(57)【要約】【課題】消費電力とともに騒音を低減することができるようにする。【解決手段】本発明は、被係止面に係止するための係止アームと、上記被係止面に吸着するための負圧を生じさせる負圧生成部３０とを備えた移動体であって、上記係止アームによって被係止面に係止しているときには、負圧生成部で生成する負圧力を低減させる負圧調整手段Ｂ２を設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被係止面に係止するための係止アームと、
上記被係止面に吸着するための負圧を生じさせる負圧生成部とを備えた移動体であって、
上記係止アームによって被係止面に係止しているときには、負圧生成部で生成する負圧力を低減させる負圧調整手段を設けたことを特徴とする移動体。
【請求項２】
負圧調整手段は、負圧生成部で生成する負圧力を一定値毎に徐々に低減させることを特徴とする請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
被係止面に対する変位を検出するための変位センサを有しており、
負圧調整手段は、変位センサによって被係止面に対する変位を検出したときには、負圧生成部で生成する負圧力を増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体。
【請求項４】
係止アームは、被係止面の種類に対応した互いに異なる二種類以上の形態に形成したものを混在配設していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の移動体。
【請求項５】
被係止面に係止する係止位置と、その被係止面に係止しない非係止位置とに係止アームを移動可能なアーム駆動部を有しており、
アーム駆動部を介して全ての係止アームを同時に被係止面に当接係止させるアーム駆動手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガスタンク、建物の壁面若しくはガラス窓等の被係止面に沿って移動しながら所要の作業を行う移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の移動体として、移動体用吸盤構造の名称で特許文献１に記載された構造のものがある。
特許文献１に記載の移動体は、吸盤を介して壁面に吸着しながら駆動輪を介して壁面上を移動する移動体のケース本体の壁面対向側に、その外周縁に沿って前記吸盤を装備して成る移動体用吸盤構造において、前記吸盤を、前記ケース本体の壁面対向側の外周縁に沿って装備された軟質性を有するゴム部材と、当該ゴム部材の配設方向に沿って装備された板部材とを備えたものである。
【特許文献１】特開平７−９５９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来の移動体は、排風機のみによって壁面に吸着しているために、その排風機を常時駆動していなければならず、そのために消費電力が大きく、また、騒音も大きいものであった。
【０００４】
そこで本発明は、消費電力とともに騒音を低減することができる移動体の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、被係止面に係止するための係止アームと、上記被係止面に吸着するための負圧を生じさせる負圧生成部とを備えた移動体であって、上記係止アームによって被係止面に係止しているときに、負圧生成部で生成する負圧力を低減させる負圧調整手段を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、係止アームによって被係止面に係止しているときに、負圧生成部で生成する負圧力を低減させているので、消費電力とともに騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る移動体の平面図、（Ｂ）は、その断面図である。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る移動体Ａは、建物の壁面やガラス窓等の被係止面に沿って移動するものであり、それは、基体１０内外に、制御装置Ｂ、変位センサ２０、バッテリ２５、負圧生成部３０、三つの移動部４０…、係止アーム５０，５０、６０，６０及び通信部７０を配設した構成のものである。
【０００９】
以下に、一実施形態に係る移動体Ａの詳細について説明する。
基体１０は、平面視円形の基壁１１の外周縁に、一定幅の周壁１２を一体に形成した円筒形に形成されているとともに、その外壁１１の中心軸線Ｏ１に一致して、円形開口１１ａに基体１０内外に延出する高さの円筒１３を配設したものであり、その円筒１３内に負圧生成部３０を配設している。
【００１０】
周壁１２の下端縁には、圧力維持用スカート１４が無端状にして周設されており、基体１０内の圧力を維持できるようにしている。
圧力維持用スカート１４は例えばゴム等により形成されており、周壁１２の下端から被係止面（以下、「壁面」という。）Ｗａにかけて次第に肉厚とし、かつ、その壁面Ｗａに向かう開放端部を略半円形断面に形成したものである。
上記の圧力維持用スカート１４は、後述する車輪４５…によって基体１０を建物等の壁Ｗに係止しているときに、その壁Ｗに当接するか又は所要の間隙が生じる高さ（幅）にしている。
なお、「所要の間隙」は、負圧生成部３０の出力との関係において、基体１０内の圧力を維持できる程度のものである。
【００１１】
負圧生成部３０は基体１０内の空気を外部に排出することにより、その基体１０内を負圧にする所謂排風機と称するものである。
負圧生成部（以下、「排風機」という。）３０は、上記した円筒１３の内周壁面１３ａに外端部を固定した平面視十字形の支持部材１５を介し、その内端部に固定されたモータ１６の回転軸にプロペラ１７を取り付けた構造のものである。
【００１２】
移動部４０…は、中心軸線Ｏ１を中心とした１２０度の等角度間隔で上記した基体１０の周壁１２に配設されている。
この移動部４０は、周壁１２から外方に突出した支持部材４１に固定された方向転換部４２と、この方向転換部４２の下方に突出した脚４３，４３（一方は図示していない）と、その脚４３，４３の下端部に配設した駆動部４４と、この駆動部４４によって回転駆動できるように取り付けられた車輪４５とからなる。
【００１３】
方向転換部４２は、脚４３，４３、従ってまた、車輪４５を壁面Ｗａと垂直な面内で回転駆動するものであり、本実施形態においては、外部から送信された制御信号によって移動方向を設定するようになっている。
【００１４】
図２（Ａ）は、二種類の係止アームのうちの一方のものを拡大して示す拡大側面図、（Ｂ）は、その正面図、図３（Ａ）は、当該他方のものを拡大して示す拡大側面図、（Ｂ）は、その正面図、図４（Ａ），（Ｂ）は、三方電磁弁の切替え状態を示す説明図である。
【００１５】
係止アーム５０，５０、６０，６０は、壁面Ｗａの種類に対応した互いに異なる形態に形成したものであり、図１（Ａ）に示す中心軸線Ｏ２を中心とする両側に、その中心軸線Ｏ２に対して所要の角度をなす線対称にして配列されている。
「壁面Ｗａの種類」は、上記した建物の壁面やガラス窓等の違いのことである。
【００１６】
本実施形態において「係止」とは、後述する「吸着」と「掛着」とにより本移動体Ａを壁面Ｗａに止めることを含む意味である。
係止アーム５０は、図２に示すように、先端に掛着部５１を配設したＬ字形の腕部５２と、この腕部５２の基端を支持し、かつ、上記掛着部５１を壁面Ｗａに接離するように当該腕部５２を矢印α１方向において移動させるアーム駆動部５３とを有して構成されている。
【００１７】
すなわち、アーム駆動部５３は、壁面Ｗａに係止する係止位置（ア）と、その壁面Ｗａに係止しない非係止位置（イ）とに係止アーム５０を移動可能なものであり、具体的には、掛着部５１の棘部材５５…（いずれも後述する）を壁面Ｗａにある細かな凹凸に掛着係止する係止位置（ア）と、その壁面Ｗａに係止しない非係止位置（イ）との間において移動させている。
【００１８】
掛着部５１は、平面視方形にした基板５４の壁面Ｗａとの対向面５４ａに、多数の棘部材５５…を互いに所要の間隔にして密集させ、かつ、基端から先端に向けて下向きに所要の角度をもって配設したものである。
すなわち、本移動体Ａの自重によって、棘部材５５…が壁面Ｗａの細かな凹凸に突入掛着して係止するようにしている。
【００１９】
他方の係止アーム６０は、図３に示すように、先端に吸着部６１を配設した略Ｌ字形の腕部６２と、この腕部６２の基端を支持し、かつ、上記吸着部６１を壁面Ｗａに接離するように当該腕部６２を矢印α１方向において移動させるアーム駆動部６３とを有して構成されている。
具体的には、吸着部６１の吸盤６６（後述する）を壁面Ｗａに吸着係止する係止位置（ア）と、その壁面Ｗａに係止しない非係止位置（イ）との間において移動させている。
【００２０】
アーム駆動部６３には、三方電磁弁６４が内設されているとともに、その三方電磁弁６４によって択一的に切り替える互いに直角にした三つの分岐路６３ａ〜６３ｃが形成されている。
分岐路６３ａは上記した基体１０内に、また、分岐路６３ｂは腕部６２の流路６２ａ（後述する）に、さらに、分岐路６３ｃは外方にそれぞれ臨ませている。
【００２１】
流路６２ａは、腕部６２内であって分岐路６３ｂに基端開口を連通し、かつ、先端開口を吸着部６１に臨ませて形成されている。
吸着部６１は、平面円形にした基板６５の壁面Ｗａとの対向面６５ａに吸盤６６を突設したものであり、その吸盤６６の中心に上記流路６２ａの先端開口を位置させている。
上記の構成からなる吸着部６１では、ガラス等の滑らかな壁面Ｗａに吸盤６６を吸着させることによって吸着係止する。
【００２２】
本移動体Ａを壁面Ｗａに吸着させるときには、図３（Ａ）に示すように、流路６２ａと分岐路６３ａとを連通させるように三方電磁弁６４を切り替える。これにより、基体１０内の負圧を吸盤６６に作用させて吸着力を生じさせている。
【００２３】
また、本移動体Ａを係止アーム５０，６０によって壁面Ｗａに掛着又は吸着させているときには、図４（Ａ）に示すように、いずれの分岐路６３ａ〜６３ｃも封止した状態にし、その他の場合には、同図（Ｂ）に示すように分岐路６３ｂと流路６２ａとを連通させて吸盤６６内を大気に開放している。
【００２４】
図５は、制御装置の機能を示すブロック図である。
制御装置Ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インターフェース回路及びメモリ（いずれも図示しない）等からなるものであり、これの入力ポート側には、通信部７０と変位センサ２０とが、また、出力ポート側には、排風機３０、三つの移動部４０…、三方電磁弁６４，６４が接続されている。
本実施形態においては、負圧生成部３０の出力の最低値、下方への変位の許容範囲等が予め上記メモリに記憶されている。
【００２５】
この制御装置Ｂは、上記図示しないメモリに記憶されている所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。
（１）変位センサ２０を介して取得した壁面Ｗａに対する変位が、設定した許容範囲以内か否かを判定する機能。これを「変位判定手段Ｂ１」という。
「壁面Ｗａに対する変位」は、鉛直下方への変位又は鉛直下方への変位成分である。
【００２６】
（２）係止アーム５０，５０、６０，６０を壁面Ｗａに吸着又は掛着させているときに、負圧生成部（排風機）３０で生成する負圧力を低減させる機能。これを「負圧調整手段Ｂ２」という。
本実施形態においては、係止アーム５０，５０、６０，６０を壁面Ｗａに吸着又は掛着させているときに、変位判定手段Ｂ１によって変位を検出したときには、負圧生成部（排風機）３０の出力を上げるようにしている。
【００２７】
（３）外部から送信される駆動信号に従って、移動部４０…を駆動する機能、これを「移動手段Ｂ３」という。
（４）係止アーム５０，５０、６０，６０を、上記した係止位置（ア）と非係止位置（イ）とに移動する機能。これを「係止アーム移動手段Ｂ４」という。
（５）アーム駆動部を介して全ての係止アーム５０，６０を同時に壁面Ｗａに当接係止させる機能。これを「アーム駆動手段Ｂ５」という。
【００２８】
上記の構成からなる移動体Ａの制御動作について、図６を参照して説明する。図６は、移動体Ａの制御動作を示すフローチャートである。
壁面Ｗａに移動体Ａをセットして排風機３０を駆動すると、三つの車輪４５…によって、圧力維持用スカート１４と壁面Ｗａとの間隙がないか若しくは一定に保持されることにより、基体１０内の負圧力が一定に保たれて本移動体Ａが壁面Ｗａに吸着する。そして、操縦者（図示しない）から送信される移動信号に従って壁面Ｗａの所望の位置に移動する。
【００２９】
ステップ１（図中、「Ｓ１」と略記する。以下、同様。）：操縦者からの停止信号を受信すると、ステップ２に進む。
【００３０】
ステップ２：車輪４５の回転駆動を停止して、ステップ３に進む。
ステップ３：係止アーム６０，６０の三方電磁弁６４，６４をそれぞれ吸着位置に切り替えてステップ４に進む。
「吸着位置に切り替える」とは、腕部６２の流路６２ａ（後述する）と分岐路６３ａ，６３ｂとを連通させることであり、図３（Ａ）に示す状態である。
【００３１】
ステップ４：係止アーム５０，６０を、非係止位置（イ）から係止位置（ア）に下降移動し、吸着部６１と掛着部５１とを同時に壁面Ｗａ当接させて、吸着と掛着とを同時に行わせて、ステップ５に進む。
本実施形態においては、壁面の種類に関わらず、係止アーム５０，６０を同時に係止位置（ア）に移動させて吸着と掛着とを同時に行うことにより、壁面への係止を確実に行うことができるようにしている。
【００３２】
ステップ５：係止アーム６０，６０の三方電磁弁６４，６４を封止位置に切り替えて、ステップ６に進む。
「封止位置に切り替える」とは、いずれの分岐路６３ａ〜６３ｃ及び流路６２ａも連通させていないことであり、図４（Ａ）に示す状態である。
ステップ６：排風機（負圧生成部）３０の出力を一定値だけ微減して、ステップ７に進む。
ステップ７：負圧生成部３０の出力が最低値になったか否かを判定し、当該出力が最低値になったと判定したならステップ９に進み、そうでなければステップ８に進む。
【００３３】
ステップ８：変位センサ２０によって検出した下方への変位が設定値Ｘｒ０以下か否かを判定し、設定値以下であればステップ６に進み、設定値を超えていればステップ９に進む。
ステップ９：現在の下方変位Ｘｍをメモリに記録して、ステップ１０に進む。
【００３４】
ステップ１０：下方変位Ｘｍからの変位が設定値Ｘｒ１以下か否かを判定し、その設定値以内であれば本ステップを繰り返し、上記設定値を越えていればステップ１１に進む。なお、設定値Ｘｒ１は、上記設定値Ｘｒ０よりも小さく設定している。
ステップ１１：負圧生成部３０の出力を急増させる。出力の急増の程度は、下方への変位が停止する程度であり、これにより、本移動体Ａの脱落を確実に防止している。
【００３５】
上述した実施形態に係る移動体によれば、次の効果を得ることができる。
・本移動体を係止アームを介して壁面に係止しているときには、負圧生成部の出力を下げているので、消費電力とともに騒音を低減することができる。
・また、消費電力を低減できることから、移動可能時間を延長することができる。
・負圧生成部で生成する負圧力を一定値毎に徐々に低減させているので、係止状態を確実に維持することができる。
・負圧調整手段により、変位センサによって壁面に対する変位を検出したときには、負圧生成部で生成する負圧力を増加させているので、本移動体Ａの脱落を確実に防止できる。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・上述した実施形態においては、二種類の係止アームを壁面に同時に係止した例について説明したが、壁面の種類に応じた一種類の係止アームのみを壁面に係止させるようにしてもよい。
・上述した実施形態においては、操縦者が遠隔操縦する例について説明したが、例えば予め一定の移動経路を設定して、その経路をメモリに記憶させておき、その記憶した移動経路に沿って移動するようにしてもよく、また、測距センサによって移動領域のデータを取得しながら自律移動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る移動体の平面図、（Ｂ）は、その断面図である。
【図２】（Ａ）は、二種類の係止アームのうちの一方のものを拡大して示す拡大側面図、（Ｂ）は、その正面図である。
【図３】（Ａ）は、当該他方のものを拡大して示す拡大側面図、（Ｂ）は、その正面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、三方電磁弁の切替え状態を示す説明図である。
【図５】制御装置の機能を示すブロック図である。
【図６】移動体の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
２０        変位センサ
３０        負圧生成部（排風機）
５０，６０  係止アーム
５３，６３  アーム駆動部
Ｂ２        負圧調整手段
Ｂ５        アーム駆動手段
Ｗａ        壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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