专利名称：空间内部位置的确定方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在由前后左右各侧壁、上壁及下壁围成的空间内部的维护检查等作业 中使用的作业位置确定方法，尤其是涉及在作业人员进入大型箱，锅炉炉膛等的内部而进 行维护检查等作业时，用于确定作业人员的所处位置或主要在壁面进行的检查位置的位置 确定方法。
背景技术：
在火力发电所中使用的锅炉炉膛需要在制作时及运转开始后定期地开放，作业人 员进入内部进行维护检查。在进行维护检查時，需要明确检查部位，但由于锅炉炉膛的容量 大，因此在目视下难以准确地把握检查部位。因此，目前，通过利用卷尺等来测定检查部位的高度位置及左右位置来把握作业 人员的所处位置即维护检查位置，但利用该方法需要花费大量的时间和人力来把握位置。因此，考虑使用称为三维测位系统的方法来确定位置。该方法是使用声波并根据 其传播速度和传播时间算出从位置坐标已知的三个点以上的点的位置到待确定的点的距 离，利用该距离确定位置，这样的三维测位系统例如在专利文献1、专利文献2中公开。并 且，例如在专利文献3中公开有取代声波而利用激光束来确定位置的三维测位系统。利用图8及图9对现有的使用三维测位系统来确定锅炉炉膛内的维护检查位置的 情况进行说明。图9是表示锅炉炉膛的立体图。如图9所示，锅炉炉膛102在外壁附近安装有多 个配管104，并且在内部具有用于燃烧燃料的燃焼室106，沿着内壁面设置有蒸发管(未图 示)°在使这样的锅炉炉膛102停止运转，作业人员进入内壁而进行所述蒸发管的磨 耗、腐蚀状态的检查时，需要使用所述三维测位系统来确定检查部位。利用图8详细说明。图8是用于说明确定锅炉炉膛102内的位置的现有方法的示意图。在图8中，102是示意性示出的锅炉炉膛。在确定锅炉炉膛102内的某一点A的 位置时，首先在锅炉炉膛102内的位置坐标已知的三个点的基准位置R1Q1、R1Q2、R103设置能 够接收电波及声波的接收器。然后，从点A同时发出电波及声波，由配置在所述三个点的基 准位置R1(ll、R102> R103的接收器分别计测所述电波和声波的到达时间差，利用该到达时间差 和声速来算出位置A与各基准位置Rk^RLR^之间的距离L1(11、L1(12、L1c13，利用该距离L1Q1、 L102> L103与基准位置R1Q1、R102> R103的位置坐标来确定点A的位置。然而，对于从相对于由所述三个点的基准位置R1Q1、R1Q2、队。3形成的平面与点A对 称的点A，到所述三个点的基准位置R皿、R102> R103的距离L1Q1，、L1Q2，、L1Q3，，L101 = L1Q1，，L102 =L102，，L103 = L103'分另il成j!。即，距三个点的基准位置Rk^RK^R^的距离分别为L1Q1、L1(12、L1Q3的点在相对于由 所述三个点的基准位置R1(ll、R102> R103形成的平面对称的位置上存在两处(a、A’ )。若相当 于图8所示的点A’的位置在锅炉炉膛102外，则相当于A’的位置能够从点A的候选中排除，因此能够确定点A，但是，在如图8所示的点A’在锅炉炉膛102内的情况下，则无法确定 点A的位置。在专利文献1中，在已知确定的点位于相对于由三个点的基准位置形成的平面的 哪个方向的状态下进行位置确定，因此，无需考虑相对于由三个点的基准位置形成的平面 与确定的点对称的位置处的点，另外在专利文献2中，三个点的基准位置配置在地上，来确 定空中的位置，因此，相对于由三个点的基准位置形成的平面与确定的点对称的位置处的 点位于地下因而不考虑。因此，无论使用专利文献1、2中公开的任一方法都不能始终确定 锅炉炉膛内的位置。另外，专利文献2中公开的位置算出方法根据声波到达时间来求出测位点与已知 位置的距离，为此需要对在测位点发送声波的时刻进行计数。因此，作为发送器需要另外设 置用于将发送时刻向运算装置传递的电波发送机构，设备被大型化。另外，在专利文献2公 开的方法中，在如进行锅炉炉膛内的检查时在确定位置的锅炉侧壁附近装入脚手架时，可 以预想该脚手架成为声波收发信号的障碍而使测位精度下降。另外，对于在专利文献3中公开的利用激光束的方法，若在信号发送器与信号接 收器之间存在遮蔽激光束的障碍物则无法测定，因此在检修时内部具有较多脚手架等障碍 物的锅炉炉膛内的检查时不适合使用该方法。另外，在锅炉炉膛内，为使从由三个点形成的平面到确定的点(检查位置)的方 向能够确定，考虑例如将三个点的基准点全部配置在锅炉炉膛底的底面，但在三个点的基 准点都配置在底面的情况下，在发送位置和接收位置之间存在成为声波传播的障碍的脚手 架，成为降低测位精度的主要原因。进而，由于锅炉炉膛具有大容量，因此在开放检修时有多位作业人员进入内部。因 此，需要检测多位作业人员的检查位置，但专利文献1、2、3均无法应对多位作业人员的位 置的检测。专利文献1 日本特开昭63-266376号公报专利文献2 日本特开2004-108978号公报专利文献3 日本特开平3-251706号公报

发明内容
由此，本发明鉴于上述的现有技术的问题，目的在于提供用于容器的内部检查的 位置确定方法，该位置确定方法用于锅炉炉膛等的由面围成的空间的内部的检查，即使在 无法将基准点配置在底面时也能够确定位置，并且能够检测多个位置。为了解决上述问题，在本发明中提供一种空间内部位置的确定方法，该方法用于 确定由前后左右各侧壁、上壁及下壁围成的空间内部的位置，所述空间内部位置的确定方 法的特征在于，所述前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系，在所述前后 左右侧壁上等间隔平行设有多个相同形状的突起物，所述要确定的空间内部的位置在所述 侧壁上，从配置在该位置的能够照射激光的照射器分别向上下方向照射激光，根据该激光 的分别向所述上壁、下壁的到达时间来算出从所述照射器分别到上壁、下壁的距离，并且从 所述照射器分别向与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个 方向以所述突起物间隔的1/2的间隔照射两束激光，根据该两束激光的向侧壁或突起物的到达时间及到达时间差，来算出从所述照射器分别到两个侧壁的距离，从而确定所述照射 器的位置。若需要确定的位置在侧壁上，则可以通过算出从该位置到与该位置所存在的侧壁 成直角的两个侧壁及上下壁的距离来确定位置。从需要确定的位置到上下壁的距离可以根据从设置在需要确定的位置的照射器 照射的激光的到达上下壁的到达时间来求出。另外，由于在侧壁上以等间隔平行地设置有相同形状的突起物，因此若根据一束 激光的到达时间来求出从要确定的位置到与该位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁的距 离，则由于所述突起物的存在无法算出准确的距离的情况。因此，通过以所述突起物间隔的 1/2的间隔照射两束激光，根据该两束激光的向侧壁或突起物的到达时间及到达时间差算 出从所述照射器分别到两个侧壁的距离，从而能够算出准确的距离。由此，能够算出从需要确定的位置到与该位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁及 上下壁的距离，因此能够确定位置。另外，即使在需要确定多个位置时，从该多个位置各自照射激光即可，能够确定多 个位置。进而，在从所述照射器到上壁的距离和到下壁的距离之和不在从所述空间的上壁 到下壁的设计距离误差容许范围时，能够判定测定没有准确地进行，可以说是可靠性高的 位置检测方法。对于从照射器分别到两个侧壁的距离之和也同样。此外，若使用能够连续测定的激光距离传感器，则即使要确定的位置移动，也能够 通过实时处理检测其位置。此外，本发明提供一种空间内部位置的确定方法，该方法用于确定由前后左右各 侧壁、上壁及下壁围成的空间内部的位置，所述空间内部位置的确定方法的特征在于，所述 前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系，在所述前后左右侧壁上等间隔平 行设有多个相同形状的突起物，所述要确定的空间内部的位置在所述侧壁上，从配置在该 位置的能够照射激光的照射器分别向上下方向照射激光，根据该激光的分别向所述上壁、 下壁的到达时间来算出从所述照射器分别到上壁、下壁的距离，并且从所述照射器分别向 与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个方向照射激光，同时 使所述照射器滑动所述突起物的间隔量以上，根据该激光的分别向侧壁的到达时间，来算 出从所述照射器分别到两个侧壁的各自的距离，从而确定所述照射器的位置。若需要确定的位置在侧壁上，则通过算出从该位置到与该位置所存在的侧壁成直 角的两个侧壁及到上下壁的距离能够确定位置。从需要确定的位置到上下壁的距离能够根据从设置在需要确定的位置的照射器 照射的激光的到达上下壁的到达时间求出。另外，由于在侧壁上等间隔平行设有相同形状的突起物，因此若根据一束激光的 到达时间来求出从要确定的位置到与该位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁的距离，则由 于所述突起物的存在无法算出准确距离的情况。因此，使所述照射器滑动所述突起物的间 隔量，将在该滑动区间内求出的照射器到侧壁或突起物的距离中的最长距离作为从所述照 射器到不存在突起物的侧壁的距离求出。由此，能够算出从需要确定的位置到与该位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁及上下壁的距离，因此能够确定位置。另外，由于所述照射器滑动，因此向所述上壁及下壁方向照射的激光也滑动。因 此，关于从照射器到上壁及下壁的距离，若采用与从所述照射器到侧壁的距离同样地在滑 动区间求出的距离中的最长距离，则即使在上壁或下壁上存在附着物等也能够准确地求出 从照射器到上壁及下壁的距离。并且，从照射器照射的激光为四束即可，能够使照射器的结构简单化。另外，即使在需要确定多个位置时，从该多个位置各自照射激光即可，能够确定多 个位置。进而，在从所述照射器到上壁的距离和到下壁的距离之和不在从所述空间的上壁 到下壁的设计距离误差容许范围时，能够判定测定没有准确地进行，可以说是可靠性高的 位置检测方法。对于从照射器分别到两个侧壁的距离之和也同样。此外，本发明的特征在于，代替所述上壁及下壁，利用在所述上壁下方且照射器上 方的、以与所述前后左右侧壁分别成直角的方式设置的板状构件及在所述下壁上方且照射 器下方的、以与所述前后左右侧壁分别成直角的方式设置的板状构件来进行位置的确定。由此，即使上壁及下壁不是水平的形状，也能够准确地确定所述照射器的高度位 置。此外，本发明的特征在于，由所述前后左右各侧壁、上壁及下壁围成的空间为锅炉 炉膛，所述突起物为蒸发管。在锅炉炉膛内，平行地以等间隔设有多个蒸发管的情况较多，并且需要确定位置 的情况较多，通过本发明能够容易地确定位置。此外，作为实现上述课题的装置发明，本发明提供一种空间内部位置的确定装置， 该装置用于确定由前后左右各侧壁、上壁及下壁围成的空间内部的位置，所述空间内部位 置的确定装置的特征在于，所述前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系， 在所述前后左右侧壁上等间隔平行设有多个相同形状的突起物，所述要确定的空间内部的 位置在所述侧壁上，具有配置在该位置上且能够照射激光的照射器，所述照射器能够分别 向上下方向、与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个方向以 所述突起物间隔的1/2的间隔照射两束激光，所述空间内部位置的确定装置设有第一运 算装置，其根据从所述照射器向上下方向分别照射的激光的向所述上壁、下壁各自的到达 时间来算出从所述照射器到上壁、下壁各自的距离；第二运算装置，其根据从所述照射器向 与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个方向分别以所述突 起物间隔的1/2的间隔照射的两束激光的向侧壁或突起物的到达时间及到达时间差，来算 出从所述照射器到两个侧壁各自的距离。另外，本发明提供一种空间内部位置的确定装置，该装置用于确定由前后左右各 侧壁、上壁及下壁围成的空间内部的位置，所述空间内部位置的确定装置的特征在于，所述 前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系，在所述前后左右侧壁上以等间隔 平行设有多个相同形状的突起物，所述要确定的空间内部的位置在所述侧壁上，具有配置 在该位置上且能够照射激光的照射器，所述照射器能够分别向上下方向、与和所述要确定 的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个方向以所述突起物间隔的1/2的间 隔照射两束激光，并且能够滑动所述突起物的间隔量以上，所述空间内部位置的确定装置
7设有第一运算装置，其根据从所述照射器向上下方向分别照射的激光的向所述上壁、下壁 各自的到达时间来算出从所述照射器到上壁、下壁各自的距离；第二运算装置，其根据在使 所述照射器滑动所述突起物的间隔量以上的同时得到的、从所述照射器向与和所述要确定 的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个方向分别以所述突起物间隔的1/2 的间隔照射的两束激光的向侧壁或突起物的到达时间及到达时间差的变化，来算出从所述 照射器到两个侧壁各自的距离。发明效果本发明能够提供用于容器的内部检查的位置确定方法，该位置确定方法用于锅炉 炉膛等的由面围成的空间的内部的检查，即使在无法将基准点配置在底面时也能够确定位 置，并且能够检测多个位置。


图1是用于说明实施例1中的锅炉炉膛内的位置的特定方法的示意图。图2是表示实施例1中的锅炉炉膛内的一部分的俯视图。图3是实施例1中的照射器周边的立体图。图4是用于说明算出位置的计算方法的图。图5是实施例2中的照射器附近的放大立体图。图6是表示实施例2中的锅炉炉膛内的一部分的俯视图。图7是表示实施例2中的使激光滑动时求出的从照射器到侧壁或蒸发管为止的距 离的图表。图8是用于说明确定锅炉炉膛内的位置的现有方法的示意图。图9是表示现有的锅炉炉膛的立体图。
具体实施例方式以下，参照附图示例地详细说明本发明的优选的实施例。其中，关于本实施例中记 载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对的配置，若无特别特定的说明，则本发明的范围 不局限于此，仅为说明例。实施例1利用图1、图2及图4，关于进行设置在锅炉炉膛内的侧壁的蒸发管的检查作业的 情况，对实施例1中的作业位置的确定方法的原理进行说明。其中，所述蒸发管存在通过炉 膛而设置在相对于地面的垂直方向或倾斜方向的蒸发管和设置成螺旋状的蒸发管，但无论 蒸发管设置成任何方向、任何状态，本实施例均能适用。图1是用于说明实施例1中的锅炉炉膛内的位置的特定方法的示意图，图2是表 示实施例1中的锅炉炉膛内的一部分的俯视图，图4是用于说明算出位置的计算方法的图。在图1中，2是示意性示出的进行内部检查的锅炉炉膛。该锅炉炉膛2大致由围成 侧部的一对侧壁(前后壁)4、6和一对侧壁8、从所述一对前后壁4、6各自的下端朝向锅炉 炉膛2中央方向向下倾斜的倾斜面10及上壁12构成。在确定锅炉炉膛2内的侧壁8上的点的位置时，在该位置设置能够照射激光的照 射器16。并且，在该照射器16的下方且所述倾斜面10的上方的位置设置水平的板状构件14。另外，虽然本实施例中没有设置，但也可以在照射器16的上方且上壁12的下方的位置 设置同样的板状构件。此外，如图2所示，在前后壁4、6及侧壁8上以等间隔LP设置有多个圆形截面的 蒸发管18。这时，通过设置在需要确定的位置上的照射器16向上下方向各照射一束、向左右 方向各照射两束的激光。其中，向左右照射的两束的激光之间的距离为所述蒸发管间隔的 1/2 即 1/2LP。通过该激光的照射，能够根据从照射器16照射的激光到达上壁12及板状构件14 为止的到达时间求出从照射器16到上壁12的距离Lu及从照射器16到板状构件14的距
罔Lb。并且，根据两束激光的向前壁4或突起物的到达时间及到达时间差算出从所述照 射器到侧壁或突起物的距离及距离差，利用该距离及距离差能够算出从照射器16到前壁4 的距离。利用图4对从照射器16到前壁4的距离的算出进行说明。来自照射器16的激光分别在后述的x_y坐标系中的A(xA、yA)、B(xB、yB)照射到蒸 发管18A、18B。并且，在蒸发管18A、18B之间设置有散热片19。在图4中，以前壁4为x轴，以从照射器16照射的激光中的一束照射的蒸发管18A 的与前壁4成直角的中心线为y轴。并且，在图4中，各尺寸如下。管半径r散热片宽度Lf管间隔Lp= l/2(r+U点A距照射器16的距离La点B距照射器16的距离Lb从点A到前壁4的距离a A这时，从照射器16到前壁4的距离为La+ a A，因为LA是测定值所以仅求出a A则能 够求出从照射器16到前壁4的距离。因此，令！^与！^的差为AI^，根据ALab来求出aA。由于两束激光的间隔如上所述为管间隔的1/2，xB = xA+l/2Lp ... (1)以及l/2Lp = xA+(r-xA)+l/2LF = r+l/2LF ...(2)成立，因此将式(2)代入式(1)xB = xA+r+l/2LF ... (3)成立。另外，若使y坐标与点B相同的蒸发管18A上的点为B’ (xB’、yB’)、B”(xB”、 yB”)，则yB = yB，= y/、|Xb，| = |Xb，，|，因此，_xB，= Lp-xb = xB” …(4)若将式⑷代入式⑵(3)，则
-xB，= (2r+LF)-(xA+r+l/2LF) = xB” …(5)整理式(5)可得，xB” = xA-r-l/2LF ... (6)并且，由于蒸发管18A为以原点为中心的半径为r的圆，因此，r2 = x2+y2即，y = (r2-x2)172- (7)成立，对于作为蒸发管18A上的点的点A，yA = (r2-x/)1/2 …⑶成立。同样对于点B，，，yB，，= (r2-XB，，2)1/2…(9)成立，若将式(6)代入式(9)，则yB” = [r2-(xA-r-l/2LF)2]"2…(10)成立。在此，所述的测定值ALab可以由ALffi = La-Lb = |yA-yB” — (11)表示，因此，若将式(8) (10)代入式(11)，则ALffi = (r2-xA2)V2-[r2-(xA-r-l/2LF)2]V2…(12)成立。在此，若将式(12)变形，则、关于ALab&函数式(13)成立。xA = f (ALab)- (13)并且，将7,= a A的关系代入式(8)，并进一步代入式(13)，则aA= (r2-xA2)172 = (r2-f ( A ‘))1/2 …(14)成立。由于r是蒸发管的半径而为已知值，A ！^是根据从照射器16照射的激光 能够求出的测定值，因此利用式(14)能够求出aA。由此，由于如上所述照射器16与前壁 4的距离为La+ a A，因此能够求出照射器16与前壁4的距离。另外，从照射器16到后壁6的距离也能够同样求出。如上，通过求出照射器16分别到上壁12、板状构件14、前壁4、后壁6的距离，从而 能够确定照射器16的位置即确定需要确定的位置。接下来，利用图1及图3对照射器16进行说明，并对确定作业人员的检查作业位 置的情况进行说明。图3是图1中的照射器16附近的放大立体图。照射器16主要包括固定部60，其固定在需要确定的位置的侧壁上的蒸发管上； 激光起振部用基座62，其安装于该固定部60并支承后述的激光起振部64、66、68、70、72、 74 ；起振激光的激光起振部64、66、68、70、72、74。激光起振部64、66设置为能够向前壁4照 射激光，且激光起振部64、66之间的间隔为蒸发管间隔的1/2 (1/2LP)，激光起振部68、70设 置为能够向后壁6照射激光，且激光起振部68、70之间的间隔为蒸发管间隔的1/2 (1/2LP)， 激光起振部72设置为能够向上壁12照射激光，激光起振部74设置为能够向板状构件14 照射激光。另外，在照射器16上设置有控制器76。在作业者利用这样的照射器16确定位置时，作业者持有照射器16进入锅炉炉膛 内，将照射器16的固定部60固定在进行检查作业的侧壁上。接下来，使设置在控制器76上的激光起振开关(未图示)接通，从激光起振部64、66、68、70、72、74使激光起振。若由激光起振部64、66、68、70、72、74起振的激光分别向前壁4、后壁6、上壁12、 板状构件14照射，则根据上述的原理，则由内置有算出从照射器16到上壁12、板状构件14 的距离的第一运算装置和算出从照射器16到前壁4、后壁6的距离的第二运算装置的控制 器76算出所述各距离，从而确定照射器16的位置并在控制器76中显示。另外，锅炉炉膛大，存在多个作业人员进入内部而从作业效率面进行作业的情况， 需要确定多个作业位置，但即使在这种情况下，若多位作业人员各自持有照射器16进入锅 炉炉膛内部，则多位作业人员也能够各自确定各自的位置。此外，在从所述照射器到上壁的距离和到下壁的距离之和不在所述空间的从上壁 到下壁的设计距离误差容许范围时，能够判定测定未准确地进行，在控制器76上显示错误 信息，可以说是可靠性高的位置检测方法。对于从照射器到两个侧壁(前后壁)各自的距 离之和也同样。另外，若使用能够连续测定的激光距离传感器，则即使要确定的位置移动，也能够 通过实时处理检测其位置。实施例2利用图5、图6及图7，关于进行设置在锅炉炉膛内的侧壁的蒸发管的检查作业的 情况，对实施例2中的作业位置的确定方法的原理及作业人员的检查作业位置的确定进行 说明。其中，所述蒸发管存在通过炉膛而设置在相对于地面的垂直方向或倾斜方向的蒸发 管和设置成螺旋状的蒸发管，但无论蒸发管设置成任何方向、任何状态，本实施例均能适用。在实施例2中，由于照射器以外的结构与实施例1同样，因此省略照射器以外的图 示及说明，与图1 图4相同的符号表示同一部件。图5是实施例2中的照射器26附近的 放大立体图，图6是表示实施例2中的锅炉炉膛内的一部分的俯视图，图7是表示实施例2 中的使激光滑动时求出的从照射器到侧壁或蒸发管为止的距离Lk的图表，纵轴表示LK、横 轴表示侧壁上的位置。在图5中，照射器26主要包括固定部80，其固定在需要确定的位置的侧壁上的 蒸发管上且与该侧壁平行；激光起振部用基座82，其安装于该固定部80并支承后述的激光 起振部84、88、90、92 ；起振激光的激光起振部84、88、90、92。激光起振部84设置为能够向 前壁4照射激光，激光起振部88设置为能够向后壁6照射激光，激光起振部90设置为能够 向上壁12照射激光，激光起振部92设置为能够向板状构件14照射激光。并且，激光起振 部用基座82构成为，设置有把手83，通过按压或拉拽该把手83，能够使激光起振用基座82 与固定部80平行地移动蒸发管18的间隔(1间距(C 7 f ))以上。在作业者利用这样的照射器26确定位置时，作业者持有照射器26进入锅炉炉膛 内，将照射器26的固定部80固定在进行检查作业的侧壁上。该固定可以根据需要使用固 定用的工具，但通过把持设置在固定部80上的把手81而通过人力安放在需要确定的位置 即可。接下来，使设置在与照射器26连接的控制器(未图示)上的激光起振开关接通， 从激光起振部84、88、90、92使激光起振。从激光起振部84、88、90、92起振的激光分别向前壁4、后壁6、上壁12、板状构件
1114照射。通过该激光的照射，首先，根据从照射器26照射的激光到达上壁12及板状构件 14的到达时间，能够求出从照射器26到上壁12的距离Lu及从照射器26到板状构件14的 距离Lb。并且，从照射器26到前壁4或到设置在前壁4上的蒸发管18的距离Lk也能够求
出o此外，能够如下求出从照射器26到前壁4、后壁6的距离。若从所述激光起振部使 激光起振，则作业人员按压或拉拽把手83而使激光起振部用基座82移动蒸发管18的间隔 (1间距)以上。由此，能够根据激光起振部用基座82的位置而求出不同的Lk。在图6中， 若以使激光的照射部从PA经过b、a而移动到PB的方式移动激光起振部用基座82，则能够 得到如图7(A)那样的图表，若在图6中，若以使激光的照射部从PA’经过a、c而移动到PB’ 的方式移动激光起振部用基座82，则能够得到如图7(B)那样的图表。如由图7(A)、图7(B) 的图表可知的那样，若使激光起振部用基座82移动蒸发管18间隔(1间距)以上，则会通 过例如由a所示的位置那样的、蒸发管不存在的位置，该位置的LK最大。由此，使激光起振 部用基座82移动蒸发管间隔(1间距)以上，可以使这之间得到的最大的LK作为照射器26 与前壁4之间的距离。另外，照射器26与后壁6之间的距离也能够同样地求出。根据这样的原理，通过第一运算装置(未图示)求出从照射器26到上壁12及板 状构件14的距离，通过第二运算装置(未图示)求出从照射器26到前壁4、后壁6的距离。 使作业人员持有显示结果装置，在该PDA中显示求出的结果。进而，若使激光起振部用基座82移动，则激光起振部90、92也移动，因此照射器26 与上壁12及板状构件14的距离也能够与照射器26与前壁4之间的距离同样地求出，由此， 即使在上壁12或板状构件14上存在附着物，也能够准确地求出照射器26与上壁12及板 状构件14的距离。另外，锅炉炉膛大，存在多个作业人员进入内部而从作业效率面进行作业的情况， 需要确定多个作业位置，但即使在这种情况下，若多位作业人员各自持有照射器26进入锅 炉炉膛内部，则多位作业人员也能够各自确定各自的位置。并且，由于从照射器照射的激光为四束，因此照射器的结构简单。在此需要说明的是，在实施例1及实施例2中对锅炉炉膛进行了说明，但本发明能 够适用于化学设备的大型箱等的外壁部、内壁部的检查是不言而喻的。工业上的可利用性本发明能够作为用于容器的内部检查的位置确定方法来利用，该位置确定方法用 于锅炉炉膛等的由面围成的空间的内部的检查，即使在无法将基准点配置在底面时也能够 确定位置，并且能够 测多个位置。
权利要求
一种空间内部位置的确定方法，该方法用于确定由前后左右各侧壁、上壁及下壁围成的空间内部的位置，所述空间内部位置的确定方法的特征在于，所述前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系，在所述前后左右侧壁上等间隔平行设有多个相同形状的突起物，所述要确定的空间内部的位置在所述侧壁上，从配置在所述位置的能够照射激光的照射器分别向上下方向照射激光，根据该激光的分别向所述上壁、下壁的到达时间来算出从所述照射器分别到上壁、下壁的距离，从所述照射器分别向与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个方向以所述突起物间隔的1/2的间隔照射两束激光，根据该两束激光的向侧壁或突起物的到达时间及到达时间差，来算出从所述照射器分别到两个侧壁的距离，从而确定所述照射器的位置。
2.一种空间内部位置的确定方法，该方法用于确定由前后左右各侧壁、上壁及下壁围 成的空间内部的位置，所述空间内部位置的确定方法的特征在于， 所述前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系， 在所述前后左右侧壁上等间隔平行设有多个相同形状的突起物， 所述要确定的空间内部的位置在所述侧壁上，从配置在所述位置的能够照射激光的照射器分别向上下方向照射激光，根据该激光的 分别向所述上壁、下壁的到达时间来算出从所述照射器分别到上壁、下壁的距离，从所述照射器分别向与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角 的两个方向照射激光，同时使所述照射器滑动所述突起物的间隔量以上，根据该激光的向 侧壁的到达时间，来算出从所述照射器分别到所述两个侧壁的距离，从而确定所述照射器 的位置。
3.根据权利要求1或2所述的空间内部位置的确定方法，其特征在于，代替所述上壁及下壁，利用在所述上壁下方且照射器上方的、以与所述前后左右侧壁 分别成直角的方式设置的板状构件及在所述下壁上方且照射器下方的、以与所述前后左右 侧壁分别成直角的方式设置的板状构件来进行位置的确定。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的空间内部位置的确定方法，其特征在于， 由所述前后左右各侧壁、上壁及下壁围成的空间为锅炉炉膛，所述突起物为圆形截面的蒸发管。
5.一种空间内部位置的确定装置，该装置用于确定由前后左右各侧壁、上壁及下壁围 成的空间内部的位置，所述空间内部位置的确定装置的特征在于，所述前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系，在所述前后左右侧壁上等间隔平行设有多个相同形状的突起物，所述要确定的空间内部的位置在所述侧壁上，具有配置在所述位置上且能够照射激光的照射器，所述照射器能够分别向上下方向、与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个方向以所述突起物间隔的1/2的间隔照射两束激光， 所述空间内部位置的确定装置设有第一运算装置，其根据从所述照射器分别向上下方向照射的激光的分别向所述上壁、 下壁的到达时间，来算出从所述照射器分别到上壁、下壁的距离；第二运算装置，从所述照射器分别向与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两 个侧壁成直角的两个方向以所述突起物间隔的1/2的间隔照射两束激光，该第二运算装置 根据该两束激光的向侧壁或突起物的到达时间及到达时间差，来算出从所述照射器分别到 两个侧壁的距离。
6. 一种空间内部位置的确定装置，该装置用于确定由前后左右各侧壁、上壁及下壁围 成的空间内部的位置，所述空间内部位置的确定装置的特征在于，所述前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系，在所述前后左右侧壁上等间隔平行设有多个相同形状的突起物，所述要确定的空间内部的位置在所述侧壁上，具有配置在所述位置上且能够照射激光的照射器，所述照射器能够分别向上下方向、与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个 侧壁成直角的两个方向以所述突起物间隔的1/2的间隔照射两束激光，并且能够滑动所述 突起物的间隔量以上，所述空间内部位置的确定装置设有第一运算装置，其根据从所述照射器分别向上下方向照射的激光的分别向所述上壁、 下壁的到达时间，来算出从所述照射器分别到上壁、下壁的距离；第二运算装置，从所述照射器分别向与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两 个侧壁成直角的两个方向以所述突起物间隔的1/2的间隔照射两束激光，该第二运算装置 根据在使所述照射器滑动所述突起物的间隔量以上的同时得到的、该两束激光的向侧壁或 突起物的到达时间及到达时间差的变化，来算出从所述照射器分别到两个侧壁的距离。
全文摘要
本发明提供用于容器的内部检查的位置确定方法，该位置确定方法用于锅炉炉膛等的由面围成的空间的内部的检查，即使在无法将基准点配置在底面时也能够确定位置，并且能够检测多个位置。该方法用于确定由前后左右各侧壁、上壁及下壁围成的空间内部的位置，其特征在于，所述前侧壁及后侧壁互相平行且与所述左右侧壁成直角关系，在所述前后左右侧壁上等间隔平行设有多个相同形状的突起物，所述要确定的空间内部的位置在所述侧壁上，从配置在该位置的能够照射激光的照射器分别向上下方向照射激光，根据该激光的分别向所述上壁、下壁的到达时间来算出从所述照射器到各上壁、下壁的距离，并且从所述照射器分别向与和所述要确定的位置所存在的侧壁成直角的两个侧壁成直角的两个方向以所述突起物间隔的1/2的间隔照射两束激光，根据该两束激光的向侧壁或突起物的到达时间及到达时间差，来算出从所述照射器分别到两个侧壁的距离，从而确定所述照射器的位置。
文档编号G01S5/16GK101960254SQ200980106969
公开日2011年1月26日 申请日期2009年9月4日 优先权日2008年9月18日
发明者井田启二, 宫地正和, 藤田正昭 申请人:三菱重工业株式会社