特許 6169967 配管内移動システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6169967

(24)【登録日】2017年7月7日

(45)【発行日】2017年7月26日

(54)【発明の名称】配管内移動システム

(51)【国際特許分類】

   B61B 13/10 20060101AFI20170713BHJP

   G01N 21/954 20060101ALN20170713BHJP

【ＦＩ】

   B61B13/10

   !G01N21/954 A

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-270719(P2013-270719)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2015-123908(P2015-123908A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102864

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 実

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】岩佐 直樹

(72)【発明者】

【氏名】阿部 晋太郎

(72)【発明者】

【氏名】荒川 宜彬

(72)【発明者】

【氏名】野間 彰

【審査官】 前原 義明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−３２４０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３２７６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２７２９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２０１５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４８６２８０８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６１Ｂ １３／１０

Ｇ０１Ｎ ２１／９５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いにケーブルで接続された複数の車両を具備する配管内移動システムであって、
前記複数の車両の各々は、配管内の経路を進行方向に向かって移動するための駆動力を生成する駆動部を具備し、
更に、前記複数の車両のうちの少なくとも一つに異常が発生したことを検出する検出部と、
前記異常が検出されたとき、前記複数の車両のうちの少なくとも一組の隣接する２台の車両の距離が小さくなるように、前記隣接する２台の車両のうちの少なくとも一方の前記駆動部を制御する異常時制御を行う制御部と
を具備する配管内移動システム。

【請求項2】

請求項１に記載された配管内移動システムであって、
前記制御部は、前記異常が検出されていないとき、前記複数の車両が互いに同じ速度で移動する正常時制御を行うための指令信号を前記複数の車両の各々の前記駆動部に送信し、
前記制御部は、前記異常時制御を行っているときに前記異常が解消されたことを前記検出部が検出したとき、前記正常時制御に復旧する
配管内移動システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載された配管内移動システムであって、
前記検出部は、前記ケーブルの張力が所定値を超えたときに、前記異常が発生したことを検出する
配管内移動システム。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載された配管内移動システムであって、
前記検出部は、前記複数の車両のうちのいずれかの前記駆動部が前記駆動力を生成するために消費する電力が所定値を超えたときに、前記異常が発生したことを検出する
配管内移動システム。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載された配管内移動システムであって、
前記検出部は、前記複数の車両のうちのいずれかの前記駆動部の駆動輪の回転数が所定値を下回ったとき、前記異常が発生したことを検出する
配管内移動システム。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載された配管内移動システムであって、
前記制御部は、前記進行方向の後方側から順に、前記複数の車両のうちの前記隣接する２台の車両の距離が小さくなるように、前記異常時制御を行う
配管内移動システム。

【請求項7】

互いにケーブルで接続された複数の車両を具備する配管内移動システムの制御方法であって、
前記複数の車両の各々は、配管内の経路を進行方向に向かって移動するための駆動力を生成する駆動部を具備し、
前記複数の車両のうちの少なくとも一つに異常が発生したことを検出する工程と、
前記異常が検出されたとき、前記複数の車両のうちの少なくとも一組の隣接する２台の車両の距離が小さくなるように、前記２台の車両のうちの少なくとも一方の前記駆動部を制御する異常時制御を行う工程と
を具備する配管内移動システムの制御方法。

【請求項8】

互いにケーブルで接続された複数の車両を具備する配管内移動システムの制御用プログラムであって、
前記複数の車両の各々は、配管内の経路を進行方向に向かって移動するための駆動力を生成する駆動部を具備し、
前記複数の車両のうちの少なくとも一つに異常が発生したことを検出する工程と、
前記異常が検出されたとき、前記複数の車両のうちの少なくとも一組の隣接する２台の車両の距離が小さくなるように、前記２台の車両のうちの少なくとも一方の前記駆動部を制御する異常時制御を行う工程と
をコンピュータに実行させるための制御用プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配管内を自走して検査等を行う装置に関する。

【背景技術】

【0002】

配管内の経路を自力で移動して配管内での検査や作業を行う配管内移動装置（配管内移動ロボット，ｐｉｐｅ ｃｒａｗｌｅｒ，ｐｉｐｅ ｅｘｐｌｏｒｅｒ等と呼ばれる）が知られている。このような装置は、屈曲した箇所（ベンド部）を有する配管内を走行できるように、例えばフレキシブルジョイントによって互いに連結された複数のセグメントを有する。このような構成を有する装置は、配管のベンド部を通過する際に、フレキシブルジョイントが屈曲することによりベンド部に沿った形状に変形し、ベンド部を通過することができる。

【0003】

そのような配管内移動装置の一例として、図１に、特許文献１に記載された技術を示す。探査機は、カメラヘッドユニット１０２、カメラヘッドジョイント１１０、駆動車ユニット１０３、ギアドモータユニット１０４、駆動車ユニット１０３、ケーブルジョイント１１１よりなり、それらは屈曲自在なフレキシブルジョイント１０６、１０７で連結されている。ケーブルジョイント１１１にはケーブル１１２が接続されて、地上のケーブルドラム１１５を経てコントローラ１１６に接続している。コントローラ１１６は、さらに空気圧供給用のコンプレッサ１１７、パーソナルコンピュータ１２０及び電源１１８に接続されている。配管内に挿入された探査機は、駆動車ユニット１０３の働きで配管内を進行する。この技術では、探査機がベンド部等で引っ掛かったとき、車輪押圧用の空気を減圧して駆動車ユニットを縮径することにより、引っ掛かりを脱することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−２７２９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

配管内移動装置の後部には、ケーブルが取り付けられる。図１の例では、探査機の後部にケーブル１１２が取り付けられている。こうしたケーブルの内部には、電力線や信号線が配置される。このケーブルを介して、配管内移動装置と配管外部のコントローラ等の装置との間で、電力の供給や情報の送受信が行われる。

【0006】

このような配管移動装置が屈曲した配管の内部を走行するとき、ケーブル１３３によって摩擦抵抗が発生することがある。図２は、そのような摩擦抵抗を説明するための配管１３０の断面図である。配管１３０は、ベンド部１３１を有する。図２の例では、ベンド部１３１において配管１３０がＵ字型に屈曲している。

【0007】

車両１３２は、図２の右下側から配管１３０に導入され、上向きに走行する。車両１３２は、ベンド部１３１に達すると、ベンド部１３１に沿って図２の反時計回りに曲がり、左側の部分に達して下向きに走行する。車両１３２の後方のケーブル１３３は、車両１３２に牽引されて次第に配管１３０の奥の方に導入され、導入口から見てベンド部１３１の反対側にまで導入される。

【0008】

ケーブル１３３は、車両１３２によって牽引されることにより、ベンド部１３１のカーブの内周側の配管１３０の壁面に接触した状態で引き摺られる場合がある。このような場合、ケーブル１３３と配管１３０の接触箇所（図２の摩擦部１３４）において摩擦抵抗が発生する。以後、このような現象を、巻きつき（ｗｉｎｄｉｎｇ ａｒｏｕｎｄ，ｓｔｉｃｋ）と呼ぶ。このようなベンド部１３１における巻きつきが発生すると、摩擦抵抗により、車両１３２の走行が妨げられる可能性がある。

【0009】

特に、車両１３２を配管１３０の深い箇所まで導入すると、多くのベンド部１３１を通過することが必要な場合がある。そのような場合、多数の摩擦部１３４が発生して摩擦抵抗が増大し、車両１３２の走行の妨げとなる場合がある。

【0010】

ベンド部におけるケーブル巻きつきの影響を緩和する技術が望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一側面において、配管内移動システムは、互いにケーブルで接続された複数の車両を備える。複数の車両の各々は、配管内の経路を進行方向に向かって移動するための駆動力を生成する駆動部を備える。配管内移動システムは更に、複数の車両のうちの少なくとも一つに異常が発生したことを検出する検出部と、異常が検出されたとき、複数の車両のうちの少なくとも一組の隣接する２台の車両の距離が小さくなるように、２台の車両のうちの少なくとも一方の駆動部を制御する異常時制御を行う制御部とを備える。

【0012】

本発明の他の側面において、制御方法は、互いにケーブルで接続された複数の車両を具備する配管内移動システムの制御方法である。複数の車両の各々は、配管内の経路を進行方向に向かって移動するための駆動力を生成する駆動部を備える。制御方法は更に、複数の車両のうちの少なくとも一つに異常が発生したことを検出する工程と、異常が検出されたとき、複数の車両のうちの少なくとも一組の隣接する２台の車両の距離が小さくなるように、２台の車両のうちの少なくとも一方の駆動部を制御する異常時制御を行う工程とを備える。

【0013】

本発明の更に他の側面において、制御用プログラムは、互いにケーブルで接続された複数の車両を具備する配管内移動システムの制御用プログラムである。複数の車両の各々は、配管内の経路を進行方向に向かって移動するための駆動力を生成する駆動部を備える。制御用プログラムは、複数の車両のうちの少なくとも一つに異常が発生したことを検出する工程と、異常が検出されたとき、複数の車両のうちの少なくとも一組の隣接する２台の車両の距離が小さくなるように、２台の車両のうちの少なくとも一方の駆動部を制御する異常時制御を行う工程とをコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0014】

本発明により、ベンド部におけるケーブル巻きつきの影響の緩和を可能とする技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、参考技術における配管の探査器を示す。

【図2】図２は、ベンド部における摩擦抵抗を説明するための図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態に係る配管内移動システムを示す。

【図4】図４は、配管内移動システムの進行方向から見た断面図である。

【図5】図５は、車両の構成を示す。

【図6】図６は、配管内に導入された車両群を示す。

【図7】図７は、巻きつきの説明図である。

【図8】図８は、巻きつきの解消の説明図である。

【図9】図９は、異常時制御の動作を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、配管内に導入された車両群を示す。

【図11】図１１は、異常時制御の動作を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、異常時制御の動作を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、蠕動運動の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図３は、本発明の一実施形態における配管内移動システムの構成を示す。配管内移動システムは、車両群１と、車両群１の後部に接続されるケーブル３（３−３）を巻き取って収納するケーブルドラム４と、ケーブル３に接続された電流計７及びコントローラ５と、コントローラ５に接続されたコンピュータ６（例示：パーソナルコンピュータ）とを備える。

【0017】

車両群１は、２台以上の車両２（２−ｉ：ｉは先頭側から数えた車両の順序を示す整数）を備える。図３の例では、車両群１は先頭側から順に３台の車両２−１、２−２、２−３を備える。複数の車両２は一列に並び、隣接する２台の車両はケーブル３（３−ｉ：ｉは整数であり、車両２−ｉの後方側に接続されるケーブル３がケーブル３−ｉで示される）で接続される。図３の例では、１番目の車両２−１と２番目の車両２−２がケーブル３−１で接続され、２番目の車両２−２と３番目の車両２−３がケーブル３−２で接続される。３番目の車両２−３は車両群１の最後尾の車両２であり、その後方側は、ケーブル３−３を介して、配管の外部に配置されるコントローラ５に接続される。ケーブル３の内部には、各車両２に電力を供給するための電力線と、各車両２とコントローラ５との間で情報通信を行うための信号線とが設けられる。

【0018】

車両２には、カメラ等の配管１０の内部で観測・検査を行う装置や、配管１０の内部で不要物の除去や物体の採取を行うアクチュエータなどの各種作業を行う装置を搭載することができる。このような観測・検査・作業用の装置は、先頭の車両２−１のみに搭載してもよいし、複数の車両２の各々に搭載してもよい。このような装置の操作は、コントローラ５からケーブル３の信号線を介して送信される指令信号によって実行することができる。

【0019】

図４は、配管１０と、配管１０の内部に導入された車両２を進行方向から見た断面図を示す。車両２は、配管１０の延長方向に自在に進行できる駆動機構を有する。図４の例では、車両２は配管１０の内周よりも小さい断面形状を有する車両本体８と、車両本体８の進行方向に対して垂直な面内で放射状に配置されて車両本体８に取り付けられた３個の車輪９とを備える。この３個の車輪９を配管１０の内壁に所定範囲の圧力で押し付けながら、車輪９を回転することにより、車両２を配管１０の延長方向に移動することができる。

【0020】

図５は、車両２の構成を示す。車両２は、車両本体８と、車輪９を備える。車両２にはケーブル３が取り付けられる。図５に例示されているのは、図３における先頭の車両２−１以外の中間車両２−２又は最後尾車両２−３であり、前方側と後方側にそれぞれケーブル３が取り付けられる。車両２は更に、自車両の後方側に接続されたケーブル３に対応して張力センサ１４が取り付けられる。張力センサ１４は、ケーブル３に掛かる張力を検出し、その検出値を示す検出信号をケーブル３を介してコントローラ５に出力する。

【0021】

車両２は、モータ１２を備える。モータ１２と車輪９により、車両２を配管１０の内部の経路に沿って前後方向に移動するための駆動部ＤＲが形成される。モータ１２は、ケーブル３の電力線から供給される電力によってトルクを発生する。そのトルクにより、車輪９のうちの少なくとも一つである駆動輪が回転する。

【0022】

モータ１２に、エンコーダ１３が取り付けられる。エンコーダ１３は、モータ１２の毎秒の回転数を検出し、その検出値を示す検出信号をケーブル３を介してコントローラ５に出力する。エンコーダ１３に替えて、モータ１２の回転速度を示す電圧を生成するタコジェネレータを用いてもよい。あるいはエンコーダ１３に替えて、駆動輪である車輪９にエンコーダ１５を取り付け、車輪９の回転数を検出してもよい。

【0023】

図６は、以上に説明した構成を有する車両群１が配管１０の内部に導入された状態を示す。車両群１は、図の右上側から導入される。車両群１が走行することにより、先頭の車両２−１は３か所のベンド部２０−１、２０−２、２０−３を越え、それらよりも奥の位置に到達している。ベンド部２０−１とベンド部２０−２の間に２番目の車両２−２が導入される。ベンド部２０−２とベンド部２０−３の間に３番目の車両２−３が導入される。ベンド部２０−３よりも入り口側に、４番目の車両２−２が導入される。

【0024】

このような車両群１において、各ベンド部２０−１、２０−２、２０−３でケーブル３が配管１０の内壁に接触したとする。仮に、車両群１の走行機構がケーブル３の先端付近にのみ存在すると、その走行機構は、配管１０の内部のすべてのベンド部２０の摩擦力の合計を上回る力でケーブル３を牽引しなければならない。このような牽引は、配管１０が多数のベンド部２０を有している場合には困難となる。

【0025】

本実施形態においては、以下の理由により、上記の困難を緩和することができる。本実施形態における車両群１は、複数の車両２によってケーブル３を延長方向に複数個所で分散的に牽引する。そのため、例えば先頭の車両２−１は、全体のケーブル３の一部であるケーブル３−１のみを牽引すれば良い。図６の例では、車両２−１は、１か所のベンド部２０−１における摩擦力を上回る駆動力を有せばよい。同様に、車両２−２、２−３は、それぞれその後方側のケーブル３−２、３−３のみを牽引すればよく、１か所のベンド部２０−３における摩擦力を上回る駆動力を有せばよい。

【0026】

以上、説明したように、本実施形態では、ケーブル３全体を牽引する力が、複数個所に配置された車両２によって分散的に与えられる。すなわちケーブル３とベンド部２０の間の摩擦抵抗力は、複数の車両２に分散して掛けられる。そのため、多数のベンド部２０を通過する場合でも、特定の車両２に過剰な負荷が掛かることが避けられる。その結果、複数の車両２を用いることにより、多数のベンド部２０を有する配管１０であっても、深い位置にまで車両２を到達させることができる。

【0027】

次に、巻きつきの検出について説明する。各車両２は、自車両２の走行に関する検出信号を常にコントローラ５に送信している。具体的には、張力センサ１４が検出する各ケーブル３の張力と、エンコーダ１３又は１５が検出する回転数とがコントローラ５に送信される。コントローラ５は、これらの検出信号に基づいて、車両２の移動が正常に行われているか、異常であるか（巻きつきが発生したか）を判定する。車両２の移動が正常に行われている場合には正常時制御を実行し、複数の車両２のうちの少なくとも一つに異常が発生した場合、巻きつきが発生したと判定し、異常時制御を実行する。このような正常時制御や異常時制御は、コントローラ５又はコンピュータ６のＣＰＵが、予めハードディスク等の非遷移的（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）な記憶装置に格納された制御用プログラムを読み出し、そのプログラムに記述された手順を実行することによって実現される。

【0028】

図７は、配管１０に導入した車両群１を示す。図７の例では、車両２−１を先頭とする車両群１が、逆さＵ字型に描かれた配管１０に右下側から導入されている。コントローラ５は、正常時制御において、複数の車両２−１、２−２が互いに同じ速度で配管１０の内部を前方に走行するように指令信号を各車両２の駆動部ＤＲに送信する。図７では、車両２−１は配管１０のベンド部２０を通過してその向こう側を走行し、車両２−２は、配管１０のベンド部２０の手前側を走行している。

【0029】

車両２−１がベンド部２０を通過すると、その車両２−１の後方のケーブル３−１は、図７に示すように、ベンド部２０のカーブの内周側の壁面に接触しながら引き摺られる傾向がある。この接触による摩擦力が強いと、巻きつきが発生し、その前方側の車両２−１の移動が妨げられる場合がある。

【0030】

［巻きつきの検出方法１：張力による検出］
巻きつき発生は、例えば以下のように検出することができる。例えば車両２−１の後方側のケーブル３−１の張力が正常時よりも大きくなると、そのケーブル３−１がどこかに引っかかって摩擦抵抗が発生したため張力が大きくなっていると推定できる。すなわち、張力を検出することによって、間接的に、ベンド部２０とケーブル３との間に生じた摩擦抵抗を検出することができる。

【0031】

巻きつきの検出方法は後述するように他にも考えられる。しかしながら、上記の張力に基づく検出方法は、例えば巻きつきにより車両２の移動ができなくなり、その車輪９がスリップしている場合でも巻きつきを検出できる点で優れている。

【0032】

より具体的には、コントローラ５は、車両２−１の後方側のケーブル３−１の張力Ｔが所定の閾値Ｔ_ｔｈを超えると、巻きつきが発生したと判断し、巻きつきを解消するための異常時制御を実行する。異常時制御は、張力が大きくなったケーブル３−１を挟んで隣接する一組の車両２−１、２−２の距離が小さくなるように行われる。

【0033】

図９は、異常時制御の一例を示すフローチャートである。正常時制御における車両群１の速度の指令値（設定値）をＶとする。コントローラ５が異常時制御を開始すると、コントローラ５は、巻きつきケーブル３−１の後方側の車両２−２の速度の指令値を一定値ΔＶ増加させ、Ｖ＋ΔＶとする（ステップＡ１）。その後、コントローラ５は、巻きつきケーブル３−１の張力Ｔを監視し、その張力Ｔが所定の閾値を上回っていたときは（ステップＡ２ＹＥＳ）、異常時制御を継続する。張力が所定の閾値以下となった場合は（ステップＡ２ＮＯ）、異常が解消されたと判定し、後方の車両２−２の速度をＶに戻し、正常時制御に復旧する（ステップＡ３）。

【0034】

図８は、異常時制御を行ったときの配管１０の内部を示す。前方の車両２−１（速度Ｖ）に対して後方の車両２−２（速度Ｖ＋ΔＶ）の方が速いため、ベンド部２０におけるケーブル３−１が緩み、ケーブル３−１が配管１０の内壁１１から離れる。その結果、ベンド部２０における巻きつきが解消される。

【0035】

異常時制御としては、図９に示した例に限られず、別の制御方法を採用してもよい。例えば、ステップＡ１において後方の車両の速度をＶからＶ＋ΔＶに上昇する制御に替えて、前方の車両の速度をＶからＶ−ΔＶに低下する制御を行ってもよい。要するに、巻きつきケーブル３−１の前後の２台の車両２−１、２−２のうちの少なくとも一方の駆動部ＤＲを制御して車間距離を小さくすることにより、ケーブル３を緩めることができる。

【0036】

［巻きつきの検出方法２：電流による検出］
以上の説明では、ケーブル３の張力を検出することによって巻きつき判定を行った。それに替えて、車両２のモータ１２の消費電力によって巻きつき判定を行うこともできる。

【0037】

各車両２は、ケーブル３を介して配管１０外のコントローラ５側に配置された電源から電力を供給される。モータ１２は、その電力を用いて車輪９を駆動する。コントローラ５側に配置された電流計７は、車両群１に供給される電流Ｉをモニタする。あるいは必要に応じて、電流計７が各車両２のモータ１２に供給される電流Ｉｉ（ｉは各車両２を特定する識別番号、車両がＮ台の場合はｎ個の値Ｉ_１〜Ｉ_Ｎ）を個別に検出し監視するようにしてもよい。

【0038】

巻きつきが発生すると、車両２が前進するために必要なトルクが増大する。そのためモータ１２に流れる電流が増大する。従って、車輪９を駆動するモータ１２に流れる電流を検出することで、間接的にベンド部２０とケーブル３の間に発生した摩擦抵抗を検出することができる。

【0039】

このような巻きつき検知において、コントローラ５は、電流計７による電流の検出値が、正常時制御の電流値Ｉ_０よりも所定の値ΔＩだけ大きい閾値Ｉ_０＋ΔＩ＝Ｉ_ｔｈを上回ると、異常時制御を実行する。この場合、図９のステップＡ２における判定は、電流の検出値とＩ_ｔｈとの比較により行われる。電流の検出値がＩ_ｔｈ以下となったときには、正常時制御への復旧が行われる。電流計７が各車両２のモータ１２に供給される電流Ｉｉをモニタしている場合には、各車両２について個別に上記の異常時制御が実行される。

【0040】

正常時制御の電流値Ｉ_０は、例えば車両群１の速度に依存する。従って、コントローラ５は、速度指令値と正常時制御の電流値とを対応づけて格納するテーブルを記憶していてもよい。その場合、コントローラ５は、現在の速度指令値に対応する正常時制御の電流値Ｉ_０をテーブルから抽出し、それに所定のΔＩを加えることによって、巻きつき判定の閾値Ｉ_ｔｈを生成する。

【0041】

こうした電流に基づく巻きつき検出は、車両２にセンサやエンコーダ等の検出装置を取り付けなくても実行できる。そのため、車両２を小型化し、より小さい径の配管１０を走行させたい場合に適している。

【0042】

［巻きつきの検出方法３：回転数による検出］
巻きつきを検出するために、更に他の方法も考えられる。ベンド部２０とケーブル３との間に摩擦抵抗が生じると、巻きつきが生じたケーブル３の前方側の車両２が、そのケーブル３によって後ろから引っ張られて車両２の負荷が増大する。その結果、モータ１２の回転数が低下する場合がある。従って、回転数の低下を検出することによって、間接的に摩擦抵抗を検出することができる。

【0043】

具体的には、以下のように異常時制御を実行する。各車両２のエンコーダ１３は、モータ１２の（単位時間当りの）回転数の測定値をコントローラ５に送信する。エンコーダ１３に替えて、車輪９の回転数を検出するエンコーダ１５を用いてもよい。コントローラ５は、その測定値に基づいて、各車両２の移動速度を算出する。コントローラ５は更に、算出した移動速度に基づいて、各車両２について、その前方の車両２との相対速度である前側相対速度ＲＶｆと、その後方の車両２との相対速度である後側相対速度ＲＶｒとを算出する。巻きつきが無ければ、それらの相対速度は小さい値となるので、相対速度が所定の閾値よりも大きければ、巻きつきが発生したと判定できる。

【0044】

具体的には、コントローラ５は、以下のように巻きつき判定を行う。各車両２について、エンコーダ１３の検出値に基づいて算出された速度の測定値をＶｏｗｎとする。その前側に隣接する車両２の速度の測定値をＶｆｒｏｎｔ，後側に隣接する車両２の速度の測定値をＶｒｅａｒとする。コントローラ５は、前側相対速度ＲＶｆ＝Ｖｏｗｎ−Ｖｆｒｏｎｔと、後側相対速度ＲＶｒ＝Ｖｏｗｎ−Ｖｒｅａｒとを算出する。

【0045】

ＲＶｆ、ＲＶｒの絶対値｜ＲＶｆ｜、｜ＲＶｒ｜が所定の閾値Ｖ_ｔｈより大きい場合は、いずれかの箇所で巻きつきが発生していると推定される。従ってこのような場合、コントローラ５は、異常時制御に移行する。この場合、図９のステップＡ２における判定は、｜ＲＶｆ｜、｜ＲＶｒ｜とＶ_ｔｈとの比較により行われる。｜ＲＶｆ｜と｜ＲＶｒ｜の両方がＶ_ｔｈ以下となったときには、正常時制御への復旧が行われる。

【0046】

［蠕動走行］
次に、特に車両群１が３台以上の車両２を有する場合に適した制御について説明する。図１０は、４台の車両２−１〜２−４を有する車両群１を配管１０の内部に導入した状態を示す。先頭の車両２−１はベンド部２０−１よりも奥に位置している。二番目の車両２−２はベンド部２０−１よりも手前でベンド部２０−２よりも奥に位置している。三番目の車両２−３はベンド部２０−２よりも手前でベンド部２０−３よりも奥に位置している。四番目（最後尾）の車両２−４はベンド部２０−３よりも手前に位置している。

【0047】

このような場合にも、配管１０の内部のどこかでケーブル３−１〜３−４の巻きつきが発生した場合、巻きつきの検出方法１〜３のいずれか一つを用いて、又は二つ以上を併用して、ケーブル３の巻きつきが発生したことを検出することができる。巻きつきが検出された場合、コントローラ５は、複数の車両２のうち、車両の進行方向の後方側から順に、隣接する２台の車両の距離が小さくなるように、異常時制御を行う。このような走行を、以下では「蠕動走行」と呼ぶ。いも虫型の動作（ｃａｔｅｒｐｉｌｌａｒ ｍｏｔｉｏｎ）もしくは尺取り虫型の動作（ｉｎｃｈｗｏｒｍ ｍｏｔｉｏｎ）と言い換えてもよい。図１０の例では、四番目（最後尾）の車両２−４の速度を上げ、次に三番目の車両２−３の速度を上げ、次に二番目の車両２−２の速度を上げ、最後に一番目（先頭）の車両２−１の速度を上げる。このような蠕動走行により、配管１０内のいずれの箇所で巻きつきが発生した場合にも、その巻きつきを解消することができる。

【0048】

図１１は、既述の巻きつきの検出方法１〜３を全て併用した場合の、巻きつき判定の動作の一例を示すフローチャートである。コントローラ５は、正常時制御を実行しているとき、各車両２に対して一定の速度指令値を送信する。巻きつきが発生していなければ、車両群１はその速度指令値に示された一定速度で配管１０内を走行する（ステップＳ１）。

【0049】

コントローラ５は、或る車両２、例えば二番目の車両２−２について、張力センサ１４で検出されるケーブル３−２の張力Ｔをモニタする。ケーブル３−２の張力Ｔが閾値Ｔ_ｔｈ以下であれば、定速走行を続ける（ステップＳ２ＮＯ）。当該車両２−２に接続されたケーブル３−２の張力Ｔが閾値Ｔ_ｔｈを上回っていた場合は、ステップＳ３に移行する（ステップＳ２ＹＥＳ）。

【0050】

コントローラ５は更に、車両群１に供給している電流の検出値Ｉと、閾値Ｉ_ｔｈとを比較する。ＩがＩ_ｔｈ以下であれば、定常走行を続ける（ステップＳ３ＮＯ）。ＩがＩ_ｔｈを上回っていたら、ステップＳ４に移行する（ステップＳ３ＹＥＳ）。コントローラ５は更に、相対速度Ｖ（既述のＲＶｆとＲＶｒの少なくとも一方）について、閾値Ｖ_ｔｈとの比較を行う。ＶがＶ_ｔｈ以下であれば、定速走行を続ける（ステップＳ４ＮＯ）。ＶがＶ_ｔｈを上回っていたら、ステップＳ５に移行する（ステップＳ４ＹＥＳ）。

【0051】

ステップＳ２〜Ｓ４の全てにおいてＹＥＳ判定の場合、コントローラ５は蠕動走行を実行する（ステップＳ５）。以上の処理が、複数の車両２−１〜２−４のすべてについて実行される。

【0052】

図１１のフローチャートでは、いずれかの車両２において、車両２の走行に掛かる負荷を示す複数の測定量（測定張力Ｔ、測定電流Ｉ、前後のいずれかの車両の相対速度Ｖ）のすべてが閾値を超えていた場合に、蠕動運動を行う。３つの条件についてＡＮＤ判定されるため、蠕動運動を実行するために厳しい条件を掛けていることとなる。このような判定処理は、できるだけ正常時制御を保ち、いずれかの車両２の運動がかなり強く妨げられた時にのみ巻きつみ解除を行いたい場合に適している。

【0053】

図１２は、既述の巻きつきの検出方法１〜３を全て併用した場合の、巻きつき判定の動作の他の一例を示すフローチャートである。この例では、３つの条件がＯＲ判定で用いられる。

【0054】

コントローラ５が正常時制御を実行し、巻きつきが発生していないとき、車両群１は定速で配管１０内を走行する（ステップＳ１１）。コントローラ５は、或る車両２、例えば二番目の車両２−２について、張力センサ１４で検出されるケーブル３−２の張力Ｔをモニタする。ケーブル３−２の張力Ｔが閾値Ｔ_ｔｈ以下であれば、ステップＳ１３に移行する（ステップＳ１２ＮＯ）。当該車両２−２に接続されたケーブル３−２の張力Ｔが閾値Ｔ_ｔｈを上回っていた場合は、ステップＳ１３に移行する（ステップＳ１２ＹＥＳ）。

【0055】

コントローラ５は、車両群１に供給している電流の検出値Ｉと、閾値Ｉ_ｔｈとを比較する。ＩがＩ_ｔｈ以下であれば、ステップＳ１４に移行する（ステップＳ１３ＮＯ）。ＩがＩ_ｔｈを上回っていたら、ステップＳ１５に移行する（ステップＳ１３ＹＥＳ）。コントローラ５は更に、相対速度Ｖ（既述のＲＶｆとＲＶｒの少なくとも一方）について、閾値Ｖ_ｔｈとの比較を行う。ＶがＶ_ｔｈ以下であれば、定速走行を続ける（ステップＳ１４ＮＯ）。ＶがＶ_ｔｈを上回っていたら、ステップＳ１５に移行する（ステップＳ１４ＹＥＳ）。

【0056】

ステップＳ１２〜Ｓ１４のいずれか一つにおいてＹＥＳ判定の場合、コントローラ５は蠕動走行を実行する（ステップＳ１５）。以上の判定処理が、複数の車両２の各々について実行される。

【0057】

このような判定処理においては、測定張力Ｔ、測定電流Ｉ、相対速度Ｖのいずれかに異常が検出された段階で、蠕動走行が実行される。従って図１２の処理は、巻きつきの可能性があれば少しでも早期に解消したい場合に適している。

【0058】

次に、蠕動走行の詳細について説明する。図１３は、図１１のステップＳ５又は図１２のステップＳ１５でコントローラ５が実行する蠕動運動の動作を示すフローチャートである。但し、説明を単純にするために、張力Ｔのみを用いて巻きつき判定を行う場合について説明している。

【0059】

車両群１がＮ台の車両２−１〜２−Ｎから成っていたとする。まず、定速走行において、コントローラ５は車両２−１〜２−Ｎのすべてに対して、同一の速度Ｖで走行することを指令する信号を送信する。蠕動運動を開始すると、最後尾のＮ番目の車両２−Ｎの速度がＶ＋ΔＶとなるように制御される（ステップＳ２１）。

【0060】

車両２−Ｎの速度をΔＶだけ上げた結果、Ｎ番目の車両２−Ｎの前側に接続されたケーブル３（先頭側から見て（Ｎ−１）番目のケーブル）の巻きつきが解消される可能性がある。そのため、（Ｎ−１）番目のケーブル３の張力を監視することにより、巻きつき解消の判定処理を行う（ステップＳ２２）。（Ｎ−１）番目のケーブル３の張力Ｔが所定値よりも大きければ、車両２−Ｎの速度Ｖ＋ΔＶが維持される（ステップＳ２２ＹＥＳ）。この所定値としては、図１１、図１２で用いられた閾値Ｔ_ｔｈを用いることができる。但し、制御のチャタリングが問題となる場合は、閾値Ｔ_ｔｈよりも小さい所定値を用いて、ヒステリシスを持たせることが望ましい。

【0061】

（Ｎ−１）番目のケーブル３の張力Ｔが所定値以下となったら、巻きつきが解消されたと判断し、ステップＳ２３に移行する（ステップＳ２２ＮＯ）。

【0062】

（Ｎ−１）番目のケーブルの巻きつきが解消したら、Ｎ番目の車両２−Ｎの速度はＶ＋ΔＶを維持したまま、次の（Ｎ−１）番目の車両２−（Ｎ−１）の速度がＶからＶ＋ΔＶに増加するように、指令信号を送信する（ステップＳ２３）。

【0063】

次に、ステップＳ２２と同様に、車両２−（Ｎ−１）の前側のケーブル３−（Ｎ−２）の張力Ｔを監視することにより、巻きつきの解消判定を行う（ステップＳ２４）。以上のような処理を、車両群１の先頭側に向かって繰り返す。

【0064】

２番目のケーブル３−２の巻きつきが解消したと判定されると、３番目の車両２−３の速度はＶ＋ΔＶを維持したまま、２番目の車両２−２の速度がＶ＋ΔＶに上げられる（ステップＳ３１）。１番目のケーブル３−１の巻きつきが解消したと判定されると（ステップＳ３２ＮＯ）、すべてのケーブル３−１〜３−Ｎの巻きつきが解消したと判定され、正常時制御に復旧する（ステップＳ３３）。正常時制御においては、全車両２−１〜２−Ｎの速度がＶに戻される。

【0065】

以上に説明した蠕動運動の動作は、張力に替えて、モータ１２の回転数や、モータ１２に供給される電流の検出値によって巻きつき判定を行うことによっても同様に実行できる。

【0066】

蠕動運動は、必ずしも全ての車両２−１〜２−Ｎについて実行しなくてもよい。例えば、図１１や図１２のような蠕動運動の開始判定を各車両２について行った際に、ある特定の車両２（例えば図１０の車両２−３）よりも後方側でのみ巻きつきが発生していることが判定されたとする。そのような場合には、図１３の蠕動運動の動作は、最後尾の車両２−４から、その特定の車両２−３まで実行すれば十分である。このような場合には、その特定の車両よりも前方の車両２−１、２−２については定速走行を続け、蠕動運動を行わなくてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１ 車両群
２、２−１〜２−４ 車両
３、３−１〜３−４ ケーブル
４ ケーブルドラム
５ コントローラ
６ コンピュータ
７ 電流計
８ 車両本体
９ 車輪
１０ 配管
１１ 内壁
１２ モータ
１３ エンコーダ
１４ 張力センサ
１５ エンコーダ
２０、２０−１〜２０−３ ベンド部
１０２ カメラユニット
１０３ 駆動車ユニット
１０４ ギアドモータユニット
１０６ フレキシブルジョイント
１０７ フレキシブルジョイント
１１０ カメラヘッドジョイント
１１１ ケーブルジョイント
１１２ ケーブル
１１５ ケーブルドラム
１１６ コントローラ
１１７ コンプレッサ
１１８ 電源
１２０ パーソナルコンピュータ
１３０ 配管
１３１ ベンド部
１３２ 車両
１３３ ケーブル
１３４ 摩擦部
ＤＲ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】