专利名称：管路内的行进装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及管路内的行进装置。更详细言之，是涉及用于在体腔内及配管内通过远距操作或自主地进行行进/停止，将各种传感器运送到患部及修理地点或将治疗药物等药剂及将要修补的修理地点的修补剂等运送并释放的管路内的行进装置。
背景技术：
专利文献1日本专利特开平6-114037号公报专利文献2日本专利特开平5-212093号公报专利文献3日本专利特开平7-289504号公报在专利文献1中，揭示了一种由沿着插入到体腔内的一条导丝行走的多个球囊组成的医疗用的球囊装置。此装置具有一个在球囊内夹着导丝的滚子，以及驱动这些滚子的微型电动机，通过驱动滚子转动，可以从导丝得到反力而使球囊行走。此外，在专利文献1中，也揭示了在与各个球囊对置的端部设置多对电磁铁，通过各个电磁铁的磁性吸力对各个球囊的角度进行远距操作。
在专利文献2中，揭示了一种具有前进行走脚和后退行走脚、使这些行走脚不停振动的双晶片振子和覆盖前进或后退任何一个行走脚的罩盖的医疗用球囊。这一装置可使前进用和后退用的行走脚在同时动作的同时，比如，通过利用罩盖将前进行走脚覆盖而只使后退行走脚有效动作而后退。同样，可以通过利用罩盖将后退行走脚覆盖而使其前进。
在专利文献3中，揭示了一种前后具有气球，以可以使其自由伸缩的波纹管连接的自行单元的球囊内窥镜装置。自行单元，比如，通过使前侧的气球膨胀固定于十二指肠等的内壁并使后侧的气球收缩而使波纹管收缩，可以使后侧的气球前进。接着通过使后侧的气球膨胀固定于内壁，使前侧的气球收缩而使波纹管伸张，可以使前侧的气球前进。于是，通过顺序反复操作这些一系列的工序，可以使其间歇地前进。另外，通过以相反的顺序使上述一系列的工序进行，也可以使自行单元后退。
发明内容
专利文献1的球囊装置，因为利用导丝可得到行走的反力，不会加力于体腔的内壁。然而，对于行进路径，必须预先使导丝通过。因此，导丝的插入很麻烦，并且，在途中改变行进路径时，必须再次使导丝通过。
专利文献2的医疗用球囊，使前进行走脚和后退行走脚不停动作，进行方向的改变，只要选择以罩盖覆盖任何一个行走脚就可以。然而，利用罩盖塞住振动的行走脚的操作是很麻烦的，特别是改变罩盖的位置的操作就更为麻烦。
专利文献3的球囊内窥镜的自行单元，可以利用气球及波纹管的膨胀/收缩的远距操作既可以前进，也可以后退。可是，在对这些气球及波纹管进行空气及液体的注入/排出需要时间，并且因为要确保管路，操作很麻烦。另外，上述任何装置制造很小都是困难的，应用于直径小的管状脏器及配管的装置尚未实用化。
发明内容本发明的技术课题及目的是提供一种行进/停止的切换容易，只要利用电气布线就可以进行行进和停止的远距操作，并且即使在直径小的管路内也容易操作的管路内的行进装置。
本发明的管路内的行进装置的实施方式1(权利要求1)的特征在于其构成包括将大于等于3个磁铁元件在磁力线方向连接起来的内侧的磁铁列；设置成为可分别向着其内侧的磁铁列的磁铁元件的外侧自由滑动的外侧的磁铁元件列；对上述内侧的磁铁元件和与其相对应的外侧的磁铁元件组的磁极以相同相位或相反相位进行操作的切换装置；以及用来按照预先决定的程序对各组的切换装置进行控制的控制装置。
在这种管路内的行进装置中，上述内侧的磁铁元件之间为互相柔性连接是优选(权利要求2)。
另外，上述切换装置，在对应的磁铁元件组之中，是由在至少一个中设置的电磁铁和选择该电磁铁的磁极的配电器构成是优选(权利要求3)。
本发明的管路内的行进装置的实施方式2(权利要求4)的特征在于其构成包括将大于等于3个电磁铁列连接起来的磁铁列；引导该磁铁列自由滑动的导向部件；以及用来按照预先决定的程序对各个电磁铁的磁极进行控制的配电器装置。
在这种管路内的行进装置的实施方式2中，上述导向部件是可以在电磁铁的中心自由滑动通过的线条体，任何一个电磁铁都受到该线条体阻止优选(权利要求5)。
另外，上述线条体为柔性是优选(权利要求6)。
在这种管路内行进路的实施方式1中，上述控制装置由对每个切换装置配置的控制单元；以及向末端的磁铁元件组的控制单元指示行进状态的操控单元构成；上述磁铁元件组的控制单元具有接收行进状态的命令的接收单元；将从该接收单元得到的行进状态的命令及成为控制对象的磁铁元件的磁极的信息作为自变量，利用上述程序对磁极进行运算的运算单元；以及在切换装置依照该运算单元对磁极进行切换之后将行进状态的命令发送到下一个磁极元件组的控制单元的发送单元；上述接收单元及发送单元，从末端的磁极元件组向前端或从前端的磁极元件组向末端顺序传达行进状态的命令是优选(实施方式7)。
在这种管路内行进路的实施方式2中，上述配电器具有对每个电磁铁进行配置的用来依照决定的程序控制该电磁铁的磁极的控制单元；以及向末端的配电器的控制单元指示行进状态的操控单元；上述电磁铁的控制单元，具有接收行进状态的命令的接收单元；将从该接收单元得到的行进状态的命令及成为控制对象的磁铁元件的磁极的信息作为自变量，利用上述程序对磁极进行运算而对磁极进行控制的运算单元；以及在该运算单元对磁极进行控制之后将行进状态的命令发送到下一个电磁铁的控制单元的发送单元；上述接收单元及发送单元，从末端的电磁铁的前端或从前端的电磁铁向末端顺序传达行进状态的命令是优选(实施方式8)。
本发明的管路内的行进装置的实施方式3(权利要求9)的构成包括大于等于3个分段；连接这些分段的连接装置；驱动上述连接装置以使这些分段相对剩余的分段相对移动的驱动装置；以及控制该驱动装置的控制装置；上述控制装置由设置在各个分段上的控制单元；以及向末端的控制单元指示行进状态的操控单元构成；上述控制单元具有接收行进状态的命令的接收单元；将从该接收单元得到的行进状态的命令及成为控制对象的驱动装置的状态的信息作为自变量，利用运算表对成为上述控制对象的驱动装置的状态进行运算，操作成为上述控制对象的驱动装置的运算单元；以及在该运算单元对驱动装置进行控制之后将行进状态的命令发送到另外的驱动装置的控制单元的发送单元；各个接收单元及发送单元，从末端的驱动装置向前端或从前端的驱动装置向末端顺序传达行进状态的命令，上述移动的分段的管路内的固定力比上述剩余的分段的固定力为小是优选。
在这种管内行进装置中，上述连接装置是将分段连接成为以直线形状自由伸缩的伸缩连接装置；上述驱动装置是驱动连接伸缩装置的伸缩驱动装置(权利要求10)。
另外，上述进行伸缩驱动的装置，可以使各个分段相对剩余的分段选择向前或向后移动是优选(权利要求11)。
此外，上述伸缩驱动装置，是从一端的分段向另端的分段顺序移动的装置是优选(权利要求12)。
本发明的行进装置的实施方式1(权利要求1)，基本上是通过使构成内侧磁铁列的磁铁元件和其外侧的磁铁元件的磁极相位相反而在两者之间产生吸引力，通过使其成为相位相同而互相排斥，并且通过使这些吸引和排斥交互切换在轴向上往复驱动作为整体得到行进驱动力。比如，在开始时整体上处于相位相反，各磁铁元件间互相吸引，列中的各磁铁元件收拢。接着，在整体上处于相位相同时，因为外侧的磁铁元件受到管路的内壁的阻力，内侧的磁铁元件列一齐向一方移动，在互相分离的位置互相吸引。
接着，在使前头的内侧的磁铁元件和外侧的磁铁元件的磁极相位相反时，前头的外侧的磁铁元件移动而向相对应的内侧的磁铁元件收拢，其他多个第2磁铁元件将停留在原来的位置。结果在前头的外侧的磁铁元件和其他大于等于2个的外侧的磁铁元件之间相对移动，但因为就对管路的内壁的阻力而言，其他外侧的磁铁元件整体阻力比只由前头的外侧的磁铁元件产生的阻力大，所以只是前头外侧的磁铁元件移动。
接着，在只使第2号的外侧的磁铁元件和与其相对应的内侧的磁铁元件的相位切换为相反相位时，与前述相同，只有外侧的磁铁元件移动。这样一来，就可以顺序地使外侧的磁铁元件每一个移动而使整个在先进方向上移动而恢复最初的状态。所以，在反复进行上述循环时，就可以以蠕动运动状态使其整体行进。另外，变成相位相反的顺序也不一定是从前头顺序进行，既可以从末尾顺序切换，也可以随机地进行。
另外，也可以与上述相反，在开始时从前头顺序(或随机)地每次使一个变成相同相位，最后使整个变成相反相位。
在上述内侧的磁铁元件互相间是柔性连接时(权利要求2)，作为一个整体成为像念珠样的柔性结构，即使是曲折弯曲的管路也可以很容易地行进。
另外，在上述的切换装置是由在相对应的磁铁元件组之中对至少一个设置的电磁铁及选择该电磁铁的磁极的配电器构成时(权利要求3)，通过利用配电器对一个电磁铁的磁极进行切换，可以使另一个磁铁元件成为相反相位。结果，容易进行远距控制。另外，也可以使内侧的磁铁元件为电磁铁，而外侧的磁铁元件为永久磁铁，反之，也可以使外侧的磁铁元件为电磁铁，而内侧的磁铁元件为永久磁铁。此外，也可以使内侧的磁铁元件和外侧的磁铁元件两者都是电磁铁。
在本发明的实施方式2中(权利要求4)，纵向排列的磁铁列是电磁铁，通过使这些电磁铁的磁极成为相同相位或相反相位，可以施加使其互相接近或分离的力。结果，与上述场合一样，可以每次一个顺序地向行进方向的前侧挪动，作为整体行进。
在上述导向部件是可以以电磁铁为中心自由滑动通过的线条体，任何一个电磁铁都受到该线条体阻止的场合(权利要求5)，可以使电磁铁列以简单的结构连接成为一体，可以使整体形成紧凑结构。在此场合，在采用柔性线条体时(权利要求6)，因为将各电磁铁连接成为像念珠样的柔性结构，即使是曲折弯曲的管路也很容易地行进。
在这种管内行进装置的实施方式1中，在上述控制装置由对每个切换装置配置的控制单元；以及向末端的磁铁元件组的控制单元指示行进状态的操控单元构成；上述磁铁元件组的控制单元具有接收行进状态的命令的接收单元；将从该接收单元得到的行进状态的命令及成为控制对象的磁铁元件的磁极的信息作为自变量，利用上述程序对磁极进行运算的运算单元；以及在切换装置依照该运算单元对磁极进行切换之后将行进状态的命令发送到下一个磁极元件组的控制单元的发送单元；上述接收单元及发送单元，从末端的磁极元件组向前端或从前端的磁极元件组向末端顺序传达行进状态的命令的场合(实施方式7)，由于各个切换装置是利用专用的控制单元进行控制，因为控制单元和切换装置或操控单元的距离可以减小，不大会发生通信时间延迟的问题。此外，由于运算分散到各个控制单元，与全部集中于控制单元进行控制的场合相比较，控制的周期可以减小。因此，因为对命令的应答迅捷，即使在直径小的管路内操作也很容易。
另外，由于可以做到程序通用化，可削减制造成本和提高维护效率。此外，由于程序通用化可使通信功能及其他功能检查等容易进行。于是，在各磁铁元件破损及延长或缩短长度时，可以像积木组合一样简单地进行取下或连接。
此外，在这种管内行进路的实施方式2中，在上述配电器具有对每个电磁铁进行配置的用来依照决定的程序控制该电磁铁的磁极的控制单元；以及向末端的配电器的控制单元指示行进状态的操控单元；上述电磁铁的控制单元，具有接收行进状态的命令的接收单元；将从该接收单元得到的行进状态的命令及成为控制对象的磁铁元件的磁极的信息作为自变量，利用上述程序对磁极进行运算而对磁极进行控制的运算单元；以及在该运算单元对磁极进行控制之后将行进状态的命令发送到下一个电磁铁的控制单元的发送单元；上述接收单元及发送单元，从末端的电磁铁的前端或从前端的电磁铁向末端顺序传达行进状态的命令的场合(实施方式8)，与上述一样，因为对命令的应答迅捷，即使在直径小的管路内操作也很容易。
本发明的管内的行进装置的实施方式3(权利要求9)，由于各个连接装置是利用专用的控制单元进行控制，因为控制单元和切换装置或操控单元的距离可以减小，不大会发生通信时间延迟的问题。此外，由于运算分散到各个控制单元，与全部集中于控制单元进行控制的场合相比较，控制的周期可以减小。因此，因为对命令的应答迅捷，即使在直径小的管路内操作也很容易。
在这种管内行进装置中，上述连接装置是将分段连接成为以直线形状自由伸缩的伸缩连接装置；上述驱动装置是驱动连接伸缩装置的伸缩驱动装置(权利要求10)的场合，可利用伸缩连接装置使各分段的间隔伸缩。在使数个分段的行进方向一侧的间隔缩短和/或后退方向一侧的间隔伸长时，在该数个分段和管路内的固定力比剩余的分段的固定力小时，上述数个分段可以相对上述剩余的分段在管路的行进方向上前进。
即使是只能前进不能后退的行进装置，使其在管路内穿行等根据使用用途也会是有效的，但可以前进/后退的行进装置使用方便。在上述进行伸缩驱动的装置，可以使各个分段相对剩余的分段选择向前或向后移动的场合(权利要求11)，就具有这种后退功能。这种装置的后退动作的作用，与上述的前进动作的场合一样。于是，通过使前进和后退组合，即使是在管路内走过头也可以返回。结果定位很容易。另外，不能穿过的管路，比如，就是前端堵塞的管路也可以行进。并且，因为在后端具有动力用或通信用的缆线或导丝等场合，对于在一个方向上不能穿过，但可以后退的行进装置，可以返回到使其进入的入口侧，可以设置这种缆线等。
此外，在上述伸缩驱动装置，是从一端的分段向另端的分段顺序移动的装置的场合(权利要求12)，首先利用伸缩驱动装置，使前端的分段和与其相连接的第2号的分段的间隔伸开。这样一来，利用固定力的差只使前头的分段在行进方向上滑动移动。之后，前端的分段和第2号的分段的间隔收缩，并且第2号的分段和与其相连接的第3号的分段的间隔伸展。这样，第2号分段滑动移动靠近前端的分段侧。此外，通过对第3号分段也进行与上述第2号同样的操作，第3号的分段，向第2号分段侧靠近。在将这一操作一直顺序地进行到后端的分段为止之后，再次将前端的分段和第2号的分段的间隔伸展，使前端的分段在行进方向上移动。通过断续地进行这样的操作，就可以在管路内前进。
图1为示出本发明的行进装置的实施方式1的剖面图。
图2为示出该行进装置的动作步骤的一实施方式的工序图。
图3为示出本发明的行进装置和另一实施方式的动作步骤的工序图。
图4为示出本发明的实施方式2的动作步骤的工序图。
图5a为示出第2行进装置的控制的概略流程图，图5b为示出控制装置的概略图。
图6a及图6b分别为示出本发明的行进装置的实施方式3的前进状态及后退状态的模式图。
图7为实施方式3的行进装置的控制的概略框图(A+分散控制)。
图8a为示出实施方式3的行进装置的中间的分段的侧面剖面图，图8b为图8a的一部分的剖面斜面图。
图9a及图9b分别为示出本发明的行进装置的实施方式4的前进状态及后退状态的模式图。
图10a为其行进装置的臂分段的纵剖图，图10b为沿着图10a的I-I线的剖面图。
图11a及图11b分别示出其臂分段的动作的概略工序图。
图12为示出图9的行进装置的复位动作的概略工序图。
图13为示出其行进装置的前进动作的概略工序图。
图14a和图14b是表示图13行进装置另一实施例的概略图。
图14c是是图14b所示行进装置的部分斜面图。
附图标记说明10行进装置11导向框12、13插塞14条杆15第1绕组16第2绕组17第3绕组18空洞19第1永久磁铁20第2永久磁铁21第3永久磁铁22导线沟23固定突起24环状突起25背磁轭26行进装置30行进装置
31导向轴32第1电磁铁33第2电磁铁34第3电磁铁40动作单元41操控单元42机械单元43驱动器44切换装置45控制单元46接收单元47运算单元48发送单元49电动机50螺栓51螺母52球部53承窝54位置传感器55壳套56磁铁57连接具60行进装置61a首部侧的端部分段61b尾部侧的端部分段61c接触开关61d操控器62a首部侧的臂分段62b尾部侧的臂分段
63a首部侧的驱动分段63b尾部侧的驱动分段64电线65壳体66臂66a第1臂66b第2臂67a树脂铰链67b安装单元67c螺钉68凸轮69销钉70压臂71长孔72行进装置73减速机74伸缩部76驱动轴77小齿轮78行星齿轮79内齿轮80托架81螺母部件82第1驱动轴84推力缓冲85推力轴承86球窝接头86a承窝86b球部
87第2驱动轴A分段B分段C分段D分段H首部单元T尾部单元M电动机具体实施方式
下面参照附图对本发明的行进装置的实施方式进行说明。图1为示出本发明的行进装置的实施方式1的剖面图，图2为示出该行进装置的动作步骤的一实施方式的工序图，图3为示出本发明的行进装置和另一实施方式的动作步骤的工序图，图4为示出本发明的实施方式2的动作步骤的工序图，图5a为示出第2行进装置的控制的概略流程图，图5b为示出控制装置的概略图，图6a及图6b分别为示出本发明的行进装置的实施方式3的前进状态及后退状态的模式图，图7为实施方式3的行进装置的控制的概略框图，图8a为示出实施方式3的行进装置的中间的分段的侧面剖面图，图8b为图8a的一部分的剖面斜面图，图9a及图9b分别为示出本发明的行进装置的实施方式4的前进状态及后退状态的模式图，图10a为其行进装置的臂分段的纵剖图，图10b为沿着图10a的I-I线的剖面图，图11a及图11b分别示出其臂分段的动作的概略工序图，图12为示出图9的行进装置的复位动作的概略工序图，图13为示出其行进装置的前进动作的概略工序图。图14a和图14b是表示图13行进装置另一实施例的概略图，图14c是是图14b所示行进装置的部分斜面图。
图1示出的行进装置10，具有圆筒状的导向框11；塞住其导向框的两端开口部的盖子或插塞12、13；以及由这些插塞12、13在两端支持配置于导向框11的中心的条杆14。在导向框11内，包围或横跨条杆14分别以规定间隔阻止环状的第1绕组15、第2绕组16及第3绕组17。另外，符号18的部分是空洞。但是中间也可以是实的。在导向框11的外周，设置有可以自由滑动的第1永久磁铁19、第2永久磁铁20及第3永久磁铁21。
在上述导向框11的后端部内周，设置有后端侧的插塞13不能穿过的阻止的阻止突起23，在外周上以大致相等间隔设置用来限制永久磁铁19、20、21的移动范围的环状突起24。在此实施方式中，在永久磁铁19、20、21向前方移动受到环状突起24阻止时，在分别与相对应的绕组15、16、17对置的位置设定环状突起24的位置。另外，在向后方移动受到环状突起24阻止时，永久磁铁19、20、21的前端近边与绕组15、16、17的后端近边相对应。
在此实施方式中，是以一条环状突起24兼作前侧的永久磁铁和后侧的永久磁铁的停止器，也可以设置两条环状突起24分别作为各个永久磁铁的停止器。在将导向框11构成为柔性结构时，比如，可以使两条环状突起之间分离以折皱部分连接。于是，在对应的位置，使条杆14分离采用柔性连接或采用柔性导丝或软线代替条杆。另外，环状突起24，如下所述，也可以省略。
上述插塞13通过粘结或螺旋夹等方式固定。在插塞13中可配置电池及控制电路或内置填充药剂等并在规定位置释放的容器。数个环状突起24，在永久磁铁19、20、21安装之后，通过粘结等方式固定。导向框11，使用磁力线容易通过并且其本身难以磁化的材料，比如铝、不锈钢、合成树脂、橡胶等非磁性材料，是优选。
上述条杆14，担负形成绕组15、16、17的磁路的电枢的作用，可由低碳钢丝、低碳钢绞线、纯铁等材料构成。但是，如上所述，也可以采用线材等柔性材料。作为柔性材料，可以使用由金属绞线构成的线材、由合成树脂纤维绞合的线材、合成树脂性软线或条带等。
上述绕组15、16、17，可以采用将绝缘线卷绕在环状的芯材的周围的通常的绕组而构成电磁铁。在各个绕组的周围，设置用来使导线通过的导线沟22。在本实施方式中是使用3个绕组15、16、17，但也可以采用4个或大于等于4个绕组。在该场合，在导向框11的外周也设置相同数目的永久磁铁19、20、21。
上述各个永久磁铁19、20、21，既可以整个是永久磁铁，也可以是在环的内周粘结永久磁铁片。磁极的方向是在轴心方向上的磁力线的朝向方向，在图1的场合行进方向的前端侧是S极，末尾侧是N极。不过磁化的方向相反也可以。另外，3个永久磁铁19～21的磁极的取向也可以不一致。作为永久磁铁，优选是由钕系、铁淦氧系、铝铁镍钴永磁合金系等磁力强的材料构成。另外，在图1的实施方式中，在环状的永久磁铁的外周设置纯铁等的后磁轭25以使永久磁铁的磁力线不会外漏。
对上述导向框11的大小没有特别的限制，比如，在通过血管内部的场合，可使用直径0.2～2mm、长度5～20mm左右的导向框11。在通过食道及小肠的场合和通过大肠的场合可分别使用直径3～8mm、长度10～30mm及直径5～10mm长度20～40mm的导向框11。另外，在通过配水管及空气导管的场合可使用适合各自的内径的大小。上述绕组15、16、17分别与另外的电线连接，经用于选择极性的开关与配置于导向框11内的电池连接。另外，也可以经电线与外部的配电器等连接。
下面参照图2对以上述方式构成的行进装置10的绕组15、16、17的通电控制方法及作用予以说明。开始时，对绕组15、16、17整体通电使其前侧为N极后侧为S极。结果，与绕组15、16、17相对应的永久磁铁19、20、21的极性变成相反的相位，在对应的永久磁铁19、20、21和绕组的电磁铁之间互相吸引(第1步骤S1)。
接着，通过切换通电的方向使绕组整体前侧为S极后侧为N极，使永久磁铁与绕组变成相同的相位(第2步骤S2)。结果，永久磁铁和绕组互相排斥而互相分开。然而，如图1所示，因为各个永久磁铁19、20、21的前端受到环状突起24的阻止，永久磁铁19、20、21整体相对导向框11向后方移动。此时，因为永久磁铁19、20、21的外周面受到管路的内壁的阻力，结果由于该反力的作用，通过导向框11一体化的绕组15～17整体一齐向前方移动，在对于永久磁铁向前方偏离的位置绕组的N极和永久磁铁的S极互相吸引。
接着，只使前头的第1绕组15的磁极反转，变成与第1永久磁铁19的相位相反的相位(第3步骤S3)。结果前头的第1永久磁铁19移动到与第1绕组15对齐，另外的第2永久磁铁20及第3永久磁铁21停留在原来的位置。结果第1永久磁铁19在相对其他永久磁铁20、21的离开的方向上移动。然而，因为对于管路的内壁而言，第2永久磁铁20和第3永久磁铁21合计的阻力比只由第1永久磁铁19产生的阻力大，所以只有第1永久磁铁19向前方移动。此时，去掉第1永久磁铁19的行进装置10的整体质量远大于第1永久磁铁19的质量这一点也有助于只使第1永久磁铁19移动。
接着，在使第2号的第2绕组16的磁极反转时(第4步骤S4)，与上述一样，只使与第2绕组16相对应的第2永久磁铁20前进。此外，在使第3绕组17的磁极反转时，可只使第3永久磁铁21前进(第5步骤S5)。结果，返回到第1步骤S1的状态。为了控制对这种绕组15、16、17的通电的方向，优选是将微型计算机等收入导向框11内或在外部设置计算机，直接控制通到各绕组的电力线的电流的方向。
在绕组和永久磁铁组大于等于4组时，如上所述，使绕组的磁极顺序反转，可使相对应的永久磁铁前进。绕组和永久磁铁组越多，要使一个移动的永久磁铁和管路内壁的阻力和其他停留的永久磁铁的阻力之差变大，上述的作用就更可靠。另外，在绕组和永久磁铁组大于等于6组时，可以将每3组作为一个集合，使其一同动作。就是说，将第1号绕组、第4号绕组、第7号绕组…作为集合使其一齐反转，将第2号绕组、第5号绕组、第8号绕组…作为集合，将第3号绕组、第6号绕组、第9号绕组…作为集合使其一齐动作。这样一来，一个循环的时间缩短。
如上所述，将从第1步骤S1到第4步骤S4为止(第5步骤S5与第1步骤相同)作为一个循环，通过按着箭头J1的顺序重复，就可以使行进装置10前进。另外，在从第2步骤S2转移到第3步骤S3，从第3步骤S3转移到第4步骤S4等等时，在因为只使一个永久磁铁前进是根据该永久磁铁和管路壁的摩擦力比其他永久磁铁的摩擦力的合计为小，由于管路壁的不规则性等等，要移动一个永久磁铁的摩擦力特别大的场合，有可能反过来向后退。也可以设想那种场合，使永久磁铁的表面前进的方向的摩擦力小，后退方向的摩擦力小的构成。比如，可以考虑在向后移动时，在管路壁上设置阻止突起或植入向后突出的植毛等后退防止对策。
在设置将电力送到行进装置10的电力线及用来控制绕组列的磁极的控制线的场合，在使其前进的行进装置10后退时或从管路拔出时，可以拖拉这些电力线及控制线。电力线及控制线可以从行进装置10的后端部(图1的右端)伸出。但是，在弯曲的管路内行进时，或在采用电池及无线通信等而不使用地理学及控制线的场合，通过利用与后述相反的步骤向绕组通电，也可以使行进装置10本身后退。就是说，通过按着箭头J2的顺序进行从图2的第5步骤S5向着第1步骤S1的操作。
就是说，从图2的第5步骤S5的状态首先使第3绕组17的磁极反转，如虚线箭头所示，使第3永久磁铁21后退(第4步骤S4，参照虚线箭头)，接着使第2绕组16的磁极反转而使第2永久磁铁20后退(第3步骤S3)，接着使第1绕组的磁极反转而使第1永久磁铁19后退(第2步骤S2)，最后使绕组全体的磁极一齐反转而使导向框11后退(第1步骤S1)，通过这一系列动作可以返回到原来的第5步骤S5的状态。这样，因为图1的行进装置10，按着图2的箭头J1方向的顺序操作时，就前进，而在按着箭头J2方向的顺序操作时，就后退，所以除了作为前进专用的装置使用之外，也可以用作进行前进或后退的装置。这样，在不仅前进而且也后退的场合，优选是不设置上述的防止后退的阻止突起及植毛或采用可以切换前进和后退作用的构成。
在图1及图2的实施方式中说明的是向图的左侧行进是前进，而向右侧行进是后退，但也可以相反向图的左侧行进是后退，而向右侧行进是前进。在此场合，电力线及控制线从图1的左侧伸出。
在上述实施方式中，是在中心侧和外侧分别配置绕组和永久磁铁，但也可以如图3所示的行进装置26这样，在中心侧配置永久磁铁19、20、21，在外侧配置绕组15、16、17。图3为示出该场合的绕组的磁极的方向切换的步骤及其进行的工序图。在图3的行进装置中，只使内侧和外侧相反，因为实质上与图2的场合相同，详细说明予以省略。
在图1的行进装置10中，在导向框11的外周上设置环状突起24以限制永久磁铁的反方向移动，这一点，如前所述，是为了在从图2的第1步骤S1转移到第2步骤S2时，由于反作用力而不使绕组15～17向后移动之故。所以，比如，在各绕组15、16、17的前后设置辅助绕组等等，设置用来决定永久磁铁19、20、21的初始移动方向的辅助装置时，也可以省略环状突起24。
在上述实施方式中，是利用内侧和外侧的磁铁元件之间的吸引或排斥作用，前后相对移动，结果前进的，但也可以如图4所示，利用磁铁元件之间的轴向的吸引力及排斥力。图4的行进装置30，具有导向轴31及设置在该导向轴的周围可以自由移动的电磁铁32、33、34。在导向轴31上设置有限制电磁铁32～34的移动范围的停止器35。另外，第1电磁铁32与导向轴31连接成为一体移动。导向轴31可以使用具有挠性的导丝等等，但也可以使用具有刚性的条杆或管子等等。图4的符号36是向电磁铁32、33、34通电的电力线36。
在此行进装置30中，首先，将磁极的方向进行交互设定而使前后邻接的电磁铁之间互相排斥。就是说，在此实施方式中，在开始的第1步骤S1中，第1电磁铁32的前端为S极，后端为N极，第2电磁铁33的前端为N极，后端为S极，而第3电磁铁34的前端为S极，后端为N极。
从此状态，首先使第3电磁铁34的磁极反转，使前端成为N极，后端成为S极(第2步骤S2)。结果，第2电磁铁33的后端的S极和第3电磁铁34的前端的N极相吸引，与图2的场合一样，第3电磁铁34前进。
接着，使第2电磁铁33的磁极反转，使前端成为S极，后端成为N极(第3步骤S3)。结果，第1电磁铁32的后端的N极和第2电磁铁33的前端的S极相吸引的同时，第2电磁铁33的后端的N极与第3电磁铁34的前端的N极排斥，第2电磁铁33前进。
接着，使第1电磁铁32的磁极反转，使前端成为N极，后端成为S极(第4步骤S4)。结果，第1电磁铁32的后端的S极和第2电磁铁33的前端的S极互相排斥，第1电磁铁32的后端的S极与第2电磁铁33的前端的S极互相排斥，第1电磁铁32与导向轴31一起前进。在此状态下，除了磁极的方向相反之外，与第1步骤S1一样。此外，从此状态，与第1步骤S1、第2步骤S2、第3步骤S3大致相同，通过顺序切换第3电磁铁34、第2电磁铁33、第1电磁铁32的磁极的方向，返回到与第1步骤S1完全相同的状态。
在使行进装置30后退的场合，从第4步骤S4向着第1步骤S1以与上述相反的顺序对电磁铁32、33、34的电极的方向进行切换。不过也可以做成前进专用的行进装置。在此场合，在电磁铁的周围设置上述后退防止用的阻止突起或实施植毛是优选。
另外，在图4的行进装置30中，将导向轴31固定于第1电磁铁32上，而其他电磁铁可在轴向上自由移动，也可以将第2电磁铁33或第3电磁铁34固定于导向轴31上而使其他的电磁铁成为自由的。为了使电磁铁的磁极反转，与图1的行进装置10一样，可以使构成电磁铁的绕组的通电方向变成相反。
在上述实施方式中，作为利用远距操作对磁铁元件的磁极的方向进行变换的装置，采用的是电磁铁、可使该电磁铁的绕组的电流的方向改变的配电器等等，但也可以将配电器收纳于导向框内，只从外部对前进/OFF(或前进/OFF/后退)的信号进行切换。另外，也可以采用在壳套内收纳可以自由转动的永久磁铁代替电磁铁的同时，可以对该永久磁铁的转动角度进行远距操作的构成。
下面，图5a为示出实施方式2的行进装置的控制的概略框图。在图5a中，将配置于行进装置30内进行行进或后退的多个电磁铁(动作单元40)和对该动作单元40发布行进状态的命令的操控单元41简化示出。上述3个动作单元40，各个大致相同，是以与操控单元41相连接的作为末端的动作单元40，以配置于前端的作为前端的动作单元40，而以配置于这些末端和前端之间的剩余的动作单元作为之间的动作单元40。
另外，行进装置30由3个动作单元40构成，不过通过增加中间的动作单元40的个数，还可以延伸。
在各个动作单元40中设置有作为驱动各个动作单元40的部分的机械单元42和作为控制机械单元42的动作的部分的驱动器43。上述机械单元42，在行进装置30的场合，相当于在各个电磁铁中设置的绕组。另外，在行进装置10或26的场合，一组对应的内侧及外侧的绕组及磁铁相当。
如图5b所示，上述驱动器43，由为了使上述电磁铁的磁极反转而使电流方向反转的切换装置44和按着预先决定的程序对该切换装置44机械控制的控制单元45构成(参照图5b)。
上述操控单元41与末端的动作单元40相连接，只向该动作单元40给予行进状态的指示。操控单元41指示的行进状态，可以使用只指示前进和停止；只指示后退和停止或指示前进、后退及停止的行进状态。
另外，除了指示行进装置的停止之外，也可以在原样不变的状态下只指示使动作临时停止的待机命令。
上述控制单元45的构成包括用来在接收作为控制对象的自己的电磁铁的磁极信息的同时，接收邻接的其他动作单元40的控制单元45或操控单元41发出的行进状态的命令的接收单元46；根据从该接收单元46得到的磁极信息及行进状态的命令利用上述程序对磁极进行运算的运算单元47；以及用来在切换装置44按着该运算单元47对磁极进行操作之后，向下一个动作单元40的控制单元45发送行进状态的命令的发送单元48。
下面对行进装置30行进的情况予以说明。首先，各个动作单元40，如图4所示，处于与后侧的停止器35顶接的后退状态或与前侧的停止器35顶接的前进状态中的任何一个的状态。于是，对该状态，可利用设置于各个动作单元40中的光电传感器、限位开关或霍尔IC等的后述的位置传感器54(参照图5b)检测，并将该位置信息传递到驱动器43的接收单元46。
首先，由操控单元41将向行进装置30发出的前进或后退的命令传递到末端的动作单元40的接收单元46。该接收单元46，将前进或后退的命令传递到运算单元47。在该运算单元47中，利用位置传感器54产生的位置信息和上述前进或后退的命令，对本身的动作进行运算。比如，在由位置传感器54检测到后退状态并且由操控单元41指示前进命令的场合，利用切换装置44使机械单元42动作而前进。另一方面，在由位置传感器54检测到前进状态并且由操控单元41指示前进命令的场合，不使机械单元42动作。此处，在使上述机械单元42在前进状态中动作时，在位置传感器54检测到其前进状态的完成之后，从发送单元48向配置于邻接的前方的中间的动作单元40发送前进的命令。另一方面，在不使末端的机械单元42动作时，按着原样不变，从发送单元48向配置于邻接的前方的中间的动作单元40发送前进的命令。各个动作单元40的这种动作模式，利用由操控单元41的前进或后退命令和利用该时的位置传感器54产生的位置信息制作的控制表(程序)进行控制。
上述中间的动作单元40，以接收从末端的动作单元40发出的前进或后退的命令作为契机开始动作。因为该中间的动作单元40，在从末端的动作单元40接收到前进或后退的信号之后，一直到向前端的动作单元40发送前进或后退的命令为止，与上述的末端的动作单元40相同，所以其说明省略。
与上述的中间的动作单元40一样，前端的动作单元40，以从中间的动作单元40接收到前进或后退的命令作为契机，开始动作。于是，前端的动作单元40，再次将前进或后退的命令发送到中间的动作单元40，这次信号从前端向末端传递。
另外，各个动作单元40，也可利用由在和其他动作单元40之间的各个电磁铁的磁极的信息以规定的周期互相交换而得到的磁极信息和本身磁极的信息生成的运算表，求出下面如何动作。在此场合，各个动作单元40，与自己的磁极的信息和自己的标识号(地址)一起，发送到其他的动作单元40。
另外，各个动作单元40，是以前进或后退命令作为动作的契机，但也可以接收来自邻接的前方或后方的动作单元40的磁极信息或来自位置传感器54的检测信号并据之以开始动作。
在停止上述行进装置30的场合，将来自操控单元41的停止信号发送到末端的动作单元40，并将该停止信号顺序地一直传递到前端的动作单元40。另外，在各个动作单元40的电力是由操控单元41带来时，通过切断从操控单元41通到动作单元40的电力，可以使行进装置30停止。
此外，此时在可以保持停止时的各个电磁铁的磁化状态时，则可以防止在再次接通电源时意料之外的行进装置动作。
另外，在上述行进装置10、26(参照图2及图3)的场合也可以采用与上述同样的控制方法。在此场合，在前进或后退的动作开始时必需使全部磁极改变的工序(参照图2及图3的S2)。在该工序S2中，来自操控单元41的前进或后退的命令，按照原样不变传递到全部动作单元40。于是，利用各个位置传感器54，检测外侧的电磁铁和内侧的电磁铁互相离开或互相接近。在这些电磁铁互相离开时，使磁极反转而互相接近。另一方面，在接近时，可以什么都不做。这种初始动作，可在上述控制单元45中另外设置初始动作用的控制表。
这样，因为进装置30的各个动作单元40，为了由专用的驱动器43进行控制，驱动器43和机械单元42或操控单元41的距离可以减小，所以不大会发生通信时间延迟的问题。此外，由于运算分散到各个驱动器43，与对全部驱动器43进行集中控制的场合相比较，控制的周期可以减小。因此，因为对命令的应答迅捷，即使在直径小的管路内操作也很容易。
另外，上面说明的是以这种方式作为机械单元42使磁极变化而动作的情况，下面对利用伸缩部使动作单元40之间伸展或收缩的情况进行说明。下面对利用这种伸缩部的行进装置的实施例3进行详述。
在图6a中示出的行进装置60，由4个分段(动作单元40)形成。从左侧顺次分别是分段A、分段B、分段C及分段D。这些分段由伸缩部74(伸缩连接装置)连接成为可以自由伸缩的直线形状。上述伸缩部74，相当于图5a的机械单元42。在此图中，各分段之间相接的部分示出伸缩部74收缩的状态，并以横线图示伸展的情况。另外，从后端的分段D连接用来供给使伸缩部74伸缩的电力的电线64或用来向分段发送前进或后退命令的通信线等等。另外，在此实施例中，与这4个分段的管路内的阻止力互相大致相等。此外，各个伸缩部74，由设置在与该伸缩部74的后方相连接的分段中的驱动器43控制，该伸缩状态由设置于各个分段中的位置传感器54检测(参照图5b)。另外，上述伸缩部74，与图5a的机械单元42相当。
分段的材质，根据所使用的管路内的内面的材质适时决定，特别是在管路是人及动物等的体内的场合，优选是由不锈钢及钛等金属材料形成，特别是使用钛等更为优选。并且，使各个分段间的间隔伸缩的伸缩部74，也可以利用电动机等等，只要是呈现与上述的磁铁、音圈电动机或水压、油压缸等同样的作用的装置即可。
下面利用图6a对这样形成的行进装置60的行进的情况予以说明。首先，存在从全部伸缩部74收缩的起始状态(S1)起使配置在前端的分段A和与其相连接的分段B之间的伸缩部74ab伸展而展宽分段A及B的间隔的工序(S2)。在此实施例中，因为在各个分段的管路内的阻止力大致相同，与分段的管路内的阻止力由分段的数目决定。就是说，因为在此工序S2中，在分段A的管路内的阻止力比剩余的3个分段的阻止力小，所以分段A在管路内向着图中的箭头F侧行进。
接着，存在使分段A和分段B之间的伸缩部74ab收缩而使配置在分段B和分段C之间的伸缩部74bc伸展的工序(S3)。在此工序S3中，分段B，与分段A的间隔收缩并且与分段C的间隔展宽。结果，由于与管路内的阻止力的差，使得向分段A侧靠近。经过与分段B的场合同样的工序S4，分段C也向管路内的箭头F侧移动(工序S4)。最后，配置在分段D和分段C之间的伸缩部74cd的间隔收缩，使分段D向着箭头F侧移动而靠近分段C(S5)。工序到S5结束再返回S1，通过重复进行，此行进装置60在管路内在箭头F方向上行进。
在图7中示出行进装置60的控制的框图。在该框图中示出的行进装置60，与上述行进装置30一样，是由多个动作单元40(分段)形成的。于是，该行进装置60，由前端的分段A(前端的动作单元40)、末端的分段D(末端的动作单元40)以及在这些前端和末端之间的分段B及C(中间动作单元40、40)构成。
另外，在分段B、C及D中分别设置驱动器43。因为该驱动器43，与上述行进装置30的场合一样(参照图5b)，对同一部分赋予相同的符号，而说明省略。
于是，伸缩部74ab、74bc及74cd，从各个分段B、C及D延伸，由设置在各个分段中的驱动器43进行控制。这些伸缩部74，相当于图5a的机械单元42，利用配置在驱动器43中的切换装置44动作。
返回到图7。由于在末端的分段D的后方未配置分段，即使是可以利用分段D的伸缩部74cd“伸展”而推压前方的分段C，但不会从后方受到推压。因此，在自身前进的场合，必须使分段D的伸缩部74cd“收缩”。另外，前端的分段A可以通过后方的分段B的伸缩部74ab“伸展”或“收缩”而动作。因此，在行进装置60的前端的分段A上不承载驱动器43及机械单元42。
另一方面，之间的分段C，在受到后方的分段D的伸缩部74cd的“伸展”推压的同时必须使自身的伸缩部74bc“收缩”。因此，分段D的伸缩部74cd和分段C的伸缩部74bc必须协同动作。也可以说在分段C的伸缩部74bc和分段B的伸缩部74ab之间也一样。
为了上述协同动作，行进装置60的各个分段的驱动器43向前后邻接的其他分段的驱动器43发送由位置传感器54得到的自身的伸缩部74的伸缩状态(伸展状态、收缩状态)并接收其他驱动器43的伸缩部74的伸缩信息。
下面利用图7及图5a对这样构成的行进装置60的场合的控制流程进行说明。从操控单元41向分段D的接收单元46(参照图5b)传递前进或后退的命令。另外，从分段D的位置传感器54传递分段D的伸缩部74cd的伸缩状态。此外，从前方的分段C传递分段C的伸缩部74bc伸缩状态。接着，这些传递的信息发送到分段D的运算单元47。于是，利用这些信息及表示与其相对应的分段D的伸缩部74cd的伸缩状态的控制表(程序)进行运算。该运算的结果，比如是分段D的“伸展伸缩部74cd”、“收缩伸缩部74cd”或“什么都不做”等等。
在上述结果是“什么都不做”的场合，分段D将伸缩部74cd的伸缩状态的信息和发自操控单元41的前进或后退命令从分段分段D48(参照图5b)发送到前方的分段C。也可以预先将发自该操控单元41的前进或后退命令，在操控单元41的动作的初期阶段，从末端的分段D顺序地传递到全部分段。
因为上述运算结果，在分段D的“伸展伸缩部74cd”的场合，与前方的分段C协同动作，从分段D的发送单元48将“伸展伸缩部74cd”发送到分段C。于是，分段C，在得到“伸展伸缩部74cd”的信息时，就“收缩”自身的伸缩部74bc而与分段D协同动作。
分段D，在利用位置传感器54检测伸缩部74cd动作的结束时，将分段D的伸缩部74cd“延伸”和从操控单元41发出的前进或后退命令由发送单元48传递到分段C的接收单元46。
分段C的接收单元46，与上述的分段D大致一样动作。就是说，分段C，接收分段C的伸缩部74bc的伸缩状态，前后邻接的分段B、D的伸缩部74ab、74cd的伸缩状态，以及由分段D发送的前进或后退命令。于是，这些信息传递到分段C的运算单元47，利用分段C用的控制表进行运算。在此场合也与上述一样，在使自身的伸缩部74bc“伸展”的场合，必须与前方的分段B协同动作。另一方面，在“什么都不做”的场合，使伸缩部74bc保持原样不动作，将伸缩部74bc的伸缩状态及前进或后退命令发送到分段B。
这样，在顺序动作一直到分段B时，这次从前端向末端的分段C与前进的场合一样地动作。另外，在停止动作的场合，如前所述，可切断供给分段的电力。于是，在再次接通电源时，可以保持停止时的伸缩部74的伸缩状态。
另外，各个分段在邻接的分段之间互相交换伸缩信息，但各个分段也可以得到自身以外的其他分段的伸缩信息。在此场合，对每个分段赋予标识用的地址等等，并且与该地址一起传递伸缩信息等等。于是，各个分段的驱动器43，从这些信息求出对应的伸缩部74的收缩动作。此时，为使邻接的伸缩部74协同动作，可以使各个分段利用规定的周期的同步信号，在同一定时动作。
在使这一行进装置60后退时，如图6b所示，从后端的分段D起向着箭头R侧顺序地一直到分段A以与方才相反的步骤从S1’起动作而变成S2’、S3’、S4’、S5’。于是，在S5’的动作结束后，通过再次从S1’开始的方式重复工序而使行进装置60在管路内向着箭头R侧行进。
另外，在后退的场合，也与上述一样，利用控制表对各个分段的动作进行控制。
另外，在此实施例中，是由4个驱动分段构成，但分段的个数也可以是，比如，5或10个串联进行上述的行进动作。在此场合，由于可以通过使在各工序每一个之中移动的分段数改变而使管路内的阻止力改变，可以与在管路内部的阻止力的变化相对应。另外，也可以在一个行进装置内，在一个工序中同时使多个分段移动，并且也可以在一个工序内设置多个行进地点。另外，也可以安装用来使管路内对各个分段的阻止力加大的阻止用臂等等，在此场合，由于分段的阻止力增加，分段的个数及重量等可以减小，所以可以成为更小的使用方便的装置。
另外，因为相邻的分段可以利用信号线连接，信号线的条数可以减少。此外，在增加分段的场合，因为中间的分段C、D可以使用通用的程序动作，所以可以很容易延伸。于是，在出现故障时，可以利用其他分段的驱动器补全故障分段，也可以只更换故障部分。
此外，在分段的动作变得复杂时，可以设置可以将数种分段的动作模式预先存储于存储媒体等等之中，可根据管路内的状况及行进速度等的需要，执行上述模式的控制装置，并且，可以与各种管路内相对应。这样一来，如上所述，即使与各个分段的管路内的阻止力不是大致相等，通过将各个分段的阻止力存储于上述存储媒体等等，也可以由控制单元对此行进装置进行控制使其可以可靠地动作。另外，在此存储单元中，也可以将上次的行进数据等等进行存储并将其再现。
在图8a及图8b中示出上述行进装置60的实施例。在图8a及图8b中，示出中间的分段C或D。因为该分段D与其他分段共通的地方很多，在说明分段D时，对其他分段的说明予以省略。上述分段D，由机械单元42及控制该机械单元42的驱动器43构成。机械单元42，配置于弯折成为コ字形状的板状部件的壳套55的内侧，在该壳套55的上表面上安装板状的基板(驱动器43)。另外，在该板状的驱动器43的一端安装位置传感器54(磁性传感器)，感知磁力的部分从壳套55的外周面越过开口端突出到外侧。
上述机械单元42(伸缩部74)，由电动机49、在该电动机49的轴上安装的螺栓50、与该螺栓50螺合在螺栓50上转动的同时在轴方向(前进或后退方向)上移动的螺母51构成。上述电动机49，在其后端部分与壳套55的底面以螺栓及螺母组成的连接具57固定。该连接具57的螺栓上安装有球窝接头的承窝53。
另外，在上述螺母51上套上可以与其外周嵌合的圆筒状的磁铁56。该圆筒状的磁铁56的中央附近以带状形式磁化成为S极。在该带状的S极的左右磁化成为带状的N极。
另外，在螺母51的前端部分上设置有球窝接头的球部52，容纳在前方的分段B的壳套55的底面附近安装的承窝53的内部并连接成为可以自由转动。该球窝接头53的球部52和承窝53之间，附加摩擦阻力以使在螺栓50转动时螺母51不转动。
下面对这样构成的行进装置60的动作情形予以说明。首先，上述电动机49动作。于是，螺栓50转动，与该螺栓50螺合的螺母51在转动的同时在轴方向上移动。这样一来，利用球部52推压前方的分段B。
另外，上述圆筒状的磁铁56，为了与螺母51一起在螺栓50上在轴方向上移动，位置传感器54捕抓该磁极的变化，检测伸缩部74的动作的结束。
图9a示出的行进装置72由首部单元H和由接头86以可以自由活动的方式连接的尾部单元T构成。首部单元H，由从图9a的左侧起顺序排列的首部侧的端部分段61a、与该端部分段61a相连接可以自由伸缩的首部侧的臂分段62a(前端的动作单元40)以及与该臂分段62a以伸缩自由方式连接的首部侧的驱动分段63a(中间的动作单元40)构成。
上述尾部单元T，由接头86将首部侧的驱动分段63a以可以自由活动的方式连接的尾部侧的驱动分段63b(中间的动作单元40)、与该驱动分段63b相连接可以自由伸缩的尾部侧的臂分段62b(末端的动作单元40)以及与该臂分段62a以伸缩自由方式连接的尾部侧的端部分段61a构成。从尾部侧的端部分段61b延伸出向上述驱动分段和驱动单元供电或将来自操控单元41(参照图7)的前进或后退命令进行发送的信号线等的电线64。在行进装置72前进时，后述的前进用的第1臂66a从臂分段62a、62b突出(参照图9a)，在后退时，后退用的第2臂66b从同样的臂分段62a、62b突出(参照图9b)。
在图10a中示出的上述端部分段61a，由设置于其前端部分上的接触开关61c及该接触开关的操控器61d构成，检测到管路内的空端，自动停止等等。此外，在操控器61d的基础上设置球窝接头86的承窝86a，与安装在从后述的臂分段62延伸的第1驱动轴82的前端的球部86b以自由活动的方式相连接。
上述臂分段62a由筒状的壳体65、安装在该壳体65上的外周上的臂66和在右侧用来和上述驱动分段63相连接的球窝接头86构成。上述臂66，比如，由具有在图10a的左侧转动的支点(铰链)、前端伸向右侧的第1臂66a；具有在图10a的右侧转动的支点(铰链)、伸向左侧的第2臂66b以及驱动这些臂的开闭的机构。
各个臂采用共用的结构，比如，使用其材质具有柔软性和适度的刚性，对人体影响少的金属，比如，不锈钢等，特别是钛，为优选。在此实施方式中，臂由合成树脂成形，在臂的基部将树脂铰链67a以弯折自由的方式连接到安装单元67b，将该安装单元以螺钉67c固定于壳体65。
在图10a中，第1臂66a和第2臂66b分别只各示出一条，但如图10b所示，第1臂66a在圆周上以相等间隔设置3条，并在其间设置3条第2臂66b。另外，臂的条数并不限定于此，也可以是设置各一条，各两条，或大于等于各四条，第1臂66a和第2臂66b的条数也可以不同。
在上述臂66的基部，内向突出设置有将内面侧制作成为锥面的凸轮68。于是，该凸轮68，与在壳体65的内面上以可以自由滑动的方式设置的筒状的压臂70上形成的长孔71嵌合。
在上述壳体65的内部，收纳有电动机M、减速机73及将转动变换为收缩的螺钉式的伸缩部74。在电动机M的驱动轴76上固定小齿轮(太阳轮)77，在其周围配置3个与小齿轮77啮合的3个行星齿轮78，在其外侧配置与这些行星齿轮78啮合的内齿轮(齿圈)79。内齿轮79相对壳体65固定。行星齿轮78，以自由转动方式支持在托架80上。所以，此减速机73，成为使小齿轮77成为输入单元，托架80成为输出单元的行星齿轮减速机。
上述伸缩部74(机械单元42)，由作为上述托架80的延长部分的螺母部件81和与该螺母部件81螺合的第1驱动轴82构成。在该第1驱动轴82的左侧的前端，上述的球窝接头86的球部86b固定。于是，该球部86b和上述端部分段61a在直径方向上与销钉69相连接。该销钉的两端以自由转动方式与上述压臂70相连接。上述内齿轮79的延长部形成圆筒状，在其延长部和螺母部件81之间夹着推力缓冲84。在该推力缓冲84的轴方向的一方的端部和托架80之间，以及在另一端部和推力缓冲84之间，夹着各个推力轴承85、85，承受螺母部件81的轴方向的载荷。
上述驱动分段63，通过使第2驱动轴87与在上述臂分段62的右侧端部设置的球窝接头86螺合而连接。此驱动分段63a，只是未设置臂66及驱动该臂66开闭的机构，即压臂70等，其他部分与前述的臂分段相同。就是说，因为作为使驱动轴伸缩的机构的电动机M、减速机73及伸缩部74与臂分段相同，详细说明省略。
另外，在臂分段62及驱动分段63中，为了控制各个伸缩部74，设置如上述图5b所示的驱动器43和用来检测各个位置信息的位置传感器54。
首部单元H侧的驱动分段63a的反对侧的端部，与尾部单元T侧的驱动分段63b由球窝接头86直接，即不经过驱动轴，连接。于是，该驱动分段63b的后部侧，与前述一样，以顺序与臂分段62b、端部分段61b相连接(参照图9a、图9b)。
下面参照图10a、图11a及图11b对这样形成的臂分段62的动作状态进行说明。首先，从图10a的状态使电动机M转动时，通过电动机的驱动轴76的驱动使小齿轮77转动。该小齿轮77的转动，传递到与内齿轮79啮合的行星齿轮78，使保持该行星齿轮78自由转动(自转)的托架80转动(公转)。在托架80转动时，螺母部件81转动，将与该螺母部件81螺合的第1驱动轴(螺钉轴)82向左侧推压。此时，作为推压第1驱动轴82时的反力，将托架80压回的力，由上述推力轴承85承受而使托架80的转动平滑。
在第1驱动轴82向左侧压出时，与其相连接的压臂70也向左侧动作。结果，长孔71的端部将第1臂66a及第2臂66b的凸轮68分别压向左侧。在第1臂66a中，因为凸轮从右侧压住，以铰链为中心在图11a的箭头R1方向上动作。反之，设置在下侧的第2臂66b的凸轮68的锥面由长孔71的右侧的侧壁压向左侧，以铰链为中心在箭头L1的方向上动作，前端侧打开。在第1驱动轴82向右侧返回时，如图11b所示，以与上述相反的步骤动作，此时第1臂66a打开，第2臂66b闭合。
上述驱动分段63a，不具有设置于臂分段62a上的臂66和压臂70，但实质上与臂分段62a相同，具有图10a的电动机M、行星齿轮减速机73及螺钉式的伸缩部74及球窝接头86，通过电动机的转动使螺钉轴伸缩。因此详细说明省略。首部侧的驱动分段63a和尾部侧的驱动分段63b，是使前后的臂分段62a、62b的间隔伸缩驱动的部分，并且将首部单元H和尾部单元T以活动自由的方式连接，实现在弯曲的管路内平滑进行的角色。
下面对使这样形成的行进装置72行进的情况进行说明。图12示出用来使行进装置72为行进做准备的复位动作。在图12的第1工序S1中，示出在首部侧第1驱动轴82及第2驱动轴87都处于伸展的状态。另一方面，在尾部侧第1驱动轴82是拉回的状态，第2驱动轴87是伸展状态。从这一状态，如同处于第2工序S2中，首部侧的臂分段62a使第1驱动轴82进行驱动将尾部侧的端部分段61a拉近。此时，第1臂66a打开。接着，如第3工序S3所示，在从尾部侧的臂分段62b推出第1驱动轴82时，将尾部侧的端部分段61b推出，第1臂66a打开。
通过这样的操作，担负前进方向的动作的第1臂66a打开。接着，首部侧和尾部侧的驱动分段63a、63b，驱动第2驱动轴87使其转动而收回到内部，如第4工序S4，将各个臂分段62a、62b拉近。这一系列的动作是在本实施方式中向首部侧行进的场合的复位动作。
另外，在要向首部侧行进(后退)的场合，在使上述复位动作在首部H和尾部T进行相反时，成为用来打开后退用的第2臂66b后退的复位动作。
下面利用图13对这样复位的行进装置72的行进动作的进行说明。图13所示的概略工序图示出前进的场合。首先，从图12所示的前进的复位动作业已进行的状态，如图13的第1工序S1所示，首部驱动分段63a将首部臂分段62a压出。此时，从臂分段62b伸展的第1臂66a，通过踏在管路的内壁，利用其反力将首部侧的臂分段62a压出。
之后，在首部侧的驱动分段63a将首部侧的臂分段62a拉近的同时，尾部侧的驱动分段63b压出尾部侧的臂分段62b。此时也是通过从尾部侧的臂分段62b伸展的第1臂66a的踏出，利用反力两个驱动分段63a、63b向首部侧移动。于是，如在第3工序S3中所示，尾部侧的驱动分段63b将尾部侧的臂分段62b拉回，再次返回第1工序S1的状态。此时，相反，通过踏在首部侧的臂分段62a的第1臂66a的前端，支持尾部侧的驱动分段63b的拉回的反力。
通过反复进行这样的工序，行进装置72整体前进。在后退时，在进行用于上述后退的复位动作之后，将上述工序在首部单元H和尾部单元T侧反过来进行。上述操作的各分段的电动机M的正转/反转/停止的操作，可经图9的电线64从管路的外部进行。另外，在利用无线通信的场合，不需要电线。
在上述实施方式中，在首部侧的驱动分段63a的前部设置端部分段61a，而在尾部侧的驱动分段63b的后部设置端部分段61b，并且即使不设置这些端部分段61a、61b，也可以进行前进/后退的动作。另外，首部侧的驱动分段63a和尾部侧的驱动分段63b，即使省略一方，也可以使其前进及后退。但是，通过以球窝接头86连接两个驱动分段63a、63b，可使弯曲部的行进平滑。
另外，也可以省略驱动分段63a、63b，在一个分段上设置前进用及后退用的臂。在此场合，由于分段的长度变长，在分离的同时，互相以接头连接在弯曲部行进平滑，所以是优选。
在上述实施例中，作为支持管路内部的装置，采用了以臂段62a、62b扩展出的臂66a、66b。
但是，图14a所示的行进装置88，邻接的分段(动作单元40)之间由细长的平板状部件89连接，由此起支持管路内的作用。行进装置88通过使细长的平板状部件89曲折或弯曲，从伸展状态(图14a)向收缩状态(图14b)转移。该细长的平板状部件89的动作使行进装置扩径。这样，由此弯曲的细长平板状部件89的顶点部分挤压管路内，使行进装置88接触管路内部，从而就可对其支持。
作为该细长平板状的部件89的实施例，如图14c所示，可在分段40的外周端部上等间隔地配置4个细长平板状部件89，连接相邻的分段40。
所述细长平板状部件89的材质具有例如柔软性和适度的刚性，可以采用对人体影响小的不锈钢，更好的是钛或钛合金。
权利要求
1.一种管路内的行进装置，其构成包括将大于等于3个磁铁元件在磁力线方向连接起来的内侧的磁铁列；设置成为可分别向着其内侧的磁铁列的磁铁元件的外侧自由滑动的外侧的磁铁元件列；对上述内侧的磁铁元件和与其相对应的外侧的磁铁元件组的磁极以相同相位或相反相位进行操作的切换装置；以及用来按照预先决定的程序对各组的切换装置进行控制的控制装置。
2.如权利要求1所述的行进装置，其中上述内侧的磁铁元件之间为互相柔性连接。
3.如权利要求1所述的管路内的行进装置，其中上述切换装置，在对应的磁铁元件组之中，是由在至少一个中设置的电磁铁和选择该电磁铁的磁极的配电器构成。
4.一种管路内的行进装置，其构成包括将大于等于3个电磁铁列连接起来的磁铁列；引导该磁铁列自由滑动的导向部件；以及用来按照预先决定的程序对各个电磁铁的磁极进行控制的配电器装置。
5.如权利要求4所述的行进装置，其中上述导向部件是可以在电磁铁的中心自由滑动通过的线条体，任何一个电磁铁都受到该线条体阻止。
6.如权利要求5所述的行进装置，其中上述线条体为柔性。
7.如权利要求1、2或3中任何一项所述的行进装置，其中由上述控制装置由对每个切换装置配置的控制单元；以及向末端的磁铁元件组的控制单元指示行进状态的操控单元构成；上述磁铁元件组的控制单元具有接收行进状态的命令的接收单元；将从该接收单元得到的行进状态的命令及成为控制对象的磁铁元件的磁极的信息作为自变量，利用上述程序对磁极进行运算的运算单元；以及在切换装置依照该运算单元对磁极进行切换之后将行进状态的命令发送到下一个磁极元件组的控制单元的发送单元；上述接收单元及发送单元，从末端的磁极元件组向前端或从前端的磁极元件组向末端顺序传达行进状态的命令。
8.如权利要求4、5或6中任何一项所述的行进装置，其中由上述配电器具有对每个电磁铁进行配置的用来依照决定的程序控制该电磁铁的磁极的控制单元；以及向末端的配电器的控制单元指示行进状态的操控单元；上述电磁铁的控制单元，具有接收行进状态的命令的接收单元；将从该接收单元得到的行进状态的命令及成为控制对象的磁铁元件的磁极的信息作为自变量，利用上述程序对磁极进行运算而对磁极进行控制的运算单元；以及在该运算单元对磁极进行控制之后将行进状态的命令发送到下一个电磁铁的控制单元的发送单元；上述接收单元及发送单元，从末端的电磁铁的前端或从前端的电磁铁向末端顺序传达行进状态的命令
9.一种管路内的行进装置，其构成包括大于等于3个分段；连接这些分段的连接装置；驱动上述连接装置以使这些分段相对剩余的分段相对移动的驱动装置；以及控制该驱动装置的控制装置；该控制装置由设置在各个分段上的控制单元；以及向末端的控制单元指示行进状态的操控单元构成；上述控制单元具有接收行进状态的命令的接收单元；将从该接收单元得到的行进状态的命令及成为控制对象的驱动装置的状态的信息作为自变量，利用运算表对成为上述控制对象的驱动装置的状态进行运算，操作成为上述控制对象的驱动装置的运算单元；以及在该运算单元对驱动装置进行控制之后将行进状态的命令发送到另外的驱动装置的控制单元的发送单元；各个接收单元及发送单元，从末端的驱动装置向前端或从前端的驱动装置向末端顺序传达行进状态的命令，上述移动的分段的管路内的固定力比上述剩余的分段的固定力为小。
10.如权利要求9所述的行进装置，其中上述连接装置是将分段连接成为以直线形状自由伸缩的伸缩连接装置；上述驱动装置是驱动连接伸缩装置的伸缩驱动装置
11.如权利要求10所述的管路内的行进装置，其中述进行伸缩驱动的装置，可以使各个分段相对剩余的分段选择向前或向后移动。
12.如权利要求11或12中所述的管路内的行进装置，其中上述伸缩驱动装置，是从一端的分段向另端的分段顺序移动的装置。
全文摘要
本发明可提供一种行进/停止的切换容易，只要利用电气布线就可以进行行进和停止的远距操作，并且即使在直径小的管路内也容易操作的管路内的行进装置。本发明的管路内的行进装置(10)的构成包括将大于等于3个绕组(15)、(16)、(17)的列在磁力线方向进行柔性连接容纳的导向框(11)；在该导向框的外周上以可以在轴方向上自由移动的方式设置的环状的永久磁铁(19)、(20)、(21)，选择绕组的通电方式并按着预先决定的程序进行控制的计算机等的选择装置。
文档编号A61M1/00GK1714738SQ20051008116
公开日2006年1月4日 申请日期2005年6月29日 优先权日2004年6月29日
发明者寺浦实, 铃木和博 申请人:日本缆绳系统株式会社