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JPS60102580A - Position detecting apparatus of running unit - Google Patents

Position detecting apparatus of running unit

Info

Publication number
JPS60102580A
JPS60102580A JP58211279A JP21127983A JPS60102580A JP S60102580 A JPS60102580 A JP S60102580A JP 58211279 A JP58211279 A JP 58211279A JP 21127983 A JP21127983 A JP 21127983A JP S60102580 A JPS60102580 A JP S60102580A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
receiver
unit
distance
machine
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58211279A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Sasahara
利彦 笹原
Toshio Nakamura
寿夫 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP58211279A priority Critical patent/JPS60102580A/en
Publication of JPS60102580A publication Critical patent/JPS60102580A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08Systems for measuring distance only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain to enhance the accuracy of positional detection, by providing a distance sensor and an azimuth sensor to a primary machine present at a reference point and the secondary machine of a running unit. CONSTITUTION:A primary machine 5 is constituted by providing a turntable 8 equipped with a rotary driving mechanism and an encoder 12 for detecting the rotary angle thereof on a base 7 supported by and moved on a reference track 4 while providing a limit switch 13 for detecting the direction of the primary machine itself to said base 7. A secondary machine 6 is constituted by providing a table 19 equipped with a rotary driving mechanism on a base 18 while providing a light emitter 24 constituting an azimuth sensor along with the light receiver 15 of the primary machine 5 on said table 19. In addition, a mirror 30 equipped with a high speed rotary mechanism and a sonic receiver 31 constituting a distance sensor along with the sonic generator 16 of the primary machine 5 are provided to the top part of the light emitter 24. Now, a rotary angle at a moment, when the light receiver 15 on the table 8 rotating at a low speed is opposed to the mirror 30 of the light emitter 24 rotating at a high speed, is detected by the encoder 12 to calculate the direction of the secondary machine 6 while the opposed distance between the primary machine and the secondary machine is detected from the sonic wave transmitting time from the sonic wave generator 16 to a sonic wave receiver 31.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無軌道走行ユニットまでの距離および方位を音
波と光との組み合わせによって検出するようにした位置
検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a position detection device that detects the distance and direction to a trackless traveling unit using a combination of sound waves and light.

無軌道走行ユニットは、あらかじめ0定されたプログラ
ムあるrは無線銹導などにより、走行支持面に沿って任
意の各方向に走行自在なものとされており、また、走行
支持面が鋼板などであるとマグネツtなどを利用するこ
とにより、傾斜あるいは垂直方向にも走行可能となる。
The trackless running unit is capable of running in any direction along a running support surface using a preset program or by wireless induction, and the running support surface is made of a steel plate or the like. By using magnets and the like, it is possible to run on an incline or in a vertical direction.

したがって、原子炉運転開始後における諸機器1例えば
原子炉圧力容器などの点検作業のように、高レベルの残
留放射線のために作業員が近づくことが制限される環境
下で、作業用機器を目的とする位置まで運搬したり、あ
るいは自由に移動させたりする場合に有用である。また
、無軌道走行エニン)を自在にコントa−ルするために
は、その位置feえず正確に検出することが必要であり
、無軌道走行エニンFに適用し得る位置検出法の従来例
としては。
Therefore, in environments where access by workers is restricted due to high levels of residual radiation, such as during inspection work on various equipment 1, such as the reactor pressure vessel, after the start of reactor operation, work equipment is This is useful when transporting the device to a desired location or moving it freely. In addition, in order to freely control the trackless running Ennin, it is necessary to accurately detect its position, and the following is a conventional example of a position detection method that can be applied to the trackless running Ennin.

可逆式のオドメータ(歩度計)を利用して基準点からの
距離を知る方法や、オドメータに角度センサを組み合わ
せて距離と方位とを知る方法などがあるが、オドメータ
の場合、走行ユニットが非直線状に移動したり、スリッ
プが発生したりすると誤差が大きくなるなどの難点があ
る。
There are ways to find out the distance from a reference point using a reversible odometer, and methods to find out the distance and direction by combining the odometer with an angle sensor, but in the case of an odometer, the traveling unit is non-linear. There are drawbacks such as increased errors if the device moves in an unsteady manner or slips.

本発明はこのような背景に基づいてなされたもので1位
置検出精度を飛躍的に向上させることを可能とし、高速
度検出により走行エニツYの移動?容易にし、また、検
出範囲?大きくすることを目的としている。このような
目的の達成のため。
The present invention was developed based on this background, and makes it possible to dramatically improve the accuracy of one-position detection, and detects the movement of the traveling body by high-speed detection. Facilitation and also detection range? The purpose is to make it bigger. To achieve such purposes.

本発明は、基準点Vcf+)る親機と走行エニツFに塔
載する子機とに、音波および光線により距離および方位
を直接測定する極座標方式の各センサを設けた構成とな
っている。
The present invention has a configuration in which the main unit at the reference point Vcf+) and the slave unit mounted on the traveling unit F are provided with polar coordinate type sensors that directly measure distance and direction using sound waves and light beams.

以下1本発明の一実施例を図面に基づいて説明すると、
第1図は原子炉圧力容器1の外表面に無軌道走行エニツ
)2と本発明に係る位置検出装置3とを配設した外観の
概略を示すものである。
Below, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1 schematically shows the external appearance of a nuclear reactor pressure vessel 1 in which a trackless running device 2 and a position detection device 3 according to the present invention are disposed on the outer surface of the reactor pressure vessel 1.

無軌道走行ユニット2は、その車輪の一部が磁石となっ
ていて1通常垂直となっている原子炉圧力容器lの外表
面に磁着した状態で任意の方向に移動し得る機能(移動
方向、起動停止などの各指令を受ける有線または無線受
信装置、駆動装置。
The trackless traveling unit 2 has a function of being able to move in any direction (movement direction, A wired or wireless receiving device and drive device that receives various commands such as starting and stopping.

ステアリング装置など)f:備えているものが使用され
る。
Steering device, etc.)f: What is provided is used.

また、位置検出装置3は、第1図ないし第3図例では原
子炉圧力容器1の外表面に垂直方向に沿って覗9つけら
れた基準軌道4と、この基泡軌道4の一点、すなわち基
準点に配設される親機5と、この親機5から離間した位
置で各種作業のための走行運転がなされる前記無軌道走
行ユニット2上に塔載されるとともに親機5との間で距
離および方位を合わせた位置検出を行なうための子機6
とからなる基本構成とされているう まず、前記基準軌道4について説明すると、基準軌道4
は、親機5を原子炉圧力容器lの外表面に沿って水平ま
たは垂直(鉛直)方向に案内し。
Further, in the examples shown in FIGS. 1 to 3, the position detection device 3 detects a reference trajectory 4 that is peeked out along the vertical direction on the outer surface of the reactor pressure vessel 1, and a point of this base bubble trajectory 4, that is, Between the base machine 5 disposed at the reference point and the base machine 5 mounted on the trackless traveling unit 2 which is operated for various tasks at a position separated from the base machine 5. Handset 6 for detecting position based on distance and direction
First, to explain the reference trajectory 4, which has a basic configuration consisting of the following, the reference trajectory 4
guides the main unit 5 horizontally or vertically along the outer surface of the reactor pressure vessel l.

基準点を設定するものであり、第1図例では新機5を上
下に移動させるために親機5のビニオン(図示略)と噛
合するラックを備えており、また。
It is used to set a reference point, and in the example shown in FIG. 1, it is equipped with a rack that engages with a pinion (not shown) of the parent machine 5 in order to move the new machine 5 up and down.

ピニオンの回転をエンコーダ等で検出して、基準軌道4
の任意の位置を基準点として設定し得るようになってい
る。
The rotation of the pinion is detected with an encoder, etc., and the reference trajectory 4 is
Any position can be set as a reference point.

次いで、前記親機5は、基準軌道4に支持されて移動す
るベース7の上にターンテーブル8が回転自在に設けら
れるとともに、ベース7とターンテーブル8との間に、
ターンテーブル8を例えば2.5″/ 秒程度の角速度
で低速回転させるために駆動モータ9.ウオーム10.
ホイール11などからなる回転駆動機構と、ターンテー
ブル8の回転角を例えばO,Ql”の分解能で検出する
ためのa−夕II−エンコーダ12と、ターンテーブル
8の回転角?3606未溝1例えば270“とじてロー
タリーエンコーダ12の出力信号との比較により親機5
自身の向きを検出するためのリミットスイッチ13とが
設けられ、4−ンテーブル8の上に、基準軌道4上に停
止したときに任意の回転角を0°として(第1図例にお
けるI−:/テーブル8の一部を垂直方向に向けて)こ
のときのa −タリーエンコーダ】2の出力信号を基準
角とするために使用される垂直センサ14と、子機6の
方位を検出する方位センサの一部をm成する受光部15
と、子機61での距離などを検出する距離センサの−f
lSf構成しかつ例えば1メガH2の超音波などを発音
する音波発生器16と、この音波発生器16から一定距
離(例えば100鵡)離間した位置で音波を受信しその
到達時間を基準値とするための較正用受信機17とがそ
れぞれ設けられる。そして、受光器15の光学的基準中
心点と音波発生器16の発音中心点とは、望ましくは基
準点、つまりターンテーブル8の回転中心線上の所要高
さく例えば20011m)に設定され、基準点と位置ず
れがある場合は1機械的な位置すれとロータリーエンコ
ーダ12の角度検出信号とにより、ベース7あるいは外
部に設けられた制御部(中央処理装置など)により補正
されるものである。ただし、以下の説明では説明を簡略
化するため方位センサおよび距離センサとターンテーブ
ル8の回転中心とが第3図に示すように一致しているも
のとして説明する。
Next, in the master unit 5, a turntable 8 is rotatably provided on a base 7 that is supported by a reference track 4 and moves, and between the base 7 and the turntable 8,
A drive motor 9. A worm 10. In order to rotate the turntable 8 at a low speed, for example, at an angular velocity of about 2.5″/sec.
A rotary drive mechanism consisting of a wheel 11, etc., an encoder 12 for detecting the rotation angle of the turntable 8 with a resolution of, for example, O, Ql, and a rotation angle of the turntable 8? 270" and compared with the output signal of the rotary encoder 12, the master unit 5
A limit switch 13 for detecting its own direction is provided on the four-turn table 8, and an arbitrary rotation angle is set to 0° when stopped on the reference trajectory 4 (I- :/with a part of the table 8 facing vertically) At this time, a - tally encoder] Vertical sensor 14 used to use the output signal of 2 as a reference angle, and the azimuth for detecting the azimuth of the slave unit 6. Light receiving section 15 forming part of the sensor
and -f of the distance sensor that detects the distance etc. on the handset 61.
A sonic wave generator 16 that has a lSf configuration and emits ultrasonic waves of, for example, 1 megaH2, and a sound wave is received at a position a certain distance (for example, 100 parrots) away from this sonic wave generator 16, and its arrival time is used as a reference value. A calibration receiver 17 is provided for each. The optical reference center point of the light receiver 15 and the sound generation center point of the sound wave generator 16 are preferably set at a required height (for example, 20,011 m) above the reference point, that is, the rotational center line of the turntable 8. If there is any positional deviation, it is corrected by the base 7 or an external control unit (such as a central processing unit) based on the mechanical positional deviation and the angle detection signal from the rotary encoder 12. However, in the following explanation, in order to simplify the explanation, it will be assumed that the orientation sensor, the distance sensor, and the rotation center of the turntable 8 coincide as shown in FIG. 3.

一方、前記子機6は、無軌道走行エニツ)2と一体に取
りつけられるベース18が設けられるとともに、このベ
ース18の上にターンテーブル19が回転自在に設けら
れ、これらベース18とターンテーブル19との間に、
ターンテーブル19を回転させるための駆動モータ20
.ウオーム21.ホイール22などからなる回転駆動機
構と、ターンテーブル19の回転位置を検出するととも
にその検出信号によりターンテーブル19の゛特定部分
を親機5に正対させるためのポテンショメータ23とが
設けられ%また。ターンテーブル19の上には、親機5
の受光器15とともに方位センサを構成するためのレー
ザービームなどを発生する発光器24と、この発光器2
4g回転自在に支持するための回転灯台25?ターンテ
ーブル19の回転中心線上で例えば3110 Or、p
、m 程度の高速回転させる九めの駆動モータ26.ベ
ルト27、ブーII 2 B 、 29などからなる高
速回転ffIk構と1発光器24の頂部に叡りっけられ
九tツブミラー30と、親機5の音波発生器16ととも
に距離センサを構成しかつ音波の到達時間により親機5
の基準点までの距離を算出するための音波受4m機31
とがそれぞれ設けられる。そして、発光器24の光学的
中心点と音波受信機31の受音中心点とは、望ましくは
ターンテーブル19の回転中心線上の所要高さく例えば
親機同様200111)に設定され、ずれのある場合は
前述の例の舶く補正される。以下の説明では第3図に示
すように中心線上にあるものとして説明する。
On the other hand, the slave device 6 is provided with a base 18 that is attached integrally with the trackless running device 2, and a turntable 19 is rotatably provided on the base 18. Between,
Drive motor 20 for rotating turntable 19
.. Warm 21. A rotary drive mechanism consisting of a wheel 22 and the like, and a potentiometer 23 for detecting the rotational position of the turntable 19 and using the detection signal to direct a specific part of the turntable 19 to the base unit 5 are provided. On top of the turntable 19 is the main unit 5.
A light emitter 24 that generates a laser beam or the like to constitute an orientation sensor together with a light receiver 15;
Rotating lighthouse 25 to support 4g rotatably? For example, 3110 Or, p on the rotation center line of the turntable 19.
, m, the ninth drive motor 26. A high-speed rotating ffIk structure consisting of a belt 27, a boot II 2B, 29, etc., a nine-thorn mirror 30 mounted on the top of one light emitter 24, and a sound wave generator 16 of the main unit 5 constitute a distance sensor. Depending on the arrival time of the sound wave, the main unit 5
4m sound receiver 31 for calculating the distance to the reference point of
and are provided respectively. The optical center point of the light emitter 24 and the sound receiving center point of the sound wave receiver 31 are preferably set at a required height above the rotational center line of the turntable 19 (for example, 200111 as in the case of the main unit), and if there is a misalignment, is corrected to the extent of the previous example. In the following explanation, it will be assumed that it is on the center line as shown in FIG.

次いで、方位センサおよび距離センサの所要高さく例え
ば200mに設定した理由)について説明すると、第1
図に示すように原子炉圧力容器1は円筒状であるため、
その外e面にある親11*5で子機6を検出する場合、
その検出範囲が、透視で制限を受けることになる。すな
わち、原子炉圧力容器1の直径が6.5ta、*i5と
子機6との間隔を2.3Sとすると、 すなわち、約200錦の高さに各センナが配設されてい
る場合は、親機5と子Il!6との周方向の距離が2.
3騙以内に制限を受けることになる。なお、高さ方向に
は特に制限がない。
Next, to explain the reason why the required height of the direction sensor and distance sensor is set to, for example, 200m, the first
As shown in the figure, the reactor pressure vessel 1 is cylindrical, so
When detecting the slave unit 6 with the parent unit 11*5 on the outer e side,
The detection range is limited by fluoroscopy. That is, if the diameter of the reactor pressure vessel 1 is 6.5ta, and the distance between *i5 and the slave unit 6 is 2.3S, that is, if each Senna is installed at a height of about 200mm, Master unit 5 and child Il! The circumferential distance from 6 is 2.
You will be restricted within 3 deceptions. Note that there is no particular restriction in the height direction.

また、親機5と子t86との間隔分2.3隅以内と限定
した場合、距離および方位を例えば誤差1mm以下で検
出するとすれば、距離および方位センサに要求される分
解能は以下のとおりとなる。
In addition, when the distance between the base unit 5 and the child t86 is limited to within 2.3 corners, and if the distance and direction are to be detected with an error of 1 mm or less, the resolution required for the distance and direction sensor is as follows. Become.

「距離センサ」 音波は波形が明確で立上り特性の優れているものがよく
1例えば1メガヘルツ(111i)I7)の超音波が適
用され、音波受信機31がその第1波のどこD)を検出
し得る性能を有しているとすれば、その検出誤差はlX
10””秒1■に音波が伝達される距離となり、15℃
のときは、 340XIXlO−’=3.4X10−’FB=0.3
4騙となる。この場合、較正用受信機17については、
基準となる音波到達時間の検出を行なう部会上。
"Distance sensor" Sound waves have a clear waveform and excellent rise characteristics.For example, 1 megahertz (111i) I7) ultrasonic waves are applied, and the sound wave receiver 31 detects where D) the first wave is. If the performance is such that the detection error is lX
The distance that a sound wave travels in 1 second is 15 degrees Celsius.
When , 340XIXlO-'=3.4X10-'FB=0.3
4 It becomes a deception. In this case, regarding the calibration receiver 17,
On the committee that detects the standard sound wave arrival time.

一実施例の場f、音波の第1波あるいは第2波のスレシ
ョルドレベルを越えた直後の零クロス点相互の検出を行
なうようにして正確化をしているが、これらは必要とさ
れる分解能により適宜選定されろ。なお、音波発生器1
6および較正用受信機17%音波発生器IGおよび音波
受信機31の音波伝達時間は、それぞれ2 o 5ii
i、およびIMHの計測用りaツクを・基準とし11t
測するなどにより、前記誤差範囲を満足することができ
るものである。
In one embodiment, accuracy is achieved by detecting mutual zero crossing points immediately after the first wave or second wave of the sound wave exceeds the threshold level of the field f. Please select as appropriate. In addition, the sound wave generator 1
6 and calibration receiver 17% The sound wave transmission time of the sound wave generator IG and the sound wave receiver 31 is 2 o 5ii, respectively.
11t using i and IMH measurement a-ts as reference.
The above error range can be satisfied by measuring, etc.

「方位センサ」 受光器15は、前述したようにその角度分解能が0.0
1’である場会、コリメータなどが使用されるが、距離
2300FJの位置であるとその振れは。
"Azimuth sensor" As mentioned above, the light receiver 15 has an angular resolution of 0.0.
1', a collimator, etc. is used, but if the distance is 2300FJ, the deflection will be.

となって1u以下の誤差に押えることができる。Therefore, the error can be kept to 1 u or less.

なお%受光器15はコリメータに限定するものではなく
1例えば、高性能を有する元し変換素子、の1次元哉半
導体装置検出器が適用可能であり。
Note that the photoreceiver 15 is not limited to a collimator; for example, a one-dimensional semiconductor device detector such as a high-performance original conversion element can be applied.

この場合、直線的に移動する光スボツFの位1it1f
r連続した電気信号として出力させ、素子の両端の電価
と)tスポットの距離に応じて光電流が按分されてスポ
ットの位置を例えば34■の範囲に亘って検出し得るよ
うになる。
In this case, the position of the optical slot F moving linearly is 1it1f.
(r) is output as a continuous electrical signal, and the photocurrent is divided proportionally according to the electric charge at both ends of the element (t) and the distance of the spot, so that the spot position can be detected over a range of, for example, 34 cm.

このような構成を有する走行ユニットの位置検出装置の
使用例について以下説明する。
An example of use of the position detection device for a travel unit having such a configuration will be described below.

「基漁点の設定」 ?&単軌道4を原子炉圧力容器1の外表面に第1図に示
すように配設し、基準軌道4と親機5との相対位置等に
より、原子炉圧力容器lの一点を基醜点とし、以下、子
機6の位置を検出する。
“Setting the base fishing point”? & A single track 4 is arranged on the outer surface of the reactor pressure vessel 1 as shown in FIG. Then, the position of the handset 6 will be detected below.

「ターンテーブルの設定」 親t(!5のターンテーブル8を回転させて垂直センナ
14が動作した位置を回転角の基意とし、以下、この回
転角の基準値に対する子機6の方位をロータリーエンコ
ーダ12によって検出することになる。
"Setting the turntable" The rotation angle is based on the position where the vertical sensor 14 operates when the turntable 8 of the parent t(! This will be detected by the encoder 12.

「子機の向きの設定」 親機5の音波発生器16から超音波を発信し。"Setting the orientation of the slave unit" Ultrasonic waves are transmitted from the sonic wave generator 16 of the base unit 5.

子機6のターンテーブル19を回転させながら。While rotating the turntable 19 of the slave unit 6.

音波受信機31が音波発生機16に対向する位置を例え
ば音波の強弱で探し出す。このとき、音波受信機31の
マイクの性能が第2図に示すように有効範囲30°であ
れば、そのは!中心で最も感度の高い部分が検出される
ため、このときのターンテーブル190回転角をポテン
ショメータ23で読み取り、この回転角のときの音波受
信信号により距離の検出を実施する。あるいは、超音波
を検出できる範囲をポテンショメータ23で検出して、
その中心を算出しこの回転角のときに距離の検出を実施
し九り、あるいは、子機6のターンテーブル19を間欠
的に回転させて、親機5の方位を探し出すようにするこ
ともできる。
The position where the sound wave receiver 31 faces the sound wave generator 16 is found based on, for example, the strength of the sound wave. At this time, if the performance of the microphone of the sound wave receiver 31 is within the effective range of 30 degrees as shown in FIG. Since the most sensitive part is detected at the center, the rotation angle of the turntable 190 at this time is read by the potentiometer 23, and the distance is detected by the sound wave reception signal at this rotation angle. Alternatively, the range in which ultrasonic waves can be detected is detected by the potentiometer 23,
It is also possible to calculate the center and detect the distance at this rotation angle, or alternatively, the turntable 19 of the slave unit 6 may be rotated intermittently to find the direction of the base unit 5. .

「距離の測定」 音波発生器16と較正用受信機17と音波受信機31と
をそれぞれ動作状態とすると、原子炉圧力容器1の表面
付近の任意の雰囲気条件における音波到達時間により、
親機5と子機6との対向距離を温度や空気密度等に影響
されることなく高い精度で検出できる。すなわち、較正
用受信機17までの音波伝達時間ftT、、子機6の音
波受信機31までの音波伝達時間をTI、較正用受信機
17までの距離をL8 とすれば、音波受信8!31ま
での距離、すなわち子機6までの距@L□は。
"Measurement of Distance" When the sonic wave generator 16, the calibration receiver 17, and the sonic wave receiver 31 are each in operation, the arrival time of the sound wave under arbitrary atmospheric conditions near the surface of the reactor pressure vessel 1 determines the following:
The facing distance between the master unit 5 and the slave unit 6 can be detected with high accuracy without being affected by temperature, air density, etc. That is, if the sound wave transmission time to the calibration receiver 17 is ftT, the sound wave transmission time to the sound wave receiver 31 of the child unit 6 is TI, and the distance to the calibration receiver 17 is L8, then the sound wave reception is 8!31 The distance to, that is, the distance to slave unit 6 @L□ is.

で単純にめることができる。なお、常温の空気中の音速
は、温度が1℃変化する毎に約0.6島増減するため、
0.181/’O程度の誤差を生じるが。
You can simply fill it with . Note that the speed of sound in air at room temperature increases or decreases by approximately 0.6 islands for every 1°C change in temperature.
However, an error of about 0.181/'O occurs.

較正用受信機31を利用して周囲の影/#ヲ除去するこ
とによシ、その誤差の生じない距離検出を行なうことが
できる。
By using the calibration receiver 31 to remove surrounding shadows, distance detection can be performed without this error.

ま皮、音波発生器16の動作は、音波伝達時間の測定の
便を考lして間欠的に行なわれるが、その時間的な間隔
は無軌道走行ユニット2の走行速度によシ調整されるも
のである。
The operation of the sound wave generator 16 is performed intermittently in consideration of the convenience of measuring the sound wave transmission time, but the time interval is adjusted depending on the traveling speed of the trackless traveling unit 2. It is.

「方位の測定」 発光器24と受光器15とをそれぞれ運転状態としてお
いて11回転灯台25t3000rpm 程度の高速回
転することにより、毎秒50回程度の間隔でレーザービ
ームが受光器15を照射する。
"Direction Measurement" With the light emitter 24 and the light receiver 15 each in operation, the 11-rotation lighthouse 25t rotates at a high speed of about 3000 rpm, so that the laser beam irradiates the light receiver 15 at intervals of about 50 times per second.

このとき、低速回転させられているターンテーブル8上
の受光器15が、正確に発光器24の1ツブミラー30
に対向した瞬間の回転角をロータリーエンコーダ1zに
よって検出することにより。
At this time, the light receiver 15 on the turntable 8, which is being rotated at a low speed, is accurately connected to one of the mirrors 3 of the light emitter 24.
By detecting the rotation angle at the moment when it faces the rotary encoder 1z.

子機6の方位をめることができる。なお、ロータリーエ
ンコーダ12は角度分解能0.01’のときは例えば2
0ビット程度のものが適用される。
The direction of the handset 6 can be set. Note that the rotary encoder 12 has an angular resolution of, for example, 2 when the angular resolution is 0.01'.
Approximately 0 bits are applied.

「音波受信機の微V@整」 方位の測定がなされた瞬間のタイミングに合わせて、距
離の測定を実施することにより、走行エニッ)2の位置
の検出を瞬時に正確に行なうことができるものであるが
、走行ユニット2の移動にともなって子機6の音波受信
機31の向きが賃波発生器16から徐々に外れることも
予想される。
"Sonic wave receiver fine V@adjustment" A device that can instantly and accurately detect the position of the vehicle (2) by measuring the distance at the same time as the direction is measured. However, as the traveling unit 2 moves, it is also expected that the direction of the sonic wave receiver 31 of the handset 6 will gradually deviate from the wave generator 16.

この場合、親機5のロータリーエンコーダ12による方
位測定が順次行なわれるから、音波受信機31の向きが
その有効範囲外とならないように。
In this case, the direction measurement by the rotary encoder 12 of the base unit 5 is performed sequentially, so that the direction of the sonic wave receiver 31 does not fall outside its effective range.

方位の検出データに基ずいて補正信号をポテンショメー
タ23に伝達し、駆動モータ20などを間欠的に運転し
て、正しい向きに順次補正するととができる。
A correction signal is transmitted to the potentiometer 23 based on the detection data of the orientation, and the drive motor 20 and the like are operated intermittently to sequentially correct the orientation.

「親錯の駆動」 親+95のターンテーブル8は、例えば当初270の範
囲で一転方向を反転させる、つまり、揺動させるように
して、その揺動の途中で受光器15を発)を器24に正
確に対向させる(正対させる)瞬間を確実に作り出すよ
うにしているが、子e6の方位′f1度検出すると、そ
の検出データを使用し得るため、浮動範囲を小さくした
#)揺動周期を早めたりすることにより、距離検出の方
の時間的間隔分小さくしたり、あるいは音波受信機の受
信有効範囲で揺動させることにより連続検出ケ行なうこ
とができる。
"Driving of parent +95" For example, the turntable 8 of +95 initially reverses the direction of rotation, that is, swings, and in the middle of the swing, the light receiver 15 is emitted) and the device 24. We are trying to make sure to create a moment when the child e6 is accurately facing (directly facing), but once the orientation of the child e6 is detected by 'f1 degrees, that detection data can be used, so the floating range is reduced. It is possible to carry out continuous detection by shortening the time interval of distance detection by advancing the time interval, or by swinging it within the effective reception range of the acoustic wave receiver.

なお、各センサの配置は一実施例に限定するものではな
く、親機5および子機6に塔載されている発光器24.
受光器15.音波発生器16.音波受信機31などはそ
の配置を逆にすることが可能である。
Note that the arrangement of each sensor is not limited to one embodiment, and the arrangement of the light emitters 24.
Photoreceiver 15. Sound wave generator 16. The arrangement of the acoustic wave receiver 31 etc. can be reversed.

し1】)シて、本発明によれば以下のような効果を奏す
るものである。
1) According to the present invention, the following effects are achieved.

■ 距離測定に音波を利用するとともに方位測定に光、
レーザービームなどを利用することにより、原子炉圧力
容器表面のように非平面上の走行ユニットの位置を例え
ば1間程度の誤差精度で検出することができる。
■ Sound waves are used to measure distance, and light and light are used to measure direction.
By using a laser beam or the like, the position of the traveling unit on a non-planar surface such as the surface of a nuclear reactor pressure vessel can be detected with an error accuracy of, for example, about one inch.

■ 受光器を回転させその途中で方位を測定することに
より、親機および子機の正対する瞬間を作り方位検出精
tin向上させるとともに1位置検出範囲を拡大させる
ことができる。
(2) By rotating the light receiver and measuring the direction along the way, it is possible to detect the moment when the master unit and slave unit face each other, thereby improving the accuracy of position detection and expanding the one-position detection range.

■ 方位センサによる間欠的な検出と距離センサとの検
出タイミングを一致させることにより。
■ By matching the timing of intermittent detection by the direction sensor and the detection timing of the distance sensor.

瞬間的な位置検出を容易にし、また、移動状態の走行ユ
ニットの位置を間欠的に検出して追従することができる
Instantaneous position detection is facilitated, and the position of a traveling unit in a moving state can be detected and tracked intermittently.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図は原子炉
圧力容器への適用例の一部切欠外観斜視図、第2図は親
機と子機との関係モデル図、第3図(A)、(B)は親
機5および子機の斜視図、第4図は方位センサおよび距
離センサの所要高さの説明図である。 1・・・・・・原子炉圧力容器、2・・・・・・無軌道
走行エニツF、3・・・・・・位置検出装置、4・・・
・・・基準軌道、5・・・・・・親機、6・・・・・・
子機、7・・・・・・ベース、8・・・・・・ターンテ
ーブル、9・・・・・・駆動モータ、12・・・・・・
ロータリーエンコーダ、15・・・・・・受光器、16
・・・・・・音波発生器、17・・・・・・較正用受信
機、1B・・・・・・ペース。 19・・・・・・ターンテーブル%20・・・・・・m
<動モータ。 23・・・・・・ポテンショメータ、24・・・・・・
発光器、25・・・・・・回転灯台、2G・・・・・・
Ml動−e−タ、30・・・・・・1ツブミラー、31
・・・・・・音波受信機。 出願人 石川島播磨重工業株式会社 代理人 弁理士 志 賀 正 慾 、゛)ゝ・、:L、
、、; 第3@ 23 第4図
The drawings show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a partially cutaway external perspective view of an example of application to a nuclear reactor pressure vessel, FIG. 2 is a model diagram of the relationship between the parent unit and slave units, and FIG. Figures (A) and (B) are perspective views of the master unit 5 and slave unit, and Fig. 4 is an explanatory diagram of the required heights of the direction sensor and distance sensor. 1... Nuclear reactor pressure vessel, 2... Trackless running Enitz F, 3... Position detection device, 4...
... Reference orbit, 5 ... Base unit, 6 ...
Slave unit, 7... Base, 8... Turntable, 9... Drive motor, 12...
Rotary encoder, 15...Receiver, 16
...Sound wave generator, 17...Calibration receiver, 1B...Pace. 19...Turntable%20...m
<Dynamic motor. 23...Potentiometer, 24...
Light emitter, 25... Rotating lighthouse, 2G...
Ml motion-e-ta, 30...1 tube mirror, 31
...Sonic wave receiver. Applicant Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd. Agent Patent Attorney Masaki Shiga ゛)ゝ・, :L,
,,; 3rd @ 23 Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 基醜点上に位置させられる親機と、該親機と離間した位
置で移動させられる走行エニンを等に塔載される子機と
を備え、これら親機および子機の一方に音波発生器、他
方に該音波発生器からの音波伝達時間全検出して離間距
離を算出するための音波受信機を設けるとともに、前記
親機および子機のいずれか一方に発光器、他方に該発光
器からの到達光により方位を算出するだめの受光器を配
設したことを特徴とする走行ユニット等の位置検出装装
置。
It is equipped with a master unit that is positioned above the base point, and a slave unit that is mounted on a moving body that is moved at a position apart from the base unit, and a sound wave generator is installed on one of the base unit and the slave unit. , the other is provided with a sonic receiver for detecting the entire transmission time of the sound waves from the sonic wave generator and calculating the separation distance, and one of the parent unit and the slave unit is provided with a light emitting device, and the other is provided with a light emitting device from the light emitting device. 1. A position detection device for a travel unit, etc., characterized in that a light receiver is provided to calculate the direction based on the arriving light of the vehicle.
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