JP4397261B2 - 浮揚ガスを用いた無人飛行体 - Google Patents

Description

本発明は、空中撮影（空撮）を安全かつ簡単に行うことができる浮揚ガスを用いた無人飛行体に関し、特に、架空線を撮影してその点検を行うのに好適な浮揚ガスを用いた無人飛行体に関する。

従来、架空線、たとえば、鉄塔の高圧送電線の点検は、巡査員が有人ヘリコプターに同乗して送電線に沿って飛行して双眼鏡で送電線を見ながら異常箇所の有無を確認していた。しかしながら、双眼鏡を持っての点検は、例えば、乗り物に苦手な巡査員人にとって負担となっており、また、異常箇所を見過ごすおそれがあった。
そこで、有人ヘリコプターから送電線をハイビジョン撮影などの画像撮影を行い、撮影した画像を巡視員が見て送電線の雷撃などに伴う素線切れなどの損傷状況やアーク痕の有無などの点検をしていた。

しかしながら、有人ヘリコプターを使用した送電線の点検は、その費用が高いという問題のほかに、急に点検が必要になった場合に簡易かつ迅速に対応することができないという問題があった。
また、画像撮影による送電線の点検作業も、最終的な異常箇所の発見は巡視員が画像を見ながら行うため、迅速かつ正確な点検が行えないという問題があった。

そこで近年、カメラを搭載した無人ヘリコプターを使用して送電線やダム湖の取水口などの保守及び監視を行う方法に関する技術が開発され、以下に示す特許文献にもその技術が開示されている。
特開２００３−１２７９９４号公報 特開２００３−１２７９９７号公報

特許文献１（特開２００３−１２７９９４号公報）は、ラジコンヘリコプター及び地上局にＧＰＳ信号受信装置及び衛星通信装置を設けることにより、ラジコンヘリコプターを地形の影響を受けることなく無視界操縦を可能にするとともに、鉄塔や送電線の障害物の座標をあらかじめ飛行ルートと共に入力しておいてラジコンヘリコプターが障害物に接近しすぎると自動的に回避させることで障害物への衝突事故を防止する技術を開示する。

特許文献２（特開２００３−１２７９９７号公報）は、ラジコンヘリコプター及び地上局にＧＰＳ信号受信装置及び衛星通信装置を設けることにより、ラジコンヘリコプターを地形の影響を受けることなく無視界操縦を可能にするとともに、鉄塔や送電線の障害物の座標をあらかじめ入力しておいて、ラジコンヘリコプターが障害物に接近しすぎると警報を発生させたり自動操縦により回避させたりすることで障害物への衝突事故を防止する技術を開示する。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された発明は、カメラを搭載したラジコンヘリコプターを用いるものであり、以下の問題があった。すなわち、ラジコンヘリコプターを送電線に近づけることは危険であるため、送電線からかなり離れた位置からしか撮影することはできない。そのため、精細な点検及び監視を行おうとする場合には、高精度なカメラなどを使用しなければならない。また、ラジコンヘリコプターが墜落してしまったとき、送電線に接触して短絡すると送電不能になるなどの危険性が考えられる。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、送電線などの架空線を被写体としてこれに近接させて安全にかつ確実に撮影することができる浮揚ガスを用いた無人飛行体を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、浮揚ガスが封入されたエンベロープ（２）と、該エンベロープ（２）に吊り下げられたゴンドラ（３）とから成る浮揚ガスを用いた無人飛行体（１）であって、前記ゴンドラ（３）の下部に設けられた、遠隔又は自律により制御され、プロペラ（２０）と駆動モータ（２１）とから成り、該ゴンドラ（３）及び前記エンベロープ（２）を昇降させる昇降機構（５）と、前記ゴンドラ（３）に設けられた、遠隔又は自律により制御され、主に前後方向への推進力を発生する主推進機構（２２）と、前記エンベロープ（２）の周囲に複数設けられた、圧縮ガスを調整自在に噴射する噴射ノズル（２６）により水平方向への推進力を発生させる、副推進機構（２３）と、前記ゴンドラ（３）から下方に伸びる捕捉アーム（３１）の先端で、架空線（７）にその下方から捕捉する捕捉手段（１０）と、前記捕捉アーム（３１）の先端に取り付けられた、駆動モータ（６１）の一端（６２ａ）にクランク部材（６２）が接続された回動手段（６０）と、前記回動手段（６０）のクランク部材（６２）の他端（６２ｂ）に取着されたカメラ（８）と、を備え、前記主推進機構（２２）及び副推進機構（２３）により推進しながら、撮影方向を変更可能に支持されたカメラ（８）で対象物である架空線（７）を、その周囲のほぼあらゆる角度から撮影し得るように構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記捕捉手段（１０）は、ゴンドラ（３）から下方に伸びる捕捉アーム（３１）の先端に回転自在に支持され、かつ前記架空線（７）にその下方から掛け止められるコロ（３３）であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記捕捉手段（１０）が架空線（７）を捕捉した状態で、該捕捉手段（１０）が架空線（７）からの脱落を防止するために、捕捉アーム（３１）の先端に形成したフック部（５０）の上部開口を覆うようにプランジャー（５３）が自在に出没する脱落防止手段（５１）をさらに備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記クランク部材（６２）の駆動モータ（６１）に接続された一端（６２ａ）は、前記捕捉手段（１０）の近傍に設けられたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記エンベロープ（２）には風などの外力により飛行制御が不能になったときに、前記無人気球（１）を下降させるべく浮揚ガスを排出する緊急用バルブ（１２）が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、副推進機構（２３）としてエンベロープ（２）の周囲に圧縮ガスを調整自在に噴射する噴射ノズル（２６）を複数設けたので、水平方向に微細な移動を行うことができ、被写体に対して近接して撮影することができるし、捕捉手段（１０）により架空線（７）を捕捉する際の微調整が容易となる。
架空線（７）を捕捉する捕捉手段（１０）を設けたので、架空線（７）を捕捉し、架空線（７）に沿って無人飛行体（１）を安定に移動させることを容易にし、これにより、架空線の撮影も安定して精度良い点検を行うことができる。
カメラ（８）をその撮影方向を変更可能に支持したので、被写体に対してあらゆる角度での撮影が可能となり、画像による点検を精度良く行うことができる。
カメラ（８）を、一端（６２ａ）が駆動モータ（６１）に接続されたクランク部材（６２）の他端（６２ｂ）に取着したので、簡単な構造にて、被写体をあらゆる角度から撮影することができる。

請求項２に記載の発明によれば、捕捉手段（１０）をコロ（３３）にしたので、該コロ（３３）が無人飛行体（１）の推進に伴い回転し、無人飛行体（１）のスムーズな飛行に貢献する。
請求項３に記載の発明によれば、架空線（７）から捕捉手段（１０）が脱落することを防止する脱落防止手段（５１）を設けたので、多少の風などがあっても、捕捉手段（１０）が架空線（７）から外れることがなく、安定した無人飛行体（１）の飛行の貢献することができる。

請求項４に記載の発明によれば、カメラ（８）が他端（６２ｂ）に取着されたクランク部材（６２）の一端（６２ａ）を捕捉手段（１０）の近傍に設けたので、クランク部材（６２）を回動させたときに、カメラ（８）と被写体との間隔が大きく変化することはなく、撮影状況をほぼ一定にすることができ、画像による点検をより精度良く行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、突風などにより無人飛行体の飛行が制御不能になったときなどに緊急に着陸させることができ、安全性を高めることができる。

安全かつ簡単に空中撮影を行うという目的を、小型撮像装置を搭載し、浮揚ガスをエンベロープに封入した無人飛行体を用い、副推進機構を設けることで実現した。

以下、本発明の好ましい実施例１を図１乃至図４を参照して説明する。
本発明の実施例１は、送電線を撮影する無人気球に適用したものである。
図１は実施例１を説明するための無人気球全体の概略側面図、図２は無人気球全体を後方から見た概略背面図、図３は無人気球の平面図、図４は捕捉手段が送電線を捕捉している状態を拡大して示す平面図である。

無人気球１は、空気よりも軽い気体である浮揚ガスが封入されたエンベロープ２と、各種装置が搭載されたゴンドラ３と、このゴンドラ３をエンベロープ２から吊り下げるための複数のワイヤー４、４、…と、無人気球１を空中において昇降させるための昇降機構５と、無人気球１を空中において水平方向に移動させるための推進機構６と、送電線７を撮影するための小型カメラ８と、小型カメラ８により撮影した画像を画像信号に変換した後この画像信号を送信する送信手段９と、送電線７を捕捉しこれに沿って無人気球１が移動するようにした捕捉手段１０などを備える。

なお、本発明浮揚ガスを用いた無人飛行体はラジコン操縦であっても良いし、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用い、自律飛行可能な自律制御装置を搭載するものであっても良い。この実施例１の無人気球１はラジコン操縦により飛行するものとするが、その操縦のための機構（昇降機構５、推進機構６、操舵機構１３など）、装置或いは小型カメラ８の撮影方向の変更手段などについては既知の遠隔操作装置１１を用いて遠隔にて操縦、操作するものとし、その説明は省略する。

エンベロープ２は、直径が１．５ｍ位のもので、その内部にはヘリウムガスなどの浮揚ガスが封入されている。浮揚ガスとしてはヘリウムガスのほか水素などもあるが安全性の観点からヘリウムガスが好ましい。浮揚ガスの封入量は、当該無人気球１が、大気中においてわずかずつ上昇するように、無人気球１の全重量よりと同じか又はやや大きな浮力が生じるような量となっている。なお、エンベロープ２の直径を１．５ｍ位としたのは、このくらいの大きさであれば、送電線７の点検用として使用可能と考えられるからである。また、この無人気球１は、エンベロープ２、ゴンドラ３及びゴンドラ３に搭載される各部品などを合計した総重量が、ほぼ２ｋｇ以下になるようにされている。これにより、送電線７の点検に最適な無人気球１にすることができる。

また、エンベロープ２の材質としてはゴム、ナイロンなどが用いられるが、できるだけ軽量でかつ強靱なものが好ましい。さらに、実施例１のように送電線７の点検に用いるものとしては、エンベロープ２の材質は絶縁体であることが好ましく、エンベロープ２を絶縁体で構成することにより、万が一、エンベロープ２が送電線７に接触してしまっても、それにより、送電線７における短絡事故を防止することができる。
エンベロープ２の下端部には緊急用バルブ１２が設けられており、緊急時に緊急用バルブ１２を開放することで内部の浮揚ガスを排出し、無人気球１を下降させることができる。

ゴンドラ３は、一般に有人気球で多く用いられている籐製のものでよいが、これに限られることなく絶縁性のプラスチックなどであっても良い。また、この実施例１にかかる無人気球１にあっては送電線７の点検用に用いられるため、そのゴンドラ３はエンベロープ２と同様に絶縁体からなるものが好ましいが、本発明の浮揚ガスを用いた無人飛行体にあっては、ゴンドラは絶縁体に限ることはなく、金属製のものであっても良い。

ワイヤー４は、送電線７の点検などを行う当該無人気球１にあっては絶縁体の合成繊維のものを用いる。送電線７の点検には用いない無人気球１にあっては、有人気球のようにスチール製のワイヤーであっても良い。

昇降機構５はゴンドラ３の下部に設けられたプロペラ２０と、ゴンドラ３内に設けられ上記プロペラ２０を回転させるための駆動モータ２１とから成る。駆動モータ２１は可逆回転可能なものを用い、たとえば正回転時は無人気球１が上昇し、逆回転時は無人気球１が下降するようになっている。

推進機構６は、主たる前進に貢献するための主推進機構２２と水平方向の微細な移動に貢献するための副推進機構２３とを有する。
主推進機構２２は、上記昇降機構５と同様にプロペラ２４とプロペラ２４を回転させるための駆動モータ２５とから成り、プロペラ２４はゴンドラ３の後部側面に設けられ、駆動モータ２５はゴンドラ３内に設けられている。駆動モータ２５は可逆回転可能なものを用い、たとえば正回転時は無人気球１が前進し、逆回転時は無人気球１が後退するようになっている。

また、主推進機構２２のプロペラ２４の後方には、操舵機構１３が設けられており、該操舵機構１３はプロペラ２４の回転による送風の向きを変更するものであり、操舵機構１３の向きにより主推進機構２２の推進力の方向が変更される。
副推進機構２３は、エンベロープ２の周囲に設けられた複数の噴射ノズル２６、２６、…と該噴射ノズル２６から噴射される圧縮空気が充填された圧縮ボンベ２７と該圧縮ボンベ２７と上記各噴射ノズル２６、２６、…との間に配置された噴射用電磁弁２８とを有する。

噴射ノズル２６は、エンベロープ２の水平方向における外周部に等間隔に配置されており、その噴射方向は平面から見てエンベロープ２の放射方向になっている。
圧縮ボンベ２７は、たとえば、圧縮空気が充填されており噴射用電磁弁２８を介して上記噴射ノズル２６、２６、…に接続ホース２９、２９、…によって接続されている。
噴射用電磁弁２８は圧縮ボンベ２７からの圧縮空気をいずれの噴射ノズル２６から噴射させるかを制御するものである。
これにより、噴射用電磁弁２８を適宜選択して所望の噴射ノズル２６から圧縮空気を噴射することによりその噴射方向と反対方向へ当該無人気球１を推進させることができる。また、この推進は噴射量、噴射時間を適宜制御することにより推進量を微細に制御することが可能である。

小型カメラ８は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラであり、適宜フォーカス機能、ズーム機能などを備える。また、小型カメラ８はゴンドラ３に設けられ下方に伸びる取付アーム３０の先端部に取着されている。この取付アーム３０は既知の手段により伸縮又は昇降するようになっており、その先端部に取り付けられた上記小型カメラ８が昇降するようになっている。なお、この取付アーム３０の伸縮又は昇降も前記遠隔操作装置１１により操作される。
また、小型カメラ８は上記ズーム機能を用いることにより、広角時には無人気球１の飛行を確認しながら操縦を可能にし、また、望遠時には送電線７の点検に用いる。このためには、小型カメラ８の撮影向きを遠隔操作によりコントロールできるようにしておくと良い。
なお小型カメラ８はＣＣＤカメラに限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサーなどの個体撮像素子を用いたカメラであっても良い。ＣＯＭＳセンサーを用いたカメラにあってはＣＣＤカメラに比較して画質はやや劣るが、小電力である点で優れている。また、小型カメラ８は静止画、動画のいずれを撮影するものであっても良い。

送信手段９は、上記小型カメラ８により撮影した画像を地上局３２において目視可能にするために画像信号を送信するためのものである。地上局３２はたとえばラジコン操縦用の遠隔操作装置１１に受信部３２ａを設けたもので、該受信部３２ａにモニタ３２ｂを設けものである。
そして、小型カメラ８で撮影した画像は画像信号として遠隔操作装置１１の受信部３２ａに送信され、そのモニタ３２ｂに表示される。これにより、操縦者（巡視員）はモニタ３２ｂを目視して点検を行うことができる。

捕捉手段１０は、ゴンドラ３の下方に伸びる捕捉アーム３１の先端部に回転自在に支持されたコロ３３から成る。
捕捉アーム３１は、その上端がゴンドラ３の側面に取着され、下端部がゴンドラ３の左右方向におけるほぼ中心に位置するように中間部が内側に変位されている。
コロ３３は平面で見てゴンドラ３のほぼ中心に位置され、左右方向に伸びる軸に支持されている。また、コロ３３はその外周面が周方向に見て半円形状の凹溝３３ａに形成されており、後述するように送電線７を捕捉するようになっている。

図５は送電線の点検に使用している状態を概略的に示す斜視図である。
次に、当該無人気球１で送電線７の点検を行う場合について説明する。
先ず、地上に固定した無人気球１を離し上昇させる。これには、無人気球１を固定した状態から切り離すだけで、浮揚ガスの浮力により無人気球１は上昇するが、上記昇降機構５のプロペラ２０を正回転させて無人気球１を上昇させる。これにより、無人気球１は離陸する。

離陸した無人気球１を撮影の対象物である送電線７に近接させる。このとき、上記昇降機構５及び推進機構６（主推進機構２２と副推進機構２３）を遠隔操作装置１１によりコントロールしながら、無人気球１の飛行させることができる。また、このとき、小型カメラ８のズーム機能を広角にしておくと、遠隔操作装置１１のモニタ３２ｂで飛行方向、飛行状態などを確認しながら、遠隔操作を行うことができる。

次に送電線７に無人気球１を接近させ、コロ３３で送電線７を捕捉する。これには、先ず、無人気球１のゴンドラ３と捕捉手段１０のコロ３３との間に送電線１が位置するように無人気球１を操縦し、ゴンドラ３の左右方向の中心が送電線７に重なった状態で、無人気球１を上昇させる。これにより、コロ３３の上側の凹溝３３ａ内に送電線７が位置し捕捉される。このとき、無人気球１の操縦には、上記昇降機構５及び推進機構６（主推進機構２２、副推進機構２３）を用い、特に左右方向への移動は副推進機構２３の噴射ノズル２６から圧縮空気を噴射して行う。その圧縮空気の噴射量、噴射時間を適宜調整することにより微細な動きが可能で、容易にコロ３３を送電線７に引っかけることができる。なお、無人気球１のこのような微細な移動は上記小型カメラ８により撮影された送電線７を遠隔操作装置１１のモニタ３２ｂに映し出してその映像を確認しながら行うことができる。

なお、小型カメラ８を支持する取付アーム３０を適宜伸縮又は昇降させることにより、小型カメラ８を送電線７に離接することができ、点検により的確な位置で送電線７を撮影（接写）することができる。また、小型カメラ８の取付アーム３０をその上下方向を軸として回転させることにより、小型カメラ８は３６０度方向で撮影可能となる。そして、取付アーム３０の伸縮又は昇降及び回転により、送電線７をあらゆる角度から撮影することができ、画像による点検の精度を向上させることができる。

次に、主推進機構２２の駆動モータ２５を正回転させて無人気球１を前進させる。このときの無人気球１の速度は、小型カメラ８に映し出される送電線７の点検をモニタ３２ｂにて行うのに適したものとする。なお、送電線７をコロ３３により捕捉した状態では、無人気球１自身の浮力により送電線７からコロ３３が外れることは少ない。なお、コロ３３が送電線７から脱落しにくくするために、昇降機構５のプロペラ２０を低速で正回転させておくと良い。
これにより、無人気球１は送電線７に沿って安定した飛行を続けることができ、そのため、小型カメラ８による送電線７の撮影も安定させることができる。したがって、モニタ３２ｂに映し出される送電線７の映像も安定しており、送電線７の点検をスムーズに行うことができる。

鉄塔４０から鉄塔４０までの１経間の送電線７の点検が終了したところで、無人気球１のコロ３３による送電線７の捕捉を解除するには、先ず、昇降機構５のプロペラ２０を逆回転させて無人気球１を下降させる。次に、コロ３３による送電線７の捕捉が解除されたところで、副推進機構２３の噴射ノズル２６による圧縮空気の噴射により無人気球１を左右方向に移動させ、コロ３３が送電線７に干渉しなくなった所で、昇降機構のプロペラ２０を正回転させて無人気球１を上昇させる。これにより、無人気球１を送電線７から離間した位置に移動させることができる。

次に、無人気球１にて別の送電線７の点検を行う場合には、上記した要領で無人気球１を目的の送電線７近傍まで移動させた後、コロ３３により送電線７を捕捉し、小型カメラ８で送電線７を撮影しつつ、無人気球１を送電線７に沿って移動させる。
また、無人気球１を着陸させるには、障害物がないところまで推進機構６を駆動させて移動し、次に昇降機構５のプロペラ２０を逆回転させることにより、無人気球１を下降させる。また、無人気球１を早急に着陸させたい場合にはエンベロープ２に設けられた緊急用バルブ１２からわずかに浮揚ガスを排出することにより行うこともできる。

さらに、無人気球１の飛行中、風などの影響により飛行を続けると送電線７との接触事故の危険性がある場合や遠くに流されてしまう危険がある場合には、緊急用バルブ１２を開放してエンベロープ２内の浮揚ガスを抜き、緊急着陸を行う。緊急用バルブ１２を開放する場合にその緊急用バルブ１２の開放の度合いを調整することにより、浮揚ガスの排出量を調整することができ、落下速度をある程度調整することができる。これにより、無人気球１が地上に落下するときの衝撃を緩和することができる。このことは、万が一無人気球１が他のものに衝突してしまっても、互いの損傷を少なくすることができることでもあり、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプターなどの墜落と比較すると、安全性が高いと言える。

なお、上記実施例１においては、浮揚ガス用いた無人飛行体として無人気球１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、無人飛行船にも適用することができる。

次に、本発明の実施例２について図６及び図７を参考にして説明する。この実施例２は上記実施例１と相違する点は、捕捉手段１０を捕捉アーム３１の先端部を折り曲げて形成したフック部にした点と、捕捉手段１０が送電線７から脱落するのを防止した脱落防止手段を設けた点である。
図６及び図７は、捕捉手段及び脱落防止手段を後方から見て示す拡大背面図であり、図６は脱落防止手段を作動させる前を、図７は脱落防止手段を作動させた後の状態をそれぞれ示すものである。

捕捉手段１０は、捕捉アーム３１の先端部をほぼＵ字状に折り曲げて形成したフック部５０であり、該フック部５０の上部開口の間隔を送電線７の外径よりやや大きく形成しており、これにより、フック部５０内に送電線７が嵌合可能となっている。
捕捉アーム１０の先端部であって、上記フック部５０が形成された側と反対側の側面であって、フック部５０よりやや上方によって位置に脱落防止手段５１が設けられており、該脱落防止手段５１は、電磁コイル５２と該電磁コイル５２内に挿脱自在に支持されたプランジャー５３とから成る。

電磁コイル５２は捕捉アーム３１のフック部５０が形成された側と反対側の側面に設けられ、プランジャー５３は捕捉アーム３１に形成された小孔（図示は省略する。）を貫通するように配置され、プランジャー５３が突出した状態でフック部５０の上部開口を覆うようになっている。

次にこのような捕捉手段１０により送電線７を捕捉する動作について説明する。
まず、脱落防止手段５１のプランジャー５３が電磁コイル５２内に引っ込んだ状態（断電状態）で送電線７をフック部５０で捕捉する（図６参照）。なお、送電線７をフック部５０で捕捉するまでの動作は上記実施例１と同様である。
フック部５０で送電線７を捕捉後、脱落防止手段５１の電磁コイル５２に通電する。すると、プランジャー５３が突出してフック部５０の上部開口を覆い、これにより、フック部５０に捕捉された送電線７はフック部５０とプランジャー５３との間に挟持され、フック部５０は送電線７から脱落しないようになっている（図７参照）。なお、電磁コイル５２への通電指令は上記遠隔操作装置１１により行う。

このように、この実施例２にあっては、送電線７からフック部５０（捕捉手段１０）が脱落することを確実に防止することができるため、多少風があっても、当該無人気球１を送電線７に沿って安定した状態で飛行させることができ、よって、送電線７の撮影を安定した状態で行うことができる。
なお、上記フック部５０及びプランジャー５３の送電線７と接触する部分にフッ素加工を施すなどして滑り性を良好にしておくと無人気球１の飛行を更に良好とする。

次に、本発明の実施例３について図８及び図９を参考にして説明する。この実施例３は上記実施例１と相違する点は、捕捉手段１０を捕捉アーム３１の先端部を折り曲げて形成したフック部にした点と、カメラ８による送電線７の撮影をあらゆる方向から可能とする回動手段を設けた点である。
図８は回動手段を拡大して示す側面図であり、図９は回動手段を後方から見て示す拡大背面図である。なお、捕捉手段１０は上記実施例２のものと同様の構成をしているのでその説明は省略する。

捕捉アーム１０の先端部であって、上記フック部５０が形成された側と反対側の側面に回動手段６０が設けられており、該回動手段６０は、駆動モータ６１と、該駆動モータ６１の駆動軸に一体に又は一体的に接続されたクランク部材６２とから成る。

クランク部材６２の一端６２ａは駆動モータ６１の駆動軸と一体に形成されており、フック部５０が捕捉した送電線７とほぼ平行になるように配置されている。また、クランク部材６２の一端６２ａは、フック部５０に捕捉された送電線７と捕捉アーム３１を挟んでほぼ同じ高さに配置され、これにより、捕捉した送電線７の近傍にクランク部材（６２）一端（６２ａ）が配置されている。
駆動モータ６１は、その駆動軸（クランク部材６２の一端６２ａ）がほぼ２７０度の角度だけ回動するようになっていて、クランク部材６２が送電線７に干渉しないようなっている。
カメラ８はその撮影方向がほぼ回動中心を向く向きでクランク部材６２の他端６２ｂに取着されており、これにより、カメラ８の向きは送電線７を向いており、この向きはクランク部材６２が回動した場合にも余り変化がなく、よって、クランク部材６２の回動により、送電線７を直径方向から中心角でほぼ２７０度範囲で撮影することができる。

このように、この実施例３にあっては、フック部５０で送電線７を捕捉した後、駆動モータ６１を回動させることにより、送電線７をその周方向においてほぼ２７０度の範囲でカメラ８による撮影が可能となり、無人気球１を送電線７に沿って飛行させながら、回動手段６０を適宜動作させることにより、送電線７をほぼあらゆる角度から撮影することができ、送電線７の点検を確実に行うことができる。

上記各実施例においてカメラ８で撮影した画像を送信手段９で地上局３２の遠隔操作装置１１に送信するようにしたが、このようにすると、遠隔操作装置１１のモニタ３３ｂを見ながら無人気球１の操縦及び送電線７の点検を行うことができるが、本発明はこれに限らず、カメラ８で撮影した画像を、たとえば記憶装置に記録させ、無人飛行体を回収した後、その記憶装置に記録された画像をモニタなどで確認して点検することもできる。このようにすると、撮影した被写体の画像をゆっくりと精査しながら点検を行うことができる。勿論、送信手段と記憶装置との両方を備えることもできる。

また、捕捉手段１０は１つのみ設けたものを説明したが、本発明はこれに限らず、２つの捕捉手段１０を設けても良い。この場合、２つの捕捉手段をゴンドラ３の互いに対向する側面から下方にそれぞれ伸ばし、その先端部が前後方向で適宜離間するようする。また、送電線７を引っ掛ける部分（上記実施例１にあってはコロ３３、実施例２にあってはフック部５０）がゴンドラ３の左右方向の中心線と平行な線上に並ぶように位置させる。これにより、２つの捕捉アームの先端部と先端部との間の空隙から送電線７を捕捉アーム間に相対的に挿入することにより、送電線７を２つの捕捉手段で捕捉することができ、無人飛行体を送電線７に対して安定した状態で飛行させることができ、送電線７の撮影をより安定させることができる。なお、この場合、２つの捕捉手段で送電線７捕捉するときに、２つの捕捉アームの先端間に送電線７が挿入できるような向きに無人飛行体を位置させ、無人飛行体を下降させて２つの捕捉アーム間に送電線７が位置したところで、無人飛行体を平面方向で回転させ、上昇させることにより、捕捉手段で送電線７を捕捉することができる。

上記各実施例において昇降機構５は、ゴンドラ３の下部に１つのみ設けたが、本発明はこれに限らず複数設けても良いし、また、上記副推進機構２３のような噴射ノズルを用いるようにしても良い。

上記各実施例においてカメラ８は、１つのみ設けたもので説明したが、本発明はこれに限らず複数設けても良い。
さらに、送電線を点検するための無人飛行体としては、上述のように送電線との接触による短絡事故を防止するために、少なくとも、エンベロープ２、ゴンドラ３、ワイヤー４昇降機構５、推進機構６、小型カメラ８、捕捉手段１０、操舵機構１３、脱落防止手段５１、回動手段６０など外側に位置する部材は絶縁体で構成することが好ましい。

本発明浮揚ガスを用いた無人飛行体は、各実施例で示したような操縦性能を有することから架空線のみならず、鉄塔本体、碍子装置、電力線の点検や樹木の接近状況、離隔距離の測定にも使用可能であり、また、ビル火災などの場合の火災現場の状況、人命救助のための音声や画像の情報授受、高層建築物の外装の保全状況などの情報収集はもちろん、上空からの地上部の航空写真の撮影にも利用することができる。

図２乃至図５と共に本発明浮遊ガスを用いた無人飛行体を架空線の点検に使用する無人気球に適用した実施例１を示すもので、本図は無人気球の側面図である。 無人気球の背面図である。 無人気球の平面図である。 捕捉手段が送電線を捕捉している状態を拡大して示す平面図である。 送電線の点検に使用している状態を概略的に示す斜視図である。 図７と共に実施例２を示すもので、本図は作動させる前の脱落防止手段を拡大して示す背面図である。 作動させた後の脱落防止手段を拡大して示す背面図である。 図９と共に実施例３を示すもので、本図は回動手段を拡大して示す側面図である。 回動手段を後方から見て示す拡大背面図である。

１ 無人気球（無人飛行体）
２ エンベロープ
３ ゴンドラ
４ ワイヤー
５ 昇降機構
６ 推進機構
７ 送電線
８ 小型カメラ
９ 送信装置
１０ 捕捉手段
１１ 遠隔操作装置
１２ 緊急用バルブ
１３ 操舵機構
２０ プロペラ
２１ 駆動モータ
２２ 主推進機構
２３ 副推進機構
２４ プロペラ
２５ 駆動モータ
２６ 噴射ノズル
２７ 圧縮ボンベ
２８ 噴射用電磁弁
２９ 接続ホース
３０ 取付アーム
３１ 捕捉アーム
３２ 地上局
３２ａ 受信部
３２ｂ モニタ
３３ コロ
３３ａ 凹溝
４０ 鉄塔
５０ フック部
５１ 脱落防止手段
５２ 電磁コイル
５３ プランジャー
６０ 回転手段
６１ 駆動モータ
６２ クランク部材
６２ａ 一端
６２ｂ 他端

Claims (5)

1. 浮揚ガスが封入されたエンベロープ（２）と、該エンベロープ（２）に吊り下げられたゴンドラ（３）とから成る浮揚ガスを用いた無人飛行体（１）であって、
   前記ゴンドラ（３）の下部に設けられた、遠隔又は自律により制御され、該ゴンドラ（３）及び前記エンベロープ（２）を昇降させる昇降機構（５）と、
   前記ゴンドラ（３）に設けられた、遠隔又は自律により制御され、主に前後方向への推進力を発生する主推進機構（２２）と、
   前記エンベロープ（２）の周囲に複数設けられた、圧縮ガスを調整自在に噴射する噴射ノズル（２６）により水平方向への推進力を発生させる、副推進機構（２３）と、
   前記ゴンドラ（３）から下方に伸びる捕捉アーム（３１）の先端で、架空線（７）にその下方から捕捉する捕捉手段（１０）と、
   前記捕捉アーム（３１）の先端に取り付けられた、駆動モータ（６１）の一端（６２ａ）にクランク部材（６２）が接続された回動手段（６０）と、
   前記回動手段（６０）のクランク部材（６２）の他端（６２ｂ）に取着されたカメラ（８）と、を備え、
   前記主推進機構（２２）及び副推進機構（２３）により推進しながら、撮影方向を変更可能に支持されたカメラ（８）で対象物である架空線（７）を、その周囲のほぼあらゆる角度から撮影し得るように構成した、ことを特徴とする浮揚ガスを用いた無人飛行体。
2. 前記捕捉手段（１０）は、ゴンドラ（３）から下方に伸びる捕捉アーム（３１）の先端に回転自在に支持され、かつ前記架空線（７）にその下方から掛け止められるコロ（３３）である、ことを特徴とする請求項１に記載の浮揚ガスを用いた無人飛行体。
3. 前記捕捉手段（１０）が架空線（７）を捕捉した状態で、該捕捉手段（１０）が架空線（７）からの脱落を防止するために、捕捉アーム（３１）の先端に形成したフック部（５０）の上部開口を覆うようにプランジャー（５３）が自在に出没する脱落防止手段（５１）をさらに備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の浮揚ガスを用いた無人飛行体。
4. 前記クランク部材（６２）の駆動モータ（６１）に接続された一端（６２ａ）は、前記捕捉手段（１０）の近傍に設けられた、ことを特徴とする請求項１に記載の浮揚ガスを用いた無人飛行体。
5. 前記エンベロープ（２）が風などの外力により飛行制御が不能になったときに、前記無人気球（１）を下降させるべく浮揚ガスを排出する緊急用バルブ（１２）が該エンベロープ（２）に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の浮揚ガスを用いた無人飛行体。