チューブ式配管内探査機

チューブ式配管内探査機
東京工業大学
大学院理工学研究科
機械制御システム専攻
塚越秀行
背景
• 排水管内部の亀裂・
閉塞状況の調査
• 汚泥の吸引
（株）管清工業提供
汚泥の堆積した管内移動の問題点
ホース
汚泥
配管
• 摺動摩擦の増加
• 突起物へのスタック
災害救助現場での要求
ボーカメを挿入する場合
ボーカメ
ボーカメによる人命探査が
行われたときの様子
(スマトラ沖地震 2004年）
ファイバースコープ
狭隘湾曲地形内を深くまで
進入することは困難
発表項目
1) 内部繰り出し推進
２) １本のチューブによる推進
（任意点での能動湾曲）
３) Ｕターン配管内での推進方法
偏平チューブ折曲点の密閉性を利用
ウレタン製チューブ
−偏平チューブの特徴−
流体圧
移動
・偏平チューブ折曲点では流体を
密閉できる！
・折り曲げた偏平チューブを
加圧して管内に入れる →
複数の偏平チューブで内部繰り出し推進
外部環境と摺動抵抗を０にできる
偏平チューブ
柔軟ボディ
複数チューブを同一の柔軟ボディ
上に配置できる
湾曲固定方法
偏平チューブの手繰り出された
部分のみ柔軟ボディに固定
ボディ外側
ボディ内側
湾曲形状を
保持したまま
前進
探査用カメラの搬送
a pair of
rollers
rail
チューブの能動湾曲の基本原理
空気圧
空気
圧
パイプ状
チューブ
空気圧
任意の箇所で選択的に湾曲させる方法
空気圧
全方向の伸びを
拘束する膜
シリコンチューブ
全方向を拘束する膜信号を与える
① 水溶性フィル
ム
主成分：ポリビニルアルコール
② 熱可塑性樹脂
主成分：ポリエステル系プラスチック
開発した試作機
全体図
断面図
カメラ
ガイドボックス
加圧
Robot size
Mass
Length : 92.5mm
Width : 47mm
Height : 45mm
148.6g
受動車輪
シリコンチューブ
ピンチローラー
方向操舵機能の必要性
分岐点で経路を選択する場合
チューブを能動湾曲
能動湾曲機能を有するヘッドユニット
小型ヒーター
熱可塑性樹脂で覆われ
たシリコンチューブ
Heater size
Voltage
Electric power
Diameter : 2.3mm
Length : 50mm
100V
35W
Λ-drive の導入
Λdrive
Ring
Pressurized by 0.2MPa
Pressurized by 0.4MPa
安定化のための構造
Slider
多様な形状に沿った駆動
螺旋動作
Tube
ファスナー駆動
Slider
Cylinder surface
流体ロープウェイの基本コンセプト
Λ-drive で駆動するゴンドラ探査機の構造
Gondola Probe
Pulley
Pulley
Camera
Camera
O(Pivot)
O (Pivot)
Lever
Lever
Length
Height
Width
155mm
44mm
80mm(with camera)
Weight
120g(with camera)
Link A
Link A
Pulley
Pulley
Slider
Slider
Slider
Link B
Link B
Tube
Sensor
φ6.8×8 mm
Radio Camera x2
配管内推進への応用
Λ-drive
ピンチローラー
ストッパー
加圧
加圧
繰り出しアクチュータ
(2009年東工大三川、塚越、北川）
カメラ
受動車輪
ローラー
カメラ
カバー
Ｕ字管路内の動作
摩擦の原因
ベルト状の布
実用化に向けた課題

方向操舵の簡便な判断方法。
複雑・狭隘配管内に移動した後の
速やかな回収方法。
先端のヘッドユニットの位置情報の取得方法。
本技術に関する知的財産権

リニアアクチュエータ出願番号
特願2008‐1445508
能動湾曲するチューブアクチュエータと能動探査装置
特願2009-267198
扁平チューブを用いた駆動装置
特願2003-421189
お問い合わせ先
東京工業大学
コーディネーター鷹巣征行
tel：03-5734-7634
fax：03-5734-7694
mail：[email protected]

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