JP6647608B1 - 塗工用マルチコプター - Google Patents
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Abstract
Description
係る状況下、本発明の目的は、大型の任意の形状の構造物や建造物の塗工に適した塗工用マルチコプターを提供することである。
本発明の塗工用マルチコプターは、マルチコプターと、塗料を収容した塗料タンクを設置するためのフレームであって、前記マルチコプターに取り付けられたフレームと、前記塗料タンクに収容された塗料を被塗工対象物に吹き付ける塗工手段と、前記塗工手段が被塗工対象物に塗料を吹き付ける塗工面の周囲を覆い、前記塗料を吹き付けたミストおよび/または揮発性有機物を吸着するフィルター部と、前記フィルター部に取り付けられ前記塗工面から離隔する方向に前記フィルター部で覆われた領域の気体を排気する排気手段と、を有する。本発明の塗工用マルチコプターは、任意の形状の構造物や建造物の塗工に適している。
図1〜3は、本発明の塗工用マルチコプターに係る第一の実施形態を説明するための図である。図1はマルチコプター100を正面視した概要図である。図2は塗工用マルチコプター100を平面視した概要図である。図3はマルチコプター100を斜視した概要図である。塗工用マルチコプター100は、マルチコプター1の鉛直方向下側に、塗料タンク4や塗工手段3を設置したフレーム2と、フィルター部5と、排気手段6とを備えている。なお、図1〜3において、図1の幅方向となる左右方向をX方向とし、奥行き方向(図2における上下)をY方向とし、図1の高さ方向となる上下方向をZ方向として適宜説明する。
塗工用マルチコプター100は、マルチコプター1を有する。マルチコプター1は、複数のローターを搭載した回転翼機である。塗工用マルチコプター100は、図2に示すように、回転翼12を6つ備えるヘキサコプターである。回転翼12は、本体部11に取りつけられたアームに設けられている。回転翼12は、それぞれローター駆動部やローターにより回転可能とされている。本体部11は、マルチコプター1を平面視したとき略中央に配置され、通信手段や、加速度センサーなどの各種センサー、GPS測位手段などの位置検出器、飛行ルート等を記憶する記憶手段等の飛行制御装置が内蔵されており、遠隔操作や自動制御により、塗工用マルチコプターの飛行姿勢や飛行ルートを制御する。
なお、塗工用マルチコプター100は、より多量の塗料を搭載した状態で使用できるほど運用効率が高くなる。例えば、塗料は50〜100kg程度を搭載することが想定される。このため、マルチコプター1は、これらを搭載できる仕様のものが用いられ、平面視したときの直径がおよそ2〜3m程度のエンジン方式のものなどが好ましく用いられる。また、回転翼の数は6つに限られず、トライコプターや、クアッドコプター、オクトコプターなどの、他の数の回転翼を有するマルチコプターでもよい。
塗工用マルチコプター100は、フレーム2を有する。フレーム2は、マルチコプター1に取り付けられている。フレーム2はマルチコプター1の鉛直方向下側のフレーム13の下側に設けられている。フレーム2は、塗料タンク載置台21と、制御部載置台22と、フィルター固定部23と、排気手段固定部24とを有する。
塗工用マルチコプター100は、塗工手段3を有する。塗工手段3は、塗料タンク4に収容されている塗料を、被塗工対象物に塗工する手段である。塗工用マルチコプター100の塗工手段3は、スプレーガン31と、制御部32を有する。スプレーガン31は、塗料タンク4内に塗料吸引用の配管を設けてあり、先端部33から、塗料を被塗工対象物9に向けて噴射する。このスプレーガン31の塗料噴射の切り替えや、噴射量は、制御部32により制御される。塗工手段3は、例えば、塗料タンク4をエアーレス缶として、スプレーガン31への弁の開閉により塗料の噴射を制御することができる。塗工用マルチコプター100は、後述のようにフィルター部5により回転翼12等の気流の影響を抑制して塗料を塗工するが、気流の影響は一部残る可能性もあり、屋外などの風が強いところで使用することも考えられるため、高圧で吹き付ける機構で塗工するものが好ましい。
制御部32は、被塗工対象物9の被塗工部を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された前記被塗工部に沿った飛行と前記塗工手段による塗料の吹付けとを制御する制御部とを有するものとすることができる。これのような制御部32とすることで、塗工用マルチコプター100は、記憶部で記憶した被塗工部に合わせて飛行し、塗料を吹き付ける自動運転を行うことができる。
塗工用マルチコプター100はセンサー34を有することができる。センサー34は、塗工用マルチコプター100と、被塗工対象物9との距離を検知する。塗工手段3は、塗工用マルチコプター100が所定の領域を飛行しているとき、センサー34により検出された距離が所定の範囲のとき、スプレーガン31を駆動して、塗料を吹き付ける制御を行うものとすることができる。また、塗料を塗工するときのスプレーガン31の先端部33から塗工面までの距離は、10〜50cmとすることができる。なお、塗工用マルチコプター100は、距離を検知するセンサー34に加えて、塗工した塗料の膜厚を測定するセンサーを有することが好ましい。
塗工用マルチコプター100は、フレーム2の塗料タンク載置台21に塗料タンク4を配置して使用する。塗料タンク4は、被塗工対象物9に塗工するための塗料を収容したタンクである。塗料タンク4は、塗装の種類によって、適宜、取り換えながら使用することができる。例えば、塗料は、プライマーコーティング用の塗料や、ベースコート用の塗料、クリアコート用の塗料、防錆用の塗料などを用いることができる。塗料タンク4は、塗工手段3による塗工を高圧で塗料を噴射するものに対応することができるように高圧用缶を用いることが好ましい。
塗工用マルチコプター100は、フィルター部5を有する。フィルター部5は、フレーム2のフィルター固定部23に取り付けられる。フィルター部5は、塗工手段3が被塗工対象物9に塗料を吹き付ける塗工面の周囲を覆う形状を有する。これにより塗工面から撥ねかえったミストや、揮散するVOCなどを吸着する。また、マルチコプター1の回転翼12が回転することで生じる気流が、塗工面に吹き込むことを防止する。
塗工用マルチコプター100は、排気手段6を有する。排気手段6は、フィルター部に取り付けられ被塗工対象物9の塗工面から離隔する方向にフィルター部5に覆われた領域の気体を排気する。図1において、排気手段6は、右下にファンを有しており、フィルター部5に取り付けたフード部を有している。このファンは、図1における右下側に向けて排気するファンである。スプレーガン31の先端部33からは塗工面に向けて高圧で塗料が吹き付けられ、排気手段6が排気することでフィルター部5に覆われた部分には塗工面からフィルター部5を通して離隔する方向に気流が生じる。この気流により、塗工面で生じたミストやVOCなどはフィルター部5に選択的に吸着する。これにより、塗料の塗工に伴い塗料やVOCなどが飛散することを防止でき、作業環境の汚れや、環境汚染なども防止することができる。
塗工用マルチコプター100は、撮像手段7を有することができる。撮像手段7は、被塗工対象物を撮像するカメラなどを用いることができる。撮像手段7は、例えば、WiFiなどの無線通信規格に対応した通信手段を有するものとすることができ、この通信手段に対応したモニターなどに、撮像手段で撮像した画像を表示できるように撮像したデータを転送させることができる。塗工用マルチコプター100が、操作者が観察しにくい遠隔な部分を塗工するとき、その塗工状態を観察して確認したいときに、この撮像手段7で撮像した像を確認することができる。また、撮像手段7で塗工状態や塗工位置を確認しながら、塗工用マルチコプター100の飛行を制御して、塗工を行うこともできる。
塗工用マルチコプターは、塗工手段3を用いるためや、センサー34、排気手段6のファン、撮像手段7などを駆動するためのバッテリーを搭載してもよい。
塗工用マルチコプター100により塗工を行う対象は特に制限されないが、特に、大型の構造物や建築物などを好適な対象とすることができる。これらは、一般的には足場を組んで人が塗工を行ったり、専用の塗工機を組み上げて塗工していたが、本発明の塗工用マルチコプター100によればこれらの足場などを設けずとも、その構造物や建築物の塗工面に飛行して近接させ、塗料を塗工することができる。このような塗工対象としては、特に、複数の種類の塗料を複数回塗工する必要があり、形状が複雑な湾曲面なども有する船舶の船体を対象とするとき特に有用である。
塗工用マルチコプター100を用いるにあたっては、例えば次のような用い方ができる。
また、このような塗工用マルチコプター100を、塗料の種類や、塗料の塗工回数、塗工範囲などに応じて複数機用いることで、塗工時間を空けずに複数層の塗工を連続して行ったり、大面積の塗工面に対しても、短時間で塗工を行うこともできる。
100 塗工用マルチコプター
11 本体部
12 回転翼
13 フレーム
14 燃料タンク
2 フレーム
21 塗料タンク載置台
22 制御部載置台
23 フィルター固定部
24 排気手段固定部
3 塗工手段
31 スプレーガン
32 制御部
33 先端部
34 センサー
4 塗料タンク
5 フィルター部
6 排気手段
7 撮像手段
8 バッテリー
9 被塗工対象物
Claims (5)
- マルチコプターと、
塗料を収容した塗料タンクを設置するためのフレームであって、前記マルチコプターに取り付けられたフレームと、
前記塗料タンクに収容された塗料を被塗工対象物に吹き付ける塗工手段と、
前記塗工手段が被塗工対象物に塗料を吹き付ける塗工面の周囲を覆い、前記塗料を吹き付けたミストおよび/または揮発性有機物を吸着するフィルター部と、
前記フィルター部に取り付けられ前記塗工面から離隔する方向に前記フィルター部で覆われた領域の気体を排気する排気手段と、を有する塗工用マルチコプター。 - 前記被塗工対象物の被塗工部を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記被塗工部に沿った飛行と前記塗工手段による塗料の吹付けとを制御する制御部と、を有する請求項1記載の塗工用マルチコプター。 - 前記被塗工対象物を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した画像を通信する通信手段と、を有する請求項1または2に記載の塗工用マルチコプター。 - 前記被塗工対象物までの距離を検知するセンサーを有する請求項1〜3のいずれかに記載の塗工用マルチコプター。
- 前記被塗工対象物が、船舶の船体である請求項1〜4のいずれかに記載の塗工用マルチコプター。
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