JP6893652B2 - 移動体および探索機 - Google Patents
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Description
また、複数の推進ユニットは独立に推進力を発生するため、屈曲が多く、したがって抵抗の大きい複雑な管路においても、ある程度の重量物を管路内で搬送することができる。
移動体の長さが長くなると、圧力源から遠い推進ユニットと、圧力源に近い推進ユニットの間で、流体圧の制御遅延が発生しうる。複数の連結ユニットを継ぎ足し可能とすることで、移動体を短い状態で使用可能となるため、制御遅延の小さくできる。
1.1 全体構成
図1は、実施の形態に係る移動体2を模式的に示す図である。なお図面に示される各部材の寸法は、理解の容易化、説明の簡潔化のため適宜拡大縮小されている。
図3(a)〜(f)は、図1の移動体2の動作を説明する図である。移動体2は、図3(a)〜(f)に示す第1状態φ1〜第6状態φ6を繰り返しながら推進する。
以下では、空気圧を使用する移動体2の具体例について説明する。
図5(a)、(b)は、推進アクチュエータ12の構成例を示す図である。推進アクチュエータ12は、ゴムチューブ(ピール管)40および拘束カバー42を含む。ゴムチューブ40は、両端が閉じられており、その内部は第1圧力系統34と連通しており、流体による圧力制御が可能となっている。ゴムチューブ40に流体を流し込む(流体加圧)ことにより、ゴムチューブ40は膨張する。ゴムチューブ40自体は、流体加圧により等方的に膨張してもよい。減圧すると、ゴムチューブ40は収縮する。
図7(a)〜(c)は、支持アクチュエータの構成例を示す図である。第1支持アクチュエータ14および第2支持アクチュエータ16は同様に構成される。図7(a)に示すように、支持アクチュエータ14(16)は、ゴムチューブ50および弾性カバー52を備える。ゴムチューブ50は、両端が閉じられており、その内部は第2圧力系統36(もしくは第3圧力系統38)と連通しており、流体による加減圧が可能となっている。ゴムチューブ50に流体を流し込む(流体加圧)ことにより、ゴムチューブ50は膨張する。ゴムチューブ40自体は、流体加圧により等方的に膨張してもよい。
図9は、連結部の構成例を示す図である。連結部20は、第1圧力系統34、第2圧力系統36、第3圧力系統38に対応する3本の供給経路であるチューブ32A〜32Cを含む。好ましくはチューブ32A〜32Cはコイリングチューブであり、3本のコイリングチューブを束ねることにより、連結部20が形成される。この連結部20は、推進ユニット10の移動(推進アクチュエータ12の伸縮)に応じて受動的に伸縮する。
図5の推進アクチュエータ12、図7の支持アクチュエータ14(16)、図9の連結部20を組み合わせて、移動体2を作製した。移動体2の重量は、長さが250mmの推進ユニット10と、300cmの供給経路(連結部20)を含めて、760gと非常に軽量である。
続いて、移動体2の用途を説明する。移動体2は、排水管、給水管、空調関係の配管、ガス管といった狭隘経路内の探索機に好適に利用できる。図11(a)は、探索機100を示す図である。探索機100は、ヘッドユニット102、カメラ104および上述の移動体2を備える。カメラ104はヘッドユニット102に取り付けられる。ヘッドユニット102には、その他、方向制御用のアクチュエータや、高圧洗浄用のノズルなどが設けられてもよい。移動体2は、コネクタ62を介して連結ユニット60を継ぎ足し可能に構成される。ひとつの連結ユニット60は、推進ユニット10と連結部20のセットを少なくともひとつ含み、別の連結ユニット60と着脱可能となっている。連結ユニット60は、推進ユニット10と連結部20のセットをひとつ含んでいる。
4.1 第1変形例
実施の形態では、連結部20を受動的に伸縮可能に構成したがその限りでない。たとえば連結部20を弾性部材で構成してもよい。この場合、図3(b)の第2状態φ2において連結部20にエネルギーを蓄え、図3(d)、(e)の第4状態φ4から第5状態φ5に遷移する際に、連結部20が推進アクチュエータ12の収縮をアシストしてもよい。
実施の形態では、推進アクチュエータ12を、ひとつの伸縮可能なアクチュエータで構成したがその限りでない。図13は、第2変形例に係る移動体2を示す図である。推進アクチュエータ12は、長さの制御が可能な2つの推進アクチュエータ12,17を含む。
第2推進アクチュエータ17の一端は第2支持アクチュエータ16と接続される。第3支持アクチュエータ18は、第2推進アクチュエータ17の他端に設けられる。
実施の形態では連結部20を能動的に収縮する部材としたがその限りでなく、連結部20を、供給圧力に応じて長さの制御可能な部材としてもよい。たとえば連結部20を、推進アクチュエータ12と同様に構成し、圧力コントローラ30によって連結部20への供給圧力を制御するようにしてもよい。
実施の形態では、工業用管路内の移動体を説明したが、生体管路内においても移動体2は有用である。
Claims (6)
- 連結部を介して直列に連結される複数の推進ユニットと、圧力コントローラと、備え、
各推進ユニットは、
流体の供給圧に応じて長さを制御可能に構成される推進アクチュエータと、
前記推進アクチュエータの一端側に設けられ、流体の供給圧に応じて径方向に膨張、収縮可能に構成される第1支持アクチュエータと、
前記推進アクチュエータの他端側に設けられ、流体の供給圧に応じて径方向に膨張、収縮可能に構成される第2支持アクチュエータと、
を含み、
前記圧力コントローラは、前記複数の推進ユニットに含まれる複数の前記推進アクチュエータへの供給圧、前記複数の推進ユニットに含まれる複数の前記第1支持アクチュエータへの供給圧、前記複数の推進ユニットに含まれる複数の前記第2支持アクチュエータへの供給圧を独立に制御可能に構成され、
前記連結部は、隣接する推進ユニットが相互に影響を及ぼさないように、前記推進ユニットの移動に応じて受動的に伸縮することを特徴とする移動体。 - 前記連結部は、前記複数の推進アクチュエータへの圧力供給のためのチューブ、前記複数の第1支持アクチュエータへの圧力供給のためのチューブ、前記複数の第2支持アクチュエータへの圧力供給のためのチューブをコイル状に巻回して形成されることを特徴とする請求項1に記載の移動体。
- 前記連結部は、流体の供給圧に応じて長さを制御可能に構成され、
前記圧力コントローラは、前記連結部への供給圧を制御することを特徴とする請求項1に記載の移動体。 - 前記推進ユニットおよび前記連結部のセットを少なくともひとつ含む連結ユニットが、コネクタを介して連結可能に構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の移動体。
- 前記推進ユニットは、
一端が前記第2支持アクチュエータと接続される第2推進アクチュエータと、
前記第2推進アクチュエータの他端に設けられる第3支持アクチュエータと、
をさらに含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の移動体。 - 請求項1から5のいずれかに記載の移動体を備えることを特徴とする探索機。
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