(57)【要約】【課題】簡易な構造でありながら、能動的な配管内の進路選択が可能なクローラ型ロボットを提供する。【解決手段】このクローラ型ロボット１は、中空孔２ａを形成する壁部にクローラベルトコア部２ｂが形成されそれにスライド部２ｂａが形成されたフレームと、回転トルク生成部３と、回転トルクによって中心軸Ｘのまわりを回転しウォーム歯部４１が形成されたウォーム４と、クローラベルトコア部２ｂに巻かれて配置され、ウォーム歯部４１にかみ合い得る多数の突起したクローラベルト歯部５１が外周面に形成されており、それらの一部がウォーム歯部４１に接触してかみ合うことでウォーム４の回転に追従して回動するクローラベルト５と、クローラベルト５を回動させないときは、クローラベルト歯部５１がウォーム歯部４１にかみ合わないようにスライド部２ｂａを長手方向にスライド可能な非固定状態に制御するクローラベルト回動制御部６と、を備える。【選択図】図７
2019123372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の中心軸に沿って中空孔を有するとともに、該中空孔を形成する壁部に複数のクローラベルトコア部が形成され、該クローラベルトコア部の各々にスライド部が形成されたフレームと、
前記中空孔に収容され、回転トルクを生成する回転トルク生成部と、
前記中空孔に収容され、前記回転トルクによって中心軸のまわりを回転し、螺旋状の突起したウォーム歯部が側面に形成されたウォームと、
前記ウォームの側面の外方に前記クローラベルトコア部の各々に巻かれて配置される輪状のものであって、前記ウォームのウォーム歯部にかみ合い得る多数個の突起したクローラベルト歯部が外周面に形成されており、該多数個のクローラベルト歯部の一部のクローラベルト歯部が前記ウォーム歯部に接触してかみ合うと該ウォームの回転に追従して回動する複数のクローラベルトと、
各々のクローラベルトに対して設けられ、該クローラベルトを回動させないときは、該クローラベルトの前記クローラベルト歯部が前記ウォーム歯部にかみ合わないように前記スライド部を長手方向にスライド可能な非固定状態に制御し、該クローラベルトを回動させるときは、該クローラベルトの一部の前記クローラベルト歯部が前記ウォーム歯部にかみ合う位置で前記スライド部を固定状態に制御する複数のクローラベルト回動制御部と、
を備えることを特徴とするクローラ型ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記クローラベルト回動制御部は、リニアアクチュエータを有しており、該リニアアクチュエータの移動体の移動により前記スライド部の非固定状態と固定状態を制御することを特徴とするクローラ型ロボット。
【請求項３】
請求項２に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記クローラベルト回動制御部の前記リニアアクチュエータは、前記スライド部の前記固定状態では、伸張状態となって前記スライド部の移動を制限し、前記スライド部の前記非固定状態では、縮小状態となって前記スライド部の移動を制限しないことを特徴とするクローラ型ロボット。
【請求項４】
請求項３に記載のクローラ型ロボットにおいて、
前記クローラベルト回動制御部は、前記スライド部を前記固定状態の位置に戻す復元力を有する弾性体を更に有していることを特徴とするクローラ型ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内の走行に好適なクローラ型ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の進入が難しい場所での検査や探索等の作業は、その場所を適切に走行可能なロボットに行わせることが好ましい。そのようなロボットとしては、種々のものが知られている。その中で、クローラ（無限軌道）型ロボットは、クローラのクローラベルトが地面に接することで地面の状態に柔軟に対応して走行することが可能であるといったメリットを有する。
【０００３】
産業用の分野では、個々の作業に特化したクローラ型ロボットが提案されている。例えば、特許文献１及び２などには、工場の配管内の検査等を行う配管内作業用のものが提案されている。特許文献１に記載のクローラ型ロボットは、３個のクローラが中心軸に対して互いに回転対称な位置に設けられ、それらのクローラが半径方向に移動可能であるものである。３個のクローラベルトが配管の内壁に押し付けられることで、配管が傾斜したり垂直になったりしていても走行できる、としている。特許文献２に記載のクローラ型ロボットは、２個のクローラがハの字型に設けられたものである。２個のクローラにより、安定して配管内を走行できる、としている。
【０００４】
その一方、近年、災害等が起こった場合に被害者の探索や救助又は被害物の検査などを行うレスキュー用のロボットが注目されている。レスキュー用のクローラ型ロボットとしては、例えば、特許文献３には、クローラを左右に設けたクローラ装置を２種類備え、大きな段差を容易に乗り越えることができるように、２種類のクローラ装置のどちらかを地面の状況に応じて選択するようなクローラ型ロボットが提案されている。また、特許文献４には、瓦礫の狭い空間にも進入し得るように、上下２段に積層したクローラの一対をロボット本体の左右それぞれに設けたクローラ型ロボットが提案されている。
【０００５】
特許文献５、６には、配管内作業用やレスキュー用などに利用可能なものであって、配管や瓦礫の中などの非常に狭い空間への進入が容易なように、単一のウォームと、その側面の外方に配置されそれに追従して回動する複数のクローラベルトを備えているクローラ型ロボットが提案されている。このウォームは、螺旋状の突起したウォーム歯部が側面に形成されており、回転トルク生成部（ギヤモータ）によって回転する。クローラベルトは、ウォームのウォーム歯部にかみ合い得る複数の突起したクローラベルト歯部が外周面に形成されており、その複数のクローラベルト歯部の一部のクローラベルト歯部がウォーム歯部にかみ合うことで、ウォームの回転に追従して回動する。このクローラ型ロボットは、簡易な構造でありながら、様々な管内径の水平管内及び垂直管内を走行可能な利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２００４９号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１３３６６７号公報
【特許文献３】特開２００７−２３７９９１号公報
【特許文献４】特開２００８−２１３６７１号公報
【特許文献５】特開２０１４−１９３７０７号公報
【特許文献６】特開２０１７−０３６０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、配管に分岐が有る場合、クローラ型ロボットは、能動的な進路選択ができることが望ましい。これを実現する単純な方法は、クローラの各々を別個に回転トルク生成部（ギヤモータ）で駆動できるようにすることであるが、クローラ型ロボット全体のサイズ及び重量が増大したり構造が複雑になったりする。また、そうすると、管内径の小さな配管に使用できなくもなり得る。
【０００８】
そこで、本願発明者は、特許文献５、６に提案されているクローラ型ロボットの基本構造を踏襲して、簡易な構造でありながら、配管に分岐が有る場合、能動的な進路選択が可能なクローラ型ロボットを案出した。
【０００９】
本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造でありながら、配管に分岐が有る場合、能動的な進路選択が可能なクローラ型ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のクローラ型ロボットは、長手方向の中心軸に沿って中空孔を有するとともに、該中空孔を形成する壁部に複数のクローラベルトコア部が形成され、該クローラベルトコア部の各々にスライド部が形成されたフレームと、前記中空孔に収容され、回転トルクを生成する回転トルク生成部と、前記中空孔に収容され、前記回転トルクによって中心軸のまわりを回転し、螺旋状の突起したウォーム歯部が側面に形成されたウォームと、前記ウォームの側面の外方に前記クローラベルトコア部の各々に巻かれて配置される輪状のものであって、前記ウォームのウォーム歯部にかみ合い得る多数個の突起したクローラベルト歯部が外周面に形成されており、該多数個のクローラベルト歯部の一部のクローラベルト歯部が前記ウォーム歯部に接触してかみ合うと該ウォームの回転に追従して回動する複数のクローラベルトと、各々のクローラベルトに対して設けられ、該クローラベルトを回動させないときは、該クローラベルトの前記クローラベルト歯部が前記ウォーム歯部にかみ合わないように前記スライド部を長手方向にスライド可能な非固定状態に制御し、該クローラベルトを回動させるときは、該クローラベルトの一部の前記クローラベルト歯部が前記ウォーム歯部にかみ合う位置で前記スライド部を固定状態に制御する複数のクローラベルト回動制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載のクローラ型ロボットは、請求項１に記載のクローラ型ロボットにおいて、前記クローラベルト回動制御部は、リニアアクチュエータを有しており、該リニアアクチュエータの移動体の移動により前記スライド部の非固定状態と固定状態を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載のクローラ型ロボットは、請求項２に記載のクローラ型ロボットにおいて、前記クローラベルト回動制御部の前記リニアアクチュエータは、前記スライド部の前記固定状態では、伸張状態となって前記スライド部の移動を制限し、前記スライド部の前記非固定状態では、縮小状態となって前記スライド部の移動を制限しないことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載のクローラ型ロボットは、請求項３に記載のクローラ型ロボットにおいて、前記クローラベルト回動制御部は、前記スライド部を前記固定状態の位置に戻す復元力を有する弾性体を更に有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のクローラ型ロボットによれば、簡易な構造でありながら、配管に分岐が有る場合、能動的な進路選択が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るクローラ型ロボットを示す斜視図である。
【図２】同上のクローラ型ロボットの正面視断面図である。
【図３Ａ】同上のクローラ型ロボットの図２のＡ−Ａで示す切断面で切断し他方の端部側から見た断面図である。
【図３Ｂ】同上のクローラ型ロボットの図２のＢ−Ｂで示す切断面で切断し他方の端部側から見た断面図である。
【図３Ｃ】同上のクローラ型ロボットの図２のＣ−Ｃで示す切断面で切断し他方の端部側から見た断面図である。
【図４】同上のクローラ型ロボットの回転トルク生成部とウォームの正面図である。
【図５】同上のクローラ型ロボットの図２のＣ−Ｃで示す切断面で切断し他方の端部側から見た断面図であって、スライド部の上側３つが非固定状態の場合を示したものである。
【図６】同上のクローラ型ロボットのスライド部の上側３つが非固定状態の場合を示す斜視図である。
【図７】同上のクローラ型ロボットのスライド部の上側が非固定状態の場合を示す正面視断面図である。
【図８】同上のクローラ型ロボットに分岐などを検知するための部品と外部からの電力及び制御信号を受けるための部品を取り付けた例を示す正面視断面図である。
【図９Ａ】同上のクローラ型ロボットの動作実験を示す写真であって、途中に分岐の有る配管を上から下に直進する様子を示すものである。
【図９Ｂ】同上のクローラ型ロボットの動作実験を示す写真であって、途中に分岐の有る配管を上側から入って分岐側に進路を変える様子を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係るクローラ型ロボット１は、図１に示すように、大略柱形状をなしたものである。このクローラ型ロボット１は、図２に示すように、フレーム２と、回転トルク生成部３と、ウォーム４と、複数の（本実施形態では６つの）クローラベルト５、５、・・・と、複数の（本実施形態では６つの）クローラベルト回動制御部６、６、・・・と、を備えている。なお、図１（及び図６）においては、後述するスライド部２ｂａを理解し易いように灰色（見た目が灰色）で示している。また、図２（及び後述する図７、図８）においては、背景に見える他のクローラベルト５、５は省略しており、また、内部の電気配線についても省略している。
【００１７】
フレーム２は、大略筒状をなし、長手方向の中心軸Ｘに沿って中空孔２ａを有する。フレーム２において中空孔２ａを形成する壁部は、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに示すように、後に詳述するクローラベルト５が巻かれるクローラベルトコア部２ｂと、クローラベルト５が巻かれないクローラベルト間部２ｃと、が、中心軸Ｘの軸回りに複数（本実施形態では６つずつ）交互に設けられている。このフレーム２は、例えば、硬い樹脂製のものを用いることができる。
【００１８】
クローラベルトコア部２ｂの各々には、スライド部２ｂａが形成されている。スライド部２ｂａは、後述するクローラベルト回動制御部６によって、長手方向にスライド可能な非固定状態とスライドできない固定状態になり得る。クローラ型ロボット１の他方の端部１ｂにおいて、スライド部２ｂａの外端部２ｂｂには、クローラベルト５の折り返し部分が接触する。また、スライド部２ｂａは、スライド部２ｂａの支持のために、フレーム２におけるスライド部２ｂａ以外の部分に差し込まれる差し込み部２ｂａａを有している（図３Ａ等参照）。
【００１９】
回転トルク生成部３は、ギヤモータ（又はギヤ付きでないモータ）を用いることができる。回転トルク生成部３は、フレーム２の中空孔２ａに収容され、クローラベルト間部２ｃから内方に延びた部分（図３Ｂ参照）によって動かないように固定されている。回転トルク生成部３は、電力が供給されると、その出力軸部３ａ（図４参照）が中心軸Ｘのまわりを回転する。なお、回転トルク生成部３の中心軸Ｘは、次に述べるウォーム４の中心軸Ｘと共通である。
【００２０】
ウォーム４は、回転トルク生成部３が生成した回転トルクによって中心軸Ｘの回りを回転する単一のものである。ウォーム４は、フレーム２の中空孔２ａに収容されている。ウォーム４は、中心部に回転トルク生成部３の出力軸部３ａが接続されている。ウォーム４は、例えば、硬い樹脂製のものを用いることができる。ウォーム４は、その外側面に螺旋状の突起したウォーム歯部４１が形成されている（図４参照）。
【００２１】
クローラベルト５は、ウォーム４の外側面の外方に配置され、無限軌道を形成するように、閉じて輪状になっており、フレーム２のクローラベルトコア部２ｂに巻かれて配置されている（図２参照）。複数のクローラベルト５、５、・・・は、中心軸Ｘの軸回りに略等間隔に配置されている（図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ参照）。
【００２２】
クローラベルト５は、クローラ型ロボット１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂにおいて折り返すので、柔軟性を有する材料（弾性体）からできており、例えば、シリコーンゴム製である。また、クローラベルト５は、フレーム２の外部側に位置する部分が、様々な外圧に応じて変形することが可能なように比較的大きく撓んだ形状になっている。
【００２３】
クローラベルト５の外周面には、突起し少し斜めにクローラベルト５を横断する形状のクローラベルト歯部５１が多数形成されている。クローラベルト５は、フレーム２のスライド部２ｂａが固定状態のとき、クローラベルトコア部２ｂの内部側に位置する一部のクローラベルト歯部５１が単一のウォーム４のウォーム歯部４１とかみ合い得るように配置される（図２等参照）。クローラベルト５は、多数のクローラベルト歯部５１のうちの一部のクローラベルト歯部５１がその歯部接触面５１ａ（図１及び図２参照）においてウォーム歯部４１に接触してかみ合うことでウォーム４の回転に追従して回動する。こうして、回転トルクがウォーム４からクローラベルト５に伝達される。
【００２４】
回動するクローラベルト５は、クローラベルトコア部２ｂの外部側と内部側（中心軸Ｘ側）において長手方向に動く。他方の端部１ｂ側（図２において左側）から見て右回りにウォーム４が回転すると、クローラベルト５は、クローラベルトコア部２ｂの内部側に位置したクローラベルト歯部５１がかみ合ったウォーム４のウォーム歯部４１に歯部接触面５１ａが押されて、クローラ型ロボット１の他方の端部１ｂから一方の端部１ａに向かって（図２において左から右へ）長手方向に動き、その一方の端部１ａで折り返し、クローラベルトコア部２ｂの外部側に位置したクローラベルト歯部５１がクローラ型ロボット１の一方の端部１ａから他方の端部１ｂに向かって（図２において右から左へ）長手方向に動き、その他方の端部１ｂで折り返す。なお、フレーム２の固定状態のスライド部２ｂａの外端部２ｂｂには、クローラベルト５によって他方の端部１ｂから一方の端部１ａに向かう力がかかる。
【００２５】
クローラベルト回動制御部６は、各々のクローラベルト５に対して設けられている。クローラベルト回動制御部６は、クローラベルト５を回動させるときは、スライド部２ｂａを固定状態に制御して、クローラベルト５の一部のクローラベルト歯部５１がウォーム歯部４１にかみ合うようにする。クローラベルト回動制御部６は、また、クローラベルト５を回動させないときは、フレーム２のスライド部２ｂａを長手方向にスライド可能な非固定状態に制御して、クローラベルト５のクローラベルト歯部５１がウォーム歯部４１にかみ合わないようにする。
【００２６】
クローラベルト回動制御部６は、フレーム２のスライド部２ｂａの固定状態と非固定状態を制御すリニアアクチュエータ６１を有するようにすることができる（図３Ｃ及び図５参照）。リニアアクチュエータ６１は、移動体６１ａと本体部６１ｂを有している。リニアアクチュエータ６１の本体部６１ｂの底部は、回転トルク生成部３における出力軸部３ａ以外の部分又はフレーム２におけるスライド部２ｂａ以外の部分などに固定される。リニアアクチュエータ６１は、移動体６１ａの移動により、少なくとも、本体部６１ｂの底部から移動体６１ａが離れてそれらの間の距離が伸張した伸張状態と移動体６１ａが近づいてそれらの間の距離が縮小した縮小状態の２状態になることができるものである。クローラベルト回動制御部６は、リニアアクチュエータ６１の移動体６１ａの移動によりフレーム２のスライド部２ｂａの固定状態と非固定状態を制御する。リニアアクチュエータ６１は、同じく動力を生じるものである回転トルク生成部３に比べ非常に小さいサイズのものである。
【００２７】
より詳細には、クローラベルト回動制御部６のリニアアクチュエータ６１は、スライド部２ｂａの固定状態では、伸張状態となってスライド部２ｂａの移動を制限し、スライド部２ｂａの非固定状態では、縮小状態となってスライド部２ｂａの移動を制限しないようにすることができる。
【００２８】
例えば、リニアアクチュエータ６１は、スライド部２ｂａの固定状態では、図３Ｃに示すように、伸張状態となってスライド部２ｂａ（より具体的には差し込み部２ｂａａ）の内端部２ｂｃ（外端部２ｂｂの反対側の端部）に接してスライド部２ｂａの移動を阻止し、スライド部２ｂａの非固定状態では、図５に示すように、縮小状態となってスライド部２ｂａの移動を阻止しないようにすることができる。なお、図３Ｃ（及び図５）は、回転トルク生成部３における出力軸部３ａ以外の部分にそれぞれの本体部６１ｂが固定されたリニアアクチュエータ６１、６１、・・・が現れる位置（図２のＣ−Ｃで示す位置）で切断した断面図である。図３Ｃでは、全てのリニアアクチュエータ６１、６１、・・・が伸張状態であり、図５では、上側の３つのスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・に対応する３つのリニアアクチュエータ６１、６１、・・・が縮小状態、下側の３つのスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・に対応する３つのリニアアクチュエータ６１、６１、・・・が伸張状態である。
【００２９】
或いは、スライド部２ｂａ（より具体的には差し込み部２ｂａａ）に位置固定のための孔を設け、リニアアクチュエータ６１は、スライド部２ｂａの固定状態では、伸張状態となって位置固定のための孔に嵌入しそれによりスライド部２ｂａを拘束し、スライド部２ｂａの非固定状態では、縮小状態となって位置固定のための孔からはずれるようにすることも可能である。
【００３０】
また、クローラベルト回動制御部６は、スライド部２ｂａを固定状態の位置に戻す復元力を有する弾性体６２を有するようにすることができる。弾性体６２は、典型的には、バネ体を用いることができる。
【００３１】
スライド部２ｂａの非固定状態では、クローラ型ロボット１は、以下のように動作する。すなわち、他方の端部１ｂ側（図７において左側）から見て右回りにウォーム４が回転しているとき、スライド部２ｂａが固定状態から非固定状態に変わると、スライド部２ｂａは、クローラベルト５による他方の端部１ｂから一方の端部１ａに向かう力に従って移動し、クローラベルト５は、それまでのようには回動せず、ウォーム歯部４１に接触してかみ合っていたクローラベルト歯部５１がウォーム４の回転によって押されてウォーム歯部４１の端部近傍の位置まで移動し、そこに留まる。図６の斜視図に、上側の３つのクローラベルト５、５、・・・に対応するスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・が非固定状態、下側の３つのクローラベルト５、５、・・・に対応するスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・が固定状態のものを示す。また、図７の正面視断面図に、上側のクローラベルト５に対応するスライド部２ｂａが非固定状態、下側のクローラベルト５に対応するスライド部２ｂａが固定状態のものを示す。なお、ウォーム４は、その回転力により、クローラベルト５（及びスライド部２ｂａ）を押して移動させるが、その力は、弾性体６２の復元力よりも大きいものである。
【００３２】
スライド部２ｂａを非固定状態から固定状態にするには、以下のようにすることができる。すなわち、先ず、回転トルク生成部３への電力供給を停止し、ウォーム４を回転させないようにする。そうすると、弾性体６２の復元力により、スライド部２ｂａが固定状態の位置に戻ろうとし、クローラベルト５が押されてクローラベルト歯部５１がウォーム歯部４１に確実に接触するようになる。なお、スライド部２ｂａは、フレーム２におけるスライド部２ｂａ以外の部分との間に多少の摩擦力が生じるが、弾性体６２の復元力はそれよりも大きいものである。
【００３３】
その後、回転トルク生成部３にかける電圧の正負を逆にして回転トルク生成部３に電力を供給し、ウォーム４を逆回転させる。そうすると、クローラベルト歯部５１はウォーム歯部４１にかみ合う位置まで戻ることになる。
【００３４】
クローラ型ロボット１は、以上説明した構成の他に、所望の機能を発揮するように、以下のように、様々な部品を搭載した機能部をフレーム２の中空孔２ａに或いはフレーム２（特にその前後）に取り付けたりすることができる。すなわち、クローラ型ロボット１は、図８に示すように、分岐などを検知するための部品７として、周囲を照明する照明器と周囲の画像を取得するカメラを設けることができる。照明器とカメラに代えて、各種センサなどを設けることも可能である。また、クローラ型ロボット１は、図８に示すように、回転トルク生成部３とクローラベルト回動制御部６、６、・・・に所望の動作をさせるために、外部からの電力及び制御信号（必要に応じて）を受けるための部品８として、外部の制御装置につながる電線群を設けることができる。電線群に代えて、バッテリーと外部の制御装置と通信する無線通信器とを中空孔２ａに収容して設けることも可能である。
【００３５】
以上のように、クローラ型ロボット１は、簡易な構成のものとなっている。また、クローラ型ロボット１は、比較的大きくなり易い回転トルク生成部３が１つで済み、回転トルク生成部３に比べ非常に小さいサイズのリニアアクチュエータ６１をクローラベルト回動制御部６の主要構成部品にすることができるので、全体のサイズが大きなものとはならない。
【００３６】
クローラ型ロボット１は、様々な場所での走行が可能である。特に、クローラ型ロボット１は、管内検査や清掃などのため水道管、ガス管又はダクト管などの配管内を直進でき、配管に分岐が有る場合、外部からの指示によりそのまま直進したり或いは分岐する方に進路を変えたりするような能動的な進路選択が可能である。
【００３７】
クローラ型ロボット１が配管内及び配管の分岐を直進する場合、フレーム２の全てのスライド部２ｂａが固定状態となっており、他方の端部１ｂ側（図２において左側）から見て右回りにウォーム４が回転すると、複数の（本実施形態では６つの）クローラベルト５、５、・・・の全てにおいて、クローラベルトコア部２ｂの外部側に位置したクローラベルト歯部５１がクローラ型ロボット１の一方の端部１ａから他方の端部１ｂに向かって（図２において右から左へ）長手方向に動く。そうすると、クローラベルト歯部５１が配管内壁などを蹴り出すことで、クローラベルト５に推進力（他方の端部１ｂから一方の端部１ａに向かう力）が生じる。この推進力は、クローラ型ロボット１の他方の端部１ｂにおいてクローラベルト５から固定状態のスライド部２ｂａに、そして、フレーム２全体に伝達される。それにより、クローラ型ロボット１が他方の端部１ｂから一方の端部１ａに向かって（図２において左から右へ）直進する。
【００３８】
クローラ型ロボット１が配管の分岐において分岐する方に進路を変える場合、複数の（本実施形態では６つの）クローラベルト５、５、・・・のうち分岐側に位置する一部に対応するスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・を非固定状態にする。分岐側に位置する一部は、進路を変えるときの確実性などの点から、複数のクローラベルト５、５、・・・のうち半分（全数が６つの場合は３つ）であるのが好ましい。図７においては、上側に向かう分岐がクローラ型ロボット１の進行方向（右方向）にある場合のものであり、上側のスライド部２ｂａが非固定状態、下側のスライド部２ｂａが固定状態となっているものを示している。
【００３９】
他方の端部１ｂ側（図７において左側）から見て右回りにウォーム４が回転していると、固定状態のスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・に対応するクローラベルト５、５、・・・だけが回動し、クローラベルトコア部２ｂ（スライド部２ｂａ）の外部側に位置したクローラベルト歯部５１がクローラ型ロボット１の一方の端部１ａから他方の端部１ｂに向かって（図７において右から左へ）長手方向に動く。そうすると、クローラベルト歯部５１が配管内壁などを蹴り出すことで、クローラベルト５に推進力（他方の端部１ｂから一方の端部１ａに向かう力）が生じる。この推進力は、クローラ型ロボット１の他方の端部１ｂにおいてクローラベルト５から固定状態のスライド部２ｂａに、そして、その近傍のフレーム２に伝達される。一方、非固定状態のスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・に対応するクローラベルト５、５、・・・は固定状態のスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・に対応するクローラベルト５、５、・・・のようには回動せず、これらには推進力は生じない。従って、推進力が生じない方を内側にして進路を変えようとし、配管の分岐に進路を変えることができる。
【００４０】
なお、本実施形態におけるクローラ型ロボット１は、外部からの電力及び制御信号を受けるための部品８として外部の制御装置につながる電線群を設けた場合はそれを牽引したり、別個にクローラ型ロボット１につながる線を他方の端部１ｂに接続して牽引したりして、配管内の元の位置又は出発した位置に戻ることができる。また、このクローラ型ロボット１に更に、逆走しても配管の分岐する方に進路を変えることができる機能を追加すれば、上記の方法によらず、配管内の元の位置又は出発した位置に戻ることが可能である。
【００４１】
次に、試作したクローラ型ロボット１の動作実験について述べる。なお、試作のクローラ型ロボット１のフレーム２及びウォーム４は、ＡＢＳ樹脂を３Ｄプリンタによって造形したものである。試作のクローラ型ロボット１のクローラベルト５は、液状のシリコーンゴム（信越化学工業株式会社製ＫＥ１６０３）を型に流し込んで硬化させ、その内面側（クローラベルト歯部５１が設けられていない面の側）にシリコーンゴムシート（共和工業株式会社製ＳＡ０００２−１）を貼り付けて製作したものである。クローラ型ロボット１は、その全長（一方の端部１ａから他方の端部１ｂまでの長さ）が約９０ｍｍ、外径が外圧を受けていない状態で半径約４５ｍｍとした。実験で用いる配管Ｔは、クローラ型ロボット１が観察できる程度に透明なもので管内径が７７ｍｍであり、分岐ＴＢを有するものである。
【００４２】
図９Ａは、クローラ型ロボット１が、配管Ｔの上側から入って下方に向かって直進し、更に分岐ＴＢを直進して通り過ぎる動作させた場合の様子を示すものである。この場合、スライド部２ｂａ、２ｂａ、・・を全て固定状態とし、それらに対応するクローラベルト５、５、・・・が全て回動するようにした。図９Ａでは、分岐ＴＢに到達する前後のクローラ型ロボット１の３つの状態を重ねて示している。クローラ型ロボット１は、分岐ＴＢにかかわらず、配管Ｔ内を直進できることが分かる。
【００４３】
図９Ｂは、クローラ型ロボット１が、配管Ｔの上側から入って下方に向かって直進し、次に分岐ＴＢ側に進路を変える動作させた場合の様子を示すものである。この場合、分岐ＴＢ側に位置する３つのスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・を非固定状態にしてそれらに対応するクローラベルト５、５、・・・が回動しないようにし、残りの３つのスライド部２ｂａ、２ｂａ、・・・を固定状態にしてそれらに対応するクローラベルト５、５、・・・が回動するようにした。図９Ｂでは、分岐ＴＢに到達する前後のクローラ型ロボット１の３つの状態を重ねて示している。クローラ型ロボット１は、分岐ＴＢ側に進路を変えることができることが分かる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態に係るクローラ型ロボットについて説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内での様々な設計変更が可能である。例えば、特許文献５に記載されているのと同様に、クローラ型ロボット１を関節部を介して複数連結し走行ロボット連結体にすることも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１    クローラ型ロボット
１ａ  クローラ型ロボットの一方の端部
１ｂ  クローラ型ロボットの他方の端部
２    フレーム
２ａ  フレームの中空孔
２ｂ  フレームのクローラベルトコア部
２ｂａ  スライド部
２ｂａａ  スライド部の差し込み部
２ｂｂ  スライド部の外端部
２ｂｃ  スライド部の内端部
３    回転トルク生成部
３ａ  回転トルク生成部の出力軸部
４    ウォーム
４１  ウォーム歯部
５    クローラベルト
５１  クローラベルト歯部
５１ａ  クローラベルト歯部の歯部接触面
６    クローラベルト回動制御部
６１  リニアアクチュエータ
６１ａ  リニアアクチュエータの移動体
６１ｂ  リニアアクチュエータの本体部
６２  弾性体
７    分岐などを検知するための部品
８    外部からの電力及び制御信号を受けるための部品
Ｘ    中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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