本发明涉及一种吸附于壁面的吸附装置。
背景技术：
以往，作为用于进行建筑物的检查的移动装置，公知有行走于壁面的机器人。作为这种机器人，提案有通过设置于主体上的吸附装置吸附于壁面从而能够在壁面上行走的机器人，作为其吸附方式，有通过推进器向壁面的推压、通过真空泵或风扇的减压吸附、通过磁力的吸附、或使用静电力或分子间力的向壁面的吸附等。
当在桥梁的桥墩、箱形梁、建筑物外壁等的建筑物的壁面、即，在如混凝土那样的绝缘物体上吸附并稳定地使机器人移动时，在上述的吸附方式中，通过真空泵或风扇的减压吸附是有效的。该减压吸附是通过将在机器人和吸附对象的壁面间界定出的空间的空气向外部排出而使空间减压，通过该空间内的气压和大气压之间的压差使机器人吸附于壁面。
作为通过这样的减压吸附行走于壁面上的装置，是在车辆的左右两侧具有各一类型的驱动行走手段的行走车辆，公知的是包括由刚性或半刚性材料形成的承压主体、与承压主体及行走面进行协动并规定减压区的隔开壁、以及用于从减压区排出流体并使减压区内减压的减压生成部的行走车辆(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2000-62659号公报
但是，在减压吸附中，作为吸附对象的壁面上多数情况下存在有间隙或凹凸等，对于这样的壁面，吸附力极度降低而不能稳定地吸附于壁面。针对对此，虽然以包围在吸附时被减压的减压空间的方式，通过刚度低的材料形成与壁面接触的隔开部，由此能够应对凹凸，但有隔开部被向减压空间吸入而不能稳定地吸附的问题。
技术实现要素：
本发明是为解决上述的问题点而开发出来，以提供能够更稳定地吸附于壁面上的吸附装置为目的。
为解决上述的问题，本实施例所涉及的吸附装置是界定与壁面之间成负压的减压空间并吸附于所述壁面的吸附装置，包括：基台，是与所述壁面相向地从该壁面分离而设置的基台，并与减压该基台和所述壁面之间形成的所述减压空间的减压装置连接；第一隔开部，设置于所述基台的边缘，通过弹性部件形成所述减压空间的外围壁中的所述基台侧部分；第二隔开部，设置于所述第一隔开部的所述壁面侧，通过弹性部件形成所述减压空间的外围壁中的所述壁面侧部分以使该壁面侧的一端部与所述壁面接触；第一限制部件，通过具有比所述第二隔开部高的刚度的部件形成与所述第二隔开部对应的框状，设置于所述第二隔开部以限制由于所述减压空间为负压而使所述第二隔开部的所述基台侧的另一端部被吸入所述减压空间而变形。
根据本发明，能够更稳定地吸附于壁面。
附图说明
图1是表示第一实施例所涉及的移动装置的构成的立体图；
图2是表示第一实施例所涉及的吸附装置的构成的立体图；
图3是表示第一隔开部的构成的立体图；
图4是表示隔开部的构成的截面图；
图5是表示第二隔开部的构成的立体图；
图6是表示限制部件的构成的立体图；
图7是表示第一隔开部和第二隔开部的连结的截面图；
图8是表示通过凹部的隔开部的截面图；
图9是表示通过凸部的隔开部的截面图；
图10是表示第二实施例所涉及的隔开部的构成的立体图；
图11是表示横梁部件的构成的截面图；
图12是表示第三实施例所涉及的隔开部的构成的截面图；
图13是表示第四实施例所涉及的隔开部的构成的截面图；
图14是表示第五实施例所涉及的吸附装置的构成的立体图；以及
图15是表示第六实施例所涉及的隔开部的截面图。
附图标记说明
10吸附装置11基台
12第一隔开部13第二隔开部
14减压装置16限制部件(第一限制部件)
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
＜第一实施例＞
(移动装置的构成)
关于本实施例所涉及的移动装置的构成进行说明。图1是表示本实施例所涉及的移动装置的构成的立体图。
如图1所示，本实施例所涉及的移动装置1包括吸附装置10和行走装置20。行走装置20包括主体部21和两个车轮22a、22b，两个车轮22a、22b分别通过轴向平行且轴心位置一致的旋转轴221a、221b可旋转地设置于主体部21上。需要说明的是，在该行走装置20中包括使旋转轴221a、221b旋转驱动的驱动装置，但在图1中示出省略了驱动装置的移动装置1。根据该行走装置20，移动装置1通过两个车轮22a、22b围绕旋转轴221a、221b旋转而能够行走于壁面。
需要说明的是，在以下的说明中，将移动装置1的前进方向称为前后方向，将旋转轴221a、221b的轴向称为侧向，将与前后方向及侧向正交的方向、即在作为两个车轮22a、22b的接地面的壁面的面内方向上大致垂直的方向称为垂直方向。此外，将该垂直方向中的接地面侧称为下侧，将其相反方向一侧称为上侧。此外，将前后方向及侧向作为在垂直方向上正交的方向而总称为正交方向。
在行走装置20的主体部21上，吸附装置10以位于主体部21的下方的方式被安装，通过行走装置20以吸附装置10吸附于壁面上的状态行走，移动装置1能够在壁面移动。
(吸附装置的构成)
关于本实施例所涉及的吸附装置的构成进行说明。图2是表示本实施例所涉及的吸附装置的构成的立体图。
如图2所示，吸附装置10包括基台11、第一隔开部12、第二隔开部13及减压装置14，通过基台11、第一隔开部12及第二隔开部13与壁面协动而在垂直方向上界定形成为规定大小的减压空间，吸附装置10构成为通过减压装置14使减压空间减压成为负压而能够吸附于壁面。
基台11是隔着减压空间与壁面在垂直方向上相向地分离而设置的、并从上方封闭减压空间的部件，包括在正交方向上延伸的大致水平的板上的底面部110、及在经过该底面部110的边缘的整个区域上连续形成，从边缘向上方延伸的外围壁部111，而且，作为整体形成为上方开口的箱状。在底面部110上形成连通减压空间和外部的排气孔(未图示)，并设置减压装置14以使通过该排气孔使减压空间内减压。在外围壁部111上形成有以在侧向上相互对置的方式设置、并分别向上方延伸的两个安装部112a、112b，通过两个安装部112a、112b，吸附装置10被安装于行走装置20上。
第一隔开部12和第二隔开部13是构成隔开部的部件，该隔开部从正交方向连续于四周、即从前后方向及侧向包围减压空间并将减压空间与外部隔开，第一隔开部12以包围外围壁部111的方式连结于外围壁部111上，第二隔开部13连结于第一隔开部12的下方。另外，第一隔开部12形成减压空间的外围壁中的基台11侧部分，第二隔开部13形成减压空间的外围壁中的壁面侧部分。
如上述那样，减压装置14，通过排气孔可使减压空间内减压地设置于基台11的底面部110。在本实施例中，减压装置14构成为排气风扇，但只要能够使减压空间减压则可以是任何装置，例如也可以构成为真空泵。
(第一隔开部的构成)
关于第一隔开部的构成进行说明。图3是表示第一隔开部的构成的立体图。图4是表示隔开部的构成的截面图。
如图3所示，第一隔开部12以将减压空间从正交方向连续于四周地包围的方式整体形成为框状，而且，如图4所示，横截面形成为上方开放的大致u字状。在这里，所谓横截面，意为将在第一隔开部12的前后方向或侧向上延伸的部分通过与其延伸方向正交的平面截断的面。第一隔开部12具有内壁部121、外壁部122、以及底壁部123，其中，所述内壁部121在正交方向内侧，在垂直方向上只延伸规定距离以将减压空间从正交方向包围；所述外壁部122在正交方向外侧，在垂直方向上只延伸规定距离以将内壁部121从正交方向包围；所述底壁部123在正交方向上延伸并将内壁部121和外壁部122在下方连接。另外，在本说明书中，所谓框状，意为环状的框状或矩形状的框状等的围上规定的空间的形状。
内壁部121、外壁部122及底壁部123通过将薄片状的弹性部件弯曲而被形成，在本实施例中，该弹性部件为形成为0.2mm厚的薄膜状的聚氨酯橡胶薄片。另外，第一隔开部12通过连结部件129被连结于基台11上。该连结部件129，如图3所示，整体地形成为框状的同时，如图4所示，截面形成为上方开口的大致u字状。
第一隔开部12，以内壁部121夹在连结部件129和基台11的外围壁部111之间，外壁部122夹在连结部件129和形成为长条的板状的连结板153(参照图2)之间的状态下，通过形成为圆筒状的隔离物20由螺栓15紧固。该螺栓15形成为圆筒状，一端形成头部152的同时，另一端形成螺丝部(未图示)，通过在该螺丝部上紧固螺母151而将外围壁部111和第一隔开部12连结。在该连结状态下，连结第一隔开部12和外围壁部111所涉及的各部件从正交方向外侧(在图4中的左侧)依次定位为头部152、连结板153、外壁部122、连结部件129、内壁部121、外围壁部111及螺母151。
根据这样的第一隔开部12，因为通过弹性部件形成所以能够使垂直方向的刚度降低，另外，因为内壁部121、外壁部122连结于基台11，所以正交方向的移动被限制，如图4所示，能够降低向减压空间d内过度吸入第一隔开部12，进而，能够防止第一隔开部12的、特别是其内壁部121的与减压空间d内配置的部件(未图示)的抵接。
(第二隔开部的构成)
关于第二隔开部的构成进行说明。图5是表示第二隔开部的构成的立体图。图6是表示限制部件的构成的立体图。图7是表示第一隔开部和第二隔开部的连结的截面图。
如图5所示，第二隔开部13与第一隔开部12同样，以从正交方向连续于四周地包围减压空间的方式整体地形成为框形，而且，如图4所示，其横截面形成为筒状。第二隔开部13具有内壁部131、外壁部132、底壁部133、以及上壁部134，其中，所述内壁部131在正交方向内侧延伸，以将减压空间从正交方向包围，所述外壁部132在正交方向外侧延伸，以从正交方向包围内壁部131，所述底壁部133将在正交方向上分离的内壁部131和外壁部132在下方连接，以及所述上壁部134将内壁部131和外壁部132在上方连接。
第二隔开部13的底壁部133形成为向下方突出的弯曲面，由此，能够使第二隔开部13的相对壁面的接地面积变狭，进而，能够在移动装置1的移动中降低施加到第二隔开部13的摩擦力。
内壁部131、外壁部132、底壁部133及上壁部134通过薄片状的弹性部件弯曲成筒状而被形成，在本实施例中，与第一隔开部12同样地，通过0.2mm厚的聚氨酯橡胶薄片形成。通过内壁部131、外壁部132、底壁部133、以及上壁部134界定的内部空间中，收纳如图6所示的限制部件16。
如图6所示，限制部件16，是整体地形成为能够收纳于第二隔开部13的内部空间的框体，并形成为具有与正交方向平行的平面的板状的部件，在其上面，以规定的间隔设置多个突出部161。多个突出部161分别被形成为向上方突出的圆柱状且其侧面上设置螺丝部。
在图7中，作为横截面，示出在限制部件16的前后方向或侧向上延伸的部分上，通过经由形成有突出部161的地方，与延伸方向正交的平面截断的面。如该图7所示，第一隔开部12和第二隔开部13的连结是通过以由限制部件16的突出部161使第二隔开部13的上壁部134和第一隔开部12的底壁部123从第二隔开部13的内部空间贯通，并在垫圈163和限制部件16之间夹着第一隔开部12的底壁部123和第二隔开部13的上壁部134的状态，在突出部161上紧固螺母162而实现。在这种连结状态下，第一隔开部12和第二隔开部13的连结所涉及的各部件，从上方向下方依次被定位为螺母162、垫圈163、底壁部123、上壁部134及限制部件16。
此外，第一隔开部12和第二隔开部13的连结也可以通过其他部件实现，限制部件16只要以限制第二隔开部13的向正交方向的移动的方式与第二隔开部13的上壁部134的至少一部分连结即可。因此，限制部件16通过至少比第二隔开部13刚度高的材料形成，为了减少移动装置1的重量，优选通过刚度高且轻量的材料形成。
根据这样的第二隔开部13，因为通过弹性部件形成，所以能够降低垂直方向的刚度，另外，在通过限制部件16限制第二隔开部13的正交方向的移动的同时，能够将第二隔开部13的固定位置定位于更下方，所以，如图4所示，能够减少向减压空间d内过度的吸入第二隔开部13，进而，能够防止第二隔开部13的底壁部133从壁面w分离而降低由吸附装置10产生的吸附力。
(隔开部的动作)
关于通过壁面的凹凸部分时的隔开部的动作进行说明。图8是表示通过凹部的隔开部的截面图。图9是表示通过凸部的隔开部的截面图。
如图8所示，当隔开部通过壁面w的凹部w1时，通过第一隔开部12及第二隔开部13的垂直方向的弹性力和负压，从而第一隔开部12、第二隔开部13以向下方伸展的方式变形且第二隔开部13的底壁部133与凹部w1抵接，并保持由吸附装置10产生的吸附力。
另外，如图9所示，当隔开部通过壁面w的凸部w2时，因与凸部w2对应而第一隔开部12、第二隔开部13在垂直方向上缩小，由此，移动装置1能够在保持着吸附装置10的吸附力的状态下跨越过凸部w2。
另外，这样一来，即使隔开部通过凹部w1或凸部w2而隔开部伸缩时，也能够通过基台11、限制部件16防止向减压空间过度吸入第一隔开部12、第二隔开部13。
＜第二实施例＞
关于第二实施例所涉及的吸附装置进行说明。图10是表示本实施例所涉及的隔开部的构成的立体图。图11是表示横梁部件的构成的截面图。
本实施例所涉及的吸附装置10a与第一实施例不同点是：还包括横梁部件17及包括对应横梁部件17而一部分变形的第一隔开部12a。如图10所示，该横梁部件17是长条的板状部件，以横穿减压空间的方式向正交方向的一个方向、优选前后方向或侧向延伸，该横梁部件17的一端在与规定的突出部161连结的同时，对于该规定的突出部161，在与横梁部件17的延伸方向相对置的突出部161上连结另一端。该横梁部件17与限制部件16同样地，通过至少比第二隔开部13刚度高的材料形成，优选通过刚度高且轻量的材料形成。
在图11中，作为横截面，示出在限制部件16的前后方向或侧向延伸的部分中，通过经由形成有连结横梁部件17的突出部161的地方，与延伸方向正交的平面截断的面。如该图11所示，在第一隔开部12a上形成插通部123a，所述插通部123a形成为使横梁部件17在正交方向上能够插通。该插通部123a在底壁部123，分别与连结横梁部件17的两端部的两个突出部161对应设置，与横梁部件17的垂直方向的厚度、宽度方向的宽度一致并在上方形成低洼的凹部。因此，第一隔开部12a在配置横梁部件17的部分中，底壁部123会形成的比其他部分高。
根据这样形成的插通部123a，与第二隔开部13的上壁部134协动，形成横梁部件17可插通的插通孔，在横梁部件17插过该插通孔的状态下，限制部件16和横梁部件17被连结。限制部件16和横梁部件17的连结是与第一隔开部12a和第二隔开部13的连结一起实现的，所述限制部件16和横梁部件17的连结通过在限制部件16的突出部161，使第二隔开部13的上壁部134、分别形成在横梁部件17的两端部上的连结孔171、以及第一隔开部12的底壁部123从第二隔开部13的内部空间贯通，并在垫圈163和限制部件16之间夹着底壁123、横梁部件17和上壁部134的状态下，在突出部161上紧固螺母162而实现。在该连结状态下，限制部件16和横梁部件17的连结、以及第一隔开部12和第二隔开部13的连结所涉及的各部件，从上方开始依次被定位为螺母162、垫圈163、底壁部123、横梁部件17、上壁部134及限制部件16。
这样，通过还设置横梁部件17能够提高限制部件16的刚度，进而，能够防止向减压空间过度的吸入第二隔开部13。需要说明的是，在本实施例中，虽然设置了一个横梁部件17，但也可以相互平行地设置多个横梁部件17。
＜第三实施例＞
关于第三实施例所涉及的吸附装置进行说明。图12是表示本实施例所涉及的隔开部的构成的截面图。
如图12所示，本实施例所涉及的吸附装置10b与第一实施例的不同点是：作为构成隔开部的部件还包括第三隔开部18、及与此对应包括两个限制部件16a、16b。该第三隔开部18以位于第一隔开部12和第二隔开部13之间的方式与第一隔开部12、第二隔开部13连结。第三隔开部18与第二隔开部13大致同样地，以从正交方向连续于四周，即从前后方向及侧向包围减压空间的方式整体地形成为框状的同时，其横截面形成为筒状。
具体地，第三隔开部18具有内壁部181、外壁部182、底壁183、以及上壁部184，其中，所述内壁部181在正交方向内侧延伸，以将减压空间从正交方向包围；所述外壁部182在正交方向外侧延伸，以将内壁部181从正交方向包围；所述底壁部183将在正交方向上分离的内壁部181和外壁部182在下方连接；以及所述上壁部184将内壁部181和外壁部182在上方连接。另外，第三隔开部18与第一隔开部12、第二隔开部13同样地通过0.2mm厚的聚氨酯橡胶薄片形成。
第三隔开部18，其底壁部183通过第二隔开部13的上壁部134和限制部件16a连结，其上壁部184通过第一隔开部12的底壁部123和限制部件16a连结。分别通过限制部件16a、16b连结的方法因为与通过第一实施例中的限制部件16的连结相同所以省略说明。
这样，通过在第一隔开部12和第二隔开部13之间设置第三隔开部18，能够使垂直方向的刚度进一步降低，进而能够降低移动装置1行走在凹部或凸部时的阻力。另外，第三隔开部18与第一隔开部12、第二隔开部13分别通过限制部件16a、16b连结，由此能够进一步提高横向的刚度，另外，能够分散向减压空间吸入隔开部而施加的力。
需要说明的是，在本实施例中，虽然设置了一个第三隔开部18，但也可以设置两个以上的第三隔开部18。
＜第四实施例＞
关于第四实施例所涉及的吸附装置进行说明。图13是表示本实施例所涉及的隔开部的构成的截面图。
如图13所示，本实施例所涉及的吸附装置10c与第一实施例的不同点是：在通过第一隔开部12、第二隔开部13形成的各自内部空间中填充填充部件19。在这里，如上所述，第二隔开部13的内部空间，是通过内壁部131、外壁部132、底壁部133及上壁部134界定的空间，第一隔开部12的内部空间是通过内壁部121、外壁部122、底壁部123、及连结部件129的底面界定的空间。
填充部件19是可分别填充于上述那样的内部空间的弹性部件，优选地，也可以为比第一隔开部12及第二隔开部13更具有弹性的部件，在本实施例中，作为填充部件19为在内部空间填充海绵而成。
通过这样在内部空间填充填充部件19，根据运用移动装置1的壁面的凹凸的程度，能够调节隔开部的垂直方向的刚度。例如，对于有大的凹凸的壁面使填充部件19的填充量减少，对于没有大的凹凸的壁面，使填充部件19的填充量增大，由此能够与壁面的状态对应地调节隔开部的阻力。
＜第五实施例＞
关于第五实施例所涉及的吸附装置进行说明。图14是表示本实施例所涉及的吸附装置的构成的立体图。需要说明的是，在图14中，为方便说明，将基台的底面部的一部分以剖面图示出。
如图14所示，本实施例所涉及的吸附装置10d与第二实施例所涉及的吸附装置10a的不同点是：进一步包括第一调节部件20。该第一调节部件20，在减压空间中，设置在横梁部件17和基台11的底面部110之间，具有使横梁部件17和底面部110在垂直方向上分离的弹性力，通过例如压缩弹簧或海绵状的橡胶形成。
这样，通过在减压空间内设置第一调节部件20，与在第一隔开部12或第二隔开部13的内部设置弹性部件相比较，能够容易地调节隔开部的垂直方向的刚度。
＜第六实施例＞
关于第六实施例所涉及的吸附装置进行说明。图15是表示本实施例所涉及的隔开部的构成的截面图。
如图15所示，本实施例所涉及的吸附装置10e与第二实施例所涉及的吸附装置10a的不同点是：进一步包括第二调节部件21。该第二调节部件21在通过连结部件129、上方隔开部12的内壁部121、外壁部122、及底壁部123界定的内部空间内中，被设置在连结部件129和底壁部123之间。另外，第二调节部件21具有使连结部件129和底壁部123在垂直方向分离的弹性力，通过例如压缩弹簧或海绵状的橡胶形成。该第二调节部件21下端与限制部件16的突出部161连接的同时，上端通过安装部22与连结部件129连接。这样，通过在第一隔开部12的内部空间内设置第二调节部件21，与如第五实施例所涉及的吸附装置10d那样在减压空间内设置第一调节部件20比较，能够更省空间地调节隔开部的垂直方向的刚度，另外，第二调节部件21不会被暴露成内部空间之外的异物，所以能够提高环境耐受性。
本发明的实施例，是作为示例提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施例可以用其他的各种形式来实施，在不脱离发明要旨的范围内可以进行各种省略、替换、变更等。这些实施例及其变形均被包含在发明的范围或要旨中，而且，包含在权利要求的范围所记载的发明和其均等的范围内。