JP2012141476A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人が容易に立ち入ることができない場所にある点検対象物の撮影を、その場所へ人が立ち入らずに容易に実施することができる撮影装置を提供する。
【解決手段】磁力を有するクローラ２１が設けられて遠隔操作部の操作によりタワー部１３の表面（磁性体の表面）１３ａを走行可能な走行部３と、走行部３に接続されて遠隔操作部の操作によりタワー部１３の表面１３ａに直交する回転軸を中心に回転可能なターンテーブル３と、基端部４ａがターンテーブル３に接続されて遠隔操作により先端部４ｂがターンテーブル３から所望の位置へ移動可能なアーム部４と、アーム部４の先端部４ｂに接続されて遠隔操作部の操作により対象物を撮影可能な撮影部５と、遠隔操作部の操作により撮影部５と対象物との距離および角度を調整可能な位置調整部６と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、高所など人が容易に立ち入ることができない場所にある対象物を点検するために該対象物を撮影する撮影装置に関する。

風力発電所に設定された風力発電装置には風によって回転するブレード（翼）が取り付けられている。このブレードは、落雷によって損傷したり、経年劣化などの要因により故障したりすることがある。ブレードが損傷したり故障したりすると、ブレードの補修や修理をするために風力発電装置の運転を停止しなければならない。結果として、風力発電装置の運転停止時間が長くなると、発電効率が低下するという問題がある。
さらに、ブレードの補修や点検には多くの費用がかかり、その費用が風力発電所の経営に影響することもある。

風力発電装置のブレードの点検としては、製造元や立地（雷の頻度）などによって違いがあるが、通常、２〜５年に１回の定期点検と、落雷後の点検とが行われている。ブレードの点検は、高所作業車を風力発電装置の直近に設置し、高所作業車に乗った専門家の目視によって行うのが一般的である。
また、風力発電先進国のドイツでは、風力発電装置のナセルからロープを垂らし、このロープに固定された移動足場をブレードに沿って上下方向に移動させて、移動足場に乗った専門家の目視によって行われている。

また、専門家がブレードに接近せずに点検する場合は、例えば、ラジコンヘリでブレードの撮影を行い、撮影された画像を見て点検を行っている。
また、ブレードに風力発電装置の振動を検出する振動センサを設置し、振動センサから得られる振動パターンを比較判定する点検方法（例えば、特許文献１参照）や、ブレードの回転移動軌跡を高速度にて撮影する撮影手段を設置し、撮影されたブレードの回転移動軌跡を、予め蓄積されたブレードの回転移動軌跡のデータベースを基に検証する点検方法（例えば、特許文献２参照）なども知られている。

特開２００１−３４９７７５号公報 特開２０１０−２２９８２４号公報

しかしながら、高所作業車やナセルから吊り下げられた移動足場を利用したブレードの点検方法では、実施の可否が天候に左右され、特に、積雪時期の作業は困難で費用がかかるという問題がある。また、高所での作業のため危険が伴うとともに、専門家に点検を依頼する必要がある。
このため、ブレードの点検を行うには、その準備に時間がかかり、風力発電装置がブレードの事故や故障によって停止すると運転再開までに時間がかかり、風力発電所の経済的な損失が大きくなることがある。
また、ラジコンヘリでブレードを撮影し、その画像を確認するブレードの点検方法や、特許文献１および特許文献２のような振動パターンやブレードの回転移動軌跡を確認して行うブレードの点検方法においても、容易に実施することができないため、タイムリーな点検ができないとともに、高額な費用がかかるという問題がある。

また、風力発電装置に限らず、橋梁や煙突の上部や石油タンクの内部など、人が容易に立ち入ることができない場所にある点検対象物の点検は、実施が困難であり時間や費用がかかるという問題がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、人が容易に立ち入ることができない場所にある点検対象物の撮影を、その場所へ人が立ち入らずに容易に実施することができる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る撮影装置は、磁力を有するクローラが設けられて遠隔操作により磁性体の表面を走行可能な走行部と、該走行部に接続されて遠隔操作により前記磁性体の表面に直交する回転軸を中心に回転可能なターンテーブルと、基端部が前記ターンテーブルに接続されるとともに、先端部が遠隔操作により所望の位置へ移動可能なアーム部と、該アーム部の先端部に取り付けられ、遠隔操作により対象物を撮影可能な撮影部と、を備えていることを特徴とする。

本発明では、磁力を有するクローラが設けられて遠隔操作により磁性体の表面を走行可能な走行部を備えることにより、クローラと磁性体材料で形成された構造物の表面とが磁気的に吸着されるため、磁性体材料で形成された構造物の表面に沿って方向自在に移動することができる。例えば、磁性体材料で形成された構造物の壁面や柱の表面に沿って上下方向に移動することができる。
また、ターンテーブルおよびアーム部を操作することで撮影部を所望の位置に移動させることができ対象物を確実に撮影することができる。

そして、これらの走行部、ターンテーブル、アーム部、撮影部は、遠隔操作可能であるため、遠隔操作により撮影装置を人が容易に立ち入ることができない場所へ移動させることができるとともに、この場所において撮影部を所望の位置に配置し撮影部で対象物を撮影することができる。
これにより、人が容易に立ち入ることができない場所に点検を必要とする対象物がある場合にも、その場所へ人が立ち入らずに点検対象物を撮影することができるため、撮影された画像を基に対象物を容易に点検することができる。

また、本発明に係る撮影装置では、前記クローラは、走行方向に直交する方向に複数配列されたクローラベルトを備え、該クローラベルトは、周方向に配列された複数の磁石部材を有し、隣り合う前記クローラベルトは、前記走行方向に直交する面内において互いに相対回転可能に接続されていることが好ましい。
このように構成されることにより、磁性体の表面が湾曲面である場合でも、複数の磁石部材が、それぞれこの湾曲面に沿うように吸着されるため、クローラベルトと磁性体との当接面積を大きく確保することができる。このため、クローラベルトと磁性体とは確実に吸着されて、撮影装置が磁性体の表面から外れて脱落することを防止することができる。

また、本発明に係る撮影装置では、前記アーム部と前記撮影部との間に、遠隔操作により前記撮影部と前記対象物との距離および角度を調整可能な位置調整部が介装されていることが好ましい。
このように構成されることにより、撮影部をより最適な位置に配置することができる。

本発明によれば、磁性体材料で形成された構造物の表面に沿って方向自在に移動することができるとともに、遠隔操作により撮影部を所望の位置に配置することができる。これにより、人が容易に立ち入ることができない場所に点検を必要とする対象物がある場合にも、その場所へ人が立ち入らずに点検対象物を撮影することができるため、撮影された画像を基に対象物を容易に点検することができる。

本発明の実施形態による撮影装置の一例を示す図である。 本発明の実施形態による撮影装置の側面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である 図２のＣ方向は矢視図である。 （ａ）は、平らなタワー部の表面を走行するクローラベルトの様子を説明する図、（ｂ）は、湾曲したタワー部の表面を走行するクローラベルトの様子を説明する図である。 ブレードの点検方法を説明する上面図である。 ブレードの点検方法を説明する側面図である。

以下、本発明の実施形態による撮影装置について、図１乃至図７に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による撮影装置１は、風力発電装置１１のブレード（翼）１２を点検する際にブレード１２を撮影するために使用されている。
図２乃至図４に示すように、撮影装置１は、風力発電装置１１のタワー部１３の表面１３ａに沿って走行可能な走行部２と、走行部２に接続されたターンテーブル３と、基端部４ａがターンテーブル３に接続されたアーム部４と、アーム部４の先端部４ｂに接続された撮影部５と、撮影部５とブレード１２との距離および角度を調整可能な位置調整部６と、走行部２、ターンテーブル３、アーム部４、撮影部５、及び位置調整部６に電源を供給する電源ユニット７と、走行部２、ターンテーブル３、アーム部４、撮影部５、及び位置調整部６を遠隔操作するための遠隔操作部８（図１参照）と、電源ユニット７や遠隔操作部８に接続されたケーブルを巻き取るケーブルリール９と、を備えている。

図２および図３に示すように、走行部２は、走行面を走行可能な一対のクローラ２１，２１と、一対のクローラ２１，２１間に配されて一対のクローラ２１，２１を支持する支持部２２と、支持部２２に取り付けられて一対のクローラ２１，２１を駆動させる走行駆動部２３と、を備えている。なお、本実施形態では電源ユニット７と走行駆動部２３の一部が同じ筐体内に収納されている。
クローラ２１は、支持部２２に支持された複数の転輪２４（図２参照）と、複数（本実施形態では４個）の転輪２４に巻き掛けられた２本のクローラベルト２５ａ，２５ｂと、を備えている。この２本のクローラベルト２５ａ，２５ｂは、走行方向（図中の矢印Ａの方向）に直交する方向に配列されている。

また、クローラベルト２５ａ，２５ｂには、表面をゴム樹脂でコーティングされた永久磁石からなる複数の磁石部材２６が、その長さ方向（周方向）に等間隔で配列されている。磁石部材２６は、その幅寸法（走行方向に直交する方向の寸法）が、クローラベルト２５ａ，２５ｂの幅寸法と略同じとなるように形成されている。

そして、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、隣り合うクローラベルト２５ａ，２５ｂは、隣り合う磁石部材２６ａ，２６ｂが走行方向に直交する面内において互いに相対回転可能となるように回動軸部２７を介して接続されている。これにより、図５（ａ）に示すように、タワー部１３の表面１３ａが平らな場合も、図５（ｂ）に示すように、タワー部１３が、例えば円柱状に形成され、表面１３ａが湾曲している場合も、各磁石部材２６がそれぞれタワー部１３の表面１３ａに沿うことができ、各磁石部材２６とタワー部１３の表面１３ａとの当接面積を大きく確保することができる。

ここで、タワー部１３の表面１３ａは、磁性体材料で形成されていて、磁石部材２６とは、磁気的に吸着可能に構成されている。これにより、走行部２は、タワー部１３の表面１３ａに吸着された状態でタワー部１３の表面１３ａに沿って走行可能に構成されている。
走行駆動部２３は、ＤＣモータを駆動源とし、その電源は、電源ユニット７から供給される外部電源（例えばＡＣ１００〜２４０Ｖ）をＤＣ変換して使用している。
本実施形態では、１つの撮影装置１に２つの走行駆動部２３が設置されていて、いずれか一方の走行駆動部２３が故障しても、他方の走行駆動部２３で撮影装置１を走行させることができるように構成されている。
また、走行駆動部２３は、遠隔操作部８（図１参照）によって操作可能に構成されている。

ターンテーブル３は、公知の構造のもので、走行部２の支持部２２に設置されている。そして、ターンテーブル３は、遠隔操作部８（図１参照）の操作によって、タワー部１３の表面１３ａに直交する中心軸を中心とする回転方向の両方向に１８０°ずつ回転可能に構成されている。

図２および図４に示すようにアーム部４は、延在方向に接続された複数のアーム４１を備えている。隣り合うアーム４１は、自在継手を用いて接続されていて、遠隔操作部８（図１参照）の操作により、隣り合うアーム４１間の角度を調整可能に構成されている。
また、アーム部４は、その基端部４ａ（図２参照）がターンテーブル３に自在継手を用いて接続されている。
そして、ターンテーブル３を回転させるとともに隣り合うアーム４１間の角度を調整することで、アーム部４の先端部４ｂ（図２参照）を図６および図７に示すように、所望の位置に配置させることができる。

このアーム部４の先端部４ｂには、位置調整部６を介して撮影部５が設置されている。
撮影部５は、遠隔操作部８（図１参照）の操作によって対象物を撮影可能な公知の構造のもので、例えば、焦点距離が２８〜８０ｍｍのレンズを備えるものとすることが好ましい。
また、撮影部５は、撮影された画像を表示部５１（図１参照）に通信する通信手段（不図示）を備えている。表示部５１は、遠隔操作部８の近傍または、遠隔操作部８と一体に設置されていて、遠隔操作部８の操作を行う作業者（不図示）が撮影部５で撮影された画像をリアルタイムで確認することができる。

また、撮影部５は、その位置や向きを調整するために走行部２、ターンテーブル３、アーム部４、及び位置調整部６を駆動させるときに、レンズに写る像を表示部５１に通信していることが好ましい。そして、表示部５１を確認しながら撮影部５の位置や向きを調整することで、撮影部５を容易に所望の位置へ配置することができる。

図６および図７に示すように、位置調整部６は、一方の端部６ａがアーム部４の先端部４ｂに接続され、他方の端部６ｂが撮影部５と接続されている。そして、図６に示すように、位置調整部６とアーム部４とは、所定の面内において９０°の範囲で互いに相対回転可能にピン接合されている。また、位置調整部６と撮影部５とは、上記の所定の面内において９０°の範囲で互いに相対回転可能にピン接合されている。
これらの位置調整部６とアーム部４との間の回転、および位置調整部６と撮影部５との間の回転は、遠隔操作部８の操作によって行うことができるように構成されている。
そして、アーム部４に対する位置調整部６および撮影部５の向きを調整することによって、撮影部５を所望の位置および向きに配置することができる。
また、位置調整部６および撮影部５の向きを調整することによって、撮影部５をブレード１２の裏側に回りこませることもできる。

次に、上述した撮影装置１によるブレード１２の点検方法について説明する。
ここでは、ブレード１２の一部が損傷したとして、この損傷部分を点検する方法について説明する。
まず、撮影装置１をタワー部１３の下端部１３ｂ近傍に設置し、クローラベルト２５をタワー部１３の表面１３ａに磁気的に吸着させる。
続いて、遠隔操作部８を操作して走行部２を駆動させ、撮影装置１をタワー部１３の表面１３ａに沿って上方へ移動させる。そして、移動させた撮影装置１をブレード１２の近傍で停止させる。なお、遠隔操作部８の操作は、作業者が地上で行っている。

撮影装置１をタワー部１３の表面１３ａに沿って上方へ移動させるときに、クローラ２１の隣り合うクローラベルト２５ａ，２５ｂは、隣り合う磁石部材２６ａ，２６ｂが走行方向に直交する面内において互いに相対回転可能に回動軸部２７を介して接続されていることにより、図５（ｂ）に示すように、タワー部１３の表面１３ａが湾曲している場合でも、隣り合うクローラベルト２５ａ，２５ｂの磁石部材２６ａ，２６ｂがそれぞれタワー部１３の表面１３ａと確実に当接して吸着し、撮影装置１がタワー部１３の表面１３ａから外れて脱落することを防止している。

続いて、遠隔操作部８の操作によりターンテーブル３を回転させるとともに、アーム部４の向きを変更させ撮影部５をブレード１２の損傷部分近傍に配置する。
そして、遠隔操作により位置調整部６を駆動させ、撮影部５がブレード１２の損傷部分を撮影可能となるように撮影部５の位置調整を行う。
続いて、遠隔操作部８の操作により撮影部５を駆動させ、ブレード１２の損傷部分を撮影し、撮影されたブレード１２の画像を表示部５１へ通信する。そして、表示部５１に表示されたブレード１２の画像を確認して、ブレード１２の損傷部分の点検を行う。

次に、上述した撮影装置１の効果について図面を用いて説明する。
本実施形態による撮影装置１によれば、走行部２のクローラベルト２５には、複数の磁石部材２６が、全長にわたってその長さ方向に配列されていることにより、磁性体材料で形成されたタワー部１３の表面１３ａに沿って方向自在に移動することができる。
そして、走行部２、ターンテーブル３、アーム部４、撮影部５、及び位置調整部６は、遠隔操作部８によって操作可能に構成することにより、従来のように、高所作業車などを使用してブレード１２の損傷部分の近傍まで作業者が立ち入ることなく、撮影装置１をブレード１２の近傍へ移動させて、撮影部５を所望の位置に配置して撮影部５でブレード１２の損傷部分を撮影することができる。
これにより、高所にあるブレード１２の損傷部分を、撮影部５で撮影された画像を基に容易に点検することができる。

そして、遠隔操作部８の操作により撮影装置１を移動させ、撮影部５の位置や角度を調整してブレード１２の損傷部分を撮影し、表示部５１に通信された画像を基にブレード１２の点検を行えばよいため、ブレード１２の点検にかかる時間を短縮させることができる。
また、高所作業車などを使用してブレード１２の損傷箇所を目視で点検する場合と比べて高所作業車や専門家を手配する必要がないため、点検にかかる準備が少なく、早く点検を行うことができるとともにコストを軽減させることができる。

また、隣り合うクローラベルト２５ａ，２５ｂは、隣り合う磁石部材２６ａ，２６ｂが走行方向に直交する面内において互いに相対回転可能に接続されていることにより、タワー部１３の表面１３ａが湾曲している場合でも、隣り合うクローラベルト２５の磁石部材２６がそれぞれタワー部１３の表面１３ａと確実に当接して吸着し、撮影装置１がタワー部１３の表面１３ａから外れて脱落することを防止することができる。

以上、本発明による撮影装置１の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、撮影装置１を風力発電装置１１のブレード１２を点検するために使用しているが、鉄鋼性の橋梁や煙突、石油タンクの内周や外周など容易に点検できない場所の点検に使用してもよい。
また、上述した実施形態では、１つのクローラ２１に２つのクローラベルト２５が設置されているが、３つ以上のクローラベルト２５を用いてクローラ２１を構成してもよい。
また、上述した実施形態では、隣り合うクローラベルト２５ａ，２５ｂは、隣り合う磁石部材２６ａ，２６ｂが走行方向に直交する面内において互いに相対回転可能に接続されているが、このように接続されていなくてもよい。

また、上述した実施形態では、アーム部４の隣り合うアーム４１，４１同士は、自在継手で接続されているが、ピン接合されていてもよい。
また、上述した実施形態では、アーム部４の基端部４ａと、ターンテーブル３とは自在継手で接続されているが、ピン接合されていてもよい。
また、上述した実施形態では、位置調整部６で撮影部５の位置を調整しているが、ターンテーブル３およびアーム部４の操作で撮影部５の位置を所望の位置に配置できる場合は、位置調整部６が設けられていなくてもよい。
また、上述した実施形態では、位置調整部６とアーム部４との間、および位置調整部６と撮影部５との間は、ピン接合されているが、自在継手で接合してもよい。
また、アーム部４および位置調整部６は、延在方向に伸縮可能に構成されていてもよい。

１ 撮影装置
２ 走行部
３ ターンテーブル
４ アーム部
４ａ 基端部
４ｂ 先端部
５ 撮影部
６ 位置調整部
８ 遠隔操作部
１１ 風力発電装置
１２ ブレード
１３ タワー部
１３ａ 表面（磁性体の表面）
２１ クローラ
２５ａ，２５ｂ クローラベルト
２６，２６ａ，２６ｂ 磁石部材
２７ 回動軸部

Claims (3)

1. 磁力を有するクローラが設けられて遠隔操作により磁性体の表面を走行可能な走行部と、
   該走行部に接続されて遠隔操作により前記磁性体の表面に直交する回転軸を中心に回転可能なターンテーブルと、
   基端部が前記ターンテーブルに接続されるとともに、先端部が遠隔操作により所望の位置へ移動可能なアーム部と、
   該アーム部の先端部に取り付けられ、遠隔操作により対象物を撮影可能な撮影部と、を備えていることを特徴とする撮影装置。
2. 前記クローラは、走行方向に直交する方向に複数配列されたクローラベルトを備え、
   該クローラベルトは、周方向に配列された複数の磁石部材を有し、
   隣り合う前記クローラベルトは、前記走行方向に直交する面内において互いに相対回転可能に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記アーム部と前記撮影部との間に、遠隔操作により前記撮影部と前記対象物との距離および角度を調整可能な位置調整部が介装されていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
   

Images