JP2022020282A - 架空線保守作業システム - Google Patents

Abstract

【課題】架空線の保守作業を容易にする架空線保守作業システムを提供する。【解決手段】本発明のある実施形態に係る架空線保守作業システム（１００）は、発電装置（９）を有する回転翼機（１）と、電動モータ（３３）を有し、供給された電力で電動モータ（３３）を駆動して架空地線（９４）に沿って走行しながら架空地線（９４）の保守作業を行う作業機器（３０）と、回転翼機（１）から作業機器（３０）を吊り下げる第１ケーブル（５１）と、発電装置（９）が発電した電力を回転翼機（１）の飛行中に作業機器（３０）に供給する第２ケーブル（５２）とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、電線路に架設された架空線の保守作業に用いられる架空線保守作業システムに関する。

一般に、電力を運ぶ電線路では、支持物である鉄塔に送電線および架空地線が架設されている。架空地線は、送電線などの他の架空線を雷から保護するために架設される。電力会社は、送電線および架空地線の保守作業を定期的に行う。架空地線は比較的細いため、人が架空地線に直接ぶら下がって検査を行うことができない。そのため、架空地線の検査を行う自動検査機器の開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。自動検査機器はバッテリを搭載しており架空地線上を自走できる。

特開２０１３－０６２９４６号公報

自動検査機器の重量はバッテリ等に起因して大きくなる。そのため複数の作業員の各々が、分解した自動検査機器を持って鉄塔を登り、鉄塔の最上部で機器を組み立てている。

作業員に組み立てられた後、自動検査機器は現在の鉄塔から架空地線を自走して次の鉄塔に向かい、架空地線を検査する。その後は、作業員が存在する鉄塔に戻ってくることが求められる。山岳地帯などでは、作業員が次の鉄塔に移動することが困難な場合があるからである。

バッテリの電力が途中で枯渇し、架空地線の途中で自動検査機器が止まってしまった場合、人が直接回収に向かうことは困難であるから、高所作業車等を利用して回収することになる。この場合、検査コストが高額化する。バッテリの電力が途中で枯渇しないようにバッテリ容量を大きくしようとすると、バッテリが大型化し、自動検査機器の重量が大きくなるという課題がある。

本発明は、架空線の保守作業を容易にする架空線保守作業システムを提供する。

本発明のある実施形態に係る架空線保守作業システムは、発電装置を有する回転翼機と、電動モータを有し、供給された電力で前記電動モータを駆動して架空地線に沿って走行しながら前記架空地線の保守作業を行う作業機器と、前記回転翼機から前記作業機器を吊り下げる第１ケーブルと、前記発電装置が発電した電力を前記回転翼機の飛行中に前記作業機器に供給する第２ケーブルとを備える。

回転翼機の発電装置から作業機器に電力を供給し、作業機器は供給された電力を利用して保守作業を行う。作業機器が、重量物であるバッテリを内蔵する必要がなく、または内蔵するとしても従来よりも低容量でよく軽量化できるため、従来よりも長い時間保守作業を行うことが可能になる。回転翼機の最大積載量以内であれば、回転翼機に搭載される発電装置の発電量は比較的容易に増加できるため、作業機器を比較的長い時間稼働させることができる。

ある実施形態において、前記第１ケーブルは、前記回転翼機側の端部から、前記作業機器側の端部までの間にウィークリンク装置を有し、前記ウィークリンク装置は、前記ウィークリンク装置の両端が予め定められた閾値を超える荷重で引っ張られたときに物理的に切断されてもよい。

回転翼機に所定以上の大きさの荷重が掛かった場合、ウィークリンク装置が切断されることにより、その荷重から回転翼機を解放することができる。

ある実施形態において、前記閾値は、前記作業機器の重量より大きく、前記回転翼機が飛行を制御することが可能な重量未満の範囲内であってもよい。

使用する作業機器の重量より大きく、回転翼機が飛行を制御することが可能な重量未満の閾値を有するウィークリンク装置を採用することにより、回転翼機は作業機器を支えながら作業機器の保守作業を補助できる。

ある実施形態において、前記閾値は、前記作業機器の重量より大きく、前記回転翼機の可搬重量未満の範囲内であってもよい。

作業機器の重量より大きく、回転翼機の可搬重量未満の閾値を有するウィークリンク装置を採用することにより、回転翼機は作業機器を支えながら作業機器の保守作業を補助できる。

ある実施形態において、前記作業機器が前記架空地線の保守作業を行っている期間は、前記第１ケーブルの張力は作業機器の重量よりも小さくてもよい。

作業機器が自走することによって第１ケーブルの張力は作業機器の重量よりも小さくなるため、ウィークリンク装置が切断されることはない。

ある実施形態において、前記回転翼機は、前記第１ケーブルで前記作業機器を牽引してもよい。

作業機器が自走することに加え、回転翼機が第１ケーブルで作業機器を牽引することにより、作業機器はより高速に移動することができる。牽引中も保守作業を行うことにより、作業の迅速化を図ることが可能になる。

ある実施形態において、前記第１ケーブルは、前記ウィークリンク装置と、前記ウィークリンク装置を除く部分であるケーブル部とを有し、前記閾値は、前記ケーブル部の切断荷重よりも小さくてもよい。

ウィークリンク装置の閾値（切断荷重）がケーブル部の切断荷重よりも小さいことにより、第１ケーブルに閾値以上の荷重がかかったときは、第１ケーブルはウィークリンク装置において切断される。

ある実施形態において、前記ウィークリンク装置はロープ形状を有し、前記ウィークリンク装置の径の平均値は、前記ケーブル部の径の平均値よりも小さくてもよい。

ウィークリンク装置の径の平均値をケーブル部の径の平均値よりも小さくすることで、ウィークリンク装置が切断される閾値をケーブル部の切断荷重よりも小さくすることができる。

ある実施形態において、前記ウィークリンク装置を構成する素材と前記ケーブル部の素材とは異なっており、前記ウィークリンク装置の切断荷重は、前記ケーブル部の切断荷重よりも小さくてもよい。

ウィークリンク装置の素材をケーブル部の素材とは異ならせ、かつウィークリンク装置の切断荷重をケーブル部の切断荷重よりも小さくすることで、ウィークリンク装置が切断される閾値をケーブル部の切断荷重よりも小さくすることができる。

ある実施形態において、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルは並走してもよい。

ある実施形態において、前記第２ケーブルの少なくとも一部は、前記第１ケーブルの内部に収容されていてもよい。

ある実施形態において、前記第１ケーブルは、前記ウィークリンク装置と、前記ウィークリンク装置を除く部分であるケーブル部とを有し、前記第２ケーブルは、前記ケーブル部の内部に収容され、かつ、前記ウィークリンク装置をバイパスしてもよい。

ある実施形態において、前記第１ケーブルは、ウィークリンク装置と、前記ウィークリンク装置から見て前記回転翼機側の第１上流側ケーブル部と、前記ウィークリンク装置から見て前記作業機器側の第１下流側ケーブル部とを有し、前記第２ケーブルは、前記第１上流側ケーブル部の内部に収容された第２上流側ケーブル部と、前記第１下流側ケーブル部の内部に収容された第２下流側ケーブル部とを有し、前記ウィークリンク装置は、前記第１上流側ケーブル部に固定され、かつ前記第２上流側ケーブル部と電気的に接続されている上流側コネクタと、前記第１下流側ケーブル部に固定され、かつ前記第２下流側ケーブル部と電気的に接続されている下流側コネクタとを有し、前記上流側コネクタおよび前記下流側コネクタは前記ウィークリンク装置を構成し、前記上流側コネクタと前記下流側コネクタとは相対的に回転可能であり、かつ、任意の回転位置において、前記第２上流側ケーブル部および前記第２下流側ケーブル部は、前記上流側コネクタおよび前記下流側コネクタを介して電気的に接続されていてもよい。

上流側コネクタと下流側コネクタとは相対的に回転可能で、かつ回転位置にかかわらず第２上流側ケーブル部および第２下流側ケーブル部は電気的に接続されている。これにより、運搬中および／または作業中の第１および第２ケーブルのねじれを回避しつつ第２ケーブルの導通を確保することができる。また、上流側コネクタと下流側コネクタとがウィークリンク装置を兼ねているため、ウィークリンク装置と別個に設ける場合と比較して構成を簡単化できる。

ある実施形態において、前記上流側コネクタおよび前記下流側コネクタは、それぞれ、中心軸を含む内部電極端子と、前記内部電極端子から所定距離離れた位置で前記内部電極端子を囲む外部電極端子とを有し、前記上流側コネクタに対する前記下流側コネクタの任意の回転位置において、前記上流側コネクタの内部電極端子と前記下流側コネクタの内部電極端子とは電気的に接続され、かつ、前記上流側コネクタの外部電極端子と前記下流側コネクタの外部電極端子とは電気的に接続されていてもよい。

上流側コネクタと下流側コネクタとが相対的に回転可能であることにより、ケーブルのねじれを回避しつつ、上流側コネクタの内部電極端子と下流側コネクタの内部電極端子同士、および、上流側コネクタの外部電極端子と下流側コネクタの外部電極端子同士の電気的な導通を確保することができる。

ある実施形態において、前記第１ケーブルは、ウィークリンク装置と、前記ウィークリンク装置から見て前記回転翼機側の第１上流側ケーブル部と、前記ウィークリンク装置から見て前記作業機器側の第１下流側ケーブル部とを有し、前記ウィークリンク装置は、前記第１上流側ケーブル部の側に取り付けられた第１磁石と、前記第１下流側ケーブル部の側に取り付けられた第２磁石とを有し、前記第１磁石および前記第２磁石は前記ウィークリンク装置を構成し、前記閾値は、前記第１磁石の磁力と前記第２磁石の磁力とによって決定される吸着力にしたがって予め定められてもよい。

第１上流側ケーブル部に取り付けられた第１磁石と、第１下流側ケーブル部に取り付けられた第２磁石とを有するウィークリンク装置を設ける。第１磁石および第２磁石がウィークリンク装置を構成する。ウィークリンク装置の閾値は、第１磁石と第２磁石とが互いに吸着する吸着力にしたがって決定される。これにより、荷重が吸着力よりも小さい範囲内で、回転翼機から作業機器を吊り下げることが可能になる。

ある実施形態において、前記第１ケーブルは、前記ウィークリンク装置と、前記ウィークリンク装置から見て前記回転翼機側の第１上流側ケーブル部と、前記ウィークリンク装置から見て前記作業機器側の第１下流側ケーブル部とを有し、前記ウィークリンク装置は、前記第１上流側ケーブル部と前記第１下流側ケーブル部とを止める留め具であってもよい。

ある実施形態において、前記第２ケーブルは、前記第１上流側ケーブル部の外部および前記第１下流側ケーブル部の外部に沿って配設され、または前記第１上流側ケーブル部の内部および前記第１下流側ケーブル部の内部に配設され、前記ウィークリンク装置をバイパスしてもよい。

第２ケーブルは、第１上流側ケーブル部および第１下流側ケーブル部の外部に沿って、またはそれらの内部に配設されているが、ウィークリンク装置の位置においてはウィークリンク装置をバイパスして配設されている。これにより、ウィークリンク装置を構成する磁石または留め具と第２ケーブルとの干渉は回避される。

ある実施形態において、前記第１ケーブルの、前記回転翼機から前記ウィークリンク装置までの間、および／または、前記ウィークリンク装置から前記作業機器までの間に、少なくとも１つの弾性部材を有してもよい。

ウィークリンク装置の回転翼機側、および／または、作業機器側に少なくとも１つの弾性部材を設けることにより、瞬間的に閾値を超えるような荷重がかかった場合でもウィークリンク装置の切断を回避できる。

ある実施形態において、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの巻き取りおよび繰り出しを行うケーブルリールをさらに有してもよい。

第１および第２ケーブルの巻き取りまたは繰り出しを行うケーブルリールを設けることにより、第１および第２ケーブルの不必要なたるみや、架空地線からの作業機器の浮き上がりを回避できる。これにより、回転翼機の高度を頻繁に変えることなく、作業機器と架空地線との距離を調整できる。

ある実施形態において、前記ケーブルリールと機械的に接続された巻き取りモータを有し、前記巻き取りモータが前記ケーブルリールを回転させることにより、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの巻き取りおよび繰り出しを行ってもよい。

巻き取りモータを利用すると、第１ケーブルおよび第２ケーブルの巻き取りおよび繰り出しを電動化できる。

ある実施形態において、前記巻き取りモータの回転方向および回転量を制御するコントローラをさらに備え、前記作業機器が前記架空地線に沿って走行している期間中は、前記コントローラは、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルを所定の張力で引っ張るよう、前記巻き取りモータの回転方向および回転量を調整してもよい。

作業機器が架空地線に沿って走行している期間中は、コントローラは、所定の張力で第１および第２ケーブルを引っ張るよう、巻き取りモータの回転方向および回転量を調整する。これにより、第１および第２ケーブルのたるみを防止することができ、第１および第２ケーブルが回転翼機のメインロータに接触し、または他の架線と接触することを回避できる。

ある実施形態において、前記巻き取りモータはロータを有し、前記コントローラは、前記ロータの所定の回転位置である基準位置と、前記基準位置における前記ケーブルリールから前記作業機器までの前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの長さとの関係、および、前記巻き取りモータの回転方向および回転量から、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの現在の長さを算出し、算出した長さに応じて前記巻き取りモータの回転方向および回転量を調整してもよい。

コントローラは第１ケーブルおよび第２ケーブルの現在の長さを算出し、算出した長さに応じて巻き取りモータの回転方向および回転量を調整する。第１ケーブルおよび第２ケーブルの長さを例えば一定の範囲に維持することにより、概ね、回転翼機と作業機器との距離を維持することができる。

ある実施形態において、前記コントローラは、前記回転翼機の高度を指示する制御信号を出力することが可能であり、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの長さが予め定められた所定の長さよりも長い場合には、前記コントローラは前記回転翼機の高度を下げるよう指示する制御信号を出力し、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、前記コントローラは前記回転翼機の高度を上げるよう指示する制御信号を出力してもよい。

回転翼機が作業機器から離れすぎている場合には、コントローラは回転翼機の高度を下げさせ、作業機器に近付くよう飛行させる。また回転翼機が作業機器に近すぎる場合には、コントローラは回転翼機の高度を上げさせ、作業機器から離れるよう飛行させる。

ある実施形態において、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、前記コントローラは外部に警告を発してもよい。

第１ケーブルおよび第２ケーブルの長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、回転翼機が作業機器に近づきすぎている可能性がある。その場合、警告を発することにより、外部に注意を喚起することができる。

ある実施形態において、前記コントローラは、音、光および振動のうちの少なくとも一つにより前記警告を発してもよい。

音、光および／または振動により警告を発することにより、人間の注意を的確に喚起することができる。

ある実施形態において、前記作業機器と有線または無線で通信する端末装置をさらに備え、前記端末装置は、前記作業機器の作業状況を表すデータを受信する通信回路と、前記データを表示する表示装置とを備え、前記表示装置に前記警告を表示してもよい。

オペレータ等が有する端末装置の表示装置に注意を喚起する警告を表示することにより、オペレータの手元で視覚的に注意を喚起することができる。

ある実施形態において、前記ケーブルリールと前記巻き取りモータとを支持するブラケットをさらに備えてもよい。

ブラケットによってケーブルリールと巻き取りモータとを固定させることにより、巻き取りモータの回転をケーブルリールに伝達することができる。

ある実施形態において、前記作業機器は、前記作業機器が前記架空地線に載置される際に前記作業機器を前記架空地線に誘導するガイドを有してもよい。

ガイドを設けることにより、作業機器を容易に架空地線に載せることが可能になる。

ある実施形態において、前記作業機器が前記架空地線の上方から前記架空地線に載置される場合、前記ガイドは、前記架空地線の延びる方向に平行で、かつ、地平面に対して斜めの方向に広がる、少なくとも１つの棒状部材または板状部材であってもよい。

ある実施形態において、前記ガイドは、少なくとも２つの板状部材であり、前記少なくとも２つの板状部材は、前記架空地線の延びる方向に平行で、地平面に対して斜めの方向に広がり、かつ、前記少なくとも２つの板状部材の間に前記架空地線を含むよう前記作業機器を前記架空地線に誘導してもよい。

ある実施形態において、前記作業機器は、風を受けるフィンと、風向きを検出するセンサと、前記フィンの向きを変更する電動モータと、前記センサが検出した前記風向きに応じて前記電動モータを駆動し、前記フィンの向きを調整する制御装置とを備えてもよい。

風向きに応じてフィンの向きを調整することで、作業機器の向きおよび姿勢を安定させることができる。

ある実施形態において、前記回転翼機は、回転翼を回転させるエンジンを有してもよい。

回転翼機がエンジンを搭載することにより、比較的長時間の飛行が可能になり、作業機器の作業時間を長く確保することができる。

ある実施形態において、前記回転翼機は回転翼を回転させるドローンモータを有し、前記発電装置は、前記第２ケーブルを介して前記作業機器に供給する電力、および、前記ドローンモータを回転させる電力を生成する燃料電池であり、前記作業機器は、前記作業機器に供給された前記電力を利用して前記電動モータを駆動し、前記架空地線を自走してもよい。

回転翼機がドローンモータで回転翼を回転させる場合、回転翼機に燃料電池を搭載することにより、当該燃料電池を利用すればドローンモータおよび作業機器の両方に電力を供給することができる。

ある実施形態において、前記作業機器は少なくとも１台のカメラを有し、前記保守作業のために前記カメラを利用して前記架空地線を撮影してもよい。

ある実施形態において、少なくとも１本の電線が前記架空地線と同じ方向に併設されており、前記少なくとも１台のカメラは２台以上のカメラであり、前記２台以上のカメラの各々は、前記架空地線および前記少なくとも１本の電線を撮影してもよい。

ある実施形態において、前記少なくとも１台のカメラは、ジンバルを介して前記作業機器に接続されていてもよい。

ある実施形態において、前記回転翼機は無人ヘリコプターであってもよい。

本発明の実施形態に係る架空線保守作業システムによれば、回転翼機の発電装置から作業機器に電力を供給し、作業機器は供給された電力を利用して保守作業を行う。作業機器が重量物であるバッテリを内蔵する必要がなく、または内蔵するとしても従来よりも低容量でよく軽量化できるため、従来よりも長い時間保守作業を行うことが可能になる。回転翼機の最大積載量以内であれば、回転翼機に搭載される発電装置の発電量は比較的容易に増加できるため、作業機器を比較的長い時間稼働させることができる。

本発明の実施形態に係る架空線の保守作業を行う架空線保守作業システム１００を示す図である。 本発明の実施形態に係る無人ヘリコプター１および作業機器３０の外観側面図である。 本発明の実施形態に係る無人ヘリコプター１および作業機器３０の正面図である。 本発明の実施形態に係る第１ケーブル５１、第２ケーブル５２、第３ケーブル５３を示す図である。 本発明の実施形態に係る第１ケーブル５１と並走するように設けられた第２、第３ケーブル５２、５３を示す図である。 本発明の実施形態に係る無人ヘリコプター１の飛行制御ボックス１５のハードウェア構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る作業機器３０の制御装置３５のハードウェア構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係るケーブルリール２２を回転させる巻き取りモータ２１の構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る回転コネクタ５５の構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係るウィークリンク装置５６の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係るウィークリンク装置５６の別の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るウィークリンク装置５６のさらに別の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るウィークリンク装置５６のさらに別の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るウィークリンク装置５６のさらに別の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るウィークリンク装置５６のさらに別の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る端末装置の一例であるタブレットコンピュータ１１０を示す図である。 本発明の実施形態に係る端末装置の別の例である基地局操縦装置１１０ａを示す図である。 本発明の実施形態に係るタブレットコンピュータ１１０のハードウェア構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る弾性部材５７を備えた第１ケーブル５１を示す図である。 本発明の実施形態に係るフィン８１を備えた作業機器３０を示す図である。 本発明の実施形態に係る送電線９２を撮影するカメラ３８ａを備えた作業機器３０を示す図である。 本発明の実施形態に係る板状のガイド３７を示す図である。 本発明の実施形態に係るスキッドを兼ねるガイド３７を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る架空線保守作業システムを説明する。実施形態の説明において、同様の構成要素には同様の参照符号を付し、重複する場合にはその説明を省略する。以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る架空線の保守作業を行う架空線保守作業システム１００を示す図である。

架空線は、鉄塔およびコンクリート柱などを用いて空中に張り渡した電線を指す。電力を運ぶ電線路は、架空線として例えば送電線および架空地線を含む。以下では、架空線保守作業システム１００は、架空線のうちの架空地線の保守作業を行う形態を説明するが、架空線保守作業システム１００は、送電線などの架空地線以外の架空線の保守作業にも適用可能である。保守作業には、例えば架空地線の撮影、クリーニング（汚れの拭き取り、洗浄）および修理が含まれる。架空地線を撮影することで、架空地線の劣化度合いを確認することができる。以下では、保守作業として架空地線の撮影について説明するが、架空線保守作業システム１００は、別の保守作業（例えばクリーニング、修理）にも適用可能である。

図１を参照して、電力を運ぶ電線路９０では、支持物である鉄塔９１に碍子９３を介して送電線９２が架設されている。鉄塔９１の上部には架空地線９４が架設されている。架空線保守作業システム１００は、回転翼機１と、架空地線９４の保守作業を行う作業機器３０と、回転翼機１から作業機器３０を吊り下げる第１ケーブル５１とを備える。作業機器３０は、飛行する回転翼機１から吊り下げられながら架空地線９４に沿って走行し、架空地線９４の保守作業を行う。

図２は、回転翼機１および作業機器３０の外観側面図である。図３は、回転翼機１および作業機器３０の正面図である。

回転翼機１は、回転する翼（回転翼）によって揚力および推力の全部または一部を得て飛行する航空機である。本実施形態における回転翼機１は、例えば、無人ヘリコプターまたは無人マルチコプターである。回転翼はエンジンによって回転してもよいし、電動モータによって回転してもよい。回転翼機１の飛行としては、コンピュータプログラムによる自律飛行、一部を自動化する半自律飛行、無線を用いた人による遠隔操作による飛行のいずれかを行い得る。回転翼機１は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を援用して、現在位置を三次元的に測定、修正しながら飛行することが可能である。以下に説明する例示的な実施形態においては、回転翼機１は無人ヘリコプターである。「無人」の用語は、回転翼機１の操縦のために人が搭乗する必要がないことを意味しており、無人航空機が操縦者でない人を運搬することは除外しない。

図２および図３を参照して、無人ヘリコプター（回転翼機）１は、メインボディ２およびテールボディ３を有する機体４を備える。メインボディ２には、内燃機関であるエンジン８と、発電装置９と、飛行制御ボックス１５とが搭載されている。メインボディ２の上方には回転翼であるメインロータ５が設けられており、テールボディ３の後部にテールロータ６が設けられている。エンジン８が発生させた回転はメインロータ５およびテールロータ６に伝達され、メインロータ５およびテールロータ６が回転することにより無人ヘリコプター１は飛行する。メインボディ２の前部にはラジエータ７が設けられている。メインボディ２内には、いずれも図示しない吸気系、メインロータ軸、燃料タンクが収容されている。

メインボディ２の後部上側にはコントロールパネル１０が設けられており、後部下側に表示灯１１が設けられている。コントロールパネル１０は、飛行前のチェックポイントやセルフチェック結果等を表示する。コントロールパネル１０の表示は地上局でも確認できる。表示灯１１は、ＧＮＳＳ制御の状態や機体の異常警告等の表示を行う。メインボディ２の下側には、着陸時に機体４を支える脚であるスキッド１２が設けられている。

メインボディ２の中央部下側には、第１ケーブル５１の巻き取りおよび繰り出しを行うケーブルリール２２と、ケーブルリール２２と機械的に接続された巻き取りモータ２１とが設けられている。ケーブルリール２２および巻き取りモータ２１は、メインボディ２の下側に固定されたブラケット２３によって支持されている。巻き取りモータ２１がケーブルリール２２を回転させることにより、第１ケーブル５１の巻き取りおよび繰り出しを行う。巻き取りモータ２１を用いることで、第１ケーブル５１の巻き取りおよび繰り出しを電動化することができる。第１ケーブル５１の一端は、作業機器３０に固定されている。

作業機器３０は、筐体３１および車輪３２を備える。車輪３２は、作業機器３０の前部および後部のそれぞれに設けられている。車輪３２のそれぞれは、車軸３６を介して筐体３１に回転可能に支持されている。筐体３１には、電動モータ３３、動力伝達機構３４、制御装置３５が搭載されている。

無人ヘリコプター１は、第１ケーブル５１を介して作業機器３０を吊り下げながら飛行し、作業機器３０を架空地線９４（図１）の位置に移動させる。無人ヘリコプター１は、作業機器３０を架空地線９４の上方から下降させて架空地線９４に載置させる。図２、図３を参照して、作業機器３０の筐体３１の下部には、作業機器３０が架空地線９４に載置される際に作業機器３０を架空地線９４に誘導するガイド３７が設けられている。

図３を参照して、ガイド３７は、筐体３１の右下部および左下部のそれぞれに設けられている。筐体３１の右下部に設けられたガイド３７は、筐体３１から右斜め下方に延びる棒状部材である。筐体３１の左下部に設けられたガイド３７は、筐体３１から左斜め下方に延びる棒状部材である。図２を参照して、上記のようなガイド３７のペアが筐体３１の前部および後部のそれぞれに設けられている。図３を参照して、作業機器３０の左右それぞれに設けられたガイド３７の間に架空地線９４が位置するように、作業機器３０を架空地線９４に誘導することで、作業機器３０を容易に架空地線９４に乗せることができる。作業機器３０がガイド３７を備えることで、作業機器３０を容易に架空地線９４に乗せることが可能になる。

作業機器３０の電動モータ３３（図２）が発生させた回転は、動力伝達機構３４を介して少なくとも一つの車輪３２に伝達される。電動モータ３３の回転が伝達された車輪３２は回転する。車輪３２が架空地線９４に乗った状態で回転することで、作業機器３０は架空地線９４に沿って走行する。車輪３２は溝３２ａ（図３）を有しており、この溝３２ａに架空地線９４が嵌ることで、作業機器３０は架空地線９４に沿って安定して走行することができる。

作業機器３０は、少なくとも一台のカメラ３８を備えている。架空地線９４に沿って走行しながらカメラ３８が架空地線９４を撮影することで、作業機器３０が走行した領域の架空地線９４の画像を取得することができる。作業機器３０は２台以上のカメラ３８を備えていてもよく、２台以上のカメラ３８で架空地線９４を撮影してもよい。

なお、作業機器３０は、走行を一旦停止させて保守作業を行ってもよい。この一旦停止して行う保守作業も“架空地線９４を走行しながら行う保守作業”の範疇である。

本実施形態の架空線保守作業システム１００では、無人ヘリコプター１から作業機器３０へ電力が供給され、作業機器３０はその供給された電力により動作する。

図４は、無人ヘリコプター１から作業機器３０を吊り下げるための第１ケーブル５１と、無人ヘリコプター１から作業機器３０へ電力を供給するための第２ケーブル（電力線）５２と、無人ヘリコプター１と作業機器３０との間でデータの送受信を行うための第３ケーブル（信号線）５３とを示す図である。図４に示す例では、第２ケーブル５２および第３ケーブル５３は、第１ケーブル５１の内部に収容されている。例えば、第２、第３ケーブル５２、５３のそれぞれの一端は無人ヘリコプター１の飛行制御ボックス１５に接続され、第２、第３ケーブル５２、５３のそれぞれの他端は作業機器３０の制御装置３５に接続されている。

図４に示す例では、第２、第３ケーブル５２、５３は、第１ケーブル５１の内部に収容されていたが、第２、第３ケーブル５２、５３は、第１ケーブル５１の外部で第１ケーブル５１と並走するように設けられていてもよい。図５は、第１ケーブル５１と並走するように設けられた第２、第３ケーブル５２、５３を示す図である。

以下では、第３ケーブル５３を備える架空線保守作業システム１００の形態を説明するが、無人ヘリコプター１と作業機器３０との間のデータの送受信を無線通信により行う場合は、第３ケーブル５３は備えていなくてもよい。

図６は、無人ヘリコプター１の飛行制御ボックス１５のハードウェア構成例を示す図である。飛行制御ボックス１５は、ＧＰＳモジュール１５ａ、加速度センサ１５ｂ、気圧センサ１５ｃ、地磁気センサ１５ｄ、超音波センサ１５ｅ、通信回路１５ｆ、信号処理回路１５ｇ、および、ＲＯＭ１５ｈ、ＲＡＭ１５ｉ等の記憶装置１５ｊを備える。飛行制御ボックス１５はさらに、電源回路４１、モータ駆動回路４２、バッテリ４３を備える。各構成要素は、例えば配線または内部バス１５ｋを介して相互にデータを送受信し得る。なお、ＧＰＳモジュール１５ａを初めとする各種のセンサを設ける位置は、常に飛行制御ボックス１５内である必要はない。例えばＧＰＳ衛星からの信号を取得しやすくするため、ＧＰＳモジュール１５ａをテールボディ３上部に設けてもよい。

飛行制御ボックス１５は、ＧＮＳＳモジュールの一例としてＧＰＳモジュール１５ａを備える。ＧＰＳモジュール１５ａは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて現在位置および飛行速度等の飛行データを取得する。ＧＰＳモジュール１５ａの数は１個であってもよいし、複数（例えば２個）であってもよい。

加速度センサ１５ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各方向の加速度を検出する三軸加速度センサである。加速度センサ１５ｂが六軸加速度センサであれば、さらに無人ヘリコプター１のロール加速度、ピッチ角速度およびヨー加速度を検出可能である。気圧センサ１５ｃは気圧を検出する。検出された気圧から現在の標高を知ることができる。なお気圧と標高との関係式は公知であるから、本明細書では説明は省略する。地磁気センサ１５ｄは無人ヘリコプター１の現在の方位を検出する。加速度センサ１５ｂおよび地磁気センサ１５ｄの各々から出力されるデータ（機体データ）を利用することにより、無人ヘリコプター１の現在の姿勢を判断することができる。飛行データおよび機体データは、信号処理回路１５ｇに提供される。

通信回路１５ｆは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う通信回路を有する。通信回路１５ｆはさらに、携帯電話回線または人工衛星を経由する回線を利用した無線通信を行ってもよい。通信回路１５ｆは、飛行前においては飛行経路のデータを受信し、飛行時には無線によって地上と必要な通信を行う。

信号処理回路（コントローラ）１５ｇは、記憶装置１５ｊに記憶された制御プログラムを実行して無人ヘリコプター１を飛行させる。より具体的には信号処理回路１５ｇは、上述した飛行データ、機体データ、エンジン回転数やスロットル開度などの運転状態データ等を監視しながら、予め用意された飛行経路に沿って無人ヘリコプター１を飛行させる。

なお、無人ヘリコプター１の飛行・運用を管理するオペレータは、飛行状態を目視しながら、予め用意した飛行経路に沿って無人ヘリコプター１を飛行させることもできる。テールボディ３の後端部には、リモコン操縦機からの指令信号を受信するリモコン受信アンテナ１３が設けられている。

信号処理回路１５ｇは、エンジン８の動作を制御する。エンジン８が発生させた回転はメインロータ５およびテールロータ６（図２）に伝達されるともに、発電装置９（図６）にも伝達され、発電装置９は発電を行う。発電装置９が発電した電力は、電源回路４１に供給される。電源回路４１は、飛行制御ボックス１５の各構成要素に電力を供給する。また、電源回路４１は、第２ケーブル５２を介して作業機器３０に電力を供給する。発電装置９が発電した電力は、無人ヘリコプター１の飛行中に第２ケーブル５２を介して作業機器３０に供給される。信号処理回路１５ｇは、第３ケーブル５３を介して作業機器３０との間でデータの送受信を行う。

ケーブルリール２２を回転させてケーブル５１、５２、５３の巻き取りおよび繰り出しを行う場合、信号処理回路１５ｇは、モータ駆動回路４２を制御して、巻き取りモータ２１を回転させる。モータ駆動回路４２は、信号処理回路１５ｇから受け取った制御信号に応じた駆動電流を巻き取りモータ２１に出力して、巻き取りモータ２１を回転させる。

バッテリ４３は、電源回路４１から供給される電力により充電される。バッテリ４３は、エンジン８が駆動していないとき、すなわち発電装置９が発電を行っていないときに、電源回路４１に電力を供給する。これにより、エンジン８が駆動していないときでも、飛行制御ボックス１５の各構成要素は動作することができる。バッテリ４３が出力した電力は、第２ケーブル５２を介して作業機器３０に供給されてもよい。

図７は、作業機器３０の制御装置３５のハードウェア構成例を示す図である。制御装置３５は、信号処理回路３５ａと、メモリ３５ｂと、モータ駆動回路３５ｃと、通信回路３５ｄとを備える。無人ヘリコプター１から第２ケーブル５２を介して制御装置３５に電力が供給され、制御装置３５の各構成要素、電動モータ３３およびカメラ３８は動作することができる。

無人ヘリコプター１の通信回路１５ｆと同様、通信回路３５ｄは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う通信回路を有する。通信回路３５ｄはさらに、携帯電話回線または人工衛星を経由する回線を利用した無線通信を行ってもよい。通信回路３５ｄは、保守作業前においては保守作業に関するデータを受信し、保守作業中は無線によって地上と必要な通信を行う。

信号処理回路３５ａは、メモリ３５ｂに記憶された制御プログラムを実行して作業機器３０の動作を制御する。架空地線９４に乗った作業機器３０を走行させる場合、信号処理回路３５ａは、モータ駆動回路３５ｃを制御して、電動モータ３３を回転させる。モータ駆動回路３５ｃは、信号処理回路３５ａから受け取った制御信号に応じた駆動電流を電動モータ３３に出力して、電動モータ３３を回転させる。信号処理回路３５ａは、カメラ３８の動作を制御して、架空地線９４の撮影を行う。得られた架空地線９４の画像データは、メモリ３５ｂに記録される。架空地線９４の画像データは、通信回路３５ｄを介して地上の機器に送信されてもよい。架空地線９４の画像データは、例えば架空地線９４の劣化度合いの確認に用いられる。

なお、作業機器３０の運用を管理するオペレータは、保守作業状態を目視しながら、作業機器３０を遠隔操作してもよい。

本実施形態の架空線保守作業システム１００では、無人ヘリコプター１から作業機器３０に電力を供給し、作業機器３０は供給された電力を利用して保守作業を行う。作業機器３０は、重量物であるバッテリを内蔵する必要がなく、または内蔵するとしても従来よりも低容量でよく軽量化できるため、従来よりも長い時間保守作業を行うことが可能になる。無人ヘリコプター１の最大積載量以内であれば、無人ヘリコプター１に搭載される発電装置９の発電量は比較的容易に増加できるため、作業機器３０を比較的長い時間稼働させることができる。

無人ヘリコプター１は、内燃機関であるエンジン８を搭載する。これにより、比較的長時間の飛行が可能になり、作業機器３０の作業時間を長く確保することができる。

本実施形態の架空線保守作業システム１００では、ケーブルリール２２（図２）により、第１、第２、第３ケーブル５１、５２、５３の巻き取りまたは繰り出しを行う。これにより、ケーブル５１、５２、５３の不必要なたるみや、架空地線９４からの作業機器３０の浮き上がりを回避することができる。これにより、無人ヘリコプター１の高度を頻繁に変えることなく、作業機器３０と架空地線９４との距離を調整することができる。

図８は、ケーブルリール２２を回転させる巻き取りモータ２１の構成例を示す図である。巻き取りモータ２１は、モータケース２１１と、ロータ２１２と、ステータ２１３と、モータ回転センサ２１４とを備える。ステータ２１３は、モータケース２１１内に配置されている。ステータ２１３にはコイル（図示せず）が巻き回されている。ロータ２１２は、ステータ２１３の内側に配置されている。ロータ２１２は、モータケース２１１によって回転可能に支持されている。ロータ２１２の外周面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されている。

モータ回転センサ２１４は例えばエンコーダである。モータ回転センサ２１４は、ロータ２１２の回転角を検出し、回転角に応じた信号を信号処理回路１５ｇ（図６）およびモータ駆動回路４２へ出力する。例えば、モータ回転センサ２１４は、ロータ２１２の回転を所定の角度毎に検出し、矩形波信号または正弦波信号を出力する。信号処理回路１５ｇおよびモータ駆動回路４２は、モータ回転センサ２１４の出力信号から巻き取りモータ２１の回転数および回転速度等を算出することができる。信号処理回路１５ｇは、巻き取りモータ２１のロータ２１２の回転方向および回転量から、ケーブル５１、５２、５３の現在の長さを算出する。例えば、記憶装置１５ｊ（図６）には、ロータ２１２の所定の回転位置である基準位置と、基準位置におけるケーブルリール２２から作業機器３０までのケーブル５１、５２、５３の長さとの関係を示す情報が予め記憶されている。信号処理回路１５ｇは、その基準位置と長さとの関係を示す情報と、ロータ２１２の回転方向および回転量とから、ケーブル５１、５２、５３の現在の長さを算出することができる。信号処理回路１５ｇは、算出した長さに応じて巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を調整する。ケーブル５１、５２、５３の長さを例えば一定の範囲に維持することにより、無人ヘリコプター１と作業機器３０との間の距離を概ね一定に維持することができる。

上記のように、信号処理回路１５ｇは、巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を制御する。作業機器３０が架空地線９４に沿って走行している期間中は、信号処理回路１５ｇは、ケーブル５１、５２、５３を所定の張力で引っ張るよう、巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を調整する。これにより、ケーブル５１、５２、５３のたるみを防止することができ、ケーブル５１、５２、５３が無人ヘリコプター１のメインロータ５に接触したり、他の架線と接触したりすることを回避できる。また、信号処理回路１５ｇは、無人ヘリコプター１の高度を指示する制御信号を出力する。ケーブル５１、５２、５３の長さが予め定められた所定の長さよりも長い場合には、信号処理回路１５ｇは無人ヘリコプター１の高度を下げるよう指示する制御信号を出力し、無人ヘリコプター１は高度を下げる。ケーブル５１、５２、５３の長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、信号処理回路１５ｇは無人ヘリコプター１の高度を上げるよう指示する制御信号を出力し、無人ヘリコプター１は高度を上げる。

無人ヘリコプター１が作業機器３０から離れすぎている場合には、信号処理回路１５ｇは無人ヘリコプター１の高度を下げさせ、作業機器３０に近付くよう飛行させる。また無人ヘリコプター１が作業機器３０に近すぎる場合には、信号処理回路１５ｇは無人ヘリコプター１の高度を上げさせ、作業機器３０から離れるよう飛行させる。無人ヘリコプター１の高度の変更と並行して、信号処理回路１５ｇは、ケーブル５１、５２、５３を所定の張力で引っ張るよう、巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を調整する。

次に、ケーブル５１、５２、５３のねじれを低減する機構を説明する。図２および図３を参照して、第１ケーブル５１は回転コネクタ５５を有する。回転コネクタ５５は、第１ケーブル５１における無人ヘリコプター１と作業機器３０との間の位置に配置されている。回転コネクタ５５よりも無人ヘリコプター１側の第１ケーブル５１の部分と、回転コネクタ５５よりも作業機器３０側の第１ケーブル５１の部分とは、回転コネクタ５５により互いに独立して回転することができる。このため、例えば作業機器３０が空中で回転した場合でも、第１ケーブル５１のねじれ量を低減させることができる。

この例では、上述したように第２ケーブル５２および第３ケーブル５３は、第１ケーブル５１の内部に収容されている。回転コネクタ５５は、回転が発生しても第２ケーブル５２および第３ケーブル５３の導通を維持することができる。

図９は、回転コネクタ５５の構成の一例を示す図である。図９に示す回転コネクタ５５は、スリップリングとも称される。回転コネクタ５５は、ロータ６１と、ロータ６１を回転可能に支持する支持部材６４とを備える。支持部材６４は、筐体６７に固定されている。ロータ６１は、支持部材６４および筐体６７に対して相対的に回転可能である。筐体６７に対するロータ６１の上下方向の移動は、支持部材６４によって規制されている。ロータ６１には、複数のリング電極６２が互いに隙間を開けて配置されている。複数のリング電極６２のそれぞれにはブラシ６３が接触している。

回転コネクタ５５よりも無人ヘリコプター１側の第１ケーブル５１は、筐体６７に固定されている。回転コネクタ５５よりも作業機器３０側の第１ケーブル５１は、ロータ６１に固定されている。

回転コネクタ５５よりも無人ヘリコプター１側のケーブル５２および５３は、複数の電極６５を介して複数のブラシ６３と電気的に接続されている。回転コネクタ５５よりも作業機器３０側のケーブル５２および５３は、複数の電極６６を介して複数のリング電極６２と電気的に接続されている。すなわち、無人ヘリコプター１側のケーブル５２および５３と、作業機器３０側のケーブル５２および５３とは、複数のブラシ６３および複数のリング電極６２を介して、電気的に接続されている。

作業機器３０が空中で回転した場合、作業機器３０側のケーブル５１、５２および５３の部分を回転させようとする力が発生する。このとき、ロータ６１が支持部材６４および筐体６７から独立して回転することで、ケーブル５１、５２および５３のねじれ量を低減させることができる。

ロータ６１が回転したとき、リング電極６２は、ブラシ６３との電気的な接触を維持したまま、ブラシ６３に対してスリップする。ロータ６１が筐体６７に対して相対的に回転しても、電気的な接続は維持される。

筐体６７に対するロータ６１の上下方向の移動は、支持部材６４によって規制されている。これにより、ケーブル５１、５２および５３が上下方向に引っ張られても、ブラシ６３とリング電極６２との電気的な接触は維持される。

次に、無人ヘリコプター１に掛かる荷重が一定以上になるとケーブル５１、５２および５３を切断するウィークリンク装置を説明する。無人ヘリコプター１に飛行制御困難な程度の大きさの荷重が掛かった場合、ケーブル５１、５２および５３を切断して、その荷重から無人ヘリコプター１を解放する。

図２および図３を参照して、第１ケーブル５１はウィークリンク装置５６を有する。ウィークリンク装置５６は、第１ケーブル５１における回転翼機１側の端部と作業機器３０側の端部との間の位置に配置されている。ウィークリンク装置５６は、ウィークリンク装置５６の両端が予め定められた閾値を超える荷重で引っ張られたときに物理的に切断される。閾値は、作業機器３０の重量より大きく、無人ヘリコプター１が飛行を制御することが可能な重量未満の範囲内である。例えば、閾値は、作業機器３０の重量より大きく、無人ヘリコプター１の可搬重量未満の範囲内である。

使用する作業機器３０の重量より大きく、無人ヘリコプター１が飛行を制御することが可能な重量未満の閾値を有するウィークリンク装置５６を採用することにより、無人ヘリコプター１は作業機器３０を支えながら保守作業を補助することができる。また、所定以上の荷重が掛かった場合はウィークリンク装置５６が切断されることにより、その荷重から無人ヘリコプター１を解放することができる。

図１０は、ウィークリンク装置５６の一例を示す図である。図１０に示すウィークリンク装置５６は、コネクタ７１および７２を備える。

第１ケーブル５１は、ウィークリンク装置５６から見て無人ヘリコプター１側の第１上流側ケーブル部５１ａと、ウィークリンク装置５６から見て作業機器３０側の第１下流側ケーブル部５１ｂとを有する。第２ケーブル５２は、第１上流側ケーブル部５１ａの内部に収容された第２上流側ケーブル部５２ａと、第１下流側ケーブル部５１ｂの内部に収容された第２下流側ケーブル部５２ｂとを有する。第３ケーブル５３は、第１上流側ケーブル部５１ａの内部に収容された第３上流側ケーブル部５３ａと、第１下流側ケーブル部５１ｂの内部に収容された第３下流側ケーブル部５３ｂとを有する。

コネクタ（上流側コネクタ）７１は、第１上流側ケーブル部５１ａに固定され、かつ第２上流側ケーブル部５２ａおよび第３上流側ケーブル部５３ａと電気的に接続されている。コネクタ（下流側コネクタ）７２は、第１下流側ケーブル部５１ｂに固定され、かつ第２下流側ケーブル部５２ｂおよび第３下流側ケーブル部５３ｂと電気的に接続されている。

コネクタ７１は、第２上流側ケーブル部５２ａおよび第３上流側ケーブル部５３ａと電気的に接続された複数の電極端子７３を備える。コネクタ７２は、第２下流側ケーブル部５２ｂおよび第３下流側ケーブル部５３ｂと電気的に接続された複数の電極端子７４を備える。図１０に示す例では、電極端子７３はメス端子であり、電極端子７４はオス端子である。オス端子とメス端子との関係は逆でもよい。オス端子がメス端子に挿入されることにより、第２上流側ケーブル部５２ａと第２下流側ケーブル部５２ｂとが電気的に接続されるとともに、第３上流側ケーブル部５３ａと第３下流側ケーブル部５３ｂとが電気的に接続される。

電極端子７４が電極端子７３に挿入されると、電極端子７３および７４の少なくとも一方が弾性変形する。弾性変形により生じた弾性力により電極端子７３と電極端子７４との間に摩擦力が発生する。この摩擦力により、電極端子７３と電極端子７４との接続が維持される。

電極端子７３と電極端子７４との間に働く最大静止摩擦力が、ウィークリンク装置５６の上記閾値の大きさになるように、電極端子７３および７４の材料、形状およびサイズを予め設定する。これにより、無人ヘリコプター１は作業機器３０を支えながら保守作業を補助することができるとともに、所定以上の荷重が掛かった場合はウィークリンク装置５６が切断されることによりその荷重から無人ヘリコプター１を解放することができる。

作業機器３０の車輪３２が架空地線９４に乗った状態では、作業機器３０の重量の一部は架空地線９４に掛かっている。このため、作業機器３０が架空地線９４の保守作業を行っている期間における第１ケーブル５１の張力は、作業機器３０の重量よりも小さくなる。作業機器３０が架空地線９４に乗ることで、第１ケーブル５１の張力は作業機器３０の重量よりも小さくなるため、作業機器３０が架空地線９４の保守作業を行っている期間は、ウィークリンク装置５６は切断されない。

なお、無人ヘリコプター１は、第１ケーブル５１で作業機器３０を牽引してもよい。作業機器３０が自走することに加え、無人ヘリコプター１が第１ケーブル５１で作業機器３０を牽引することにより、作業機器３０はより高速に移動することができる。牽引中も保守作業を行うことにより、作業の迅速化を図ることができる。

図１１は、ウィークリンク装置５６の別の例を示す図である。

図１１に示すウィークリンク装置５６は、第１上流側ケーブル部５１ａ側に取り付けられた第１磁石７５と、第１下流側ケーブル部５１ｂ側に取り付けられた第２磁石７６とを有する。図１１に示す例では、第１磁石７５はコネクタ７１に固定され、第２磁石７６はコネクタ７２に固定されている。

コネクタ７１とコネクタ７２とが接続された状態では、第１磁石７５と第２磁石７６との間に磁力による吸着力が発生する。

電極端子７３と電極端子７４との間に働く最大静止摩擦力と磁力による吸着力との和が、ウィークリンク装置５６の上記閾値の大きさになるように、第１および第２磁石７５および７６の磁力の大きさを予め設定する。これにより、無人ヘリコプター１は作業機器３０を支えながら保守作業を補助することができるとともに、所定以上の荷重が掛かった場合はウィークリンク装置５６が切断されることによりその荷重から無人ヘリコプター１を解放することができる。

また、磁力による吸着力がウィークリンク装置５６の上記閾値の大きさになるように、第１および第２磁石７５および７６の磁力の大きさを設定してもよい。この場合は、電極端子７３と電極端子７４との間に働く最大静止摩擦力が小さくても、磁力によりコネクタ７１および７２はウィークリンク装置５６として機能することができる。

図１２は、ウィークリンク装置５６のさらに別の例を示す図である。

図１２に示すコネクタ７１は、電極端子７３として、中心軸を含む内部電極端子７３ａと、内部電極端子７３ａからそれぞれ所定距離離れた位置で内部電極端子７３ａを囲む外部電極端子７３ｂ、７３ｃ、７３ｄとを備える。コネクタ７２は、電極端子７４として、中心軸を含む内部電極端子７４ａと、内部電極端子７４ａからそれぞれ所定距離離れた位置で内部電極端子７４ａを囲む外部電極端子７４ｂ、７４ｃ、７４ｄとを備える。

コネクタ７１とコネクタ７２との接続は、第１磁石７５と第２磁石７６との間に働く吸着力により維持される。接続されたコネクタ７１とコネクタ７２とは相対的に回転可能である。回転時は、第１磁石７５と第２磁石７６とは相対的にスリップしながら、その吸着力により接続は維持される。

コネクタ７１に対するコネクタ７２の任意の回転位置において、内部電極端子７３ａと内部電極端子７４ａとの電気的な接続は維持される。また、その任意の回転位置において、外部電極端子７３ｂと外部電極端子７４ｂとの電気的な接続、外部電極端子７３ｃと外部電極端子７４ｃとの電気的な接続、外部電極端子７３ｄと外部電極端子７４ｄとの電気的な接続は維持される。

コネクタ７１とコネクタ７２とは相対的に回転可能で、かつ回転位置に関わらず上流側ケーブル部と下流側ケーブルとは電気的に接続されている。これにより、運搬中および／または作業中のケーブルのねじれを回避しつつ、導通を確保することができる。また、コネクタ７１とコネクタ７２とが回転コネクタを兼ねることが可能であるため、回転コネクタ５５（図２）は省略することができる。回転コネクタ５５とウィークリンク装置５６とを別個に設ける場合と比較して構成を簡単化することができる。

図１３は、ウィークリンク装置５６のさらに別の例を示す図である。

図１３に示す例では、第１ケーブル５１の一部がウィークリンク装置５６として機能する。第１ケーブル５１は、ウィークリンク装置５６と、ウィークリンク装置５６を除く部分であるケーブル部とを有する。例えば、第１ケーブル５１はロープ形状を有し、第１ケーブル５１の一部５１ｃの径の平均値は、ケーブル部の径の平均値よりも小さい。この第１ケーブル５１の一部５１ｃがウィークリンク装置５６として機能する。

第１ケーブル５１の一部５１ｃであるウィークリンク装置５６の切断荷重は、それ以外のケーブル部の切断荷重よりも小さい。ウィークリンク装置５６の切断荷重の大きさは、上述した閾値に設定する。ウィークリンク装置５６の閾値（切断荷重）がケーブル部の切断荷重よりも小さいことにより、第１ケーブル５１に閾値以上の荷重がかかったときは、第１ケーブル５１はウィークリンク装置５６において切断される。

図１４は、ウィークリンク装置５６のさらに別の例を示す図である。

図１４に示す例では、第１ケーブル５１の一部５１ｄがウィークリンク装置５６として機能する。第１ケーブル５１のうちのウィークリンク装置５６を構成する素材とケーブル部の素材とは互いに異なっている。第１ケーブル５１の一部５１ｄであるウィークリンク装置５６の切断荷重は、上述した閾値に設定する。

ウィークリンク装置５６の切断荷重は、ケーブル部の切断荷重よりも小さい。ウィークリンク装置５６の素材をケーブル部の素材とは異ならせ、かつウィークリンク装置５６の切断荷重をケーブル部の切断荷重よりも小さくすることで、ウィークリンク装置５６が切断される閾値をケーブル部の切断荷重よりも小さくすることができる。

図１５は、ウィークリンク装置５６のさらに別の例を示す図である。

図１５に示す例では、ウィークリンク装置５６は、第１上流側ケーブル部５１ａと第１下流側ケーブル部５１ｂとを止める留め具である。図１５に示す留め具は環形状を有しており、第１上流側ケーブル部５１ａの下端および第１下流側ケーブル部５１ｂの上端のそれぞれに取り付けられている。

第１ケーブル５１の内部に収容された第２および第３ケーブル５２および５３は、ウィークリンク装置５６の位置において外部に露出し、ウィークリンク装置５６をバイパスしている。第２および第３ケーブル５２および５３は、第１ケーブル５１の外部に沿って配設され、ウィークリンク装置５６をバイパスしてもよい。これにより、ウィークリンク装置５６と第２および第３ケーブル５２および５３との干渉は回避される。

留め具（ウィークリンク装置）５６の耐荷重が、ウィークリンク装置５６の上記閾値の大きさになるように、留め具５６の材料、形状およびサイズを予め設定する。これにより、無人ヘリコプター１は作業機器３０を支えながら保守作業を補助することができるとともに、所定以上の荷重が掛かった場合は留め具５６が切断されることによりその荷重から無人ヘリコプター１を解放することができる。

次に、オペレータが操作する端末装置を説明する。

オペレータは、タブレットコンピュータ、基地局操縦装置等の端末装置を利用して、無人ヘリコプター１の飛行経路の設定、作業機器３０による架空地線９４の保守作業の設定等を行う。そのような端末装置も架空線保守作業システム１００に含まれ得る。

図１６は、端末装置の一例であるタブレットコンピュータ１１０を示す図である。図１７は、端末装置の別の例である基地局操縦装置１１０ａを示す図である。

タブレットコンピュータ１１０および基地局操縦装置１１０ａは、飛行経路の設定を行うための地図データ等を表示装置に表示してオペレータからの指示を受け付ける。タブレットコンピュータ１１０はタッチスクリーンパネルを有しており、オペレータからのタッチ操作により、指示を受け付ける。なお、本実施形態による基地局操縦装置１１０ａはノート型ＰＣであり、かつタブレットコンピュータ１１０と同様のタッチ操作に対応しているとする。

以下、図１６に示すタブレットコンピュータ１１０を例示して説明する。タブレットコンピュータ１１０の基本的な構成と基地局操縦装置１１０ａの基本的な構成とは概ね同じである。よって、下記の説明は基地局操縦装置１１０ａの説明として読み替えることができる。

図１８は、タブレットコンピュータ１１０のハードウェア構成例を示している。

タブレットコンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メモリ１１２と、通信回路１１３と、画像処理回路１１４と、表示装置１１５と、タッチスクリーンパネル１１６と、通信バス１１７と、報知装置１１８とを有する。ＣＰＵ１１１、メモリ１１２、通信回路１１３、画像処理回路１１４、タッチスクリーンパネル１１６および報知装置１１８は、通信バス１１７で接続されており、通信バス１１７を介して相互にデータを授受することが可能である。

ＣＰＵ１１１は、タブレットコンピュータ１１０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ１１１は半導体集積回路である。ＣＰＵ１１１を単に「処理回路」と呼ぶこともある。

メモリ１１２は、ＣＰＵ１１１が実行するコンピュータプログラムを記憶する不揮発性の記憶装置（例えばフラッシュメモリ）および揮発性の記憶装置（例えばＲＡＭ）である。ＲＡＭは、ＣＰＵ１１１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。ＣＰＵ１１１は、タブレットコンピュータ１１０の起動時にフラッシュメモリからコンピュータプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、実行する。

通信回路１１３は、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。無人ヘリコプター１の通信回路１５ｆと同様、本明細書では、タブレットコンピュータ１１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格および／またはＷｉ－Ｆｉ規格に準拠した無線通信を行い、無人ヘリコプター１および作業機器３０と通信する。通信回路１１３は、無人ヘリコプター１および作業機器３０に送信すべきデータを、通信バス１１７を介してＣＰＵ１１１から受信する。また通信回路１１３は、無人ヘリコプター１および作業機器３０から受信したデータを、通信バス１１７を介してＣＰＵ１１１および／またはメモリ１１２に送信する。通信回路１１３は、例えば無人ヘリコプター１および作業機器３０の作業状況を表すデータを受信して、ＣＰＵ１１１および／またはメモリ１１２に送信する。

画像処理回路１１４は、ＣＰＵ１１１の指示に従い、表示装置１１５に表示する画像を生成する。タッチスクリーンパネル１１６は、指やペンなどで行われたオペレータのタッチを検出する。検出方式として、静電式、抵抗膜式、光学式、超音波方式、電磁式などが知られている。たとえば、静電容量方式のタッチスクリーンパネル１１６の場合、タッチスクリーンパネル１１６は、特定の位置における静電容量の変化を検出し、当該変化に関するデータを、通信バス１１７を介してＣＰＵ１１１に送信する。ＣＰＵ１１１は、送られてきたデータに基づいて、オペレータによるタッチの有無を判断する。

本実施形態では、タッチスクリーンパネル１１６は表示装置１１５に重畳して設けられている。オペレータは、表示装置１１５に表示された画像を見ながらタッチ操作を行う。なお、タッチスクリーンパネル１１６に代えて、またはタッチスクリーンパネル１１６とともに、マウス、キーボード、ジョイスティック、マイク等の他の入力装置を用いてもよい。

無人ヘリコプター１の飛行制御ボックス１５は、飛行中に異常を検出した場合、外部に警告を発する動作を行う。例えば、第１ケーブル５１の長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合、信号処理回路１５ｇ（図６）は通信回路１５ｆを介して、タブレットコンピュータ１１０に警告に関するデータを送信する。タブレットコンピュータ１１０（図１８）の通信回路１１３が警告に関するデータを受信すると、報知装置１１８は音、光および振動のうちの少なくとも一つによりオペレータに警告を発する。第１ケーブル５１の長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、無人ヘリコプター１が作業機器３０に近づきすぎている可能性がある。その場合、警告を発することにより、オペレータ等に注意を喚起することができる。

また、表示装置１１５が警告に関する画像を表示して、オペレータに警告を発してもよい。オペレータが操作する端末装置１１０の表示装置１１５に注意を喚起する警告を表示することにより、オペレータの手元で視覚的に注意を喚起することができる。

次に、弾性部材を備えた第１ケーブル５１を説明する。

図１９は、弾性部材５７を備えた第１ケーブル５１を示す図である。第１ケーブル５１は、少なくとも１つの弾性部材５７を有し得る。図１９に示す第１ケーブル５１は、無人ヘリコプター１とウィークリンク装置５６との間に一つの弾性部材５７を有している。弾性部材５７は、第１ケーブル５１におけるウィークリンク装置５６と作業機器３０との間に設けられていてもよい。弾性部材５７は例えばスプリングである。

無人ヘリコプター１の飛行中、瞬間的にウィークリンク装置５６の閾値を超えるような荷重が発生する可能性がある。弾性部材５７は、このような瞬間的に大きな荷重が発生した場合、その荷重に応じて伸縮する。荷重に応じて弾性部材５７が伸縮することにより、ウィークリンク装置５６に掛かる荷重を低減させることができる。このように、第１ケーブル５１が弾性部材５７を備えることにより、瞬間的に閾値を超えるような荷重が掛かった場合にウィークリンク装置５６が切断されることを回避できる。

次に、フィンを備えた作業機器３０を説明する。

図２０は、フィンを備えた作業機器３０を示す図である。図２０に示す作業機器３０は、風を受けるフィン８１と、フィン８１の向きを変更する電動モータ８３と、風向きを検出する風向きセンサ８５とを備える。電動モータ８３は例えばサーボモータである。

フィン８１は、支持部材８２により支持されている。電動モータ８３は、回転軸８４を中心に支持部材８２を回転させることにより、フィン８１の向きを変更する。風向きセンサ８５が検出した風向きに関する情報は、制御装置３５の信号処理回路３５ａ（図７）に入力される。信号処理回路３５ａは、風向きセンサ８５が検出した風向きに応じて電動モータ８３を駆動する制御を行い、フィン８１の向きを変更する。

例えば、フィン８１の平面部分の延びる方向が風向きに平行になるようにフィン８１の向きを調整することで、作業機器３０の向きおよび姿勢を安定させることができる。

次に、架空地線９４の撮影に加えて送電線９２（図１）を撮影する作業機器３０を説明する。

図２１は、送電線９２を撮影するカメラを備えた作業機器３０を示す図である。図２１に示す作業機器３０は、架空地線９４を撮影するカメラ３８と、送電線９２を撮影するカメラ３８ａとを備える。カメラ３８ａは、ジンバル８７を介して作業機器３０の筐体３１に取り付けられている。カメラ３８ａをジンバル８７で支持することにより、カメラ３８ａの向きを安定させることができる。

電線路９０（図１）では、複数の送電線９２が架空地線９４と同じ方向に併設されている。作業機器３０の車輪３２が架空地線９４に乗った状態で、カメラ３８は架空地線９４を撮影する。並行して、カメラ３８ａは少なくとも１本の送電線９２を撮影する。作業機器３０が架空地線９４に沿って走行しながら、カメラ３８ａが送電線９２を撮影することで、作業機器３０が走行した領域に対応する送電線９２の画像を取得することができる。

上述の実施形態では、作業機器３０のガイド３７（図２、図３）は棒状部材であったが、ガイド３７は棒状部材に限定されず、例えば板状部材であってもよい。

図２２は、板状のガイド３７を示す図である。図３を用いて上述したように、ガイド３７は、作業機器３０の筐体３１の右下部および左下部のそれぞれに設けられる。板状のガイド３７は、その平面方向が架空地線９４の延びる方向に平行で、かつ、地平面に対して斜めの方向に広がっている。作業機器３０の左右それぞれに設けられた板状のガイド３７の間に架空地線９４が位置するように、作業機器３０を架空地線９４に誘導することで、作業機器３０を容易に架空地線９４に乗せることができる。

また、ガイド３７は、作業機器３０を地面に置くときに筐体３１を支える脚となるスキッドを兼ねていてもよい。図２３は、スキッドを兼ねるガイド３７を示す図である。ガイド３７がスキッドを兼ねることにより、作業機器３０を地面に安定して置くことができる。

上述の実施形態では、無人ヘリコプター１のメインロータ５（図２）は、エンジン８によって回転させていたが、メインロータ５は電動モータによって回転させてもよい。電動モータは例えばドローンモータである。この場合、発電装置９は電力を生成する燃料電池であってもよい。燃料電池が生成した電力は、ドローンモータ８の駆動に用いられるとともに、第２ケーブル５２を介して作業機器３０に供給される。作業機器３０は、燃料電池から作業機器３０に供給された電力を利用して電動モータ３３を駆動することで、架空地線９４を自走することができる。

上述の実施形態では、作業機器３０は架空地線９４に乗って保守作業を行ったが、作業機器３０は、架空地線９４以外の架空線（例えば送電線）に乗って、その架空線の保守作業を行ってもよい。

上述の実施形態では、巻き取りモータ２１がケーブルリール２２を回転させることにより、ケーブル５１、５２、５３の巻き取りおよび繰り出しを行っていたが、巻き取りモータ２１とは異なる機構によりケーブルリール２２を回転させてもよい。例えば、ゼンマイ機構によりケーブルリール２２を回転させて、ケーブル５１、５２、５３の巻き取りを行ってもよい。この場合、巻き取りの力を作業機器３０の重量よりも小さくし、巻き取り動作以外のときはゼンマイ機構および／またはケーブルリール２２の回転をロックしておくロック機構を備えていてもよい。

以上、本発明の例示的な実施形態を説明した。

本発明のある実施形態に係る架空線保守作業システム１００は、発電装置９を有する回転翼機１と、電動モータ３３を有し、供給された電力で電動モータ３３を駆動して架空地線９４に沿って走行しながら架空地線９４の保守作業を行う作業機器３０と、回転翼機１から作業機器３０を吊り下げる第１ケーブル５１と、発電装置９が発電した電力を回転翼機１の飛行中に作業機器３０に供給する第２ケーブル５２とを備える。

回転翼機１の発電装置９から作業機器３０に電力を供給し、作業機器３０は供給された電力を利用して保守作業を行う。作業機器３０が、重量物であるバッテリを内蔵する必要がなく、または内蔵するとしても従来よりも低容量でよく軽量化できるため、従来よりも長い時間保守作業を行うことが可能になる。回転翼機１の最大積載量以内であれば、回転翼機１に搭載される発電装置９の発電量は比較的容易に増加できるため、作業機器３０を比較的長い時間稼働させることができる。

ある実施形態において、第１ケーブル５１は、回転翼機１側の端部から、作業機器３０側の端部までの間にウィークリンク装置５６を有し、ウィークリンク装置５６は、ウィークリンク装置５６の両端が予め定められた閾値を超える荷重で引っ張られたときに物理的に切断されてもよい。

回転翼機１に所定以上の大きさの荷重が掛かった場合、ウィークリンク装置５６が切断されることにより、その荷重から回転翼機１を解放することができる。

ある実施形態において、閾値は、作業機器３０の重量より大きく、回転翼機１が飛行を制御することが可能な重量未満の範囲内であってもよい。

使用する作業機器３０の重量より大きく、回転翼機１が飛行を制御することが可能な重量未満の閾値を有するウィークリンク装置５６を採用することにより、回転翼機１は作業機器３０を支えながら作業機器３０の保守作業を補助できる。

ある実施形態において、閾値は、作業機器３０の重量より大きく、回転翼機１の可搬重量未満の範囲内であってもよい。

作業機器３０の重量より大きく、回転翼機１の可搬重量未満の閾値を有するウィークリンク装置５６を採用することにより、回転翼機１は作業機器３０を支えながら作業機器３０の保守作業を補助できる。

ある実施形態において、作業機器３０が架空地線９４の保守作業を行っている期間は、第１ケーブル５１の張力は作業機器３０の重量よりも小さくてもよい。

作業機器３０が自走することによって第１ケーブル５１の張力は作業機器３０の重量よりも小さくなるため、ウィークリンク装置５６が切断されることはない。

ある実施形態において、回転翼機１は、第１ケーブル５１で作業機器３０を牽引してもよい。

作業機器３０が自走することに加え、回転翼機１が第１ケーブル５１で作業機器３０を牽引することにより、作業機器３０はより高速に移動することができる。牽引中も保守作業を行うことにより、作業の迅速化を図ることが可能になる。

ある実施形態において、第１ケーブル５１は、ウィークリンク装置５６と、ウィークリンク装置５６を除く部分であるケーブル部とを有し、閾値は、ケーブル部の切断荷重よりも小さくてもよい。

ウィークリンク装置５６の閾値（切断荷重）がケーブル部の切断荷重よりも小さいことにより、第１ケーブル５１に閾値以上の荷重がかかったときは、第１ケーブル５１はウィークリンク装置５６において切断される。

ある実施形態において、ウィークリンク装置５６はロープ形状を有し、ウィークリンク装置５６の径の平均値は、ケーブル部の径の平均値よりも小さくてもよい。

ウィークリンク装置５６の径の平均値をケーブル部の径の平均値よりも小さくすることで、ウィークリンク装置５６が切断される閾値をケーブル部の切断荷重よりも小さくすることができる。

ある実施形態において、ウィークリンク装置５６を構成する素材とケーブル部の素材とは異なっており、ウィークリンク装置５６の切断荷重は、ケーブル部の切断荷重よりも小さくてもよい。

ウィークリンク装置５６の素材をケーブル部の素材とは異ならせ、かつウィークリンク装置５６の切断荷重をケーブル部の切断荷重よりも小さくすることで、ウィークリンク装置５６が切断される閾値をケーブル部の切断荷重よりも小さくすることができる。

ある実施形態において、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２は並走してもよい。

ある実施形態において、第２ケーブル５２の少なくとも一部は、第１ケーブル５１の内部に収容されていてもよい。

ある実施形態において、第１ケーブル５１は、ウィークリンク装置５６と、ウィークリンク装置５６を除く部分であるケーブル部とを有し、第２ケーブル５２は、ケーブル部の内部に収容され、かつ、ウィークリンク装置５６をバイパスしてもよい。

ある実施形態において、第１ケーブル５１は、ウィークリンク装置５６と、ウィークリンク装置５６から見て回転翼機１側の第１上流側ケーブル部５１ａと、ウィークリンク装置５６から見て作業機器３０側の第１下流側ケーブル部５１ｂとを有し、第２ケーブル５２は、第１上流側ケーブル部５１ａの内部に収容された第２上流側ケーブル部５２ａと、第１下流側ケーブル部５１ｂの内部に収容された第２下流側ケーブル部５２ｂとを有し、ウィークリンク装置５６は、第１上流側ケーブル部５１ａに固定され、かつ第２上流側ケーブル部５２ａと電気的に接続されている上流側コネクタ７１と、第１下流側ケーブル部５１ｂに固定され、かつ第２下流側ケーブル部５２ｂと電気的に接続されている下流側コネクタ７２とを有し、上流側コネクタ７１および下流側コネクタ７２はウィークリンク装置５６を構成し、上流側コネクタ７１と下流側コネクタ７２とは相対的に回転可能であり、かつ、任意の回転位置において、第２上流側ケーブル部５２ａおよび第２下流側ケーブル部５２ｂは、上流側コネクタ７１および下流側コネクタ７２を介して電気的に接続されていてもよい。

上流側コネクタ７１と下流側コネクタ７２とは相対的に回転可能で、かつ回転位置にかかわらず第２上流側ケーブル部５２ａおよび第２下流側ケーブル部５２ｂは電気的に接続されている。これにより、運搬中および／または作業中の第１および第２ケーブル５１、５２のねじれを回避しつつ第２ケーブル５２の導通を確保することができる。また、上流側コネクタ７１と下流側コネクタ７２とがウィークリンク装置５６を兼ねているため、ウィークリンク装置５６と別個に設ける場合と比較して構成を簡単化できる。

ある実施形態において、上流側コネクタ７１および下流側コネクタ７２は、それぞれ、中心軸を含む内部電極端子７３ａ、７４ａと、内部電極端子７３ａ、７４ａから所定距離離れた位置で内部電極端子７３ａ、７４ａを囲む外部電極端子７３ｂ、７４ｂとを有し、上流側コネクタ７１に対する下流側コネクタ７２の任意の回転位置において、上流側コネクタ７１の内部電極端子７３ａと下流側コネクタ７２の内部電極端子７４ａとは電気的に接続され、かつ、上流側コネクタ７１の外部電極端子７３ｂと下流側コネクタ７２の外部電極端子７４ｂとは電気的に接続されていてもよい。

上流側コネクタ７１と下流側コネクタ７２とが相対的に回転可能であることにより、ケーブルのねじれを回避しつつ、上流側コネクタ７１の内部電極端子７３ａと下流側コネクタ７２の内部電極端子７４ａ同士、および、上流側コネクタ７１の外部電極端子７３ｂと下流側コネクタ７２の外部電極端子７４ｂ同士の電気的な導通を確保することができる。

ある実施形態において、第１ケーブル５１は、ウィークリンク装置５６と、ウィークリンク装置５６から見て回転翼機１側の第１上流側ケーブル部５１ａと、ウィークリンク装置５６から見て作業機器３０側の第１下流側ケーブル部５１ｂとを有し、ウィークリンク装置５６は、第１上流側ケーブル部５１ａの側に取り付けられた第１磁石７５と、第１下流側ケーブル部５１ｂの側に取り付けられた第２磁石７６とを有し、第１磁石７５および第２磁石７６はウィークリンク装置５６を構成し、閾値は、第１磁石７５の磁力と第２磁石７６の磁力とによって決定される吸着力にしたがって予め定められてもよい。

第１上流側ケーブル部５１ａに取り付けられた第１磁石７５と、第１下流側ケーブル部５１ｂに取り付けられた第２磁石７６とを有するウィークリンク装置５６を設ける。第１磁石７５および第２磁石７６がウィークリンク装置５６を構成する。ウィークリンク装置５６の閾値は、第１磁石７５と第２磁石７６とが互いに吸着する吸着力にしたがって決定される。これにより、荷重が吸着力よりも小さい範囲内で、回転翼機１から作業機器３０を吊り下げることが可能になる。

ある実施形態において、第１ケーブル５１は、ウィークリンク装置５６と、ウィークリンク装置５６から見て回転翼機１側の第１上流側ケーブル部５１ａと、ウィークリンク装置５６から見て作業機器３０側の第１下流側ケーブル部５１ｂとを有し、ウィークリンク装置５６は、第１上流側ケーブル部５１ａと第１下流側ケーブル部５１ｂとを止める留め具であってもよい。

ある実施形態において、第２ケーブル５２は、第１上流側ケーブル部５１ａの外部および第１下流側ケーブル部５１ｂの外部に沿って配設され、または第１上流側ケーブル部５１ａの内部および第１下流側ケーブル部５１ｂの内部に配設され、ウィークリンク装置５６をバイパスしてもよい。

第２ケーブル５２は、第１上流側ケーブル部５１ａおよび第１下流側ケーブル部５１ｂの外部に沿って、またはそれらの内部に配設されているが、ウィークリンク装置５６の位置においてはウィークリンク装置５６をバイパスして配設されている。これにより、ウィークリンク装置５６を構成する磁石または留め具と第２ケーブル５２との干渉は回避される。

ある実施形態において、第１ケーブル５１の、回転翼機１からウィークリンク装置５６までの間、および／または、ウィークリンク装置５６から作業機器３０までの間に、少なくとも１つの弾性部材５７を有してもよい。

ウィークリンク装置５６の回転翼機１側、および／または、作業機器３０側に少なくとも１つの弾性部材５７を設けることにより、瞬間的に閾値を超えるような荷重がかかった場合でもウィークリンク装置５６の切断を回避できる。

ある実施形態において、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の巻き取りおよび繰り出しを行うケーブルリール２２をさらに有してもよい。

第１および第２ケーブル５１、５２の巻き取りまたは繰り出しを行うケーブルリール２２を設けることにより、第１および第２ケーブル５１、５２の不必要なたるみや、架空地線９４からの作業機器３０の浮き上がりを回避できる。これにより、回転翼機１の高度を頻繁に変えることなく、作業機器３０と架空地線９４との距離を調整できる。

ある実施形態において、ケーブルリール２２と機械的に接続された巻き取りモータ２１を有し、巻き取りモータ２１がケーブルリール２２を回転させることにより、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の巻き取りおよび繰り出しを行ってもよい。

巻き取りモータ２１を利用すると、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の巻き取りおよび繰り出しを電動化できる。

ある実施形態において、巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を制御するコントローラ１５をさらに備え、作業機器３０が架空地線９４に沿って走行している期間中は、コントローラ１５は、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２を所定の張力で引っ張るよう、巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を調整してもよい。

作業機器３０が架空地線９４に沿って走行している期間中は、コントローラ１５は、所定の張力で第１および第２ケーブル５１、５２を引っ張るよう、巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を調整する。これにより、第１および第２ケーブル５１、５２のたるみを防止することができ、第１および第２ケーブル５１、５２が回転翼機１のメインロータに接触し、または他の架線と接触することを回避できる。

ある実施形態において、巻き取りモータ２１はロータ２１２を有し、コントローラ１５は、ロータ２１２の所定の回転位置である基準位置と、基準位置におけるケーブルリール２２から作業機器３０までの第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の長さとの関係、および、巻き取りモータ２１の回転方向および回転量から、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の現在の長さを算出し、算出した長さに応じて巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を調整してもよい。

コントローラ１５は第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の現在の長さを算出し、算出した長さに応じて巻き取りモータ２１の回転方向および回転量を調整する。第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の長さを例えば一定の範囲に維持することにより、概ね、回転翼機１と作業機器３０との距離を維持することができる。

ある実施形態において、コントローラ１５は、回転翼機１の高度を指示する制御信号を出力することが可能であり、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の長さが予め定められた所定の長さよりも長い場合には、コントローラ１５は回転翼機１の高度を下げるよう指示する制御信号を出力し、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、コントローラ１５は回転翼機１の高度を上げるよう指示する制御信号を出力してもよい。

回転翼機１が作業機器３０から離れすぎている場合には、コントローラ１５は回転翼機１の高度を下げさせ、作業機器３０に近付くよう飛行させる。また回転翼機１が作業機器３０に近すぎる場合には、コントローラ１５は回転翼機１の高度を上げさせ、作業機器３０から離れるよう飛行させる。

ある実施形態において、第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、コントローラ１５は外部に警告を発してもよい。

第１ケーブル５１および第２ケーブル５２の長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、回転翼機１が作業機器３０に近づきすぎている可能性がある。その場合、警告を発することにより、外部に注意を喚起することができる。

ある実施形態において、コントローラ１５は、音、光および振動のうちの少なくとも一つにより警告を発してもよい。

音、光および／または振動により警告を発することにより、人間の注意を的確に喚起することができる。

ある実施形態において、作業機器３０と有線または無線で通信する端末装置１１０をさらに備え、端末装置１１０は、作業機器３０の作業状況を表すデータを受信する通信回路１１３と、データを表示する表示装置１１５とを備え、表示装置１１５に警告を表示してもよい。

オペレータ等が有する端末装置１１０の表示装置１１５に注意を喚起する警告を表示することにより、オペレータの手元で視覚的に注意を喚起することができる。

ある実施形態において、ケーブルリール２２と巻き取りモータ２１とを支持するブラケット２３をさらに備えてもよい。

ブラケット２３によってケーブルリール２２と巻き取りモータ２１とを固定させることにより、巻き取りモータ２１の回転をケーブルリール２２に伝達することができる。

ある実施形態において、作業機器３０は、作業機器３０が架空地線９４に載置される際に作業機器３０を架空地線９４に誘導するガイド３７を有してもよい。

ガイド３７を設けることにより、作業機器３０を容易に架空地線９４に載せることが可能になる。

ある実施形態において、作業機器３０が架空地線９４の上方から架空地線９４に載置される場合、ガイド３７は、架空地線９４の延びる方向に平行で、かつ、地平面に対して斜めの方向に広がる、少なくとも１つの棒状部材または板状部材であってもよい。

ある実施形態において、ガイド３７は、少なくとも２つの板状部材であり、少なくとも２つの板状部材は、架空地線９４の延びる方向に平行で、地平面に対して斜めの方向に広がり、かつ、少なくとも２つの板状部材の間に架空地線９４を含むよう作業機器３０を架空地線９４に誘導してもよい。

ある実施形態において、作業機器３０は、風を受けるフィン８１と、風向きを検出するセンサ８５と、フィン８１の向きを変更する電動モータ８３と、センサ８５が検出した風向きに応じて電動モータ８３を駆動し、フィン８１の向きを調整する制御装置３５とを備えてもよい。

風向きに応じてフィン８１の向きを調整することで、作業機器３０の向きおよび姿勢を安定させることができる。

ある実施形態において、回転翼機１は、回転翼５を回転させるエンジン８を有してもよい。

回転翼機１がエンジン８を搭載することにより、比較的長時間の飛行が可能になり、作業機器３０の作業時間を長く確保することができる。

ある実施形態において、回転翼機１は回転翼５を回転させるドローンモータ８を有し、発電装置９は、第２ケーブル５２を介して作業機器３０に供給する電力、および、ドローンモータ８を回転させる電力を生成する燃料電池であり、作業機器３０は、作業機器３０に供給された電力を利用して電動モータ３３を駆動し、架空地線９４を自走してもよい。

回転翼機１がドローンモータ８で回転翼５を回転させる場合、回転翼機１に燃料電池を搭載することにより、当該燃料電池を利用すればドローンモータ８および作業機器３０の両方に電力を供給することができる。

ある実施形態において、作業機器３０は少なくとも１台のカメラ３８を有し、保守作業のためにカメラ３８を利用して架空地線９４を撮影してもよい。

ある実施形態において、少なくとも１本の電線９２が架空地線９４と同じ方向に併設されており、少なくとも１台のカメラは２台以上のカメラ３８、３８ａであり、２台以上のカメラ３８、３８ａの各々は、架空地線９４および少なくとも１本の電線９２を撮影してもよい。

ある実施形態において、少なくとも１台のカメラ３８ａは、ジンバル８７を介して作業機器３０に接続されていてもよい。

ある実施形態において、回転翼機１は無人ヘリコプターであってもよい。

本発明の技術は、架空線の保守作業に好適に利用され得る。

１：無人ヘリコプター（回転翼機）、 ２：メインボディ、 ３：テールボディ、 ４：機体、 ５：メインロータ、 ６：テールロータ、 ７：ラジエータ、 ８：エンジン、 ９：発電装置、 １０：コントロールパネル、 １１：表示灯、 １２：スキッド、 １３：リモコン受信アンテナ、 １５：飛行制御ボックス（制御装置）、 １５ａ：ＧＰＳモジュール、 １５ｂ：加速度センサ、 １５ｃ：気圧センサ、 １５ｄ：地磁気センサ、 １５ｅ：超音波センサ、 １５ｆ：通信回路、 １５ｇ：信号処理回路（コントローラ）、 １５ｈ：ＲＯＭ、 １５ｉ：ＲＡＭ、 １５ｊ：記憶装置、 １５ｋ：内部バス、 ２１：巻き取りモータ、 ２２：ケーブルリール、 ２３：ブラケット、 ３０：作業機器、 ３１：筐体、 ３２：車輪、 ３２ａ：溝、 ３３：電動モータ、 ３４：動力伝達機構、 ３５：制御装置、 ３５ａ：信号処理回路、 ３５ｂ：メモリ、 ３５ｃ：モータ駆動回路、 ３５ｄ：通信回路、 ３６：車軸、 ３７：ガイド、 ３８：カメラ、 ３８ａ：カメラ、 ４１：電源回路、 ４２：モータ駆動回路、 ４３：バッテリ、 ５１：第１ケーブル、 ５２：第２ケーブル（電力線）、 ５３：第３ケーブル（信号線）、 ５５：回転コネクタ、 ５６：ウィークリンク装置、 ５７：弾性部材、 ６１：ロータ、 ６２：リング電極、 ６３：ブラシ、 ６４：支持部材、 ６５：電極、 ６６：電極、 ６７：筐体、 ７１：コネクタ、 ７２：コネクタ、 ７３：電極端子、 ７４：電極端子、 ７５：第１磁石、 ７６：第２磁石、 ８１：フィン、 ８２：支持部材、 ８３：電動モータ、 ８４：回転軸、 ８５：風向きセンサ、 ８７：ジンバル、 ９０：電線路、 ９１：鉄塔、 ９２：送電線、 ９３：碍子、 ９４：架空地線、 １００：架空線保守作業システム、 １１０：タブレットコンピュータ（端末装置）、 １１０ａ：基地局操縦装置、 １１１：ＣＰＵ、 １１２：メモリ、 １１３：通信回路、 １１４：画像処理回路、 １１５：表示装置、 １１６：タッチスクリーンパネル、 １１７：通信バス、 １１８：報知装置、 ２１１：モータケース、 ２１２：ロータ、 ２１３：ステータ、 ２１４：回転センサ

Claims (37)

1. 発電装置を有する回転翼機と、
   電動モータを有し、供給された電力で前記電動モータを駆動して架空地線に沿って走行しながら前記架空地線の保守作業を行う作業機器と、
   前記回転翼機から前記作業機器を吊り下げる第１ケーブルと、
   前記発電装置が発電した電力を前記回転翼機の飛行中に前記作業機器に供給する第２ケーブルと
   を備えた、架空線保守作業システム。
2. 前記第１ケーブルは、前記回転翼機側の端部から、前記作業機器側の端部までの間にウィークリンク装置を有し、
   前記ウィークリンク装置は、前記ウィークリンク装置の両端が予め定められた閾値を超える荷重で引っ張られたときに物理的に切断される、請求項１に記載の架空線保守作業システム。
3. 前記閾値は、前記作業機器の重量より大きく、前記回転翼機が飛行を制御することが可能な重量未満の範囲内である、請求項２に記載の架空線保守作業システム。
4. 前記閾値は、前記作業機器の重量より大きく、前記回転翼機の可搬重量未満の範囲内である、請求項２に記載の架空線保守作業システム。
5. 前記作業機器が前記架空地線の保守作業を行っている期間は、前記第１ケーブルの張力は作業機器の重量よりも小さい、請求項３または請求項４に記載の架空線保守作業システム。
6. 前記回転翼機は、前記第１ケーブルで前記作業機器を牽引する、請求項５に記載の架空線保守作業システム。
7. 前記第１ケーブルは、前記ウィークリンク装置と、前記ウィークリンク装置を除く部分であるケーブル部とを有し、
   前記閾値は、前記ケーブル部の切断荷重よりも小さい、請求項２から請求項４のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
8. 前記ウィークリンク装置はロープ形状を有し、
   前記ウィークリンク装置の径の平均値は、前記ケーブル部の径の平均値よりも小さい、請求項７に記載の架空線保守作業システム。
9. 前記ウィークリンク装置を構成する素材と前記ケーブル部の素材とは異なっており、
   前記ウィークリンク装置の切断荷重は、前記ケーブル部の切断荷重よりも小さい、請求項７に記載の架空線保守作業システム。
10. 前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルは並走する、請求項１に記載の架空線保守作業システム。
11. 前記第２ケーブルの少なくとも一部は、前記第１ケーブルの内部に収容されている、請求項１から請求項９のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
12. 前記第１ケーブルは、前記ウィークリンク装置と、前記ウィークリンク装置を除く部分であるケーブル部とを有し、
    前記第２ケーブルは、前記ケーブル部の内部に収容され、かつ、前記ウィークリンク装置をバイパスする、請求項２から請求項９のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
13. 前記第１ケーブルは、
    ウィークリンク装置と、
    前記ウィークリンク装置から見て前記回転翼機側の第１上流側ケーブル部と、
    前記ウィークリンク装置から見て前記作業機器側の第１下流側ケーブル部とを有し、
    前記第２ケーブルは、
    前記第１上流側ケーブル部の内部に収容された第２上流側ケーブル部と、
    前記第１下流側ケーブル部の内部に収容された第２下流側ケーブル部とを有し、
    前記ウィークリンク装置は、
    前記第１上流側ケーブル部に固定され、かつ前記第２上流側ケーブル部と電気的に接続されている上流側コネクタと、
    前記第１下流側ケーブル部に固定され、かつ前記第２下流側ケーブル部と電気的に接続されている下流側コネクタとを有し、
    前記上流側コネクタおよび前記下流側コネクタは前記ウィークリンク装置を構成し、
    前記上流側コネクタと前記下流側コネクタとは相対的に回転可能であり、かつ、任意の回転位置において、前記第２上流側ケーブル部および前記第２下流側ケーブル部は、前記上流側コネクタおよび前記下流側コネクタを介して電気的に接続されている、請求項２から請求項９のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
14. 前記上流側コネクタおよび前記下流側コネクタは、それぞれ、
    中心軸を含む内部電極端子と、
    前記内部電極端子から所定距離離れた位置で前記内部電極端子を囲む外部電極端子と
    を有し、
    前記上流側コネクタに対する前記下流側コネクタの任意の回転位置において、
    前記上流側コネクタの内部電極端子と前記下流側コネクタの内部電極端子とは電気的に接続され、かつ、前記上流側コネクタの外部電極端子と前記下流側コネクタの外部電極端子とは電気的に接続されている、請求項１３に記載の架空線保守作業システム。
15. 前記第１ケーブルは、
    ウィークリンク装置と、
    前記ウィークリンク装置から見て前記回転翼機側の第１上流側ケーブル部と、
    前記ウィークリンク装置から見て前記作業機器側の第１下流側ケーブル部とを有し、
    前記ウィークリンク装置は、
    前記第１上流側ケーブル部の側に取り付けられた第１磁石と、
    前記第１下流側ケーブル部の側に取り付けられた第２磁石とを有し、
    前記第１磁石および前記第２磁石は前記ウィークリンク装置を構成し、前記閾値は、前記第１磁石の磁力と前記第２磁石の磁力とによって決定される吸着力にしたがって予め定められる、請求項７に記載の架空線保守作業システム。
16. 前記第１ケーブルは、
    前記ウィークリンク装置と、
    前記ウィークリンク装置から見て前記回転翼機側の第１上流側ケーブル部と、
    前記ウィークリンク装置から見て前記作業機器側の第１下流側ケーブル部とを有し、
    前記ウィークリンク装置は、前記第１上流側ケーブル部と前記第１下流側ケーブル部とを止める留め具である、請求項７に記載の架空線保守作業システム。
17. 前記第２ケーブルは、前記第１上流側ケーブル部の外部および前記第１下流側ケーブル部の外部に沿って配設され、または前記第１上流側ケーブル部の内部および前記第１下流側ケーブル部の内部に配設され、前記ウィークリンク装置をバイパスする、請求項１５または請求項１６に記載の架空線保守作業システム。
18. 前記第１ケーブルの、前記回転翼機から前記ウィークリンク装置までの間、および／または、前記ウィークリンク装置から前記作業機器までの間に、少なくとも１つの弾性部材を有する、請求項２から請求項１７のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
19. 前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの巻き取りおよび繰り出しを行うケーブルリールをさらに有する、請求項１に記載の架空線保守作業システム。
20. 前記ケーブルリールと機械的に接続された巻き取りモータを有し、
    前記巻き取りモータが前記ケーブルリールを回転させることにより、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの巻き取りおよび繰り出しを行う、請求項１９に記載の架空線保守作業システム。
21. 前記巻き取りモータの回転方向および回転量を制御するコントローラをさらに備え、
    前記作業機器が前記架空地線に沿って走行している期間中は、前記コントローラは、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルを所定の張力で引っ張るよう、前記巻き取りモータの回転方向および回転量を調整する、請求項２０に記載の架空線保守作業システム。
22. 前記巻き取りモータはロータを有し、
    前記コントローラは、
    前記ロータの所定の回転位置である基準位置と、前記基準位置における前記ケーブルリールから前記作業機器までの前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの長さとの関係、および、
    前記巻き取りモータの回転方向および回転量から、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの現在の長さを算出し、算出した長さに応じて前記巻き取りモータの回転方向および回転量を調整する、請求項２１に記載の架空線保守作業システム。
23. 前記コントローラは、前記回転翼機の高度を指示する制御信号を出力することが可能であり、
    前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの長さが予め定められた所定の長さよりも長い場合には、前記コントローラは前記回転翼機の高度を下げるよう指示する制御信号を出力し、
    前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、前記コントローラは前記回転翼機の高度を上げるよう指示する制御信号を出力する、請求項２２に記載の架空線保守作業システム。
24. 前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルの長さが予め定められた所定の長さよりも短い場合には、前記コントローラは外部に警告を発する、請求項２３に記載の架空線保守作業システム。
25. 前記コントローラは、音、光および振動のうちの少なくとも一つにより前記警告を発する、請求項２４に記載の架空線保守作業システム。
26. 前記作業機器と有線または無線で通信する端末装置をさらに備え、
    前記端末装置は、
    前記作業機器の作業状況を表すデータを受信する通信回路と、
    前記データを表示する表示装置と
    を備え、
    前記表示装置に前記警告を表示する、請求項２４に記載の架空線保守作業システム。
27. 前記ケーブルリールと前記巻き取りモータとを支持するブラケットをさらに備えた、請求項２０に記載の架空線保守作業システム。
28. 前記作業機器は、前記作業機器が前記架空地線に載置される際に前記作業機器を前記架空地線に誘導するガイドを有する、請求項１から請求項２７のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
29. 前記作業機器が前記架空地線の上方から前記架空地線に載置される場合、前記ガイドは、前記架空地線の延びる方向に平行で、かつ、地平面に対して斜めの方向に広がる、少なくとも１つの棒状部材または板状部材である、請求項２８に記載の架空線保守作業システム。
30. 前記ガイドは、少なくとも２つの板状部材であり、
    前記少なくとも２つの板状部材は、前記架空地線の延びる方向に平行で、地平面に対して斜めの方向に広がり、かつ、前記少なくとも２つの板状部材の間に前記架空地線を含むよう前記作業機器を前記架空地線に誘導する、請求項２８に記載の架空線保守作業システム。
31. 前記作業機器は、
    風を受けるフィンと、
    風向きを検出するセンサと、
    前記フィンの向きを変更する電動モータと、
    前記センサが検出した前記風向きに応じて前記電動モータを駆動し、前記フィンの向きを調整する制御装置と、
    を備える、請求項２８に記載の架空線保守作業システム。
32. 前記回転翼機は、回転翼を回転させるエンジンを有する、請求項１から請求項３１のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
33. 前記回転翼機は回転翼を回転させるドローンモータを有し、
    前記発電装置は、前記第２ケーブルを介して前記作業機器に供給する電力、および、前記ドローンモータを回転させる電力を生成する燃料電池であり、
    前記作業機器は、前記作業機器に供給された前記電力を利用して前記電動モータを駆動し、前記架空地線を自走する、請求項１から請求項３１のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
34. 前記作業機器は少なくとも１台のカメラを有し、前記保守作業のために前記カメラを利用して前記架空地線を撮影する、請求項１から請求項３３のいずれかに記載の架空線保守作業システム。
35. 少なくとも１本の電線が前記架空地線と同じ方向に併設されており、
    前記少なくとも１台のカメラは２台以上のカメラであり、
    前記２台以上のカメラの各々は、前記架空地線および前記少なくとも１本の電線を撮影する、請求項３４に記載の架空線保守作業システム。
36. 前記少なくとも１台のカメラは、ジンバルを介して前記作業機器に接続されている、請求項３４または請求項３５に記載の架空線保守作業システム。
37. 前記回転翼機は無人ヘリコプターである、請求項１から請求項３６のいずれかに記載の架空線保守作業システム。

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