JP2018184710A - 点検装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の点検装置に比べて軽量化が可能で、尚且つ、アーム部材先端の姿勢を安定させることができる点検装置を提供する。【解決手段】アーム部材１１０と、当該アーム部材１１０の先端側に設けられた点検部材１２０とを備える点検装置１００であって、前記アーム部材１１０に、当該アーム部材１１０の先端側の鉛直方向への変位を検出する第一検出センサ１４０と、変位した方向とは逆方向へ推進力を与える第一プロペラ１５０とを備え、当該第一プロペラ１５０は、前記第一検出センサ１４０の検出信号に基づいて、前記アーム部材１１０の先端側が水平状態を維持するように制御されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本願発明は、橋梁等の下面や構造物の壁面等を、カメラ等の点検部材を用いて点検する点検装置に関する。

橋梁やその他のインフラ構造物が、経年変化や地震等の天災によって、劣化や損傷していないか、定期的に点検を行う必要がある。従来から、点検装置としては様々な種類のものが知られているが、例えば特許文献１の点検装置が知られている。この点検装置は、長手方向にスライド可能な複数の長尺状のアーム部材と、当該アーム部材を伸張及び収縮させるためのワイヤと、当該ワイヤを巻き取るドラムとを備え、さらに、アーム部材の先端に構造物を撮影するカメラを備えている。そして、アーム部材を伸縮させることで、構造物の任意の場所にカメラを近づけて撮影を行えることから、作業員が目視にて直接点検するのが困難な構造物の部位について、容易に点検を実施できるのである。

ところで、作業員が目視にて直接点検するのが困難な構造物の部位というのは、人が直接近づくことが出来ず、ある程度離れた場所であるから、点検装置のアーム部材も、それだけ長くしなければならない。すると、アーム部材にかかる断面力が大きくなり、またアーム部材先端がブレ易く姿勢が安定しないため、アーム部材の板厚を厚くするなどして、アーム部材の構造の剛性を高める必要があった。結果的に、アーム部材を含む点検装置全体の重量が非常に重くなってしまい、点検装置の運搬や点検作業が非常に大変であった。

特開２０１４−１０９１０５号公報

そこで、上記問題に鑑み、本願発明は、従来の点検装置に比べて軽量化が可能で、尚且つ、アーム部材先端の姿勢を安定させることができる点検装置を提供する。

上記課題を解決するために、本願発明に係る点検装置は、アーム部材と、当該アーム部材の先端側に設けられた点検部材とを備える点検装置であって、前記アーム部材に、当該アーム部材の先端側の鉛直方向への変位を検出する第一検出センサと、変位した方向とは逆方向へ推進力を与える第一プロペラとを備え、当該第一プロペラは、前記第一検出センサの検出信号に基づいて、前記アーム部材の先端側が水平状態を維持するように制御されることを特徴とする。

上記特徴によれば、アーム部材の自重や外力により、アーム部材が鉛直方向へ変位しても、アーム部材の先端の姿勢を安定させることができ、点検作業を容易に行うことができる。さらに、本願発明によれば、アーム部材の先端の変位を抑え、先端の姿勢を容易に安定させることができることから、アーム部材にかかる断面力を小さくできるため、例えば、アーム部材の板厚を薄くするなどして、従来の点検装置に比べて軽量化が可能である。

さらに、本願発明に係る点検装置は、前記アーム部材に、水平面における、当該アーム部材の先端側の基準状態から変位した角度を検出する第二検出センサと、変位した方向とは逆方向へ推進力を与える第二プロペラとを備え、当該第二プロペラは、前記第二検出センサの検出信号に基づいて、前記アーム部材の先端側が基準状態を維持するように制御されることを特徴とする。

上記特徴によれば、風等の横方向からの外力により、アーム部材が水平面上の任意の方向へ変位しても、変位する前の元の基準状態に戻し、アーム部材の先端の姿勢を安定させることができ、点検作業を容易に行うことができる。さらに、本願発明によれば、アーム部材の先端の変位を抑え、先端の姿勢を容易に安定させることができることから、アーム部材にかかる断面力を小さくできるため、例えば、アーム部材の板厚を薄くするなどして、従来の点検装置に比べて軽量化が可能である。

さらに、本願発明に係る点検装置は、アーム部材と、当該アーム部材の先端側に設けられた点検部材とを備える点検装置であって、前記アーム部材に、当該アーム部材の先端側の基準状態からの変位を検出する変位検出センサと、当該変位した方向とは逆方向へ推進力を与える変位調節プロペラとを備え、当該変位調節プロペラは、前記変位検出センサの検出信号に基づいて、前記アーム部材の先端側が基準状態を維持するように制御されることを特徴とする。

上記特徴によれば、自重や風等の外力により、アーム部材が変位しても、変位前の元の基準状態に戻し、アーム部材の先端の姿勢を安定させることができ、点検作業を容易に行うことができる。さらに、本願発明によれば、アーム部材の先端の変位を抑え、先端の姿勢を容易に安定させることができることから、アーム部材にかかる断面力を小さくできるため、従来の点検装置に比べて軽量化が可能である。

本願発明の点検装置によれば、従来の点検装置に比べて軽量化が可能で、尚且つ、アーム部材先端の姿勢を安定させることができる。

本願発明の実施形態１にかかる点検装置全体を示すもので、図１（ａ）は、点検装置の側面図、図１（ｂ）は、点検装置の平面図である。 本願発明の実施形態１にかかる点検装置の使用状態について説明するもので、橋梁の下面側を点検装置で点検している側面図である。 図３（ａ）は、実施形態１にかかる点検装置の第一アーム部材の先端側の拡大側面図、図３（ｂ）は、当該点検装置の第一アーム部材の先端側の拡大平面図である。 図４（ａ）は、実施形態２にかかる本願発明の点検装置により、構造物の高所にある壁面を点検している側面図、図４（ｂ）は当該点検装置の先端の拡大側面図である。 図５（ａ）は、図４（ａ）に示す点検装置を正面から見た正面図、図５（ｂ）は当該点検装置の先端の拡大正面図である。 図６（ａ）は、実施形態３にかかる本願発明の点検装置の側面図、図６（ｂ）及び（ｃ）は、当該点検装置の正面図であって、アーム部材の先端を拡大した正面図である。 実施形態４にかかる本願発明の点検装置の側面図である。

１００ 点検装置
１１０ アーム部材
１２０ 点検部材
１３０ 土台部材
１４０ 第一検出センサ
１５０ 第一プロペラ

（実施形態１）
以下に、本願発明の実施形態１について、図１から図５を用いて説明する。なお、以下の説明において参照する各図の形状は、好適な形状寸法を説明する上での概念図又は概略図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは必ずしも一致しない。つまり、本願発明は、図面における寸法比率に限定されるものではない。

まず、図１に本願発明の点検装置１００全体を示す。図１（ａ）は、点検装置１００の側面図、図１（ｂ）は、点検装置１００の平面図である。

この点検装置１００は、アーム部材１１０と、当該アーム部材１１０の先端側に設けられた点検部材１２０と、アーム部材１１０の末端側を保持する土台部材１３０とを備える。さらに、アーム部材１１０は、入れ子状に重ね合わされた第一アーム部材１１１、第二アーム部材１１２、及び第三アーム部材１１３から構成されており、各アーム部材が伸縮することで、アーム部材１１０全体は任意の長さに伸縮することが出来る。具体的には、第一アーム部材１１１は、第二アーム部材１１２内部に収容されており、内蔵されたモータにより、第二アーム部材１１２に対して相対的にスライドして伸縮できる。さらに、第二アーム部材１１２は、第三アーム部材１１３内部に収容されており、内蔵されたモータにより、第三アーム部材１１３に対して相対的にスライドして伸縮できる。

また、アーム部材１１０の先端の第一アーム部材１１１には、点検部材１２０、第一検出センサ１４０、第一プロペラ１５０、第二検出センサ１６０、及び第二プロペラ１７０が備えられている。第一プロペラ１５０は、第一アーム部材１１１の下面に取り付けられ、鉛直方向の下方へ向いている。また、第二プロペラ１７０は、第一アーム部材１１１の両側に対称に配置された２つの第二プロペラ１７０ａ及び第二プロペラ１７０ｂから構成されている。また、点検部材１２０は、点検対象を撮影するカメラである。なお、点検部材１２０はカメラに限定されず、実際の点検方法に合わせて、例えば電波や音波を利用して対象物を点検する点検部材など、任意の点検部材を採用してもよい。

また、詳しくは後述するが、第一検出センサ１４０は、アーム部材１１０の先端側の水平面に対する鉛直方向の傾き（変位）を検出するものである。そして、第一プロペラ１５０は、鉛直方向へ推進力を与えるように回転駆動するものであり、第一検出センサ１４０の検出信号に基づき、アーム部材１１０の先端側が水平状態を維持できるように、土台部材１３０に収容された制御装置１８０によって制御されている。

また、第二検出センサ１６０は、水平面における、アーム部材１１０の先端側の基準状態から変位した角度を検出するものである。そして、第二プロペラ１７０は、水平方向へ推進力を与えるように回転駆動するものであり、第二検出センサ１６０の検出信号に基づき、アーム部材１１０の先端側が基準状態を維持できるように、制御装置１８０によって制御されている。

なお、制御装置１８０は、記憶装置（メモリ）と演算装置（ＣＰＵ）を備えている。そして、制御装置１８０は、第一検出センサ１４０から検出信号を取得し、その検出信号に基づき、アーム部材１１０の先端が水平状態に維持されるように、第一プロペラ１５０を制御している。同様に、制御装置１８０は、第二検出センサ１６０から検出信号を取得し、その検出信号に基づき、アーム部材１１０の先端が基準状態に維持されるように、第二プロペラ１７０を制御している。

また、アーム部材１１０の反対方向には、重り部材２００が取り付けられている。この重り部材２００のアーム部材２１０の末端は土台部材１３０に保持され、先端にはカウンターウェイト２２０が取り付けられており、点検装置１００全体のバランスを取りやすくなっている。なお、この重り部材２００は、任意に取り付けるものであり、用途に合わせて適宜着脱することができる。

また、点検装置１００の使用時には、点検装置１００は、土台部材１３０の下面に取り付けられた固定脚Ｆにより、水平状態で設置される。しかしながら、この設置方法に限定されず、土台部材１３０を他の任意の固定部材に取り付けて設置したり、作業者が土台部材１３０を把持して、点検装置１００を使用してもよい。

なお、アーム部材１１０は金属製であるが、実際の点検作業に耐えうる強度を備えていれば、合成樹脂等のその他の任意の素材で構成してもよい。また、アーム部材１１０の伸縮はモータにより実現されているが、これに限定されず、例えば、油圧や空気圧、又は手動でアーム部材１１０の伸縮を実現してもよい。また、アーム部材１１０は、三本のアーム部材によって構成されていたが、実際の用途に合わせて、アーム部材の本数を増減させて、アーム部材１１０の長さを任意に調節してもよい。

では次に、図２を参照して、本願発明の点検装置１００の使用状態について説明する。この図２は、橋梁Ｎの下面側を点検装置１００で点検している側面図である。

図２に示すように、点検装置１００は、橋梁Ｎの側方にある地面等の設置面Ｍに設置されている。そして、点検装置１００のアーム部材１１０を伸長させて、アーム部材１１０の先端側の点検部材１２０が橋梁Ｎの下面に位置するようにする。この状態で、橋梁Ｎの下面を点検部材１２０で撮影することで、橋梁Ｎの点検作業を行えるのである。なお、本実施例では、アーム部材１１０は最大約４．５ｍ（メートル）まで伸ばすことができる。

ただ、橋梁Ｎの下面は、人が直接近づくことが出来ず、ある程度離れた場所であるから、点検装置１００のアーム部材１１０は長く伸ばされている。すると、アーム部材１１０の先端側は、自重や風等の外力により、ブレやすく姿勢が安定しない問題がある。しかしながら、本願発明では、アーム部材１１０の先端の変位を検出する検出センサと、変位した方向とは逆方向に推進力を与えるプロペラを用いて、当該問題を解決したので、図３を参照しながら詳しく説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、点検装置１００の第一アーム部材１１１の先端側が、自重や外力の影響により、鉛直方向へ下方にブレたとする。なお、図３（ａ）は点検装置１００の第一アーム部材１１１の先端側の拡大側面図であり、ｘ軸は水平方向を示し、ｚ軸は鉛直方向を示している。

すると、第一検出センサ１４０は、ｚ方向への変位、つまり水平方向（ｘ軸）に対する鉛直方向（ｚ軸）への傾き角度θ１を検出し、当該角度θ１を含む検出信号を制御装置１８０に伝達する。そして、制御装置１８０は、当該検出信号により、点検装置１００の先端がｚ方向へ下方に変位したと検知すると、第一プロペラ１５０へ駆動信号を出力する。すると、第一プロペラ１５０は、回転駆動して、点検装置１００の先端側に、変位した方向とは逆方向へ、つまりｚ軸の上向きに向かう推進力を与える。そして、角度θ１が０度になるように、つまり、アーム部材１１０の先端がｘ軸に一致して、水平状態を維持できるように、制御装置１８０は、第一プロペラ１５０へ連続して駆動信号を出力し、第一プロペラ１５０を制御している。

このように、本願発明の点検装置１００によれば、点検装置１００の先端側の鉛直方向（ｚ軸）への変位を検出する第一検出センサ１４０と、当該第一検出センサ１４０の検出信号に基づき、点検装置１００の先端側が水平状態を維持できるように、変位した方向とは逆方向へ推進力を与える第一プロペラ１５０を備える。そのため、アーム部材１１０の自重や外力により、アーム部材１１０が鉛直方向へ変位しても、アーム部材１１０の先端の姿勢を安定させることができ、点検作業を容易に行うことができる。さらに、本願発明によれば、アーム部材１１０の先端の変位を抑え、先端の姿勢を容易に安定させることができることから、アーム部材１１０にかかる断面力を小さくできるため、例えば、アーム部材１１０の板厚を薄くするなどして、従来の点検装置に比べて軽量化が可能である。

なお、第一検出センサ１４０は、３軸ジャイロセンサと３軸加速度センサから構成されている。より具体的には、３軸ジャイロセンサにより、ｘ、ｙ、及びｚ軸周りの角速度を検出して当該検出値から、ｚ方向への傾きθ１を導出している。さらに、３軸加速度センサを併用することで、３軸ジャイロセンサのオフセット誤差やドリフト特性等の影響を打ち消し、より正確な傾きθ１を導出できるようになっている。また、第一検出センサ１４０は、３軸ジャイロセンサと３軸加速度センサからなる構成に限定されず、例えば、仕様に応じて３軸ジャイロセンサ又は３軸加速度センサの一方のみで構成してもよく、その他にも、鉛直方向（ｚ軸）への変位を導出できるセンサであれば、適宜任意のセンサを採用することができる。

では次に、図３（ｂ）に示すように、点検装置１００の第一アーム部材１１１の先端側が、風等の外力の影響により、横方向へブレたとする。なお、図３（ｂ）は点検装置１００の第一アーム部材１１１の先端側の拡大平面図であり、ｘ軸は水平方向を示し、ｙ軸はｘ軸に直角に交わる方向を示しており、ｘ軸とｙ軸の２つの軸で規定される面は、水平面となっている。また、図３（ｂ）では、アーム部材１１０の先端側が、ｘ方向に一致している状態を、アーム部材１１０の先端側の基準状態とするが、これに限定されず、この基準状態とは、変位する前のアーム部材１１０の先端側の状態を意味している。

図３（ｂ）に示すように、アーム部材１１０の先端側は、ｘ方向と一致している基準状態から時計回りに角度θ２だけ変位している。そして、第二検出センサ１６０は、角度θ２を検出し、当該角度θ２を含む検出信号を制御装置１８０に伝達する。そして、制御装置１８０は、当該検出信号により、水平面において、点検装置１００の先端が基準状態から、時計回り方向に変位したと検知すると、第二プロペラ１７０ｂへ駆動信号を出力する。すると、第二プロペラ１７０ｂは回転駆動して、点検装置１００の先端側に、変位した方向とは反対側への推進力を与える。そして、角度θ２が０度になるように、つまり、アーム部材１１０の先端がｘ方向に一致して、基準状態を維持できるように、制御装置１８０は、第二プロペラ１７０ｂへ連続して駆動信号を出力し、第二プロペラ１７０ｂを制御している。

また反対に、アーム部材１１０の先端側が、ｘ方向と一致している基準状態から、反時計回りに角度θ３だけ変位した場合、同様に、第二検出センサ１６０は、角度θ３を検出し、当該角度θ３を含む検出信号を制御装置１８０に伝達する。そして、制御装置１８０は、当該検出信号により、水平面において、点検装置１００の先端が基準状態から、反時計回り方向に変位したと検知すると、第二プロペラ１７０ａへ駆動信号を出力する。すると、第二プロペラ１７０ａは回転駆動して、点検装置１００の先端側に、変位した方向とは反対側への推進力を与える。そして、角度θ３が０度になるように、つまり、アーム部材１１０の先端がｘ方向に一致して、基準状態を維持できるように、制御装置１８０は、第二プロペラ１７０ａへ連続して駆動信号を出力し、第二プロペラ１７０ａを制御している。

このように、本願発明の点検装置１００によれば、水平面において、点検装置１００の先端側の基準状態から変位した角度を検出する第二検出センサ１６０と、当該第二検出センサ１６０の検出信号に基づき、点検装置１００の先端側が基準状態を維持できるように、変位した方向とは反対方向へ推進力を与える第二プロペラ１７０を備える。そのため、風等の横方向からの外力により、アーム部材１１０が水平面上の任意の方向へ変位しても、変位する前の元の基準状態に戻し、アーム部材１１０の先端の姿勢を安定させることができ、点検作業を容易に行うことができる。さらに、本願発明によれば、アーム部材１１０の先端の変位を抑え、先端の姿勢を容易に安定させることができることから、アーム部材１１０にかかる断面力を小さくできるため、例えば、アーム部材１１０の板厚を薄くするなどして、従来の点検装置に比べて軽量化が可能である。

なお、第二検出センサ１６０は、磁気センサを利用しており、基準状態から変位した角度を検出しているが、これに限定されず、水平面において、アーム部材１１０の先端の変位角度を検出できるものであれば、適宜任意のセンサを採用することができる。

また、点検装置１００の土台部材１３０は、固定脚Ｆに対して回転可能に固定されている。そのため、点検装置１００のアーム部材１１０を、土台部材１３０を中心にして、水平面の任意の方向へ回転移動させることができる。その回転移動は、人が手動で行っても良いし、第二プロペラ１７０の推進力を利用して行っても良い。さらに、土台部材１３０と固定脚Ｆとの間の回転軸に、ロータリエンコーダやポテンショメータ等の回転角度を検出するセンサを取り付けてもよい。そして、当該センサによって、水平面における、点検装置１００の先端側の基準状態から変位した角度を検出してもよい。

また、点検装置１００は、第一検出センサ１４０と第一プロペラ１５０、並びに第二検出センサ１６０と第二プロペラ１７０を備えているが、これに限定されない。例えば、鉛直方向の変位のみに対応する場合は、点検装置１００は、第一検出センサ１４０と第一プロペラ１５０のみを備えればよい。また、水平方向の変位のみに対応する場合は、第二検出センサ１６０と第二プロペラ１７０のみを備えればよい。さらに、プロペラの形状や数は、仕様に応じて適宜変更可能である。

（実施形態２）
では以下に、本願発明の実施形態２について、図４及び図５を参照して説明する。この実施形態２に係る点検装置１００Ａは、重り部材２００を取り外した状態で、土台部材１３０Ａを移動可能な固定台Ｋに、鉛直方向に立てた状態で固定されている。そして、図４（ａ）は、本願発明の点検装置１００Ａにより、構造物の高所にある壁面Ｈを点検している側面図であり、図４（ｂ）は当該点検装置１００Ａの先端の拡大側面図である。

なお、点検装置１００Ａは、点検装置１００と基本構造は同じであるが、変位検出センサ１９０Ａを備え、４つのプロペラからなる変位調節プロペラ３００Ａを備える点で、点検装置１００とは異なる。この変位調節プロペラ３００Ａは、第一アーム部材１１１Ａに取り付けられている。そして、当該変位調節プロペラ３００Ａは、第一アーム部材１１１Ａに対して対称に配置された変位調節プロペラ３１０Ａ及び変位調節プロペラ３２０Ａ、並びに、当該変位調節プロペラ３１０Ａ及び変位調節プロペラ３２０Ａに対して直角に取り付けられ、第一アーム部材１１１Ａに対して対称に配置された変位調節プロペラ３３０Ａ及び変位調節プロペラ３４０Ａとを備える。

まず、図４（ａ）に示すように、固定台Ｋに固定された点検装置１００Ａを、壁面Ｈの側方まで移動させて設置する。そして、点検装置１００Ａのアーム部材１１０Ａを伸長させて、先端の点検部材１２０Ａが壁面Ｈの側方へ接近するように配置する。この状態で、点検部材１２０Ａが壁面Ｈを撮影することで、壁面Ｈの点検作業を行えるのである。

ただ、壁面Ｈは高所にあるため、人が直接近づくことが出来ず、ある程度離れた場所であるから、点検装置１００Ａのアーム部材１１０Ａは長く伸ばされている。すると、アーム部材１１０Ａの先端側は、風等の外力により、ブレやすく姿勢が安定しない問題がある。しかしながら、実施形態２に係る点検装置１００Ａでは、アーム部材１１０Ａの先端の変位を検出する変位検出センサと、変位した方向とは逆方向に推進力を与える変位調節プロペラを用いて、当該問題を解決したので、図４（ｂ）及び図５を参照しながら詳しく説明する。

まず、図４（ｂ）に示すように、点検装置１００Ａの第一アーム部材１１１Ａの先端側が、風等の外力の影響により、ｘ方向へ横にブレたとする。なお、ｘ軸は水平方向を示し、ｚ軸は鉛直方向を示している。また、図４（ｂ）では、アーム部材１１０Ａの先端側が、ｚ方向に一致している状態を、アーム部材１１０Ａの先端側の基準状態とするが、これに限定されず、この基準状態とは、変位する前のアーム部材１１０Ａの先端側の状態を意味している。

図４（ｂ）に示すように、アーム部材１１０Ａの先端側は、ｚ方向と一致している基準状態から時計回りに角度θ４だけブレて変位している。そして、変位検出センサ１９０Ａは、角度θ４を検出し、当該角度θ４を含む検出信号を制御装置１８０Ａに伝達する。そして、制御装置１８０Ａは、変位調節プロペラ３２０Ａへ駆動信号を出力する。すると、変位調節プロペラ３２０Ａは回転駆動して、アーム部材１１０Ａの先端側に、変位した方向とは逆方向への推進力を与える。そして、角度θ４が０度になるように、つまり、アーム部材１１０Ａの先端がｚ方向に一致して、基準状態を維持できるように、制御装置１８０Ａは、変位調節プロペラ３２０Ａへ連続して駆動信号を出力し、変位調節プロペラ３２０Ａを制御している。

また反対に、アーム部材１１０Ａの先端側が、ｚ方向と一致している基準状態から、反時計回りに角度θ５だけブレて変位した場合、同様に、変位検出センサ１９０Ａは、角度θ５を検出し、当該角度θ５を含む検出信号を制御装置１８０Ａに伝達する。そして、制御装置１８０Ａは、角度θ５が０度になるように、つまり、基準状態を維持できるように、変位した方向とは逆方向への推進力を与える変位調節プロペラ３１０Ａを制御している。

では次に、図５を参照して、変位調節プロペラ３３０Ａと変位調節プロペラ３４０Ａの動作について説明する。なお、図５（ａ）は、図４（ａ）に示す状態を正面から見た正面図、図５（ｂ）は先端の拡大正面図である。

図５（ｂ）に示すように、点検装置１００Ａの第一アーム部材１１１Ａの先端側が、風等の外力の影響により、ｙ方向へ横にブレたとする。なお、ｚ軸は鉛直方向を示し、ｙ軸はｚ軸に直角に交わる方向を示している。

図５（ｂ）に示すように、アーム部材１１０Ａの先端側は、ｚ方向と一致している基準状態から時計回りに角度θ６だけブレて変位している。そして、変位検出センサ１９０Ａは、角度θ６を検出し、当該角度θ６を含む検出信号を制御装置１８０Ａに伝達する。そして、制御装置１８０Ａは、角度θ６が０度になるように、つまり、基準状態を維持できるように、変位した方向とは逆方向への推進力を与える変位調節プロペラ３４０Ａを制御する。

また反対に、アーム部材１１０Ａの先端側は、ｚ方向と一致している基準姿勢から反時計回りに角度θ７だけブレて変位したとする。すると、変位検出センサ１９０Ａは、角度θ７を検出し、当該角度θ７を含む検出信号を制御装置１８０Ａに伝達する。そして、制御装置１８０Ａは、角度θ７が０度になるように、つまり、基準状態を維持できるように、変位した方向とは逆方向への推進力を与える変位調節プロペラ３３０Ａを制御する。

このように、本願発明の点検装置１００Ａによれば、アーム部材１１０Ａの基準状態からの変位を検出する変位検出センサ１９０Ａと、当該変位検出センサ１９０Ａの検出信号に基づき、点検装置１００Ａの先端側が基準状態を維持できるように、変位した方向とは逆方向へ推進力を与える変位調節プロペラ３００Ａを備える。そのため、風等の外力により、アーム部材１１０Ａがブレても、変化前の元の基準状態に戻し、アーム部材１１０Ａの先端の姿勢を安定させることができ、点検作業を容易に行うことができる。さらに、本願発明によれば、アーム部材１１０Ａの先端の変位を抑え、先端の姿勢を容易に安定させることができることから、アーム部材１１０Ａにかかる断面力を小さくできるため、従来の点検装置に比べて軽量化が可能である。

なお、変位検出センサ１９０Ａは、３軸ジャイロセンサと３軸加速度センサから構成されている。より具体的には、３軸ジャイロセンサにより、ｘ、ｙ、及びｚ軸周りの各角速度を検出して当該検出値から、各方向への変位角度θを導出している。さらに、３軸加速度センサを併用することで、３軸ジャイロセンサのオフセット誤差やドリフト特性等の影響を打ち消し、より正確な角度θを導出できるようになっている。また、変位検出センサ１９０Ａは、３軸ジャイロセンサと３軸加速度センサからなる構成に限定されず、その他、各方向への変位を検出できるセンサであれば、適宜任意のセンサを採用することができる。

（実施形態３）
では以下に、本願発明の実施形態３について、図６を用いて説明する。この実施形態３に係る点検装置１００Ｂは、点検装置１００と基本構造は同じであるが、変位検出センサ１９０Ｂと変位調節プロペラ３００Ｂを備える点で、点検装置１００とは異なる。なお、点検装置１００Ｂの使用方法の説明は、点検装置１００と同様なので省略する。なお、図６（ａ）は点検装置１００Ｂの側面図、図６（ｂ）及び（ｃ）は、点検装置１００Ｂの正面図であって、アーム部材１１０Ｂの先端を拡大した正面図である。また、図６（ａ）に示すように、外力によって変位する前のアーム部材１１０Ｂの状態を基準状態とする。

まず、図６（ｂ）に示すように、アーム部材１１０Ｂの第一アーム部材１１１Ｂの先端側が、自重や風等の外力の影響により、基準状態から矢印Ｐ１へ向けて下方に変位したとする。すると、変位検出センサ１９０Ｂは、その変位を検出して制御装置１８０Ｂへ伝達する。そして、制御装置１８０Ｂは、変位調節プロペラ３００Ｂへ駆動信号を出力する。すると、変位調節プロペラ３００Ｂは回転駆動して、アーム部材１１０Ｂの先端側に、変位した方向とは逆方向、つまり矢印Ｐ２へ向かう推進力を与える。変位検出センサ１９０Ｂは、基準状態からの変位量を常に検出して制御装置１８０Ｂに伝達しており、制御装置１８０Ｂは、この変位量がゼロになる、つまり、アーム部材１１０Ｂの先端側が基準状態に戻り、その基準状態を維持できるように、変位調節プロペラ３００Ｂへ連続して駆動信号を出力し、変位調節プロペラ３００Ｂを制御している。

また、図６（ｃ）に示すように、点検装置１００Ｂの第一アーム部材１１１Ｂの先端側が、風等の外力の影響により、基準状態から矢印Ｐ３へ向けて斜め下方に変位したとする。なお、変位調節プロペラ３００Ｂは、任意の方向に向きを調節できる角度調節軸３５０Ｂによって、第一アーム部材１１１Ｂに固定されている。

変位検出センサ１９０Ｂは、その変位を検出して制御装置１８０Ｂへ伝達する。そして、制御装置１８０Ｂは、変位調節プロペラ３００Ｂへ駆動信号を出力する。この駆動信号の中には、変位調節プロペラ３００Ｂが変位した方向Ｐ３とは逆方向、つまり矢印Ｐ４へ向くように、変位調節プロペラ３００Ｂの角度調節軸３５０Ｂの角度を調節する信号も含まれている。

そのため、制御装置１８０Ｂからの駆動信号を受信すると、変位調節プロペラ３００Ｂは、変位した方向Ｐ３とは逆方向、つまり矢印Ｐ４へ向くように、角度調節軸３５０Ｂにより角度を調節して、回転駆動する。すると、変位調節プロペラ３００Ｂは、アーム部材１１０Ｂの先端側に矢印Ｐ４へ向かう推進力を与える。そして、第一アーム部材１１１Ｂの先端側が基準状態に戻り、そこで維持できるように、制御装置１８０Ｂは、変位調節プロペラ３００Ｂへ連続して駆動信号を出力し、変位調節プロペラ３００Ｂを制御している。

このように、本願発明の点検装置１００Ｂによれば、アーム部材１１０Ｂの基準状態からの変位を検出する変位検出センサ１９０Ｂと、当該変位検出センサ１９０Ｂの検出信号に基づき、アーム部材１１０Ｂの先端側が基準状態を維持できるように、変位した方向とは反対方向へ推進力を与える変位調節プロペラ３００Ｂを備える。そのため、自重や風等の外力により、アーム部材１１０Ｂが変位しても、変位前の元の基準状態に戻し、アーム部材１１０Ｂの先端の姿勢を安定させることができ、点検作業を容易に行うことができる。さらに、本願発明によれば、アーム部材１１０Ｂの先端の変位を抑え、先端の姿勢を容易に安定させることができることから、アーム部材１１０Ｂにかかる断面力を小さくできるため、従来の点検装置に比べて軽量化が可能である。

なお、変位検出センサ１９０Ｂは、各方向への変位を検出できるセンサであれば、３軸ジャイロセンサ、３軸加速度センサ、磁気センサ、及びこれらの組み合わせ等、適宜任意のセンサを採用することができる。

ここで、点検装置１００Ｂと点検装置１００との関係について述べると、点検装置１００Ｂの変位検出センサ１９０Ｂ及び変位調節プロペラ３００Ｂを、鉛直方向への変位に対して特化したものが、点検装置１００の第一検出センサ１４０及び第一プロペラ１５０であり、点検装置１００Ｂの変位検出センサ１９０Ｂ及び変位調節プロペラ３００Ｂを、水平方向への変位に対して特化したものが、点検装置１００の第二検出センサ１６０及び第二プロペラ１７０となっている。

（実施形態４）
では以下に、本願発明の実施形態４について、図７を用いて説明する。この実施形態４では、橋梁Ｎの上面に設置された固定台Ｋから延びる支持アーム４００によって、点検装置１００が吊り下げられ、点検装置１００の先端の点検部材１２０によって橋梁Ｎの下面を点検するもの（いわゆる、オーバーハング型）である。そして、図７は、当該実施形態４にかかる本願発明の点検装置の側面図である。

図７に示すように、固定台Ｋに固定された支持アーム４００は、第一支持アーム４１０、当該第一支持アーム４１０と第一関節４３０によって連結された第二支持アーム４２０とからなる。そして、第二支持アーム４２０の先端には、第二関節４４０によって、点検装置１００の土台部材１３０が連結固定されている。

このように、点検装置１００を吊り下げる方式（オーバーハング型）では、点検装置１００の自重により、支持アーム４００の第一関節４３０及び第二関節４４０等に断面力が発生する。しかしながら、本願発明の点検装置１００によれば、第一プロペラ１５０が、アーム部材１１０の自重に対して反対方向へ推進力を与えることが出来るので、アーム部材１１０の自重による下方への力を打ち消すことができる。そのため、支持アーム４００の第一関節４３０及び第二関節４４０に発生する断面力を最小化することができ、更には支持アーム４００の小型化や軽量化を実現することができる。

なお、支持アーム４００の第二支持アーム４２０の先端には、点検装置１００を取り付けていたが、これに限定されず、図４に示す点検装置１００Ａ、又は図６に示す点検装置１００Ｂを取り付けても良い。

なお、点検装置１００では、アーム部材１１０の先端側に第一検出センサ１４０及び第二検出センサ１６０を、点検装置１００Ａでは、アーム部材１１０Ａの先端側に変位検出センサ１９０Ａを、点検装置１００Ｂでは、アーム部材１１０Ｂの先端側に変位検出センサ１９０Ｂをそれぞれ取り付けていたが、これに限定されない。例えば、各検出センサをアーム部材の中央や、末端側等の任意の場所に取り付けてもよい。ただ、本願発明では、従来技術と比較してアーム部材の軽量化が可能なので、軽量化した場合に生じうるアーム部材の撓みの影響も考慮する必要がある。そのため、例えば、アーム部材の末端側に各検出センサを取り付けても、アーム部材の撓みにより、アーム部材の先端側の姿勢（鉛直方向への傾きや、水平方向における基準状態からの変位角度）を正確に把握できない可能性がある。そこで、本願発明では、アーム部材の先端側に各センサを直接取り付けることで、アーム部材の先端側の姿勢を正確に把握できるようにしたのである。

また、点検装置１００では、アーム部材１１０の先端側に、第一プロペラ１５０及び第二プロペラ１７０を、点検装置１００Ａでは、アーム部材１１０Ａの先端側に変位調節プロペラ３００Ａを、点検装置１００Ｂでは、アーム部材１１０Ｂの先端側に変位調節プロペラ３００Bをそれぞれ取り付けていたが、これに限定されない。例えば、各プロペラをアーム部材の中央や、末端側等の任意の場所に取り付けてもよい。ただ、上述したように、本願発明では、従来技術と比較してアーム部材の軽量化が可能なので、軽量化した場合に生じうるアーム部材の撓みの影響も考慮する必要がある。そのため、例えば、アーム部材の末端側に各プロペラを取り付けても、アーム部材の撓みにより、アーム部材の先端側の姿勢が安定しない可能性がある。そこで、本願発明では、アーム部材の先端側に各プロペラを直接取り付けることで、アーム部材の先端側の姿勢をより効果的に安定させたのである。

なお、本願発明の点検装置は、橋梁の下面や壁面を点検するために使用しているが、この他にも、大型排気塔など、人が近づくことができず直接点検することが困難な構造物の一部を点検するのに使用できる。また、本願発明の点検装置は、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。

Claims (3)

1. アーム部材と、当該アーム部材の先端側に設けられた点検部材とを備える点検装置であって、
   前記アーム部材に、当該アーム部材の先端側の鉛直方向への変位を検出する第一検出センサと、変位した方向とは逆方向へ推進力を与える第一プロペラとを備え、
   当該第一プロペラは、前記第一検出センサの検出信号に基づいて、前記アーム部材の先端側が水平状態を維持するように制御されることを特徴とする点検装置。
   
2. 前記アーム部材に、水平面における、当該アーム部材の先端側の基準状態から変位した角度を検出する第二検出センサと、変位した方向とは逆方向へ推進力を与える第二プロペラとを備え、
   当該第二プロペラは、前記第二検出センサの検出信号に基づいて、前記アーム部材の先端側が基準状態を維持するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の点検装置。
   
3. アーム部材と、当該アーム部材の先端側に設けられた点検部材とを備える点検装置であって、
   前記アーム部材に、当該アーム部材の先端側の基準状態からの変位を検出する変位検出センサと、当該変位した方向とは逆方向へ推進力を与える変位調節プロペラとを備え、
   当該変位調節プロペラは、前記変位検出センサの検出信号に基づいて、前記アーム部材の先端側が基準状態を維持するように制御されることを特徴とする点検装置。

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