JPH0680075A - In-fluid-traveling device - Google Patents
In-fluid-traveling deviceInfo
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- JPH0680075A JPH0680075A JP4262814A JP26281492A JPH0680075A JP H0680075 A JPH0680075 A JP H0680075A JP 4262814 A JP4262814 A JP 4262814A JP 26281492 A JP26281492 A JP 26281492A JP H0680075 A JPH0680075 A JP H0680075A
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- fluid
- casing
- inner chamber
- pressure
- diaphragm
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- Pending
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- Micromachines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、流体の満たされたパイ
プやタンク内を点検するマイクロマシンに組み込まれる
流体内移動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid moving device incorporated in a micromachine for inspecting a pipe or tank filled with fluid.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、流体の満たされたパイプやタンク
内を点検するマイクロマシンを移動させる推進機構とし
ては、船の推進に使用されているプロペラ回転機構や電
磁ポンプ式推進機構がある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a propulsion mechanism for moving a micromachine for inspecting a fluid-filled pipe or tank, there are a propeller rotating mechanism and an electromagnetic pump type propulsion mechanism used for propelling a ship.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、内径が1c
m程度の細いパイプの中を移動させるマイクロマシンで
は、プロペラを駆動するためのマイクロモータや微小な
プロペラを製作するために、極めて精度が高く煩雑な加
工工程を必要とし、構造も複雑となるという問題があっ
た。また、電磁ポンプ式推進機構の場合も、流体内に磁
束を通すための大きな容量の励磁装置を必要とし、マイ
クロマシンに組み込むことは難しいという欠点があっ
た。本発明は、構造が簡単で製作も容易なマイクロマシ
ン用の流体内移動装置を提供することを目的とするもの
である。However, the inner diameter is 1c.
In a micromachine that moves in a pipe as thin as about m, in order to manufacture a micromotor and a small propeller for driving a propeller, extremely precise and complicated machining steps are required, and the structure becomes complicated. was there. In addition, the electromagnetic pump type propulsion mechanism also has a drawback that it requires a large-capacity exciting device for passing a magnetic flux in the fluid, and it is difficult to incorporate it in a micromachine. It is an object of the present invention to provide an in-fluid moving device for a micromachine, which has a simple structure and is easy to manufacture.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、流体を導入す
る内室を有する中空状のケーシングと、前記ケーシング
の一方端に設けた流入口と、前記流入口に設け、かつ前
記内室の流体圧力が外部の流体圧力よりも低い時にのみ
開く流入側バルブと、前記ケーシングの他方端に設けた
噴出口と、前記噴出口に設け、かつ前記内室の流体圧力
が外部の流体圧力よりも高い時にのみ開く噴出側バルブ
と、前記内室に導入された流体の圧力を変化させる圧力
装置とを備えた流体内移動装置である。According to the present invention, there is provided a hollow casing having an inner chamber for introducing a fluid, an inlet provided at one end of the casing, and an inlet provided at the inlet. An inflow valve that opens only when the fluid pressure is lower than the external fluid pressure, a jet port provided at the other end of the casing, and a fluid pressure of the internal chamber that is provided at the jet port and is higher than the external fluid pressure. The in-fluid moving device includes a jet valve that opens only when the temperature is high and a pressure device that changes the pressure of the fluid introduced into the inner chamber.
【0005】[0005]
【作用】移動装置には中空状のケーシングの内室の圧力
を変化させる圧力装置と、ケーシングの一方端に設けた
内室の流体圧力が外部の流体圧力よりも低い時にのみ開
く流入側バルブと、他方端に設けた内室の流体圧力が外
部の流体圧力よりも高い時にのみ開く噴出側バルブとを
備えてある。圧力装置によって内室の圧力を低くして流
入側バルブを開いて内室に流体を導入し、次に圧力装置
によって内室の圧力を高くして噴出側バルブを開いて内
室の流体を噴出口から噴出する。噴出口から噴出した流
体によって、移動装置に推力が作用し、移動する。。The moving device includes a pressure device for changing the pressure of the inner chamber of the hollow casing, and an inflow side valve that opens only when the fluid pressure of the inner chamber provided at one end of the casing is lower than the fluid pressure of the outside. , And an ejection side valve that opens only when the fluid pressure in the inner chamber provided at the other end is higher than the fluid pressure outside. A pressure device lowers the pressure in the inner chamber to open the inflow side valve to introduce the fluid into the inner chamber, and then a pressure device increases the pressure in the inner chamber to open the ejection side valve to inject the fluid in the inner chamber. Eject from the exit. The fluid ejected from the ejection port causes a thrust to act on the moving device to move. .
【0006】[0006]
【実施例】本発明を図に示す実施例について説明する。
図1は本発明の第1の実施例を示す側断面図で、移動装
置10には、中空筒状のケーシング1と、ケーシング1
の一方端に設けた流入側ブラケット2と、他方端に設け
た噴出側ブラケット4とを設けてある。流入側ブラケッ
ト2には流体の流入口21を設け、流入口21にはケー
シング1の内室11の流体圧力が外部の流体圧力よりも
低い時にのみ開く流入側バルブ3を設けてある。噴出側
ブラケット4には流体の噴出口41を設け、噴出口41
にはケーシング1の内室11の流体圧力が外部の流体圧
力よりも高い時にのみ開く噴出側バルブ5を設けてあ
る。ケーシング1の側面には開口部12を設け、開口部
12は圧電スピーカなどに使用されるような数百Hzの
パルスに応答するダイヤフラム6によって塞がれ、ダイ
ヤフラム6の周囲はケーシング1に固定してある。ダイ
ヤフラム6の外側には、圧電素子を積層して構成した変
位素子7の一方端を固定し、変位素子7の他方端をケー
シング1の側面にダイヤフラム6を跨いで固定した支持
枠8に固定してある。移動装置10を流体内で移動させ
る場合は、変位素子7に電圧を印加して伸縮させ、ダイ
ヤフラム6を内室11の外側および内側に膨らませる。
図1に示すように、ダイヤフラム6が外側に膨らむと、
ケーシング1の内室11の圧力が低くなり、流入側バル
ブ3が開いて流入口21から流体が流れ込む。図2に示
すように、ダイヤフラム6が内側に膨らむと、内室11
の圧力が高くなり、噴出側バルブ5が開いて噴出口41
から流体が噴出する。この噴出した流体によって移動装
置10に推力が作用して移動する。本実施例の圧電素子
からなる変位素子に200Hzのパルス状電圧を印加す
ることにより、流体内移動装置を水中で移動させること
ができた。なお、移動装置10に、上下方向および左右
方向に進行方向を変えるための舵装置(図示しない)を
取りつけることにより、移動方向を変更することができ
る。また、上記実施例では変位素子を積層した圧電素子
によって構成した場合について説明したが、変位素子は
これに限定されるものではなく、電歪材料を用いた積層
アクチュエータエータや電磁コイルと組み合わせた磁歪
アクチュエータエータを用いても、上記実施例と同じ効
果が得られることは明らかである。また、ダイヤフラム
6は弾性材料からなるケーシング1と一体に形成しても
よい。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view showing a first embodiment of the present invention. A moving device 10 includes a hollow cylindrical casing 1 and a casing 1.
An inflow side bracket 2 provided at one end and an ejection side bracket 4 provided at the other end are provided. The inflow side bracket 2 is provided with a fluid inflow port 21, and the inflow side valve 3 is provided in the inflow side 21 to open only when the fluid pressure in the inner chamber 11 of the casing 1 is lower than the external fluid pressure. The jet bracket 41 is provided with a fluid spout 41, and the spout 41
Is provided with a jet side valve 5 that opens only when the fluid pressure in the inner chamber 11 of the casing 1 is higher than the fluid pressure outside. An opening 12 is provided on a side surface of the casing 1, and the opening 12 is closed by a diaphragm 6 that responds to a pulse of several hundreds Hz as used in a piezoelectric speaker or the like, and the periphery of the diaphragm 6 is fixed to the casing 1. There is. On the outside of the diaphragm 6, one end of a displacement element 7 formed by stacking piezoelectric elements is fixed, and the other end of the displacement element 7 is fixed to a support frame 8 fixed to the side surface of the casing 1 across the diaphragm 6. There is. When the moving device 10 is moved in the fluid, a voltage is applied to the displacement element 7 to expand and contract, and the diaphragm 6 is inflated outside and inside the inner chamber 11.
As shown in FIG. 1, when the diaphragm 6 bulges outward,
The pressure of the inner chamber 11 of the casing 1 becomes low, the inflow valve 3 opens, and the fluid flows in from the inflow port 21. As shown in FIG. 2, when the diaphragm 6 bulges inward, the inner chamber 11
Becomes high, the ejection side valve 5 opens and the ejection port 41
Fluid spurts out from. The ejected fluid causes a thrust to act on the moving device 10 to move. By applying a pulsed voltage of 200 Hz to the displacement element composed of the piezoelectric element of this example, the in-fluid moving device could be moved in water. The moving direction can be changed by attaching a rudder device (not shown) for changing the traveling direction in the up-down direction and the left-right direction to the moving device 10. Further, in the above embodiment, the case where the displacement element is configured by the laminated piezoelectric element has been described, but the displacement element is not limited to this, and a magnetostrictive element combined with a laminated actuator eater or an electromagnetic coil using an electrostrictive material is used. It is obvious that the same effect as the above embodiment can be obtained by using the actuator eater. Further, the diaphragm 6 may be formed integrally with the casing 1 made of an elastic material.
【0007】図3は第2の実施例を示す側断面図、図4
はその正断面図で、中央の移動装置10の上下左右の側
面に、4個の移動装置20を固定し、各側面に固定した
移動装置20の噴出口41’を中央の移動装置10の噴
出口41が開口する方向と垂直方向で、かつ、それぞれ
の噴出口41’を中央の移動装置10の上下左右の4方
向に向けてある。中央の移動装置10の移動方向を変え
る時は、移動する方向と反対側の側面に固定した移動装
置20の噴出口41’から流体を噴出させる。そうする
と、噴出口41’から噴出した流体によって中央の移動
装置10の進行方向に対して垂直方向の推力が作用し、
移動装置は方向変換することができる。図5は第3の実
施例を示す移動装置30の側断面図で、上記第1の実施
例で説明した移動装置10の中空筒状のケーシング1に
設けたダイヤフラム6の代わりに、ケーシング1の内側
にヒータ9を固定したものである。移動装置30を移動
する時は、流入口21から内室11に流体を入れてお
き、パルス状の電流をヒータ9に通電して内室11の流
体を加熱する。これにより、流体はヒータ9への通電電
流の周期に応じて膨張し、内室11の流体圧力が高くな
り、噴出側バルブ5が開いて噴出口41から流体が間欠
的に噴出する。この噴出する流体によって移動装置30
に推力が作用して移動する。この場合、ケーシング1の
外部には、第1の実施例で説明した変位素子のような外
部に突出するものがないので、重量のバランスも良く、
移動が円滑に行われる。FIG. 3 is a side sectional view showing a second embodiment, and FIG.
In the front cross-sectional view, four moving devices 20 are fixed to the upper, lower, left, and right side surfaces of the central moving device 10, and the ejection ports 41 ′ of the moving devices 20 fixed to each side face are ejected by the central moving device 10. The outlets 41 ′ are oriented in the direction perpendicular to the direction in which the outlets 41 are opened, and the respective outlets 41 ′ are oriented in the four directions of the central moving device 10 in the vertical and horizontal directions. When changing the moving direction of the central moving device 10, the fluid is ejected from the ejection port 41 ′ of the moving device 20 fixed to the side surface opposite to the moving direction. Then, the fluid ejected from the ejection port 41 'exerts a thrust force in a direction perpendicular to the traveling direction of the central moving device 10,
The mobile device can change direction. FIG. 5 is a side sectional view of a moving device 30 showing a third embodiment. Instead of the diaphragm 6 provided in the hollow cylindrical casing 1 of the moving device 10 described in the first embodiment, a casing 1 The heater 9 is fixed inside. When the moving device 30 is moved, a fluid is introduced into the inner chamber 11 from the inflow port 21 and a pulsed current is applied to the heater 9 to heat the fluid in the inner chamber 11. As a result, the fluid expands in accordance with the period of the current flowing to the heater 9, the fluid pressure in the inner chamber 11 increases, the ejection side valve 5 opens, and the fluid ejects intermittently from the ejection port 41. A moving device 30
Thrust acts on and moves. In this case, since there is no externally protruding element such as the displacement element described in the first embodiment, the casing 1 has a good weight balance,
The movement is smooth.
【0008】[0008]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、中
空状のケーシングに変位素子等からなる圧力装置と、ケ
ーシングの両端に設けた流入口および噴出口にそれぞれ
流入側バルブおよび噴出側バルブを設けるだけで、回転
部分のないの簡単な構成であるので、小形で製作も容易
なマイクロマシン用の流体内移動装置を提供できる効果
がある。As described above, according to the present invention, a pressure device composed of a displacement element or the like in a hollow casing, and an inlet side valve and an outlet side at an inlet and an outlet provided at both ends of the casing, respectively. Since it has a simple structure without a rotating part only by providing a valve, there is an effect that it is possible to provide a small in-fluid moving device for a micromachine which is easy to manufacture.
【図1】本発明の実施例を示す側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例の動作中を示す側断面図であ
る。FIG. 2 is a side sectional view showing the operation of the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例を示す側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図4】図3のA−A断面に沿う正断面図である。FIG. 4 is a front sectional view taken along the line AA of FIG.
【図5】本発明の第3の実施例を示す側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view showing a third embodiment of the present invention.
1 ケーシング 11内室 12 開口部 2 流入側ブラケット 21 流入口 3 流入側バルブ 4 噴出側ブラケット 41、41’ 噴出口 5 噴出側バルブ 6 ダイヤフラム 7 変位素子 8 支持枠 9 ヒータ 10、20、30 移動装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 11 Inner chamber 12 Opening 2 Inflow side bracket 21 Inflow port 3 Inflow side valve 4 Ejection side bracket 41, 41 'Injection outlet 5 Injection side valve 6 Diaphragm 7 Displacement element 8 Support frame 9 Heater 10, 20, 30 Moving device
Claims (4)
ーシングと、前記ケーシングの一方端に設けた流入口
と、前記流入口に設け、かつ前記内室の流体圧力が外部
の流体圧力よりも低い時にのみ開く流入側バルブと、前
記ケーシングの他方端に設けた噴出口と、前記噴出口に
設け、かつ前記内室の流体圧力が外部の流体圧力よりも
高い時にのみ開く噴出側バルブと、前記内室に導入され
た流体の圧力を変化させる圧力装置とを備えたことを特
徴とする流体内移動装置。1. A hollow casing having an inner chamber for introducing a fluid, an inflow port provided at one end of the casing, and a fluid pressure of the inner chamber, which is higher than an external fluid pressure. Inlet valve that opens only when the pressure is low, a jet port that is provided at the other end of the casing, and a jet valve that is provided at the jet port and that opens only when the fluid pressure in the inner chamber is higher than the external fluid pressure. And a pressure device that changes the pressure of the fluid introduced into the inner chamber.
設けたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを変形させる
変位素子とからなる請求項1記載の流体内移動装置。2. The in-fluid movement device according to claim 1, wherein the pressure device includes a diaphragm provided on a side surface of the casing and a displacement element that deforms the diaphragm.
設けたヒータからなる請求項1記載の流体内移動装置。3. The in-fluid moving device according to claim 1, wherein the pressure device comprises a heater provided inside the casing.
ーシングの側面に配置した複数のケーシングとを設け、
前記側面に配置した複数のケーシングの噴出口の方向を
前記中央のケーシングの噴出口に対して垂直で、かつ上
下左右方向に向けた請求項1から3までのいずれか1項
に記載の流体内移動装置4. A center casing and a plurality of casings arranged on a side surface of the center casing are provided.
The fluid according to any one of claims 1 to 3, wherein the directions of the ejection ports of the plurality of casings arranged on the side surface are perpendicular to the ejection port of the central casing and are directed in the vertical and horizontal directions. Mobile device
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4262814A JPH0680075A (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | In-fluid-traveling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4262814A JPH0680075A (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | In-fluid-traveling device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0680075A true JPH0680075A (en) | 1994-03-22 |
Family
ID=17380987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4262814A Pending JPH0680075A (en) | 1992-09-03 | 1992-09-03 | In-fluid-traveling device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0680075A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012518198A (en) * | 2009-02-13 | 2012-08-09 | アドレンズ ビーコン インコーポレイテッド | Variable focus liquid-filled lens mechanism |
US9033495B2 (en) | 2009-02-13 | 2015-05-19 | Adlens Beacon, Inc. | Variable focus liquid filled lens apparatus |
CN107235090A (en) * | 2017-07-12 | 2017-10-10 | 南京工程学院 | A kind of jet-propelled hopping robot motion structure of zero vector and its application method |
-
1992
- 1992-09-03 JP JP4262814A patent/JPH0680075A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012518198A (en) * | 2009-02-13 | 2012-08-09 | アドレンズ ビーコン インコーポレイテッド | Variable focus liquid-filled lens mechanism |
US9033495B2 (en) | 2009-02-13 | 2015-05-19 | Adlens Beacon, Inc. | Variable focus liquid filled lens apparatus |
CN107235090A (en) * | 2017-07-12 | 2017-10-10 | 南京工程学院 | A kind of jet-propelled hopping robot motion structure of zero vector and its application method |
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