(57)【要約】【課題】前後以外の方向に自ら進行方向を変更することができる蠕動運動ロボットを提供すること。【解決手段】加圧により径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する弾性膨張体から成る筒状の膨張部材と、該膨張部材に流体を給排する流体給排路を有する蠕動単位ユニットを上下左右に格子状配置した蠕動運動ロボットであって、該蠕動単位ユニットを少なくとも３個以上直列配置して構成した列ユニットを、縦方向および横方向に複数配列した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧により径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する弾性膨張体から成る筒状の膨張部材と、該膨張部材に流体を給排する流体給排路を有する蠕動単位ユニットを上下左右に格子状配置した蠕動運動ロボットであって、
該蠕動単位ユニットを少なくとも３個以上直列配置して構成した列ユニットを、縦方向および横方向に複数配列したことを特徴とする蠕動運動ロボット。
【請求項２】
蠕動単位ユニット間を柔軟な連結部材により連結したことを特徴とする請求項１記載の蠕動運動ロボット。
【請求項３】
該連結部材に、ばねを組み込んだことを特徴とする請求項２記載の蠕動運動ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、圧力容器（リアクター）を構成するシェル本体の外周部に設けられた狭小空間であるジャケット内に付着する付着物を除去する装置として好適な、蠕動運動ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、特許文献１において、大腸内のような生体管路や埋設配管等の人工管路の管内を自走する蠕動運動ロボットの技術を開示している。
【０００３】
特許文献１には、該蠕動運動ロボットを、前記管内で自在に前後運動可能とする手段として、加圧により径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する弾性膨張体から成る筒状の膨張部材と、この筒状の膨張部材の内側に設けられて軸方向に伸縮する筒状の伸縮部材と、上記膨張部材と上記伸縮部材の両端に取付けられた連結壁と、上記膨張部材と上記伸縮部材と連結壁とで作られる空間に流体を給排するための流体給排路とを備える構成が記載されている。
【０００４】
しかし、従来の蠕動運動ロボットは管内での自走を実現する前後運動機構を備える一方、前後以外の方向に進行方向を変更する角度変更機構は備えておらず、例えば、管内ではなく平面内での自走を想定した場合等に、不都合であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４０７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は前記の問題を解決し、前後以外の方向に自ら進行方向を変更することができる蠕動運動ロボットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明の蠕動運動ロボットは、加圧により径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する弾性膨張体から成る筒状の膨張部材と、該膨張部材に流体を給排する流体給排路を有する蠕動単位ユニットを上下左右に格子状配置した蠕動運動ロボットであって、該蠕動単位ユニットを少なくとも３個以上直列配置して構成した列ユニットを、縦方向および横方向に複数配列したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の蠕動運動ロボットにおいて、蠕動単位ユニット間を柔軟な連結部材により連結したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の蠕動運動ロボットにおいて、該連結部材に、ばねを組み込んだことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では蠕動運動ロボットを、加圧により径方向に膨張するとともに軸方向に収縮する弾性膨張体から成る筒状の膨張部材と、該膨張部材に流体を給排する流体給排路を有する蠕動単位ユニットを上下左右に格子状配置した蠕動運動ロボットであって、該蠕動単位ユニットを少なくとも３個以上直列配置して構成した列ユニットを、縦方向および横方向に複数配列した構成を有するため、複数の縦列ユニットに同一パターンの蠕動運動を付与して紙面上下方向の並進運動を行うことができるとともに、複数の横列ユニットに同一パターンの蠕動運動を付与して紙面左右方向の並進運動を行うこともできる。更に、隣接する列ユニットに反対方向あるいは速度差の異なる蠕動運動を付与することで、並進運動の角度を変更することもできる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、蠕動運動ロボットを折りたたんでコンパクトにすることができ、請求項３記載の発明によれば、折りたたんだ蠕動運動ロボットをばねの力で元のサイズに復元させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の蠕動運動ロボットの全体斜視図である。
【図２】蠕動運動ロボットの蠕動運動を説明する図である。
【図３】本実施形態の蠕動運動ロボットの並進運動の説明図（上下運動）である。
【図４】本実施形態の蠕動運動ロボットの並進運動の説明図（左右運動）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
本実施形態の蠕動運動ロボット１は、図１に示すように、蠕動単位ユニット２（２ａ１、２ａ２、２ａ３、２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３、２ｃ１、２ｃ２、２ｃ３、２ｄ１、２ｄ２、２ｄ３、２ｅ１、２ｅ２、２ｅ３、２ｆ１、２ｆ２、２ｆ３、２ｇ１、２ｇ２、２ｇ３、２ｈ１、２ｈ２、２ｈ３）を、上下左右に格子状配置して構成されている。
【００１４】
本実施形態では、蠕動単位ユニット（２ａ１、２ａ２、２ａ３）により縦列ユニットＡ、蠕動単位ユニット（２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３）により縦列ユニットＢ、蠕動単位ユニット（２ｃ１、２ｃ２、２ｃ３）により縦列ユニットＣ、蠕動単位ユニット（２ｄ１、２ｄ２、２ｄ３）により縦列ユニットＤ、蠕動単位ユニット（２ｅ１、２ｅ２、２ｅ３）により横列ユニットＥ、蠕動単位ユニット（２ｆ１、２ｆ２、２ｆ３）により横列ユニットＦ、蠕動単位ユニット（２ｇ１、２ｇ２、２ｇ３）により横列ユニットＧ、蠕動単位ユニット（２ｈ１、２ｈ２、２ｈ３）により横列ユニットＨを、各々構成している。本実施形態において、各列ユニットは、各々、３つの蠕動単位ユニットから構成しているが、蠕動単位ユニット数は３つ以上の任意の数とすることができる。
【００１５】
本実施形態では、蠕動単位ユニット間は柔軟なフランジ３により連結されている。その他の実施形態として、蠕動単位ユニット間を柔軟な十字パイプや蝶番で連結することもできる。このように、蠕動単位ユニット間を柔軟な部材で連結することにより、蠕動運動ロボット１を折りたたんでコンパクトにして、投入口の小さい空間内へも投入可能としている。更に、連結部材にばねを組み込むことにより、折りたたんだ蠕動運動ロボットをばねの力で元のサイズに復元させる構造とすることもできる。
【００１６】
蠕動単位ユニット２は、天然ゴムをチューブ状に成形し、該ゴム膜内の軸方向にマイクロカーボン層を内包した構造を有している。該マイクロカーボン層は数μｍレベルの細さを持つカーボンロービング繊維をシート状にしたもので、該ゴム膜の変形に合わせて繊維層を広げることができる。各蠕動単位ユニット２には、空気供給チューブが接続されており、空気供給チューブを介して、各蠕動単位ユニット２内へ空気が供給される。
【００１７】
各蠕動単位ユニット２内へ空気が供給されると、ゴム膜は膨張するが、カーボンロービング繊維は殆ど伸びないため、該蠕動単位ユニット２は軸方向に拘束される。したがって、蠕動単位ユニット２内へ空気を供給することにより、蠕動単位ユニット２を径方向に膨張・軸方向に収縮させることができる。
【００１８】
以下、図２を参照して、蠕動運動ロボットの蠕動運動を説明する。
【００１９】
図２では、蠕動運動モデルとして、一列の列ユニットを使用して蠕動運動を説明しているが、本発明の蠕動運動ロボットにおいては、紙面上下方向の並進運動は、縦列ユニットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに同一パターンの蠕動運動を付与して行われ、紙面左右方向の並進運動は、横列ユニットＥＦＧＨに同一パターンの蠕動運動を付与して行われる。
【００２０】
図２（ａ）は初期状態（静止状態）で、同図の矢印の方向が進行方向で、進行方向側を下流、その反対側を上流側とする。
【００２１】
紙面左方向への並進運動を行う際には、まず、図２（ｂ）に示すように、最下流の蠕動単位ユニット２ａ１を膨張させる。この状態から、更に、図２（ｃ）に示すように、蠕動単位ユニット２ａ１に隣接する蠕動単位ユニット２ａ２を膨張させる。当該動作により、列ユニットが該収縮分前進する。
【００２２】
次に、図２（ｄ）に示すように、蠕動単位ユニット２ａ１を元の状態に戻した後、図２（ｅ）に示すように蠕動単位ユニット２ａ３を膨張させ、続いて、蠕動単位ユニット２ａ２を元の状態に戻すことにより列ユニットを軸方向に伸長する。これにより列ユニットが進行方向に更に前進する。本発明では、このような運動を蠕動運動という。
【００２３】
このように、蠕動運動ロボットの各蠕動単位ユニット２をミミズの体節と見立て、縦列ユニットあるいは横列ユニットに同一パターンのミミズの蠕動運動をモデルとする蠕動運動を付与することにより、蠕動運動ロボットを上下あるいは左右方向に並進運動させることができる。図３には、紙面上下方向の並進運動の例を示している。
【００２４】
更に、本実施形態の蠕動運動ロボットは、各蠕動単位ユニット２への空気供給量を制御することにより、隣接する列ユニットに反対方向あるいは速度差の異なる蠕動運動を付与することで、蠕動運動ロボットに回転運動をさせることもできる。以下、図４を参照して、本実施形態の蠕動運動ロボットを、紙面右方向に回転させる際の動きの一例を説明する。
【００２５】
図４（ａ）は初期状態で、上記機構により紙面上下左右方向への並進運動が可能である。蠕動運動ロボットに回転運動を付与する際には、まず、図４（ｂ）に示すように、蠕動単位ユニット２ｄ３を狭小空間で膨張させて固定する。
【００２６】
次に、図４（ｃ）に示すように、蠕動単位ユニット２ａ１を膨張させた上で、図４（ｄ）に示すように、蠕動単位ユニット２ａ２を膨張させたのち、図４（e）示すように、蠕動単位ユニット２ａ１の膨張を解除すると、蠕動運動ロボットに、紙面右方向の回転運動を付与することができる。続いて、図４（ｆ）に示すように、蠕動単位ユニット２ａ２を膨張させた状態で、蠕動単位ユニット２ａ３を膨張させ、その後、図４（ｇ）示すように、蠕動単位ユニット２ａ２の膨張を解除すると、蠕動運動ロボットを、更に紙面右方向の回転運動を付与することができる。
【００２７】
本発明の蠕動運動ロボットは、上記機構により、「平面同士（曲面も含む）で挟まれた狭小空間内」で自在に移動することができる。また、本発明の蠕動運動ロボットは、蠕動運動ロボットの上部は平面に接しない状態、即ち、通常の「平面上」でも、蠕動単位ユニット２を構成するゴム膜と平面との摩擦により、自在に移動することができる。
【００２８】
また、蝉動単位ユニットの内部に伸縮可能な内筒を設け、該ユニットを外筒、内筒の２重構造とし、その外筒と内筒の間に空気を供給することにより、該ユニットを蠕動運動可能な構成とした場合には、内筒で形成される空間内に「内視鏡」や「壁面かきとり手段」等を挿入することができる。その結果狭小空間内での様々な作業の効率化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  蠕動運動ロボット
２  蠕動単位ユニット
３  フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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