知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 日鉄住金パイプライン＆エンジニアリング株式会社の特許一覧 ▶ 学校法人立命館の特許一覧
特開2025-4670管内走行装置、管内走行装置の制御方法、及び管内走行装置の制御プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025004670
(43)【公開日】2025-01-15
(54)【発明の名称】管内走行装置、管内走行装置の制御方法、及び管内走行装置の制御プログラム
(51)【国際特許分類】
G02B 23/24 20060101AFI20250107BHJP
B61B 13/10 20060101ALI20250107BHJP
B62D 12/02 20060101ALI20250107BHJP
【ＦＩ】
G02B23/24 A
B61B13/10
B62D12/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023104508
(22)【出願日】2023-06-26
(71)【出願人】
【識別番号】000182937
【氏名又は名称】日鉄パイプライン＆エンジニアリング株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】593006630
【氏名又は名称】学校法人立命館
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100217249
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 耕一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100221279
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健吾
(74)【代理人】
【識別番号】100207686
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 恭宏
(74)【代理人】
【識別番号】100224812
【弁理士】
【氏名又は名称】井口 翔太
(72)【発明者】
【氏名】生野 康之
(72)【発明者】
【氏名】中澤 良太
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 千晃
(72)【発明者】
【氏名】原田 肇
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 和寿
(72)【発明者】
【氏名】馬 書根
(72)【発明者】
【氏名】加古川 篤
(72)【発明者】
【氏名】関谷 奏
(72)【発明者】
【氏名】村田 憲哉
(72)【発明者】
【氏名】廣瀬 千大
【テーマコード（参考）】
2H040
【Ｆターム（参考）】
2H040AA02
2H040DA11
2H040DA55
(57)【要約】
【課題】面外曲げの管路を走行可能な管内走行装置、管内走行装置の制御方法、及び管内走行装置の制御プログラムを提供する。
【解決手段】第１リンク１０と、第１リンク１０に連結される第２リンク２０と、第１リンク１０と第２リンク２０とを連結する能動関節部６０と、管内走行装置１００を移動可能とするように回転する第１球状車輪４１、第２球状車輪４２、及び中央車輪４３と、を備え、第１球状車輪４１は、第１球状車輪４１の回転軸４１ｓについて、管路Ｐの管軸Ｐｓまわりの角度を制御可能であり、第２球状車輪４２は、第２球状車輪４２の回転軸４２ｓについて、管路Ｐの管軸Ｐｓまわりの角度を制御可能であり、中央車輪４３は、中央車輪４３の回転軸４３ｓに沿って、受動的に移動可能であることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】第１リンク１０と、第１リンク１０に連結される第２リンク２０と、第１リンク１０と第２リンク２０とを連結する能動関節部６０と、管内走行装置１００を移動可能とするように回転する第１球状車輪４１、第２球状車輪４２、及び中央車輪４３と、を備え、第１球状車輪４１は、第１球状車輪４１の回転軸４１ｓについて、管路Ｐの管軸Ｐｓまわりの角度を制御可能であり、第２球状車輪４２は、第２球状車輪４２の回転軸４２ｓについて、管路Ｐの管軸Ｐｓまわりの角度を制御可能であり、中央車輪４３は、中央車輪４３の回転軸４３ｓに沿って、受動的に移動可能であることを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管路の内部を走行する管内走行装置であって、
前記管内走行装置の一方の側に設けられる第１リンクと、
前記管内走行装置の他方の側に設けられ、前記第１リンクに連結される第２リンクと、
前記第１リンクと前記第２リンクとを揺動可能に連結し、かつ、前記第１リンクと前記第２リンクとの角度を能動的に変更可能な能動関節部と、
前記管内走行装置を前記一方の側及び前記他方の側に移動可能とするように回転する車輪と、
を備え、
前記車輪は、
前記第１リンクの前記一方の側の端部に設けられ、回転軸まわりに回転可能な第１球状車輪と、
前記第２リンクの前記他方の側の端部に設けられ、回転軸まわりに回転可能な第２球状車輪と、
回転軸が前記能動関節部の回転軸に沿うように設けられる中央車輪と、
を含み、
前記能動関節部が、前記第１リンクおよび前記第２リンクとの角度を調整した状態で、
前記第１球状車輪および前記第２球状車輪は、前記管路の内壁面のうちの第１内壁面に接し、前記中央車輪は、前記管路の内壁面のうち、前記管路の管軸を間に挟んで、前記第１内壁面と径方向に対向する第２内壁面に接し、
前記第１球状車輪は、前記第１球状車輪の回転軸について、前記管路の管軸まわりの角度を制御可能であり、
前記第２球状車輪は、前記第２球状車輪の回転軸について、前記管路の管軸まわりの角度を制御可能であり、
前記中央車輪は、前記中央車輪の回転軸に沿って、受動的に移動可能である、
ことを特徴とする管内走行装置。
前記管内走行装置の一方の側に設けられる第１リンクと、
前記管内走行装置の他方の側に設けられ、前記第１リンクに連結される第２リンクと、
前記第１リンクと前記第２リンクとを揺動可能に連結し、かつ、前記第１リンクと前記第２リンクとの角度を能動的に変更可能な能動関節部と、
前記管内走行装置を前記一方の側及び前記他方の側に移動可能とするように回転する車輪と、
を備え、
前記車輪は、
前記第１リンクの前記一方の側の端部に設けられ、回転軸まわりに回転可能な第１球状車輪と、
前記第２リンクの前記他方の側の端部に設けられ、回転軸まわりに回転可能な第２球状車輪と、
回転軸が前記能動関節部の回転軸に沿うように設けられる中央車輪と、
を含み、
前記能動関節部が、前記第１リンクおよび前記第２リンクとの角度を調整した状態で、
前記第１球状車輪および前記第２球状車輪は、前記管路の内壁面のうちの第１内壁面に接し、前記中央車輪は、前記管路の内壁面のうち、前記管路の管軸を間に挟んで、前記第１内壁面と径方向に対向する第２内壁面に接し、
前記第１球状車輪は、前記第１球状車輪の回転軸について、前記管路の管軸まわりの角度を制御可能であり、
前記第２球状車輪は、前記第２球状車輪の回転軸について、前記管路の管軸まわりの角度を制御可能であり、
前記中央車輪は、前記中央車輪の回転軸に沿って、受動的に移動可能である、
ことを特徴とする管内走行装置。
【請求項2】
前記能動関節部はトルク制御が可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の管内走行装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管内走行装置。
【請求項3】
前記能動関節部には、低摩擦ギアードモータが用いられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の管内走行装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管内走行装置。
【請求項4】
前記第１球状車輪及び前記第２球状車輪の前記管軸まわりの角度を検出するエンコーダを更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の管内走行装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管内走行装置。
【請求項5】
前記車輪の回転速度と、前記第１球状車輪及び前記第２球状車輪の前記管軸まわりの角度と、前記能動関節部のトルクと、を操作可能な操作部を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の管内走行装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管内走行装置。
【請求項6】
請求項１に記載の管内走行装置の制御方法であって、
前記管路の屈曲部に進入する時、前記第１球状車輪及び前記第２球状車輪のそれぞれを、前記第１リンク及び前記第２リンクに対して、前記管路の管軸まわりに回転しないように制御する、
ことを特徴とする管内走行装置の制御方法。
前記管路の屈曲部に進入する時、前記第１球状車輪及び前記第２球状車輪のそれぞれを、前記第１リンク及び前記第２リンクに対して、前記管路の管軸まわりに回転しないように制御する、
ことを特徴とする管内走行装置の制御方法。
【請求項7】
前記能動関節部のトルクを一定に制御する、
ことを特徴とする請求項６に記載の管内走行装置の制御方法。
ことを特徴とする請求項６に記載の管内走行装置の制御方法。
【請求項8】
請求項１から５のいずれか１項に記載の管内走行装置を作動させるための制御手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする、
管内走行装置の制御プログラム。
管内走行装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管内走行装置、管内走行装置の制御方法、及び管内走行装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
ガス管をはじめとする管路の内部を点検する点検装置として、カメラを備える管内走行装置を用いることがある。
例えば、特許文献１には、複雑な制御を不要とし、かつ、小型化を図ることを目的とした管内走行装置が開示されている。特許文献１の管内走行装置は、複数のリンクを連結部によって揺動可能に連結し、転動体によって管路の内部を走行可能にしつつ、付勢手段によって転動体を管の内壁面に当接させる。特許文献１の管内走行装置における転動体は、管内走行装置が進行方向に進む方向の回転と、管内走行装置が管軸まわりにロール回転する方向の回転と、が、１つのアクチュエータによって制御される。
例えば、特許文献１には、複雑な制御を不要とし、かつ、小型化を図ることを目的とした管内走行装置が開示されている。特許文献１の管内走行装置は、複数のリンクを連結部によって揺動可能に連結し、転動体によって管路の内部を走行可能にしつつ、付勢手段によって転動体を管の内壁面に当接させる。特許文献１の管内走行装置における転動体は、管内走行装置が進行方向に進む方向の回転と、管内走行装置が管軸まわりにロール回転する方向の回転と、が、１つのアクチュエータによって制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－２６７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
管内走行装置が走行する管路には、エルボ等によって屈曲部が形成されたものがある。すなわち、管軸が曲線状となっているものがある。また、複数のエルボが連続して設けられ、かつ、前記複数のエルボにおいて、曲線状の管軸が含まれる平面が互いに異なっている（面外曲げ）ものがある。
特許文献１の管内走行装置において、リンクが３つ以上設けられた場合、前述の面外曲げの管路を走行することが幾何条件的に不可能となる。また、リンクが２つの場合、面外曲げの管路を走行する際には、面外曲げの管路内を走行中に、管内走行装置が管軸まわりにロール回転する必要がある。しかしながら、特許文献１の管内走行装置では、面外曲げの管路を走行しようとすると、転動体が管内走行装置のリンクに対して回転してしまい、管路内を進めなくなる課題がある。
特許文献１の管内走行装置において、リンクが３つ以上設けられた場合、前述の面外曲げの管路を走行することが幾何条件的に不可能となる。また、リンクが２つの場合、面外曲げの管路を走行する際には、面外曲げの管路内を走行中に、管内走行装置が管軸まわりにロール回転する必要がある。しかしながら、特許文献１の管内走行装置では、面外曲げの管路を走行しようとすると、転動体が管内走行装置のリンクに対して回転してしまい、管路内を進めなくなる課題がある。
【0005】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、面外曲げの管路を走行可能な管内走行装置、管内走行装置の制御方法、及び管内走行装置の制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
＜１＞本発明の態様１に係る管内走行装置は、管路の内部を走行する管内走行装置であって、前記管内走行装置の一方の側に設けられる第１リンクと、前記管内走行装置の他方の側に設けられ、前記第１リンクに連結される第２リンクと、前記第１リンクと前記第２リンクとを揺動可能に連結し、かつ、前記第１リンクと前記第２リンクとの角度を能動的に変更可能な能動関節部と、前記管内走行装置を前記一方の側及び前記他方の側に移動可能とするように回転する車輪と、を備え、前記車輪は、前記第１リンクの前記一方の側の端部に設けられ、回転軸まわりに回転可能な第１球状車輪と、前記第２リンクの前記他方の側の端部に設けられ、回転軸まわりに回転可能な第２球状車輪と、回転軸が前記能動関節部の回転軸に沿うように設けられる中央車輪と、を含み、前記能動関節部が、前記第１リンクおよび前記第２リンクとの角度を調整した状態で、前記第１球状車輪および前記第２球状車輪は、前記管路の内壁面のうちの第１内壁面に接し、前記中央車輪は、前記管路の内壁面のうち、前記管路の管軸を間に挟んで、前記第１内壁面と径方向に対向する第２内壁面に接し、前記第１球状車輪は、前記第１球状車輪の回転軸について、前記管路の管軸まわりの角度を制御可能であり、前記第２球状車輪は、前記第２球状車輪の回転軸について、前記管路の管軸まわりの角度を制御可能であり、前記中央車輪は、前記中央車輪の回転軸に沿って、受動的に移動可能であることを特徴とする。
【0007】
態様１によれば、第１球状車輪は、第１球状車輪の回転軸について、管路の管軸まわりの角度を制御可能であり、第２球状車輪は、第２球状車輪の回転軸について、管路の管軸まわりの角度を制御可能である。そして、中央車輪は、中央車輪の回転軸に沿って、受動的に移動可能である。すなわち、中央車輪は、管内走行装置を一方の側及び他方の側に移動可能とするように回転することに加えて、外からの力によって受動的に、管路の内壁面を周方向に滑るように移動可能である。
これらによって、例えば、管内走行装置が面内曲げの管路から管内走行装置が面外曲げの管路に進入し、第１球状車輪が管路の内壁面に接することで管軸まわりに回転する方向の力を受けた時、以下のように制御可能である。すなわち、第１球状車輪及び第２球状車輪が、それぞれの回転軸を、管内走行装置のリンクに対して管軸まわりに回転しないように制御する（回転軸を管軸に対して交差する方向に制御する）ことで、例えば、第１球状車輪のみなど、管内走行装置の一部が部分的に管軸まわりに回転するといったこと等が無く、管内走行装置の全体が管軸まわりに回転する。このことで、面外曲げの管路内で、管内走行装置を管軸まわりにロール回転させることができる。よって、特殊な操作等をすることなく、また、事前に管路の幾何学情報を調査することなく、面外曲げの管路を走行可能な管内走行装置とすることができる。
また、例えば、第１球状車輪及び第２球状車輪のそれぞれの回転軸を、管内走行装置のリンクに対して管軸まわりに回転するように制御することで、管内走行装置を、一方の側又は他方の側に移動させることなく、その場で管軸まわりにロール回転させることができる。このことで、例えば、管内走行装置が曲線状の管路に進入する前に、管内走行装置の管軸まわりの角度を最適に調整することができる。よって、より管路の内部を走行しやすくすることができる。
また、リンクが２つのみであることで、リンクが３つ以上設けられる場合と比較して、小型且つ軽量な管内走行装置とすることができる。
これらによって、例えば、管内走行装置が面内曲げの管路から管内走行装置が面外曲げの管路に進入し、第１球状車輪が管路の内壁面に接することで管軸まわりに回転する方向の力を受けた時、以下のように制御可能である。すなわち、第１球状車輪及び第２球状車輪が、それぞれの回転軸を、管内走行装置のリンクに対して管軸まわりに回転しないように制御する（回転軸を管軸に対して交差する方向に制御する）ことで、例えば、第１球状車輪のみなど、管内走行装置の一部が部分的に管軸まわりに回転するといったこと等が無く、管内走行装置の全体が管軸まわりに回転する。このことで、面外曲げの管路内で、管内走行装置を管軸まわりにロール回転させることができる。よって、特殊な操作等をすることなく、また、事前に管路の幾何学情報を調査することなく、面外曲げの管路を走行可能な管内走行装置とすることができる。
また、例えば、第１球状車輪及び第２球状車輪のそれぞれの回転軸を、管内走行装置のリンクに対して管軸まわりに回転するように制御することで、管内走行装置を、一方の側又は他方の側に移動させることなく、その場で管軸まわりにロール回転させることができる。このことで、例えば、管内走行装置が曲線状の管路に進入する前に、管内走行装置の管軸まわりの角度を最適に調整することができる。よって、より管路の内部を走行しやすくすることができる。
また、リンクが２つのみであることで、リンクが３つ以上設けられる場合と比較して、小型且つ軽量な管内走行装置とすることができる。
【0008】
＜２＞本発明の態様２に係る管内走行装置は、態様１に係る管内走行装置において、前記能動関節部はトルク制御が可能であることを特徴とする。
【0009】
ここで、管内走行装置において、複数の内径の管路に対応可能としたい旨の要望がある。この時、管路の内径を問わず、車輪が管路の内壁面に押し付けられる力を十分なものとする必要がある。すなわち、例えば、車輪が管路の内壁面に押し付けられる力が小さいと、管内走行装置が管路を走行する際に必要な摩擦力が十分に得られなくなり、管内走行装置が管路を走行できなくなる。
そこで、態様２によれば、第１リンクと第２リンクとの角度を能動的に変更可能な能動関節部は、トルク制御が可能である。このことで、能動関節部が、第１リンクと第２リンクとの角度を変更して車輪を管路の内壁面に当接させる際のトルクを制御することで、管路の内壁面に車輪を押し付ける力を、管路の内径を問わず十分なものにすることができる。よって、例えば、管路の内径が大きい場合に、車輪と管路の内壁面との間の摩擦力を十分にすることで、管内走行装置が管路を走行できなくなることを抑えることができる。
そこで、態様２によれば、第１リンクと第２リンクとの角度を能動的に変更可能な能動関節部は、トルク制御が可能である。このことで、能動関節部が、第１リンクと第２リンクとの角度を変更して車輪を管路の内壁面に当接させる際のトルクを制御することで、管路の内壁面に車輪を押し付ける力を、管路の内径を問わず十分なものにすることができる。よって、例えば、管路の内径が大きい場合に、車輪と管路の内壁面との間の摩擦力を十分にすることで、管内走行装置が管路を走行できなくなることを抑えることができる。
【0010】
＜３＞本発明の態様３に係る管内走行装置は、態様１又は態様２に係る管内走行装置において、前記能動関節部には、低摩擦ギアードモータが用いられることを特徴とする。
【0011】
態様３によれば、能動関節部には、低摩擦ギアードモータが用いられる。このことで、管内走行装置の電源が切れた時、能動関節部が脱力する。よって、管内走行装置が管路の内部で停止した時、管内走行装置を管路から回収しやすくすることができる。
【0012】
＜４＞本発明の態様４に係る管内走行装置は、態様１から態様３のいずれか１つに係る管内走行装置において、前記第１球状車輪及び前記第２球状車輪の前記管軸まわりの角度を検出するエンコーダを更に備えることを特徴とする。
【0013】
態様４によれば、第１球状車輪及び第２球状車輪の管軸まわりの角度を検出するエンコーダを更に備える。このことで、第１球状車輪及び第２球状車輪の角度を制御しやすくすることができる。
【0014】
＜５＞本発明の態様５に係る管内走行装置は、態様１から態様４のいずれか１つに係る管内走行装置において、前記車輪の回転速度と、前記第１球状車輪及び前記第２球状車輪の前記管軸まわりの角度と、前記能動関節部のトルクと、を操作可能な操作部を更に備えることを特徴とする。
【0015】
態様５によれば、車輪の回転速度と、第１球状車輪及び第２球状車輪の管軸まわりの角度と、能動関節部のトルクと、を操作可能な操作部を更に備える。これにより、より管内走行装置の操作を行いやすくすることができる。
【0016】
＜６＞本発明の態様６に係る管内走行装置の制御方法は、態様１から態様５のいずれか１つに係る管内走行装置の制御方法であって、前記管路の屈曲部に進入する時、前記第１球状車輪及び前記第２球状車輪のそれぞれを、前記第１リンク及び前記第２リンクに対して、前記管路の管軸まわりに回転しないように制御することを特徴とする。
【0017】
態様６によれば、管内走行装置が管路の屈曲部に進入する時、第１球状車輪及び第２球状車輪のそれぞれを、第１リンク及び第２リンクに対して、管路の管軸まわりに回転しないように制御する。これにより、例えば、管内走行装置が面内曲げの管路から管内走行装置が面外曲げの管路に進入し、第１球状車輪が管路の内壁面に接することで管軸まわりに回転する方向の力を受けた時、第１球状車輪のみなど、管内走行装置の一部が部分的に管軸まわりに回転するといったこと等が無く、管内走行装置の全体が管軸まわりに回転する。このことで、面外曲げの管路内で、管内走行装置を管軸まわりにロール回転させることができる。よって、特殊な操作等をすることなく、また、事前に管路の幾何学情報を調査することなく、面外曲げの管路を走行可能な管内走行装置とすることができる。
また、面外曲げの管路を走行中に細かな操作を作業者が行う必要がない為、管内走行装置の操作をより容易にすることができる。
また、面外曲げの管路を走行中に細かな操作を作業者が行う必要がない為、管内走行装置の操作をより容易にすることができる。
【0018】
＜７＞本発明の態様７に係る管内走行装置の制御方法は、態様６に係る管内走行装置の制御方法において、前記能動関節部のトルクを一定に制御することを特徴とする。
【0019】
態様７によれば、能動関節部のトルクを一定に制御する。このことで、第１リンクと第２リンクとの角度を変更して車輪を管路の内壁面に当接させる際に、管路の内壁面に車輪を押し付ける力を、管路の内径を問わず十分なものにすることができる。よって、例えば、管路の内径が大きい場合に、車輪と管路の内壁面との間の摩擦力を十分にすることで、管内走行装置が管路を走行できなくなることを抑えることができる。
また、例えば、管路の走行中に管路の内径が変化した場合においても、管路の内壁面に車輪を押し付ける力が変化しないようにすることができる。
また、例えば、管路の走行中に管路の内径が変化した場合においても、管路の内壁面に車輪を押し付ける力が変化しないようにすることができる。
【0020】
＜８＞本発明の態様８に係る管内走行装置の制御プログラムは、態様１から態様５のいずれか１つに係る管内走行装置を作動させるための制御手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【0021】
態様８によれば、管内走行装置を作動させるための制御手段としてコンピュータを機能させる。これにより、管内走行装置を随時操作しながら管路を走行させることができる。あるいは、管路を走行する管内走行装置の状況を随時把握することができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、面外曲げの管路を走行可能な管内走行装置、管内走行装置の制御方法、及び管内走行装置の制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】管内走行装置の斜視図である。
【図2】管内走行装置の備える第１球状車輪周辺の拡大図である。
【図3】管内走行装置が比較的小径の管路の内部に位置する状態を示す図である。
【図4】管内走行装置が比較的大径の管路の内部に位置する状態を示す図である。
【図5】管内走行装置が備える操作部の操作用画面である。
【図6】管内走行装置が面外曲げの管路を走行する第１図である。
【図7】管内走行装置が面外曲げの管路を走行する第２図である。
【図8】管内走行装置が面外曲げの管路を走行する第３図である。
【図9】管内走行装置が面外曲げの管路を走行する第４図である。
【図10】管内走行装置が面外曲げの管路を走行する第５図である。
【図11】管内走行装置が面外曲げの管路を走行する第６図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る管内走行装置を説明する。管内走行装置は、ガス管をはじめとする管路の内部を走行する。このことで、管内走行装置は、管路の内部の状態を検査するために用いられる。
図１は、管内走行装置の斜視図である。
図２は、管内走行装置の備える第１球状車輪周辺の拡大図である。
図３は、管内走行装置が比較的小径の管路の内部に位置する状態を示す図である。
図４は、管内走行装置が比較的大径の管路の内部に位置する状態を示す図である。
図５は、管内走行装置が備える操作部の操作用画面である。
図１は、管内走行装置の斜視図である。
図２は、管内走行装置の備える第１球状車輪周辺の拡大図である。
図３は、管内走行装置が比較的小径の管路の内部に位置する状態を示す図である。
図４は、管内走行装置が比較的大径の管路の内部に位置する状態を示す図である。
図５は、管内走行装置が備える操作部の操作用画面である。
【0025】
管内走行装置１００は、図１及び図２に示すように、第１リンク１０と、第２リンク２０と、撮像手段３０と、車輪４０と、エンコーダ５０と、能動関節部６０と、操作部７０と、を備える。
なお、以下の説明において、管内走行装置１００が前進する側を一方の側、後退する側を他方の側という。また、管内走行装置１００が走行する管路Ｐの中心軸を管軸Ｐｓという。
なお、以下の説明において、管内走行装置１００が前進する側を一方の側、後退する側を他方の側という。また、管内走行装置１００が走行する管路Ｐの中心軸を管軸Ｐｓという。
【0026】
第１リンク１０は、管内走行装置１００の一方の側に設けられる。第１リンク１０において、一方の側の端部には、後述する第１球状車輪４１が接続される。第１リンク１０において、他方の側の端部は、能動関節部６０を介して第２リンク２０と揺動可能に連結される。
第１リンク１０は、例えば、箱状の形状である。また、第１リンク１０の他方の側の端部には、第２リンク２０に対して揺動する際の回転軸ＪＳが位置する。このため、第１リンク１０の他方の側の端部は、第２リンク２０に対して揺動する際に、第２リンク２０と干渉しない形状とする。
箱型の形状である第１リンク１０の内部には、例えば、不図示の処理装置やモータ等の部品を収容してもよい。処理装置とは、例えば、管内走行装置１００を制御するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等である。また、モータ等とは、第１球状車輪４１を駆動するためのモータや、能動関節部６０を駆動するためのサーボモータ等である。
また、第１リンク１０には、撮像手段３０が取り付けられてもよい。
第１リンク１０は、例えば、箱状の形状である。また、第１リンク１０の他方の側の端部には、第２リンク２０に対して揺動する際の回転軸ＪＳが位置する。このため、第１リンク１０の他方の側の端部は、第２リンク２０に対して揺動する際に、第２リンク２０と干渉しない形状とする。
箱型の形状である第１リンク１０の内部には、例えば、不図示の処理装置やモータ等の部品を収容してもよい。処理装置とは、例えば、管内走行装置１００を制御するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等である。また、モータ等とは、第１球状車輪４１を駆動するためのモータや、能動関節部６０を駆動するためのサーボモータ等である。
また、第１リンク１０には、撮像手段３０が取り付けられてもよい。
【0027】
第２リンク２０は、管内走行装置１００の他方の側に設けられる。第２リンク２０において、他方の側の端部には、後述する第２球状車輪４２が接続される。第２リンク２０において、一方の側の端部は、能動関節部６０を介して第１リンク１０と揺動可能に連結される。
第２リンク２０は、例えば、箱状の形状である。また、第２リンク２０の一方の側の端部には、第１リンク１０に対して揺動する際の回転軸ＪＳが位置する。このため、第２リンク２０の一方の側の端部は、第１リンク１０に対して揺動する際に、第１リンク１０と干渉しない形状とする。
箱型の形状である第２リンク２０の内部には、例えば、不図示の処理装置やモータ等の部品を収容してもよい。処理装置とは、例えば、管内走行装置１００を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。また、モータ等とは、第２球状車輪４２を駆動するためのモータや、能動関節部６０を駆動するためのサーボモータ等である。
また、第２リンク２０には、撮像手段３０が取り付けられてもよい。
更に、第２リンク２０には、図１に示すように、管内走行装置１００に電気供給する、あるいは管内走行装置１００の制御情報を伝達するための各種ケーブルＣが接続されてもよい。
第２リンク２０は、例えば、箱状の形状である。また、第２リンク２０の一方の側の端部には、第１リンク１０に対して揺動する際の回転軸ＪＳが位置する。このため、第２リンク２０の一方の側の端部は、第１リンク１０に対して揺動する際に、第１リンク１０と干渉しない形状とする。
箱型の形状である第２リンク２０の内部には、例えば、不図示の処理装置やモータ等の部品を収容してもよい。処理装置とは、例えば、管内走行装置１００を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。また、モータ等とは、第２球状車輪４２を駆動するためのモータや、能動関節部６０を駆動するためのサーボモータ等である。
また、第２リンク２０には、撮像手段３０が取り付けられてもよい。
更に、第２リンク２０には、図１に示すように、管内走行装置１００に電気供給する、あるいは管内走行装置１００の制御情報を伝達するための各種ケーブルＣが接続されてもよい。
【0028】
撮像手段３０は、公知のカメラである。撮像手段３０は、管内走行装置１００が管路Ｐの内部を走行する際に、管路Ｐの内部を撮影する。撮像手段３０が撮影した画像又は動画は、次のように用いられる。すなわち、作業者は、前記画像又は動画によって、管路Ｐの内壁面Ｓの状態を把握する。また、作業者は、前記画像又は動画によって管内走行装置１００が管路Ｐの屈曲部に到達したことや、屈曲部に対する管内走行装置１００の位置及び姿勢を把握する。
【0029】
撮像手段３０によっては、管内走行装置１００において一方の側と他方の側との両方を撮影可能であることが好ましい。すなわち、本実施形態において、撮像手段３０は、例えば、図１に示すように、第１リンク１０及び第２リンク２０のそれぞれに設けられる。
【0030】
車輪４０は、管内走行装置１００を一方の側及び他方の側に移動可能とするように回転する。あるいは、車輪４０は、管内走行装置１００を、管軸Ｐｓまわりにロール回転させるように回転する。
車輪４０は、第１球状車輪４１と、第２球状車輪４２と、中央車輪４３と、を含む。
車輪４０は、第１球状車輪４１と、第２球状車輪４２と、中央車輪４３と、を含む。
【0031】
第１球状車輪４１は、第１リンク１０の一方の側の端部に設けられる。第１球状車輪４１は、一対の半球状の車輪４０を互いに向き合うように配置することによって形成される。第１球状車輪４１は、回転軸４１ｓを備える。回転軸４１ｓは、前述の一対の半球状の車輪４０の中心同士を接続する。第１球状車輪４１は、図２に示すように、第１球状車輪４１の内部に設けられたモータ４１ｍによって、回転軸４１ｓまわりに回転可能である。すなわち、前述の構成を備える第１球状車輪４１が回転軸４１ｓまわりに回転することで、管内走行装置１００を一方の側及び他方の側に移動可能とする。
【0032】
また、第１球状車輪４１は、後述する第１エンコーダ５１によって、第１球状車輪４１の回転軸４１ｓについて、管軸Ｐｓまわりの角度を制御可能である。なお、制御可能であるとは、作業者の指示や、プログラムの制御によって、第１球状車輪４１の回転軸４１ｓの、管軸Ｐｓまわりの角度を能動的に変更可能であることをいう。前述の制御によって、第１球状車輪４１の回転軸４１ｓが、管軸Ｐｓまわりに回転することで、管内走行装置１００を、管軸Ｐｓまわりにロール回転できるようにする。
【0033】
第２球状車輪４２は、第２リンク２０の他方の側の端部に設けられる。第２球状車輪４２は、一対の半球状の車輪４０を互いに向き合うように配置することによって形成される。第２球状車輪４２は、回転軸４２ｓを備える。回転軸４２ｓは、前述の一対の半球状の車輪４０の中心同士を接続する。第２球状車輪４２は、第１球状車輪４１と同様に、図１に示すように、第２球状車輪４２の内部に設けられたモータ４２ｍによって、回転軸４２ｓまわりに回転可能である。すなわち、前述の構成を備える第２球状車輪４２が回転軸４２ｓまわりに回転することで、管内走行装置１００を一方の側及び他方の側に移動可能とする。
【0034】
また、第２球状車輪４２は、後述する第２エンコーダ５２によって、第２球状車輪４２の回転軸４２ｓについて、管軸Ｐｓまわりの角度を制御可能である。なお、制御可能であるとは、作業者の指示や、プログラムの制御によって、第２球状車輪４２の回転軸４２ｓの、管軸Ｐｓまわりの角度を能動的に変更可能であることをいう。前述の制御によって、第２球状車輪４２の回転軸４２ｓが、管軸Ｐｓまわりに回転することで、管内走行装置１００を、管軸Ｐｓまわりにロール回転できるようにする。
【0035】
中央車輪４３は、第１リンク１０と第２リンク２０との連結部に設けられる。中央車輪４３は、回転軸４３ｓが、後述する能動関節部６０の回転軸ＪＳに沿うように設けられる。中央車輪４３は、第１リンク１０と第２リンク２０との連結部を、中央車輪４３の回転軸４３ｓの両側から挟むように、一対に設けられる。また、中央車輪４３は、第１リンク１０又は第２リンク２０あるいはその両方の内部に設けられた不図示のモータによって、回転軸４３ｓまわりに回転可能である。このことで、管内走行装置１００を一方の側及び他方の側に移動可能とする。
【0036】
更に、中央車輪４３は、中央車輪４３の回転軸４３ｓに沿って、受動的に移動可能とするために、次の構成を備える。すなわち、中央車輪４３は、本体部４３ａと、ローラ４３ｂと、を備える。
本体部４３ａは、中央車輪４３の回転軸４３ｓまわりに回転する円盤状の部材である。中央車輪４３は、本体部４３ａが回転することで、管内走行装置１００を一方の側及び他方の側に移動可能とする。
ローラ４３ｂは、本体部４３ａの外周縁に沿って複数設けられる。ローラ４３ｂの回転軸は、本体部４３ａの外周の接線方向に沿う。ローラ４３ｂは、外部からの力を受けて受動的に回転可能である。
上記各構成を備えることで、例えば、中央車輪４３は、中央車輪４３が床面等に接した状態において、中央車輪４３の回転軸４３ｓに沿う方向から力を受けると、回転軸４３ｓに沿う方向に移動する。これにより、管内走行装置１００が管路Ｐの内部にいる状態において、中央車輪４３は、外からの力によって受動的に、管路Ｐの内壁面Ｓを周方向に滑るように移動可能である。
上述の構成を備える中央車輪４３としては、例えば、オムニホイール（登録商標）が好適に用いられる。
本体部４３ａは、中央車輪４３の回転軸４３ｓまわりに回転する円盤状の部材である。中央車輪４３は、本体部４３ａが回転することで、管内走行装置１００を一方の側及び他方の側に移動可能とする。
ローラ４３ｂは、本体部４３ａの外周縁に沿って複数設けられる。ローラ４３ｂの回転軸は、本体部４３ａの外周の接線方向に沿う。ローラ４３ｂは、外部からの力を受けて受動的に回転可能である。
上記各構成を備えることで、例えば、中央車輪４３は、中央車輪４３が床面等に接した状態において、中央車輪４３の回転軸４３ｓに沿う方向から力を受けると、回転軸４３ｓに沿う方向に移動する。これにより、管内走行装置１００が管路Ｐの内部にいる状態において、中央車輪４３は、外からの力によって受動的に、管路Ｐの内壁面Ｓを周方向に滑るように移動可能である。
上述の構成を備える中央車輪４３としては、例えば、オムニホイール（登録商標）が好適に用いられる。
【0037】
エンコーダ５０は、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２の管軸Ｐｓまわりの角度を検出する。また、エンコーダ５０は、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２を、それぞれ、第１リンク１０及び第２リンク２０に対して、管軸Ｐｓまわりに回転させる。
エンコーダ５０は、第１エンコーダ５１と、第２エンコーダ５２と、を含む。
エンコーダ５０は、第１エンコーダ５１と、第２エンコーダ５２と、を含む。
【0038】
第１エンコーダ５１は、第１球状車輪４１の管軸Ｐｓまわりの角度を検出する。また、第１エンコーダ５１は、第１球状車輪４１を、第１リンク１０に対して管軸Ｐｓまわりに回転させる。第１エンコーダ５１は、図１、図３、図４に示すように、第１球状車輪４１と第１リンク１０との間に設けられる。
第１エンコーダ５１には、例えば、磁気エンコーダが好適に設けられる。
第２エンコーダ５２は、第２球状車輪４２の管軸Ｐｓまわりの角度を検出する。また、第２エンコーダ５２は、第２球状車輪４２を、第２リンク２０に対して管軸Ｐｓまわりに回転させる。第２エンコーダ５２は、図１、図３、図４に示すように、第２球状車輪４２と第２リンク２０との間に設けられる。
第２エンコーダ５２には、例えば、磁気エンコーダが好適に設けられる。
第１エンコーダ５１には、例えば、磁気エンコーダが好適に設けられる。
第２エンコーダ５２は、第２球状車輪４２の管軸Ｐｓまわりの角度を検出する。また、第２エンコーダ５２は、第２球状車輪４２を、第２リンク２０に対して管軸Ｐｓまわりに回転させる。第２エンコーダ５２は、図１、図３、図４に示すように、第２球状車輪４２と第２リンク２０との間に設けられる。
第２エンコーダ５２には、例えば、磁気エンコーダが好適に設けられる。
【0039】
能動関節部６０は、第１リンク１０と第２リンク２０とを揺動可能に連結する。能動関節部６０は、第１リンク１０と第２リンク２０との角度（第１リンク１０と第２リンク２０とがなす角度）を能動的に変更可能である。すなわち、能動関節部６０は、モータであり、回転軸６０ｓが、第１リンク１０と第２リンク２０とが互いに揺動する際の回転軸ＪＳと一致するように配置される。
【0040】
管内走行装置１００が管路Ｐを走行する際は、図３又は図４に示すように、能動関節部６０が、第１リンク１０および第２リンク２０との角度を調整した状態で、車輪４０のそれぞれが、管路Ｐの内壁面Ｓに接する。すなわち、第１球状車輪４１および第２球状車輪４２は、管路Ｐの内壁面Ｓのうちの第１内壁面Ｓ１に接する。また、中央車輪４３は、管路Ｐの内壁面Ｓのうち、管路Ｐの管軸Ｐｓを間に挟んで、第１内壁面Ｓ１と径方向に対向する第２内壁面Ｓ２に接する。
【0041】
この時、車輪４０と管路Ｐの内壁面Ｓとの摩擦力が足りないことによる車輪４０の空転を抑える為に、車輪４０は、管路Ｐの内壁面Ｓに対して、管内走行装置１００が管路Ｐを走行する際に必要な摩擦力を確保できる程度に押し付けられている必要がある。車輪４０を管路Ｐの内壁面Ｓに押し付ける力は、第１リンク１０と第２リンク２０との角度を変化させる際の、能動関節部６０のトルクによって生じる。
【0042】
そこで、本実施形態において、能動関節部６０に用いられるモータは、トルク制御が可能である。また、管内走行装置１００が管路Ｐの内部に位置する状態において、能動関節部６０は、トルクが一定となるように制御される。このことで、例えば、図３及び図４に示すように、管路Ｐの内径が変化した場合においても、車輪４０を管路Ｐの内壁面Ｓに押し付ける力を一定とすることができる。したがって、管路Ｐの内径を問わずに、車輪４０と管路Ｐの内壁面Ｓとの間において、管内走行装置１００が管路Ｐを走行する際に必要な摩擦力を確保することができる。
【0043】
本実施形態において、能動関節部６０には、例えば、低摩擦ギアードモータが用いられる。本実施形態においては、出力軸に１Ｎｍ以下の増速起動トルク（逆起動トルク）で入力軸が回転し始めるギアードモータを、低摩擦ギアードモータと呼ぶ。能動関節部６０に低摩擦ギアードモータを用いることで、管内走行装置１００の電源が切れた時、能動関節部６０が脱力する。よって、管内走行装置１００が管路Ｐの内部で停止した時、管内走行装置１００を管路Ｐから回収しやすくすることができる。
【0044】
操作部７０は、車輪４０の回転速度と、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２の管軸Ｐｓまわりの角度と、能動関節部６０のトルクと、を操作可能とするものである。操作部７０は、操作画面７１と、操作画面７１を表示する表示制御装置７２と、を含む。
操作画面７１は、作業者が管内走行装置１００に対して指示を入力するための、いわゆるＧＵＩ（Graphical User Interface）である。操作画面７１には、例えば、図５に示すように、ロボット状態表示部７１ａと、カメラ画像表示部７１ｂと、モータ状態表示部７１ｃと、指示入力部７１ｄと、を含む。
操作画面７１は、作業者が管内走行装置１００に対して指示を入力するための、いわゆるＧＵＩ（Graphical User Interface）である。操作画面７１には、例えば、図５に示すように、ロボット状態表示部７１ａと、カメラ画像表示部７１ｂと、モータ状態表示部７１ｃと、指示入力部７１ｄと、を含む。
【0045】
ロボット状態表示部７１ａは、管内走行装置１００の状態を示す領域である。すなわち、例えば、第１リンク１０及び第２リンク２０をそれぞれ直線によって表現し、車輪４０のそれぞれを円によって表現する。そして、ロボット状態表示部７１ａでは、第１リンク１０及び第２リンク２０に相当するそれぞれの直線同士の角度を、第１リンク１０と第２リンク２０との実際の角度に合わせて表示する。このことで、作業者が第１リンク１０と第２リンク２０との角度を視覚的に把握できるようにする。
【0046】
カメラ画像表示部７１ｂは、管内走行装置１００に設けられた撮像手段３０が撮影した画像を随時表示する領域である。このことで、作業者が、管内の状態や、管路Ｐの屈曲部に対する管内走行装置１００の位置及び姿勢を把握できるようにする。
上述のように、本実施形態において、撮像手段３０は、一方の側及び他方の側を撮影可能とするために、第１リンク１０及び第２リンク２０のそれぞれに設けられる。このため、カメラ画像表示部７１ｂは、第１リンク１０に設けられた撮像手段３０が撮影した画像を表示する領域と、第２リンク２０に設けられた撮像手段３０が撮影した画像を表示する領域と、を有することが好ましい。
上述のように、本実施形態において、撮像手段３０は、一方の側及び他方の側を撮影可能とするために、第１リンク１０及び第２リンク２０のそれぞれに設けられる。このため、カメラ画像表示部７１ｂは、第１リンク１０に設けられた撮像手段３０が撮影した画像を表示する領域と、第２リンク２０に設けられた撮像手段３０が撮影した画像を表示する領域と、を有することが好ましい。
【0047】
モータ状態表示部７１ｃは、管内走行装置１００が備える各モータの状態（例えば電流や速度）を表示する領域である。モータ状態表示部７１ｃには、例えば、横軸を時間（秒）、縦軸を回転数（ｒｐｍ）とするグラフが表示される。そして、前記グラフは、管内走行装置１００が備えるモータのそれぞれに設けられる。すなわち、図５に示すように、本実施形態においては、以下の６つのモータに対応するグラフが表示される。
第１球状車輪４１を回転軸４１ｓまわりに回転させるモータ。
第２球状車輪４２を回転軸４２ｓまわりに回転させるモータ。
中央車輪４３を回転軸４３ｓまわりに回転させるモータ。
第１球状車輪４１の回転軸４１ｓを、管軸Ｐｓまわりに回転させるモータ（第１エンコーダ５１）。
第２球状車輪４２の回転軸４２ｓを、管軸Ｐｓまわりに回転させるモータ（第１エンコーダ５１）。
第１リンク１０と第２リンク２０とを揺動させるモータ（能動関節部６０）。
第１球状車輪４１を回転軸４１ｓまわりに回転させるモータ。
第２球状車輪４２を回転軸４２ｓまわりに回転させるモータ。
中央車輪４３を回転軸４３ｓまわりに回転させるモータ。
第１球状車輪４１の回転軸４１ｓを、管軸Ｐｓまわりに回転させるモータ（第１エンコーダ５１）。
第２球状車輪４２の回転軸４２ｓを、管軸Ｐｓまわりに回転させるモータ（第１エンコーダ５１）。
第１リンク１０と第２リンク２０とを揺動させるモータ（能動関節部６０）。
【0048】
指示入力部７１ｄは、作業者が管内走行装置１００に対して指示を入力するために設けられる。例えば、指示入力部７１ｄは、画面上に表示される複数のアイコンを備える。作業者は、前記複数のアイコンをクリック又はタップすることで、管内走行装置１００に対して指示を入力する。
すなわち、例えば、図５に示すように、以下のようなアイコンが挙げられる。
第１球状車輪４１を回転軸４１ｓまわりに回転させるモータの、電流や速度を操作する第１アイコンＩ１。
第２球状車輪４２を回転軸４２ｓまわりに回転させるモータの、電流や速度を変更する第２アイコンＩ２。
第１球状車輪４１の回転軸４１ｓの、第１リンク１０に対する管軸Ｐｓまわりの角度を変更する第３アイコンＩ３。
第２球状車輪４２の回転軸４２ｓの、第２リンク２０に対する管軸Ｐｓまわりの角度を変更する第４アイコンＩ４。
中央車輪４３を回転軸４３ｓまわりに回転させるモータの、電流や速度を変更する第５アイコンＩ５。
能動関節部６０の電流やトルクを変更する第６アイコンＩ６。
管内走行装置１００の姿勢や速度を直感的に変更する第７アイコンＩ７。すなわち、第７アイコンＩ７によっては、各モータの電流や速度を操作することなく、例えば、「管内走行装置１００の速度を上げる」、「第１リンクと第２リンクの角度を大きく、又は小さくする」といった操作指示をする。
カメラ画像表示部７１ｂに表示する画像の再生、停止、保存を指示する第８アイコンＩ８。
上記各構成を備える操作画面７１によって、作業者は管内走行装置１００を操作する。
すなわち、例えば、図５に示すように、以下のようなアイコンが挙げられる。
第１球状車輪４１を回転軸４１ｓまわりに回転させるモータの、電流や速度を操作する第１アイコンＩ１。
第２球状車輪４２を回転軸４２ｓまわりに回転させるモータの、電流や速度を変更する第２アイコンＩ２。
第１球状車輪４１の回転軸４１ｓの、第１リンク１０に対する管軸Ｐｓまわりの角度を変更する第３アイコンＩ３。
第２球状車輪４２の回転軸４２ｓの、第２リンク２０に対する管軸Ｐｓまわりの角度を変更する第４アイコンＩ４。
中央車輪４３を回転軸４３ｓまわりに回転させるモータの、電流や速度を変更する第５アイコンＩ５。
能動関節部６０の電流やトルクを変更する第６アイコンＩ６。
管内走行装置１００の姿勢や速度を直感的に変更する第７アイコンＩ７。すなわち、第７アイコンＩ７によっては、各モータの電流や速度を操作することなく、例えば、「管内走行装置１００の速度を上げる」、「第１リンクと第２リンクの角度を大きく、又は小さくする」といった操作指示をする。
カメラ画像表示部７１ｂに表示する画像の再生、停止、保存を指示する第８アイコンＩ８。
上記各構成を備える操作画面７１によって、作業者は管内走行装置１００を操作する。
【0049】
表示制御装置７２は、例えば、操作画面７１を表示する表示部を備える制御装置である。表示制御装置７２には、例えば、公知のＰＣや、タブレットＰＣが好適に用いられる。なお、表示制御装置７２は、操作画面７１を表示することに加えて、管内走行装置１００を制御するために必要な各種情報を処理したり、管内走行装置１００を動作するプログラムを実行したりするためにするために機能してもよい。
本実施形態において、管内走行装置１００の操作部７０を除く各構成と、操作部７０とは、ケーブルＣによって有線接続される。有線接続には、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）が好適に用いられる。あるいは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）や、ＬＡＮ（Local area network）を用いてもよい。
なお、表示制御装置７２は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサとメモリとを備え、予め構成された制御プログラムを実行することで、それぞれの機能を担保される。また、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、表示制御装置７２を制御するプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。
本実施形態において、管内走行装置１００の操作部７０を除く各構成と、操作部７０とは、ケーブルＣによって有線接続される。有線接続には、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）が好適に用いられる。あるいは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）や、ＬＡＮ（Local area network）を用いてもよい。
なお、表示制御装置７２は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサとメモリとを備え、予め構成された制御プログラムを実行することで、それぞれの機能を担保される。また、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、表示制御装置７２を制御するプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。
【0050】
コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢフラッシュメモリ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【0051】
（管内走行装置１００の制御方法）
次に、本実施形態に係る管内走行装置１００の制御方法を説明する。すなわち、管路Ｐの屈曲部に進入する時、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれを、第１リンク１０及び第２リンク２０に対して、管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御する。また、能動関節部６０のトルクを一定に制御する。上記制御方法によっては、本実施形態に係る管内走行装置１００を、面外曲げの管路Ｐを走行できるようにする。
次に、本実施形態に係る管内走行装置１００の制御方法を説明する。すなわち、管路Ｐの屈曲部に進入する時、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれを、第１リンク１０及び第２リンク２０に対して、管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御する。また、能動関節部６０のトルクを一定に制御する。上記制御方法によっては、本実施形態に係る管内走行装置１００を、面外曲げの管路Ｐを走行できるようにする。
【0052】
以下、図６～図１１を用いて、上記制御方法によって、管内走行装置１００が面外曲げ管路Ｐを走行する過程について説明する。
図６は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第１図である。
図７は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第２図である。
図８は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第３図である。
図９は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第４図である。
図１０は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第５図である。
図１１は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第６図である。
図６は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第１図である。
図７は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第２図である。
図８は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第３図である。
図９は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第４図である。
図１０は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第５図である。
図１１は、管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐを走行する第６図である。
【0053】
なお、本実施形態において、面外曲げの管路Ｐとは、管路Ｐにおいて複数のエルボＥが連続して設けられ、かつ、前記複数のエルボＥにおいて、曲線状の管軸Ｐｓが含まれる平面が互いに異なっている状態のものをいう。
また、以下の説明において、複数のエルボＥのうち、図６に示すように、管内走行装置１００が最初に進入するするエルボＥを、面内曲げの管路Ｐという。また、管内走行装置１００が、面内曲げの管路Ｐの次に進入するエルボＥを、面外曲げの管路Ｐという。
また、以下の説明において、複数のエルボＥのうち、図６に示すように、管内走行装置１００が最初に進入するするエルボＥを、面内曲げの管路Ｐという。また、管内走行装置１００が、面内曲げの管路Ｐの次に進入するエルボＥを、面外曲げの管路Ｐという。
【0054】
まず、図６に示すように、管内走行装置１００が面内曲げの管路Ｐに進入する前の状態において、管内走行装置１００の姿勢を面内曲げの管路Ｐに合わせて調整する。管内走行装置１００の姿勢の調整は、管内走行装置１００を、管軸Ｐｓまわりにロール回転させることにより行う。
図６に示す状態において、管内走行装置１００は、面内曲げの管路Ｐに進入した時、第１球状車輪４１の備える一対の半球状の車輪４０の両方が、面内曲げの管路Ｐの内壁面Ｓに接する位置に調整される。
その後、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれを、第１リンク１０及び第２リンク２０に対して、管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御する。また、能動関節部６０のトルクを制御することによって、車輪４０のそれぞれが、管路Ｐの内壁面Ｓに対し、管内走行装置１００が管路Ｐを走行するために十分な力で押し付けられた状態とする。
図６に示す状態において、管内走行装置１００は、面内曲げの管路Ｐに進入した時、第１球状車輪４１の備える一対の半球状の車輪４０の両方が、面内曲げの管路Ｐの内壁面Ｓに接する位置に調整される。
その後、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれを、第１リンク１０及び第２リンク２０に対して、管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御する。また、能動関節部６０のトルクを制御することによって、車輪４０のそれぞれが、管路Ｐの内壁面Ｓに対し、管内走行装置１００が管路Ｐを走行するために十分な力で押し付けられた状態とする。
【0055】
図６に示す状態から、車輪４０を回転させると、図７に示すように、管内走行装置１００が、面内曲げの管路Ｐに向かって移動する。この時、管路Ｐの内壁面Ｓに対する車輪４０の位置関係が変化した場合であっても、能動関節部６０のトルクが一定に制御されることで、車輪４０が管路Ｐの内壁面Ｓに押し付けられる力が一定に保たれる。
【0056】
図７に示す状態から、更に管内走行装置１００が移動すると、図８に示すように、第１球状車輪４１が、面外曲げの管路Ｐに進入する。すると、第１球状車輪４１の備える一対の半球状の車輪４０のうち、片方だけが管路Ｐの内壁面Ｓに接する状態に変化する。管路Ｐへの進入が進むに伴い、内壁面Ｓに接する状態が片方の車輪４０の側面にも亘って接するようになり、第１球状車輪４１が、管軸Ｐｓまわりに回転する方向の力を受ける。
この時、上述したように、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれを、第１リンク１０及び第２リンク２０に対して、管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御することで、第１球状車輪４１が管軸Ｐｓまわりに回転する方向の力が、管内走行装置１００の全体に伝達される。この力によって、上述した構成を備える中央車輪４３が、管路Ｐの内部において、ローラ４３ｂの回転により管路Ｐの内壁面Ｓを周方向に滑るように移動する。
この時、上述したように、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれを、第１リンク１０及び第２リンク２０に対して、管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御することで、第１球状車輪４１が管軸Ｐｓまわりに回転する方向の力が、管内走行装置１００の全体に伝達される。この力によって、上述した構成を備える中央車輪４３が、管路Ｐの内部において、ローラ４３ｂの回転により管路Ｐの内壁面Ｓを周方向に滑るように移動する。
【0057】
このことで、図９及び図１０に示すように、第１球状車輪４１のみなど、管内走行装置１００の一部が部分的に管軸Ｐｓまわりに回転するといったこと等が無く、管内走行装置１００の全体が管軸Ｐｓまわりに回転する。このことで、面外曲げの管路Ｐ内で、管内走行装置１００を管軸Ｐｓまわりにロール回転させることができる。
そのまま管内走行装置１００が移動を継続することで、図１１に示すように、管内走行装置１００が、面外曲げの管路Ｐを通過する。
以上のようにして、本実施形態に係る管内走行装置１００は、面外曲げの管路Ｐを走行可能とする。
そのまま管内走行装置１００が移動を継続することで、図１１に示すように、管内走行装置１００が、面外曲げの管路Ｐを通過する。
以上のようにして、本実施形態に係る管内走行装置１００は、面外曲げの管路Ｐを走行可能とする。
【0058】
（管内走行装置１００の制御プログラム）
次に、本実施形態に係る管内走行装置１００の制御プログラムを説明する。すなわち、本実施形態に係る管内走行装置１００を作動させるための制御手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
本実施形態に係る制御プログラムは、例えば、管内走行装置１００において、第１リンク１０又は第２リンク２０に収容された制御装置によって実行される。あるいは、上述のように、本実施形態に係る制御プログラムは、操作部７０の操作画面７１を表示する表示制御装置７２が実行してもよい。
次に、本実施形態に係る管内走行装置１００の制御プログラムを説明する。すなわち、本実施形態に係る管内走行装置１００を作動させるための制御手段としてコンピュータを機能させるプログラムである。
本実施形態に係る制御プログラムは、例えば、管内走行装置１００において、第１リンク１０又は第２リンク２０に収容された制御装置によって実行される。あるいは、上述のように、本実施形態に係る制御プログラムは、操作部７０の操作画面７１を表示する表示制御装置７２が実行してもよい。
【0059】
以上説明したように、本実施形態に係る管内走行装置１００によれば、第１球状車輪４１は、第１球状車輪４１の回転軸４１ｓについて、管軸Ｐｓまわりの角度を制御可能であり、第２球状車輪４２は、第２球状車輪４２の回転軸４２ｓについて、管軸Ｐｓまわりの角度を制御可能である。そして、中央車輪４３は、中央車輪４３の回転軸４３ｓに沿って、受動的に移動可能である。すなわち、中央車輪４３は、管内走行装置１００を一方の側及び他方の側に移動可能とするように回転することに加えて、外からの力によって受動的に、管路Ｐの内壁面Ｓを周方向に滑るように移動可能である。
これらによって、例えば、管内走行装置１００が面内曲げの管路Ｐから管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐに進入し、第１球状車輪４１が管路Ｐの内壁面Ｓに接することで管軸Ｐｓまわりに回転する方向の力を受けた時、以下のように制御可能である。すなわち、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２が、それぞれの回転軸４１ｓ、４２ｓを、管内走行装置１００のリンクに対して管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御する（回転軸４１ｓ、４２ｓを管軸Ｐｓに対して交差する方向に制御する）ことで、例えば、第１球状車輪４１のみなど、管内走行装置１００の一部が部分的に管軸Ｐｓまわりに回転するといったこと等が無く、管内走行装置１００の全体が管軸Ｐｓまわりに回転する。このことで、面外曲げの管路Ｐ内で、管内走行装置１００を管軸Ｐｓまわりにロール回転させることができる。よって、特殊な操作等をすることなく、また、事前に管路Ｐの幾何学情報を調査することなく、面外曲げの管路Ｐを走行可能な管内走行装置１００とすることができる。
また、例えば、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれの回転軸４１ｓ、４２ｓを、管内走行装置１００のリンクに対して管軸Ｐｓまわりに回転するように制御することで、管内走行装置１００を、一方の側又は他方の側に移動させることなく、その場で管軸Ｐｓまわりにロール回転させることができる。このことで、例えば、管内走行装置１００が曲線状の管路Ｐに進入する前に、管内走行装置１００の管軸Ｐｓまわりの角度を最適に調整することができる。よって、より管路Ｐの内部を走行しやすくすることができる。
また、リンクが２つのみであることで、リンクが３つ以上設けられる場合と比較して、小型且つ軽量な管内走行装置１００とすることができる。
これらによって、例えば、管内走行装置１００が面内曲げの管路Ｐから管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐに進入し、第１球状車輪４１が管路Ｐの内壁面Ｓに接することで管軸Ｐｓまわりに回転する方向の力を受けた時、以下のように制御可能である。すなわち、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２が、それぞれの回転軸４１ｓ、４２ｓを、管内走行装置１００のリンクに対して管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御する（回転軸４１ｓ、４２ｓを管軸Ｐｓに対して交差する方向に制御する）ことで、例えば、第１球状車輪４１のみなど、管内走行装置１００の一部が部分的に管軸Ｐｓまわりに回転するといったこと等が無く、管内走行装置１００の全体が管軸Ｐｓまわりに回転する。このことで、面外曲げの管路Ｐ内で、管内走行装置１００を管軸Ｐｓまわりにロール回転させることができる。よって、特殊な操作等をすることなく、また、事前に管路Ｐの幾何学情報を調査することなく、面外曲げの管路Ｐを走行可能な管内走行装置１００とすることができる。
また、例えば、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれの回転軸４１ｓ、４２ｓを、管内走行装置１００のリンクに対して管軸Ｐｓまわりに回転するように制御することで、管内走行装置１００を、一方の側又は他方の側に移動させることなく、その場で管軸Ｐｓまわりにロール回転させることができる。このことで、例えば、管内走行装置１００が曲線状の管路Ｐに進入する前に、管内走行装置１００の管軸Ｐｓまわりの角度を最適に調整することができる。よって、より管路Ｐの内部を走行しやすくすることができる。
また、リンクが２つのみであることで、リンクが３つ以上設けられる場合と比較して、小型且つ軽量な管内走行装置１００とすることができる。
【0060】
ここで、管内走行装置１００において、複数の内径の管路Ｐに対応可能としたい旨の要望がある。この時、管路Ｐの内径を問わず、車輪４０が管路Ｐの内壁面Ｓに押し付けられる力を十分なものとする必要がある。すなわち、例えば、車輪４０が管路Ｐの内壁面Ｓに押し付けられる力が小さいと、管内走行装置１００が管路Ｐを走行する際に必要な摩擦力が十分に得られなくなり、管内走行装置１００が管路Ｐを走行できなくなる。
そこで、第１リンク１０と第２リンク２０との角度を能動的に変更可能な能動関節部６０は、トルク制御が可能である。このことで、能動関節部６０が、第１リンク１０と第２リンク２０との角度を変更して車輪４０を管路Ｐの内壁面Ｓに当接させる際のトルクを制御することで、管路Ｐの内壁面Ｓに車輪４０を押し付ける力を、管路Ｐの内径を問わず十分なものにすることができる。よって、例えば、管路Ｐの内径が大きい場合に、車輪４０と管路Ｐの内壁面Ｓとの間の摩擦力を十分にすることで、管内走行装置１００が管路Ｐを走行できなくなることを抑えることができる。
そこで、第１リンク１０と第２リンク２０との角度を能動的に変更可能な能動関節部６０は、トルク制御が可能である。このことで、能動関節部６０が、第１リンク１０と第２リンク２０との角度を変更して車輪４０を管路Ｐの内壁面Ｓに当接させる際のトルクを制御することで、管路Ｐの内壁面Ｓに車輪４０を押し付ける力を、管路Ｐの内径を問わず十分なものにすることができる。よって、例えば、管路Ｐの内径が大きい場合に、車輪４０と管路Ｐの内壁面Ｓとの間の摩擦力を十分にすることで、管内走行装置１００が管路Ｐを走行できなくなることを抑えることができる。
【0061】
また、能動関節部６０には、低摩擦ギアードモータが用いられる。このことで、管内走行装置１００の電源が切れた時、能動関節部６０が脱力する。よって、管内走行装置１００が管路Ｐの内部で停止した時、管内走行装置１００を管路Ｐから回収しやすくすることができる。
【0062】
また、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２の管軸Ｐｓまわりの角度を検出するエンコーダ５０を更に備える。このことで、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２の角度を制御しやすくすることができる。
【0063】
また、車輪４０の回転速度と、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２の管軸Ｐｓまわりの角度と、能動関節部６０のトルクと、を操作可能な操作部７０を更に備える。これにより、より管内走行装置１００の操作を行いやすくすることができる。
【0064】
また、本実施形態に係る管内走行装置１００の制御方法によれば、管内走行装置１００が管路Ｐの屈曲部に進入する時、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２のそれぞれを、第１リンク１０及び第２リンク２０に対して、管軸Ｐｓまわりに回転しないように制御する。これにより、例えば、管内走行装置１００が面内曲げの管路Ｐから管内走行装置１００が面外曲げの管路Ｐに進入し、第１球状車輪４１が管路Ｐの内壁面Ｓに接することで管軸Ｐｓまわりに回転する方向の力を受けた時、第１球状車輪４１のみなど、管内走行装置１００の一部が部分的に管軸Ｐｓまわりに回転するといったこと等が無く、管内走行装置１００の全体が管軸Ｐｓまわりに回転する。このことで、面外曲げの管路Ｐ内で、管内走行装置１００を管軸Ｐｓまわりにロール回転させることができる。よって、特殊な操作等をすることなく、また、事前に管路Ｐの幾何学情報を調査することなく、面外曲げの管路Ｐを走行可能な管内走行装置１００とすることができる。
また、面外曲げの管路Ｐを走行中に細かな操作を作業者が行う必要がない為、管内走行装置１００の操作をより容易にすることができる。
また、面外曲げの管路Ｐを走行中に細かな操作を作業者が行う必要がない為、管内走行装置１００の操作をより容易にすることができる。
【0065】
また、能動関節部６０のトルクを一定に制御する。このことで、第１リンク１０と第２リンク２０との角度を変更して車輪４０を管路Ｐの内壁面Ｓに当接させる際に、管路Ｐの内壁面Ｓに車輪４０を押し付ける力を、管路Ｐの内径を問わず十分なものにすることができる。よって、例えば、管路Ｐの内径が大きい場合に、車輪４０と管路Ｐの内壁面Ｓとの間の摩擦力を十分にすることで、管内走行装置１００が管路Ｐを走行できなくなることを抑えることができる。
また、例えば、管路Ｐの走行中に管路Ｐの内径が変化した場合においても、管路Ｐの内壁面Ｓに車輪４０を押し付ける力が変化しないようにすることができる。
また、例えば、管路Ｐの走行中に管路Ｐの内径が変化した場合においても、管路Ｐの内壁面Ｓに車輪４０を押し付ける力が変化しないようにすることができる。
【0066】
また、本実施形態に係る管内走行装置１００の制御プログラムによれば、管内走行装置１００を作動させるための制御手段としてコンピュータを機能させる。これにより、管内走行装置１００を随時操作しながら管路Ｐを走行させることができる。あるいは、管路Ｐを走行する管内走行装置１００の状況を随時把握することができる。
【0067】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、撮像手段３０は、一方の側及び他方の側を撮影可能とすると説明したが、これに限らない。すなわち、第１リンク１０及び第２リンク２０のそれぞれに設けられた撮像手段３０のレンズの向きを変更することで、管軸Ｐｓに直交する方向を撮影可能としてもよい。あるいは、撮像手段３０に全方位撮影可能のカメラを用いて、第１リンク１０又は第２リンク２０のいずれかのみに設けることで、１つの撮像手段３０によって全方位を撮影可能としてもよい。
また、例えば、第１リンク１０に対する第１球状車輪４１の管軸Ｐｓ回りの角度、及び、第２リンク２０に対する第２球状車輪４２の管軸Ｐｓ回りの角度を、上述の実施形態の角度から変更し、それぞれの球状車輪４１、４２の備える半球状の車輪４０のいずれかのみを管路Ｐに接する状態として、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２を回転軸４１ｓ、４２ｓまわりに回転させることで、管内走行装置１００が螺旋回転しながら直線状の管路Ｐを進むようにしてもよい。
また、本実施形態に係る管内走行装置１００及びその制御方法によって、いわゆる伏せ越しの管路Ｐを走行してもよい。
また、本実施形態に係る方法によって車輪４０を管路Ｐの内壁面Ｓに十分に押し付けることで、管内走行装置１００を、鉛直方向に延びる管路Ｐの内部を走行させてもよい。
例えば、撮像手段３０は、一方の側及び他方の側を撮影可能とすると説明したが、これに限らない。すなわち、第１リンク１０及び第２リンク２０のそれぞれに設けられた撮像手段３０のレンズの向きを変更することで、管軸Ｐｓに直交する方向を撮影可能としてもよい。あるいは、撮像手段３０に全方位撮影可能のカメラを用いて、第１リンク１０又は第２リンク２０のいずれかのみに設けることで、１つの撮像手段３０によって全方位を撮影可能としてもよい。
また、例えば、第１リンク１０に対する第１球状車輪４１の管軸Ｐｓ回りの角度、及び、第２リンク２０に対する第２球状車輪４２の管軸Ｐｓ回りの角度を、上述の実施形態の角度から変更し、それぞれの球状車輪４１、４２の備える半球状の車輪４０のいずれかのみを管路Ｐに接する状態として、第１球状車輪４１及び第２球状車輪４２を回転軸４１ｓ、４２ｓまわりに回転させることで、管内走行装置１００が螺旋回転しながら直線状の管路Ｐを進むようにしてもよい。
また、本実施形態に係る管内走行装置１００及びその制御方法によって、いわゆる伏せ越しの管路Ｐを走行してもよい。
また、本実施形態に係る方法によって車輪４０を管路Ｐの内壁面Ｓに十分に押し付けることで、管内走行装置１００を、鉛直方向に延びる管路Ｐの内部を走行させてもよい。
【0068】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0069】
１０ 第１リンク
２０ 第２リンク
３０ 撮像手段
４０ 車輪
４１ 第１球状車輪
４１ｍ モータ
４１ｓ 回転軸
４２ 第２球状車輪
４２ｍ モータ
４２ｓ 回転軸
４３ 中央車輪
４３ａ 本体部
４３ｂ ローラ
４３ｓ 回転軸
５０ エンコーダ
５１ 第１エンコーダ
５２ 第２エンコーダ
６０ 能動関節部
６０ｓ 回転軸
７０ 操作部
７１ 操作画面
７１ａ ロボット状態表示部
７１ｂ カメラ画像表示部
７１ｃ モータ状態表示部
７１ｄ 指示入力部
７２ 表示制御装置
１００ 管内走行装置
Ｃ ケーブル
Ｉ１ 第１アイコン
Ｉ２ 第２アイコン
Ｉ３ 第３アイコン
Ｉ４ 第４アイコン
Ｉ５ 第５アイコン
Ｉ６ 第６アイコン
Ｉ７ 第７アイコン
Ｉ８ 第８アイコン
ＪＳ 回転軸
Ｐ 管路
Ｐｓ 管軸
Ｓ 内壁面
Ｓ１ 第１内壁面
Ｓ２ 第２内壁面
２０ 第２リンク
３０ 撮像手段
４０ 車輪
４１ 第１球状車輪
４１ｍ モータ
４１ｓ 回転軸
４２ 第２球状車輪
４２ｍ モータ
４２ｓ 回転軸
４３ 中央車輪
４３ａ 本体部
４３ｂ ローラ
４３ｓ 回転軸
５０ エンコーダ
５１ 第１エンコーダ
５２ 第２エンコーダ
６０ 能動関節部
６０ｓ 回転軸
７０ 操作部
７１ 操作画面
７１ａ ロボット状態表示部
７１ｂ カメラ画像表示部
７１ｃ モータ状態表示部
７１ｄ 指示入力部
７２ 表示制御装置
１００ 管内走行装置
Ｃ ケーブル
Ｉ１ 第１アイコン
Ｉ２ 第２アイコン
Ｉ３ 第３アイコン
Ｉ４ 第４アイコン
Ｉ５ 第５アイコン
Ｉ６ 第６アイコン
Ｉ７ 第７アイコン
Ｉ８ 第８アイコン
ＪＳ 回転軸
Ｐ 管路
Ｐｓ 管軸
Ｓ 内壁面
Ｓ１ 第１内壁面
Ｓ２ 第２内壁面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】