(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定装置と走行装置を備えており前記固定装置によってタンクの内面に固定され、前記走行装置によってタンクの内面を走行する円筒形本体と、前記円筒形本体に支持され検査プローブを操作すると共に電源喪失時には自由状態になる自在関節を有し前記円筒形本体と直線状態になるアーム装置と、ケーブルによって前記円筒形本体側につながり前記検査プローブの動作を制御する制御装置とを備えており、
装置本体は前記円筒形本体及び前記アーム装置からなり、
前記円筒形本体は円筒状の縦アームと、第１の自在関節を介して前記縦アームに基端が接続された円筒状の横アームからなり、
前記アーム装置は第２の自在関節を介して前記横アームの先端に接続された円筒状の直立アームと、一対のマニピュレータアームからなり、基端側のマニピュレータが第３の自在関節を介して直立アームの先端に接続され、先端側のマニピュレータアームの先端に第４の自在関節を介して検査プローブが接続され、一対のマニピュレータアーム同士も第５の自在関節を介して接続されており、
前記ケーブルは前記縦アームの基端につながれており、
前記縦アームと前記横アームとは前記関節を折り曲げてＬ字型を形成可能であり、
前記走行装置は３つの車輪ユニットで構成され、且つ、これら３つの車輪ユニットは前記縦アームと前記横アームとがＬ字型になった時に３つの車輪ユニットを相互に結ぶ仮想線が三角形を形成するように前記縦アーム及び前記横アームに設けられていることを特徴とするタンク内部検査装置。
【請求項２】
固定装置と走行装置を備えており前記固定装置によってタンクの内面に固定され、前記走行装置によってタンクの内面を走行する円筒形本体と、前記円筒形本体に支持され検査プローブを操作すると共に電源喪失時には自由状態になる自在関節を有し前記円筒形本体と直線状態になるリニアレール装置と、ケーブルによって前記円筒形本体の先端と前記リニアレール装置のスライド台につながり前記検査プローブの動作を制御する制御装置とを備えており、
前記リニアレール装置は前記円筒形本体の先端に自在関節を介して接続されており、前記リニアレール装置に設けられた固定装置によってタンクの内面に固定される構成であり、
前記リニアレール装置のレール部にスライド台を支持し、先端に前記検査プローブを備えた平行リンク装置を前記スライド台の先端に装着し、
前記走行装置は、前記円筒形本体に設けられた車輪ユニットで構成されていることを特徴とするタンク内部検査装置。
【請求項３】
固定装置と走行装置を備えており前記固定装置によってタンクの内面に固定され、前記走行装置によってタンクの内面を走行する円筒形本体と、前記円筒形本体に支持され検査プローブを操作すると共に電源喪失時には自由状態になる自在関節を有し前記円筒形本体と直線状態になる一対のマニピュレータアームと、ケーブルによって前記円筒形本体の基端につながり前記検査プローブの動作を制御する制御装置とを備えており、
前記円筒形本体の先端に第１の自在関節を介して基端側のマニピュレータアームを接続し、先端側のマニピュレータアームの先端に第２の自在関節を介して前記検査プローブを接続し、一対のマニピュレータアーム同士も第３の自在関節を介して接続され、前記円筒形本体に開閉自在に補助アームを支持し、前記補助アームは前記補助アームに備えた固定装置によって前記タンクの内面に固定される構成であり、
前記走行装置は、前記円筒形本体に設けられた車輪ユニットで構成されていることを特徴とするタンク内部検査装置。
【請求項４】
走行装置を備えており前記走行装置によってタンクの内面を走行する円筒形本体と、前記円筒形本体に支持され検査プローブを操作すると共に電源喪失時には自由状態になる自在関節を有し前記円筒形本体と直線状態になる固定アーム及び一対のマニピュレータアームと、ケーブルによって前記円筒形本体の基端につながり前記検査プローブの動作を制御する制御装置とを備えており、
前記円筒形本体の先端に第１の自在関節を介して前記固定アームの基端を接続し、前記固定アームは前記固定アームの両側に複数備えた固定装置によって前記タンクの内面に固定される構成であり、
前記固定アームの先端に第２の自在関節を介して基端側のマニピュレータアームを接続し、先端側のマニピュレータアームの先端に第３の自在関節を介して前記検査プローブを接続し、一対のマニピュレータアーム同士も第４の自在関節を介して接続され、
前記走行装置は、前記円筒形本体に設けられた車輪ユニットで構成されていることを特徴とするタンク内部検査装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記車輪ユニットは、駆動系を内蔵した車輪を有すると共に、前記車輪は操舵モータにより方向転換が行なわれると共に、前記車輪は前記円筒形本体に配置されるケーシングに前記ケーシングから一部が下方に露出した状態で収納されていることを特徴とするタンク内部検査装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
温度センサ及びヒータが内蔵されると共に断熱が施されると共に全ての電子部品が保持され、前記タンク外の温度コントローラによって作動温度内に維持される保温箱を備えたことを特徴とするタンク内部検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＮＧ等の低温タンクにおいて、供用中の内部検査に適用される検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＮＧ等の低温タンクの供用中の内部検査を行う検査装置が種々提案されている（例えば特開昭60-4699 号公報等）。図２５に基づいて従来の検査装置を説明する。図２５には従来のタンク内部検査装置の概略構成を示してある。
【０００３】
図示の内部検査装置は、タンク１の内壁を検査するセンサを備えた自走ロボット２と、この自走ロボット２を収納した密閉可能なケース３とによって構成されている。ケース３は下部バルブ４を介してタンク１と連結可能となっている。自走ロボット２としては、クローラ型の自走装置が用いられている。
【０００４】
この内部検査装置でタンク１内の検査を行う場合、ケース３をタンク１に連結し、その後タンク１内の例えば液化ガスを徐々にケース３内に供給する。次に、自走ロボット２を除冷した後タンク１内に自走ロボット２を入れ、遠隔操作によって自走ロボット２を走行させてタンク１の内壁を検査する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内部検査装置では、タンク１内の検査を行うに際して、下部バルブ４を介してケース３をタンク１に連結する必要があり、検査対象のタンクに下部バルブ４が不可欠であった。また、一旦ケース３内に液化ガスを供給し、自走ロボット２を徐冷してからタンク１内に自走ロボット２を入れる必要があり、準備に時間と労力を必要としていた。
【０００６】
低温タンクの供用中の内部検査を行う検査装置として、プール等で使用する水中検査装置を適用することも考えられる。しかし、プール等で使用する水中検査装置は、装置が大型のためＬＮＧ等の低温タンクのノズル部分からの搬出入ができない。また、水中検査装置は水中遊泳式なので停止精度が悪く、低温タンクの供用中の内部検査に適用することができない。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ＬＮＧ等の低温タンクに対する搬出入及び固定が容易に行えると共に、検査装置を遠隔から任意に走査させることができるタンク内部検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は、固定装置と走行装置を備えており前記固定装置によってタンクの内面に固定され、前記走行装置によってタンクの内面を走行する円筒形本体と、前記円筒形本体に支持され検査プローブを操作すると共に電源喪失時には自由状態になる自在関節を有し前記円筒形本体と直線状態になるアーム装置と、ケーブルによって前記円筒形本体側につながり前記検査プローブの動作を制御する制御装置とを備えており、装置本体は前記円筒形本体及び前記アーム装置からなり、前記円筒形本体は円筒状の縦アームと、第１の自在関節を介して前記縦アームに基端が接続された円筒状の横アームからなり、前記アーム装置は第２の自在関節を介して前記横アームの先端に接続された円筒状の直立アームと、一対のマニピュレータアームからなり、基端側のマニピュレータが第３の自在関節を介して直立アームの先端に接続され、先端側のマニピュレータアームの先端に第４の自在関節を介して検査プローブが接続され、一対のマニピュレータアーム同士も第５の自在関節を介して接続されており、前記ケーブルは前記縦アームの基端につながれており、前記縦アームと前記横アームとは前記関節を折り曲げてＬ字型を形成可能であり、前記走行装置は３つの車輪ユニットで構成され、且つ、これら３つの車輪ユニットは前記縦アームと前記横アームとがＬ字型になった時に３つの車輪ユニットを相互に結ぶ仮想線が三角形を形成するように前記縦アーム及び前記横アームに設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、固定装置と走行装置を備えており前記固定装置によってタンクの内面に固定され、前記走行装置によってタンクの内面を走行する円筒形本体と、前記円筒形本体に支持され検査プローブを操作すると共に電源喪失時には自由状態になる自在関節を有し前記円筒形本体と直線状態になるリニアレール装置と、ケーブルによって前記円筒形本体の先端と前記リニアレール装置のスライド台につながり前記検査プローブの動作を制御する制御装置とを備えており、前記リニアレール装置は前記円筒形本体の先端に自在関節を介して接続されており、前記リニアレール装置に設けられた固定装置によってタンクの内面に固定される構成であり、前記リニアレール装置のレール部にスライド台を支持し、先端に前記検査プローブを備えた平行リンク装置を前記スライド台の先端に装着し、前記走行装置は、前記円筒形本体に設けられた車輪ユニットで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、固定装置と走行装置を備えており前記固定装置によってタンクの内面に固定され、前記走行装置によってタンクの内面を走行する円筒形本体と、前記円筒形本体に支持され検査プローブを操作すると共に電源喪失時には自由状態になる自在関節を有し前記円筒形本体と直線状態になる一対のマニピュレータアームと、ケーブルによって前記円筒形本体の基端につながり前記検査プローブの動作を制御する制御装置とを備えており、前記円筒形本体の先端に第１の自在関節を介して基端側のマニピュレータアームを接続し、先端側のマニピュレータアームの先端に第２の自在関節を介して前記検査プローブを接続し、一対のマニピュレータアーム同士も第３の自在関節を介して接続され、前記円筒形本体に開閉自在に補助アームを支持し、前記補助アームは前記補助アームに備えた固定装置によって前記タンクの内面に固定される構成であり、前記走行装置は、前記円筒形本体に設けられた車輪ユニットで構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、走行装置を備えており前記走行装置によってタンクの内面を走行する円筒形本体と、前記円筒形本体に支持され検査プローブを操作すると共に電源喪失時には自由状態になる自在関節を有し前記円筒形本体と直線状態になる固定アーム及び一対のマニピュレータアームと、ケーブルによって前記円筒形本体の基端につながり前記検査プローブの動作を制御する制御装置とを備えており、前記円筒形本体の先端に第１の自在関節を介して前記固定アームの基端を接続し、前記固定アームは前記固定アームの両側に複数備えた固定装置によって前記タンクの内面に固定される構成であり、前記固定アームの先端に第２の自在関節を介して基端側のマニピュレータアームを接続し、先端側のマニピュレータアームの先端に第３の自在関節を介して前記検査プローブを接続し、一対のマニピュレータアーム同士も第４の自在関節を介して接続され、前記走行装置は、前記円筒形本体に設けられた車輪ユニットで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
そして、前記車輪ユニットは、駆動系を内蔵した車輪を有すると共に、前記車輪は操舵モータにより方向転換が行なわれると共に、前記車輪は前記円筒形本体に配置されるケーシングに前記ケーシングから一部が下方に露出した状態で収納されていることを特徴とする。
また、温度センサ及びヒータが内蔵されると共に断熱が施されると共に全ての電子部品が保持され、前記タンク外の温度コントローラによって作動温度内に維持される保温箱を備えたことを特徴とする。
【００１３】
円筒形本体とアーム装置とを直線状にすることにより、検査装置全体が細長い形状になり、タンクのノズル部からの搬出入が可能となる。タンク底面及び底面付近の側壁の被検査部位（溶接線）の検査パターンに従い、円筒形本体及びアーム装置を制御装置によってタンク外から操作し、検査プローブを走査させて必要なデータを得る。これにより、使用中のタンク内での検査を実施する。
【００１４】
また、タンク内の搬出入はタンク頂部のノズルからケーブルで吊るし、装置本体、マニピュレータアームの順に搬入し、また逆の手順で搬出する。Ｌ字型にした縦アームと横アームを床に対して３点支持することにより、マニピュレータ操作の反力を自重によるモーメントで対応する。Ｌ字型にした縦アームと横アームに操舵機構を有する車輪が内蔵されているため、直立アーム及びマニピュレータアームを折り畳むことにより安定な走行が行える。縦アーム及び横アーム及び直立アーム及びマニピュレータアームを直線状に伸ばすことにより、容易にタンク挿入口からの搬出入が行える。また、各関節は電源喪失時に自由状態になるので、異常時でも搬出入が容易に行える。
【００１５】
また、タンク内の搬出入はタンク頂部のノズルからケーブルで吊るし、装置本体、リニアレール装置の順に搬入し、また逆の手順で搬出する。タンク底板を検査する時は、溶接線上にリニアレール装置の中心線が一致する状態にして固定装置により固定し、平行リンク装置で検査プローブの位置決めを行った後にスライド台を移動して検査プローブを溶接線に沿って走査する。タンク側壁を検査する時は、フロートを引き上げてリニアレール装置を直立させ、溶接線上にリニアレール装置の中心線が一致する状態にして固定装置により固定すると共に、装置本体を固定装置によって底板に固定し、平行リンク装置で検査プローブの位置決めを行った後にスライド台を移動して検査プローブを溶接線に沿って走査する。
【００１６】
そして、タンク内の搬出入はタンク頂部のノズルからケーブルで吊るし、装置本体、マニピュレータアームの順に搬入し、また逆の手順で搬出する。タンク内の底板及び側壁の溶接線走査時は、補助アームを使って固定装置により本体を固定し、マニピュレータアームの作動によって検査プローブを溶接線に沿って走査する。
【００１７】
そして、タンク内の搬出入はタンク頂部のノズルからケーブルで吊るし、装置本体、マニピュレータアームの順に搬入し、また逆の手順で搬出する。タンクの底板を検査する時は、底板に対して固定アーム及び固定装置を使って本体を固定し、マニピュレータアームの作動によって検査プローブを溶接線に沿って走査する。タンクの側壁を検査する時は、側壁の下部に対して固定アーム及び固定装置を使って本体を固定すると共に、側壁の上部に対して関節を使って固定アームを直角に折り曲げ、固定装置で本体及び固定アームを固定し、マニピュレータアームの作動によって検査プローブを溶接線に沿って走査する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図１０に基づいて本発明の第１実施形態例に係るタンク内部検査装置である全関節式検査装置１１を説明する。図１には全関節式検査装置１１の全体構成、図２には車輪ユニットの斜視、図３には車輪ユニットの断面、図４には側壁反力に対する安定性の説明、図５には保温箱の概念を示してある。また、図６乃至図１０には全関節式検査装置１１の搬出入の説明を示してある。
【００１９】
図１に示すように、全関節式検査装置１１は、円筒形本体に相当する縦アーム１２及び横アーム１３と、アーム装置に相当する直立アーム１４及びマニピュレータアーム１５で構成され、それぞれ自在関節としての関節１６によって接続されている。縦アーム１２の両端及び横アーム１３の先端にはそれぞれ走行装置としての車輪ユニット１７が設けられ、マニピュレータアーム１５の先端には関節１６を介して検査プローブ１８が支持されている。また、横アーム１３にはタンク２１の内面に固定される固定装置２５が設けられている。関節１６は屈曲及び回転の２自由度を有し、自由な姿勢が得られると共に、電源喪失時には自由状態になる。
【００２０】
縦アーム１２、横アーム１３、直立アーム１４及びマニピュレータアーム１５で構成される装置本体１９は、使用時に、縦アーム１２及び横アーム１３が直角になるように（Ｌ字型を形成）関節１６が調整され、装置本体１９の重心が３つの車輪ユニット１７が形成する三角形内に存在する状態に各アームが調整されるようになっている。検査プローブ１８は、溶接線２３に予め設定された検査パターンに沿って直立アーム１４及びマニピュレータアーム１５の作動によって走査される。
【００２１】
縦アーム１２、横アーム１３、直立アーム１４及びマニピュレータアーム１５の操作用電源、操作信号線、検査信号線は複合ケーブル２０によってＬＮＧ等の低温タンク（タンク）２１の外にフロート２２を介して導かれる。フロート２２は複合ケーブル２０の重量を補償すると共に、装置本体１９の移動時における吊り下げに用いられるようになっている。また、装置本体１９で使用される全ての電子部品は縦アーム１２内の保温箱２３（詳細は後述する）に収納保持される。
【００２２】
図２、図３に基づいて車輪ユニット１７を詳細に説明する。図に示すように、ケーシング３１の上部には軸受３２を介して旋回軸３３が回転自在に支持され、旋回軸３３にはケーシング３１内に配される車輪受金物３４が取り付けられている。車輪受金物３４には車輪軸３５が固定され、車輪軸３５には軸受３６を介して球形車輪３７が回転自在に支持されている。
【００２３】
車輪軸３５には固定子３８が設けられると共に、球形車輪３７の内部には回転子３９が設けられ、駆動モータ４０が形成されている。旋回軸３３及び球形車輪３７とケーシング３１との間にはシール４１が施されている。車輪受金物３４の外周には環状ラック４２が設けられ、環状ラック４２には操舵モータ４３の小歯車４４が噛み合っている。駆動モータ４０の駆動により球形車輪３７が駆動回転すると共に、操舵モータ４３の駆動により旋回軸３３を中心に車輪受金物３４を介して球形車輪３７が操舵される。駆動モータ４０及び操舵モータ４３には図示しないブレーキが内蔵されている。
【００２４】
図４に示すように、タンク２１の側壁４６の検査を行う際、側壁４６に検査プローブ１８を接触させる必要があり、接触により反力ｆが発生する。マニピュレータアーム１５を含む全関節式検査装置１１の全重量Ｗで反力を支えるためにはａｆ＜ＬＷが条件となる。ただし、ａは検査プローブ１８の作用高さ、Ｌは縦アーム１２の後部の車輪ユニット１７から重心Ｐまでの距離である。全関節式検査装置１１の全重量Ｗは様々なケースについてａｆ＜ＬＷを満足するように設定される。
【００２５】
図５に基づいて保温箱２３を説明する。縦アーム１２内に設けられ全関節式検査装置１１の電子部品４７を収納する保温箱２３は、二重構造で真空室４８を備えて真空断熱が行われる。電子部品４７の温度を許容温度範囲に保つためヒータ４９及び温度センサ５０が備えられ、ヒータ４９及び温度センサ５０はタンク２１外の制御盤５１内の温度コントローラ５２に複合ケーブル２０によって接続されている。
【００２６】
図６に基づいて、全関節式検査装置１１をタンク２１の内部に搬出入する場合を説明する。図６に示すように、全関節式検査装置１１、即ち、縦アーム１２、横アーム１３、直立アーム１４及びマニピュレータアーム１５を直線状態に伸ばし、タンク２１のノズル５５を経由してフロート２２の吊り上げ及び吊り下げを行う。従って、縦アーム１２、横アーム１３、直立アーム１４、マニピュレータアーム１５、検査プローブ１８及びフロート２２の寸法はノズル５５の大きさにより制限される。
【００２７】
図７乃至図１０に基づいてタンク２１の底面５６へ全関節式検査装置１１が着底する手順を説明する。
【００２８】
図７に示すように、全関節式検査装置１１の各関節１６を０度にして縦アーム１２、横アーム１３、直立アーム１４及びマニピュレータアーム１５を直線状態にする。この状態で全関節式検査装置１１を複合ケーブル２０で吊り下げ、ノズル５５からタンク２１に搬入する。図８に示すように、全関節式検査装置１１を降下し、底面５６の近くになるとマニピュレータアーム１５を屈曲させる。
【００２９】
図９に示すように、全関節式検査装置１１が降下すると、横アーム１３と直立アーム１４を９０度屈曲させ、横アーム１３の車輪ユニット１７を底面５６に着底させる。図１０に示すように、全関節式検査装置１１を更に降下させ、各関節１６を調節して縦アーム１２、横アーム１３及び直立アーム１４の関係を図１に示した状態に調節する。複合ケーブル２０はたるませておく。これらの操作は図示しないカメラ装置を全関節式検査装置１１に装着するか、または、カメラ装置を個別に吊り下げて観察しながら行う。
【００３０】
Ｌ字型にした縦アーム１２と横アーム１３を底面５６に対して３点支持することにより、マニピュレータ操作の反力を自重によるモーメントで対応する。Ｌ字型にした縦アーム１２と横アーム１３には、操舵機構を有する球形車輪３７が内蔵されているため、直立アーム１４及びマニピュレータアーム１５を折り畳むことにより安定な走行が行える。縦アーム１２と横アーム１３を所定位置に走行させて固定し、マニピュレータアーム１５の動作によって検査プローブ１８を走査して所定の検査を行う。
【００３１】
所定の検査が終了した後、前述した着底動作と逆の手順によって全関節式検査装置１１をノズル５５からタンク２１の外に搬出する。各関節１６は電源喪失時に自由状態になるので、異常時でも搬出入が容易に行える。
【００３２】
このため、全関節式検査装置１１を用いることにより、タンク２１の上部に設けられたノズル５５からの搬出入が容易に行え、タンク２１内の所定位置に装置本体１９を確実に固定することができる。従って、ＬＮＧ等の低温タンクの供用中の検査に使用することが可能になる。
【００３３】
図１１、図１２に基づいて本発明の第２実施形態例に係るタンク内部検査装置であるリニヤレール式検査装置６１を説明する。図１１にはリニヤレール式検査装置６１の全体構成、図１２には検査状況説明を示してある。尚、前述した全関節式検査装置１１の構成部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００３４】
図１１に示すように、リニヤレール式検査装置６１は、円筒形本体６２と、リニヤレール装置６３と、平行リンク装置６４とにより構成されている。円筒形本体６２には複数（図示例では２個）の車輪ユニット１７及び固定装置２５が設けられ、タンク２１の底面５６を任意に走行、停止、固定することができる。リニヤレール式検査装置６１の電子部品は保温箱２３に収納されている。
【００３５】
円筒形本体６２の先端には関節１６を介してリニヤレール装置６３が接続されており、リニヤレール装置６３にはレール上を自走するスライド台６５が設けられている。また、リニヤレール装置６３にはタンク２１の内面に固定される固定装置２５が設けられ、スライド台６５には検査プローブ１８を備えた平行リンク装置６４が首振り自在に取り付けられている。
【００３６】
円筒形本体６２及びリニヤレール装置６３を操作する電源、操作信号、検査信号等はそれぞれ複合ケーブル２０にまとめられ、ケーブル重量補償用のフロート２２を介してタンク２１の外の制御盤に導かれる。円筒形本体６２は溶接線６６毎に定められた位置に移動し、検査パターンに従って検査プローブ１８を走査するようになっている。
【００３７】
リニヤレール式検査装置６１のタンク２１内への搬出入は、タンク２１の頂部のノズル５５から複合ケーブル２０で吊るし、フロート２２の浮力を利用して円筒形本体６２、リニヤレール装置６３の順に搬入する。搬出は逆の手順で行う。
【００３８】
図１２(a) に示すように、タンク２１の底面５６を検査する時は、溶接線６６上にリニヤレールの中心が一致するようにリニヤレール式検査装置６１を移動させて円筒形本体６２及びリニヤレール装置６３を底面５６に固定する。平行リンク装置６４で検査プローブ１８の位置決めを行った後、スライド台６５を移動して溶接線６６に沿って検査パターン６７に従って検査プローブ１８を走査する。
【００３９】
図１２(b),(c) に示すように、タンク２１の側壁４６を検査する時は、フロート２２を引き上げてリニヤレールを直立させ、溶接線６６上にリニヤレールの中心が一致するようにリニヤレール式検査装置６１を移動させて円筒形本体６２を底面５６に固定すると共にリニヤレール装置６３を壁面４６に固定する。平行リンク装置６４で検査プローブ１８の位置決めを行った後、スライド台６５を移動して溶接線６６に沿って検査パターン６８に従って検査プローブ１８を走査する（図１２(b) ）。また、平行リンク装置６４の首振り動とスライド台６５の移動を組み合わせて溶接線６６に沿って検査パターン６９に従って検査プローブ１８を走査する（図１２(c) ）。
【００４０】
このため、リニヤレール式検査装置６１を用いることにより、タンク２１の上部に設けられたノズル５５からの搬出入が容易に行え、タンク２１内の所定位置に円筒形本体６２及びリニヤレール装置６３をを確実に固定することができる。従って、ＬＮＧ等の低温タンクの供用中の検査に使用することが可能になる。
【００４１】
図１３、図１４に基づいて本発明の第３実施形態例に係るタンク内部検査装置であるロングアーム式検査装置７１を説明する。図１３にはロングアーム式検査装置７１の全体構成、図１４には検査状況説明を示してある。尚、前述した全関節式検査装置１１及びリニヤレール式検査装置６１の構成部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００４２】
図１３に示すように、ロングアーム式検査装置７１は、円筒形本体６２と、一対の補助アーム７２と、一対の長尺のマニピュレータアーム７８とにより構成されている。円筒形本体６２には複数（図示例では２個）の車輪ユニット１７及び固定装置２５が設けられ、一対の補助アーム７２が開閉自在に支持されている。補助アーム７２にはタンク２１の内面に固定される固定装置７３が設けられ、補助アーム７２は開いた状態で固定装置７３を作動させて円筒形本体６２の固定動作を助勢する。ロングアーム式検査装置７１の電子部品は保温箱２３に収納されている。
【００４３】
円筒形本体６２の先端には関節１６を介してマニピュレータアーム７８が接続されており、一対のマニピュレータアーム７８同士も関節１６を介して接続されている。マニピュレータアーム７８には関節１６を介して検査プローブ１８が接続され、円筒形本体６２の移動及び一対のマニピュレータアーム７８の動作により検査プローブ１８は任意の位置に位置決めされる。
【００４４】
円筒形本体６２及びマニピュレータアーム７８及び検査プローブ１８の電源、操作信号、検査信号等はそれぞれ複合ケーブル２０にまとめられ、ケーブル重量補償用のフロート２２を介してタンク２１の外の制御盤に導かれる。円筒形本体６２はタンク２１の底面５６を任意に走行、停止、固定され、各溶接線７４に定められた検査パターンに従って検査プローブ１８を走査するようになっている。
【００４５】
ロングアーム式検査装置７１のタンク２１内への搬出入は、円筒形本体６２及びマニピュレータアーム７８を直線状態にし、タンク２１の頂部のノズル５５から複合ケーブル２０で吊るし、フロート２２の浮力を利用して円筒形本体６２、マニピュレータアーム７８の順に搬入する。搬出は逆の手順で行う。
【００４６】
図１３に示すように、タンク２１内の溶接線７４を検査する時は、補助アーム７２を開いて固定装置２５及び固定装置７３により円筒形本体６２を底面５６に固定し、マニピュレータアーム７８の動作により検査プローブ１８を検査パターン７５，７６に従って走査する。図１４(a) が底面５６を走査している状態で、図１４(b) が側壁４６を走査している状態である。
【００４７】
このため、ロングアーム式検査装置７１を用いることにより、タンク２１の上部に設けられたノズル５５からの搬出入が容易に行え、タンク２１内の所定位置に円筒形本体６２を確実に固定して検査プローブ１８を所定状態に走査させることができる。従って、ＬＮＧ等の低温タンクの供用中の検査に使用することが可能になる。
【００４８】
図１５、図１６に基づいて本発明の第４実施形態例に係るタンク内部検査装置であるショートアーム式検査装置８１を説明する。図１５にはショートアーム式検査装置７１の全体構成、図１６には検査状況説明を示してある。尚、前述した全関節式検査装置１１及びリニヤレール式検査装置６１及びロングアーム式検査装置７１の構成部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００４９】
図１５に示すように、ショートアーム式検査装置８１は、円筒形本体６２と、固定アーム８２と、一対の比較的短いマニピュレータアーム８３とにより構成されている。円筒形本体６２には複数（図示例では２個）の車輪ユニット１７が設けられ、固定アーム８２にはタンク２１の内面に固定される固定装置８４が設けられている。ショートアーム式検査装置８１の電子部品は保温箱２３に収納されている。
【００５０】
円筒形本体６２の先端には関節１６を介して固定アーム８２が接続され、固定アーム８２の先端には関節１６を介して一対のマニピュレータアーム８３が接続されている。一対のマニピュレータアーム８３同士も関節１６を介して接続されており、マニピュレータアーム８３には関節１６を介して検査プローブ１８が接続されている。円筒形本体６２の移動及び固定アーム８２、一対のマニピュレータアーム８３の動作により検査プローブ１８は任意の位置に位置決めされる。
【００５１】
円筒形本体６２及びマニピュレータアーム８３及び検査プローブ１８の電源、操作信号、検査信号等はそれぞれ複合ケーブル２０にまとめられ、ケーブル重量補償用のフロート２２を介してタンク２１の外の制御盤に導かれる。円筒形本体６２はタンク２１の底面５６を任意に走行、停止し、円筒形本体６２及び固定アーム８２はタンク２１の内面に固定され、各溶接線８５に定められた検査パターンに従って検査プローブ１８を走査するようになっている。
【００５２】
ショートアーム式検査装置７１のタンク２１内への搬出入は、円筒形本体６２及び固定アーム８２及びマニピュレータアーム８３を直線状態にし、タンク２１の頂部のノズル５５から複合ケーブル２０で吊るし、フロート２２の浮力を利用して円筒形本体６２、固定アーム８２、マニピュレータアーム７８の順に搬入する。搬出は逆の手順で行う。
【００５３】
図１６(a),(b),(c) に示すように、タンク２１の底面５６の溶接線８５及び側壁４６の下部の溶接線８５を検査する時は、円筒形本体６２及び固定アーム８２を直線状態にし、固定アーム８２を固定装置８４によりタンク２１の底面５６に固定する。この状態で、マニピュレータアーム８３の動作により検査プローブ１８を検査パターン８６，８７，８８に従って走査する。
【００５４】
図１６(d) に示すように、タンク２１の側壁４６の上部の溶接線８５を検査する時は、円筒形本体６２と固定アーム８２を直角に折り曲げ、固定アーム８２を固定装置８４によりタンク２１の側壁４６に固定する。この状態で、マニピュレータアーム８３の動作により検査プローブ１８を検査パターン８９に従って走査する。
【００５５】
このため、ショートアーム式検査装置８１を用いることにより、タンク２１の上部に設けられたノズル５５からの搬出入が容易に行え、タンク２１内の所定位置に円筒形本体６２及び固定装置８４を確実に固定して検査プローブ１８を所定状態に走査させることができる。従って、ＬＮＧ等の低温タンクの供用中の検査に使用することが可能になる。
【００５６】
上述した全関節式検査装置１１及びリニヤレール式検査装置６１及びロングアーム式検査装置７１及びショートアーム式検査装置８１は、それぞれの関節１６の部位の操作により直線状態にすることが可能であるので、比較的狭いタンク２１の上部のノズル５５からの搬出入が可能である。また、装置本体１９もしくは円筒形本体６２と各マニピュレータが関節１６によって接続されているため、検査プローブ１８の位置決めが容易で、且つ、円筒形本体６２の固定位置からの走査パターンの追従走査が確実に実施できる。
【００５７】
タンク２１内にマーキングを行う機能をリニヤレール式検査装置６１に付加した実施形態例を図１７乃至図２０に基づいて説明する。図１７にはマーキング機能を付加したリニヤレール式検査装置６１の全体構成、図１８には側壁にマーキングを行っている際の全体構成、図１９、図２０にはマーキングの動作説明を示してある。尚、マーキングを行う機能は、全関節式検査装置１１及びロングアーム式検査装置７１及びショートアーム式検査装置８１のいずれにも付加することができる。
【００５８】
図１７、図１８に示すように、リニヤレール式検査装置６１の円筒形本体６２には関節９１を介してポスト９２の基端が設けられ、ポスト９２の先端には関節93a,93b を介してモニタカメラ９４が設けられている。スライド台６５が支持されるスライドレール９５の両端には開閉式のゲージ棒９６がそれぞれ設けられ、平行リンク装置６４にはマーキング装置９７及びマーク検出センサ９８が設けられている。タンク２１への搬出入時は、ポスト９２、ゲージ棒９６及び平行リンク装置６４を軸方向に折り畳んで嵩を小さくする。
【００５９】
スライドレール９５の中心線が溶接線６６に一致するように、モニタカメラ９４で監視しながら車輪ユニット１７により円筒形本体６２を移動させる。タンク２１の内壁の所定の位置に固定装置２５により円筒形本体６２及びスライドレール９５を固定し、マーキング及び検査を行う。
【００６０】
図１７は円筒形本体６２とスライドレール９５を直線状態にしてタンク２１の底面５６に固定した状態で、底面５６にマーキングを施す場合を示してある。図１８は円筒形本体６２とスライドレール９５を直角に折り曲げ、円筒形本体６２をタンク２１の底面５６に固定すると共に、スライドレール９５をタンク２１の側壁４６に固定した状態で、側壁４６にマーキングを施す場合を示してある。いずれの場合も、ポスト９２を適宜傾け、関節93a,93b を操作してモニタカメラ９４を観察し易い位置に調節する。
【００６１】
図１９に基づいてマーキングを施す手順を説明する。図１９(a) に示すように、モニタカメラ９４で監視しながらスライドレール９５の中心線が溶接線６６に一致するように円筒形本体６２を移動させ、円筒形本体６２及びスライドレール９５をタンク２１の内面に固定する。ゲージ棒９６を展開し、マーキング装置９７が基端側のゲージ棒96a の先端に一致するようにスライド台６５及び平行リンク装置６４を操作する。
【００６２】
マーキング装置９７により基端側のゲージ棒96a の位置にマーキングM1を施し（図１９(a) 中実線で示す）、次に、先端側のゲージ棒96b の位置にマーキング装置９７を合わせてマーキングM2を施す（図１９(a) 中点線で示す）。固定装置２５を解除して円筒形本体６２を移動させ、図１９(b) に示すように、基端側のゲージ棒96a をマーキングM2に合わせ、先端側のゲージ棒96b の位置でマーキングM3を行い、順次同じ要領で円筒形本体６２を移動させる。マーキングＭの間隔LM（図１７参照）はゲージ棒96a,96b の間隔で決められる。図１８の場合も同じ手順でマーキングを行う。
【００６３】
図２０に基づいて位置決め及び検査の手順を説明する。マーキングM1とマーキングM2との間で検査を行うものとする。モニタカメラ９４で監視しながらスライドレール９５の中心線が溶接線６６に一致するように円筒形本体６２を移動させ、円筒形本体６２及びスライドレール９５をタンク２１の内面に固定する。スライド台６５及び平行リンク装置６４を操作し、マーク検出センサ９８でマーキングM1を検出する。
【００６４】
マーキングM1を検出した後平行リンク装置６４を固定し、スライド台６５を移動しながら検査プローブ１８で走査して検査を行う。走査パターン９９は、例えば図１７に示すようになっている。走査パターンによっては、図示しない制御装置のプログラムによって走査パターンに対応するようにスライド台６５の移動及び平行リンク装置６４の動作が制御される。
【００６５】
上述したマーキングの機能にマーク番号やプレート番号等を付加すれば、リニヤレール式検査装置６１の位置はモニタカメラ９４によって容易に判定することができる。また、上述したマーキング機能では、タンク２１の内面に直接マーキングを施すため、マーキングの場所は任意で恒久的であり、再現性に優れたものとなる。また、機構が極めて簡単である。
【００６６】
タンク２１内で位置決めを行う位置決め機能をリニヤレール式検査装置６１に付加した実施形態例を図２１乃至図２４に基づいて説明する。図２１には第１の位置決め機能を備えたリニヤレール式検査装置６１の要部構成、図２２には位置及び方向設定の説明、図２３には第２の位置決め機能を備えたリニヤレール式検査装置６１の要部構成、図２４には第３の位置決め機能を備えたリニヤレール式検査装置６１の要部構成を示してある。尚、位置決めを行う位置決め機能は、全関節式検査装置１１及びロングアーム式検査装置７１及びショートアーム式検査装置８１のいずれにも付加することができる。
【００６７】
図２１に示すように、リニヤレール式検査装置６１の円筒形本体６２にはレーザ装置101 が設けられ、レーザ装置101 はスライド装置102 によって円筒形本体６２に設けられた溝103 内を矢印方向に往復移動自在となっている。また、レーザ装置101 は軸回りに矢印方向に回転可能となっている。タンク２１の底面５６には中心に対して略等間隔に目標塔（パイロン）104 が設置されている。パイロン104 はレーザ光を効率良く反射する物質で製作され、磁石または自重でタンク２１の底面５６に固定されるようになっている。
【００６８】
リニヤレール式検査装置６１に最も近い位置にあるパイロン104a,104b に、Ａ点におけるレーザ装置101 を向けて距離L1,L2 を求め、レーザ装置101 をＢ点に移動させて距離L1a,L2a を求める。パイロン104a,104b 間の距離L3が既知であれば、距離L1,L2,L3及び距離L1a,L2a により三角測量の原理によりＡ点、Ｂ点の位置がパイロン104a,104b を基準に求められる。即ち、リニヤレール式検査装置６１の位置と方向が求められる。
【００６９】
三角測量の求め方は、次の通りである。図２２において位置（ｘ，ｙ）及び方向θを求める。位置（ｘ，ｙ）及び方向θを求めるにあたり、まず、Ａ点（x1, y1）とＢ点（x2, y2）を求め、以下の式に従う。
ｘ＝（x1＋x2）／２
ｙ＝（y1＋y2）／２
θ＝tan -1｛（y1−y2）／（x1−x2）｝
【００７０】
Ａ点（x1, y1）は、パイロン104a,104b の位置（ｘa,ｙa ），（ｘb,ｙb ）が既知であるため、次の二元連立方程式で求まる。
【数１】
0004119496.tif 000002
この時、Ａ点x1, y1は解を２個有するが、遠隔にて操作するのでその度毎に判断する。同様にしてＢ点x2, y2を求める。このようにして、リニヤレール式検査装置６１の位置と方向を求めることができる。
【００７１】
図２３に基づいて第２の位置決め機能を備えたリニヤレール式検査装置６１を説明する。図に示すように、タンク２１の底面５６には回転アーム111 が回転自在に配置され、回転アーム111 の本体は磁石または自重により底面５６に固定される。回転アーム111 はアームの長さＲを半径として先端の駆動輪112 の駆動により回転する。回転アーム111 の先端にはレーザ装置113 が設けられ、レーザ装置113 は軸を中心に回転する。
【００７２】
一方、リニヤレール式検査装置６１の円筒形本体６２には旋回アーム114 が旋回自在に設けられ、旋回アーム114 の先端にはコーナレフレクタ115 が軸を中心に回転自在に設けられている。コーナレフレクタ115 はレーザ装置113 からのレーザ光を反射させ、旋回アーム114 が開いていないＡ点及び旋回アーム114 が９０度開いたＢ点からレーザ装置113 までの距離L1,L2 を計測する。
【００７３】
第２の位置決め機能では、円筒形本体６２の旋回アーム114 とコーナレフレクタ115 を操作してＡ点にコーナレフレクタ115 を設置する。回転アーム111 を操作し、先端のレーザ装置113 でコーナレフレクタ115 までの距離L1を測定する。同様に、Ｂ点にコーナレフレクタ115 を設置すると共にコーナレフレクタ115 までの距離L2を測定する。次に、回転アーム111 を回転してレーザ装置113 を180 度回転させ、コーナレフレクタ115 までの距離L2a を測定する。また、前述同様にＡ点にコーナレフレクタ115 を設置し、コーナレフレクタ115 までの距離L1a を測定する。測定した距離（L1，L2）及び距離（L1a ,L2a）により前述と同様にリニヤレール式検査装置６１の位置と方向を求めることができる。
【００７４】
図２４に基づいて第３の位置決め機能を備えたリニヤレール式検査装置６１を説明する。図に示すように、タンク２１の底面５６にはレーザ装置121 と２個の反射鏡装置122 が設置され、レーザ装置121 と２個の反射鏡装置122 はそれぞれ適宜間隔で配設されている。レーザ装置121 及び反射鏡装置122 は磁石または自重により底面56に固定され、それぞれ回転機構を有して軸を中心に回転自在となっている。
【００７５】
一方、リニヤレール式検査装置６１の円筒形本体６２には、第２の位置決め機構と同様に、９０度旋回自在な旋回アーム114 が設けられ、旋回アーム114 の先端にはコーナレフレクタ115 が軸を中心に回転自在に設けられている。コーナレフレクタ115 は反射鏡装置122 の調節によるレーザ装置121 からのレーザ光を反射させ、各反射鏡装置122 からの距離をＡ点（旋回アーム114 が開いていない点）及びＢ点（旋回アーム114 が９０度開いた点）から計測する。
【００７６】
第３の位置決め機能では、レーザ装置121 と２個の反射鏡装置122 をタンク２１の底面５６に設置し、リニヤレール式検査装置６１の円筒形本体６２のコーナレフレクタ115 をＡ点に設定する。反射鏡装置122 を調節してレーザ装置121 からのレーザ光を反射させ、Ａ点における反射鏡装置122 からの距離L1，L2を測定する。次に、コーナレフレクタ115 をＢ点に設定し、反射鏡装置122 を調節してレーザ装置121 からのレーザ光を反射させ、Ｂ点における反射鏡装置122 からの距離L1a ,L2aを測定する。測定した距離（L1，L2）及び距離（L1a ,L2a）により前述と同様にリニヤレール式検査装置６１の位置と方向を求めることができる。
【００７７】
第１乃至第３の位置決め機能では、電源、信号等はそれぞれ複合ケーブル２０によってタンク２１の外の制御盤（図示省略）に導かれ、必要機器の遠隔操作やデータ解析、位置・方向の記録が行われる。
【００７８】
上述した位置決め機能によると、三角測量の原理でリニヤレール式検査装置６１の位置と方向を遠隔で求めることができる。このため、位置決め機能をタンク内部検査装置に付加することにより、供用中のタンク２１内の検査を適切に実施することが可能になる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明のタンク内部検査装置は、関節部分の操作により直線的な形状にすることができ、比較的狭いタンクのノズル部からの搬出入が可能となる。また、円筒形本体及びマニピュレータアーム共関節で接続されているので、検査プローブの位置決めが容易で、且つ、円筒形本体の固定位置からの検査パターンの追従走査が確実に実施できる。この結果、ＬＮＧ等の低温タンクに対する検査装置の搬出入及び固定が容易に行えると共に、検査装置を遠隔から任意に走査させることができ、供用中の内部検査が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】全関節式検査装置１１の全体構成図。
【図２】車輪ユニットの斜視図。
【図３】車輪ユニットの断面図。
【図４】側壁反力に対する安定性の説明図。
【図５】保温箱の概念図。
【図６】全関節式検査装置１１の搬出入の説明図。
【図７】全関節式検査装置１１の搬出入の説明図。
【図８】全関節式検査装置１１の搬出入の説明図。
【図９】全関節式検査装置１１の搬出入の説明図。
【図１０】全関節式検査装置１１の搬出入の説明図。
【図１１】リニヤレール式検査装置６１の全体構成図。
【図１２】検査状況説明図。
【図１３】ロングアーム式検査装置７１の全体構成図。
【図１４】検査状況説明図。
【図１５】ショートアーム式検査装置７１の全体構成図。
【図１６】検査状況説明図。
【図１７】マーキング機能を付加したリニヤレール式検査装置６１の全体構成図。
【図１８】側壁にマーキングを行っている際の全体構成図。
【図１９】マーキングの動作説明図。
【図２０】マーキングの動作説明図。
【図２１】第１の位置決め機能を備えたリニヤレール式検査装置６１の要部構成図。
【図２２】位置及び方向設定の説明図。
【図２３】第２の位置決め機能を備えたリニヤレール式検査装置６１の要部構成図。
【図２４】第３の位置決め機能を備えたリニヤレール式検査装置６１の要部構成図。
【図２５】従来のタンク内部検査装置の概略構成図。
【符号の説明】
１１  全関節式検査装置
１２  縦アーム
１３  横アーム
１４  直立アーム
１５  マニピュレータアーム
１６  関節
１７  車輪ユニット
１８  検査プローブ
１９  装置本体
２０  複合ケーブル
２１  タンク
２２  フロート
２３  保温箱
２５  固定装置
３１  ケーシング
３３  旋回軸
３５  車輪軸
３７  球形車輪
４０  駆動モータ
４３  操舵モータ
４７  電子部品
４８  真空室
４９  ヒータ
５０  温度センサ
５２  温度コントローラ
５５  ノズル
５６  底面
６１  リニヤレール式検査装置
６２  円筒形本体
６３  リニヤレール装置
６４  平行リンク装置
６５  スライド台
７１  ロングアーム式検査装置
７２  補助アーム
７３  固定装置
７８  マニピュレータアーム
８１  ショートアーム式検査装置
８２  固定アーム
８３  マニピュレータアーム
８４  固定装置
【図１】
0004119496.tif 000003
【図２】
0004119496.tif 000004
【図３】
0004119496.tif 000005
【図４】
0004119496.tif 000006
【図５】
0004119496.tif 000007
【図６】
0004119496.tif 000008
【図７】
0004119496.tif 000009
【図８】
0004119496.tif 000010
【図９】
0004119496.tif 000011
【図１０】
0004119496.tif 000012
【図１１】
0004119496.tif 000013
【図１２】
0004119496.tif 000014
【図１３】
0004119496.tif 000015
【図１４】
0004119496.tif 000016
【図１５】
0004119496.tif 000017
【図１６】
0004119496.tif 000018
【図１７】
0004119496.tif 000019
【図１８】
0004119496.tif 000020
【図１９】
0004119496.tif 000021
【図２０】
0004119496.tif 000022
【図２１】
0004119496.tif 000023
【図２２】
0004119496.tif 000024
【図２３】
0004119496.tif 000025
【図２４】
0004119496.tif 000026
【図２５】
0004119496.tif 000027