(57)【要約】【課題】推進力を探査機の先頭部のみで生成し、かつ先頭部が能動的に湾曲するため、推進方向を目標方向に適確に一致させることを可能として閉塞環境下においても正確な調査を可能とし、かつ探査機の一部がスタックした場合も容易に調査の再開が可能な閉塞環境下での活動に適した能動探査機を提供する。【解決手段】内壁に加わる圧力により軸方向、半径方向の全方位において変形する内壁層と、前記内壁層の外周を覆う前記内壁層の変形を拘束している拘束層と、優先して軸方向に伸縮する前記拘束層の外周を覆う外壁層の３層構造を備えることを特徴とするチューブアクチュエータ。【選択図】図１
2011112110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁に加わる圧力により軸方向、半径方向の全方位において変形する内壁層と、前記内壁層の変形を拘束している拘束層と、選択的に軸方向に伸縮する前記拘束層の外周を覆う外壁層の３層構造を備えることを特徴とするチューブアクチュエータ。
【請求項２】
内壁に加わる圧力により軸方向、半径方向の全方位において変形する内壁層と、前記内壁層の外周を覆う前記内壁層の変形を拘束している拘束層と、優先して軸方向に伸縮する前記拘束層の外周を覆う外壁層の３層構造を備えることを特徴とするチューブアクチュエータ。
【請求項３】
軸方向に伸びた複数の空孔を有し、内壁に加わる圧力により軸方向、半径方向の全方位において変形する内壁層と、前記内壁層の変形を拘束する前記空孔に充填された拘束層と、優先して軸方向に伸縮する前記内壁層の外周を覆う外壁層の２層構造を備えることを特徴とするチューブアクチュエータ。
【請求項４】
前記拘束層が、熱可塑性プラスチックあるいは水溶性プラスチックであることを特徴とする請求項１または２に記載のチューブアクチュエータ。
【請求項５】
前記拘束層が、熱可塑性プラスチックであることを特徴とする請求項３に記載のチューブアクチュエータ。
【請求項６】
前記拘束層による前記内壁層に対する拘束を解除することにより前記内壁層の変形が、前記外壁層の軸方向への伸長に変換され、前記内壁層の拘束が解除された部位を基点に前記チューブアクチュエータが能動的に湾曲することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のチューブアクチュエータ。
【請求項７】
前記請求項１から６のいずれかに記載のチューブアクチュエータと、前記チューブアクチュエータの外周に設けられる、前記拘束層による内壁層に対する拘束を解除する拘束解除機能とからなることを特徴とする能動チューブアクチュエータ。
【請求項８】
先端に備わるヘッドユニットと、探査方向に向かって可動するように前記ヘッドユニットに配置されるチューブアクチュエータと、前記チューブアクチュエータに内圧を付与する流体を送り込む加圧部とを備える能動探査装置であって、
前記チューブアクチュエータが、
請求項１から６のいずれか１項に記載のチューブアクチュエータで、
前記ヘッドユニットが、
進行方向を撮像するカメラと、
前記チューブアクチュエータをヘッドユニット内で折り返す形態で探査方向に向かって可動するように配置し、前記チューブアクチュエータ内の流体の流れから推進力を生みだす機構と、
前記チューブアクチュエータの拘束層による拘束を解除する拘束解除機能と、
ヘッドユニット自体の摺動摩擦を低減するヘッドユニットの周囲に設けられる受動車輪からなることを特徴とする。
【請求項９】
前記推進力を生みだす機構が、チューブアクチュエータを外側から挟み込んで流路を遮断するように、前記ヘッドユニットに設けられた一対のローラーからなることを特徴とする請求項８記載の能動探査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自在に能動湾曲するアクチュエータ、およびその能動湾曲するアクチュエータを用いた能動探査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人が活動する上で必要とされるインフラを構成するガス管や下水道管の寿命や信頼性を知るために行われる配管内部の亀裂、腐食調査などの閉塞環境下での調査を行う場合、能動的に移動し調査を行う移動探査機（移動探査ロボット）の利用が求められている。従来、このような用途の移動探査機は、摺動摩擦を軽減するため、全体に推進機能を備えるホース形状のものが提案されている。
【０００３】
しかし、上記従来のホース型移動探査機は、全体から推進力が生成されるため、先頭部のみで方向を操舵しても大部分を占める後方部分の推進力が支配的となるため、全体の推進方向を先頭部で操舵した目標方向に一致させることが困難であるという問題を抱え、さらに探査中にホースの一部が外部の環境に引っ掛かりスタックしてしまうと、それ以降探査を続行することが困難であるという問題もあった。
【０００４】
また、このような能動的に活動するロボットは、地震や津波災害時には配管内を移動しながら倒壊家屋内の情報収集、さらには倒壊した家屋やビルにより発生した瓦礫内部に孤立、あるいは深淵部に挟まれた要救助者を探査する手法としても期待されている。現在、このような用途には、ボーカメやファイバースコープが用いられている(特許文献１の図１など参照)。また先頭部にＣＣＤカメラを配し、電動リモートコントロールにより自走する探索用レスキュー装置（特許文献２など参照）も提案されている。
【０００５】
しかし、このボーカメの場合には、直線的な経路にしか進入することができないという問題がある。また、ファイバースコープの場合、その柔軟さにより湾曲経路内に進入することが可能であるが、奥に進入するにつれて周囲の環境との摺動摩擦が増大するため瓦礫内奥まで進入することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３４４７４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３５０８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑み成されたもので、推進力が探査機の先頭部のみで生成され、かつ先頭部が能動的に湾曲するため、推進方向を目標方向に適確に一致させることを可能として、閉塞環境下においても正確な探査を行い、探査機の一部がスタックした場合も容易に調査の再開が可能な閉塞環境下での活動に適した能動探査機と、その探査機に使用されるアクチュエータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の発明であるチューブアクチュエータは、内壁に加わる圧力により軸方向、半径方向の全方位において変形する内壁層と、その内壁層の変形を拘束している拘束層と、選択的に軸方向に伸縮する拘束層の外周を覆う外壁層の３層構造を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第二の発明であるチューブアクチュエータは、内壁に加わる圧力により軸方向、半径方向の全方位において変形する内壁層と、その内壁層の外周を覆い内壁層の変形を拘束している拘束層と、優先して軸方向に伸縮する拘束層の外周を覆う外壁層の３層構造を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第三の発明であるチューブアクチュエータは、軸方向に伸びた複数の空孔を有し、内壁に加わる圧力により軸方向、半径方向の全方位において変形する内壁層と、内壁層の変形を拘束する空孔に充填された拘束層と、優先して軸方向に伸縮する内壁層の外周を覆う外壁層の２層構造を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第四の発明は、第一または第二の発明における拘束層が、熱可塑性プラスチックあるいは水溶性プラスチックであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第五の発明は、第三の発明における拘束層が、熱可塑性プラスチックであることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第六の発明は、第一から第五の発明において、拘束層による内壁層に対する拘束を解除することにより、内壁層の変形が、外壁層の軸方向への伸長に変換され、内壁層の拘束が解除された部位を基点にチューブアクチュエータが能動的に湾曲することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第七の発明は、第一から第六の発明のいずれかに記載のチューブアクチュエータと、そのチューブアクチュエータの外周に設けられる、拘束層による内壁層に対する拘束を解除する拘束解除機能とからなる能動チューブアクチュエータである。
【００１５】
本発明の第八の発明は、先端に備わるヘッドユニットと、探査方向に向かって可動するようにヘッドユニットに配置されるチューブアクチュエータと、チューブアクチュエータに内圧を付与する流体を送り込む加圧部とを備える能動探査装置であって、そのチューブアクチュエータが、第一から第六の発明のいずれかに記載のチューブアクチュエータで、ヘッドユニットが進行方向を撮像するカメラと、チューブアクチュエータをヘッドユニット内で折り返す形態で探査方向に向かって可動するように配置し、チューブアクチュエータ内の流体の流れから推進力を生みだす機構と、チューブアクチュエータの拘束層による拘束を解除する拘束解除機能と、ヘッドユニット自体の摺動摩擦を低減するヘッドユニットの周囲に設けられる受動車輪からなる能動探査装置で、さらに、推進力を生みだす機構が、チューブアクチュエータを外側から挟み込んで流路を遮断するように、ヘッドユニットに設けられた一対のローラーからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、推進力は探査機の先頭部のみで生成され、かつ先頭部において繰り出されたチューブが能動的に湾曲するため、推進方向を目標方向に適確に一致させることが可能となる。そのため、閉塞環境下においても正確な調査を可能とする。
さらに、探査装置の一部がスタックした場合でも、先頭部のみで推進および湾曲動作が実現できるために調査の続行が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のチューブアクチュエータの構造を説明する図で、（ａ）はチューブアクチュエータの一例を示す外観図、（ｂ）はチューブアクチュエータのチューブ内壁を構成するチューブ形状の内壁層を示す外観図、（ｃ）は内壁層を拘束する拘束層を示す外観図、（ｄ）は外壁層を示す外観図である。
【図２】本発明のチューブアクチュエータの拘束層の拘束を解除した所の図である。
【図３】本発明のチューブアクチュエータの湾曲した図である。
【図４】内壁層の他の形態を示す図で、（ａ）は外観図、（ｂ）は断面図である。
【図５】図４の内壁層の空孔に拘束素材を充填した状態を示す断面図である。
【図６】２層構造のチューブアクチュエータを示す外観図である。
【図７】本発明の能動アクチュエータの一例を示す外観図である。
【図８】本発明のヘッドユニットの一例を示す断面図で、（ａ）は拘束解除機能（ヒーター）付きのヘッドユニットの構造を示し、（ｂ）は拘束解除機能（ヒーター）付きのヘッドユニットに、チューブアクチュエータを設置したときの形態を示すものである。
【図９】本発明のヘッドユニットの他の例を示す断面図で、（ａ）は直進状態、（ｂ）は湾曲状態を示すものである。
【図１０】本発明のヘッドユニットにおける推進動作原理を説明する模式図である。
【図１１】チューブアクチュエータ内を流れる流体の流路を遮断する方法の説明図である。
【図１２】本発明の能動探査装置の一例を示す全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明者らは、加圧することで軸方向と径方向の双方向で等方的に膨張変形するチューブが、単体で密閉加圧すると膨張、破裂してしまうために、その周囲をナイロン布などの拘束材料で覆い、その拘束材料の一部分を軸方向にのみ伸縮性のある伸縮素材に置き換えて作製したチューブを内側から加圧すると、その置き換えた箇所のみで内側のチューブが膨張し、その全方向への膨張が伸縮素材の特性により軸方向のみの伸長に変換されて、その結果チューブの両側で軸方向の長さに差が生じ、伸長した側を外側にしてチューブが湾曲することを見出した。
【００１９】
また、その湾曲角度は内部の圧力と伸縮素材のサイズに依存し、湾曲の際に出力する力が内部の圧力にのみ依存することも見出し、本発明に至ったものである。なお、チューブに内径８ｍｍのシリコンチューブ、拘束素材としてナイロン製布、伸縮素材としてナイロンとポリウレタンで構成された布を用いた場合、供給する空気圧が０．２ＭＰａ、伸縮素材の軸方向の長さが５０ｍｍ、幅が５ｍｍであれば９０°湾曲し、３．６Ｎの出力があることもわかった。
【００２０】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
（１）チューブアクチュエータ
図１は本発明のチューブアクチュエータの構造を説明する図で、（ａ）はチューブアクチュエータ１の全体を示す外観図、（ｂ）はチューブアクチュエータ１のチューブ内壁を構成するチューブ形状の内壁層２を示す外観図、（ｃ）は内壁層２を拘束する拘束層３を示す外観図、（ｄ）は外壁層４である。
図１において、１はチューブアクチュエータ、２は内壁層、３は拘束層、４は外壁層である。
この図１（ａ）に示す本発明のチューブアクチュエータ１は、内壁を構成する内壁層２を、その変形を拘束する拘束層３で覆い、その周囲を外壁層４で覆った３層構造を基本とするものである。
【００２１】
図１に示す３層構造を有するチューブアクチュエータ１は、加圧により軸方向と径方向の双方向で等方的に膨張変形する材質の内壁層２を、その膨張変形を拘束する機能を有する拘束層３で覆い、その周囲を軸方向の伸縮性に優れる外壁層４で覆う構造を基本とする。
このような構造における湾曲の動作原理は、先ず、この３層構造のうち中間にある第２層の拘束層３の拘束を解除（図２参照）すると、その外側の外壁層が持つ伸縮素材の特性が現れ、内壁層２の全方向への膨張が軸方向のみの伸長に変換され、チューブアクチュエータ１は、能動的に湾曲する（図３参照）。この動作原理に基づいて、チューブアクチュエータの任意の箇所で、その拘束を解除することができれば、あらゆる方向に湾曲させることが可能である。
【００２２】
（１−１）内壁層
図１（ｂ）に示す内壁層２は、内側を流れる流体から加えられる圧力により軸方向と径方向の双方向で等方的に変形する材質からなるもの、また内側を流れる流体が外に漏れないような材質も当然必要であり、このような性質を有するものとして、ゴム系材料が強度、変形性の点からは望ましい。特には、ウレタンゴム、天然ゴム、シリコンゴムなどである。
その形態は、流体が流れることから、チューブ形態が良く、特にシームレスチューブが変形の均一性の面からも好ましい。
【００２３】
一方、内壁層２の他の形態として、図４に示す多孔構造中空体２ａを用いることもできる。図４（ａ）は外観図、（ｂ）は断面図である。
図１の３層構造のチューブアクチュエータ１と異なる形態として、図４に示す、加圧することで全方向に変形する中空体の肉厚部分に軸方向に長い空孔を有する多孔構造中空体２ａを内壁層に用いる。
この多孔構造中空体２ａを用いた場合のアクチュエータ全体の構造としては、図５のように、その空孔の中に、多孔構造中空体２ａの変形を抑制するための拘束素材５を封入し、その周囲を軸方向にのみ伸縮性のある外壁層４で覆った図６に示す２層構造のチューブアクチュエータ１ａとなる。また、湾曲動作としては３層構造のチューブアクチュエータ１の場合と同様に任意の箇所において拘束を解除することで行われる。
【００２４】
この多孔構造中空体２ａを用いる上での利点は、複数回の湾曲動作の実現が見込める点である。たとえば、多孔構造中空体２ａとしてシリコンチューブ、拘束素材５として熱可塑性樹脂を用いた場合、熱可塑性樹脂とシリコンゴムの間には接着性がないため、シリコンゴムの外壁に覆われた穴の中に封入された熱可塑性樹脂は状態変化によりゲル状になった際に確実に樹脂どうしで接着する。そのため、一度湾曲動作を行った後も熱可塑性樹脂どうしが接着することにより再び拘束力が回復するため、複数回の湾曲動作が実現できる。
【００２５】
（１−２）拘束層
図１（ｃ）に示すチューブアクチュエータ１の第２層である拘束層３は、その特性に、内壁層２の膨張変形を抑えうる高い拘束力が必要であると共に、外部からの信号により強度が低下する特性が求められ、かつ外部からの信号が除かれた時には内壁層２の変形を以前のように拘束する状態に戻るものが望ましい。特に外部からの信号によりゲル化、あるいは液体化して大きな流動性を有し、湾曲を容易にする材料で形成されると良い。
【００２６】
このような特性の材質として、水に溶融する水溶性フィルム、あるいは熱により状態が変化する熱可塑性系のプラスチック材料、特に熱可塑性樹脂、あるいは熱可塑性エラストマーが好ましい。なお、水溶性フィルムを拘束層３として利用した場合は、拘束解除に用いられる信号は水となり、熱可塑性系の材料を拘束層３として利用する場合は拘束解除用の信号は熱となる。なお、熱可塑系の材料は、その使用する環境条件、特に気温（温度）に合わせて、適した融点、ガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂、あるいは熱可塑性エラストマーなどを適宜選択する。
【００２７】
この拘束層の厚みは、拘束解除に要する時間に大きな影響を与えることから、使用する環境に合わせた時間となるように適宜拘束層の厚みを決めることが望ましい。
【００２８】
（１−３）外壁層
図１（ｄ）に示すチューブアクチュエータ１の第３層である外壁層４は、拘束層３による拘束が解除された内壁層２の変形を軸方向の変形へと変換する働きを示し、能動的に湾曲する。その働きにより任意の箇所で、その拘束を解除することができれば、あらゆる方向に湾曲させることを可能とする。
そこで使用される材料としては、軸方向に選択的に変形する材料が望ましく、また湾曲を戻して拘束層を再び拘束できる弾性を有する材質、あるいは外壁層構造などを考慮して選択する。
【００２９】
材質としては、軸方向の伸縮を高めたポリマーアロイや、フィラーなどを添加して一方
向伸縮性を付与した樹脂などがあげられる。一方、外壁層構造の点からは、外壁層内側若しくは外側に、軸方向に垂直に凹凸を設けたチューブ、すなわち蛇腹状チューブなどがあげられる。
また、軸方向に伸縮性のある糸、半径方向には伸縮性の乏しい糸を用いて織った織物材料を用いても良い。
【００３０】
（２）能動アクチュエータ
図７に本発明の能動アクチュエータの一例を示す。図７において、１０は能動アクチュエータ、１はチューブアクチュエータ、１１は拘束解除機能である。
この能動アクチュエータ１０において、チューブアクチュエータ１は本発明のチューブアクチュエータであり、拘束解除機能１１の作用により、指定された湾曲動作を行うものである。
【００３１】
拘束解除機能１１は、外壁層を介して拘束層に信号を与えて、拘束層の拘束力を低下させる役割を担うもので、その信号に熱を採用する場合には、ヒーターを湾曲させる所定位置に設けて構成する。また、ヒーターなどの固有部品を設置せずに、湾曲させたい該当箇所にレーザー光などのエネルギー光線を直接照射することにより、照射された箇所の温度を上昇させて、拘束層に影響を及ぼす拘束解除機能を採っても良い。
拘束解除機能における拘束解除範囲は、アクチュエータに掛る流体の圧力と共にアクチュエータの湾曲角度に影響することから、アクチュエータの設計に際しては、その点を留意して行うことが望ましい。
【００３２】
（３）ヘッドユニット
本発明のヘッドユニットの一例を示す断面図を図８に、他の例を図９に示す。
図８（ａ）は、拘束解除機能（ヒーター）付きのヘッドユニット２０の構造を示す。図８（ｂ）は、拘束解除機能（ヒーター）付きのヘッドユニット２０に、チューブアクチュエータ１を設置したときの形態を示す。２１は拘束解除機能（ヒーター）、２２はピンチローラー、２３はマイク搭載小型カメラ、２４は受動車輪、２５はガイドボックスである。
【００３３】
図８（ｂ）に示されるようにチューブアクチュエータ１は、ガイドボックス２５からヘッドユニット２０内に送入され、対向したピンチローラー２２、２２の間を通り、外部に引き出され、その端部からは流体が流し込まれて加圧される。そのピンチローラー２２、２２の間を通り抜ける際に、ピンチローラーにより挟まれて流路が遮断される。ヘッドユニット２０の使用に際しては、ガイドボックス２５側のチューブアクチュエータ１がヘッドユニット２０内に送りだされる。
【００３４】
図９は、チューブアクチュエータ１を２本、用いたヘッドユニットを示す図で、２０ａはヘッドユニット、光ファイバ２６である。
このヘッドユニット２０ａの構造は、２本のチューブアクチュエータ１を、ヘッドユニット２０ａ内に送りだされる側のチューブアクチュエータ１を背中合わせになるように、配置したもので、ヘッドユニット２０ａ内に送りだされるチューブアクチュエータ１が内側に位置することによりチューブアクチュエータと周囲環境との摺動摩擦の発生を抑えることができ、狭隘空間への進入がより容易に効果を有している。
【００３５】
図８、９からもわかるように、ヘッドユニットには主に３つの機能が搭載されている。
（３−１）
第一の機能は探査機能である。
マイクを搭載した小型カメラ２３をヘッドユニット２０、２０ａの先頭部分に取り付けることにより閉塞環境内の状況を探査することを可能とする。
【００３６】
（３−２）
第二の機能は、推進力生成機能である。
折り返したチューブアクチュエータ１を外部から挟み込むあるいは押し潰すことによりその流路を遮断して推進力を得る機構が、ヘッドユニットの内部に設けられている。
たとえば、図９に見られるように２つのピンチローラー２２、２２からなり、それらを用いて流路を遮断する推進力生成の場合では、２つのピンチローラー２２、２２をヘッドユニット２０の内部に取り付けることでチューブアクチュエータ１を、ヘッドユニット２０にピンチローラー２２を介して探査方向に可動するように取り付けことができ、そして、チューブアクチュエータ１の流路遮断点において生成された推進力が２つのピンチローラー２２、２２を介してヘッドユニット２０に伝わることで推進動作を行うものである。
【００３７】
（３−３）
第三の機能は、拘束解除機能で、拘束層による拘束を解除したり、付与したりするものである。
ヘッドユニット２０には、繰り出される前のチューブアクチュエータ１を確実に推進力を生成する機構に誘導するためのガイドボックス２５を設けているが、そのガイドボックス２５内に拘束解除機能２１を搭載することで、加圧前のチューブアクチュエータ１の拘束を解除することが可能となる。
【００３８】
そして、拘束を解除されたチューブアクチュエータ１が繰り出された後に加圧されると、拘束が解除された箇所において、内壁層が全方向に膨張し、その膨張が拘束層を介して外壁層の伸縮素材の特性により軸方向への伸長に変換されることで湾曲動作を実現するものである。
たとえば、拘束層の材料に熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーを使用した場合、ガイドボックス２５内に小型のヒーターを搭載することで拘束を解除することができるようになる。
【００３９】
以上の３つの機能をヘッドユニット２０、２０ａに搭載することで、推進および湾曲動作が生成され、閉塞環境下でも能動的に移動し探査を行うことが可能となる。
なお、一度に解除することができる拘束の範囲を小さくし、少しずつ繰り出しながら解除していくことで、拘束解除範囲の分解能を上げることも可能となる。その結果、拘束解除範囲に依存する湾曲角度を制御し、目標角度に一致させることが可能となり、たとえば拘束素材に熱可塑性樹脂を利用し、拘束解除装置にヒーターを用いた場合、ヒーターの長さを短くすることに相当するものである。
【００４０】
（３−４）推進動作原理
上記に説明したヘッドユニットにおける推進動作原理について以下に説明する。
図１０に示すように、折り返した３層構造のチューブアクチュエータ１（図では３層構造を略して１層として記載している）の先頭部分において流路を遮断することで、内部の流体エネルギーが推進力に変換され、チューブを繰り出す力として取り出すことで推進動作を実現する。
この手法を用いた場合、推進力は常に流路を遮断した先頭部分のみで生成されるため、すでに繰り出されたチューブ（図１０における下方に位置するチューブ）は周囲の環境に対して静止していることになる。そのため、推進の際に生じる摺動摩擦を低減することが可能となる。
【００４１】
また流路を遮断する方法には、図１１に示すような２つのローラーでチューブアクチュエータ１を挟み込む方法も挙げられる。この方法により流路を遮断し、チューブアクチュエータ１の一端から空気を供給すると先頭部の２つのローラー２２、２２が受動的に回転しながらスライドし、他端側のチューブアクチュエータ１（図１１における上方に位置するチューブ）を繰り出しながら推進する。
なお、図１１に示す方法では、内径８ｍｍのチューブを２つのローラーで挟み込み、一方から０．３ＭＰａで加圧すると６Ｎの推進力を出力し、距離３０ｃｍをおよそ２秒で進む性能が得られている。
【００４２】
（４）能動探査装置
本発明の能動探査装置の一例の全体図を図１２に示す。
図１２において、能動探査装置３０は、本発明のチューブアクチュエータ１と、ヘッドユニット２０および加圧部３１を備えるもので、その構造は、探査装置３０の先頭部に、チューブアクチュエータ１を所定位置に設置したヘッドユニット２０を設け、チューブアクチュエータ１の一端に、流体を加圧して送り込む加圧部３１を設けた構成となっている。その他、加圧制御指令、進行方向指令、撮像指令などを行う装置制御部（図示せず）を備える。なお、加圧部３１には市販のエアコンプレッサーや流体ポンプなどを用いて良い。
【００４３】
この能動探査装置３０の動作は、これまで述べてきたように加圧部３１から流体がチューブアクチュエータ１に送り出され、ヘッドユニット２０において、その流体の持つ流体エネルギーを推進力へと変換することで、ヘッドユニット２０を探査方向に移動させる。
湾曲部や分岐点に近づくと、ヘッドユニット２０に搭載された拘束解除機能が作動して、所定の探査方向に向かうようにチューブアクチュエータ１を湾曲させ、その方向に従って、ヘッドユニット２０が進行するものである。
以下、本発明の実施例を示す。
【実施例１】
【００４４】
内壁層に内径８ｍｍのシリコンチューブ、拘束層として熱可塑性樹脂をシリコンチューブに被覆した後、厚み１ｍｍ以下に成形した熱可塑性樹脂膜、外壁層としてナイロンとポリウレタンで構成された軸方向に優先的に伸縮する布チューブからなるチューブアクチュエータを作製し、拘束解除機能として小型ヒーターを作製したチューブアクチュエータに貼り付けた能動アクチュエータを形成した。この小型ヒーターによる拘束解除範囲は、幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍである。
【００４５】
この能動アクチュエータのチューブアクチュエータ部位に、０．３ＭＰａの空気圧で空気を送り込み、ヒーターによる加熱を開始したところ５秒後に、９０度の湾曲が得られた。
なお、拘束が解除され９０度の湾曲が得られるまでに要した時間は５秒間であるが、この拘束解除反応の時間は拘束層の厚みに依存するもので、その湾曲角度は内部の圧力と拘束解除範囲に依存することがわかっている。
【符号の説明】
【００４６】
１、１ａ    チューブアクチュエータ
２    内壁層
２ａ  多孔構造中空体（内壁層）
３    拘束層
４    外壁層
５    拘束素材
１０    能動アクチュエータ
１１    拘束解除機能
２０、２０ａ    ヘッドユニット
２１    拘束解除機能
２２    ピンチローラー
２３    マイク搭載小型カメラ
２４    受動車輪
２５    ガイドボックス
２６    光ファイバ
３０    能動探査装置
３１    加圧部
【図１】
2011112110.tif 000003
【図２】
2011112110.tif 000004
【図３】
2011112110.tif 000005
【図４】
2011112110.tif 000006
【図５】
2011112110.tif 000007
【図６】
2011112110.tif 000008
【図７】
2011112110.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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