JP2020138671A - 飛翔機及び飛翔機の制御方法 - Google Patents

飛翔機及び飛翔機の制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020138671A
JP2020138671A JP2019036867A JP2019036867A JP2020138671A JP 2020138671 A JP2020138671 A JP 2020138671A JP 2019036867 A JP2019036867 A JP 2019036867A JP 2019036867 A JP2019036867 A JP 2019036867A JP 2020138671 A JP2020138671 A JP 2020138671A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
airframe
wind direction
crosswind
anemometer
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019036867A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7180450B2 (ja
Inventor
羽田　芳朗
Yoshiro Haneda
芳朗 羽田
拓 工藤
Hiroshi Kudo
拓 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2019036867A priority Critical patent/JP7180450B2/ja
Publication of JP2020138671A publication Critical patent/JP2020138671A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7180450B2 publication Critical patent/JP7180450B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

【課題】消費電力を抑えつつ、機体が壁面から離れることを抑制できる飛翔機を提供する。【解決手段】飛翔機１０は、機体１１、第一風向風速計９１、第二風向風速計９２、及び、制御部８６を備える。機体１１は、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄと複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄを有する。第一風向風速計９１は、機体１１の前側に配置され、第一横風Ｗ１の風向及び風速に応じた出力をする。第二風向風速計９２は、機体１１の後側に配置され、第二横風Ｗ２の風向及び風速に応じた出力をする。制御部８６は、機体１１の前側が壁面に接触している場合に、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２によって機体１１のヨー軸周りに回転モーメントが作用するときには、次の制御を行う。すなわち、制御部８６は、回転モーメントＭが低減されるように、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力に基づいて、機体１１を制御する。【選択図】図８

Description

本願の開示する技術は、飛翔機及び飛翔機の制御方法に関する。
近年、ドローンと称されるような、複数の回転翼を機体に備える飛翔機が利用され始めている。また、このような飛翔機として、例えば車輪などの機体の一部を機体の前方に位置する垂直な壁面に接触させながら該壁面を移動する飛翔機が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
ところで、このような飛翔機では、機体が壁面に接触している状態で、機体が横風を受ける場合がある。このように機体が横風を受けると、この横風によって機体のヨー軸周りに回転モーメントが作用し、機体が壁面から離れる虞がある。
なお、飛翔中横風等の外乱に対して機体の姿勢を制御する技術については、種々検討されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開２０１２−２２８９４４号公報 特開２０１６−２１５９５８号公報 特開２０１７−１７１０１４号公報
「壁面移動する２輪型４ロータヘリコプタの自動制御」、計測自動制御学会、第１７回システムインテグレーション部門講演会予稿集P1535-P1540、2016年12月15日〜17日
機体が横風を受けた場合でも、機体が壁面から離れることを抑制する手法としては、例えば、次の手法が考えられる。すなわち、機体を前傾姿勢として機体に壁面への押し付け力を発生させる。続いて、機体が発生可能な最大推力に基づいて機体が壁面から離れない最大風速を算出する。そして、その算出した風速の横風を機体が受けたときに機体と壁面との接触点に働く力よりも接触点に作用する摩擦力が大きくなるように機体の前傾姿勢の角度を決め、その角度の前傾姿勢になるように機体を制御する。
しかしながら、上述の手法では、機体が横風を受けた場合に、機体が壁面から離れることを抑制するためには、複数の回転翼が常に最大推力を発生する必要がある。このため、複数の回転翼を回転させる複数のモータの電力効率が低下し、バッテリの消費電力が増加する。
本願の開示する技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、一つの側面として、消費電力を抑えつつ、機体が壁面から離れることを抑制できるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本願の開示する技術の一観点によれば、機体と、第一風向風速計と、第二風向風速計と、制御部とを備える飛翔機が提供される。機体は、複数の回転翼と、複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータとを有する。第一風向風速計は、機体の第一側に配置され、機体の第一側に沿って吹く第一横風の風向及び風速に応じた出力をする。第二風向風速計は、機体の水平方向の第一側と反対の第二側に配置され、機体の第二側に沿って吹く第二横風の風向及び風速に応じた出力をする。制御部は、機体の第一側が壁面に接触している場合に、第一横風及び第二横風によって機体のヨー軸周りに回転モーメントが作用するときには、回転モーメントが低減されるように、第一風向風速計の出力及び第二風向風速計の出力に基づいて、機体を制御する。
本願の開示する技術によれば、消費電力を抑えつつ、機体が壁面から離れることを抑制できる。
本願の開示する技術の一実施形態に係る飛翔機の斜視図である。 図１の飛翔機の前面図である。 図１の飛翔機の左側面図である。 図１の飛翔機の上面図である。 図１の飛翔機の垂直板及び駆動部の二面図である。 図１の飛翔機において垂直板が後側に傾斜する様子を説明する図である。 図１の飛翔機において垂直板が後側に傾斜した状態で後側にスライドする様子を説明する図である。 図１の飛翔機における第一風向風速計及び第二風向風速計の設置個所を説明する図である。 図１の飛翔機の構成を示すブロック図である。 図１の飛翔機を用いて橋脚を点検する様子の一例を示す図である。 図１の飛翔機の機体が横風を受けた場合に機体のヨー軸周りに作用する回転モーメントを横風のパターン毎に説明する図である。 図１の飛翔機の機体にトルク計を接続した状態を説明する図である。 図１の飛翔機の機体に送風機から横風を供給する様子を説明する図である。 図１の飛翔機の機体と壁面との間にフォースゲージを接続して機体に送風機から横風を供給する様子を説明する図である。 図１の飛翔機における制御部の処理の流れを示す図である。
はじめに、本願の開示する技術の一実施形態に係る飛翔機の構成を詳細に説明する。
図１〜図４に示されるように、本実施形態に係る飛翔機１０は、機体１１を備える。この機体１１は、フレーム２０と、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄと、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄと、一対の車輪５０を有する。
各図に示される矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、機体１１の前後方向前側、機体１１の上下方向上側、機体１１の左右方向右側をそれぞれ示している。機体１１の前側は、「機体の水平方向の第一側」の一例であり、機体１１の後側は、「機体の水平方向の第一側と反対の第二側」の一例である。機体１１の左右方向は、「機体の第一側及び第二側に沿う方向」の一例であり、機体１１の前後方向は、「機体の第一側及び第二側が対向する方向」の一例である。
フレーム２０は、内側フレーム２１と、外側フレーム３１とを有する。内側フレーム２１は、上面視で枠状を成している。この内側フレーム２１は、機体１１の前後方向に延びる一対の前後連結メンバ２２と、機体１１の左右方向に延びる一対の左右連結メンバ２３とを有する。
一対の左右連結メンバ２３の左右両端部は、一対の前後連結メンバ２２に連結されている。一対の左右連結メンバ２３は、一対の前後連結メンバ２２との連結部で一対の前後連結メンバ２２と交差している。一対の左右連結メンバ２３と一対の前後連結メンバ２２との連結部は、交差部２４Ａ〜２４Ｄに相当する。内側フレーム２１には、合計で四か所の交差部２４Ａ〜２４Ｄが形成されている。この複数の交差部２４Ａ〜２４Ｄは、機体１１の前後左右に並んでいる。
外側フレーム３１は、機体１１の左右方向を軸方向として延びる複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆと、複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆの軸方向の両端部にそれぞれ接続された一対の円環部材３３とを有する筒形に形成されている。つまり、このフレーム２０は、機体１１の左右方向を軸方向とする筒形である。一対の円環部材３３は、機体１１の左右方向周りに円環状を成している。一対の円環部材３３の内側には、複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆが設けられている。複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆは、円環部材３３の中心部を中心にして放射状に形成されている。
外側フレーム３１には、機体１１の左右方向に延びる支持ロッド３６と、この支持ロッド３６に回転可能に支持された回転部材３７とが設けられている。支持ロッド３６は、一対の円環部材３３の中心部（複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆの中心部）の上方に配置されている。この支持ロッド３６は、複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆのうち上側の一対のスポーク３４Ｃ、３４Ｄの間に配置され、この上側の一対のスポーク３４Ｃ、３４Ｄに固定されている。支持ロッド３６の両端部は、一対の円環部材３３の内側を貫通しており、一対の円環部材３３よりも機体１１の左右両側に突出している。
回転部材３７は、一対の側方ロッド３８と、一対の側方ロッド３８の先端部を連結する中央ロッド３９とを有する矩形アーチ状に形成されている。一対の側方ロッド３８は、一対の円環部材３３よりも機体１１の左右両側に配置されており、一対の円環部材３３の径方向に延びている。一対の側方ロッド３８の基端部は、支持ロッド３６の左右両端部にそれぞれ回動可能に連結されている。一対の側方ロッド３８は、中央ロッド３９が一対の円環部材３３の径方向外側を周回し得る長さに形成されている。中央ロッド３９には、給電用及び信号送受信用のケーブルや、飛翔機１０の落下防止や移動範囲を制限するためのワイヤ等が接続される。
複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄは、上述の四か所の交差部２４Ａ〜２４Ｄに二つずつ上下に並んで配置されている。すなわち、右前側の交差部２４Ａには、右前側の回転翼４０Ａが上下に並んで配置されており、左前側の交差部２４Ｂには、左前側の回転翼４０Ｂが上下に並んで配置されている。また、右後側の交差部２４Ｃには、右後側の回転翼４０Ｃが上下に並んで配置されており、左後側の交差部２４Ｄには、左後側の回転翼４０Ｄが上下に並んで配置されている。
複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄが、四か所の交差部２４Ａ〜２４Ｄに二つずつ上下に並んで配置されることにより、右前側の回転翼４０Ａ、左前側の回転翼４０Ｂ、右後側の回転翼４０Ｃ、及び、左後側の回転翼４０Ｄは、機体１１の前後左右に並んでいる。この複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄは、いずれも機体１１の上下方向を軸方向として配置されている。
前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂと後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄとは、前後に対称に配置されており、右側の回転翼４０Ａ、４０Ｃと左側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄとは、左右に対称に配置されている。複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄは、機体１１の重心を中心に点対称に配置されている。機体１１の重心は、機体１１の上下方向に延びるヨー軸Ａｙ上に位置する。
複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、上述の四か所の交差部２４Ａ〜２４Ｄに二つずつ上下に並んで固定されている。この複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、いずれも機体１１の上下方向を軸方向として配置されている。複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄの出力軸には、上述の複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄがそれぞれ固定されている。複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄをそれぞれ回転させるように作動する。この複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を独立して調節可能となっている。
右前側の回転翼４０Ａ及び左後側の回転翼４０Ｄは、同じ方向に回転し、左前側の回転翼４０Ｂ及び右後側の回転翼４０Ｃは、右前側の回転翼４０Ａ及び左後側の回転翼４０Ｄの回転方向と反対方向に回転する。つまり、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄのうち機体１１の前後方向又は左右方向に隣り合う回転翼は、互いに異なる方向に回転する。
一対の車輪５０は、機体１１の左右方向に対向して配置されている。各車輪５０は、円環部材３３に沿う円環状に形成されている。一対の車輪５０は、それぞれ円環部材３３に装着されることにより全周に亘って円環部材３３に回転可能に支持されている。この一対の車輪５０は、円環部材３３に支持されることにより、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの左右両側に配置されている。この一対の車輪５０の前端部は、機体１１の側面視で複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの前方に突出している。後に詳述するように、一対の車輪５０は、壁面を走行し、一対の車輪５０の前端部は、壁面に接触する接触部５１に相当する。
また、機体１１は、上記構成に加えて、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂと、一対の駆動部６１Ａ、６１Ｂを備える（図５も参照）。右側の垂直板６０Ａは、右後側の回転翼４０Ｃの下方に配置されており、左側の垂直板６０Ｂは、左後側の回転翼４０Ｄの下方に配置されている。右側の垂直板６０Ａ及び左側の垂直板６０Ｂは、機体１１のヨー軸Ａｙに対して機体１１の左右方向にそれぞれずれて配置されている。右側の駆動部６１Ａは、右側の垂直板６０Ａを前後方向に傾斜させると共に前後方向にスライドさせるように作動し、左側の駆動部６１Ｂは、左側の垂直板６０Ｂを前後方向に傾斜させると共に前後方向にスライドさせるように作動する。
ここで、図５には、右側の垂直板６０Ａ及び駆動部６１Ａが二面図（上面図及び左側面図）で示されている。図５に示されるように、垂直板６０Ａは、駆動部６１Ａの左右方向に延びる平板状に形成されている。駆動部６１Ａは、支持部材６２と、ボールネジ機構６６と、スライド用モータ７０と、傾斜用モータ７２と、ガイドレール７４とを有する。
支持部材６２は、駆動部６１Ａの前後方向に対向する一対の対向壁６３と、一対の対向壁６３を連結する側壁部６４とを有する。ボールネジ機構６６は、ネジ軸６７と、ナット６８とを有する。ネジ軸６７は、駆動部６１Ａの前後方向に延びており、一対の対向壁６３に回転可能に支持されている。ナット６８は、ネジ軸６７に螺合されている。スライド用モータ７０は、一例として、後側の対向壁６３に固定されている。このスライド用モータ７０の出力軸７１には、ネジ軸６７が一体に設けられている。
傾斜用モータ７２は、ナット６８に固定されている。側壁部６４には、駆動部６１Ａの前後方向に延びるスリット６５が形成されており、傾斜用モータ７２の出力軸７３は、スリット６５に挿入されている。ガイドレール７４は、側壁部６４に沿って設けられており、垂直板６０Ａは、側壁部６４とガイドレール７４との間に配置されている。垂直板６０Ａは、通常、垂直に配置される。
垂直板６０Ａの上端部には、傾斜用モータ７２の出力軸７３が固定されている。出力軸７３の先端部は、ストッパ部材７５等によりガイドレール７４に移動可能に連結されている。また、出力軸７３は、側壁部６４及びガイドレール７４に回転可能に支持されている。垂直板６０Ａは、出力軸７３に固定されることにより、支持部材６２に前後方向に回転可能かつ前後方向にスライド可能に支持されている。
そして、この駆動部６１Ａでは、スライド用モータ７０が作動し、出力軸７１が第一の方向に回転すると、ネジ軸６７の回転に伴い、ナット６８がネジ軸６７に沿って後側にスライドする。また、スライド用モータ７０が作動し、出力軸７１が第二の方向に回転すると、ネジ軸６７の回転に伴い、ナット６８がネジ軸６７に沿って前側にスライドする。傾斜用モータ７２及び垂直板６０Ａは、ナット６８と共に前後方向にスライドする。
また、この駆動部６１Ａでは、傾斜用モータ７２が作動し、出力軸７３が第一の方向に回転すると、垂直板６０Ａが後側に傾斜し、出力軸７３が第二の方向に回転すると、垂直板６０Ａが前側に傾斜する。本実施形態において、傾斜用モータ７２の出力軸７３を支点に垂直板６０Ａの下端部が後側へ移動するように垂直板６０Ａが傾斜することは、垂直板６０Ａが後側へ傾斜することに相当する。また、傾斜用モータ７２の出力軸７３を支点に垂直板６０Ａの下端部が前側へ移動するように垂直板６０Ａが傾斜することは、垂直板６０Ａが前側へ傾斜することに相当する。
図１〜図４に示されるように、左側の垂直板６０Ｂ及び駆動部６１Ｂの構成及び配置は、右側の垂直板６０Ａ及び駆動部６１Ａと左右対称であり、その説明を省略する。この右側の垂直板６０Ａ及び左側の垂直板６０Ｂは、独立して前後方向に傾斜可能、かつ、独立して前後方向にスライド可能となっている。一例として、図６には、左側の垂直板６０Ｂが垂直な状態から後側に傾斜する様子が示されている。また、図７には、左側の垂直板６０Ｂが後側に傾斜した状態で前端位置から後側にスライドする様子が示されている。
図８に示されるように、前側の連結ロッド３２Ａは、機体１１の前側に配置されており、後側の連結ロッド３２Ｂは、機体１１の後側に配置されている。連結ロッド３２Ａ、３４Ｂは、いずれも機体１１の左右方向に貫通するパイプ状に形成されている。前側の連結ロッド３２Ａは、「機体の第一側に沿って延びる第一パイプ」の一例であり、後側の連結ロッド３２Ｂは、「機体の第二側に沿って延びる第二パイプ」の一例である。
前側の連結ロッド３２Ａの付近を通る横風、すなわち、機体１１の前側に沿って機体１１の左右方向に吹く第一横風Ｗ１は、前側の連結ロッド３２Ａの内側を通過する。一方、後側の連結ロッド３２Ｂの付近を通る横風、すなわち、機体１１の後側に沿って機体１１の左右方向に吹く第二横風Ｗ２は、後側の連結ロッド３２Ｂの内側を通過する。第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２は、それぞれ機体１１の左側から右側に吹く場合と、機体１１の右側から左側に吹く場合がある。
前側の連結ロッド３２Ａの内側には、第一風向風速計９１が配置されており、後側の連結ロッド３２Ｂの内側には、第二風向風速計９２が配置されている。第一風向風速計９１は、前側の連結ロッド３２Ａの内側を通過する第一横風Ｗ１の風向及び風速に応じた出力をするように構成されている。同様に、第二風向風速計９２は、後側の連結ロッド３２Ｂの内側を通過する第二横風Ｗ２の風向及び風速に応じた出力をするように構成されている。一例として、第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２は、それぞれ回転方向と回転速度を検出するロータリーエンコーダ９３と、ロータリーエンコーダ９３に取り付けられたプロペラ９４とを有している。
前側の連結ロッド３２Ａには、第一絞り部３５Ａが設けられ、後側の連結ロッド３２Ｂには、第二絞り部３５Ｂが設けられている。第一絞り部３５Ａは、前側の連結ロッド３２Ａの軸方向の中央部に位置し、第二絞り部３５Ｂは、後側の連結ロッド３２Ｂの軸方向の中央部に位置する。第一絞り部３５Ａは、前側の連結ロッド３２Ａの内径よりも小さい内径を有する筒状であり、前側の連結ロッド３２Ａの内側に設けられている。第二絞り部３５Ｂは、後側の連結ロッド３２Ｂの内径よりも小さい内径を有する筒状であり、後側の連結ロッド３２Ｂの内側に設けられている。
前側の連結ロッド３２Ａの内側に第一絞り部３５Ａが設けられることにより、前側の連結ロッド３２Ａの内側の流路は、局所的に狭くなっている。同様に、後側の連結ロッド３２Ｂの内側に第二絞り部３５Ｂが設けられることにより、後側の連結ロッド３２Ｂの内側の流路は、局所的に狭くなっている。第一風向風速計９１は、第一絞り部３５Ａの内側に配置されており、第二風向風速計９２は、第二絞り部３５Ｂの内側に配置されている。
図９に示されるように、本実施形態に係る飛翔機１０は、上記構成に加えて、一対の接触センサ８１と、複数のカメラ８４と、バッテリ８５と、制御部８６とを備える。
一対の接触センサ８１は、一対の車輪５０の前端部である接触部５１が前方の壁面に接触したことを検出するためものである。接触センサ８１は、接触部５１が前方の壁面に接触したことを検出した場合に、接触検出信号を制御部８６に出力する。接触センサ８１には、例えば、歪ゲージが適用される。接触センサ８１に歪ゲージが適用された場合、接触センサ８１は、接触部５１の近傍位置、例えば、前側のスポーク３４Ａの前端部（図１参照）に設置される。
複数のカメラ８４は、飛翔機１０の前方を撮影するためのものであり、機体１１の左右両側に前方を向いて配置されている。複数のカメラ８４は、一例として、支持ロッド３６の中央部と両端部（図１参照）にそれぞれ固定されている。
制御部８６は、コンピュータの一例であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２３、及び、ストレージ１２４を有する。ＣＰＵ１２１、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、及び、ストレージ１２４は、相互に通信可能に接続されている。ＲＯＭ１２２又はストレージ１２４には、プログラム１２５が記憶されている。ＣＰＵ１２１は、中央演算処理ユニットであり、ＲＯＭ１２２又はストレージ１２４に記憶されているプログラム１２５を読み出し、このプログラム１２５をＲＡＭ１２３に展開して実行する。
この制御部８６は、一対の接触センサ８１、複数のカメラ８４、複数のモータ（飛翔用モータ）４１Ａ〜４１Ｄ、一対のスライド用モータ７０、及び、一対の傾斜用モータ７２と電気的に接続されている。また、この制御部８６は、操作機８７からの操作信号を受信可能に構成されている。この制御部８６の動作については、後述する。
バッテリ８５は、一対の接触センサ８１、複数のカメラ８４、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄ、一対のスライド用モータ７０、一対の傾斜用モータ７２、及び、制御部８６に給電可能に構成されている。なお、制御部８６及びバッテリ８５は、機体１１に搭載されても良く、また、操作者の近くに設置される操作装置に搭載されても良い。制御部８６及びバッテリ８５が操作者の近くに設置される操作装置に搭載される場合、制御部８６及びバッテリ８５は、機体１１に搭載された中継基板に例えばケーブル等を介して電気的に接続される。
次に、本実施形態に係る飛翔機１０の使用方法の一例と問題点について説明する。
図１０には、本実施形態に係る飛翔機１０の使用方法の一例として、図１の飛翔機１０を用いて橋脚１０１を点検する様子の一例が示されている。なお、図１０には、飛翔機１０の詳細な構造が示されていないので、以下の説明において、飛翔機１０の詳細な構造については、図１〜図９を適宜参照することとする。
図１０に示されるように、本実施形態に係る飛翔機１０の使用方法では、一例として、橋１００に設けられた橋脚１０１の垂直な壁面１０２に向けて飛翔機１０が飛翔し、一対の車輪５０を壁面１０２に接触させて飛翔機１０が壁面１０２を移動する。本実施形態では、一例として、制御部８６及びバッテリ８５が橋桁１０３の上に置かれており、制御部８６及びバッテリ８５と機体１１とは、ケーブル８８を介して接続されている。
この飛翔機１０は、操縦者による操作機８７の操作に応じて飛翔する。飛翔機１０が壁面１０２を移動する際に、例えば、複数のカメラ８４で壁面１０２が撮影される。このように複数のカメラ８４で壁面１０２を撮影することにより、橋脚１０１の点検が行われる。
ところで、上述の橋脚１０１の点検の際に、次のような問題が生じることがある。すなわち、橋脚１０１の壁面１０２に機体１１が接触しながら飛翔機１０が移動(飛翔)しているときに横風が吹くと、一般的に壁面１０２の付近では風速が低く、壁面１０２から離れるに従って風速が高くなる傾向にある。このような横風を機体１１が受けると、この横風によって機体１１のヨー軸周りに回転モーメントが作用し、機体１１が壁面１０２から離れる虞がある。
また、遠隔目視で飛翔機１０を操作する操縦者は横風で機体１１が壁面１０２から離れそうになることの予測が難しく、機体１１が壁面１０２から離れた後に機体１１を壁面１０２に接触した状態に戻す操作をする。一般的に、このような操作には高度な操縦技術が必要となる。したがって、横風の強さ(風速)に応じて機体１１のヨー軸周りの回転を制御して機体１１が壁面１０２から離れないようにする技術が求められる。
このとき、できるだけ機体１１の消費電力を抑える必要がある。なぜなら、機体１１が壁面１０２から離れないような飛翔制御時は機体１１の推力を上げる必要があり、消費電力が増大するため、バッテリ８５を使用する飛翔機１０では、飛翔時間が短くなる問題が発生するからである。したがって、消費電力を抑えつつ、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できるようにすることが求められる。
次に、本実施形態に係る飛翔機１０の機体１１が横風を受けた場合に機体１１のヨー軸周りに作用する回転モーメントを横風のパターン毎に説明する。
上述のように、機体１１が壁面１０２に接触しながら飛翔機１０が移動(飛翔)しているときに機体１１が横風を受けると、この横風によって機体１１のヨー軸周りに回転モーメントが作用する。図１１の（Ａ）〜（Ｄ）には、図１の機体１１が横風を受けた場合に機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭが横風のパターン毎に示されている。図１１の（Ａ）〜（Ｄ）は、いずれも平面図である。
図１１の（Ａ）では、機体１１の前側が受ける第一横風Ｗ１及び機体１１の後側が受ける第二横風Ｗ２は、同じ向きであり、いずれも機体１１の左側から吹いている。第二横風Ｗ２の風速Ｖｒは、第一横風Ｗ１の風速Ｖｆよりも高い。このような横風のパターンの場合、機体１１には、ヨー軸Ａｙ周りに上面視で反時計回りの回転モーメントＭが作用する。したがって、この場合には、機体１１の左前側に剥離力Ｆが作用し、機体１１が上面視で反時計回りに回転して壁面１０２から離れる虞がある。
図１１の（Ｂ）では、機体１１の前側が受ける第一横風Ｗ１及び機体１１の後側が受ける第二横風Ｗ２は、同じ向きであり、いずれも機体１１の右側から吹いている。第二横風Ｗ２の風速Ｖｒは、第一横風Ｗ１の風速Ｖｆよりも高い。このような横風のパターンの場合、機体１１には、ヨー軸Ａｙ周りに上面視で時計回りの回転モーメントＭが作用する。したがって、この場合には、機体１１の右前側に剥離力Ｆが作用し、機体１１が上面視で時計回りに回転して壁面１０２から離れる虞がある。
図１１の（Ｃ）では、機体１１の前側が受ける第一横風Ｗ１及び機体１１の後側が受ける第二横風Ｗ２は、異なる向きであり、第一横風Ｗ１は、機体１１の右側から吹いており、第二横風Ｗ２は、機体１１の左側から吹いている。第二横風Ｗ２の風速Ｖｒは、第一横風Ｗ１の風速Ｖｆよりも高い。このような横風のパターンの場合、機体１１には、ヨー軸Ａｙ周りに上面視で反時計回りの回転モーメントＭが作用する。したがって、この場合には、機体１１の左前側に剥離力Ｆが作用し、機体１１が上面視で反時計回りに回転して壁面１０２から離れる虞がある。
図１１の（Ｄ）では、機体１１の前側が受ける第一横風Ｗ１及び機体１１の後側が受ける第二横風Ｗ２は、異なる向きであり、第一横風Ｗ１は、機体１１の左側から吹いており、第二横風Ｗ２は、機体１１の右側から吹いている。第二横風Ｗ２の風速Ｖｒは、第一横風Ｗ１の風速Ｖｆよりも高い。このような横風のパターンの場合、機体１１には、ヨー軸Ａｙ周りに上面視で時計回りの回転モーメントＭが作用する。したがって、この場合には、機体１１の右前側に剥離力Ｆが作用し、機体１１が上面視で時計回りに回転して壁面１０２から離れる虞がある。
次に、制御部８６に予め記憶される、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭとの関係を説明する。
制御部８６は、後述するように、機体１１が壁面１０２に接触している場合に、横風によって機体１１のヨー軸Ａｙ周りに回転モーメントＭが作用するときには、この回転モーメントＭが低減される（打ち消される）ように、機体１１を制御する。このように回転モーメントＭが低減される制御を行うために、制御部８６には、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭとの関係が予め記憶される。
ここで、機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭは、機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルク、又は、機体１１に作用する剥離力に比例する。本実施形態では、機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭの代わりに、機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルク、又は、機体１１に作用する剥離力を用いる。以下、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルクとの関係、及び、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１に作用する剥離力との関係について順に説明する。
第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルクとの関係は、例えば、以下の要領で得られる。すなわち、図１２に示されるように、機体１１のヨー軸Ａｙ上に配置されたトルク計１１０をヨー軸Ａｙに沿って延びる棒材１１１を介して機体１１の重心に接続する。続いて、トルク計１１０が接続された機体１１に対し、図１３に示されるように、送風機１１２から横風Ｗを供給する。そして、第一横風Ｗ１の風向及び風速を第一風向風速計９１で計測し、第二横風Ｗ２の風向及び風速を第二風向風速計９２で計測する。また、このとき、機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルクを図１２に示されるトルク計１１０で計測する。
以上の計測を第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速を異ならせて複数回行う。送風機１１２から機体１１の右側に横風を供給した場合の計測結果と、送風機１１２から機体１１の左側に横風を供給した場合の計測結果を同じとみなし、どちらか一方の計測は省略してもよい。
そして、複数の計測の結果から、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速Ｖｆ、Ｖｒと機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルクＴとの関係式である式（１）及び式（２）が得られる。式（１）は第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が同じ向きの場合であり、式（２）は第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が異なる向きの場合である。
Ｔ＝ｆｕｎｃ１（Ｖｆ，Ｖｒ）・・・（１）
Ｔ＝ｆｕｎｃ２（Ｖｆ，Ｖｒ）・・・（２）
一方、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１に作用する剥離力との関係は、例えば、以下の要領で得られる。すなわち、図１４に示されるように、機体１１と壁面１０２との間にフォースゲージ１１４を接続する。このとき、フォースゲージ１１４は、機体１１の左右方向のどちらか一方側に接続する。続いて、送風機１１２を用い、機体１１に対し、送風機１１２から横風Ｗを供給する。そして、第一横風Ｗ１の風向及び風速を第一風向風速計９１で計測し、第二横風Ｗ２の風向及び風速を第二風向風速計９２で計測する。また、このとき、機体１１に作用する剥離力Ｆをフォースゲージ１１４で計測する。
以上の計測を第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速を異ならせて複数回行う。送風機１１２から機体１１の右側に横風を供給した場合の計測結果と、送風機１１２から機体１１の左側に横風を供給した場合の計測結果を同じとみなし、どちらか一方の計測は省略してもよい。
そして、複数の計測の結果から、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速Ｖｆ、Ｖｒと機体１１に作用する剥離力Ｆとの関係式である式（３）及び式（４）が得られる。式（３）は第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が同じ向きの場合であり、式（４）は第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が異なる向きの場合である。
Ｆ＝ｆｕｎｃ１（Ｖｆ，Ｖｒ）・・・（３）
Ｆ＝ｆｕｎｃ２（Ｖｆ，Ｖｒ）・・・（４）
そして、制御部８６には、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速Ｖｆ、Ｖｒと機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭとの関係として、上述の式（１）及び式（２）、又は、式（３）及び式（４）が記憶される。
次に、本実施形態に係る飛翔機１０の制御方法を説明する。
機体１１が壁面１０２に接触していることが接触センサ８１によって検出されるか、又は、操作機８７において壁面接触維持モードが選択される操作が行われることにより、制御部８６は、壁面接触維持モードに移行する。制御部８６は、壁面接触維持モードになると、以下のステップＳ１〜ステップＳ４を実行する。図１５には、ステップＳ１〜ステップＳ４が示されている。
ステップＳ１では、制御部８６が、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力を取得する。つまり、機体１１が壁面１０２に接触しているときに、機体１１の前側に沿って吹く第一横風Ｗ１は、前側の連結ロッド３２Ａの内側を通過し、機体１１の後側に沿って吹く第二横風Ｗ２は、後側の連結ロッド３２Ｂの内側を通過する。前側の連結ロッド３２Ａの内側を通過する第一横風Ｗ１の風向及び風速は、第一風向風速計９１で計測され、後側の連結ロッド３２Ｂの内側を通過する第二横風Ｗ２の風向及び風速は、第二風向風速計９２で計測される。第一風向風速計９１は、第一横風Ｗ１の風向及び風速に応じた出力をし、第二風向風速計９２は、第二横風Ｗ２の風向及び風速に応じた出力をする。第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力は、制御部８６によって取得される。
ステップＳ２では、制御部８６が、機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭを推定する。つまり、制御部８６には、上述の通り、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速Ｖｆ、Ｖｒと機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭとの関係が予め記憶されている。そして、制御部８６は、予め記憶した関係に基づいて、上述の第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力から、機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭを推定する。具体的には、制御部８６は、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速Ｖｆ、Ｖｒと機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルクＴとの関係式である式（１）及び式（２）を予め記憶している場合には、トルクＴを算出する。一方、制御部８６は、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速Ｖｆ、Ｖｒと剥離力Ｆとの関係である式（３）及び式（４）を予め記憶している場合には、剥離力Ｆを算出する。
ステップＳ３では、制御部８６が、回転モーメントＭを低減するための機体１１の制御量を計算する。つまり、制御部８６には、回転モーメントＭと、その回転モーメントＭを打ち消す機体１１の制御量との関係が予め記憶される。そして、制御部８６は、予め記憶した回転モーメントＭと機体１１の制御量との関係に基づいて、上述の回転モーメントＭの推定結果から、機体１１の制御量を計算する。機体１１の制御量は、例えば、以下に説明するように、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度、及び、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂのスライド距離のいずれかに相当する。
ステップＳ４では、制御部８６が、回転モーメントＭが低減されるように、機体１１を制御する。つまり、制御部８６は、ステップＳ３で計算した制御量になるように機体１１を制御する。以下、機体１１の制御量として、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節する場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度を調節する場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離を調節する場合に分けて説明する。
（第一制御例）
第一制御例では、機体１１の制御量として、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節する。すなわち、制御部８６は、回転モーメントＭが低減されるように、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力に基づいて、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄを制御して複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節する。
以下では、一例として、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄのうち、第一の対角線上にある一対の回転翼の回転数を維持したまま、第二の対角線上にある一対の回転翼の一方の回転数を上げて他方の回転数を下げる。制御部８６には、回転数を上げる方の回転翼の回転数及び回転数を下げる方の回転翼の回転数と、横風により機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントとの関係が予め記憶される。
制御部８６が第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルクＴとの関係式である式（１）及び式（２）を予め記憶している場合、式（５）及び式（６）が制御部８６に予め記憶される。式（５）及び（６）において、Ｎ１は回転数を上げる方の回転翼の回転数、Ｎ２は回転数を下げる方の回転翼の回転数、Ｎ０は回転数をＮ１又はＮ２に変化させる前の回転数、α１、α２は予め得られる定数である。
Ｎ１＝Ｎ０＋α１×Ｔ・・・（５）
Ｎ２＝Ｎ０＋α２×Ｔ・・・（６）
一方、制御部８６が第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１に作用する剥離力Ｆとの関係式である式（３）及び式（４）を予め記憶している場合、式（７）及び式（８）が制御部８６に予め記憶される。式（７）及び式（８）において、Ｎ１は回転数を上げる方の回転翼の回転数、Ｎ２は回転数を下げる方の回転翼の回転数、Ｎ０は回転数をＮ１又はＮ２に変化させる前の回転数、α３、α４は予め得られる定数である。
Ｎ１＝Ｎ０＋α３×Ｆ・・・（７）
Ｎ２＝Ｎ０＋α４×Ｆ・・・（８）
そして、回転数を上げる方の回転翼の回転数は、式（５）又は式（７）により算出され、この算出された回転数Ｎ１に調節される。また、回転数を下げる方の回転翼の回転数は、式（６）又は式（８）により算出され、この算出された回転数Ｎ２に調節される。
具体的には、例えば、図１１の（Ａ）に示されるように、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が、いずれも機体１１の左側から吹いている場合、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数は、次のように調節される。すなわち、左前側の回転翼４０Ｂ及び右後側の回転翼４０Ｃの回転数は維持される。また、右前側の回転翼４０Ａの回転数は式（５）又は式（７）で算出された回転数Ｎ１に上げられ、左後側の回転翼４０Ｄの回転数は式（６）又は式（８）で算出された回転数Ｎ２に下げられる。これにより、上面視で時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｂ）に示されるように、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が、いずれも機体１１の右側から吹いている場合、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数は、次のように調節される。すなわち、右前側の回転翼４０Ａ及び左後側の回転翼４０Ｄの回転数は維持される。また、左前側の回転翼４０Ｂの回転数は式（５）又は式（７）で算出された回転数Ｎ１に上げられ、右後側の回転翼４０Ｃの回転数は式（６）又は式（８）で算出された回転数Ｎ２に下げられる。これにより、上面視で反時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｃ）に示されるように、第一横風Ｗ１が機体１１の右側から吹いており、第二横風Ｗ２が機体１１の左側から吹いている場合、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数は、次のように調節される。すなわち、左前側の回転翼４０Ｂ及び右後側の回転翼４０Ｃの回転数は維持される。また、右前側の回転翼４０Ａの回転数は式（５）又は式（７）で算出された回転数Ｎ１に上げられ、左後側の回転翼４０Ｄの回転数は式（６）又は式（８）で算出された回転数Ｎ２に下げられる。これにより、上面視で時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｄ）に示されるように、第一横風Ｗ１が機体１１の左側から吹いており、第二横風Ｗ２が機体１１の右側から吹いている場合、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数は、次のように調節される。すなわち、右前側の回転翼４０Ａ及び左後側の回転翼４０Ｄの回転数は維持される。また、左前側の回転翼４０Ｂの回転数は式（５）又は式（７）で算出された回転数Ｎ１に上げられ、右後側の回転翼４０Ｃの回転数は式（６）又は式（８）で算出された回転数Ｎ２に下げられる。これにより、上面視で反時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、この第一制御例では、回転モーメントＭの大きさに応じて複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節するので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制するために、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄが常に最大推力を発生しなくて済む。これにより、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄを回転させる複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄの電力効率が向上するので、バッテリ８５の消費電力を抑えることができる。
（第二制御例）
第二制御例では、機体１１の制御量として、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度を調節する。すなわち、制御部８６は、回転モーメントＭが低減されるように、一対の駆動部６１Ａ、６１Ｂの傾斜用モータ７２を制御して一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度を調節する。
以下では、一例として、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂのうち、一方の垂直板を垂直に維持したまま、他方の垂直板の傾斜角度を調節する。制御部８６には、傾斜角度を調節する方の垂直板の傾斜角度と横風により機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントとの関係が予め記憶される。
制御部８６が第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルクＴとの関係式である式（１）及び式（２）を予め記憶している場合、式（９）が制御部８６に予め記憶される。式（９）において、θは傾斜させる方の垂直板の傾斜角度、α５は予め得られる定数である。
θ＝θ０＋α５×Ｔ・・・（９）
一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂは、飛翔機１０が上下に移動する場合には、垂直に保たれるが、例えば機体１１を前傾姿勢で壁面１０２に接触させるために後側に傾斜される場合がある。θ０は傾斜角度をθに変化させる前の垂直板の傾斜角度であり、傾斜角度は、垂直板が垂直である場合を０とした角度である。
一方、制御部８６が第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１に作用する剥離力Ｆとの関係式である式（３）及び式（４）を予め記憶している場合、式（１０）が制御部８６に予め記憶される。式（１０）において、θは傾斜させる方の垂直板の傾斜角度、θ０は傾斜角度をθに変化させる前の垂直板の傾斜角度、α６は予め得られる定数である。
θ＝θ０＋α６×Ｆ・・・（１０）
そして、傾斜させる方の垂直板の傾斜角度は、式（９）又は式（１０）により算出され、この算出された傾斜角度θに調節される。
具体的には、例えば、図１１の（Ａ）に示されるように、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が、いずれも機体１１の左側から吹いている場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度は、次のように調節される。すなわち、右側の垂直板６０Ａが垂直に維持されたまま、左側の垂直板６０Ｂが式（９）又は（１０）で算出された傾斜角度θに調節される。このように、右側の垂直板６０Ａが垂直に維持されたまま、左側の垂直板６０Ｂが後側へ傾斜すると、この左側の垂直板６０Ｂに回転翼４０Ｄによる下向きの風が当たることにより、左側の垂直板６０Ｂに前側への力が作用する。これにより、上面視で時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｂ）に示されるように、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が、いずれも機体１１の右側から吹いている場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度は、次のように調節される。すなわち、左側の垂直板６０Ｂが垂直に維持されたまま、右側の垂直板６０Ａが式（９）又は（１０）で算出された傾斜角度θに調節される。このように、左側の垂直板６０Ｂが垂直に維持されたまま、右側の垂直板６０Ａが後側へ傾斜すると、この右側の垂直板６０Ａに回転翼４０Ｃによる下向きの風が当たることにより、右側の垂直板６０Ａに前側への力が作用する。これにより、上面視で反時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｃ）に示されるように、第一横風Ｗ１が機体１１の右側から吹いており、第二横風Ｗ２が機体１１の左側から吹いている場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度は、次のように調節される。すなわち、右側の垂直板６０Ａが垂直に維持されたまま、左側の垂直板６０Ｂが式（９）又は（１０）で算出された傾斜角度θに調節される。このように、右側の垂直板６０Ａが垂直に維持されたまま、左側の垂直板６０Ｂが後側へ傾斜すると、この左側の垂直板６０Ｂに回転翼４０Ｄによる下向きの風が当たることにより、左側の垂直板６０Ｂに前側への力が作用する。これにより、上面視で時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｄ）に示されるように、第一横風Ｗ１が機体１１の左側から吹いており、第二横風Ｗ２が機体１１の右側から吹いている場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度は、次のように調節される。すなわち、左側の垂直板６０Ｂが垂直に維持されたまま、右側の垂直板６０Ａが式（９）又は（１０）で算出された傾斜角度θに調節される。このように、左側の垂直板６０Ｂが垂直に維持されたまま、右側の垂直板６０Ａが後側へ傾斜すると、この右側の垂直板６０Ａに回転翼４０Ｃによる下向きの風が当たることにより、右側の垂直板６０Ａに前側への力が作用する。これにより、上面視で反時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、この第二制御例では、回転モーメントＭの大きさに応じて一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度を調節するので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制するために、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄが常に最大推力を発生しなくて済む。これにより、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄを回転させる複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄの電力効率が向上するので、バッテリ８５の消費電力を抑えることができる。
（第三制御例）
第三制御例では、機体１１の制御量として、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離を調節する。すなわち、制御部８６は、回転モーメントＭが低減されるように、一対の駆動部６１Ａ、６１Ｂの傾斜用モータ７２及びスライド用モータ７０を制御して一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離を調節する。
以下では、一例として、一対の垂直板６０のうち、一方の垂直板を垂直に維持したまま、他方の垂直板の傾斜角度及びスライド距離を調節する。制御部８６には、傾斜角度及びスライド距離を調節する方の垂直板の傾斜角度及びスライド距離と横風により機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントとの関係が予め記憶される。
制御部８６が第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用するトルクＴとの関係式である式（１）及び式（２）を予め記憶している場合、上述の式（９）に加えて式（１１）が制御部８６に予め記憶される。式（１１）において、Ｌはスライドさせる方の垂直板のスライド距離、α７は予め得られる定数である。
Ｌ＝Ｌ０＋α７×Ｔ・・・（１１）
一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂは、飛翔機１０が上下に移動する場合には、機体１１の前後方向中央側の前端位置で垂直に保たれるが、例えば機体１１を前傾姿勢で壁面１０２に接触させるために後側に傾斜及びスライドされる場合がある。Ｌ０はスライド距離をＬに変化させる前の垂直板のスライド距離であり、スライド距離は、垂直板が前端位置にある場合を０とした距離である。
一方、制御部８６が第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速と機体１１に作用する剥離力Ｆとの関係式である式（３）及び式（４）を予め記憶している場合、上述の式（１０）に加えて式（１２）が制御部８６に予め記憶される。式（１２）において、Ｌはスライドさせる方の垂直板のスライド距離、Ｌ０はスライド距離をＬに変化させる前の垂直板のスライド距離、α８は予め得られる定数である。
Ｌ＝Ｌ０＋α８×Ｆ・・・（１２）
そして、垂直板の傾斜角度は、式（９）又は式（１０）により算出され、この算出された傾斜角度θに調節される。また、垂直板のスライド距離は、式（１１）又は式（１２）により算出され、この算出されたスライド距離Ｌに調節される。
具体的には、例えば、図１１の（Ａ）に示されるように、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が、いずれも機体１１の左側から吹いている場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離は、次のように調節される。すなわち、右側の垂直板６０Ａが垂直に維持されたまま、左側の垂直板６０Ｂが式（９）又は（１０）で算出された傾斜角度θに調節されると共に式（１１）又は式（１２）で算出されたスライド距離Ｌに調節される。このように、右側の垂直板６０Ａが垂直に維持されたまま、左側の垂直板６０Ｂが後側へ傾斜すると共にスライドすると、この左側の垂直板６０Ｂに回転翼４０Ｄによる下向きの風が当たることにより、左側の垂直板６０Ｂに前側への力が作用する。これにより、上面視で時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｂ）に示されるように、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２が、いずれも機体１１の右側から吹いている場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離は、次のように調節される。すなわち、左側の垂直板６０Ｂが垂直に維持されたまま、右側の垂直板６０Ａが式（９）又は（１０）で算出された傾斜角度θに調節されると共に式（１１）又は式（１２）で算出されたスライド距離Ｌに調節される。このように、左側の垂直板６０Ｂが垂直に維持されたまま、右側の垂直板６０Ａが後側へ傾斜すると共にスライドすると、この右側の垂直板６０Ａに回転翼４０Ｃによる下向きの風が当たることにより、右側の垂直板６０Ａに前側への力が作用する。これにより、上面視で反時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｃ）に示されるように、第一横風Ｗ１が機体１１の右側から吹いており、第二横風Ｗ２が機体１１の左側から吹いている場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離は、次のように調節される。すなわち、右側の垂直板６０Ａが垂直に維持されたまま、左側の垂直板６０Ｂが式（９）又は（１０）で算出された傾斜角度θに調節されると共に式（１１）又は式（１２）で算出されたスライド距離Ｌに調節される。このように、右側の垂直板６０Ａが垂直に維持されたまま、左側の垂直板６０Ｂが後側へ傾斜すると共にスライドすると、この左側の垂直板６０Ｂに回転翼４０Ｄによる下向きの風が当たることにより、左側の垂直板６０Ｂに前側への力が作用する。これにより、上面視で時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、例えば、図１１の（Ｄ）に示されるように、第一横風Ｗ１が機体１１の左側から吹いており、第二横風Ｗ２が機体１１の右側から吹いている場合、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離は、次のように調節される。すなわち、左側の垂直板６０Ｂが垂直に維持されたまま、右側の垂直板６０Ａが式（９）又は（１０）で算出された傾斜角度θに調節されると共に式（１１）又は式（１２）で算出されたスライド距離Ｌに調節される。このように、左側の垂直板６０Ｂが垂直に維持されたまま、右側の垂直板６０Ａが後側へ傾斜すると共にスライドすると、この右側の垂直板６０Ａに回転翼４０Ｃによる下向きの風が当たることにより、右側の垂直板６０Ａに前側への力が作用する。これにより、上面視で反時計回りの回転モーメントが機体１１のヨー軸Ａｙ周りに発生し、この回転モーメントにより回転モーメントＭが低減されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制できる。
また、この第三制御例では、回転モーメントＭの大きさに応じて一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離を調節するので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制するために、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄが常に最大推力を発生しなくて済む。これにより、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄを回転させる複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄの電力効率が向上するので、バッテリ８５の消費電力を抑えることができる。
また、垂直板６０が後側へスライドすることにより、回転モーメントＭを打ち消すための回転モーメントを大きくすることができるので、回転モーメントＭをより迅速に低減することができる。
なお、上述の第一制御例における複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節する制御と、第二制御例における一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度を調節する制御は、組み合わされてもよい。また、上述の第一制御例における複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節する制御と、第三制御例における一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの傾斜角度及びスライド距離を調節する制御は、組み合わされてもよい。
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
以上詳述した通り、機体１１の前側が壁面１０２に接触している場合には、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２によって機体１１のヨー軸Ａｙ周りに回転モーメントＭが作用する場合がある。しかしながら、本実施形態では、この回転モーメントＭが低減されるように、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力に基づいて、機体１１が制御される。このように、回転モーメントＭの大きさに応じて機体１１が制御されるので、機体１１が壁面１０２から離れることを抑制するために、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄが常に最大推力を発生しなくて済む。これにより、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄを回転させる複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄの電力効率が向上するので、バッテリ８５の消費電力を抑えることができる。
また、機体１１の前側が壁面１０２に接触している場合には、上述のように、回転モーメントＭが低減されるように、機体１１が自動的に制御される。したがって、高度な操作技術を有する熟練者でなくても、機体１１を壁面１０２に安定して接触させた状態に維持できる。
また、機体１１のフレーム２０は、機体１１の前側に沿って延びる前側の連結ロッド３２Ａと、機体１１の後側に沿って延びる後側の連結ロッド３２Ｂとを有する。そして、第一風向風速計９１は、前側の連結ロッド３２Ａの内側に配置され、第二風向風速計９２は、後側の連結ロッド３２Ｂの内側に配置されている。したがって、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄが回転している場合でも、この複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転によって生ずる風の影響が第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２に及ぶことを抑制できる。これにより、第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２によって第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速を精度良く計測できるので、機体１１に作用する回転モーメントＭを精度良く算出できる。この結果、機体１１が壁面１０２から離れないように機体１１を適切に制御することができる。
また、前側の連結ロッド３２Ａには、前側の連結ロッド３２Ａの内側の流路を局所的に狭くする第一絞り部３５Ａが設けられ、後側の連結ロッド３２Ｂには、後側の連結ロッド３２Ｂの内側の流路を局所的に狭くする第二絞り部３５Ｂが設けられている。そして、第一風向風速計９１は、第一絞り部３５Ａの内側に配置され、第二風向風速計９２は、第二絞り部３５Ｂの内側に配置されている。したがって、第一絞り部３５Ａ及び第二絞り部３５Ｂの内側では、第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の流速がそれぞれ高まるので、第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２の感度を高めることができる。これにより、第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２によって第一横風Ｗ１及び第二横風Ｗ２の風向及び風速をより一層精度良く計測できる。
また、フレーム２０は、機体１１の左右方向を軸方向として延びる複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆと、この複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆの軸方向の両端部にそれぞれ接続された一対の円環部材３３とを有する筒形に形成されている。そして、一対の車輪５０は、一対の円環部材３３にそれぞれ装着されることにより、この一対の円環部材３３にそれぞれ回転可能に支持されている。したがって、例えば、一対の車輪５０を棒状の車軸を介してフレーム２０に支持する構成に比して、一対の車輪５０の支持剛性を高めることができる。また、第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２が内側に配置された前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂは、フレーム２０を形成する複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆに含まれる。したがって、第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２を配置するための専用の部材を用いる場合に比して、フレーム２０の構造を簡素化することができる。
次に、本実施形態の変形例を説明する。
上記実施形態において、飛翔機１０は、４か所に配置された回転翼４０Ａ〜４０Ｄを有するが、４か所以上に配置された回転翼を有していてもよい。
また、制御部８６は、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力に基づいて、機体１１のヨー軸Ａｙ周りに作用する回転モーメントＭを推定し、この回転モーメントＭを低減するための機体１１の制御量を計算する。しかしながら、制御部８６は、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力と機体１１の制御量との関係を予め記憶していてもよい。そして、制御部８６は、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力と機体１１の制御量との関係に基づいて、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力から、機体１１の制御量を計算してもよい。また、第一風向風速計９１の出力及び第二風向風速計９２の出力から機体１１の制御量を求めるために、人工知能が用いられてもよい。
また、制御部８６は、回転モーメントＭが低減されるように、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの一方を後側に傾斜させる。しかしながら、回転モーメントＭが低減されるように、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの他方を前側に傾斜させてもよく、また、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂの一方を後側に傾斜させて他方を前側に傾斜させてもよい。
また、一対の駆動部６１Ａ、６１Ｂは、垂直板６０Ａ、６０Ｂを傾斜させる構成とスライドさせる構成を備えるが、垂直板６０Ａ、６０Ｂをスライドさせる構成は省かれてもよい。また、飛翔機１０は、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂ及び一対の駆動部６１Ａ、６１Ｂを有するが、一対の垂直板６０Ａ、６０Ｂ及び一対の駆動部６１Ａ、６１Ｂは省かれてもよい。
また、第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２は、前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂにそれぞれ配置されている。しかしながら、前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂとは別に専用に設けられた第一パイプ及び第二パイプの内側に配置されてもよい。
また、前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂには、第一絞り部３５Ａ及び第二絞り部３５Ｂが設けられているが、前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂの内側の流路は、軸方向の全長に亘って一定の断面で形成されていてもよい。そして、第一風向風速計９１及び第二風向風速計９２は、軸方向の全長に亘って一定の断面の流路を有する前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂの内側にそれぞれ配置されてもよい。
また、前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂには、別部材である第一絞り部３５Ａ及び第二絞り部３５Ｂがそれぞれ設けられている。しかしながら、前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂの軸方向中央部が絞り形状とされることにより、前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂに第一絞り部３５Ａ及び第二絞り部３５Ｂが一体に形成されていてもよい。
また、機体１１は、壁面１０２に接触する一対の車輪５０を有するが、一対の車輪５０以外に壁面１０２に接触する接触部を有していてもよい。
また、フレーム２０は、機体１１の左右方向を軸方向として延びる複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆと、この複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆの軸方向の両端部にそれぞれ接続された一対の円環部材３３とを有する筒形に形成されている。しかしながら、フレーム２０は、筒形以外の形状でもよい。
また、一対の接触センサ８１には、歪ゲージが用いられているが、例えば、タッチセンサ、圧電素子、近接センサ等のセンサが用いられてもよい。
また、機体１１を制御する上記構成は、壁面に接触する機体１１の前側を「機体の第一側」とし、機体１１の後側を「機体の第二側」とする飛翔機１０に適用されている。しかしながら、機体１１を制御する上記構成は、壁面に接触する機体の右側を「機体の第一側」とし、機体の左側を「機体の第二側」とする飛翔機に適用されてもよい。また、機体１１を制御する上記構成は、壁面に接触する機体の左側を「機体の第一側」とし、機体の右側を「機体の第二側」とする飛翔機に適用されてもよい。
また、飛翔機１０は、橋脚１０１の点検に用いられているが、垂直な壁面を有する構造物に対して、検査、観測、記録、点検、運搬、塗装、マーキング、及び、その他の作業を行うために用いられてもよい。
また、上記複数の変形例のうち組み合わせ可能な変形例は、適宜、組み合わされて実施されても良い。
以上、本願の開示する技術の一実施形態を説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
なお、上述の本願の開示する技術の一実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータとを有する機体と、
前記機体の水平方向の第一側に配置され、前記機体の第一側に沿って吹く第一横風の風向及び風速に応じた出力をする第一風向風速計と、
前記機体の水平方向の第一側と反対の第二側に配置され、前記機体の第二側に沿って吹く第二横風の風向及び風速に応じた出力をする第二風向風速計と、
前記機体の第一側が壁面に接触している場合に、前記第一横風及び前記第二横風によって前記機体のヨー軸周りに回転モーメントが作用するときには、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記機体を制御する制御部と、
を備える飛翔機。
（付記２）
前記機体は、前記複数のモータが固定されたフレームを有し、
前記フレームは、前記機体の第一側に沿って延びる第一パイプと、前記機体の第二側に沿って延びる第二パイプとを有し、
前記第一風向風速計は、前記第一パイプの内側に配置され、
前記第二風向風速計は、前記第二パイプの内側に配置されている、
付記１に記載の飛翔機。
（付記３）
前記第一パイプには、前記第一パイプの内側の流路を局所的に狭くする第一絞り部が設けられ、
前記第二パイプには、前記第一パイプの内側の流路を局所的に狭くする第二絞り部が設けられ、
前記第一風向風速計は、前記第一絞り部の内側に配置され、
前記第二風向風速計は、前記第二絞り部の内側に配置されている、
付記２に記載の飛翔機。
（付記４）
前記フレームは、前記機体の第一側及び第二側に沿う方向を軸方向として延びる複数の連結ロッドと、前記複数の連結ロッドの軸方向の両端部にそれぞれ接続された一対の円環部材とを有する筒形に形成され、
前記機体は、前記一対の円環部材にそれぞれ装着され、前記一対の円環部材に回転可能に支持された一対の車輪を有し、
前記複数の連結ロッドは、前記第一パイプ及び前記第二パイプを含む、
付記２又は付記３に記載の飛翔機。
（付記５）
前記制御部は、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記複数のモータを制御して前記複数の回転翼の回転数を調節する、
付記１〜付記４のいずれか一項に記載の飛翔機。
（付記６）
前記機体は、
前記複数の回転翼の下方に配置された垂直板と、
前記垂直板を傾斜可能に支持する支持部材と、
前記垂直板を傾斜させる傾斜用モータと、
を有し、
前記制御部は、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記傾斜用モータを制御して前記垂直板の傾斜角度を調節する、
付記１〜付記５のいずれか一項に記載の飛翔機。
（付記７）
前記機体は、
前記機体の第一側及び第二側に沿う方向に並ぶ一対の前記垂直板と、
前記一対の垂直板をそれぞれ傾斜可能に支持する一対の前記支持部材と、
前記一対の垂直板をそれぞれ傾斜させる一対の前記傾斜用モータと、
を有し、
前記制御部は、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記一対の傾斜用モータを制御して前記一対の垂直板の傾斜角度を調節する、
請求項６に記載の飛翔機。
（付記８）
前記支持部材は、前記機体の第一側及び第二側が対向する方向に前記垂直板をスライド可能に支持し、
前記機体は、前記垂直板をスライドさせるスライド用モータを有し、
前記制御部は、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記傾斜用モータ及び前記スライド用モータを制御して前記垂直板の傾斜角度及びスライド距離を調節する、
付記６又は付記７に記載の飛翔機。
（付記９）
複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータとを有する機体と、
前記機体の水平方向の第一側に配置され、前記機体の第一側に沿って吹く第一横風の風向及び風速に応じた出力をする第一風向風速計と、
前記機体の水平方向の第一側と反対の第二側に配置され、前記機体の第二側に沿って吹く第二横風の風向及び風速に応じた出力をする第二風向風速計と、
を備える飛翔機を用い、
前記機体の第一側が壁面に接触している場合に、前記第一横風及び前記第二横風によって前記機体のヨー軸周りに回転モーメントが作用するときには、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記機体を制御する、
ことを含む飛翔機の制御方法。
（付記１０）
前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記複数のモータを制御して前記複数の回転翼の回転数を調節する、
付記９に記載の飛翔機の制御方法。
（付記１１）
前記機体は、
前記複数の回転翼の下方に配置された垂直板と、
前記垂直板を傾斜可能に支持する支持部材と、
前記垂直板を傾斜させる傾斜用モータと、
を有し、
前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記傾斜用モータを制御して前記垂直板の傾斜角度を調節する、
付記９又は付記１０に記載の飛翔機の制御方法。
（付記１２）
前記機体は、
前記機体の第一側及び第二側に沿う方向に並ぶ一対の前記垂直板と、
前記一対の垂直板をそれぞれ傾斜可能に支持する一対の前記支持部材と、
前記一対の垂直板をそれぞれ傾斜させる一対の前記傾斜用モータと、
を有し、
前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記一対の傾斜用モータを制御して前記一対の垂直板の傾斜角度を調節する、
付記１１に記載の飛翔機の制御方法。
（付記１３）
前記支持部材は、前記機体の第一側及び第二側が対向する方向に前記垂直板をスライド可能に支持し、
前記機体は、前記垂直板をスライドさせるスライド用モータを有し、
前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記傾斜用モータ及び前記スライド用モータを制御して前記垂直板の傾斜角度及びスライド距離を調節する、
付記１１又は付記１２に記載の飛翔機の制御方法。
１０ 飛翔機
１１ 機体
２０ フレーム
３２Ａ 前側の連結ロッド（第一パイプの一例）
３２Ｂ 後側の連結ロッド（第二パイプの一例）
３３ 円環部材
３５Ａ 第一絞り部
３５Ｂ 第二絞り部
４０Ａ〜４０Ｄ 回転翼
４１Ａ〜４１Ｄ モータ
５０ 車輪
６０Ａ、６０Ｂ 垂直板
６１Ａ、６１Ｂ 駆動部
６２ 支持部材
７０ スライド用モータ
７２ 傾斜用モータ
８１ 接触センサ
８５ バッテリ
８６ 制御部
９１ 第一風向風速計
９２ 第二風向風速計
１０２ 壁面

Claims (9)

  1. 複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータとを有する機体と、
    前記機体の水平方向の第一側に配置され、前記機体の第一側に沿って吹く第一横風の風向及び風速に応じた出力をする第一風向風速計と、
    前記機体の水平方向の第一側と反対の第二側に配置され、前記機体の第二側に沿って吹く第二横風の風向及び風速に応じた出力をする第二風向風速計と、
    前記機体の第一側が壁面に接触している場合に、前記第一横風及び前記第二横風によって前記機体のヨー軸周りに回転モーメントが作用するときには、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記機体を制御する制御部と、
    を備える飛翔機。
  2. 前記機体は、前記複数のモータが固定されたフレームを有し、
    前記フレームは、前記機体の第一側に沿って延びる第一パイプと、前記機体の第二側に沿って延びる第二パイプとを有し、
    前記第一風向風速計は、前記第一パイプの内側に配置され、
    前記第二風向風速計は、前記第二パイプの内側に配置されている、
    請求項１に記載の飛翔機。
  3. 前記第一パイプには、前記第一パイプの内側の流路を局所的に狭くする第一絞り部が設けられ、
    前記第二パイプには、前記第一パイプの内側の流路を局所的に狭くする第二絞り部が設けられ、
    前記第一風向風速計は、前記第一絞り部の内側に配置され、
    前記第二風向風速計は、前記第二絞り部の内側に配置されている、
    請求項２に記載の飛翔機。
  4. 前記フレームは、前記機体の第一側及び第二側に沿う方向を軸方向として延びる複数の連結ロッドと、前記複数の連結ロッドの軸方向の両端部にそれぞれ接続された一対の円環部材とを有する筒形に形成され、
    前記機体は、前記一対の円環部材にそれぞれ装着され、前記一対の円環部材に回転可能に支持された一対の車輪を有し、
    前記複数の連結ロッドは、前記第一パイプ及び前記第二パイプを含む、
    請求項２又は請求項３に記載の飛翔機。
  5. 前記制御部は、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記複数のモータを制御して前記複数の回転翼の回転数を調節する、
    請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の飛翔機。
  6. 前記機体は、
    前記複数の回転翼の下方に配置された垂直板と、
    前記垂直板を傾斜可能に支持する支持部材と、
    前記垂直板を傾斜させる傾斜用モータと、
    を有し、
    前記制御部は、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記傾斜用モータを制御して前記垂直板の傾斜角度を調節する、
    請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の飛翔機。
  7. 前記機体は、
    前記機体の第一側及び第二側に沿う方向に並ぶ一対の前記垂直板と、
    前記一対の垂直板をそれぞれ傾斜可能に支持する一対の前記支持部材と、
    前記一対の垂直板をそれぞれ傾斜させる一対の前記傾斜用モータと、
    を有し、
    前記制御部は、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記一対の傾斜用モータを制御して前記一対の垂直板の傾斜角度を調節する、
    請求項６に記載の飛翔機。
  8. 前記支持部材は、前記機体の第一側及び第二側が対向する方向に前記垂直板をスライド可能に支持し、
    前記機体は、前記垂直板をスライドさせるスライド用モータを有し、
    前記制御部は、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記傾斜用モータ及び前記スライド用モータを制御して前記垂直板の傾斜角度及びスライド距離を調節する、
    請求項６又は請求項７に記載の飛翔機。
  9. 複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータとを有する機体と、
    前記機体の水平方向の第一側に配置され、前記機体の第一側に沿って吹く第一横風の風向及び風速に応じた出力をする第一風向風速計と、
    前記機体の水平方向の第一側と反対の第二側に配置され、前記機体の第二側に沿って吹く第二横風の風向及び風速に応じた出力をする第二風向風速計と、
    を備える飛翔機を用い、
    前記機体の第一側が壁面に接触している場合に、前記第一横風及び前記第二横風によって前記機体のヨー軸周りに回転モーメントが作用するときには、前記回転モーメントが低減されるように、前記第一風向風速計の出力及び前記第二風向風速計の出力に基づいて、前記機体を制御する、
    ことを含む飛翔機の制御方法。
JP2019036867A 2019-02-28 2019-02-28 飛翔機及び飛翔機の制御方法 Active JP7180450B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019036867A JP7180450B2 (ja) 2019-02-28 2019-02-28 飛翔機及び飛翔機の制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019036867A JP7180450B2 (ja) 2019-02-28 2019-02-28 飛翔機及び飛翔機の制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020138671A true JP2020138671A (ja) 2020-09-03
JP7180450B2 JP7180450B2 (ja) 2022-11-30

Family

ID=72264294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019036867A Active JP7180450B2 (ja) 2019-02-28 2019-02-28 飛翔機及び飛翔機の制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7180450B2 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012228944A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Chiba Inst Of Technology マルチロータヘリコプタの横風安定化装置及びこれを備えたマルチロータヘリコプタ
JP2013107626A (ja) * 2011-11-17 2013-06-06 Honeywell Internatl Inc 無人飛翔体の耐障害性飛行制御システムおよび方法
JP2016145734A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 国立研究開発法人産業技術総合研究所 風向風速計及び風向風速計測方法
JP2016215958A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 日本遠隔制御株式会社 マルチコプター及びマルチコプターシステム
JP2017501405A (ja) * 2013-12-18 2017-01-12 ロッキード・マーチン・コーポレーション エアデータシステム
JP2017039334A (ja) * 2015-08-17 2017-02-23 富士通株式会社 飛翔機のフレーム構造体、飛翔機、飛翔機の使用方法
JP2017083318A (ja) * 2015-10-28 2017-05-18 オムロン株式会社 対気速度計測システム
JP2017171014A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 国立大学法人横浜国立大学 マルチローター機

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012228944A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Chiba Inst Of Technology マルチロータヘリコプタの横風安定化装置及びこれを備えたマルチロータヘリコプタ
JP2013107626A (ja) * 2011-11-17 2013-06-06 Honeywell Internatl Inc 無人飛翔体の耐障害性飛行制御システムおよび方法
JP2017501405A (ja) * 2013-12-18 2017-01-12 ロッキード・マーチン・コーポレーション エアデータシステム
JP2016145734A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 国立研究開発法人産業技術総合研究所 風向風速計及び風向風速計測方法
JP2016215958A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 日本遠隔制御株式会社 マルチコプター及びマルチコプターシステム
JP2017039334A (ja) * 2015-08-17 2017-02-23 富士通株式会社 飛翔機のフレーム構造体、飛翔機、飛翔機の使用方法
JP2017083318A (ja) * 2015-10-28 2017-05-18 オムロン株式会社 対気速度計測システム
JP2017171014A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 国立大学法人横浜国立大学 マルチローター機

Also Published As

Publication number Publication date
JP7180450B2 (ja) 2022-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106882341B (zh) 一种水上自平衡车装置
JP4600539B2 (ja) 走行装置、走行装置の制御方法
US20160375982A1 (en) System and methods associated with a rideable multicopter
US11420728B2 (en) Aircraft and control method for same
JP2008189089A (ja) 移動体及び移動体の制御方法
CN105122168B (zh) 移动体控制设备和移动体控制方法
JP6207003B2 (ja) 飛行体システム及び飛行体制御方法
JP6822267B2 (ja) 飛翔機及び飛翔機の使用方法
JP6262318B1 (ja) ケーブル点検装置
FR2991664A1 (fr) Procede de commande de vol automatisees pour giravion, procurant une tenue de trajectoire du giravion par suivi de commandes de vol manuelles
KR101879722B1 (ko) 단일 스트럿을 가지는 수직면 운동장치 및 이를 이용한 수조 모형시험장치
CN111650955B (zh) 一种攀爬机器人的控制方法及攀爬机器人
JP6567300B2 (ja) 無線操縦式の回転翼機
JP7020279B2 (ja) 飛翔機及び飛翔機の制御方法
JP2019085064A (ja) 走行装置
JP2020138671A (ja) 飛翔機及び飛翔機の制御方法
JP7089735B2 (ja) 無人航空機
US20160251077A1 (en) Small Flying Object
JP2019034725A (ja) 飛行体及び飛行体の制御方法
JP2014080107A (ja) 移動体
JP6669916B2 (ja) 無線操縦式の回転翼機
JP6973124B2 (ja) 飛翔機
JP3189027B2 (ja) 飛行体の姿勢制御装置
JP7255039B2 (ja) 飛行体およびシステム
WO2022181150A1 (ja) 電動推進系制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220830

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221018

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221031

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7180450

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150