(57)【要約】【課題】壁面上にへこみや貫通穴があっても該壁面との吸着を維持しつつ走行する壁面吸着走行装置を提供する。【解決手段】壁面吸着走行装置１０は、走行時に壁面に摺接する摺接面ＳＳに形成された凹部状の第１および第２の負圧室５０ａ、５０ｂ、第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂとを隔てる隔壁部５０ｅ、および第１の負圧室５０ａに連通して且つ吸引装置に接続される吸引口４２ａを備える本体と、第２の負圧室５０ｂ内の圧力を検出する圧力センサと、壁面上を転動する転動体１４Ａ、１４Ｂとを有する。吸引口４２ａに接続されている吸引装置に、第１の負圧室５０ａの空気が吸引口４２ａを介して吸引されるとともに、第２の負圧室５０ｂの空気が、吸引口４２ａ、第１の負圧室５０ａ、および隔壁部５０ｅと壁面ＷＳとの間のすきまを介して吸引される。第２の負圧室５０ｂの少なくとも一部は、第１の負圧室５０ａに対して走行方向前側に位置する。【選択図】図２
2018184036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置であって、
走行時に壁面に摺接する摺接面に形成された凹部状の第１および第２の負圧室、第１の負圧室と第２の負圧室とを隔てる隔壁部、および第１の負圧室に連通して且つ吸引装置に接続される吸引口を備える本体と、
第２の負圧室内の圧力を検出する圧力センサと、
壁面上を転動する転動体と、を有し、
吸引口に接続されている吸引装置に、第１の負圧室の空気が吸引口を介して吸引されるとともに、第２の負圧室の空気が、吸引口、第１の負圧室、および隔壁部と壁面との間のすきまを介して吸引され、
第２の負圧室の少なくとも一部が、第１の負圧室に対して走行方向前側に位置する、壁面吸着走行装置。
【請求項２】
壁面吸着走行中に圧力センサの検出圧力が上昇すると、転動体の回転速度が減速するまたは転動体の回転が停止する、請求項１に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項３】
壁面吸着走行中に圧力センサの検出圧力が上昇すると、吸引口に接続された吸引装置に、その検出圧力上昇前の第１の吸引力に比べて大きい第２の吸引力で第１の負圧室の空気が吸引される、請求項１または２に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項４】
第２の負圧室が、第１の負圧室を全周にわたって囲む環状に構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項５】
本体の一部が、弾性変形可能なクッション部材であって、
クッション部材が、第１負圧室と第２の負圧室とが形成された摺接面を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項６】
本体の吸引口が、壁面吸着走行装置から離れて配置されている吸引装置にフレキシブルホースを介して接続される、請求項１から５のいずれか一項に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項７】
本体の吸引口が、本体に搭載された吸引装置に接続される、請求項１から５のいずれか一項に記載の壁面吸着走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載するように、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置が知られている。壁面吸着走行装置は、壁面に摺接する摺接面に凹状の負圧室を備え、走行中に負圧室内の空気を吸引し続けて該負圧室内の負圧（大気圧に比べて低圧）を維持することによって摺接面が壁面に吸着し続ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９７９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
壁面吸着走行中、壁面上に予期しない溝などのへこみや裏側まで貫通する貫通穴が存在する場合がある。そのへこみや貫通穴を介して負圧室が外気に連通し、その結果として壁面への吸着力が弱まり、場合によっては壁面吸着走行装置が壁面から落下する可能性がある。
【０００５】
本開示は、壁面上にへこみや貫通穴があっても該壁面との吸着を維持しつつ走行する壁面吸着走行装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の一態様によれば、
壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置であって、
走行時に壁面に摺接する摺接面に形成された凹部状の第１および第２の負圧室、第１の負圧室と第２の負圧室とを隔てる隔壁部、および第１の負圧室に連通して且つ吸引装置に接続される吸引口を備える本体と、
第２の負圧室内の圧力を検出する圧力センサと、
壁面上を転動する転動体と、を有し、
吸引口に接続されている吸引装置に、第１の負圧室の空気が吸引口を介して吸引されるとともに、第２の負圧室の空気が、吸引口、第１の負圧室、および隔壁部と壁面との間のすきまを介して吸引され、
第２の負圧室の少なくとも一部が、第１の負圧室に対して走行方向前側に位置する、壁面吸着走行装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、壁面吸着走行装置は、壁面上にへこみや貫通穴があっても該壁面との吸着を維持しつつ走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施の形態に係る壁面吸着走行装置の斜視図
【図２】異なる方向から見た、一実施の形態に係る壁面吸着走行装置の斜視図
【図３】壁面に吸着する側から見た、一実施の形態に係る壁面吸着走行装置の平面図
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った部分断面図
【図５】図３のＣ−Ｃ線に沿った部分断面図
【図６Ａ】壁面吸着走行中であって、第１および第２の負圧室が負圧状態の壁面吸着走行装置の断面図
【図６Ｂ】壁面吸着走行中であって、第２の負圧室が大気圧に連通した状態の壁面吸着走行装置の断面図
【図７】第１の負圧室の圧力上昇を抑制するための制御を示すタイミングチャート図
【図８】壁面吸着走行装置の制御系を示すブロック図
【図９】第１の負圧室の圧力上昇を抑制するための別の制御を示すタイミングチャート図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の一態様の壁面吸着走行装置は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置であって、走行時に壁面に摺接する摺接面に形成された凹部状の第１および第２の負圧室、第１の負圧室と第２の負圧室とを隔てる隔壁部、および第１の負圧室に連通して且つ吸引装置に接続される吸引口を備える本体と、第２の負圧室内の圧力を検出する圧力センサと、壁面上を転動する転動体と、を有し、吸引口に接続されている吸引装置に、第１の負圧室の空気が吸引口を介して吸引されるとともに、第２の負圧室の空気が、吸引口、第１の負圧室、および隔壁部と壁面との間のすきまを介して吸引され、第２の負圧室の少なくとも一部が、第１の負圧室に対して走行方向前側に位置する。
【００１０】
このような構成によれば、壁面吸着走行装置は、壁面上に溝などのへこみや貫通穴があっても該壁面との吸着を維持しつつ走行することができる。
【００１１】
例えば、壁面吸着走行中に圧力センサの検出圧力が上昇すると、転動体の回転速度が減速するまたは転動体の回転が停止する。これにより、溝などのへこみや貫通穴上に第２の負圧室が到達したときに、壁面吸着走行装置を減速または停止させることができる。その結果、壁面のへこみや貫通穴上に第１の負圧室が到達することを遅らさせるまたは抑制することができる。
【００１２】
例えば、壁面吸着走行中に圧力センサの検出圧力が上昇すると、吸引口に接続された吸引装置に、その検出圧力上昇前の第１の吸引力に比べて大きい第２の吸引力で第１の負圧室の空気が吸引される。これにより、壁面のへこみや貫通穴上に第１の負圧室が到達したときに、壁面からの壁面吸着走行装置の落下を抑制することができる。
【００１３】
例えば、第２の負圧室が、第１の負圧室を全周にわたって囲む環状に構成されている。これにより、壁面吸着走行装置は、壁面上をどのような方向に進んでも、壁面との吸着を維持しつつ走行することができる。
【００１４】
例えば、本体の一部が弾性変形可能なクッション部材であって、クッション部材が、第１負圧室と第２の負圧室とが形成された摺接面を備える。これにより、第１および第２の負圧室の負圧状態がより安定的に維持される、すなわち壁面への吸着状態が安定的に維持される。
【００１５】
例えば、本体の吸引口が、壁面吸着走行装置から離れて配置されている吸引装置にフレキシブルホースを介して接続される。これにより、吸引装置を搭載する場合に比べて、壁面吸着走行装置が軽量化される。その結果、壁面への強固な吸着が可能になる。
【００１６】
例えば、本体の吸引口が、本体に搭載された吸引装置に接続される。これにより、壁面吸着走行装置から離れている吸引ポンプと接続するためのフレキシブルホースが必要なくなる。その結果、壁面吸着走行装置の走行について、自由度が向上する。
【００１７】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１８】
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１９】
図１および図２は、本開示の一実施の形態に係る壁面吸着走行装置を示している。また、図３は、壁面に吸着する側から見た壁面吸着走行装置を示している。さらに、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った断面を示し、図５は図３のＣ−Ｃ線に沿った断面を示している。
【００２０】
なお、図に示すＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系は、本開示の理解を助けるものであって、本開示を限定するものではない。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向は互いに直交し合い、Ｘ軸方向は壁面吸着走行装置の進退方向を示し、Ｙ軸方向は幅方向を示し、Ｚ軸方向は厚さ方向を示している。
【００２１】
また、便宜上、図に示す方向Ｆは壁面吸着走行装置１０の前方向を示し、方向Ｂは後方向を示している。
【００２２】
図１および図２に示す壁面吸着走行装置１０は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な装置である。なお、走行可能な面は壁面に限らず、壁面吸着走行装置１０は、天井面や床面上も走行可能である。
【００２３】
走行するために、図１および図２に示すように、壁面吸着走行装置１０は、筐体１２と、壁面上を転動する転動体として、筐体１２の幅方向（Ｙ軸方向）の両側それぞれに設けられた第１のクローラ１４Ａおよび第２のクローラ１４Ｂとを有する。
【００２４】
壁面吸着走行装置１０の筐体１２は、例えばアルミニウムなどの軽量な金属材料から作製された、概ね直方体形状の筐体である。その筐体１２は、詳細は後述するが、壁面に吸着するための吸引口４２ａ、第１および第２のクローラ１４Ａ、１４Ｂを駆動するためのモータやバッテリなどを備える。また、筐体１２には、壁面吸着走行装置１０の用途に応じた機器が搭載される。例えば、壁面吸着走行装置１０が壁面の撮影に使用される場合、カメラが筐体１２に搭載される。
【００２５】
図３に示すように、第１のクローラ１４Ａおよび第２のクローラ１４Ｂは、筐体１２の幅方向（Ｙ軸方向）の両側それぞれに設けられている。なお、第１のクローラ１４Ａと第２のクローラ１４Ｂの構成は実質的に同一である。したがって、第１のクローラ１４Ａを中心に説明し、第２のクローラ１４Ｂの説明は省略する。
【００２６】
図４に断面で示すように、第１のクローラ１４Ａは、無端状のベルトであって、本実施の形態の場合、走行時に壁面に接触して厚さ方向に弾性変形可能に構成されている。
【００２７】
具体的には、本実施の形態の場合、図４に示すように、第１のクローラ１４Ａは、無端状の基材ベルト１６と、基材ベルト１６上（その外側表面上）に設けられた弾性層１８とを備える。
【００２８】
第１のクローラ１４Ａの基材ベルト１６は、例えばゴムなどの弾性材料から作製された無端状のベルトである。
【００２９】
その基材ベルト１６上に設けられた弾性層１８は、弾性変形可能であって、例えば発泡弾性材料から作製された層である。弾性層１８は、例えば、発泡弾性材料（ＮＡＮＥＸ  ＴＬ４４０２：ロジャースイノアック社製）から作製され、２５％圧縮荷重が０．０５６ＭＰａである。また、弾性層１８は、走行時に壁面に接触する第１のクローラ１４Ａの最外側の層である。
【００３０】
図３および図４に示すように、第１のクローラ１４Ａを進退方向（Ｘ軸方向）に延在する形状で維持するために、また、第１のクローラ１４Ａを支持するために、複数の支持プーリ（支持輪）２２、２４が筐体１２に設けられている。
【００３１】
具体的には、図３および図４に示すように、第１のクローラ１４Ａ（その基材ベルト１６）は、幅方向（Ｙ軸方向）に延在する回転中心線を中心にして自由回転可能な、前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４に懸架されて支持されている。また、前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４との間の第１のクローラ１４Ａの部分が内側にたるまないように、当該部分の基材ベルト１６の内側面に当接する自由回転可能な補助プーリ２６、２８が筐体１２に設けられている。
【００３２】
前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４とに支持された第１のクローラ１４Ａを駆動するために、駆動プーリ３０と、動力伝達ベルト３２と、従動プーリ３４とが筐体１２に設けられている。
【００３３】
駆動プーリ３０は、筐体１２に搭載されたモータなどの駆動源（図示せず）によって回転される。従動プーリ３４は、前側支持プーリ２２の幅方向（Ｙ軸方向）の外側に取り付けられ、前側支持プーリ２２の回転中心線を中心にして回転する。動力伝達ベルト３２は、駆動プーリ３０と従動プーリ３４とに懸架されて支持されている。
【００３４】
モータなどの駆動源によって駆動プーリ３０が回転すると、その回転が動力伝達ベルト３２を介して従動プーリ３４に伝達され、それにより従動プーリ３４が前側支持プーリ２２とともに回転する。その結果、前側支持プーリ２２に懸架された第１のクローラ１４Ａが回転する。
【００３５】
壁面に接触した状態の第１のクローラ１４Ａと第２のクローラ１４Ｂとが同一方向に回転すると、壁面吸着走行装置１０は壁面上を前進または後退する。また、第１のクローラ１４Ａと第２のクローラ１４Ｂとが互いに異なる方向に回転すると、壁面吸着走行装置１０は壁面上で右旋回または左旋回する。
【００３６】
本実施の形態の場合、図４に示すように、第１のクローラ１４Ａにおける弾性層１８は、第１のクローラ１４Ａの延在方向（周回方向）に複数に分割されている。例えば、第１のクローラ１４Ａの幅方向（Ｙ軸方向）全体にわたり且つ厚さ方向に基材ベルト１６まで到達する複数の切り目が、第１のクローラ１４Ａの延在方向に等間隔をあけて形成されている。
【００３７】
別の観点で言えば、直方体形状の複数の弾性層（ブロック）が、その内側端で、基材ベルト１６の外側面に対して該基材ベルト１６の延在方向に並んだ状態で取り付けられている。
【００３８】
これにより、弾性層１８が分割されずに連続した無端状である場合に比べて、第１のクローラ１４Ａの収縮力が小さくなる。それにより、第１のクローラ１４Ａから前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４とに作用する力が低減される。その結果、前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４はスムーズに回転でき、駆動源からの回転力が第１のクローラ１４Ａに小さいロスで伝達される。なお、前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４とがスムーズに回転できるのであれば、弾性層１８は連続してもよい（無端状であってもよい）。
【００３９】
また、図５に示すように、壁面吸着走行装置１０が壁面に吸着するために、壁面を吸引するための吸引装置４０が設けられている。
【００４０】
本実施の形態の場合、壁面を吸引するための吸引ポンプなどの吸引装置４０は、筐体１２に設けられた吸引ノズル４２と、フレキシブルホース４４を介して接続されている。
【００４１】
吸引装置４０は、壁面吸着走行装置１０から離れて配置されている。吸引ノズル４２は筐体１２に設けられ、その吸引ノズル４２の吸引口４２ａは、壁面吸着走行時に壁面に対向する部分である壁面対向部１２ａで開口している。具体的には、壁面対向部１２ａに形成された貫通穴１２ｂに吸引ノズル４２の吸引口４２ａが接続している。また、吸引ノズル４２は筐体１２を貫通し、外部に設けられた吸引装置４０と接続するための接続部４２ｂが筐体１２の天面部１２ｃ（筐体１２において壁面対向部１２ａとは厚さ方向（Ｚ軸方向）について反対側の部分）に位置する。なお、吸引口４２ａは、壁面を吸引できるのであれば、必ずしも壁面に向いて開口する必要はなく、例えば、壁面対向部１２ａにおける開口方向が壁面に対して平行であってもよい。
【００４２】
吸引装置４０が吸引ノズル４２を介してその吸引口４２ａに対向する壁面を吸引することにより、壁面吸着走行装置１０は壁面に吸着することができる。
【００４３】
なお、吸引装置４０が壁面吸着走行装置１０から離れて配置されることにより、壁面吸着走行装置１０を軽量化することができる。その結果として、壁面吸着走行装置１０の壁面への強固な吸着が可能になる。
【００４４】
また、図１や図５に示すように、本実施の形態の場合、壁面吸着走行装置１０の筐体１２には、クッション部材５０が設けられている。この筐体１２とクッション部材５０とが一体化されて壁面吸着走行装置１０の本体を構成している。
【００４５】
クッション部材５０は、弾性変形可能であって、例えば発泡弾性材料から作製されている。クッション部材５０は、例えば、発泡弾性材料（エバーライトモラン＃８３０：ブリヂストン社製）から作製され、２５％圧縮荷重が０．００１７ＭＰａである。また、図５に示すように、クッション部材５０は、壁面吸着走行装置１０の進退方向（Ｘ軸方向）に延在し、筐体１２の壁面対向部１２ａ、前端１２ｄの一部、および後端１２ｅの一部を覆うように該筐体１２に取り付けられている。さらに、クッション部材５０は、壁面吸着走行時に壁面に摺接する本体の部分であるので、壁面に対向して該壁面に摺接する摺接面ＳＳを備える。
【００４６】
クッション部材５０はまた、図２に示すように、その摺接面ＳＳに、吸引口４２ａに連通する凹部５０ａと、凹部５０ａをその全周にわたって囲む環状の凹部５０ｂとを備える。本実施の形態の場合には、これらの凹部５０ａ、５０ｂは、筐体１２の壁面対向部１２ａまで達する貫通穴状である。これらの凹部５０ａ、５０ｂはまた、詳細は後述するが、第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂとして使用される。
【００４７】
図６Ａは、壁面ＷＳ上を吸着しつつ走行している状態の壁面吸着走行装置１０の断面を示している。図６Ａに示すように、クッション部材５０は、壁面ＷＳに対向する摺接面ＳＳで該壁面ＷＳに接触すると、弾性変形する。それにより、クッション部材５０の第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂは、その開口が壁面ＷＳによって塞がれ、外気から隔離された空間（隔離空間）となる。また、クッション部材５０の弾性変形により、第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）が壁面ＷＳに接触する。
【００４８】
この隔離空間状態の第１の負圧室５０ａ内の空気（白抜き矢印）を吸引装置４０が吸引ノズル４２を介して吸引することにより、第１の負圧室５０ａ内が負圧にされる。この負圧状態の第１の負圧室５０ａにより、壁面ＷＳにクッション部材５０の摺接面ＳＳが吸着する。この状態で、壁面ＷＳに接触する第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）が回転駆動されると、壁面吸着走行装置１０は壁面ＷＳに吸着しつつ該壁面ＷＳ上を走行する。
【００４９】
第１の負圧室５０ａ内の空気が吸引装置４０によって吸引されて該第１の負圧室５０ａ内が負圧状態にされることにより、時間はかかるものの最終的には、隣接する第２の負圧室５０ｂも第１の負圧室５０ａと同様に負圧状態にされる。これは、図２に示すように、第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂとの間にあってこれらを隔てるクッション部材５０の部分である隔壁部５０ｅと壁面ＷＳとの間のすきまを介して、第２の負圧室５０ｂに負圧が供給されるからである。本実施の形態の場合、隔壁部５０ｅは環状である。また、クッション部材５０が通気性を備える材料である例えば発泡弾性材料から作製されている場合には、隔壁部５０ｅと壁面ＷＳとの間のすきまに加えて、第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂとの間における隔壁部５０ｅを通過して、負圧が第２の負圧室５０ｂにさらに供給される。したがって、吸引装置４０は、第１の負圧室５０ａの空気のみならず、第２の負圧室５０ｂの空気も吸引している。
【００５０】
なお、壁面ＷＳに対する吸着力は、主に第１の負圧室５０ａの負圧によって生じている。すなわち、第２の負圧室５０ｂが大気圧であっても、第１の負圧室５０ａの負圧によって壁面ＷＳに吸着できるような吸引力（例えば吸引ポンプが回転式である場合にはモータ回転数）で、吸引装置４０は第１の負圧室５０ａの空気を吸引している。
【００５１】
このように、第２の負圧室５０ｂは、壁面ＷＳに対する吸着にはほとんど寄与していない。その代わりに、第２の負圧室５０ｂは、壁面吸着走行中に、第１の負圧室５０ａの予期しない圧力上昇を抑制する役割をし、それにより壁面ＷＳからの壁面吸着走行装置１０の突然な落下を抑制する。そのことについて、図６Ａ、図６Ｂ、および図７を参照しながら説明する。
【００５２】
図６Ａに示すように、吸着走行中の壁面吸着走行装置１０の前方に溝Ｃなどのへこみが存在する例を挙げる。この溝Ｃは、壁面吸着走行装置１０の幅方向（Ｙ軸方向）に延在している。また、第１の負圧室５０ａの圧力をＰ１、第２の負圧室５０ｂの圧力をＰ２、大気圧（外気の圧力）をＰａとする。
【００５３】
ここで、第２の負圧室５０ｂが存在しない場合を考える。第２の負圧室５０ｂが存在しない場合、壁面吸着走行装置１０の走行によって溝Ｃ上に第１の負圧室５０ａが到達すると、溝Ｃを介して第１の負圧室５０ａが大気圧Ｐａの外気に連通する。それにより、第１の負圧室５０ａの圧力が上昇して大気圧Ｐａになり、壁面ＷＳへの吸着力が弱まり、場合によっては（例えば壁面ＷＳが鉛直方向に延在するまたはオーバーハングしている場合など）壁面ＷＳから壁面吸着走行装置１０が落下しうる。
【００５４】
この予期しない第１の負圧室５０ａの圧力上昇に対する対処として、溝Ｃを介して第１の負圧室５０ａが外気に連通したタイミング（第１の負圧室５０ａ内の圧力が上昇したタイミング）に、第１の負圧室５０ａに対する吸引装置４０の吸引力を大きく変化させることが考えられる。しかし、この場合、必要な吸引力になるまでに時間がかかり、第１の負圧室５０ａの負圧回復が間にあわない可能性がある。
【００５５】
そこで、このような予期しない第１の負圧室５０ａの圧力上昇を抑制するために、図６Ａに示すように、第２の負圧室５０ｂが壁面吸着走行装置１０に設けられている。また、第２の負圧室５０ｂ内の圧力を検出する圧力センサ６０と、圧力センサ６０の検出結果に基づいて吸引装置４０を制御する制御装置６２とを、壁面吸着走行装置１０は有する。
【００５６】
図８は、制御装置６２を含む壁面吸着走行装置１０の制御系を示すブロック図である。  
【００５７】
図８に示すように制御装置６２は、例えば、基板上に設けられたＣＰＵ６４、メモリ６６、これらを接続する導体パターンなどで構成され、圧力センサ６０に接続されている。ＣＰＵ６４は、メモリ６６に記憶されているプログラムを実行し、種々の機能を実行する。例えば、ＣＰＵ６４がメモリ６６に記憶されたプログラムを実行することにより、圧力６０の検出結果に基づいて吸引装置４０が制御される。そのために、制御装置６２は、図５に示すように、吸引装置４０を制御するために、吸引装置４０に制御命令（信号）ＣＣを送信するように構成されている。また、制御装置６２は、モータ６８を制御し、モータ６８に駆動連結されている第１および第２のクローラ１４Ａ、１４Ｂの回転速度、すなわち壁面吸着走行装置１０の走行速度を制御する。なお、制御装置６２は、吸引装置４０やモータ６８に限らず、例えば壁面を撮影するカメラと、カメラの撮影画像データを無線通信で外部の装置に伝送する通信装置などを制御してもよい。
【００５８】
図６Ａに示すように、壁面吸着走行装置１０が速度Ｖで前方向Ｆに吸着走行中、第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂは、それぞれの開口が壁面ＷＳによって塞がれている。その結果、それぞれの内部の圧力は、負圧Ｐｎに維持されている。速度Ｖで前方向Ｆに走行している壁面吸着走行装置１０の前方には溝Ｃが存在する。
【００５９】
図６Ｂは、壁面ＷＳの溝Ｃ上に第２の負圧室５０ｂの一部が到達したタイミングＴ１での吸着走行中の壁面吸着走行装置１０を示している。図７は、壁面ＷＳ上の溝Ｃなどのへこみによって生じる第１の負圧室５０ａの圧力上昇を抑制するための制御を示すタイミングチャート図である。
【００６０】
図６Ｂに示すように、タイミングＴ１で、壁面ＷＳ上の溝Ｃ上に第２の負圧室５０ｂの一部が到達すると、図７に示すように、第２の負圧室５０ｂ内の圧力Ｐ２は負圧Ｐｎから大気圧Ｐａに増加する。一方、第１の負圧室５０ａは概ね負圧Ｐｎで維持されており、そのため壁面吸着走行装置１０は壁面ＷＳに吸着している。具体的には、隔壁部５０ｅと壁面ＷＳとの間の隙間を介して大気圧Ｐａの第２の負圧室５０ｂから第１の負圧室５０ａに空気が流入する。それとともに、隔壁部５０ｅ（クッション部材５０）が通気性を備える材料（例えば発泡弾性材料）から作製されている場合には、その隔壁部５０ｅを通過して、空気が第２の負圧室５０ｂから第１の負圧室５０ａに流入する。その結果、第１の負圧室５０ａの圧力は、少しは上昇する。しかし、第１の負圧室５０ａは、その内部の空気が吸引装置４０によって吸引され続けているために、完全には大気圧Ｐａにならず、タイミングＴ１前の負圧Ｐｎに比べて少し高い圧力、すなわち概ね負圧Ｐｎで維持されている。
【００６１】
壁面吸着走行装置１０が走行速度Ｖで走行中であるために、いずれは、すなわちタイミングＴ１より後のタイミングＴ２で、溝Ｃ上に第１の負圧室５０ａが到達し、図７に二点鎖線で示すように第１の負圧室５０ａの圧力上昇が生じる。
【００６２】
この圧力上昇を抑制するために、図７に示すように、第１の負圧室５０ａが溝Ｃ上に到達するタイミングＴ２の前から、制御装置６２は、吸引装置４０を制御して、第１の負圧室５０ａに対する吸引力ＳＰを増加させる。例えば、最大吸引力になるように、吸引ポンプのモータの回転数を最大回転数にする。
【００６３】
具体的には、第２の負圧室５０ａの一部が溝Ｃ上に到達したタイミングＴ１をトリガーとして、吸引装置４０は、そのタイミングＴ１前の吸引力（第１の吸引力）に比べて大きい吸引力（第２の吸引力）になるように動作し始める。これにより、タイミングＴ１より後のタイミングＴ２で第１の負圧室５０ａが溝Ｃ上に到達しても、第１の負圧室５０ａは、ただちに大気圧Ｐａにはならず、負圧状態を維持することができる。その結果、壁面ＷＳからの壁面吸着走行装置１０の落下を抑制することができる。
【００６４】
第２の負圧室５０ｂが溝Ｃ上に到達したタイミングＴ１を検出するために、第２の負圧室５０ｂ内の圧力を検出する圧力センサ６０が設けられている。具体的には、圧力センサ６０は、第２の負圧室５０ｂが溝Ｃ上に到達したことによって生じる、すなわち溝Ｃを介して大気圧の外気に連通されることによって生じる第２の負圧室５０ｂの圧力上昇を検出する。
【００６５】
壁面吸着走行装置１０の壁面吸着走行中に圧力センサ６０の検出圧力が上昇すると、その検出圧力の上昇をトリガーとして、図８に示すように、制御装置６２は、第１の負圧室５０ａに対する吸引力が大きくなるように吸引装置４０を制御する（図５に示すように、そのための制御命令（信号）ＣＣを吸引装置４０に送信する）。その制御に基づいて、吸引装置４０は、圧力センサ６０の検出圧力が上昇する前（タイミングＴ１前）の吸引力に比べて大きい吸引力（例えば最大吸引力）で第１の負圧室５０ａを吸引し始める。
【００６６】
なお、第２の負圧室５０ｂが溝Ｃ上に到達した（圧力センサ６０の検出圧力が上昇した）タイミングＴ１から、壁面吸着走行装置１０の走行速度を一時的に減速してもよい。
【００６７】
図８に示すように、制御装置６２は、第１および第２のクローラ１４Ａ、１４Ｂを駆動するモータ６８を制御することによってこれらのクローラの回転速度を制御するように構成されている。図９に示すように、制御装置６２は、タイミングＴ１で、モータ６８の回転速度を一時的に減速させ、壁面吸着走行装置１０を一時的に減速させる。一時的な減速により、タイミングＴ１からタイミングＴ２までの時間が、減速しない場合に比べて（図７参照）延長される。すなわち、壁面ＷＳの溝Ｃ上への第１の負圧室５０ａの到達を遅らせることができる。それにより、タイミングＴ２までに吸引装置４０の吸引力を十分に大きくすることができる、例えば余裕をもって最大吸引力にすることができる。その結果、壁面ＷＳの溝Ｃ上に第１の負圧室５０ａが到達したとき、壁面ＷＳからの壁面吸着走行装置の落下をより抑制することができる。
【００６８】
なお、タイミングＴ１でクローラの回転速度を一時的に減速することに代わって、クローラの回転を一時的に停止してもよい。
【００６９】
また、図９に示すように、タイミングＴ１から増加させた吸引装置４０の吸引力が最大吸引力に達したときに、減速したクローラの回転速度を元の速度に復帰させてもよい。あるいは、タイミングＴ１から所定の時間の経過後に元の速度に復帰させてもよい。
【００７０】
以上のような本実施の形態によれば、壁面吸着走行装置１０は、壁面ＷＳ上に溝Ｃなどのへこみまたは貫通穴があっても該壁面ＷＳとの吸着を維持しつつ走行することができる。
【００７１】
なお、本開示の実施形態は、上述の実施の形態に限らない。
【００７２】
例えば、上述の実施の形態の場合、図１に示すように、壁面吸着走行装置１０は、壁面上を走行する手段として、すなわち壁面上を転動する転動体としてクローラを有する。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。例えば、壁面吸着走行装置１０における走行するために壁面上を転動する転動体は、ローラや車輪などであってもよい。
【００７３】
また例えば、上述の実施の形態の場合、図５に示すように、吸引ポンプなどの吸引装置４０は、壁面吸着走行装置１０から離れて配置されているが、本開示の実施の形態はこれに限らない。吸引ポンプを壁面吸着走行装置１０の筐体１２に搭載してもよい。この場合、壁面吸着走行装置から離れている吸引ポンプと接続するためのフレキシブルホースが必要なくなり、それにより、フレキシブルホースに制限されることなく、壁面吸着走行装置は走行することができる。その結果、壁面吸着走行装置の走行について、自由度が向上する。
【００７４】
さらにまた、上述の実施の形態の場合、図５に示すように吸引装置４０を制御する制御装置６２は、壁面吸着走行装置１０に設けられているが、壁面吸着走行装置１０から離れて配置されてもよい。この場合、離れて配置されている制御装置６２から壁面吸着走行装置１０に設けられた装置（例えばモータ６８）などへの制御信号は、有線通信または無線通信によって送信される。これに関連して、モータ６８などを駆動するバッテリも壁面吸着走行装置１０の外部にあってもよい。この場合、バッテリから壁面吸着走行装置１０への電力供給は、電気ケーブルなどを介して行われる。
【００７５】
さらに、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、第２の負圧室５０ｂは、第１の負圧室５０ａを全周にわたって囲む環状で構成されている。これにより、壁面吸着走行装置１０は、壁面ＷＳ上をどのような方向に進んでも、壁面ＷＳとの吸着を維持しつつ走行することができる。しかしながら、本開示の実施の形態は、これに限らない。すなわち、第１の負圧室５０ａに対して壁面吸着走行装置１０の走行方向の前側に第２の負圧室５０ｂの少なくとも一部が存在していればよい。これにより、壁面上のへこみや貫通穴を介して外気に連通することによって生じる圧力上昇は、第１の負圧室５０ａより先に第２の負圧室５０ｂに起こる。
【００７６】
さらにまた、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂは、発泡弾性材料から作製されたクッション部材５０の凹部で構成されている。弾性材料のクッション部材５０がその弾性力によって壁面ＷＳに接触し続けるため、第１および第２の負圧室５０ａ、５０ｂの負圧状態がより安定的に維持される、すなわち壁面への吸着状態が安定的に維持される。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。例えば、壁面が弾性を備える場合、第１および第２の負圧室（すなわち凹部）が設けられる部材は、金属などの剛体であってもよい。
【００７７】
加えて、上述の実施の形態の場合、図９に示すように、第２の負圧室５０ｂが外気に連通すると（タイミングＴ１で）、壁面吸着走行装置１０の走行速度が減速しつつ吸引装置４０の吸引力が上昇する。これに代わって、タイミングＴ１で走行速度を減速した後または停止した後、吸引装置４０の吸引力を上昇させる前に、壁面吸着走行装置１０を使用している作業者に通知を行ってもよい。これにより、作業者は、このまま走行すると壁面吸着走行装置１０が落下する可能性があることを知ることができる。それにより、作業者は、壁面を確認してへこみが小さいまたは貫通穴が存在しない壁面上の走行ルートを思案することができる。その思案した走行ルートに沿って壁面吸着走行装置を走行させることにより、壁面吸着走行装置は、壁面との吸着を維持しつつ走行することができる。
【００７８】
加えてまた、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂは、それらの間に設けられた環状の隔壁部５０ｅによって互いに独立している。そして、第２の負圧室５０ｂは、その内部の空気が、第１の負圧室５０ａと、隔壁部５０ｅと壁面ＷＳとの間のすきまとを介して、吸引装置４０によって吸引されている。しかしながら、第１の負圧室と第２の負圧室との間の隔壁部は、環状に限定されない。この隔壁部は、第１および第２の負圧室それぞれの形状によって変わるからである。例えば、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、第２の負圧室５０ｂは、第１の負圧室５０ａを囲む環状である。その結果として、第１の負圧室５０ａと第２の負圧室５０ｂとの間の隔壁部５０ｅは環状になる。
【００７９】
すなわち、広義には、本開示に係る実施の形態は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置であって、走行時に壁面に摺接する摺接面に形成された凹部状の第１および第２の負圧室、第１の負圧室と第２の負圧室とを隔てる隔壁部、および第１の負圧室に連通して且つ吸引装置に接続される吸引口を備える本体と、第２の負圧室内の圧力を検出する圧力センサと、壁面上を転動する転動体と、を有し、吸引口に接続されている吸引装置に、第１の負圧室の空気が吸引口を介して吸引されるとともに、第２の負圧室の空気が、吸引口、第１の負圧室、および隔壁部と壁面との間のすきまを介して吸引され、第２の負圧室の少なくとも一部が、第１の負圧室に対して走行方向前側に位置する。
【００８０】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００８１】
また、前述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本開示は、壁面に吸着しつつ該壁面上を移動する装置であれば適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０      壁面吸着走行装置
１４Ａ    転動体（第１のクローラ）
１４Ｂ    転動体（第２のクローラ）
４２ａ    吸引口
５０ａ    第１の負圧室
５０ｂ    第２の負圧室
５０ｅ    隔壁部
ＳＳ      摺接面
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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