(57)【要約】  壁面吸着走行装置（１０）は、第１の走行ユニット（１２Ａ）および第２の走行ユニット（１２Ｂ）と、ジョイント機構（２２）と、弾性機構（３０）とを有する。第１の走行ユニット（１２Ａ）および第２の走行ユニット（１２Ｂ）は、走行方向に並んで配置され、それぞれが壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能である。ジョイント機構（２２）は、第１の走行ユニット（１２Ａ）と第２の走行ユニット（１２Ｂ）とを、壁面対向方向と走行方向とに直交する方向に延在する揺動軸を中心として相互に揺動可能に連結する。弾性機構（３０）は、第１の走行ユニット（１２Ａ）に固定された第１の端部、第２の走行ユニット（１２Ｂ）に固定された第２の端部、および第１の走行ユニット（１２Ａ）および第２の走行ユニット（１２Ｂ）の一方が他方に対して揺動して第１の端部と第２の端部との間の距離が縮小すると弾性変形する弾性部材を備える。
2018131329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行方向に並んで配置され、それぞれが壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットと、
前記第１の走行ユニットと前記第２の走行ユニットとを、壁面対向方向と前記走行方向とに直交する方向に延在する揺動軸を中心として相互に揺動可能に連結するジョイント機構と、
前記第１の走行ユニットに固定された第１の端部、前記第２の走行ユニットに固定された第２の端部、および前記第１の走行ユニットおよび前記第２の走行ユニットの一方が他方に対して揺動して前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離が縮小すると弾性変形する弾性部材を備える弾性機構と、を有する、壁面吸着走行装置。
【請求項２】
前記弾性機構が、前記第１の端部を備える第１のロッドと、前記第２の端部を備える第２のロッドと、前記第１および第２のロッドを同一直線上でスライド可能に保持するホルダとを含み、
前記弾性部材は、前記第１のロッドと前記第２のロッドとの間に配置され、
前記第１の端部が、前記第１の走行ユニットに揺動可能に固定され、
前記第２の端部が、前記第２の走行ユニットに揺動可能に固定されている、請求項１に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項３】
前記ジョイント機構が自在継手で構成されている、請求項１または２に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項４】
前記第１の走行ユニットおよび前記第２の走行ユニットのそれぞれが、壁面上を転動するクローラを備える、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】
前記第１の走行ユニットおよび前記第２の走行ユニットのそれぞれが、壁面を吸引する吸引装置を備える、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】
前記第１の走行ユニットおよび前記第２の走行ユニットのうち先行の走行ユニットが壁面から別の壁面に乗り移るとき、前記先行の走行ユニットは吸着を停止した状態で走行し、前記第１の走行ユニットおよび前記第２の走行ユニットのうち後続の走行ユニットは吸着している状態で走行する、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、直角に交差する壁面間を移動可能な壁面吸着走行装置が知られている。この壁面吸着走行装置は、それぞれが車輪を備えて壁面に吸着する２つの吸引モジュールを有する。また、２つの吸引モジュールは、ヒンジを介して走行方向に連結されている。それにより、一方の吸引モジュールに対して他方の吸引モジュールが、壁面対向方向と走行方向とに直交する方向に延在する揺動軸を中心として揺動する。その揺動角度はヒンジモータによって制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２３５２３８号明細書
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載する壁面吸着走行装置の場合、ヒンジモータとそのヒンジモータを制御するコントローラとを使用する必要がある。また、例えば壁面から天井面などのオーバーハング面に乗り移るときに、先行の吸引モジュールがオーバーハング面に対して適切な姿勢で接触するように、ヒンジモータを高精度に制御する必要がある。したがって、壁面から天井面などのオーバーハング面に確実に乗り移るために、複雑な構成が必要である。
【０００５】
本開示は、例えば壁面から天井面などのオーバーハング面に、より簡単な構成でより確実に乗り移ることができる壁面吸着走行装置を提供する。
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の一態様の壁面吸着走行装置は、第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットと、ジョイント機構と、弾性機構とを有する。第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットは、走行方向に並んで配置され、それぞれが壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能である。ジョイント機構は、第１の走行ユニットと第２の走行ユニットとを、壁面対向方向と走行方向とに直交する方向に延在する揺動軸を中心として相互に揺動可能に連結する。弾性機構は、第１の走行ユニットに固定された第１の端部、第２の走行ユニットに固定された第２の端部、および第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットの一方が他方に対して揺動して第１の端部と第２の端部との間の距離が縮小すると弾性変形する弾性部材を備える。
【０００７】
本開示によれば、壁面吸着走行装置は、例えば壁面から天井面などのオーバーハング面に、より簡単な構成でより確実に乗り移ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、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である。
【図２】図２は、壁面吸着走行装置の上面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、伸張した状態の弾性機構の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、収縮した状態の弾性機構の断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、壁面から天井面に乗り移る壁面吸着走行装置を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに続く、壁面から天井面に乗り移る壁面吸着走行装置を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに続く、壁面から天井面に乗り移る壁面吸着走行装置を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ｃに続く、壁面から天井面に乗り移る壁面吸着走行装置を示す図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図５Ｄに続く、壁面から天井面に乗り移る壁面吸着走行装置を示す図である。
【図６】図６は、本開示の別の実施の形態に係る壁面吸着走行装置の斜視図である。
【図７】図７は、本開示のさらに別の実施の形態に係る壁面吸着走行装置の斜視図である。
【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、第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットと、ジョイント機構と、弾性機構とを有する。第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットは、走行方向に並んで配置され、それぞれが壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能である。ジョイント機構は、第１の走行ユニットと第２の走行ユニットとを、壁面対向方向と走行方向とに直交する方向に延在する揺動軸を中心として相互に揺動可能に連結する。弾性機構は、第１の走行ユニットに固定された第１の端部、第２の走行ユニットに固定された第２の端部、および第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットの一方が他方に対して揺動して第１の端部と第２の端部との間の距離が縮小すると弾性変形する弾性部材を備える。
【００１０】
このような構成によれば、壁面吸着走行装置は、例えば壁面から天井面などのオーバーハング面に、より簡単な構成でより確実に乗り移ることができる。
【００１１】
例えば、弾性機構が、第１の端部を備える第１のロッドと、第２の端部を備える第２のロッドと、第１および第２のロッドを同一直線上でスライド可能に保持するホルダとを含む。例えば、弾性部材は、第１のロッドと第２のロッドとの間に配置される。例えば、第１の端部が第１の走行ユニットに揺動可能に固定され、第２の端部が第２の走行ユニットに揺動可能に固定されている。
【００１２】
例えば、ジョイント機構が自在継手で構成されている。
【００１３】
例えば、第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットのそれぞれが、壁面上を転動するクローラを備える。
【００１４】
例えば、第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットのそれぞれが、壁面を吸引する吸引装置を備える。
【００１５】
例えば、第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットのうち先行の走行ユニットが壁面から別の壁面（例えば、オーバーハング面）に乗り移るとき、先行の走行ユニットは吸着を停止した状態で走行し、第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットのうち後続の走行ユニットは吸着している状態で走行する。これにより、先行の走行ユニットは、吸着を停止することによって壁面から容易に離れることができ、それにより壁面からオーバーハング面にスムーズに乗り移ることができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、本開示の一実施の形態に係る壁面吸着走行装置の概略的斜視図である。図２は、壁面吸着走行装置の上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。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。
【００１９】
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ない。壁面吸着走行装置１０は、天井面などのオーバーハング面や床面上も走行可能である。
【００２０】
図１および図２に示すように、壁面吸着走行装置１０は、走行方向（Ｘ軸方向）に並んで配置された第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂとを有する。
【００２１】
壁面吸着走行装置１０において、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂは、実質的に同一構造を備える。したがって、第１の走行ユニット１２Ａの構成を説明し、第２の走行ユニット１２Ｂの構成については説明を省略する。
【００２２】
壁面吸着走行装置１０の第１の走行ユニット１２Ａは、本体１４と、本体１４に搭載された吸引装置１６と、本体１４の幅方向（Ｙ軸方向）の両側それぞれに設けられたクローラ１８とを有する。
【００２３】
第１の走行ユニット１２Ａの吸引装置１６は、本体１４を壁面や天井面などに吸着させるために設けられている。具体的には、図３に示すように、壁面ＷＳに対向する本体１４の部分には、吸引走行時に壁面ＷＳに摺接するクッション部材２０が設けられている。そのクッション部材２０に凹状の負圧室２０ａが形成されている。
【００２４】
図３に示すように、クッション部材２０は、例えば弾性材料から作製され、壁面ＷＳに密着する。クッション部材２０が壁面ＷＳに密着することにより、負圧室２０ａが閉じられる。その閉じた負圧室２０ａ内の空気を吸引装置１６は吸引する。その結果、第１の走行ユニット１２Ａは壁面ＷＳに吸着する。
【００２５】
なお、吸引装置１６は、負圧室２０ａ内の空気を吸引する吸引ポンプ、負圧室２０ａ内の空気を強制排気するファンなどで構成される。
【００２６】
第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８は、壁面ＷＳとの間に摩擦を発生させる材料（例えば弾性材料）から作製された無限軌道である。本体１４が壁面ＷＳに吸着した状態で該壁面ＷＳ上をクローラ１８が転動することにより、第１の走行ユニット１２Ａが壁面ＷＳ上を走行する。
【００２７】
上述したように、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂは、実質的に同一構造を備える。すなわち、それぞれ単独で壁面ＷＳを走行することができる。
【００２８】
図１および図２に示すように、実質的に同一構造を備える第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂは、走行方向（Ｘ軸方向）に並んで配置され、また互いに連結されている。
【００２９】
具体的には、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂは、ジョイント機構２２を介して、走行方向（Ｘ軸方向）に連結されている。本実施の形態の場合、ジョイント機構２２は、ヒンジであって、揺動軸Ｓａを中心として相互に自由に揺動可能に、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂとを連結している。ここで、揺動軸Ｓａは、走行方向（Ｘ軸方向）と壁面対向方向（Ｚ軸方向）とに直交する方向（Ｙ軸方向）に延在する軸である。これにより、第１の走行ユニット１２Ａは、第２の走行ユニット１２Ｂに対して揺動軸Ｓａを中心として揺動することができる。そのため、壁面吸着走行装置１０は、例えば壁面上から天井面上に移動することができる。
【００３０】
また、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂは、ジョイント機構２２に加えて、弾性機構３０によっても連結されている。この弾性機構３０の役割について説明する。
【００３１】
例えば壁面から天井面に乗り移るときに、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂのうち先行する走行ユニットが壁面から離れて天井面への吸着を完了するまで、後続の走行ユニットが先行の走行ユニットを支持する必要がある。すなわち、後続のユニットが先行の走行ユニットを天井面に向かって押し続ける必要がある。その後続の走行ユニットが先行の走行ユニットを天井面に向かって押し続けるために、壁面吸着走行装置１０は弾性機構３０を有する。
【００３２】
図４Ａおよび図４Ｂは、弾性機構３０の断面図である。図４Ａは最も伸張した状態（自然長状態）の弾性機構３０を示し、図４Ｂは最も収縮した状態の弾性機構３０を示している。すなわち、図４Ａは弾性機構３０の全長が最大である状態を示し、図４Ｂは弾性機構３０の全長が最小である状態を示している。
【００３３】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、本実施の形態の場合、弾性機構３０は、その延在方向に弾性的に伸縮可能に構成されている。そのために、弾性機構３０は、第１のロッド３２と、第２のロッド３４と、ホルダ３６と、例えばばねなどの弾性部材３８とを含んでいる。ホルダ３６は、第１のロッド３２と第２のロッド３４を同一直線上でスライド可能に保持する。弾性部材３８は、第１のロッド３２と第２のロッド３４との間に配置されている。
【００３４】
第１のロッド３２の一端３２ａ（第１の端部）は、図２に示すように、第１の走行ユニット１２Ａに揺動可能に固定されている。揺動軸Ｓａと平行な揺動軸を中心として第１のロッド３２が揺動するように、一端３２ａがブラケット４０を介して第１の走行ユニット１２Ａの本体１４に固定されている。
【００３５】
第２のロッド３４の一端３４ａ（第２の端部）は、図２に示すように、第２の走行ユニット１２Ｂに揺動可能に固定されている。揺動軸Ｓａと平行な揺動軸を中心として第２のロッド３４が揺動するように、一端３４ａがブラケット４０を介して第２の走行ユニット１２Ｂの本体１４に固定されている。
【００３６】
ホルダ３６は、第１のロッド３２と第２のロッド３４を同一直線上（ロッドの延在方向に延在する直線上）でスライド可能に保持する筒状の部材である。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、ホルダ３６は、第１のロッド３２の他端側部分と第２のロッド３４の他端側部分を収容している。
【００３７】
弾性部材３８は、第１のロッド３２と第２のロッド３４とを相互に離間するように付勢するばねなどの部材であって、ホルダ３６内に収容されている。すなわち、弾性部材３８は、図４Ｂに示すように第１のロッド３２の一端３２ａと第２のロッド３４の一端３４ａとの間の距離が縮小すると弾性変形する。そして、弾性部材３８は、縮小する前の距離に戻るように（弾性機構３０が自然長状態に戻るように）第１のロッド３２と第２のロッド３４とを相互に離間するように付勢する。本実施の形態の場合、弾性部材３８は、第１のロッド３２の一端３２ａと第２のロッド３４の一端３４ａとの間の距離が縮小すると圧縮変形する。これに代わって、第１のロッド３２の一端３２ａと第２のロッド３４の一端３４ａとの間の距離が縮小すると弾性部材３８が引張変形するように、弾性部材３８を弾性機構３０に設けてもよい。
【００３８】
なお、好ましくは、先行の第１の走行ユニット１２Ａが壁面ＷＳから天井面ＣＳに乗り移るまでの間（図５Ａ〜図５Ｃ参照）、すなわち弾性機構３０が収縮している間、その収縮に抵抗する弾性部材３８の反発力（伸張方向への押圧力）が第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８の推力によって生じる弾性機構３０を収縮させる力以下になるように、弾性部材３８のばね定数、自然長、最大圧縮量などが決められている。また、好ましくは、後続の第２の走行ユニット１２Ｂが壁面ＷＳから天井面ＣＳに乗り移るまでの間（図５Ｃ〜図５Ｅ参照）、すなわち弾性機構３０が収縮状態から自然長に戻るまでの間、弾性部材３８の伸長方向への押圧力が第２の走行ユニット１２Ｂを天井面ＣＳまで持ち上げるのに必要な力以上であるように、弾性部材３８のばね定数、および、弾性機構３０が最も伸張した状態（自然長状態）であるときの圧縮量が決められている。すなわち、好ましくは、弾性部材３８は、第１のロッド３２と第２のロッド３４とに挟持され続け、常に圧縮された状態である。
【００３９】
ここからは、一例として、壁面から天井面に乗り移る壁面吸着走行装置１０の動作を説明しつつ、弾性機構３０の役割について説明する。
【００４０】
図５Ａ〜図５Ｅは、壁面ＷＳから天井面ＣＳに乗り移る壁面吸着走行装置１０の様子を示している。
【００４１】
図５Ａに示すように、壁面吸着走行装置１０が壁面ＷＳ上を走行している間、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂが、壁面ＷＳに吸着しつつ該壁面ＷＳ上を走行している。このとき、弾性機構３０は、最も伸張した状態（自然長状態）である。なお、白抜き矢印は、吸着状態を表している。図５Ａに示すように、先行する第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８が天井面ＣＳに接触すると、先行する第１の走行ユニット１２Ａの壁面ＷＳから天井面ＣＳへの乗り移りが開始される。
【００４２】
なお、第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８と天井面ＣＳとの接触は、例えば天井面ＣＳとの接触を検知する接触センサ、天井面ＣＳまでの距離を測定する測距センサなどを用いて検出することができる。あるいは、走行方向前方を撮影するカメラの撮影画像を画像処理することにより、クローラ１８と天井面ＣＳの接触を検出してもよい。この場合、壁面吸着走行装置１０にカメラを搭載してもよいし、壁面吸着走行装置１０と天井面ＣＳとを撮影することができる壁面吸着走行装置１０の外部の位置にカメラを設置してもよい。このように、本開示の実施の形態において、乗り移り先の表面と先行する走行ユニットとの接触を検出する手段は問わない。
【００４３】
図５Ａに示すように、第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８が天井面ＣＳに接触すると、第１の走行ユニット１２Ａは壁面ＷＳへの吸着を中断する。すなわち、第１の走行ユニット１２Ａの吸引装置１６が吸引を一時停止する。第１の走行ユニット１２Ａは、吸着を停止することによって壁面ＷＳから容易に離れることができる。しかし、第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８は回転し続ける。それにより、図５Ｂに示すように、第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８の前端部は天井面ＣＳ上を転動する。その結果、第１の走行ユニット１２Ａは壁面ＷＳを離れる。なお、クローラ１８の前端部が天井面ＣＳにまず接触するために、図２に示すように、クローラ１８は本体１４から走行方向前側（後側）に突出している。
【００４４】
一方、後続の第２の走行ユニット１２Ｂは、壁面ＷＳに吸着しつつ、壁面ＷＳ上を天井面ＣＳに向かって走行し続けている。すなわち、第２の走行ユニット１２Ｂは、先行する第１の走行ユニット１２Ａの後部（走行方向後側部分）を、ジョイント機構２２を介して押し続ける。また、第１の走行ユニット１２Ａがジョイント機構２２の揺動軸Ｓａを中心として揺動して天井面ＣＳから離れないように、第２の走行ユニット１２Ｂが弾性機構３０を介して第１の走行ユニット１２Ａを支持する。すなわち、第２の走行ユニット１２Ｂは、第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８と天井面ＣＳとの接触を維持し続ける。
【００４５】
このとき、さらに、第１の走行ユニット１２Ａは、弾性機構３０の弾性部材３８によって天井面ＣＳに向かって付勢され続けている。それにより、第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８と天井面ＣＳとの間にグリップ力が発生する。そのため、第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８は天井面ＣＳ上をスリップすることなく転動することができる。
【００４６】
後続の第２の走行ユニット１２Ｂが壁面ＷＳに吸着しつつ該壁面ＷＳ上をさらに走行すると、図５Ｃに示すように、先行の第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８全体が天井面ＣＳに接触する。このとき、弾性機構３０は、最も収縮した状態である。その接触後、第１の走行ユニット１２Ａは、天井面ＣＳへの吸着を開始する。すなわち、第１の走行ユニット１２Ａの吸引装置１６が吸引を再開する。
【００４７】
なお、第１の走行ユニット１２Ａのクローラ１８全体と天井面ＣＳとの接触（すなわち先行の走行ユニットの乗り移り完了）は、例えば天井面ＣＳとの接触を検知する接触センサ、天井面ＣＳまでの距離を測定する測距センサなどを用いて検出することができる。あるいは、カメラの撮影画像を画像処理することにより、クローラ１８と天井面ＣＳの接触を検出してもよい。この場合、壁面吸着走行装置１０にカメラを搭載してもよいし、壁面吸着走行装置１０と天井面ＣＳとを撮影することができる壁面吸着走行装置１０の外部の位置にカメラを設置してもよい。また、第１の走行ユニット１２Ａの天井面ＣＳへの吸着完了は、例えば、負圧室２０ａ内の圧力を検出する圧力センサによって検出することができる。このように、本開示の実施の形態において、先行の走行ユニットの乗り移り完了や続く吸着完了を検出する手段は問わない。
【００４８】
先行する第１の走行ユニット１２Ａの天井面ＣＳへの吸着が完了すると、後続の第２の走行ユニット１２Ｂは壁面ＷＳへの吸着を中断する。すなわち、第２の走行ユニット１２Ｂの吸引装置１６が吸引を一時停止する。しかし、第２の走行ユニット１２Ｂのクローラ１８は回転し続ける。
【００４９】
一方、先行の第１の走行ユニット１２Ａは天井面ＣＳに吸着しつつ天井面ＣＳ上を走行する。それにより、図５Ｄに示すように、後続の第２の走行ユニット１２Ｂの前部（走行方向前側部分）が壁面ＷＳから離れる。
【００５０】
また、第２の走行ユニット１２Ｂ全体がジョイント機構２２の揺動軸Ｓａを中心として揺動して第２の走行ユニット１２Ｂのクローラ１８が壁面ＷＳから離れないように、第１の走行ユニット１２Ａが弾性機構３０を介して第２の走行ユニット１２Ｂを支持している。すなわち、第１の走行ユニット１２Ａは、弾性機構３０を介して、第２の走行ユニット１２Ｂのクローラ１８と壁面ＷＳとの接触を維持し続ける。
【００５１】
このとき、さらに、第２の走行ユニット１２Ｂは、弾性機構３０の弾性部材３８によって壁面ＷＳに向かって付勢され続けている。それにより、第２の走行ユニット１２Ｂのクローラ１８と壁面ＷＳとの間にグリップ力が発生する。そのため、第２の走行ユニット１２Ｂのクローラ１８は壁面ＷＳ上をスリップすることなく転動することができる。
【００５２】
先行の第１の走行ユニット１２Ａが天井面ＣＳに吸着しつつ天井面ＣＳ上をさらに走行すると、図５Ｅに示すように、第２の走行ユニット１２Ｂのクローラ１８全体が天井面ＣＳに接触する。その後、第２の走行ユニット１２Ｂが天井面ＣＳへの吸着を再開する。すなわち、第２の走行ユニット１２Ｂの吸引装置１６が吸引を再開する。
【００５３】
なお、第２の走行ユニット１２Ｂのクローラ１８全体が天井面ＣＳに接触してから第２の走行ユニット１２Ｂの吸着が完了するまでの間、第２の走行ユニット１２Ｂは、弾性機構３０の弾性部材３８によって壁面ＷＳに向かって付勢されている。すなわち、第２の走行ユニット１２Ｂは、第１の走行ユニット１２Ａと壁面ＷＳとに挟持されている。
【００５４】
なお、第２の走行ユニット１２Ｂのクローラ１８全体と天井面ＣＳとの接触（すなわち後続の走行ユニットの乗り移り完了）は、例えば天井面ＣＳとの接触を検知する接触センサ、天井面ＣＳまでの距離を測定する測距センサなどを用いて検出することができる。あるいは、カメラの撮影画像を画像処理することにより、クローラ１８と天井面ＣＳの接触を検出してもよい。この場合、壁面吸着走行装置１０にカメラを搭載してもよいし、壁面吸着走行装置１０と天井面ＣＳとを撮影することができる壁面吸着走行装置１０の外部の位置にカメラを設置してもよい。また、第２の走行ユニット１２Ｂの天井面ＣＳへの吸着完了は、例えば、負圧室２０ａ内の圧力を検出する圧力センサによって検出することができる。このように、本開示の実施の形態において、後続の走行ユニットの乗り移り完了や続く吸着完了を検出する手段は問わない。
【００５５】
第２の走行ユニット１２Ｂの天井面ＣＳへの吸着が完了すると、壁面吸着走行装置１０の壁面ＷＳから天井面ＣＳの乗り移りが完了する。
【００５６】
ここでは、壁面ＷＳから天井面ＣＳへの乗り移りを説明したが、天井面ＣＳから壁面ＷＳへの乗り移り、床面から壁面への乗り移り、壁面から異なる壁面への乗り移りなども、同様に行われる。また、図５Ａ〜図５Ｅに示すように、乗り移り先の表面と乗り移る前の表面は必ずしも直交している必要はない。これらの表面がなす角度が１８０度に比べて小さければよい。
【００５７】
以上、本実施の形態によれば、壁面吸着走行装置１０は、モータやそのモータに対する複雑な制御を行うことなく、弾性部材３８などの簡単な構成でより確実に、例えば壁面から天井面などのオーバーハング面に乗り移ることができる。
【００５８】
なお、本開示の実施形態は、上述の実施の形態に限らない。
【００５９】
例えば、弾性機構３０が、伸縮時の振動を抑制するためにダンピング効果を備えてもよい。すなわち、弾性機構３０がダンパーを備えていてもよい。
【００６０】
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の第１の走行ユニット１２Ａおよび第２の走行ユニット１２Ｂ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１８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。
【００６１】
また、上述の実施の形態の場合、壁面吸着走行装置１０の第１の走行ユニット１２Ａおよび第２の走行ユニット１２Ｂは、吸引によって壁面や天井面に吸着する。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、第１および第２の走行ユニットは、壁面や天井面に対して静電吸着してもよい。
【００６２】
さらに、上述の実施の形態の場合、第１の走行ユニット１２Ａおよび第２の走行ユニット１２Ｂは実質的に同一構造を備えるが、本開示の実施の形態はこれに限らない。
【００６３】
さらにまた、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、弾性機構３０の第１のロッド３２の一端３２ａは、一対のクローラ１８の間で第１の走行ユニット１２Ａの本体１４に固定されている。また、弾性機構３０の第２のロッド３４の一端３４ａも、一対のクローラ１８の間で第２の走行ユニット１２Ｂの本体１４に固定されている。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。
【００６４】
図６は、別の実施の形態に係る壁面吸着走行装置を示している。
【００６５】
図６に示すように、別の実施の形態に係る壁面吸着走行装置１１０の場合、弾性機構３０は一対のクローラ１８の外側に設けられている。この場合でも、図１および図２に示す実施の形態の壁面吸着走行装置１０と同様に、壁面吸着走行装置１１０は、例えば壁面から天井面に乗り移ることができる。
【００６６】
加えて、上述の実施の形態の場合、図１に示すように、ジョイント機構２２により、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂは、壁面対向方向（Ｚ軸方向）と走行方向（Ｘ軸方向）とに直交する方向（Ｙ軸方向）に延在する揺動軸Ｓａを中心として相互に揺動可能に連結されている。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、ジョイント機構が自在継手で構成されてもよい。この場合、弾性機構の第１の端部が自在継手を介して第１の走行ユニットに固定され、第２の端部も自在継手を介して第２の走行ユニットに固定される。すなわち、ジョイント機構は、少なくとも図１に示す揺動軸Ｓａを中心として第１の走行ユニットと第２の走行ユニットとを揺動可能に連結すればよい。言い換えれば、ジョイント機構は、揺動軸Ｓａおよび揺動軸Ｓａ以外の軸を中心として第１の走行ユニットと第２の走行ユニットとを揺動可能に連結してもよい。このような構成によれば、平面のみならず自由曲面などの曲面も、壁面吸着走行装置は吸着しつつ走行することができる。
【００６７】
関連して言えば、上述の実施の形態の場合、図１に示すように、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂとを連結するジョイント機構２２は、１つの揺動軸Ｓａを備える。しかしながら、ジョイント機構は、同一方向に延在する揺動軸を複数備えてもよい。
【００６８】
図７は、さらに別の実施の形態に係る壁面吸着走行装置を示している。
【００６９】
図７に示す壁面吸着走行装置２１０は、第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂとを連結するジョイント機構２２２を有する。ジョイント機構２２２は、いわゆるダブルヒンジであって、同一方向に延在する２本の揺動軸Ｓａ１、Ｓａ２を備える。２本の揺動軸Ｓａ１、Ｓａ２は、壁面対向方向（Ｚ軸方向）と走行方向（Ｘ軸方向）とに直交する方向（Ｙ軸方向）に延在する。これにより、揺動軸Ｓａが一本である場合に比べて、例えば壁面から天井面への乗り移りをスムーズに行うことができる。
【００７０】
また、図７に示すように、２つの揺動軸Ｓａ１、Ｓａ２の間に挟まれたジョイント機構２２２の部分２２２ａに、例えば壁面を撮影するカメラなどを搭載することができる。
【００７１】
さらに加えて、上述の実施の形態の場合、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、弾性機構３０は、延在方向に伸縮可能であって、ばねなどの弾性部材３８の圧縮変形によって第１の走行ユニット１２Ａと第２の走行ユニット１２Ｂを付勢する。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、弾性機構は、一端が第１の走行ユニット１２Ａに固定され、他端が第２の走行ユニット１２Ｂに固定された、弾性的に撓み変形可能な金属プレート、いわゆる板ばねであってもよい。
【００７２】
そして、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２基の走行ユニットを有する。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。壁面吸着走行装置は、走行ユニットを３つ以上有していてもよい。走行ユニットが複数の場合、隣接し合う走行ユニット同士がジョイント機構と弾性機構とによって連結される。例えば、走行ユニットが３基である場合、中央の走行ユニットは、走行方向一方側の走行ユニットに対してジョイント機構と弾性機構とによって連結されるとともに、走行方向他方側の走行ユニットに対しても別のジョイント機構と別の弾性機構とによって連結される。
【００７３】
すなわち、広義には、本開示に係る壁面吸着走行装置は、第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットと、ジョイント機構と、弾性機構とを有する。第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットは、走行方向に並んで配置され、それぞれが壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能である。ジョイント機構は、第１の走行ユニットと第２の走行ユニットとを、壁面対向方向と走行方向とに直交する方向に延在する揺動軸を中心として相互に揺動可能に連結する。弾性機構は、第１の走行ユニットに固定された第１の端部、第２の走行ユニットに固定された第２の端部、および第１の走行ユニットおよび第２の走行ユニットの一方が他方に対して揺動して第１の端部と第２の端部との間の距離が縮小すると弾性変形する弾性部材を備える。
【００７４】
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。
【００７５】
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、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】
【００７６】
本開示は、壁面に吸着しつつ該壁面上を移動する装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０，１１０，２１０      壁面吸着走行装置
１２Ａ    第１の走行ユニット
１２Ｂ    第２の走行ユニット
２２，２２２      ジョイント機構
３０      弾性機構
３２ａ    一端（第１の端部）
３４ａ    一端（第２の端部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2018131329.tif 000008
【図５Ｂ】
2018131329.tif 000009
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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