させ、これにより前記ロボット（１０）が前記障害物の上を通過するように構成される、請求項１１に記載のパイプライン検査ロボット（１０）。
【請求項１４】
前記第１の車輪および第２の車輪（２４ａ、２４ｂ）はそれぞれ第１の車輪ハブおよび第２の車輪ハブ（２０）により前記第１の脚および第２の脚（１６ａ、１６ｂ）に取り付けられ、前記車輪ハブ（２０）が各車輪（２４ａ、２４ｂ）用の別個の車輪用モータ（２２）を含み、各車輪（２４ａ、２４ｂ）の速度をそれの対応する車輪用モータ（２２）を使用して増加または減少させることにより前記ロボット（１０）の進路を調節することができる、請求項１１に記載のパイプライン検査ロボット（１０）。
【請求項１５】
前記パイプライン（４２）の表面状態についてのデータを収集し、かつ前記ロボット（１０）をガイドするための前記本体（１２）に取り付けられた下向きのカメラ（５６、５８）をさらに特徴とする、請求項１１に記載のパイプライン検査ロボット（１０）。
【請求項１６】
前記ロボット（１０）が自律的である、請求項１１に記載のパイプライン検査ロボット（１０）。
【請求項１７】
前記ロボット（１０）が遠隔制御される、請求項１１に記載のパイプライン検査ロボット（１０）。
【請求項１８】
前記本体（１２）に取り付けられ、かつ伸張位置および引込み位置を有するピン（４４）をさらに特徴とし、前記伸張位置にあるとき前記ピン（４４）が前記本体（１２）に対して前記脚（１６ａ、１６ｂ）の位置を係止し、前記引込み位置にあるとき前記ピン（４４）は前記脚（１６ａ、１６ｂ）が前記本体（１２）に対して関節運動することを可能にする、請求項１１に記載のパイプライン検査ロボット（１０）。
【請求項１９】
パイプライン（４２）を検査する方法であって、
本体（１２）と、
前記本体（１２）の外周の周りに完全に関節接合し、かつ前記本体（１２）から遠位の一端部に車輪（２４ａ、２４ｂ）を有する第１の車輪組立体および第２の車輪組立体と、を特徴とするロボット検査装置（１０）を提供する工程と、
前記車輪組立体の一方が障害物に接近するように、前記パイプライン（４２）に沿っておよび前記パイプライン（４２）上の前記障害物に隣接して前記装置（１０）を働きかける工程と、
遠位の車輪組立体上の車輪（２４ａ、２４ｂ）が前記パイプライン（４２）の上を周回し、かつ近位の車輪組立体と反対側の前記障害物の側の前記パイプライン（４２）上に降着するように、前記近位の車輪組立体に対して前記本体（１２）を関節運動し、前記本体（１２）に対して前記障害物から遠位の車輪組立体を関節運動する工程と、
前記近位の車輪組立体上の車輪（２４ａ、２４ｂ）が前記障害物から遠位の前記遠位の車輪組立体の側の前記パイプライン（４２）上に降着するように、前記遠位の車輪組立体に対して前記本体（１２）を関節運動し、前記本体（１２）に対して前記近位の車輪組立体を関節運動する工程と、を特徴とする、方法。
【請求項２０】
前記ロボット本体（１２）に取り付けられ、かつカメラ（５６、５８）、全地球測位システム（ＧＰＳ）（３０）、および近位センサからなる群から選択された装置（１０）を使用して、前記障害物を検出する工程をさらに特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は配管外面のロボット検査、および配管外面に接続された障害物を通り越すロボット検査装置の移動に関する。
【背景技術】
【０００２】
［関連技術の説明］
陸上または広々とした地形を横切って長距離にわたって延びるパイプラインは、人間の手による検査により外部的に、ならびにパイプラインピグおよび他の管内治具により内部的に、の両方で検査される。地上、地下、海底、および他の地形にわたって延びるオイルパイプラインおよびガスパイプラインを含む様々なタイプのパイプラインを検査するためのいくつものシステムが存在する。
【０００３】
パイプライン検査計器（ピグ）は、典型的にはピグを押す流体の流れによりパイプラインを通過する。ピグはパイプラインの内面を検査する計装を含むことが多い。ピグはまたパイプラインを通って沈殿物または他の障害物を押して、ラインをきれいに保つことに使用される。超音波センサおよび電磁センサは長距離にわたるパイプライン内面の画像を現像するパイプラインピグで利用されてきた。このデータはパイプライン内のパイプライン損傷または沈殿物蓄積を検出するために視覚的にレビューされるか、またはコンピュータアルゴリズムにより解析されることができる。
【発明の概要】
【０００４】
本技術の一実施形態は、パイプラインの表面に沿って移動するための配管検査ロボットを提供する。このロボットは本体と、本体に取り付けられた独立した第１の関節接合脚および独立した第２の関節接合脚と、第１の関節接合脚および第２の関節接合脚それぞれとの通信を制御する第１の脚用モータおよび第２の脚用モータと、本体から反対の脚の端部において、第１の関節接合脚および第２の関節接合脚それぞれに取り付けられた第１の車輪対および第２の車輪対と、を含む。これに加えて、第１の脚用モータおよび第２の脚用モータは、第１の車輪対が障害物にぶつかるとき、第２の車輪対がその障害物の反対側のパイプラインの表面に接触するまで、第２の脚用モータが第２の脚をパイプラインの表面から上向きに離して本体の周りに径方向に回転させ、その後、第１の車輪対がパイプラインの表面に接触するまで、第１の脚用モータが第１の脚をパイプラインの表面から上向きに離して本体の周りに径方向に回転させ、これによりロボットがその障害物の上を通過するように、構成されている。
【０００５】
配管検査ロボットにおいて、第１の車輪対および第２の車輪対を、第１の車輪ハブおよび第２の車輪ハブによりそれぞれ第１の関節接合脚および第２の関節接合脚に取り付けることができ、かつ車輪ハブは車輪を駆動する少なくとも１つの車輪用モータを含むことができる。さらに、各車輪を別個の車輪用モータにより駆動することができ、かつロボットの進路を、各車輪の速度をその対応する車輪用モータで増加または減少させることにより、調節することができる。
【０００６】
加えて、ロボットの本体は、制御回路、通信回路、全地球測位システム（ＧＰＳ）回路、ＧＰＳアンテナ、カメラ、カメラ回路、およびバッテリーパックからなる群から選択された少なくとも１つの装置を含むことができる。そのロボットはまた、パイプラインの表面状態に関するデータを収集し、かつロボットをガイドするための、本体に取り付けられた下向きのカメラを含むことができる。いくつかの実施形態では、ロボットは自律的であり得る。他の実施形態では、ロボットを遠隔制御することができる。さらに、ピンを本体に取り付けることができ、かつ伸張位置および引込み位置を有することができる。伸張位置にあるときは、ピンは本体に対して脚の位置を係止することができる。引込み位置にあるときは、ピンは脚が本体に対して関節運動することを可能にすることができる。
【０００７】
ロボットは本体に取り付けられ、かつ配管の外周の一部分の周りに本体から外側へ伸張するラジアルアームをさらに含むことができ、ラジアルアームは配管の表面を検査するためのカメラを有する。これに加えて、ロボットはラジアルアームに摺動可能に取り付けられ、かつなおもさらに配管の外周の周りに伸張するように構成されるラジアルアーム伸張部を有することができる。
【０００８】
本技術の代替の一実施形態は、本体と、本体に取り付けられた第１の脚および第２の脚と、本体から反対の脚の端部において第１の脚および第２の脚それぞれに取り付けられた第１の車輪および第２の車輪と、本体に取り付けられ、かつパイプラインの外周の一部分の周りに本体から外側へ伸張するラジアルアームであって、パイプラインの表面を検査するためのカメラを有するラジアルアームと、を有するパイプライン検査ロボットを提供する。ロボットはまた、ラジアルアームに摺動可能に取り付けられ、かつラジアルアームよりもパイプラインの外周の周りにさらに伸張するように構成されたラジアルアーム伸張部を含むことができる。
【０００９】
これに加えて、ロボットは第１の脚および第２の脚との通信をそれぞれ制御する状態にある第１の脚用モータおよび第２の脚用モータを有することができ、第１の脚用モータおよび第２の脚用モータは、第１の車輪が障害物にぶつかるとき、第２の車輪が障害物の反対側のパイプラインの表面に接触するまで、第２の脚用モータが第２の脚をパイプラインの表面から上向きに離して本体の周りに径方向に回転させ、その後、第１の車輪対がパイプラインの表面に接触するまで、第１の脚用モータが第１の脚をパイプラインの表面から上向きに離して本体の周りに径方向に回転させ、これにより、ロボットが障害物の上を通過するように、構成されている。さらに、第１の車輪および第２の車輪を第１の車輪ハブおよび第２の車輪ハブによりそれぞれ第１の脚および第２の脚に取り付けることができ、車輪ハブは車輪毎に別個の車輪用モータを含み、ロボットの進路を、それの対応する車輪用モータで各車輪の速度を増加または減少することにより、調節することができる。
【００１０】
ある特定の実施形態では、ロボットは、パイプラインの表面状態についてのデータを収集し、かつロボットをガイドするために本体に取り付けられた下向きのカメラを含むことができる。これに加えて、ロボットは自律式または遠隔制御式のいずれかにすることができる。さらに、ロボットは本体に取り付けられたピン含み、かつ伸張位置および引込み位置を有することができ、伸張位置にあるときにはピンは本体に対する脚の位置を係止し、引込み位置にあるときにはピンは脚が本体に対して関節運動することを可能にする。
【００１１】
またパイプラインを検査する方法が本明細書に開示されている。本方法は、本体、および本体の外周の周りに完全に関節接合し、かつ本体から遠位端に車輪を有する第１の車輪組立体および第２の車輪組立体を有するロボット検査装置を提供する工程を含む。本方法は、車輪組立体の一方が障害物に近接するように、パイプラインに沿ってかつパイプライン上の障害物に隣接して装置を働きかける工程と、遠位の車輪組立体上の車輪がパイプラインの上を周回し、かつ近位の車輪組立体と反対の障害物の側のパイプライン上に降着するように、近位の車輪組立体に対して本体を関節運動し、かつ本体に対して障害物から遠位の車輪組立体を関節運動する工程と、近位の車輪組立体上の車輪が障害物から遠位の遠位の車輪組立体の側のパイプライン上に降着するように、遠位の車輪組立体に対して本体を関節運動し、かつ本体に対して近位の車輪組立体を関節運動する工程と、を含む。いくつかの実施形態では、本方法は、ロボット本体に取り付けられ、かつカメラ、全地球測位システム（ＧＰＳ）、および近位センサからなる群から選択された装置を使用して、障害物を検出する工程を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本技術の上記の特徴、態様、および利点、ならびに明らかになる他の事項が達成される方法が詳細に理解され得るように、本技術のより具体的な説明は本明細書の一部を形成する図面に例示されているその実施形態を参照することによって以上に簡潔に要約されている。しかしながら、添付の図面は本技術の好ましい実施形態のみを示すことに留意されたい。したがって、これらの好ましい実施形態は本技術の適用範囲を限定するとは考えられないものとし、本技術は他の同等に効果的な実施形態を認めることができる。
【００１３】
【図１】本技術の一実施形態に従うパイプライン検査ロボットの透視図である。
【００１４】
【図２】パイプラインの頂上に位置している図１のパイプライン検査ロボットの代替透視図である。
【００１５】
【図３】配管の頂上にある図１のパイプライン検査ロボットの側面図である。
【００１６】
【図４】パイプライン検査ロボットの拡大透視図である。
【００１７】
【図５】パイプライン上の障害物を切り抜けるための様々な位置にある図２のパイプライン検査ロボットの側面図である。
【００１８】
【図６】任意選択的な複数のアーム側部伸張カメラシステムを有するパイプライン検査ロボットの例示的な一実施形態の背面の部分断面図である。
【００１９】
【図７Ａ】伸張位置にある下方カメラ伸張アームを備えた図６の背面図である。
【００２０】
【図７Ｂ】引込み位置にある下方カメラ伸張アームを備えた図６の側部伸張カメラシステムの背面図である。
【００２１】
【図８】半分埋め込まれたパイプラインを調査する任意選択的な複数のアーム側部伸張カメラシステムを備えたパイプライン検査ロボットの一例の背面図である。
【発明の詳細な説明】
【００２２】
図１は、パイプライン検査ロボット１０を含むパイプライン検査システムの一実施形態を示す。このパイプライン検査ロボット１０はロボット１０の移動を制御し、かつパイプライン検査を容易にさせるサブシステムを含む。ロボット１０は切欠き部１４を有する主要外部ハウジング１２を有し、この切欠き部１４は第１の関節接合脚１６ａおよび第２の関節接合脚１６ｂの中央接続および移動を提供する。各脚１６ａ、１６ｂは細長であり、かつ個別の脚用モータ１８ａ、１８ｂの動力によりハウジング１２の周りに関節運動する。関節接合脚１６ａ、１６ｂの下方端部は、脚１６ａ、１６ｂに垂直に伸びる細長の車輪ハブ２０に接続する。各脚１６ａ、１６ｂは個別のハブ脚用モータ１９ａ、１９ｂの動力によりその対応するハブ２０の周りに関節運動する。一実施形態では、車輪ハブ２０はその車輪ハブ２０に接続する第１の車輪の組２４ａおよび第２の車輪の組２４ｂを駆動する車輪用モータ２２を収納することができる。第１の車輪の組２４ａおよび第２の車輪の組２４ｂはそれぞれ第１の脚１６ａおよび第２の脚１６ｂに対応する。図１に示されるような、いくつかの実施形態では、各個別の車輪２４ａ、２４ｂは特定の車輪のみを駆動する個別の車輪用モータ２２を有することができる。他の実施形態では、車輪２４の各組は車輪用モータ２２を共用することができる。
【００２３】
ロボット１０の主要外部ハウジング１２はロボット１０の自律制御または遠隔制御を容易にする他の構成要素を収納することができる。例えば、一実施形態では、ハウジング１２は制御回路２６、通信回路２８、ＧＰＳ回路３０、通信アンテナ３２、ＧＰＳアンテナ３４、カメラシステム３６、カメラ回路３８、およびカメラ画像を記憶するためにハードウェアに接続された他のカメラを収納することができる。このハウジング１２は様々なロボット用モータを駆動するための１つ以上のバッテリーパック４０並びにロボット１０の制御装置、カメラ、ＧＰＳ、および通信システムをも収納することができる。
【００２４】
図２は、本技術の一実施形態に従ってパイプライン４２の頂上に位置しているパイプライン検査ロボット１０を示すパイプライン検査システムの他の透視図を示している。車輪２４ａ、２４ｂはロボット１０がパイプライン４２の上で移動可能になる方向に整列している。車輪ハブ２０はパイプライン４２の長手方向の軸線に実質的に直角をなして対応的に位置づけされている。ロボット１０のカメラシステム３６は下向きのカメラを有する。このカメラによって、ロボットはパイプライン４２の表面状態に関するデータを収集できるようになり、かつロボット１０はロボット１０がパイプライン４２に沿って移動しながら位置調節を行なうことができるようになる。位置調節は自律的にまたは遠隔ユーザの制御の下でロボット１０により行なうことができる。一例において、自律的または自己制御の下にあるとき、ロボット１０はカメラシステム３６を使用してパイプライン４２上のロボット１０の位置を監視する。カメラシステム３６により収集された画像データは制御回路２６により解析され、ロボット１０が各種の車輪モータ２２を使用して取りつつある進路に対して位置調節を行うことができる。いくつかの実施形態では、ハウジング脚用モータ１８ａ、１８ｂまたはハブ脚用モータ１９ａ、１９ｂを選択的に作動させることによって、パイプライン４２上のロボット１０の進路を変化させる位置調節を行なうことが可能になる。いくつかの実施形態では、ＧＰＳ回路３０により受け取られたＧＰＳデータはまたロボット１０の制御回路２６により実行される自律測位アルゴリズムに使用することができる。ＧＰＳ回路３０により決定されたＧＰＳ位置データは制御回路２６の記憶媒体中の既知のパイプライン位置データと比較させることができる。現在のＧＰＳ位置を既知のパイプライン位置および外形と比較することにより、ロボットの制御回路２６はロボット１０をパイプライン４２の軸線に実質的に平行なパイプライン４２上の中央位置に沿って移動させ続ける進路をプロットすることができる。
【００２５】
図３は、本技術の一実施形態に従って主要外部ハウジング１２の一方の側が取り除かれ、かつパイプライン４２の上にロボット１０がいる状態で、パイプライン検査ロボット１０を示すパイプライン検査システムの側面図を示す。一実施形態では、ロボット１０はロボット１０の主要外部ハウジング１２から横方向に伸張し、および脚１６ａ、１６ｂと選択的に干渉するまで伸張する１組の伸縮自在な脚用係止ピン４４を有することができる。この伸縮自在な脚用係止ピン４４はロボット１０の関節接合脚１６ａ、１６ｂを移動位置へ係止するように働き、かつロボット１０がパイプライン４２に沿って移動しているときに脚１６ａ、１６ｂを安定化させるように働くことができる。例えば、図５に示されるように、および以下に論述されるように、ロボット１０が１８０度転換する必要がある障害物にぶつかるとき、この伸縮自在な脚用係止ピン４４をロボット１０の主要外部ハウジング１２へ戻して引っ込ませることができる。任意選択的に、制御回路２６は係止ピン４４の挿入および引込みを制御する。
【００２６】
図４は、本技術の一実施形態に従って主要外部ハウジング１２の一方の側が取り除かれた状態で、パイプライン検査ロボット１０の上方部分を示すパイプライン検査システムの拡大透視図を示す。一実施形態では、伸縮自在な脚用係止ピン４４は電磁的に、機械的手段により、若しくは別の方法で伸張するおよび引込むことができる。主要外部ハウジング１２は電磁石（図示されず）または係止ピン４４に接続し、かつピン４４を伸張させること、かつ引っ込ませること両方を行うことができる機械的構造体を保持することができる。ピン４４は外部のハウジング１２の一方の側に収容されることができる、または、例えば、ハウジング１２の一方の側に幾本かのピンおよびハウジング１２の他方の側に幾本かのピンを有することができる。
【００２７】
図５は、パイプライン検査ロボット１０がパイプライン４２上の障害物をうまく切り抜ける際の様々なポジションを明らかにするパイプライン検査システムの一実施形態の側面図を示す。ロボット１０がパイプライン４２を移動するにつれて、ロボット１０はフランジ４６などの障害物にぶつかることがあり得る、これはパイプライン４２の外面上に不連続部を生じさせ、かつロボット１０の滑らかな前方移動を妨げる。ロボット１０は障害物または停止した移動をカメラシステム３６、ＧＰＳ３０、車輪用モータ２２からのフィードバックを使用することにより、車輪２４ａ、２４ｂに加えられた力を検知することにより、若しくは近位センサを介してといった、いくつかの方法で検出することができる。近位センサとしては光学／レーザーセンサまたは超音波センサを挙げることができる。このカメラシステム３６は、制御回路２６と共に、画像解析を用いることにより、または代わりに、ＧＰＳ位置データをロボット１０の速度に基づいて予想される位置と比較することにより、ロボット１０の前進の不足を検出することができる。カメラシステム３６およびＧＰＳ３０はまたロボットがフランジ４６などの障害物にぶつかったことを検出するために併用することができる。これに加えて、パイプライン上の各障害物の位置が既知である場合には、ロボット１０はパイプライン４２に沿った既知の位置において各障害物を予想し、かつその障害物の上を移動する準備をすることができる。
【００２８】
図５は、ロボット１０がフランジ４６の上を通過する際の、ロボットの関節接合脚１６ａ、１６ｂの複数の位置を示す。図５の位置１に示されるように、ロボット１０がフランジ４６を検出した後、フランジ４６に向かって第１の車輪２４ａを移動させることができる。次に、位置２に示されるように、第２の脚１６ｂに取り付けられたハウジング脚用モータ１８ｂは第２の脚１６ｂをパイプライン４２から離して上方へ反時計回りに回転させる。これが起こるにつれて、第２の車輪２４ｂがパイプライン４２の上に持ち上がることになる。そのうちに、第１の脚１６ａに取り付けられたハブ脚用モータ１９ａが第１の脚１６ａを反時計回りの方向に回転させる。この同時移動によって、ロボット１０は、位置３に示されるように、第２の脚１６ｂおよび第２の車輪２４ｂがハウジング１２、 第１の脚１６ａおよび第１の車輪２４ａの真上になる、すなわち直立の位置へ変化する。
【００２９】
位置４に示されるようにフランジ４６を乗り越えるために、第２の脚１６ｂに取り付けられたハウジング脚用モータ１８ｂは、反時計回りの方向に第２の脚１６ｂを回転させ続けることにより第２の脚１６ｂを下降させようとする。第１の脚１６ａに取り付けられたこのハブ脚用モータ１９ａは、位置５に示されるように、第２の車輪２４ｂが第１の車輪２４ａとは反対側のフランジ４６側のパイプライン４２に接触するまで、第１の脚１６ａを回転させ、よってロボット１０はフランジ４６をまたいでいる。フランジ４６を通過する工程を終了させるために、および位置６〜９に示されるように、ロボットは第１の車輪２４ａおよび第２の車輪２４ｂの両方がフランジ４６の同じ側に来るまで上記に概説された工程を繰り返す。
【００３０】
図６は、任意選択的な複数のアーム側部伸張カメラシステム４８を備えたパイプライン検査ロボット１０を示すパイプライン検査システムの背面図を示す。このカメラシステムは、１組の上方部分円形アーム５０と、下方部分円形アーム伸張部５２と、１組の下方アーム伸張用モータ５４と、１組の上方アームカメラ５６と、１組の下方アームカメラ５８と、を含む。各上方アーム５０はハウジング１２の対向側面から約９０度伸張することができる。下方アーム伸張部５２は、通常パイプライン４２の下方側部まで完全に伸張することはないので、典型的には９０度未満伸張することになるが、パイプライン４２下方まで伸張することができる。一実施形態では、上方円形アーム５０はパイプライン４２の軸線の周りにパイプライン４２の側部に沿って上方アームカメラ５６を伸張する。下方円形アーム伸張部５２および伸張用モータ５４は、上方アームカメラ５６とパイプライン４２の中間下方部分との間の複数の位置に下方アームカメラ５８を位置づけることができる。前述したカメラシステム３６と同様に、カメラ５６、５８はパイプライン４２の無欠陥性を示す画像データを収集することができる。また、 この画像データは、車輪用モータ２２を使用してロボット１０の進路に対して位置調節を行なうために制御回路２６により解析することができる。これに加えて、カメラデータはリアルタイムに解析することができ、あるいは、パイプライン４２の状態を判定するために、およびなにか補修を行なう必要がある場合には、後で収集および解析することができる。
【００３１】
図７Ａおよび７Ｂは、下方アーム伸張部用モータ５４、上方アームカメラ５６、および下方アームカメラ５８と共に、上方部分円形アーム５０および下方部分円形アーム伸張部５２の背面図を示す。図７Ａでは、下方部分円形アーム伸張部５２は完全に伸張されており、また図７Ｂでは、下方部分円形アーム伸張部５２は完全に引込まれている。カメラ５８が、図７Ａおよび７Ｂの完全伸張位置と引込み位置との間の任意の角度位置に選択的に位置づけられることが可能になるように、アーム伸張部５２が部分的に引込まれる例が存在する。
【００３２】
図８は、半没したパイプライン４２を調査する任意選択的な複数のアーム側部伸張カメラシステム４８を備えたパイプライン検査ロボット１０を示すパイプライン検査システムの背面図を示す。この実施形態では、１組の下方円形カメラアーム５２が上方円形カメラアーム５０に対して部分的に引込み位置にある状態でカメラシステム４８は作動することができる。いくつかの実施形態では、下方円形カメラアーム５２は上方円形カメラアーム５０の中空内部に対して伸縮することができる。これは調査することができるパイプライン４２の量を制限するが、またパイプライン４２が埋設されないパイプライン４２の他の部分での検査ロボット１０の有用性を最大化する。下方円形カメラアーム５２が引込まれたときに、下方カメラ５８を電源オフにすることができる。下方伸張アーム５２を必要に応じて引込み、またその後で画像解析によってパイプライン４２がある区間において埋設されていないことが示されるとき、再び伸張することができる。
【００３３】
パイプライン４２の半分以上が埋設されている場合、上方カメラアーム５０および下方カメラアーム５２は、上方カメラアーム５０および下方カメラアーム５２がハウジング１２との接続部の周りに回転することを可能にする特徴を有することができる。その場合には、上方カメラアーム５０および下方カメラアーム５２はカメラ５６、５８をパイプライン４２の上方に、恐らく垂直方向に直立の位置までも、持ち上げることができる。通常、上方カメラアーム５０、および下方カメラアーム５２は引っ込まれ、かつカメラ５６、５８は上向きの伸張位置まで旋回したとき電源オフにされる。
【００３４】
本技術についてそれの具体的な実施形態とともに説明されてきたが、多数の代替、改変、および変形が以上の説明に照らして当業者にとって明らかなものであるといえる。したがって、添付の請求項の趣旨および幅広い範囲内に入るとしてすべてのかかる代替、改変、および変形を網羅することが意図されている。本技術は、開示された要素を好適に備える、構成するまたは本質的に構成することができ、かつ開示されていない要素が無い場合において実施することができる。さらに、第１および第２などの順序を引用する用語は、代表的な感覚でかつ制限する感覚ではなく理解されるべきである。例えば、あるいくつかの工程が単一の工程に結合され得ることが当業者によって認識され得る。
【００３５】
単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は文脈上そうでないとする明確な指示がない限り、複数の参照を含む。
【００３６】
任意選択的（ｏｐｔｉｏｎａｌ）または任意選択的には（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）は引き続いて記載された事象または状況が起こり得るまたは起こり得ないことを意味する。記載は事象または状況が起こる例およびそれが起こらない例を含む。
【００３７】
範囲は、本明細書ではおよその１つの特定の値から、および／またはおよその別の特定の値までとして表現することができる。かかる範囲が表現されるとき、別の実施形態が当該範囲内のすべての組み合わせとともに、一方の特定の値からおよび／または他方の特定の値までであると理解されるものとする。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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