JPH05319259A - 管内走行ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配管内の点検、保守などに用いられ、とくに
小形化を可能にした自走式ロボットを提供する。 【構成】 径方向に収縮拡大する筒体１１と、その外周
面に後ろ向きの斜め方向に植設した多数の弾性体１２を
そなえた本体１と、前記筒体の収縮時に本体が管内で後
退しないように保持させる保持装置２を設ける。筒体１
１の収縮により弾性体１２の先端が管内面との接触位置
をずらせ、つぎの拡大により弾性体１２先端のずれに応
じて移動する。 【効果】 筒体を径方向に収縮拡大させるだけで走行す
るので、構造が簡単で小形化が可能になる。配管内面と
弾性体先端との接触によって走行するので配管内面の凹
凸も通過できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配管内の点検、保守な
どに用いられる自走式ロボットに関するもので、とくに
小形化を可能にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】配管内部を自走するロボットとしては、
従来種々のものが提案されており、たとえば特開昭６１
ー２７８４７５号のように、車輪をそなえて連続走行す
るものと、特開平３ー２４９７２１号のように、弾性に
より軸方向に伸縮するアクチュエータの両端に、径方向
に膨張変形して管内面に係止する係止部をそなえ、係止
部をアクチュエータの伸縮に合わせて交互に膨張係止さ
せて移動する尺取り虫式のものに分けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、車輪を駆動さ
せるものでは、車輪の駆動および支持機構が複雑になっ
て小さな配管内を走行させるための機構としては不適当
である。また、軸方向に伸縮するアクチュエータをそな
えた尺取り虫式のものは、膨張収縮する両側の係止部
と、これを連結する軸方向の伸縮アクチュエータを必要
とし、収縮部材が多く、相互の制御が面倒で装置も複雑
になる欠点があった。本発明は、尺取り虫式のロボット
における機構を簡単にして、小形化させるようにしたも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は径方
向に収縮拡大する筒体と、その外周面に後ろ向きの斜め
方向に植設した多数の弾性体とをそなえた本体と、前記
筒体の収縮時に本体を管内で後退しないように保持させ
るため保持装置を設け、筒体の収縮により弾性体の撓み
が減少して、弾性体の先端が管内面との接触位置を前方
にずらせることにより移動するようにしている。

【０００５】

【作用】したがって配管内で本体の筒体が拡大して大径
になっている時は、弾性体が先端を管内面に接触させて
撓んだ状態になっている。この状態から筒体が収縮して
小径になると、保持装置によって本体が後退しないよう
に保持されているため、弾性体の撓みが減少するにとも
なって先端が管内面を滑って接触位置を前方にずらせ、
弾性体先端の管内面での接触位置が移動する。このた
め、つぎに筒体が拡大すると弾性体は新たな接触点を支
点にして撓み、本体を移動させる。

【０００６】

【実施例】これを図に示す実施例について説明する。図
１は、本発明の使用状態を示す側面図で、Ａは配管、１
は本体で、径方向に収縮拡大する筒体１１と、その外周
面に斜め後方に向けて放射状に植設した多数の針状の弾
性体１２をそなえており、内部に筒体１１を収縮拡大さ
せるための制御装置１３とともに、たとえば配管内のキ
ズを検知するための検出器などが、収縮拡大により支持
位置などが影響されないようバネ支持片などを介して搭
載されている。２は本体１に連結杆３で連結した保持装
置で、本体と同様に収縮拡大する筒体２１と弾性体２２
をそなえ、内部に収縮装置を設けている。

【０００７】図２は本体１の実施例を示す斜視図で、筒
体１１を収縮、拡大させる制御装置の例を示しており、
弾性を有する薄い金属板からなる筒体１１の一部を軸方
向に切り割り、この切り割り面に相互に噛み合わせたく
し形電極１４、１５を形成させて静電アクチュエータを
構成しており、くし形電極１４、１５間に逆相の直流電
圧を加えることにより電極相互を吸引して、筒体１１の
径を収縮させ、電極間に同相の直流電圧を印加すること
によって電極相互を反発させて筒体１１の径を復帰拡大
させる。

【０００８】なお、筒体１１は静電アクチュエータの直
流電圧を遮断したときに弾性で拡大または収縮するよう
にしてもよい。また、筒体１１は、形状記憶合金で形成
し、あるいは弾性を有するカプセルで構成し、僅かな熱
や内部の圧力調整により筒体を収縮拡大させることもで
きる。弾性体１２は針状あるいは小幅の板状に形成し、
筒体の少なくとも前部と後部の周囲に複数個づつ放射状
に設けておけばよい。

【０００９】配管Ａ内に本体１および保持装置２を挿入
し、本体１の筒体１１が拡大して弾性体１２が撓み、保
持装置２の筒体２１が収縮している図１の状態から、本
体１の筒体１１を収縮させ、相対的に保持装置２の筒体
２１を拡大させる。このため、本体１の筒体１１が図３
の１１Ａから点線で示す１１Ｂに収縮し、弾性体１２の
撓みが減少して弾性体先端と管内面との接触圧を減じな
がら、１２Ａの状態から１２Ｂのように撓み角ａを増大
させるとともに、先端の位置が管内面を滑って前方に移
動する。この間に保持装置２の筒体２１が相対的に拡大
することによって弾性体２２の先端が管内面に圧接して
筒体２２の後方への移動を阻止し、弾性体２２の撓みに
応じて筒体２２および連結棒３を介して筒体１１が矢印
方向に押し進められる。このため、本体１の筒体１１は
図３の１１Ｃで示す位置に移動し、弾性体１２は１２Ｃ
で示すように先端の位置が２Ｌだけ管内面を滑って前方
矢印方向に変位する。

【００１０】つぎに本体１の筒体１１を拡大させるとと
もに、保持装置２の筒体２１を収縮させると、弾性体１
２の先端が管内面に圧接して固定され、この圧接点を支
点にして撓み、弾性体が後ろ斜め方向に植設されている
ため、筒体１１は保持力が減少した保持装置２とともに
矢印で示す前方に押し進められ、図３の一点鎖線で示す
１１Ｄ位置へ距離２Ｌだけ移動する。この動作を繰り返
して、配管Ａ内を移動する。

【００１１】図に示す実施例では、本体１と保持装置２
を同じ構成にしているが、保持装置は、本体の収縮時に
弾性体の先端が管内面に圧接されたままで筒体が後退す
ることを防止できればよいので、径方向に伸縮する保持
アームをそなえ、その先端を管内面に圧接させて筒体の
位置を保持させるようにしたものでもよく、保持アーム
は本体１に連結した保持装置に設ける構成だけでなく、
本体に弾性体の撓みを妨げない位置に突出させて本体と
保持装置を一体に構成させることもできる。

【００１２】たとえば、図４に示すように、筒体１１内
の支持板１６に取り付けられたアームシリンダ１７を設
け、エアあるいは電動でアームシリンダ１７の保持アー
ム１８を、図示しない管内面に圧接させた状態で筒体１
１を収縮させる。にただし、保持アームを本体に設けた
場合は、本体の筒体１１が収縮するときに保持アームで
位置が保持されるので、筒体が図３の１１Ｃの状態に移
動しないので、１回の収縮拡大により弾性体先端が移動
する変位量Ｌだけ前進する。

【００１３】

【発明の効果】このように本発明によれば、筒体の外周
面に後ろ向き斜め方向に植設した多数の弾性体をそなえ
て径方向に収縮拡大する筒体と、収縮時の筒体の後退を
阻止する保持装置とを設け、筒体の収縮により弾性体先
端の位置を管内面の前方に変位させるようにしてあるの
で、従来の尺取り虫式のように膨張収縮する前後の係止
部を連結する伸縮アクチュエータを不要にし、弾性体は
筒体に固定して取り付けられるので、筒体の収縮拡大に
関連して保持装置を制御すればよく、構造が簡単にな
り、小形化が可能になる効果があり、弾性体の先端だけ
が配管内面に沿って接触移動するので、配管内面に部分
的な凹凸があっても弾性体の撓みで通過することができ
る。

【００１４】なお、保持装置を本体と同様に構成して連
結することにより、保持を簡単確実にすることができ、
１回の収縮拡大による移動量を大きくすることができる
利点がある。また、保持装置を径方向に伸縮する保持ア
ームで構成することにより、保持装置の長さが小さくな
り、この保持装置を本体と一体に設けることによってロ
ボットを本体だけで構成させ長さをさらに小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の使用状態を示す実施例側面図である。

【図２】本体の収縮装置の例を示す斜視図である。

【図３】本発明の移動の原理を示す動作説明図である。

【図４】他の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 保持装置 ３ 連結杆 １１、２１ 筒体 １２、２２ 弾性体 １７ アームシリンダ １８ 保持アーム Ａ 配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 晃治 茨城県つくば市東光台５丁目９番10号 株 式会社安川電機つくば研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 径方向に収縮拡大する筒体と、前記筒体
   の外周面に後ろ向き斜め方向に植設した多数の弾性体と
   をそなえた本体と、前記筒体の収縮時に本体位置の後退
   を阻止する保持装置とを設け、筒体の収縮により弾性体
   先端が管内面との接触位置をずらせることを特徴とする
   管内走行ロボット。
2. 【請求項２】 弾性体が針状で筒体の少なくとも軸方向
   の２カ所の周囲に後ろ向きの放射状に植設されている請
   求項１記載の管内走行ロボット。
3. 【請求項３】 筒体が一部に軸方向の切り割りを設け、
   この切り割りの両側が相互に噛み合うくし形電極を形成
   した静電アクチュエータをそなえ、前記静電アクチュエ
   ータにより筒体を収縮拡大させる請求項１または２記載
   の管内走行ロボット。
4. 【請求項４】 保持装置が本体と同様に構成され、相対
   的に収縮拡大を行うようにした請求項１ないし３のいず
   れかに記載の管内走行ロボット。
5. 【請求項５】 保持装置が本体の筒体から径方向に伸縮
   する保持アームをそなえ、筒体の収縮時に保持アームの
   先端を管内面に接触させるようにした請求項１ないし３
   のいずれかに記載の管内走行ロボット。