JPH07117665A

JPH07117665A - 移動装置

Info

Publication number: JPH07117665A
Application number: JP6210796A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Aomori; 功吉青森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1995-05-09

Abstract

(57)【要約】【目的】基本構造が単純でありながらも種々の環境に一
台で対応することのできる移動装置を提供する。【構成】本発明の移動装置100 は、複数の移動機構2a,2
b,2cと、これら移動機構2a,2b,2c間に配置される連結部
4,5 と、移動機構2a,2b,2cおよび連結部4,5 とを連結し
て回転可能なジョイント28,31 とを具備している。連結
部4 は密着コイルバネのような可撓性部材で形成されて
いる。このような構成によれば、連結部4 の変形とジョ
イント28,31 の回転によって移動機構2a,2b,2cの位置関
係が自動的に変化し、狭い場所にも容易に入り込むこと
ができる。また、配管等の狭い場所では連結部4 が撓
み、これによって移動機構2a,2b が壁面に倣うように変
形するとともに、撓みによる復元力を受けて壁面に対す
る十分な摩擦を確保し、確実な走行動作を実現すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動装置に係り、特に種
々の環境に一台で対応することのできる移動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、原子力発電所や化学プラント等に
おいて、配管内を点検するための小形の移動点検車が開
発され実用に供されている。また一方で、建設現場等で
壁面昇降を可能とする大型の移動装置も活躍している。
これらの移動方式としては車輪型，クローラ型，脚型，
ほふく型等多くのタイプが開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の移動
装置は、対象とする機器・構造物に応じて個々に設計さ
れていた。しかしながら、近年においては、例えば一連
の配管でもその管径が変化したり狭隘部を含んだ複雑な
環境も多く、このような種々の環境に対しても一台の移
動装置で十分に対応する必要がある。そこで本発明は、
基本構造が単純でありながらも種々の環境に一台で対応
することのできる移動装置を提供することを目的として
いる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明においては、複数の移動機構と、前記移動機
構間に配置される可撓性部材と、前記移動機構と可撓性
部材とを連結する、前記可撓性部材の長手方向と交差す
る方向に回転軸を有するジョイントとを有する移動装置
とした。

【０００５】また、複数の移動機構およびこれら移動機
構間に配置される可撓性部材とからなるユニットに対し
て他の移動機構を少なくとも１方向の自由度を有する連
結部材で連結する構成とした。

【０００６】また、複数の移動機構およびこれら移動機
構間に配置される可撓性部材とからなるユニットを複数
設け、これらユニット間を少なくとも１方向の自由度を
有する連結部材で連結する構成とした。

【０００７】また、複数の移動機構によりステアリング
を行い得るように構成した。また、移動装置と路面とを
固定，解除する少なくとも２個の固定機構を設けるとと
もに、これら固定機構間の長さを可変とする伸縮機構を
設けた。

【０００８】

【作用】以上のように構成された本発明によれば、ユニ
ットを形成する移動機構同志が可撓性部材およびジョイ
ントを介して連結されているので、可撓性部材の変形と
ジョイントの回転によって移動機構の姿勢や位置の関係
を自動的に変化させることができる。つまり、周囲の環
境に応じて移動機構の配置が変化するので、狭い場所に
も容易に入り込むことができる。

【０００９】また、配管等の狭い場所では可撓性部材が
撓み、これによって移動機構が壁面に倣うように変形す
るとともに、撓みによる復元力を受けて壁面に対する十
分な摩擦を確保し、確実な走行動作を実現することがで
きる。したがって、基本構造が単純でありながらも種々
の環境に一台で対応することのできる移動装置が提供さ
れる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の移動装置の第１の実施例を示す斜
視図である。同図に示すように、移動装置100 には前方
に２個の移動機構2a,2b および後方に１個の移動機構2c
が設けられており、各移動機構2a,2b,2c同志は連結部4,
5 により連結されている。

【００１１】各移動機構2a,2b,2cは、図２のような断面
構造をなしている。すなわち、ケーシング23にはモータ
等からなる駆動源21が固定されており、その出力軸22に
はウォームギア24が取り付けられている。ケーシング23
には２個の車輪26が回転自在に軸支され、その回転軸27
にはウォームホイール25が固定されている。そしてウォ
ームギア24とウォームホイール25とが噛合することによ
って、ウォームホイール25と同軸固定された車輪26が回
転駆動される。

【００１２】なお、出力軸22および回転軸27とケーシン
グ23との間には図示しない機械軸受が設けられている
が、自己潤滑材料を用いることにより機械軸受を省略す
ることも可能である。また、車輪26の表面にはゴム等の
高摩擦係数の材料が用いられている。

【００１３】前方の移動機構2a,2b はその上部に柱29を
介してジョイント31が立設されている。このジョイント
31は少なくとも柱29の軸方向回りに回転可能に構成さ
れ、そのため移動機構2a,2b はそれぞれの動きに応じて
変化する連結部4 の姿勢の方向に移動装置100 全体を左
右に移動させることができる。

【００１４】後方の移動機構2cの上部にも同様に柱29お
よびジョイント28が設けられ、少なくとも柱29の軸方向
回りに回転可能に構成されている。また移動機構2a,2b,
2cに取り付けられたジョイント28,31 は前記柱29の軸方
向と直交する他の方向回りにも回転可能に構成されるこ
とが好ましい。ただし連結部4 の長手方向については、
ちょうど連結部4 のねじれ作用による回転が期待できる
ため、あえて回転軸を構成する必要はない。

【００１５】連結部4,5 としては柔軟で可撓性のある部
材が選択される。可撓性部材としては、例えば密着コイ
ルバネのような適度の剛性と弾性とを併せ持った部材が
選択されることが好ましい。密着コイルバネは同時に中
空形状であるため配線等を内部に敷設することも可能と
なる。これらの連結部4,5 の端部はジョイント28,31に
連結され、移動機構2a,2b,2cを互いに柔軟に結合してい
る。

【００１６】なお、各移動機構2a,2b,2cは、ここでは図
示されない中央制御装置により走行速度や走行方向など
が制御される。続いて、このような構成の移動装置100
の動作，機能について説明する。

【００１７】移動装置100 を駆動する場合には、前方の
移動機構2a,2b および後方の移動機構2cをそれぞれ駆動
する。移動装置100 全体の駆動力は、各移動機構2a,2b,
2cの持つ駆動力の総和になる。そして、各移動機構2a,2
b,2cの駆動方向を制御することにより、移動装置100 の
前進，後退動作が可能になる。

【００１８】移動装置100 により操舵が行われる場合に
は、前方の移動機構2a,2b の一方が前進駆動され、他方
が後退駆動される（または、それぞれの移動機構2a,2b
が異なる速度で駆動される）。すると、図３に示すよう
に、移動機構2a,2b どうしの速度差によってジョイント
31が回転し、移動装置100 が操舵姿勢をとる。

【００１９】ここで、図４を参照して移動装置100 によ
る操舵の様子を説明する。図４は前方の移動機構2a,2b
を上部から示した模式図である。同図に示すように、移
動機構2a,2b をそれぞれ異なる方向に同量（図中矢印で
示す）だけ移動すれば、移動装置100 は連結部4 の中間
位置を中心としてＡ方向に回転しステアリングされる。
この状態から移動機構2a,2b および移動機構2cを駆動す
れば、周辺に障害物がない状態では前方の走行機構2a,2
b と後方の走行機構2cとの進行方向が異なる状態で大き
く旋回動作を行いＣ方向に操舵動作を行うか、または移
動機構2a,2b および移動機構2cがジョイント28,31 の部
分で徐々に回転し、各移動機構2a,2b,2cの進行方向が一
方向になるように自動的に調整され、移動装置100 はＢ
方向に向かって移動する。ここで後者の場合、Ｂ方向に
移動後、次に進むべき方向へ移動装置100 を向ける必要
がある。この時移動機構2a,2b を操作し所定の方向に移
動装置100 を向けて、後方の移動機構2cとの移動方向が
異なる状態で旋回動作を行うことになる。以上のような
操舵は、同一平面ないし同一曲面での連続した走行路で
の操舵に適用される。

【００２０】また周壁に沿って移動するために操舵を必
要とする場合には、常に周壁に倣うように移動機構2a,2
b を操作することにより、連結部4 は周壁の法線方向に
位置し、移動機構2a,2b の走行方向は周壁の接線方向と
なり、後方の移動機構2cの走行方向とは常に一定の角度
差が生じ、旋回動作による操舵動作が継続的に行われ、
周壁に倣った連続的な移動が可能になる。

【００２１】もちろん、移動機構2a,2b をそれぞれ異な
る方向に異なる量だけ移動することによってステアリン
グすることもできる。また、移動機構2a,2b をそれぞれ
同じ方向に移動することによってステアリングしてもよ
い。

【００２２】このような種々のステアリング方法は、移
動装置100 にCCD カメラを搭載することによって周囲の
環境を把握し、これに応じて適宜選択されるように制御
することもできる。もちろん、予め入力されたプログラ
ムに応じて中央制御装置から指令信号が送られるように
制御されてもよい。

【００２３】また、移動装置100 により管内等の狭い場
所の中を走行する場合には、連結部4,5 が所望の形状に
変形することにより確実な走行を行うことができる。図
５は管内における移動装置100 の正面図である。本発明
では、同図に示すように連結部4 が管内の曲面形状に沿
って変形するため、前方の移動機構2a,2b の車輪26が管
内の側壁に確実に接触する。そしてこのような変形によ
り連結部4 には変形に対する復元力（反力）が発生す
る。この復元力により、車輪26と側壁との摩擦を常時確
保することができる。

【００２４】もちろん、走行方向に向かって湾曲するよ
うな形状の走路を走行する場合には、主として連結部5
の変形による復元力が摩擦確保に供される。このように
連結部4,5 を設けることにより、走行対称面の形状に応
じて各車輪26が走行面に追従するので、三次元曲面や配
管内にも確実に対応した走行を実現することができる。

【００２５】また、移動装置100 によりさらに狭い場所
（狭隘部）を走行する場合には、前方の移動機構2a,2b
の速度差（異なる速度で同方向、または同速度で逆方
向、もしくは異なる速度で逆方向のいずれでもよい）を
利用し、かつ前方の移動機構2a,2b と後方の移動機構2c
との速度配分を適切に設定することにより、ジョイント
31が回転し、図６に示すように全ての移動機構2a,2b,2c
が同一方向を向き、２つの連結部4,5 をほぼ一直線と
し、３つの移動機構2a,2b,2cが直線的に連結される形態
になるまで移動する。このような形態になれば、移動装
置100 はその全体の幅が図１の形態よりも十分に狭まる
ので、狭隘部を無理なく通過することができる。

【００２６】そして、走行方向に向かって湾曲するよう
な形状の走路を走行する場合には、ほぼ一直線となった
両方の連結部4,5 の変形による復元力が摩擦確保に供さ
れることになる。

【００２７】なお、図６のような形態となった直後の移
動装置100 は、移動機構2a,2b の向きが移動機構2cの向
きに対して略90度傾いた状態となっている。しかしなが
ら、後方の移動機構2cが駆動されることによって移動機
構2a,2b はジョイント28の部分で回転し、移動機構2a,2
b の移動方向は移動機構2cの移動方向に自然に調整され
る。ここで、移動機構2a,2b の向きが移動機構2cの向き
に対してちょうど90度傾いた状態であると上記の調整が
うまく行われない可能性がある。そのため、移動機構2
a,2b 上に設けられたジョイント28が±90度未満の揺動
となるように機構的にストッパを設置しておくことが好
ましい。

【００２８】また、図６の状態から図１の状態に復帰す
る場合には、移動機構2a,2b の操舵によるモーメントを
利用することができる。以上のように構成された本発明
によれば、移動機構2a,2b,2c同志が連結部4,5およびジ
ョイント28,31 を介して連結されているので、連結部4,
5 の変形とジョイント28,31 の回転によって移動機構2
a,2b,2cの位置関係を自動的に変化させることができ
る。したがって、周囲の環境に応じて移動機構2a,2b,2c
の位置関係が変化するので、狭い場所にも容易に入り込
むことができる。

【００２９】また、配管等の狭い場所では連結部4,5 が
撓み、これによって移動機構2a,2b,2cが壁面に倣うよう
に変形するとともに、撓みによる復元力を受けて壁面に
対する十分な摩擦を確保し、確実な走行動作を実現する
ことができる。

【００３０】続いて図７を参照して本発明の第２の実施
例について説明する。なお、以下の各実施例において第
１の実施例と同一構成要素には同一符号を付して重複す
る説明を省略する。

【００３１】同図に斜視図で示すように、移動装置200
は前方に２個の移動機構2a,2b が設けられている点は第
１の実施例と同じであるが、後方にも２個の移動機構2
c,2dが設けられている点で異なる。そして、後方の移動
機構2c,2d 同志は連結部6 にて結合されている。なお、
連結部6 は前述の連結部4 と同一の構造であり、その中
間部には柱29を介してジョイント31が立設されている。
連結部5 と連結部6 とはジョイント31で連結されてい
る。

【００３２】このような構造であれば、後方の移動機構
2c,2d を駆動することにより、連結部6 を連結部4 とは
異なる方向に傾け、後方からの協調動作によって操舵を
行うこともできる。また、後方の移動機構2c,2d をステ
アリングすることにより移動装置200 を後退駆動させる
こともできる。したがって、前進時，後退時いずれにお
いても操舵動作を含めて円滑な走行が可能になる。

【００３３】もちろん本実施例の場合でも、連結部5 の
長さを適当に設定することにより、３つの連結部4,5,6
がほぼ一直線となり、４つの移動機構2a,2b,2c,2d を直
線的に連結する形態に設定することにより、狭隘部を無
理なく通過することができる。

【００３４】続いて図８を参照して本発明の第３の実施
例について説明する。同図に斜視図で示すように、本実
施例の移動装置300 は第１の実施例の移動装置100 の各
連結部4,5 に固定機構8a,8b を設けてなるものである。
この固定機構8a,8b はここではその端部に吸盤が設けら
れており、路面との真空吸着が可能になっている。なお
固定機構8a,8b は、その軸方向、つまり路面に対して伸
縮自在に構成されていることが好ましい。

【００３５】なお、連結部5 の途中には連結部5 の軸方
向長さを変化させる伸縮機構7 が配置されており、固定
機構8bはこの伸縮機構7 に固定されている。このような
構成の本実施例の場合には、固定機構8a,8b により路面
と確実に接触することができ、移動機構300 を路面に対
して固定することが可能となる。したがって、例えば斜
面等の走行が要求される用途の場合には、この移動機構
300により斜面を吸着しながら移動することが可能とな
る。

【００３６】具体的な移動方法としては、まず固定機構
8aにより吸着を行っている状態から伸縮機構7 を縮め、
固定機構8bによる吸着（固定）を行う。固定機構8bが吸
着したら、固定機構8aによる吸着を解除して伸縮機構7
を伸ばし、再び固定機構8aを吸着させる。この動作を繰
り返し行えば、配管が斜面となっている場合にも移動装
置300 を確実に走行させることができる。

【００３７】また、連結部4,5 の剛性を大きくして高負
荷に耐えられる程度のものとすれば、移動機構300 によ
る壁面等の走行も可能となる。続いて図９を参照して本
発明の第４の実施例について説明する。

【００３８】本実施例の移動装置400 は、前方に２個の
移動機構2a,2b および後方に２個の移動機構2c,2d が設
けられている点では第２の実施例と同じである。本実施
例の特徴は、前述の連結部5 とは異なる特性の連結部9
が用いられている点と、この連結部9 の中間付近にヒン
ジ機構10が設けられている点にある。

【００３９】連結部9 は、柔軟で可撓性のある弾性部材
である必要はなく、比較的剛性の高い部材で構成されて
いる。例えば、金属性の中空パイプなどが採用される。
また、ヒンジ機構10はこの連結部9 を一方向（上下方
向）のみに屈曲させるようなジョイント構造になってい
る。すなわち、連結部9 とヒンジ機構10とにより、前方
の移動機構2a,2b と後方の移動機構2c,2d とのピッチ角
を変化させることができる構成となっている。

【００４０】このような構造であれば、前述の第２の実
施例と同様に、後方の移動機構2c,2d を駆動することに
よって連結部6 を連結部4 とは異なる方向に傾け、後方
からの協調動作によって操舵を行うこともできる。ま
た、後方の移動機構2c,2d をステアリングすることによ
り移動装置400 を後退駆動させることもできる。したが
って、前進時，後退時いずれにおいても操舵動作を含め
て円滑な走行が可能になる。

【００４１】もちろん本実施例の場合でも、連結部9 の
長さを適当に設定することにより、３つの連結部4,6,9
がほぼ一直線となり、４つの移動機構2a,2b,2c,2d を直
線的に連結する形態に設定することにより、狭隘部を無
理なく通過することができる。

【００４２】なお、配管系などではその配管出口とケー
シング表面との関係がほぼ直角となっている場合が多く
（図10）、これら配管とケーシングに沿って目的地まで
移動するような動作形態も考慮に入れる必要がある。こ
のような場合には、配管出口で前方の移動機構2a,2b を
所望の方向へ操舵するとともに、前方の移動機構2a,2b
をケーシング表面に確実に接触させておかなければなら
ない。例えば図10のような状態の移動装置400 を図15の
状態まで移動させる場合には、以下に示す手順により操
舵，駆動が行われる。

【００４３】配管内を走行する移動装置400 は、CCD カ
メラを用いて配管出口付近の様子を観察する。そして、
得られた環境情報と、あらかじめ与えられていた地図情
報とから、ケーシング表面への進入方向を決定する。そ
して、前方の移動機構2a,2bと後方の移動機構2c,2d を
それぞれ等しい速度で逆方向に駆動し、連結部4 と連結
部6 とをほぼ平行に保つように２個のジョイント31を所
定角度だけ回転させ操舵方向を決定する（図11）。

【００４４】次に２個のジョイント31の操舵方向を保持
した状態で全ての移動機構2a,2b,2c,2d を同一速度で同
一方向に駆動する。移動装置400 は管内を螺旋状に移動
して管内の上方の所定位置で停止する（図12）。なお、
配管などは一般に鉄などの磁性体から形成されているた
め、車輪26を永久磁石で構成したり電磁石を作用させた
りすれば自重を容易に保持することができ、また路面の
摩擦をより大きくして確実な走行を行わせることができ
る。

【００４５】そして、この位置では、前方の移動機構2
a,2b と後方の移動機構2c,2d を図11での方向とは逆の
方向に操舵し、移動装置400 が管出口に向くように位置
決めする（図13）。これらの制御により、管内での目標
地点までの移動と次の操舵動作のための初期姿勢を得る
ことができる。

【００４６】この後、前方の移動機構2a,2b を後退駆動
し、同時に後方の移動機構2c,2d を前進駆動する。これ
によって前方の移動機構2a,2b と後方の移動機構2c,2d
とが互いに近接するように移動し、移動装置400 はその
中間付近のヒンジ機構10を介して屈曲するように変形す
る（図14）。

【００４７】そしてこの屈曲状態を保ったまま全ての移
動機構2a,2b,2c,2d を前進駆動させ、移動装置400 を管
外へと移動させる（図15）。前方の移動機構2a,2b のみ
が管外に出てケーシング表面に至った時点から、後方の
移動機構2c,2d に対して前方の移動機構2a,2b の速度が
徐々に大きくなるように速度差を調整しながら前進を続
ける。すると、前方の移動機構2a,2b と後方の移動機構
2c,2d との間隔が徐々に広くなり、ヒンジ機構10の屈曲
がなくなり真直状態に復帰する。その後、移動装置400
は元の形態を維持しながらケーシング表面の移動を行
う。

【００４８】なお、移動装置400 を管壁に対して保持す
る方法としては、上述の永久磁石や電磁石などの磁力を
用いる方法の他に、真空吸着力や粘着力を作用させる方
法などがある。真空吸着力を用いる場合には、接地した
部分のみ局部的に負圧となるように小型のバルブなどを
組み込んだ構成とすることも可能である。

【００４９】続いて図16を参照して本発明の第５の実施
例について説明する。同図に斜視図で示すように、本実
施例の移動装置500 は第４の実施例の移動装置400 の連
結部4,6 に固定機構8a,8b を設け、かつ連結部9 に伸縮
機構7 を設けてなるものである。なお、これら伸縮機構
7 および固定機構8a,8b は第２の実施例に示したものと
同一のものである。

【００５０】このような構成の本実施例の場合には、固
定機構8a,8b により路面と確実に接触することができ、
移動機構500 を路面に対して固定することが可能とな
る。したがって、例えば斜面等の走行が要求される用途
の場合には、この移動機構500により斜面を吸着しなが
ら移動することが可能となる。

【００５１】具体的な移動方法としては、まず固定機構
8aにより吸着を行っている状態から伸縮機構7 を縮め、
固定機構8bによる吸着（固定）を行う。固定機構8bが吸
着したら、固定機構8aによる吸着を解除して伸縮機構7
を伸ばし、再び固定機構8aを吸着させる。この動作を繰
り返し行えば、配管が斜面となっている場合にも移動装
置500 を確実に走行させることができる。

【００５２】また、連結部4,5 の剛性を大きくして高負
荷に耐えられる程度のものとすれば、移動機構500 によ
る壁面等の走行も可能となる。続いて図17を参照して本
発明の第６の実施例について説明する。

【００５３】本実施例の移動装置600 は、前方に２個の
移動機構2a,2b および後方に１個の移動機構2cが設けら
れている点では第１の実施例と同じである。本実施例の
特徴は、連結部9 の中心付近に２個の回転機構32,33 が
用いられている点にある。

【００５４】すなわち、回転機構32は連結部9 を上下方
向に屈曲させる駆動力を備え、回転機構33は連結部9 を
その軸回りに回転させる駆動力を備えている。回転機構
32と回転機構33とにより、前方の移動機構2a,2b と後方
の移動機構2cとのピッチ角，ロール角を自在に変化させ
ることができる構成となっている。

【００５５】なお、連結部9 は金属性の中空パイプなど
の比較的剛性の高い部材で構成されており、各構成要素
や周囲との干渉を避けるために一部が湾曲した形状とな
っている。

【００５６】このような構造であれば、前述の第１の実
施例と同様に、前方の駆動機構2a,2b をそれぞれ制御す
ることにより操舵を行うことができ、または後方の移動
機構2cを駆動することによって駆動機構2cの向きを駆動
機構2a,2b に対して傾け、後方からの協調動作によって
操舵を行うこともできる。

【００５７】もちろん本実施例の場合でも、連結部9 の
長さを適当に設定することにより、２つの連結部4,9 を
ほぼ直線状とすることができる。この場合、前述のよう
に連結部9 が湾曲形状をなしていることから、図18に示
されるように連結部9 と前方の移動機構2a,2b とが干渉
してしまうことがなく、したがって動作形態を容易に変
更することができる。

【００５８】そして３つの移動機構2a,2b,2cを直線的に
連結する形態に設定することにより、狭隘部を無理なく
通過することができる。なお、本実施例でも第４の実施
例で説明したような配管とケーシングに沿った移動が可
能であるが、２つの回転機構32,33 を備えているため自
由度が１つ大きくなっている。そのため、例えば図19か
ら図23に示されるように第４の実施例とは異なる手順に
よる操舵，駆動が可能となる。

【００５９】配管内を走行する移動装置600 は、CCD カ
メラを用いて配管出口付近の様子を観察する。そして、
得られた環境情報と、あらかじめ与えられていた地図情
報とから、ケーシング表面への進入方向を決定する。そ
して、回転機構33を 180゜だけ回転駆動し、前方の移動
機構2a,2b が管内上方に向かって対向するように位置決
めする。そして、後方の移動機構2cを駆動することによ
り、前方の移動機構2a,2b が管外に突出するまで移動装
置600 全体を移動させる（図20）。この際、湾曲した連
結部9 も同時に 180゜回転するが、図示のように管壁と
の干渉が発生しない程度の突出量に設定されている。

【００６０】次に、回転機構32を徐々に回転させて前方
の駆動機構2a,2b を管外で徐々に屈曲させ、車輪26をケ
ーシング面に接地させる（図21）。図21のように移動機
構2a,2b が垂直壁に当接した段階で、移動機構2a,2b の
吸着機能により前方の移動機構2a,2b を固定し、その状
態から回転機構33で後方の移動機構2cを回転させ、後方
の移動機構2cが配管の上方に当接するまで前方の移動機
構2a,2b が前進するかもしくは回転機構32で屈曲させ
る。

【００６１】この後、前方の駆動機構2a,2b の駆動を停
止させながら後方の駆動機構2cのみを前進駆動し、かつ
回転機構32の屈曲量を徐々に増やす。これによって、前
方の移動機構2a,2b と後方の駆動機構2cとを近接させな
がら後方の駆動機構2cをケーシング面近傍まで移動させ
る（図22）。

【００６２】そして、後方の移動機構2cに対して前方の
移動機構2a,2b の速度が徐々に大きくなるように速度差
を調整しながら前進を続ける。同時に、回転機構32の回
転量を逆向きに調整する。すると、前方の移動機構2a,2
b と後方の移動機構2cとの間隔が徐々に広くなり、また
回転機構32の屈曲がなくなり真直状態に復帰する。その
後、移動装置600 は元の形態を維持しながらケーシング
表面の移動を行う（図23）。

【００６３】なお、本実施例の場合も、車輪26を永久磁
石で構成したり電磁石を作用させたりすれば自重を容易
に保持することができ、また路面の摩擦をより大きくし
て確実な走行を行わせることができる。

【００６４】続いて図24を参照して本発明の第７の実施
例について説明する。同図に斜視図で示すように、本実
施例の移動装置700 は第６の実施例の移動装置600 の連
結部4 に固定機構8aを設け、かつ連結部9 に伸縮機構7
および固定機構8bを設けてなるものである。なお、これ
ら伸縮機構7 および固定機構8a,8b は第２の実施例に示
したものと同一のものである。

【００６５】このような構成の本実施例の場合には、固
定機構8a,8b により路面と確実に接触することができ、
移動機構700 を路面に対して固定することが可能とな
る。したがって、例えば斜面等の走行が要求される用途
の場合には、この移動機構700により斜面を吸着しなが
ら移動することが可能となる。

【００６６】具体的な移動方法としては、まず固定機構
8aにより吸着を行っている状態から伸縮機構7 を縮め、
固定機構8bによる吸着（固定）を行う。固定機構8bが吸
着したら、固定機構8aによる吸着を解除して伸縮機構7
を伸ばし、再び固定機構8aを吸着させる。この動作を繰
り返し行えば、配管が斜面となっている場合にも移動装
置700 を確実に走行させることができる。

【００６７】続いて図25を参照して本発明の第８の実施
例について説明する。本実施例の移動装置800 は、前方
および後方にそれぞれ１個の移動機構2a,2cが設けられ
ており、これらを連結するように１個の回転機構34およ
び２個の回転機構33が設けられている。したがって、初
期形態がすでに狭隘部を無理なく通過することができる
形態となっている。ここで、回転機構33の機能は第６の
実施例に示したものと同じであり、２個の回転機構33は
１個の回転機構34を両側から挟み込むように配置されて
いる。

【００６８】回転機構34は、前方の回転機構33に接続さ
れるＬ字状の第１リンク35と、後方の回転機構33に接続
されるコ字状の第２リンク36を、それぞれ備えている。
第２のリンク36については回転等の自由度はないが、第
１リンク35は前方の移動機構2aをそのピッチ角およびヨ
ー角が可変となるように回転駆動することができる。

【００６９】したがって本実施例の移動装置800 は、回
転機構34によりピッチ角とヨー角が可変となり、またそ
の前後に配置された回転機構33によりロール角が可変と
なっている。

【００７０】回転機構34の具体的な構造を図26の断面図
を用いて説明する。回転機構34には２個の駆動源（モー
タ等）が並設固定されており、その回転軸にはそれぞれ
ウォームギア37a,37b が嵌着されている。ウォームギア
37a,37b は周歯車38a,38b を介して２個の傘歯車39a,39
b とそれぞれ噛合している。これら傘歯車39a,39b は同
軸的に配置され、その中心に前述の第２リンク36の回転
軸40a,40b を挿通している。一方、２個の傘歯車39a,39
b は同時に１個の傘歯車41と噛合している。この傘歯車
41は前述の第１リンク35の回転軸42に接続固定されてい
る。このように回転機構34は差動機構を構成している。

【００７１】このように構成された回転機構34におい
て、２個の駆動源を制御することによりウォームギア37
a,37b を異なる向きに回転させる。すると、２個の傘歯
車39a,39b がそれぞれ異なる向きに回転するため、傘歯
車41が回転することになる。したがって、傘歯車41に接
続された回転軸42が回転して第１リンク35のヨー角が変
化し、駆動装置800 の操舵が可能となる。なお、ウォー
ムギア37a,37b のそれぞれの回転量と回転速度を適当に
制御することにより、駆動装置800 の操舵角度および操
舵スピードが制御される。

【００７２】また、２個の駆動源を制御することにより
ウォームギア37a,37b を同じ向きに回転させる。する
と、２個の傘歯車39a,39b がそれぞれ同じ向きに回転す
るため、傘歯車41は回転せず、回転軸40a,40b を中心と
した上下方向への屈曲運動が発生する。したがって第１
リンク35のピッチ角が変化し、駆動装置800 の屈曲が可
能となる。なお、ウォームギア37a,37b の回転量と回転
速度を同一として適当に制御することにより、駆動装置
800 の屈曲角度および屈曲スピードが制御される。

【００７３】このような構造を備えた本実施例でも第６
の実施例と同じ動作手順によって配管とケーシングに沿
った移動が可能となる。図27から図31にこの動作手順を
示す。

【００７４】配管内を走行する移動装置800 は、CCD カ
メラを用いて配管出口付近の様子を観察する。そして、
得られた環境情報と、あらかじめ与えられていた地図情
報とから、ケーシング表面への進入方向を決定する。そ
して、回転機構33を 180゜だけ回転駆動し、前方の移動
機構2aが管内上方に向かって対向するように位置決めす
る。そして、後方の移動機構2cを駆動することにより、
前方の移動機構2aが管外に突出するまで移動装置800 全
体を移動させる（図28）。

【００７５】次に、回転機構34を徐々に回転させて前方
の駆動機構2aを管外で徐々に屈曲させ、車輪26をケーシ
ング面に接地させる（図29）。この後、前方の駆動機構
2aの駆動を停止させながら後方の駆動機構2cのみを前進
駆動し、かつ回転機構34の屈曲量を徐々に増やす。これ
によって、前方の移動機構2aと後方の駆動機構2cとを近
接させながら後方の駆動機構2cをケーシング面近傍まで
移動させる（図30）。

【００７６】そして、後方の移動機構2cに対して前方の
移動機構2aの速度が徐々に大きくなるように速度差を調
整しながら前進を続ける。同時に、回転機構34の回転量
を逆向きに調整する。すると、前方の移動機構2aと後方
の移動機構2cとの間隔が徐々に広くなり、また回転機構
34の屈曲がなくなり真直状態に復帰する。その後、移動
装置800 は元の形態を維持しながらケーシング表面の移
動を行う（図31）。

【００７７】なお、本実施例の場合も、車輪26を永久磁
石で構成したり電磁石を作用させたりすれば自重を容易
に保持することができ、また路面の摩擦をより大きくし
て確実な走行を行わせることができる。

【００７８】さらに、例えば図32に示すように回転機構
33,34 の取付け数や取付け位置などに変化を持たせても
よく、同様の動作を実現させることができる。続いて図
33を参照して本発明の第９の実施例について説明する。
同図に斜視図で示すように、本実施例の移動装置900 は
第８の実施例の移動装置800 の回転機構33に固定機構8a
を設け、かつ第１リンク35に伸縮機構7 および固定機構
8bを設けてなるものである。なお、これら伸縮機構7 お
よび固定機構8a,8b は第２の実施例に示したものと同一
のものである。

【００７９】このような構成の本実施例の場合には、固
定機構8a,8b により路面と確実に接触することができ、
移動機構900 を路面に対して固定することが可能とな
る。したがって、例えば斜面等の走行が要求される用途
の場合には、この移動機構900により斜面を吸着しなが
ら移動することが可能となる。

【００８０】具体的な移動方法としては、まず固定機構
8aにより吸着を行っている状態から伸縮機構7 を縮め、
固定機構8bによる吸着（固定）を行う。固定機構8bが吸
着したら、固定機構8aによる吸着を解除して伸縮機構7
を伸ばし、再び固定機構8aを吸着させる。この動作を繰
り返し行えば、配管が斜面となっている場合にも移動装
置900 を確実に走行させることができる。

【００８１】以上、本発明の各実施例について説明した
が、本発明は上述した各実施例に限定されるものではな
く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
ることは言うまでもない。

【００８２】例えば第１乃至第３の実施例で用いられる
可撓性部材（柔軟結合部）としては板バネや硬質ゴム等
を利用することもできる。また、柔軟結合部による移動
機構の連結方法としては、上述の実施例以外の方法を採
用してもよい。例えば、柔軟結合部の一端および他端を
いずれかの移動機構に固定し、移動機構を多角形状に連
結することも可能である。また、柔軟結合部の一端同志
をすべて結合し、他端をいずれかの移動機構に固定する
ことにより、移動機構を放射状に連結することも可能で
ある。

【００８３】また、移動機構の形態として車輪26を用い
たものを示したが、例えば図34のような脚型歩行機構を
利用することも可能である。この脚型歩行機構は、２本
の脚部30a,30b が同一のウォームギア24に対して互いに
異なる位相で固定されており、駆動源21の回転により少
なくとも一方の脚部が接地できるように構成したもので
ある。また、脚部30a,30b を中空の部材で構成するとと
もに脚部先端に孔を設け、真空吸着による確実な接地を
行うことも可能である。この場合、脚部先端にはゴムな
どの弾性材料43を用いて真空吸着をより一層確実なもの
とすることもできる。

【００８４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、基本構造
が単純でありながらも種々の環境に一台で対応すること
のできる移動装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の移動装置の第１の実施例を示す斜視
図。

【図２】移動機構の内部構造を示す断面図。

【図３】移動装置の操舵の様子を示す斜視図。

【図４】移動装置の操舵の様子を上部から示す模式図。

【図５】管内における移動装置の様子を示す正面図。

【図６】狭隘部における移動装置の動作形態を示す斜視
図。

【図７】本発明の移動装置の第２の実施例を示す斜視
図。

【図８】本発明の移動装置の第３の実施例を示す斜視
図。

【図９】本発明の移動装置の第４の実施例を示す斜視
図。

【図１０】第４の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図１１】第４の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図１２】第４の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図１３】第４の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図１４】第４の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図１５】第４の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図１６】本発明の移動装置の第５の実施例を示す斜視
図。

【図１７】本発明の移動装置の第６の実施例を示す斜視
図。

【図１８】移動装置の動作形態を示す図。

【図１９】第６の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図２０】第６の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図２１】第６の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図２２】第６の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図２３】第６の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図２４】本発明の移動装置の第７の実施例を示す斜視
図。

【図２５】本発明の移動装置の第８の実施例を示す斜視
図。

【図２６】第８の実施例における回転機構の構造を示す
断面図。

【図２７】第８の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図２８】第８の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図２９】第８の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図３０】第８の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図３１】第８の実施例による操舵・駆動の様子を示す
図。

【図３２】第８の実施例の変形例を示す側面図。

【図３３】本発明の移動装置の第９の実施例を示す斜視
図。

【図３４】移動機構の変形例を示す断面図。

【符号の説明】

2a,2b,2c,2d …移動機構 4,6,…連結部（可撓性部材） 5,9 …連結部 7 …伸縮機構 8a,8b …固定機構 10…ヒンジ機構 26…車輪 28,31 …ジョイント 29…柱 32,33,34…回転機構 100,200,300,400,500,600,700,800,900 …移動装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の移動機構と、前記移動機構間に配置される可撓性部材と、前記移動機構と可撓性部材とを連結する、前記可撓性部
材の長手方向と交差する方向に回転軸を有するジョイン
トと、を有することを特徴とする移動装置。
【請求項２】複数の移動機構およびこれら移動機構間に
配置される可撓性部材とからなるユニットに対して他の
移動機構を少なくとも１方向の自由度を有する連結部材
で連結してなることを特徴とする請求項１記載の移動装
置。
【請求項３】複数の移動機構およびこれら移動機構間に
配置される可撓性部材とからなるユニットを複数設け、
これらユニット間を少なくとも１方向の自由度を有する
連結部材で連結してなることを特徴とする請求項１記載
の移動装置。
【請求項４】複数の移動機構によりステアリングを行い
得るように構成したことを特徴とする請求項１記載の移
動装置。
【請求項５】移動装置と路面とを固定，解除する少なく
とも２個の固定機構を設けるとともに、これら固定機構
間の長さを可変とする伸縮機構を設けてなることを特徴
とする請求項１記載の移動装置。