JP2019184677A

JP2019184677A - 支柱装置

Info

Publication number: JP2019184677A
Application number: JP2018071729A
Authority: JP
Inventors: 豊合田; Yutaka Aida
Original assignee: Kuusatsu Giken Co Ltd
Current assignee: Kuusatsu Giken Co Ltd
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-04-03
Also published as: JP6810467B2

Abstract

【課題】極めて少ない消費エネルギーで相当に長い支柱を垂直姿勢に自立させる。【解決手段】支柱装置は、可撓性のある支柱１と、この支柱１に連結されて、支柱１の撓りを検出して修正する撓り補正ユニット２とを備えている。撓り補正ユニット２は、支柱１の撓りを検出する撓り検出部３と、撓り検出部３で検出された支柱１の撓りを、支柱１の横方向に強制送風する風の反作用で補正する支柱１の横方向における送風方向が異なるプロペラ１３とモータ１４からなる送風器４と、送風器４をコントロールする制御回路５とを備えている。支柱装置は、撓り検出部３が支柱１の撓りを検出し、検出する撓りで制御回路５が送風器４の送風を制御して、支柱１を垂直姿勢とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ステーを使用することなく曲がりを防止して高く自立できる支柱装置に関する。

長い支柱は種々の用途に使用される。たとえば、支柱の先端にカメラを固定してカメラによる撮影に使用され、あるいは先端にアンテナを固定して非常用のアンテナとして使用できる。撮影に使用する支柱は、長くしてより高い位置にカメラを配置して高所からの撮影が可能となり、アンテナを固定する支柱にあってはより高い位置に配置して、遠距離まで確実に通信できる特徴を実現できる。とくに、近年多用されるＧＨｚ帯のアンテナは小型軽量で支柱の上端に固定しやすく、また、見通し距離に確実に通信できる特性があることから、アンテナをより高い位置に配置することは、災害時の通信の安定性を高くすることから極めて大切である。

支柱を使用することなく、ドローンなどの無人飛行体にカメラを搭載し、あるいはアンテナを搭載することで、高所からの撮影や、安定した遠距離通信を実現できるが、ドローンはホバリング状態でのエネルギー消費が多く、たとえば電池を電源とするドローンにあっては飛行時間が短く制限される欠点がある。

ところで、撮影のために可撓性の棒材の先端にカメラを固定し、棒材の先端や中間には揚力装置を連結する撮影装置が開発されている。

特開２０１７−４０８４６号公報

棒材に揚力装置を連結している撮影装置は、揚力装置で棒材を自由な形状とするものであって、極めて長い棒材を垂直姿勢に配置することは開示されず、また仮に揚力装置で長い棒材を垂直方向に引き上げて垂直姿勢とするには、消費エネルギーが大きくなる欠点がある。

本発明は以上の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、極めて少ない消費エネルギーで長い支柱を垂直姿勢に自立できる支柱装置を提供することにある。

本発明の支柱装置は、可撓性のある支柱１と、この支柱１に連結されて、支柱１の撓りを検出して修正する撓り補正ユニット２とを備えている。撓り補正ユニット２は、支柱１の撓りを検出する撓り検出部３と、撓り検出部３で検出された支柱１の撓りを、支柱１の横方向に強制送風する風の反作用で補正するプロペラ１３とモータ１４からなる送風器４と、送風器４をコントロールする制御回路５とを備えている。支柱装置は、撓り検出部３が支柱１の撓りを検出し、検出する撓りで制御回路５が送風器４を制御して、支柱１を垂直姿勢とする。

以上の支柱装置は、極めて少ない消費エネルギーで、長い支柱を垂直姿勢に自立できる特徴がある。とくに、自立できない細くて長い支柱を垂直姿勢に維持できる特徴がある。それは、以上の支柱装置が、送風器で支柱の横方向に送風する反作用で撓りを防止して垂直姿勢に保持するからである。本発明の支柱装置は、支柱の長手方向に作用する力を支柱で支えて、横方向の変位のみを送風器で補正して支柱を垂直姿勢に保持する。支柱は長手方向の力に対して充分な強度がある。支柱の先端にアンテナやカメラを連結すると、アンテナやカメラの自重は垂直方向に作用する。垂直姿勢の支柱は、この方向の力に対する強度が強いので、垂直姿勢に保持されるかぎりこれ等の自重で曲がることはない。ただ、風が原因て支柱の撓りが発生すると、支柱に曲げ応力が作用する。曲げ応力に充分に耐える支柱は太くて重くなる。本発明の支柱装置は、送風器で支柱を横方向に押圧して撓りを解消して垂直姿勢に保持する。撓り補正ユニットは、支柱の横方向の力のみで撓りを防止するので、極めて少ない消費エネルギーで支柱を垂直姿勢に保持できる。

本発明の支柱装置は、撓り検出部３が、ＧＰＳセンサ３Ａ、加速度センサ、傾斜センサ、加速度センサの検出値の何れかひとつ又は複数の検出値を演算して撓り値を検出することができる。

本発明の支柱装置は、撓り検出部３が、支柱１が撓りのない状態における基準位置に対する相対位置から撓り値を検出することができる。

本発明の支柱装置は、複数組の撓り補正ユニット２を備えて、支柱１の長手方向に離れて複数組の撓り補正ユニット２を連結することができる。

本発明の支柱装置は、撓り補正ユニット２が、送風方向が異なる複数の送風器４を有することができる。

本発明の支柱装置は、撓り補正ユニット２が送風方向の異なる複数の送風器４を有すると共に、送風器４を支柱１の長手方向に離れた位置に配置することができる。

本発明の支柱装置は、撓り補正ユニット２が、互いに反対方向に送風する一対の送風器４からなる対向送風器１０を備えることができる。

本発明の支柱装置は、対向送風器１０を構成する各々の送風器４が、支柱１の非撓り状態においてアイドル回転して、互いに反対方向に送風することができる。

本発明の支柱装置は、送風器４が、プロペラ１３のピッチを調整するピッチコントロール機構を備えると共に、ピッチコントロール機構でコントロールされるプロペラ１３のピッチで送風方向を変更することができる。

本発明の支柱装置は、送風器４が、正逆に回転されるモータ１４を備えると共に、モータ１４の回転方向で送風方向を変更することができる。

本発明の支柱装置は、支柱１が、脱着自在に連結されてなる複数の支柱ユニット１１を備えることができる。

本発明の支柱装置は、支柱１が、複数の支柱ユニット１１を脱着自在に連結してなるソケット１２を備え、ソケット１２に撓り補正ユニット２を連結することができる。

本発明の支柱装置は、支柱１が、伸縮自在に連結してなる複数の支柱ユニット１１を備えると共に、複数の支柱ユニット１１を伸長状態に固定する固定機構を備えることができる。

本発明の一実施形態にかかる支柱装置の概略斜視図である。図１に示す支柱装置の平面図である。本発明の一実施形態にかかる支柱装置の概略ブロック図である。本発明の他の実施形態にかかる支柱装置の概略断面図である。本発明の他の実施形態にかかる支柱装置の概略平面図である。図１に示す支柱装置の撓り補正ユニットが支柱の撓りを補正する原理図である。本発明の他の実施形態に係る支柱装置の概略平面図である。本発明の他の実施形態にかかる支柱装置の概略斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための支柱装置を例示するものであって、本発明は支柱装置を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

本発明の支柱装置は、主として先端にアンテナやカメラをセットして使用される。アンテナをセットする用途においては、アンテナを高い位置に配置できるので、遠距離まで安定して通信できる。また、カメラをセットする用途にあっては、高いアングルから安定して撮影できる特徴がある。ただ、本発明は、支柱装置の用途をアンテナやカメラ用に特定することなく、高所に安定してセットする必要のある他の全ての用途に使用できる。とくに、本発明の支柱装置は、垂直荷重を支柱で支えるので、重量物を高所にセットして、極めて少ないエネルギー消費で安定して配置できる全ての用途に最適である。

本発明の一実施形態に係る支柱装置を図１〜図３に示す。図１は支柱装置の概略斜視図を、図２は図１に示す支柱装置の平面図を、図３は支柱装置の概略ブロック図をそれぞれ示している。図１と図２の支柱装置は、可撓性のある支柱１と、この支柱１の先端部や中間部に連結されて、支柱１の撓りを検出して修正する撓り補正ユニット２とを備える。支柱１は、撓り補正ユニット２で垂直姿勢に保持される。したがって、使用状態において垂直姿勢に配置される支柱１には軸方向の圧縮荷重のみが作用して、曲げ強度はほとんど作用しない。支柱１は、曲げ強度に対して圧縮強度が極めて強いので、細くて軽い支柱１を使用しながら、支柱１を長く、すなわち高くして、アンテナやカメラなどの機器を安定して高所に配置できる。支柱１は、軽量化するためにパイプが適している。パイプはカーボン繊維などの補強繊維を埋設している繊維強化プラスチックが最適である。ただ、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の合金製のパイプも使用できる。

支柱１の全長は、たとえば５ｍ以上、好ましくは１０ｍ以上、さらに好ましくは３０ｍ以上である。長い支柱１は、図４に示すように、複数の支柱ユニット１１をソケット１２で連結して長くする。ただ、長い支柱は、図示しないが、複数の支柱ユニットを伸縮できるように連結することもできる。ただし、複数の支柱ユニットを伸縮自在に連結する支柱は、伸ばした状態で収縮しないように固定して、軸方向の荷重に耐えることができる。このことを実現するために、伸縮自在な支柱は、固定状態に保持する固定機構を設けている。固定機構は、たとえば、伸長状態で支柱ユニットの連結部において、内側の支柱ユニットと外側の支柱ユニットの両方に直径方向に貫通する止めピンを挿通するロック機構、あるいは筒状の支柱ユニットの連結部をテーパー状として、伸長した状態で、内側の支柱ユニットの外面を外側の支柱ユニットの内面に加圧状態で密着させて、内側と外側の支柱ユニットとの摩擦抵抗で固定する機構とすることができる。

図４に示すように、複数の支柱ユニット１１を連結する支柱１は、連結する支柱ユニット１１の数を多くして長くできるので、例えば１０ｍ以上、好ましくは２０ｍ以上、さらに好ましくは５０ｍ以上とすることができる。また、支柱１の中間に複数の撓り補正ユニット２を連結する構造によって、支柱１の全長を１００ｍ以上とすることもできる。支柱１は撓り補正ユニット２で撓りが補正されて垂直姿勢に保持されるので、従来の高い支柱のように、垂直姿勢に保持するためにステーを使用することなく高くすることもできる。ただ、ほとんどの用途において支柱１にステーを連結する必要はないが、簡単なステーを一部に設けて支柱１をより安定に保持することもできる。

撓り補正ユニット２は、図１の鎖線で示すように、支柱１に撓りが発生する状態で、矢印Ｃで示す方向に支柱１を移動して撓りを補正して垂直姿勢とする。ただし、図１は撓りが発生する状態を明確にするために撓り量を大きく示しているが、現実の使用状態においては、撓り補正ユニット２は撓りが小さい状態で補正するので、支柱１はほとんど撓りのない状態で垂直姿勢に保持される。

図３は撓り補正ユニット２のブロック図を示している。この図の撓り補正ユニットは、支柱１の撓りを検出する撓り検出部３と、撓り検出部３で検出された支柱１の撓りを、支柱１の横方向に強制送風する風の反作用で補正する複数組の送風器４と、送風器４をコントロールして支柱の撓りを補正する制御回路５とを備えている。

撓り検出部３は、支柱１を垂直姿勢に保持するために、撓り検出部の固定部位における支柱１の撓りを検出して、送風器４でもって撓りをゼロ状態に補正して支柱１を垂直姿勢に保持する。撓り検出部３は、撓りのない垂直姿勢における位置を基準位置として、基準位置に対する相対位置から撓り量と撓り方向とを検出する。撓り検出部３は、ＧＰＳセンサ、加速度センサ、傾斜センサの検出値の何れかひとつ又は複数の検出値を演算して撓り量と撓り方向からなる撓り値を検出する。加速度センサは固定部位が移動する加速度で撓りを検出する。加速度センサが検出する加速度は、時間で積分して移動速度が演算でき、さらに移動速度を時間で積分して撓り量が演算できる。撓り検出部３は、好ましくはＧＰＳセンサと加速度センサと傾斜センサの検出値を演算して、全てのセンサの検出値から支柱１の撓り量と撓り方向とを検出して極めて高い精度で支柱１の撓りを検出できる。ただ、何れかひとつのセンサの検出値で撓り量と撓り方向とを検出することもできる。

ＧＰＳセンサは、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して位置、すなわち緯度と経度とを演算して地図上の位置を検出する。ＧＰＳセンサは、基準位置に対する相対位置を検出して、支柱１の撓り量と撓り方向を検出する。ＧＰＳセンサは、支柱１に連結している位置（図１においては支柱１の下端）を基準位置として、この基準位置からのズレを相対位置として検出して、支柱１の撓り量と撓り方向とを検出する。図１に示す支柱装置において、基準位置は支柱１の下端にＧＰＳセンサ３Ａを配置して検出できるので、支柱１に連結するＧＰＳセンサ３Ａを支柱１の下端、あるいは支柱１を立てる位置に配置して検出できる。相対位置は、支柱１の上端や中間部にＧＰＳセンサ３Ａを連結して連結位置（図１においては支柱１の上端）の位置を検出し、この連結位置と基準位置との差から検出される。支柱１に連結されるＧＰＳセンサ３Ａは、支柱１に撓りが発生すると連結位置が変化するので、基準位置からのズレ、すなわち相対位置として連結位置の撓りを検出する。

傾斜センサは、支柱１に固定される位置の傾斜角を検出する。支柱１は水平面内においてＸ軸方向とＹ軸方向の両方に傾斜するので、互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向の両方の傾斜角を検出して、支柱１の撓り量と撓り方向とを検出する。したがって、傾斜センサは、Ｘ軸方向の傾斜角を検出するＸ軸傾斜センサと、Ｙ軸方向の傾斜角を検出するＹ軸傾斜センサとを備える。Ｘ軸傾斜センサとＹ軸傾斜センサは、互いに直交する方向の傾斜角を検出する。Ｘ軸傾斜センサとＹ軸傾斜センサで検出される傾斜角から、立体的な傾斜角を演算する。傾斜センサを連結している部分における支柱１の傾斜角は、支柱１の撓りに比例して大きくなるので、Ｘ軸傾斜センサとＹ軸傾斜センサとでＸ軸方向及びＹ軸方向の傾斜角を検出して支柱１の立体的な撓り量と撓り方向とを検出する。

加速度センサは、連結している位置において、支柱１の横方向、すなわち支柱１の軸方向に直交する方向の加速度を検出して、支柱１の撓り量と撓り方向とを検出する。加速度センサは、加速度の方向と大きさから、撓りの撓り量と撓り方向とを演算する。加速度センサは、支柱１に固定される位置の撓り量と撓り方向を検出する。支柱１は水平面内においてＸ軸方向とＹ軸方向の両方に加速されるので、互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向の両方の加速度を検出して、支柱１の撓り量と撓り方向とを検出する。したがって、加速度センサは、Ｘ軸方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサと、Ｙ軸方向の加速度を検出するＹ軸加速度センサとを備える。Ｘ軸加速度センサとＹ軸加速度センサは互いに直交する方向の加速度を検出する。Ｘ軸加速度センサとＹ軸加速度センサで検出される加速度から、支柱１の横方向における加速度を演算する。加速度センサを連結している部分における支柱１の加速度は、支柱１の撓りに比例して大きくなるので、Ｘ軸加速度センサとＹ軸加速度センサとでＸ軸方向及びＹ軸方向の加速度を検出して、支柱１の横方向における撓り量と撓り方向とを演算する。

撓り補正ユニット２は、支柱１の横方向に送風する複数の送風器４を備える。横方向に送風する各々の送風器４は、異なる方向に送風して、支柱１の撓りを補正する。複数の送風器４を備える撓り補正ユニット２は、複数の送風器４を支柱１の長手方向、図１において上下方向に離して配置している。この撓り補正ユニット２は、各々の送風器４から送風される風の干渉を防止できるので、各々の送風器４が送風する風の反作用で正確に支柱１の撓りを補正できる特徴がある。さらに、図１と図２に示す支柱装置は、連結アーム６を介して送風器４を支柱１から離して配置している。この構造の撓り補正ユニット２は、送風される風の干渉をさらに少なくできる。ただ、上下方向に離して配置される送風器４は、支柱１に接近して配置することもできる。

また、撓り補正ユニット２は、図４に示すように、複数の送風器４を支柱１の同じ位置、すなわち同じ高さに連結することもできる。図４の撓り補正ユニット２は、支柱ユニット１１を連結するソケット１２の両側に、連結アーム６を介して送風器４を連結している。このように、同じ高さに送風器４を配置する構造においては、対向する送風器４同士を連結アーム６を介して離して配置することで、送風される風の干渉を少なくできる。また、対向して配置される送風器は、支柱の撓りを補正するために、両方が同時に強制送風することはないので、対向する送風器の風が干渉することはない。

撓り補正ユニット２は、支柱１の横方向に送風する複数の送風器４で異なる方向、図１と図２の撓り補正ユニット２は、互いに直角方向に送風して、各々の送風器４が送風する風速と風量を調整して、支柱１の全方向の撓りを補正する。

送風器４は、モータ１４でプロペラ１３を回転して送風する。送風器４は送風する空気の反作用で支柱１を横方向に移動させる。送風器４は、モータ１４の回転数やプロペラ１３のピッチで風速を調整して、空気の反作用を調整し、撓りの発生した支柱１を垂直姿勢に補正する。送風される空気の運動のエネルギーは、速度の自乗と空気の質量の積に比例して大きくなる。風速が２倍になると、空気の速度が２倍、単位時間に送風される空気量、すなわち質量は２倍になる。したがって、単位時間に送風される空気の運動のエネルギーは８倍に増加する。送風器４は、送風する空気に運動のエネルギーを与える反作用で支柱１を横方向に移動させるので、プロペラ１３で強制送風する風速を速くして空気の反作用で支柱を横方向に移動させる復元力をコントロールできる。

プロペラ１３が強制送風する風速は、モータ１４の回転を速くし、あるいはプロペラ１３のピッチを大きくして速くできる。したがって、送風器４はモータ１４の回転数を調整し、あるいはプロペラ１３のピッチを調整して、風速、すなわち支柱１を横方向に移動する復元力をコントロールする。モータ１４の回転数で風速を調整する送風器４は、固定ピッチのプロペラ１３を回転して風速を調整する。プロペラ１３のピッチで風速を調整する送風器４は、プロペラ１３のピッチで風速を調整できるので、定回転のモータ１４を使用して風速を調整することができる。ただ、可変ピッチのプロペラを備える送風器は、モータ１４の回転数とプロペラ１３のピッチの両方を調整して風速をコントロールすることもできる。

固定ピッチのプロペラ１３を逆転しないモータ１４で回転する送風器４は、風速を調整できるが、空気の送風方向を反転できない。この送風器４を備える撓り補正ユニット２は、図２と図４に示すように、互いに反対方向に送風する一対の送風器４からなる対向送風器１０を備える。対向送風器１０は、片方の送風器４のモータ１４の回転数を他方の送風器４のモータ１４の回転数よりも速くし、あるいは片方の送風器４のモータ１４のみを回転して、他方のモータ１４の回転を停止し、あるいは低回転でアイドル回転して、支柱１を横方向に移動させる。

プロペラ１３が可変ピッチの送風器４は、プロペラのピッチを反対方向として送風する空気の方向を反転できる。また、逆転するモータ１４を使用する送風器４は、モータ１４の回転方向を反転して、空気の送風方向を反転できる。その送風器４を備える撓り補正ユニット２は、図５に示すように、２組の送風器４で支柱１を全方向に移動できるので、構造を簡単にできる。

逆転しないモータ１４の撓り補正ユニット２は、支柱１を押圧する必要のない送風器４を低回転でアイドル回転して、応答速度を速くできる。モータ１４がアイドル回転している送風器４は、所定の回転数に加速するまでの加速時間を短縮できるからである。応答速度の速い送風器４は、支柱１の撓りを検出して速やかに補正できるので、理想的な状態で支柱１を垂直姿勢に保持できる。アイドル回転の回転数は、送風する空気による支柱１の押圧力が要求されないので低回転に設定される。たとえば、アイドル回転は最大回転数の１／１０以下に設定されるので、消費電力は極めて少なくできる。プロペラが強制送風する風の運動のエネルギーが風速を弱くすると急激に減少して、モータの消費電力が極限するからである。したがって、モータ１４をアイドル回転させる撓り補正ユニット２は、少ない消費電力で応答速度を速くして、支柱１を理想的な状態で垂直姿勢に保持できる特徴がある。可変ピッチのプロペラを備える送風器は、常にモータを規定の回転数で連続的に回転して、撓りが検出されるとピッチを調整して強制送風することで、モータをアイドル回転させる方式よりもさらに応答速度を速くできる。この送風器は、支柱の撓りを検出しない状態では、プロペラのピッチを送風しない位置とするので、この状態でモータの負荷は小さく消費電力も小さくできる。

制御回路５は、撓り検出部３で検出される支柱１の撓り量と撓り方向から、各々の送風器４を制御して、支柱１を垂直姿勢とする。図６は、支柱１を上から見た平面図である。この図は、支柱の撓りでセンサの固定部位がＡ点からＢ点に移動した状態で、固定部位（図１においては支柱１の上端）を送風器４でＡ点に復帰させる状態を示している。図１は支柱１が撓ってセンサの固定部位である上端がＡ点からＢ点に移動する状態を示している。Ｂ点に移動した支柱１の上端をＡ点に復帰させる復元力は、ベクトルＣで示す大きさと方向となる。ベクトルＣの復元力は、ベクトルＤとベクトルＥの復元力に分解できる。図１の撓り補正ユニット２は、互いに９０度の方向に送風する第１〜第４の送風器４を備えている。第１の送風器４Ａは図において上向きに送風し、第２の送風器４Ｂは右から左に、第３の送風器４Ｃは下向きに、第４の送風器４Ｄは左から右に送風して、風の反作用で支柱１を水平方向に移動させる。第１の送風器４Ａが送風する風の反作用は、ベクトルＤで示す方向に作用し、第４の送風器４Ｄが送風する風の反作用はベクトルＥで示す方向となる。したがって、制御回路５は、第１の送風器４Ａの復元力がベクトルＤで示す大きさとなり、第４の送風器４Ｄの復元力がベクトルＥで示す大きさとなるように、各々の送風器４を制御する。固定ピッチのプロペラ１３を回転する送風器４は、モータ１４の回転数で復元力をコントロールできるので、第１の送風器４Ａは、ベクトルＤで示す復元力となるようにモータ１４の回転数を設定し、第４の送風器４ＤはベクトルＥで示す復元力となるようにモータ１４の回転数を調整する。可変ピッチのプロペラ１３を回転する送風器４は、モータ１４の回転数を一定とし、あるいは可変して、モータ１４の回転数とプロペラ１３のピッチとで復元力をコントロールできるので、第１の送風器４Ａは、ベクトルＤで示す復元力となるようにモータ１４の回転数とプロペラ１３のピッチを設定し、第４の送風器４ＤはベクトルＥで示す復元力となるようにモータ１４の回転数とプロペラ１３のピッチを調整する。

図５に示す撓り補正ユニット２は、可変ピッチのプロペラ１３を設けている送風器４においては、モータ１４の回転数とプロペラ１３のピッチとで復元力の大きさと方向を調整できるので、制御回路５は、モータ１４の回転数とプロペラ１３のピッチを調整して、撓りを補正するために必要な復元力を発生させる。固定ピッチのプロペラ１３を設けている送風器４においては、モータ１４の回転数と回転方向とで復元力の大きさと方向を調整できるので、制御回路５は、モータ１４の回転数と回転方向とを調整して、撓りを補正するために必要な復元力を発生させる。

複数の撓り補正ユニット２を備える支柱装置は、複数の送風器４を必ずしも直角に送風するように配置する必要はない。図７の撓り補正ユニット２は、４組の送風器４の送風方向が約４５度と１３５度となるように配置している。第１の送風器４Ａと第２の送風器４Ｂ、第３の送風器４Ｃと第４の送風器４Ｄの送風方向のなす角度は４５度、第２の送風器４Ｂと第３の送風器４Ｃ、第４の送風器４Ｄと第１の送風器４Ａのなす角度は１３５度としている。この撓り補正ユニット２は、制御回路５で第１の送風器４Ａと第２の送風器４Ｂを調整することで、第１の送風器４Ａと第２の送風器４Ｂの送風方向の間の復元力を発生できる。例えば第１の送風器４Ａと第２の送風器４Ｂの風速を同じに調整して、矢印Ｆで示すベクトルＦの復元力を発生でき、第１の送風器４Ａの風速を第２の送風器４Ｂよりも速くするとベクトルは第１の送風器４Ａの送風方向に近づき、第１の送風器４Ａと第２の送風器４Ｂの送風のベクトル和を強くして復元力を大きくできる。同じように、第２の送風器４Ｂと第３の送風器４Ｃを調整して、この間の全ての方向のベクトルの復元力を発生でき、また第２の送風器４Ｂと第３の送風器４Ｃの風速の比率でベクトルの方向を調整でき、風速のベクトル和で復元力の大きさを調整できる。

さらに、本発明の支柱装置は、必ずしも複数の送風器４を設けて支柱１の撓りを補正する必要はない。それは、垂直に立てた支柱１は風が原因で撓りが発生するが、風の方向はほぼ一定しているので、支柱１を立てるときに風向きを考慮して支柱１を立てることで、風による撓りを補正できるからである。

以上の実施形態においては、４個の送風器４を有する１組の撓り補正ユニット２を支柱１に設けて、この撓り補正ユニット２の各送風器４の風速を調整して、支柱１の撓りを補正する構造を示したが、支柱装置は、複数組の撓り補正ユニットを備えることもできる。この支柱装置は、支柱の長手方向に離れて複数組の撓り補正ユニットを連結することで、安定して垂直姿勢に保持できる。とくに、長さの長い支柱、すなわち、高さの高い支柱において、中間部に複数組の撓り補正ユニットを配置することで、高い支柱を安定して垂直姿勢に保持できる。

図８に示す支柱装置は、複数本の支柱ユニット１１をソケット１２を介して連結して、全体の高さを高くする状態を示している。この支柱装置は、下部に配置された支柱ユニット１１を連結するソケット１２には撓り補正ユニット２を設けることなく上下の支柱ユニット１１を連結する構造とし、中間部から上部において、上下の支柱ユニット１１を連結するソケット１２には、連結アーム６を介して４個の送風器４を備える撓り補正ユニット２を配置する状態を示している。このように、支柱全体の高さを高くする支柱装置は、上端部だけでなく中間部の複数箇所にも撓り補正ユニット２を設けることで、中間部における撓りを補正することができる。この支柱装置は、中間部にも撓り検出部３となるセンサを設けることで、高い支柱１の中間部における撓りを検出しながら補正でき、支柱全体を安定して垂直姿勢に保持できる。

以上のように、複数の支柱アーム１１をソケット１２で連結して数十メートルの高さとする支柱装置は、以下のようにして設置される。
（１）最上段に配置される支柱ユニット１１の上端部に所望の機材９を取り付ける。図に示す支柱装置は、支柱ユニット１１の上端に撮影用のカメラ９Ａを固定している。このように、撮影に使用する支柱装置においては、支柱ユニットの先端にカメラを固定する。また、アンテナ設備として使用する支柱装置においては、支柱ユニットの先端にアンテナを固定する。さらに、最上段に配置される支柱ユニット１１は、上端部に撓り検出部３となるセンサ、例えば、ＧＰＳセンサや、傾斜センサ、加速度センサを固定することもできる。

（２）さらに、最上段に配置される支柱ユニット１１に撓り補正ユニット２を設ける。図に示す支柱装置は、撓り補正ユニット２として４個の送風器４を設けている。図に示す撓り補正ユニット２は、４個の送風器４を同じ高さに配置している。ただ、複数の送風器４は、図１に示すように上下に離して配置することもできる。

（３）機材９、撓りセンサ３、及び複数の送風器４が固定された最上段の支柱ユニット１１を垂直姿勢のまま持ち上げて、この支柱ユニット１１の下端に２段目の支柱ユニット１１を連結する。上下に配置される支柱ユニット１１同士は、ソケット１２を介して直線上に連結される。
なお、支柱ユニット１１を垂直姿勢のまま持ち上げやすくするために、空気を下向きに送風してその反作用で支柱ユニットを上方に引き上げる送風器を支柱ユニットに設けることもできる。この構造によると、支柱ユニットを楽に上方に持ち上げることができる。

（４）２段目の支柱ユニット１１に撓り補正ユニット２を配置し、あるいは、２段目の支柱ユニット１１と３段目の支柱ユニット１１との連結部に撓り補正ユニット２を配置する状態で、２段目の支柱ユニット１１を持ち上げて、この２段目の支柱ユニット１１の下端に３段目の支柱ユニット１１を連結する。

（５）以下同様にして、複数本の支柱ユニット１１を連結して支柱全体の高さを高くする。さらに、複数の支柱ユニット１１を連結する工程において、支柱１の中間部の所定の位置に、撓り補正ユニット２を配置し、また撓り検出部３であるセンサを配置する。

本発明の支柱装置によると、高い支柱を曲がりを防止して垂直姿勢に自立できるので、支柱の先端にカメラを固定してカメラによる撮影に使用され、あるいは先端にアンテナを固定して非常用のアンテナとして好適に使用できる。

１…支柱
２…撓り補正ユニット
３…撓り検出部
３Ａ…ＧＰＳセンサ
４…送風器
４Ａ…第１の送風器
４Ｂ…第２の送風器
４Ｃ…第３の送風器
４Ｄ…第４の送風器
５…制御回路
６…連結アーム
９…機材
９Ａ…カメラ
１０…対向送風器
１１…支柱ユニット
１２…ソケット
１３…プロペラ
１４…モータ

Claims

可撓性のある支柱と、
この支柱に連結されて、前記支柱の撓りを検出して修正する撓り補正ユニットとを備える支柱装置であって、
前記撓り補正ユニットが、
前記支柱の撓りを検出する撓り検出部と、
前記撓り検出部で検出された前記支柱の撓りを、前記支柱の横方向に強制送風する風の反作用で補正するプロペラとモータからなる送風器と、
前記送風器をコントロールする制御回路とを備え、
前記撓り検出部が前記支柱の撓りを検出し、検出する撓りで前記制御回路が前記送風器を制御して、前記支柱を垂直姿勢とすることを特徴とする支柱装置。
前記撓り検出部が、ＧＰＳセンサ、加速度センサ、傾斜センサ、加速度センサの検出値の何れかひとつ又は複数の検出値を演算して撓り値を検出することを特徴とする請求項１に記載する支柱装置。
前記撓り検出部が、前記支柱が撓りのない状態における基準位置に対する相対位置から撓り値を検出する請求項１または２に記載する支柱装置。
複数組の前記撓り補正ユニットを備え、前記支柱の長手方向に離して複数組の前記撓り補正ユニットが連結されてなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載する支柱装置。
前記撓り補正ユニットが、送風方向が異なる複数の前記送風器を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載する支柱装置。
前記撓り補正ユニットが、複数の前記送風器を有すると共に、
前記送風器が前記支柱の長手方向に離れた位置に配置されてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載する支柱装置。
前記撓り補正ユニットが、互いに反対方向に送風する一対の送風器からなる対向送風器を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載する支柱装置。
前記対向送風器を構成する各々の前記送風器が、前記支柱の非撓り状態においてアイドル回転して、互いに反対方向に送風することを特徴とする請求項７に記載する支柱装置。
前記送風器が、プロペラのピッチを調整するピッチコントロール機構を備えると共に、
前記ピッチコントロール機構でコントロールされるプロペラのピッチで送風方向を変更するようにしてなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載する支柱装置。
前記送風器が、正逆に回転されるモータを備えると共に、前記モータの回転方向で送風方向を変更するようにしてなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載する支柱装置。
前記支柱が、脱着自在に連結されてなる複数の支柱ユニットを備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載する支柱装置。
前記支柱が、複数の前記支柱ユニットを脱着自在に連結してなるソケットを備え、
前記ソケットに前記撓り補正ユニットが連結されてなることを特徴とする請求項１１に記載する支柱装置。
前記支柱が、伸縮自在に連結してなる複数の支柱ユニットを備えると共に、複数の支柱ユニットを伸長状態に固定する固定機構を備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載する支柱装置。