JP2023026220A - ドローン及びそれを用いた壁面作業システム - Google Patents
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Abstract
Description
これにより、先の提案を、例えばブラシを用いた清掃作業に応用する場合、ブラシに所定の圧力を掛けながらドローンを飛行させることが困難となる。
前記ドローン本体は、飛行手段と、前記飛行手段を制御する制御手段と、前記飛行手段及び前記制御手段が設けられるドローン構成体と、を有し、
前記車輪部は、上下方向に間隔を空けて複数設けられ、前記ドローン本体よりも前方に配置されるように、前記連結部から突設され、
前記連結部には、前記車輪部と共に前記壁面に当接するブラシが設けられ、
前記複数の車輪部が前記壁面に同時に当接した状態において、前記ドローン本体の姿勢が、斜め下方に向かう傾斜姿勢となるように構成されている。
このため、上記構成によれば、作業者は、ドローン本体を前方に向かって飛行させる簡便な操作のみで、各車輪部をスムーズに壁面に当接させることができる。
これにより、作業者は、ドローン本体の前方への推進力に基づく圧力を、各車輪部を介して確実に壁面に付与することができる。そして、この状態でドローン本体に上下左右任意の方向への推進力を付与することで、作業者は、本ドローンを、地上を移動するかのように安定的に、且つ滑らかに、壁面上で自在に移動させることができる。
これにより、作業者は、ブラシを用いた壁面の清掃作業や、塗布作業等、種々の作業を簡便且つ高精度に行うことが可能となる。
上記したドローンと、前記ブラシ部と、前記壁面の面方向に沿って設けられたガイドワイヤーと、前記ガイドワイヤーを支持するワイヤー支持手段と、を備え、
前記ドローンは、前記ガイドワイヤーに取付けられ、
前記ワイヤー支持手段は、前記ガイドワイヤーの巻出し及び巻取りを行うウィンチ装置を有し、
前記ガイドワイヤーは、前記ウィンチ装置により張設され、
前記ドローンは、前記ウィンチ装置により張設された前記ガイドワイヤーの張力で、上方に向かって牽引される。
なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。
また、これらの図において、符号Xは、本実施形態に係るドローンを示す。
また、以下説明の便宜上、図1及び図2に示すx軸方向を前後方向、y軸方向を左右方向、z軸方向を上下方向とする。
なお、図1及び図2では、ブラシK及び点検装置Vを省略している。
また、図2では、後述するドローン構成体13を構成する細長棒状体を点線で、連結部3を構成する細長棒状体を実線で示している。
これにより、作業者は、制御手段12と無線で接続されたリモコンを用いて、ドローンX全体を、三次元的に自在に飛行させることができる。
なお、ドローン構成体13を構成する細長棒状体は、中空状である。
また、細長棒状体は、例えばカーボン等の軽量素材を用いて形成されている。
継手jは、連結本数や連結方向に応じて、三方~五方の継手jが適宜用いられる。
そして、各モータ部11bと制御手段12とを電気的に接続する各導線kは、各連通孔hを介して細長棒状体の内部を通り、制御手段12下方の連通孔を介して外部に出ることで、制御手段12に接続されている。
また、各脚部13bは、三本の細長棒状体を継手jで連結することにより構成されており、鉛直に延びる細長棒状体は、構成体本体13aに設けられた継手jと連結している。
なお、他の細長棒状体も、例えば、外方から嵌めこみ可能な可撓性を有する継手(図示せず)を用いて、構成体本体13aに連結される。
なお、連結部3に用いられる細長棒状体は、中空状であり、ドローン構成体13に用いられる細長棒状体と略同一径である。
なお、連結部3を構成する上記構成要素は、単一の連続した細長棒状体として示しているが、ドローン構成体13と同様に、複数の細長棒状体を継手jで連結することにより、連結部3全体を構成しても良い。
各側部q1と各懸架部q2とにより、点検装置保持部31には、細長棒状体で囲われた、略直方体状の空間が形成されている。
また、各側部q1は、特に図2に示すように、平面視で左右対称となるように設けられている。
また、各突設部34は、特に図2に示すように、平面視で左右対称となるように設けられ、側面視で、略同一の角度で斜め上方に延びて設けられている。
なお、各突設部34の延びる角度は、各側部q1の延びる角度と略同一となされていることで、上方の突設部34は、各側部q1の上方の細長棒状体から延設された態様となされている。
また、各車輪部2は、各突設部34により、ドローン本体1よりも前方に配置されるように、連結部3から突設されている。
図3に示すように、ブラシKは、各前方支持部32に設けられたブラケットf1を介して、連結部3の前方に一対設けられている。
また、ブラシKは、多数の毛材から構成されたブラシ本体B1と、ブラシ本体B1を保持する略長方形状の板状体B2から構成され、ブラシ本体B1が各車輪部2と共に壁面Wに当接する位置に配置されている。
板状体B2は、ブラケットf1の前端部と、小ねじや接着剤等所定の連結手段により連結されている。
これにより、ブラシKは、側面視で、各車輪部2の間に配置されている。
また、点検装置Vは、本実施形態においては、赤外線カメラであり、その筐体は、ブラケットf2の端部と、小ねじや接着剤等所定の連結手段により連結されている。
なお、点検装置Vの撮影動作等の諸操作は、ドローンXを飛行させるリモコンとは異なるリモコンにより、無線で制御される。
なお、本実施形態におけるドローンX或いは壁面作業システムSは、ブラシKを用いた壁面Wの清掃作業に用いられる。この場合、ブラシKに予め所定の壁用洗剤を含浸させておくことが好ましい。
なお、このとき、作業者は、ドローンXをホバリング飛行させることで、その姿勢を中空で保持する。
これにより、前方の2つのプロペラ本体11aの揚力が、後方の2つのプロペラ本体11aの揚力よりも弱くなるため、ドローン本体1の姿勢は、水平姿勢からピッチ角が増大し、斜め下方に向かう傾斜姿勢となる。
このとき、作業者は、ドローン本体1に付与する前方への推進力を調整し、各車輪部2から壁面Wまでの水平距離を、略同一としておくことが好ましい。
このとき、作業者は、前方への推進力を付与しつつ、例えば上方や下方への推進力を付与することで、図5(b)に示すように、ドローンXを、壁面Wに沿って滑らかに鉛直上下方向に移動させることができる。
この場合、まず下方の車輪部2が壁面Wに当接することとなるが、作業者は、この状態からドローン本体1の前方へ推進力を増大させていくことで、ドローン本体のピッチ角が、下方の車輪部2を軸にドローンXが回動する態様で、増大する。
これにより、作業者は、ドローンXを、図5(a)に示す状態と同様の状態とすることができる。
また、作業者は、ドローンXを左方向に移動させたい場合には、上記とは逆に、ドローン本体1に左前方への推進力を付与すれば良い。
また、各飛行手段11のプロペラ本体11aの回転方向を円矢印で、回転速度を円矢印の太さで示している。
また、ドローンXには、赤外線カメラである点検装置Vも設けられているため、作業者は、上記した清掃作業のみならず、赤外線サーモグラフィ法を用いた壁面点検も行うことができる。
また、各第二ガイドローラーR2は、対峙して設けられることで、ガイドワイヤーAを挟み込んでいる。
これにより、ドローンXの不意の故障等で飛行制御が困難となった場合等に、ドローンXが立設面Gに落下する事態を防止することができる。
なお、このとき、作業者は、ドローンXをホバリング飛行させることで、その姿勢を中空で保持する。
また、作業者は、図6及び図7に示した状態と同様に、ドローン本体1に、前方への推進力と上下左右任意の方向の推進力とを付与することで、ドローンXを壁面W上で自在に移動させる。
そして、作業者は、各ウィンチ装置Uにより、各ガイドワイヤーAを巻取った後、各ワイヤー支持手段Bを回収する。
1 ドローン本体
11 飛行手段
12 制御手段
13 ドローン構成体
2 車輪部
3 連結部
K ブラシ
V 点検装置
W 壁面
A ガイドワイヤー
B ワイヤー支持手段
Z 建設物
G 立設面
S 壁面作業システム
Claims (8)
- ドローン本体と、所定の壁面に対して転動可能に構成された車輪部と、前記ドローン本体と前記車輪部とを連結する連結部と、を備え、
前記ドローン本体は、飛行手段と、前記飛行手段を制御する制御手段と、前記飛行手段及び前記制御手段が設けられるドローン構成体と、を有し、
前記車輪部は、上下方向に間隔を空けて複数設けられ、前記ドローン本体よりも前方に配置されるように、前記連結部から突設され、
前記連結部には、前記車輪部と共に前記壁面に当接するブラシが設けられ、
前記複数の車輪部が前記壁面に同時に当接した状態において、前記ドローン本体の姿勢が、斜め下方に向かう傾斜姿勢となるように構成されている、ドローン。 - 前記ドローン構成体は、細長棒状体により、骨組状に構成されている、請求項1に記載のドローン。
- 前記連結部は、細長棒状体により、骨組状に構成されている、請求項1又は2に記載のドローン。
- 前記細長棒状体は、中空状である、請求項2又は3に記載のドローン。
- 前記飛行手段と前記制御手段とを電気的に接続する導線は、前記細長棒状体の内部に収容されている、請求項4に記載のドローン。
- 前記連結部には、前記壁面に対して所定の点検動作を行う点検装置が設けられる、請求項1~5の何れかに記載のドローン。
- 前記点検装置は、前記壁面を撮影するカメラである、請求項6に記載のドローン。
- 請求項1~7の何れかに記載のドローンと、前記壁面の面方向に沿って設けられたガイドワイヤーと、前記ガイドワイヤーを支持するワイヤー支持手段と、を備え、
前記ドローンは、前記ガイドワイヤーに取付けられ、
前記ワイヤー支持手段は、前記ガイドワイヤーの巻出し及び巻取りを行うウィンチ装置を有し、
前記ガイドワイヤーは、前記ウィンチ装置により張設され、
前記ドローンは、前記ウィンチ装置により張設された前記ガイドワイヤーの張力で、上方に向かって牽引される、壁面作業システム。
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