JP6941834B2

JP6941834B2 - Building inspection method and inspection equipment

Info

Publication number: JP6941834B2
Application number: JP2017162795A
Authority: JP
Inventors: 拓史千葉; 弦関原; 悠森時; 西田　信一郎; 信一郎西田; 政司三浦
Original assignee: Fujita Corp; Tottori University
Current assignee: Fujita Corp; Tottori University
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2037-08-25
Also published as: JP2019039236A

Description

本発明は、遠隔操作可能な小型回転翼機を飛行させて建造物の状態を点検する建造物の点検方法及びこの方法に用いる建造物の点検装置に関する。 The present invention relates to a building inspection method for inspecting the state of a building by flying a small rotary wing aircraft that can be remotely controlled, and a building inspection device used for this method.

高架橋の橋脚、ダム、トンネル、ビルなどの各種の建造物では、定期的に壁面の状態を点検する作業が不可欠である。
これらの社会インフラは、わが国では高度成長期以降に大量に建造されており、もうすぐ耐用年数を迎えるものや、既に耐用年数を過ぎたまま放置されているものも少なからず存在する。また耐用年数にはまだ至らないけれども、予想外に厳しい自然環境や過酷な使用状況などの各種の要因から、思わぬ損傷を受けている建造物も珍しくない。
このため不慮の事故を未然に防止するためには、建造物の壁面を定期的に点検する作業を行うことが重要である。 For various structures such as viaduct piers, dams, tunnels, and buildings, it is essential to regularly check the condition of the walls.
These social infrastructures have been built in large quantities in Japan since the period of high economic miracle, and there are quite a few that are about to reach their useful lives and those that have already passed their useful lives. In addition, although it has not reached the end of its useful life, it is not uncommon for buildings to be unexpectedly damaged due to various factors such as unexpectedly harsh natural environment and harsh usage conditions.
Therefore, in order to prevent accidents, it is important to regularly inspect the walls of the building.

建造物の壁面の点検は、伝統的に、足場を組んで人手によって行うのが一般的である。つまり目視によって壁面の状態を観察したり、ハンマーで壁面を叩いたときの打音によって壁面内部の状態を推定したりすることによって不良の有無を見極めるわけである。
ところが高架橋の橋脚やダム、トンネル、ビルなどといった建造物の構造上、どうしても高所での作業が不可欠となるため、人手による作業には危険が伴う。 Traditionally, the wall surface of a building is inspected manually with scaffolding. That is, the presence or absence of defects is determined by visually observing the state of the wall surface or estimating the state inside the wall surface by the tapping sound when the wall surface is hit with a hammer.
However, due to the structure of viaduct piers, dams, tunnels, buildings, etc., work at high places is indispensable, so manual work is dangerous.

そこで近年、遠隔操作可能な小型の回転翼機、つまりドローンの名称で親しまれている小型無人航空機を利用して建造物の壁面を点検する試みが普及し始めている。
例えば特許文献１には、四翼の回転翼機にカメラと打音診断装置とを搭載した構造物の点検装置が紹介されている（段落［００４２］〜［００４９］参照）。
この装置は、回転翼機を飛行させて構造物、つまり建造物の壁面をカメラで撮影し、その撮影画像を画像解析して、壁面に不良があるか否かを判定する（文献１の段落［００４２］［００４３］）。
また打音診断装置として打撃部２２０（叩打手段）と打音検出部２２２（検出手段）とを備え、点検対象となる壁面を打撃部２２０で叩打して得られた打音を打音検出部２２２で検出して打音検出信号を生成し、打音検出信号から壁面の不良の有無を判定する（文献１の段落［００４３］［００４５］〜［００４６］［００４９］）。 Therefore, in recent years, attempts to inspect the walls of buildings using a small rotary wing aircraft that can be remotely controlled, that is, a small unmanned aerial vehicle known as a drone, have begun to spread.
For example, Patent Document 1 introduces a structure inspection device in which a camera and a tapping sound diagnostic device are mounted on a four-wing rotorcraft (see paragraphs [0042] to [0049]).
This device flies a rotary wing aircraft to photograph a structure, that is, a wall surface of a building with a camera, and image-analyzes the photographed image to determine whether or not the wall surface is defective (paragraph of Document 1). [0042] [0043]).
Further, as a tapping sound diagnostic device, a striking unit 220 (tapping means) and a striking sound detecting unit 222 (detecting means) are provided, and the striking sound obtained by tapping the wall surface to be inspected by the striking unit 220 is detected by the striking sound detecting unit. It is detected by 222 to generate a tapping sound detection signal, and the presence or absence of a defect on the wall surface is determined from the tapping sound detection signal (paragraphs [0043] [0045] to [0046] [0049] in Document 1).

したがって特許文献１に記載された発明によれば、カメラで撮影して得られた画像から壁面の不良の有無を判定することができ、画像に反映されにくい壁面の表面の状態、例えば外装材の浮きや剥がれの有無を打音診断装置によって判定することが可能になる。 Therefore, according to the invention described in Patent Document 1, it is possible to determine the presence or absence of defects in the wall surface from the image obtained by taking a picture with a camera, and the state of the surface of the wall surface that is difficult to be reflected in the image, for example, the exterior material. The presence or absence of floating or peeling can be determined by the tapping sound diagnostic device.

もっとも壁面の不良の検出は、その位置が特定されなければ意味をなさない。そこで特許文献１に記載された発明では、画像撮影時の位置を画像に付加し（段落［００２３］参照）、打音によって不良が検出された位置を特定するようにしている（段落［００２４］参照）。 However, the detection of a defect on the wall surface is meaningless unless its position is specified. Therefore, in the invention described in Patent Document 1, the position at the time of image capture is added to the image (see paragraph [0023]), and the position where the defect is detected by the tapping sound is specified (paragraph [0024]). reference).

特開２０１５−１９４０６９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-19069 特開２０１６−１６８８６１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-168861

（１）第１の課題
打音診断装置によって壁面の状態を点検するに際しては、点検の間中、壁面に対する打音診断装置の離隔間隔が一定に保たれていなければならない。点検の均一性を確保するためである。つまり同じ状態の壁面を叩打したときには同じ検出結果が得られなければ、異なる状態の壁面を叩打したときの検出結果に基づいて異常判定を正しく行うことができないからである。
そこで従来、回転翼機に車輪を設け、点検対象となる壁面に車輪を押し付けたまま回転翼機を移動させることができるようにした発明が知られている。
例えば特許文献１には、３個以上のキャスター（車輪）で構成された案内手段を回転翼機に設け、回転翼機と壁面との間の距離が予め定められた寸法となるようにしている（文献１の段落［００４４］、図１２参照）。
また特許文献２には、回転翼機１０の機体１２に設けた車輪１４（前輪１４Ａ、左後輪１４Ｂ、右後輪１４Ｃ）によって、壁面に対して回転翼機を一定の間隔で離隔させる構造が明記されている（文献２の［０００９］［００１０］図３〜図４、図９参照）。 (1) First Problem When inspecting the condition of the wall surface by the tapping sound diagnostic device, the separation interval of the tapping sound diagnostic device from the wall surface must be kept constant throughout the inspection. This is to ensure the uniformity of inspection. That is, if the same detection result is not obtained when the wall surface in the same state is hit, the abnormality determination cannot be correctly performed based on the detection result when the wall surface in a different state is hit.
Therefore, conventionally, an invention has been known in which wheels are provided on a rotary wing machine so that the rotary wing machine can be moved while the wheels are pressed against a wall surface to be inspected.
For example, in Patent Document 1, a guide means composed of three or more casters (wheels) is provided on the rotorcraft so that the distance between the rotorcraft and the wall surface has a predetermined size. (See paragraph [0044] of Reference 1, FIG. 12).
Further, Patent Document 2 has a structure in which wheels 14 (front wheels 14A, left rear wheels 14B, right rear wheels 14C) provided on the body 12 of the rotorcraft 10 separate the rotorcrafts from the wall surface at regular intervals. (See [0009] [0010] FIGS. 3 to 4 and 9 of Reference 2).

ところが本出願の出願人が実験をしてみたところ、点検対象となる壁面に車輪（文献１のキャスター、文献２の車輪１４）を押し付けたまま回転翼機を遠隔操作により移動させるのは、相当に難易度が高いことが判明した。
何らかの改善が求められる。 However, when the applicant of this application conducted an experiment, it was considerable to move the rotorcraft by remote control while pressing the wheels (casters in Document 1 and wheels 14 in Document 2) against the wall surface to be inspected. It turned out that the difficulty level was high.
Some improvement is required.

（２）第２の課題
前述したとおり、点検対象となる壁面に不良が発見された場合、その位置を特定する必要がある。
この点、特許文献１には具体的な手段の明示がないものの、ＧＰＳ技術を利用して現在位置を把握し、不良発見時の現在位置情報から不良個所の位置情報を求めることが一般的である。特許文献２も同様の手法を開示している（文献２の段落［００１５］参照）。
ところがＧＰＳ衛星からの電波は、あらゆる場所で良好に受信できるわけではない。
例えば高架橋の下の橋梁付近やトンネルなどでは電波が届かず、現在位置情報を取得することが困難であるために不良発見場所の位置情報が得られにくい。 (2) Second problem As described above, when a defect is found on the wall surface to be inspected, it is necessary to specify the position.
In this regard, although Patent Document 1 does not specify specific means, it is common to grasp the current position by using GPS technology and obtain the position information of the defective part from the current position information at the time of finding the defect. be. Patent Document 2 discloses a similar method (see paragraph [0015] of Document 2).
However, radio waves from GPS satellites cannot be received well everywhere.
For example, radio waves do not reach the vicinity of bridges under viaducts or tunnels, and it is difficult to obtain current position information, so it is difficult to obtain position information of the location where defects are found.

本発明の課題は、微妙な遠隔操作を要することなく、点検対象となる壁面に押し付けた車輪を壁面から離反させずに回転翼機を移動させ得るようにすることである。
本発明の別の課題は、ＧＰＳ衛星からの電波が届きにくい場所でも、不良発見場所の位置情報を正しく得られるようにすることである。 An object of the present invention is to make it possible to move a rotary wing aircraft without separating a wheel pressed against a wall surface to be inspected from the wall surface without requiring a delicate remote control.
Another object of the present invention is to make it possible to correctly obtain the position information of the defect finding location even in a location where radio waves from GPS satellites are difficult to reach.

本発明の建造物の点検方法は、小型の回転翼機を遠隔操作によって飛行させ、点検対象となる建造物の壁面に、前記回転翼機にその進行方向の中心線を中心に左右対称をなす位置で水平軸周りに回転自在に設けられた一対の車輪を押し付ける工程と、前記一対の車輪を壁面に押し付けたまま、前記回転翼機を上昇又は下降させて上下方向に移動させる工程と、前記回転翼機の上下方向への移動の間、前記車輪の回転をロータリエンコーダによって検出し、前記一対の車輪の間の位置でこれらの車輪の回転中心に対して位置を固定して設けられた打音診断装置によって壁面を連続的に叩打してその際の打音を採取する工程と、前記回転翼機の上下方向への移動の間、前記車輪と前記回転翼機との間の変位を許容して弾性的に受け止める工程と、を備えることによって上記課題を解決する。 In the method of inspecting a building of the present invention, a small rotorcraft is flown by remote control, and the rotorcraft is symmetrical about the center line in the traveling direction on the wall surface of the building to be inspected. A step of pressing a pair of wheels rotatably provided around a horizontal axis at a position, a step of raising or lowering the rotorcraft while pressing the pair of wheels against a wall surface, and a step of moving the rotorcraft in the vertical direction. During the vertical movement of the rotorcraft, the rotation of the wheels is detected by the rotary encoder, and the position between the pair of wheels is fixed with respect to the center of rotation of these wheels. Allows displacement between the wheel and the rotorcraft during the process of continuously tapping the wall surface with a sound diagnostic device to collect the tapping sound at that time and the vertical movement of the rotorcraft. The above problem is solved by providing a step of elastically receiving the wheel.

本発明の建造物の点検装置は、遠隔操作可能な小型の回転翼機と、前記回転翼機に水平軸周りに回転自在に設けられ、前記回転翼機の進行方向の中心線を中心に左右対称をなす位置であって、前記回転翼機の進行方向前方側で垂直投影面からはみ出した位置に少なくとも一部が位置づけられる一対の車輪と、前記車輪の回転を検出するロータリエンコーダと、前記一対の車輪の間に位置させてこれらの車輪の回転中心に対して位置が固定されて設けられ、点検対象となる建造物の壁面に前記一対の車輪が押し付けられた状態で壁面を叩打し、その際の打音を採取する打音診断装置と、前記車輪と前記回転翼機との間の変位を許容して弾性的に受け止める吸収機構と、を備えることによって上記課題を解決する。 The building inspection device of the present invention is a small rotary wing machine that can be remotely operated, and the rotary wing machine is rotatably provided around a horizontal axis, and is left and right around the center line in the traveling direction of the rotary wing machine. A pair of wheels that are symmetrical positions and at least partially positioned on the front side of the rotary wing machine in the traveling direction and protruding from the vertical projection plane, a rotary encoder that detects the rotation of the wheels, and the pair. The pair of wheels is pressed against the wall surface of the building to be inspected and the wall surface is struck and the wall surface is struck. The above problem is solved by providing a tapping sound diagnostic device that collects the tapping sound at the time and an absorption mechanism that allows the displacement between the wheel and the rotary wing machine and elastically receives the displacement.

本発明によれば、回転翼機の上下方向への移動の間、吸収機構によって車輪に対する回転翼機の位置ずれを吸収することができるので、微妙な遠隔操作を要することなく、点検対象となる壁面に押し付けた車輪を壁面から離反させずに回転翼機を移動させ、車輪の回転をロータリエンコーダで正しく検出することができる。したがって打音診断装置による不良検知の精度を向上させることができ、またＧＰＳ衛星からの電波が届きにくい場所でも、不良発見場所の位置情報を正しく得ることができる。 According to the present invention, the displacement of the rotorcraft with respect to the wheels can be absorbed by the absorption mechanism during the vertical movement of the rotorcraft, so that the inspection target can be performed without requiring a delicate remote operation. The rotorcraft can be moved without separating the wheels pressed against the wall surface from the wall surface, and the rotation of the wheels can be correctly detected by the rotary encoder. Therefore, it is possible to improve the accuracy of defect detection by the tapping sound diagnostic device, and it is possible to correctly obtain the position information of the defect detection location even in a location where radio waves from GPS satellites are difficult to reach.

実施の一形態を示す建造物の点検装置の斜視図。A perspective view of a building inspection device showing an embodiment. リモコンの平面図。Top view of the remote control. リモコンのスティックの操作と回転翼機の姿勢制御との関係を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the relationship between the stick operation of a remote control, and the attitude control of a rotary wing aircraft. 回転翼機に取り付ける検出構造体の斜視図。A perspective view of a detection structure attached to a rotary wing aircraft. 車輪、ロータリエンコーダ、打音診断装置、及び吸収機構の部分を拡大して示す検出構造体の一部の平面図。Top view of a part of a detection structure showing an enlarged part of a wheel, a rotary encoder, a tapping sound diagnostic device, and an absorption mechanism. ロータリエンコーダの部分を拡大して示す斜視図。The perspective view which shows the part of a rotary encoder in an enlarged manner. 車輪の回転をロータリエンコーダに伝達する回転伝達のための構造を拡大して示す斜視図。The perspective view which shows the structure for rotation transmission which transmits the rotation of a wheel to a rotary encoder in an enlarged manner. 車輪を取り外して吸収機構を拡大して示す斜視図。The perspective view which shows the absorption mechanism enlarged by removing a wheel. 車輪を組み付けた状態を拡大して示す斜視図。A perspective view showing an enlarged state in which the wheels are assembled. 打音診断装置を拡大して示す斜視図。The perspective view which shows the tapping sound diagnostic apparatus in an enlarged manner. 打音診断装置において、一方のマイクロフォンを取り外して打撃部の構造を拡大して示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the striking part enlarged by removing one microphone in the tapping sound diagnostic apparatus. 回転翼機の電気的接続を示すブロック図。A block diagram showing the electrical connection of a rotary wing aircraft. 壁面を点検する際の点検装置の状態遷移の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the state transition of the inspection device at the time of inspecting a wall surface. 壁面を点検する際の点検装置の状態遷移の別の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows another example of the state transition of the inspection device at the time of inspecting a wall surface.

構造物の点検方法及び点検装置の実施の一形態を図面に基づいて説明する。 An inspection method of a structure and an embodiment of an inspection device will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、本実施の形態の構造物の点検装置１１は、回転翼機５１に検出構造体１０１を装着して構成されている。
検出構造体１０１は、一対の車輪１３１と、車輪１３１の回転を検出するロータリエンコーダ１４１（図５〜図８参照）と、点検対象となる構造物の壁面Ｗ（図１３参照）を打音診断する打音診断装置１５１とを備えている。
そこで点検装置１１は、建造物の壁面Ｗに車輪１３１を押し付けたまま回転翼機５１を上昇又は下降させて上下方向に移動させながら、打音診断装置１５１によって壁面Ｗの状態を診断する。このとき車輪１３１の回転をロータリエンコーダ１４１によって検出することで、壁面Ｗの診断結果を診断位置に対応づけて認識することが可能となる。
点検装置１１はさらに、回転翼機５１の上下方向への移動の間、吸収機構１６１によって車輪１３１に対する回転翼機５１の位置ずれを吸収する。 As shown in FIG. 1, the structure inspection device 11 of the present embodiment is configured by mounting the detection structure 101 on the rotary wing aircraft 51.
The detection structure 101 makes a tapping sound diagnosis of a pair of wheels 131, a rotary encoder 141 (see FIGS. 5 to 8) for detecting the rotation of the wheels 131, and a wall surface W (see FIG. 13) of the structure to be inspected. It is equipped with a tapping sound diagnostic device 151.
Therefore, the inspection device 11 diagnoses the state of the wall surface W by the tapping sound diagnostic device 151 while moving the rotary wing machine 51 up or down while pressing the wheels 131 against the wall surface W of the building and moving the rotary wing machine 51 in the vertical direction. At this time, by detecting the rotation of the wheel 131 by the rotary encoder 141, it is possible to recognize the diagnosis result of the wall surface W in association with the diagnosis position.
The inspection device 11 further absorbs the misalignment of the rotorcraft 51 with respect to the wheels 131 by the absorption mechanism 161 during the vertical movement of the rotorcraft 51.

回転翼機５１は、いわゆるドローンと呼ばれている遠隔操作可能な小型のもので、本実施の形態は六翼構造を採用している。そこで回転翼機５１は、その中心に円筒状のハウジング５２を備え、このハウジング５２に六個の回転翼ユニット５３を設けている。これらの回転翼ユニット５３は、ハウジング５２から６０度の間隔で放射方向に延びるパイプ状の支持部５４に固定された翼部ハウジング５５と、翼部ハウジング５５の上面に配置されて垂直軸周りに回転するプロペラ５６とを有している。
個々の翼部ハウジング５５はモータＭ（図１２参照）を内蔵し、モータＭの回転軸（図示せず）にプロペラ５６を固定している。
回転翼機５１のハウジング５２は、六翼の回転翼ユニット５３がそれぞれ内蔵するモータＭの回転を制御するための制御回路３０１と、この制御回路３０１及びモータＭに電力を供給するためのバッテリを含む電源回路（いずれも図示せず）とを内蔵している。電源回路とモータＭとを接続する給電線（図示せず）は、ハウジング５２から支持部５４を介して翼部ハウジング５５に這い回されている。
このような構成の回転翼機５１は、ハウジング５２に取り付けられた一対のスタンド５７によって自立可能である。 The rotary wing aircraft 51 is a so-called drone, which is a small one that can be remotely controlled, and the present embodiment adopts a six-wing structure. Therefore, the rotary wing aircraft 51 is provided with a cylindrical housing 52 at the center thereof, and six rotary wing units 53 are provided in the housing 52. These rotary blade units 53 are arranged around the vertical axis and arranged on the upper surface of the blade housing 55 and the blade housing 55 fixed to the pipe-shaped support 54 extending in the radial direction at intervals of 60 degrees from the housing 52. It has a rotating propeller 56.
Each wing housing 55 incorporates a motor M (see FIG. 12), and a propeller 56 is fixed to a rotation shaft (not shown) of the motor M.
The housing 52 of the rotary wing machine 51 includes a control circuit 301 for controlling the rotation of the motor M incorporated in each of the six-wing rotary wing units 53, and a battery for supplying electric power to the control circuit 301 and the motor M. It has a built-in power supply circuit (neither shown). A feeder line (not shown) connecting the power supply circuit and the motor M is laid from the housing 52 to the wing housing 55 via the support portion 54.
The rotary wing aircraft 51 having such a configuration can stand on its own by a pair of stands 57 attached to the housing 52.

図２に示すように、回転翼機５１を遠隔操作するためのプロポと呼ばれるリモコン２０１は、電源スイッチ２０２と、二つのスティック２０３Ｒ，２０３Ｌと、無線通信用のアンテナ２０４とを備えている。 As shown in FIG. 2, the remote controller 201 called a radio for remotely controlling the rotary wing aircraft 51 includes a power switch 202, two sticks 203R and 203L, and an antenna 204 for wireless communication.

図３に示すように、リモコン２０１はモード１にデフォルト設定されている。
したがってリモコン２０１は、右側のスティック２０３Ｒの操作によって上昇下降（スロットル）と左右移動（エルロン）とを指示し、左側のスティック２０３Ｌの操作によって前進後進（エレベータ）と左右旋回（ラダー）とを指示する。
つまり右側のスティック２０３Ｒを前方に倒すと上昇、手前方に倒すと下降、右に倒すと右移動、左に倒すと左移動がそれぞれ指示され、左側のスティック２０３Ｌを前方に倒すと前進、手前方に倒すと後進、右に倒すと右旋回、左に倒すと左旋回がそれぞれ指示される。 As shown in FIG. 3, the remote controller 201 is set to mode 1 by default.
Therefore, the remote controller 201 instructs the ascending / descending (throttle) and the left / right movement (aileron) by operating the stick 203R on the right side, and instructs the forward / backward movement (elevator) and the left / right turning (ladder) by operating the stick 203L on the left side. ..
In other words, tilting the stick 203R on the right side forward will instruct it to rise, tilting it forward to lower it, tilting it to the right will move it to the right, and tilting it to the left will move it to the left. If you tilt it to, you will be instructed to move backward, if you tilt it to the right, you will be instructed to turn right, and if you tilt it to the left, you will be instructed to turn left.

回転翼機５１は、六翼の回転翼ユニット５３が内蔵するモータＭの駆動状態を制御することによって、その姿勢制御が可能である。個々のモータＭの回転数を同一回転数に揃えた場合、回転翼機５１は垂直に上昇又は下降する。これに対して個々のモータＭの回転数に違いを持たせることによって回転翼機５１の姿勢制御、つまり左右に移動させたり、前進又は後進させたり、あるいは左右に旋回させたりすることが可能になる。このような回転翼機５１の姿勢制御は、前述したように、リモコン２０１のスティック２０３Ｒ，２０３Ｌによって指示することができる。
したがって回転翼機５１は、同一の回転翼ユニット５３が六翼とも均等な角度でハウジング５２に取り付けられているという構造上、物理的な意味では前進後進方向、左右移動方向、及び左右旋回方向という方向性を持たない。これに対して回転翼機５１は、リモコン２０１の遠隔操作に応じて前進後進方向、左右移動方向、又は左右旋回方向に姿勢を変化させるため、人為的な規則に則り方向性が定められていることになる。 The rotorcraft 51 can control its attitude by controlling the driving state of the motor M incorporated in the rotorcraft unit 53 of the six blades. When the rotation speeds of the individual motors M are aligned to the same rotation speed, the rotary wing aircraft 51 rises or falls vertically. On the other hand, by making the rotation speed of each motor M different, it is possible to control the attitude of the rotary wing aircraft 51, that is, to move it left and right, move it forward or backward, or turn it left and right. Become. As described above, the attitude control of the rotary wing aircraft 51 can be instructed by the sticks 203R and 203L of the remote controller 201.
Therefore, in the rotary wing aircraft 51, the same rotary wing unit 53 is attached to the housing 52 at an equal angle for all six blades. It has no direction. On the other hand, since the rotary wing machine 51 changes its posture in the forward / backward movement direction, the left / right movement direction, or the left / right turning direction according to the remote control of the remote controller 201, the directionality is determined according to an artificial rule. It will be.

図４に示すように、検出構造体１０１は、複数個のパイプ状部材からなるリンク１０２を連結固定したフレーム構造をなしている。このフレーム構造は、回転翼機５１の四本の支持部５４（５４Ｒ、５４Ｃ）に連結固定される後端部１０４と、この後端部１０４から回転翼機５１の進行方向前方に向けて延びる中間部１０５と、この中間部１０５から進行方向前方に向けてさらに延びる先端部１０６とから構成されている。 As shown in FIG. 4, the detection structure 101 has a frame structure in which links 102 made of a plurality of pipe-shaped members are connected and fixed. This frame structure has a rear end portion 104 connected and fixed to four support portions 54 (54R, 54C) of the rotary wing aircraft 51, and extends from the rear end portion 104 toward the front in the traveling direction of the rotary wing aircraft 51. It is composed of an intermediate portion 105 and a tip portion 106 that further extends forward in the traveling direction from the intermediate portion 105.

後端部１０４は、回転翼機５１の進行方向後端側となる一対の支持部５４Ｒ（図１参照）に連結固定する中央リンク構造１０７と、回転翼機５１の進行方向中央部となる一対の支持部５４Ｃ（図１参照）に連結固定する一対の左右リンク構造１０８とを有している。
中央リンク構造１０７は、回転翼機５１の一対の支持部５４ＲにコネクタＣ１を介して連結固定するリンク１０２ａと、このリンク１０２ａの中央部分に連結固定して垂直に立ち上がるリンク１０２ｂと、このリンク１０２ｂに連結固定して回転翼機５１の進行方向前方に向けて水平に延び、中間部１０５に連結固定するリンク１０２ｃとによって構成されている。
左右リンク構造１０８は、回転翼機５１の一対の支持部５４ＣにコネクタＣ２を介して連絡し、その進行方向前方側に向けて斜め上方に立ち上がり、中間部１０５に連結固定する一対のリンク１０２ｄによって構成されている。
回転翼機５１と検出構造体１０１との連結固定は、もっぱら後端部１０４のみによって行われている。 The rear end portion 104 has a central link structure 107 that is connected and fixed to a pair of support portions 54R (see FIG. 1) that are on the rear end side in the traveling direction of the rotary wing aircraft 51, and a pair that is a central portion in the traveling direction of the rotary wing aircraft 51. It has a pair of left and right link structures 108 that are connected and fixed to the support portion 54C (see FIG. 1) of the above.
The central link structure 107 includes a link 102a that is connected and fixed to a pair of support portions 54R of the rotorcraft 51 via a connector C1, a link 102b that is connected and fixed to the central portion of the link 102a and rises vertically, and the link 102b. It is composed of a link 102c which is connected and fixed to the rotary wing machine 51 so as to extend horizontally toward the front in the traveling direction and is connected and fixed to the intermediate portion 105.
The left-right link structure 108 communicates with the pair of support portions 54C of the rotary wing aircraft 51 via the connector C2, rises diagonally upward toward the front side in the traveling direction thereof, and is connected and fixed to the intermediate portion 105 by the pair of links 102d. It is configured.
The connection and fixing of the rotorcraft 51 and the detection structure 101 are performed exclusively by the rear end portion 104.

中間部１０５は、矩形をなすように連結固定された四本のリンク１０２ｅによって構成されている。これらのリンク１０２ｅ中、回転翼機５１の進行方向後端部分に、中央リンク構造１０７と左右リンク構造１０８とが連結固定している。 The intermediate portion 105 is composed of four links 102e that are connected and fixed so as to form a rectangle. In these links 102e, the central link structure 107 and the left and right link structures 108 are connected and fixed to the rear end portion of the rotary wing aircraft 51 in the traveling direction.

先端部１０６は、中間部１０５の先端部分より、回転翼機５１の進行方向前方側に向けて斜め下方に立ち下がる一対のリンク１０２ｆと、これらのリンク１０２ｆを連結固定する一本のリンク１０２ｇとを有している。互いに平行に配置された中間部１０５の先端に位置するリンク１０２ｅと先端部１０６のリンク１０２ｇとは、Ｌ形状に連結固定された一対のリンク１０２ｈの連結固定と、これらのリンク１０２ｈの間に架け渡された平板状の連結プレート１０９とによって構造的に補強されている。 The tip portion 106 includes a pair of links 102f that descend diagonally downward from the tip portion of the intermediate portion 105 toward the front side in the traveling direction of the rotary wing aircraft 51, and a single link 102g that connects and fixes these links 102f. have. The link 102e located at the tip of the intermediate portion 105 arranged parallel to each other and the link 102g of the tip portion 106 are connected and fixed in a pair of links 102h connected and fixed in an L shape, and are bridged between these links 102h. It is structurally reinforced by the flat connecting plate 109 passed over.

以上説明した後端部１０４と中間部１０５と先端部１０６とにおいて、個々のリンク１０２（１０２ａ〜１０２ｈ）同士の連結固定は、二方向又は三方向のジョイントによって行われる。これらのジョイントについては、図中、符号を省略する。 At the rear end portion 104, the intermediate portion 105, and the front end portion 106 described above, the individual links 102 (102a to 102h) are connected and fixed to each other by a two-way or three-way joint. Reference numerals for these joints are omitted in the drawings.

こうして構成されたフレーム構造をなす検出構造体１０１には、先端部１０６のさらに先端側に位置させて、一対の車輪１３１、ロータリエンコーダ１４１、打音診断装置１５１、及び吸収機構１６１が設けられている。
車輪１３１は、検出構造体１０１を介して回転翼機５１に水平軸周りに回転自在に設けられている。車輪１３１が設けられているのは、回転翼機５１の進行方向の中心線（図示せず）を中心に左右対称をなす位置であって、その進行方向前方側で垂直投影面からはみ出した位置である。
ロータリエンコーダ１４１は、車輪１３１の回転を検出する。本実施の形態では、磁気／電気誘導式のエンコーダが用いられている。
打音診断装置１５１は、一対の車輪１３１の間に位置させてこれらの車輪１３１の回転中心Ｘに対して位置が固定されて設けられ、点検対象となる建造物の壁面Ｗ（図１３参照）に一対の車輪１３１が押し付けられた状態で壁面Ｗを叩打し、その際の打音を採取する。
吸収機構１６１は、車輪１３１と回転翼機５１との間の変位を許容して弾性的に受け止める。
以下、これらの各部を詳細に説明する。 The detection structure 101 having a frame structure configured in this way is provided with a pair of wheels 131, a rotary encoder 141, a tapping sound diagnostic device 151, and an absorption mechanism 161 located further on the tip side of the tip portion 106. There is.
The wheels 131 are rotatably provided on the rotorcraft 51 about a horizontal axis via the detection structure 101. The wheels 131 are provided at positions symmetrical with respect to the center line (not shown) of the rotary wing machine 51 in the traveling direction, and are located on the front side in the traveling direction and protrude from the vertical projection plane. Is.
The rotary encoder 141 detects the rotation of the wheel 131. In this embodiment, a magnetic / electric induction encoder is used.
The tapping sound diagnostic device 151 is positioned between a pair of wheels 131 and is fixedly positioned with respect to the rotation center X of these wheels 131, and is provided on the wall surface W of the building to be inspected (see FIG. 13). The wall surface W is struck with the pair of wheels 131 pressed against the wheel, and the tapping sound at that time is collected.
The absorption mechanism 161 allows the displacement between the wheel 131 and the rotary wing aircraft 51 and elastically receives it.
Each of these parts will be described in detail below.

図４〜図１１に示すように、先端部１０６をなす一対のリンク１０２ｆと一本のリンク１０２ｇとは、一対の三方向ジョイントＪ１を介して連結固定されており、これらの三方向ジョイントＪ１にはそれぞれスタッド１１１が連結固定されている。スタッド１１１は、回転翼機５１の進行方向先端側に向けて水平に突出しており、スライドジョイントＪ２をスライド移動自在に連結させている。これらのスライドジョイントＪ２は、エンド部材Ｅ１によって抜け止めされている。
一対のスライドジョイントＪ２の間には、コネクティングロッド１１２が固定されている。コネクティングロッド１１２は、回転翼機５１の進行方向に対して直交する向きで水平に配置されており、前述した一対の車輪１３１、ロータリエンコーダ１４１、及び打音診断装置１５１を取り付けている。 As shown in FIGS. 4 to 11, the pair of links 102f forming the tip portion 106 and the one link 102g are connected and fixed via a pair of three-way joints J1, and are connected and fixed to these three-way joints J1. The studs 111 are connected and fixed to each of the above. The stud 111 projects horizontally toward the tip end side of the rotary wing aircraft 51 in the traveling direction, and connects the slide joint J2 so as to be slidable. These slide joints J2 are prevented from coming off by the end member E1.
A connecting rod 112 is fixed between the pair of slide joints J2. The connecting rod 112 is arranged horizontally in a direction orthogonal to the traveling direction of the rotorcraft 51, and is equipped with the pair of wheels 131 described above, the rotary encoder 141, and the tapping sound diagnostic device 151.

車輪１３１及びロータリエンコーダ１４１の取り付け構造について説明する。 The mounting structure of the wheel 131 and the rotary encoder 141 will be described.

コネクティングロッド１１２はパイプ状の部材であり、その両端にはスプライン軸１１３が圧入されている。コネクティングロッド１１２とスプライン軸１１３とは、固定的に連結されている。
スプライン軸１１３の外周面には、突条１１４が一条、軸方向に沿って形成されている。図５に示すように、突条１１４が形成されているのは、スプライン軸１１３の先端側から半分程度の領域にかけてである。
スプライン軸１１３には、車輪１３１とロータリエンコーダ１４１とが軸方向に沿ってスライド移動自在に取り付けられ、一対のエンド部材Ｅ２によって抜け止めされている。これらのエンド部材Ｅ２は、スプライン軸１１３にスプライン嵌合し、突条１１４が形成された領域の両端部分でスプライン軸１１３に固定されている。したがって車輪１３１及びロータリエンコーダ１４１のスライド移動範囲は、突条１１４の形成領域に限られている。 The connecting rod 112 is a pipe-shaped member, and spline shafts 113 are press-fitted at both ends thereof. The connecting rod 112 and the spline shaft 113 are fixedly connected.
A single ridge 114 is formed on the outer peripheral surface of the spline shaft 113 along the axial direction. As shown in FIG. 5, the ridge 114 is formed from the tip end side of the spline shaft 113 to a region of about half.
A wheel 131 and a rotary encoder 141 are attached to the spline shaft 113 so as to be slidable along the axial direction, and are prevented from coming off by a pair of end members E2. These end members E2 are spline-fitted to the spline shaft 113 and fixed to the spline shaft 113 at both ends of the region where the ridges 114 are formed. Therefore, the slide movement range of the wheel 131 and the rotary encoder 141 is limited to the region where the ridge 114 is formed.

図６に示すように、ロータリエンコーダ１４１は、二軸を有する長円形の側面形状を有するハウジング１４２を備え、長円形をなす一方の軸の部分をスプライン軸１１３にスプライン嵌合させ、もう一方の軸の部分に入力軸１４３を有している。
ロータリエンコーダ１４１は、入力軸１４３に入力された回転数に応じた電気信号を出力する。回転翼機５１のハウジング５２に収納された制御回路３０１と通信線（図示せず）を介して接続されたロータリエンコーダ１４１は、出力する電気信号を制御回路３０１に送信する。
ロータリエンコーダ１４１のハウジング１４２には、スプライン軸１１３の先端側に向けてボス１４４が設けられている。ボス１４４もスプライン軸１１３にスプライン嵌合している。 As shown in FIG. 6, the rotary encoder 141 includes a housing 142 having an oval side shape having two axes, one of the oval shafts is spline-fitted to the spline shaft 113, and the other is spline-fitted. The shaft portion has an input shaft 143.
The rotary encoder 141 outputs an electric signal corresponding to the rotation speed input to the input shaft 143. The rotary encoder 141 connected to the control circuit 301 housed in the housing 52 of the rotorcraft 51 via a communication line (not shown) transmits an output electric signal to the control circuit 301.
The housing 142 of the rotary encoder 141 is provided with a boss 144 toward the tip end side of the spline shaft 113. The boss 144 is also spline-fitted to the spline shaft 113.

図７に示すように、ロータリエンコーダ１４１のボス１４４には、ハブ１３２が回転自在に嵌め込まれている。ハブ１３２はボス１４４よりも軸方向に短く、ボス１４４の先端部を露出させている。
ハブ１３２は外周面に突条１３３を一条備え、車輪１３１をスプライン嵌合させる。
またハブ１３２は一端に駆動歯車１３４を固定しており、この駆動歯車１３４は、ロータリエンコーダ１４１の入力軸１４３に固定された従動歯車１４５と噛合している。
したがって車輪１３１が回転するとハブ１３２が連れ回され、駆動歯車１３４が回転してその回転が従動歯車１４５を介してロータリエンコーダ１４１の入力軸１４３に伝達される。これによってロータリエンコーダ１４１は、車輪１３１の回転数に応じた電気信号を出力する。 As shown in FIG. 7, the hub 132 is rotatably fitted in the boss 144 of the rotary encoder 141. The hub 132 is shorter in the axial direction than the boss 144, exposing the tip of the boss 144.
The hub 132 is provided with one ridge 133 on the outer peripheral surface, and the wheel 131 is spline-fitted.
A drive gear 134 is fixed to one end of the hub 132, and the drive gear 134 meshes with a driven gear 145 fixed to the input shaft 143 of the rotary encoder 141.
Therefore, when the wheel 131 rotates, the hub 132 is rotated, the drive gear 134 rotates, and the rotation is transmitted to the input shaft 143 of the rotary encoder 141 via the driven gear 145. As a result, the rotary encoder 141 outputs an electric signal according to the rotation speed of the wheel 131.

図８及び図９に示すように、ハブ１３２には固定リング１４６が固定的に嵌め込まれ、前述したボス１４４の露出する先端部にはエンド部材Ｅ３が固定的に嵌め込まれている。固定リング１４６とエンド部材Ｅ３との間には隙間が開けられ、この隙間に車輪１３１が配置される。つまり車輪１３１は、ハブ１３２にスプライン嵌合した状態で、固定リング１４６とエンド部材Ｅ３との間に挟み込まれて取り付けられる。
したがって車輪１３１が回転すると、ハブ１３２と駆動歯車１３４とが一体的に回転し、駆動歯車１３４の回転に応じて従動歯車１４５及びロータリエンコーダ１４１の入力軸１４３も回転するのに対して、その他の部材、つまりロータリエンコーダ１４１のハウジング１４２、ボス１４４、スプライン軸１１３、及びコネクティングロッド１１２は回転しない。 As shown in FIGS. 8 and 9, the fixing ring 146 is fixedly fitted to the hub 132, and the end member E3 is fixedly fitted to the exposed tip of the boss 144 described above. A gap is opened between the fixing ring 146 and the end member E3, and the wheel 131 is arranged in this gap. That is, the wheel 131 is attached by being sandwiched between the fixing ring 146 and the end member E3 in a state where the wheel 131 is spline-fitted to the hub 132.
Therefore, when the wheel 131 rotates, the hub 132 and the drive gear 134 rotate integrally, and the driven gear 145 and the input shaft 143 of the rotary encoder 141 also rotate according to the rotation of the drive gear 134, whereas the other The members, namely the housing 142 of the rotary encoder 141, the boss 144, the spline shaft 113, and the connecting rod 112 do not rotate.

以上説明したロータリエンコーダ１４１は、回転翼機５１の進行方向左側の車輪１３１にのみ設けられている。進行方向右側の車輪１３１は、ハウジング１４２も含めてロータリエンコーダ１４１関連の部品が一切設けられておらず、スプライン軸１１３に車輪１３１をスプライン嵌合させ、車輪１３１の両側を位置止めした簡素な構造となっている。
あるいは別の実施の形態として、進行方向右側の車輪１３１は、例えばロータリエンコーダ１４１のハウジング１４２などの構造はそのままに、ロータリエンコーダ１４１の電気的な部品要素のみ設けない構造としてもよい。 The rotary encoder 141 described above is provided only on the wheel 131 on the left side in the traveling direction of the rotary wing aircraft 51. The wheel 131 on the right side in the traveling direction is not provided with any parts related to the rotary encoder 141 including the housing 142, and has a simple structure in which the wheel 131 is spline-fitted to the spline shaft 113 and both sides of the wheel 131 are positioned. It has become.
Alternatively, as another embodiment, the wheel 131 on the right side in the traveling direction may have a structure in which, for example, the structure such as the housing 142 of the rotary encoder 141 is maintained as it is, and only the electrical component elements of the rotary encoder 141 are not provided.

打音診断装置１５１について説明する。 The tapping sound diagnostic apparatus 151 will be described.

図１０及び図１１に示すように、コネクティングロッド１１２には打音診断装置１５１が取り付けられている。この打音診断装置１５１は、叩打部１５２と二つのマイクロフォン１５３とを備えている。
叩打部１５２は、回転翼機５１が検査対象となる建造物の壁面Ｗ（図１３参照）に車輪１３１を押し付けた状態で、壁面Ｗを叩打する装置である。 As shown in FIGS. 10 and 11, a tapping sound diagnostic device 151 is attached to the connecting rod 112. The tapping sound diagnostic device 151 includes a tapping unit 152 and two microphones 153.
The tapping unit 152 is a device for tapping the wall surface W with the wheels 131 pressed against the wall surface W (see FIG. 13) of the building to be inspected by the rotary wing aircraft 51.

叩打部１５２は、コネクティングロッド１１２に吊り下げられたフレーム１５４にソレノイド１５５を取り付け、このソレノイド１５５によってハンマー１５６を駆動する。ソレノイド１５５は、回転翼機５１の前進後進方向に沿って移動する可動鉄芯１５５ａを備え、この可動鉄芯１５５ａの先端に、支軸１５７に揺動自在に取り付けられたハンマー１５６のアーム１５８を回転自在に連結している。
ソレノイド１５５は、回転翼機５１のハウジング５２に収納された制御回路３０１及び電源回路（図示せず）に電気的に接続されている。そこでソレノイド１５５は、電源回路から通電されて可動鉄芯１５５ａを引き込むことによってアーム１５８を揺動させ、ハンマー１５６を駆動する。駆動されたハンマー１５６は、回転翼機５１の進行方向に向けて飛び出し、壁面Ｗを叩打する。ソレノイド１５５への通電を停止すれば、スプリング１５９の付勢力によって、ハンマー１５６は元の位置に復帰する。 The tapping portion 152 attaches a solenoid 155 to a frame 154 suspended from a connecting rod 112, and drives the hammer 156 by the solenoid 155. The solenoid 155 includes a movable iron core 155a that moves along the forward / reverse direction of the rotary wing aircraft 51, and an arm 158 of a hammer 156 that is swingably attached to a support shaft 157 is attached to the tip of the movable iron core 155a. It is rotatably connected.
The solenoid 155 is electrically connected to a control circuit 301 and a power supply circuit (not shown) housed in the housing 52 of the rotary wing aircraft 51. Therefore, the solenoid 155 is energized from the power supply circuit to pull in the movable iron core 155a to swing the arm 158 and drive the hammer 156. The driven hammer 156 pops out in the traveling direction of the rotary wing aircraft 51 and hits the wall surface W. When the energization of the solenoid 155 is stopped, the hammer 156 returns to the original position by the urging force of the spring 159.

一対のマイクロフォン１５３は、叩打部１５２を挟むようにしてコネクティングロッド１１２に固定されている。
このようなマイクロフォン１５３は、回転翼機５１のハウジング５２に収納された制御回路３０１に電気的に接続されており、叩打部１５２による壁面Ｗの打音を採取し、採取した音響信号を制御回路３０１に送信する。 The pair of microphones 153 are fixed to the connecting rod 112 so as to sandwich the tapping portion 152.
Such a microphone 153 is electrically connected to a control circuit 301 housed in the housing 52 of the rotary wing aircraft 51, collects the tapping sound of the wall surface W by the tapping portion 152, and controls the collected acoustic signal. Send to 301.

打音診断装置１５１において、叩打部１５２のフレーム１５４は、コネクティングロッド１１２に回転自在に取り付けられている。したがって回転翼機５１の飛行姿勢を傾斜状態とし、壁面Ｗに対して点検装置１１を傾斜させたような場合でも、叩打部１５２は、壁面Ｗに対して常に同じ姿勢をとる。
これに対してマイクロフォン１５３は、コネクティングロッド１１２に対して固定的に取り付けられているが、コネクティングロッド１１２の軸を中心とする回転方向への調節が可能となっている。したがって回転翼機５１の飛行姿勢を傾斜状態とし、壁面Ｗに対して点検装置１１を傾斜させて点検するような場合には、壁面Ｗに正対するようにマイクロフォン１５３の角度を調節することができる。 In the tapping sound diagnostic device 151, the frame 154 of the tapping portion 152 is rotatably attached to the connecting rod 112. Therefore, even when the flight attitude of the rotary wing aircraft 51 is tilted and the inspection device 11 is tilted with respect to the wall surface W, the tapping portion 152 always takes the same attitude with respect to the wall surface W.
On the other hand, although the microphone 153 is fixedly attached to the connecting rod 112, it can be adjusted in the rotation direction about the axis of the connecting rod 112. Therefore, when the flight attitude of the rotary wing aircraft 51 is tilted and the inspection device 11 is tilted with respect to the wall surface W for inspection, the angle of the microphone 153 can be adjusted so as to face the wall surface W. ..

吸収機構１６１について説明する。 The absorption mechanism 161 will be described.

コネクティングロッド１１２によって連結された一対のスライドジョイントＪ２は、スタッド１１１に沿ってスライド移動自在である。このときの方向は、壁面Ｗに対する回転翼機５１の近接離反方向である。
そこで本実施の形態では、スタッド１１１にコイルスプリングＳＰ１を嵌め込み、三方向ジョイントＪ１とスライドジョイントＪ２との間に介在させている。コイルスプリングＳＰ１は非圧縮状態で介在し、三方向ジョイントＪ１に対してスライドジョイントＪ２が近接したとき、ある時点から反発復元力を生ずるように設定されている。
また車輪１３１及びロータリエンコーダ１４１は、スプライン軸１１３において、一対のエンド部材Ｅ２の間の領域をスライド移動自在である。このときの方向は、水平方向である。
そこで本実施の形態では、スプライン軸１１３に一対のコイルスプリングＳＰ２を嵌め込み、車輪１３１及びロータリエンコーダ１４１と一対のエンド部材Ｅ２との間のそれぞれの領域に介在させている。車輪１３１及びロータリエンコーダ１４１が一対のエンド部材Ｅ２の間の中間位置に位置する中立時、これらのコイルスプリングＳＰ２は非圧縮状態で介在し、いずれか一方のエンド部材Ｅ２に車輪１３１及びロータリエンコーダ１４１が近接したとき、ある時点から反発復元力を生ずるように設定されている。
こうして吸収機構１６１が構成されている。 The pair of slide joints J2 connected by the connecting rod 112 are slidable along the stud 111. The direction at this time is the proximity separation direction of the rotary wing aircraft 51 with respect to the wall surface W.
Therefore, in the present embodiment, the coil spring SP1 is fitted into the stud 111 and is interposed between the three-way joint J1 and the slide joint J2. The coil spring SP1 is interposed in an uncompressed state, and is set to generate a repulsive restoring force from a certain point when the slide joint J2 is close to the three-way joint J1.
Further, the wheel 131 and the rotary encoder 141 are slidable in the region between the pair of end members E2 on the spline shaft 113. The direction at this time is the horizontal direction.
Therefore, in the present embodiment, a pair of coil springs SP2 are fitted into the spline shaft 113 and interposed in each region between the wheel 131 and the rotary encoder 141 and the pair of end members E2. When the wheel 131 and the rotary encoder 141 are located at an intermediate position between the pair of end members E2, these coil springs SP2 intervene in an uncompressed state, and the wheel 131 and the rotary encoder 141 are placed on one of the end members E2. It is set to generate a repulsive restoring force from a certain point when they are close to each other.
In this way, the absorption mechanism 161 is configured.

図１２に示すように、回転翼機５１のハウジング５２に収納された制御回路３０１は、回転翼機５１の駆動制御のための中核部品として、フライトコントローラ３１１を備えている。フライトコントローラ３１１は、リモコン２０１からの指令に応じて、六翼の回転翼ユニット５３に内蔵された六個のモータＭの回転数を制御し、回転翼機５１の飛行姿勢を決定づけるプロセッサである。
フライトコントローラ３１１には、ＥＳＣ３１２（Electronic Speed Controller）を介して個々のモータＭが接続されている。ＥＳＣ３１２は、モータＭと一対一で設けられ、フライトコントローラ３１１からの指令にしたがってモータＭの回転数を設定するように、モータＭに対する給電状態を制御する回路である。
フライトコントローラ３１１には、ジャイロセンサ３１３及び加速度センサ３１４も接続されている。これらのジャイロセンサ３１３及び加速度センサ３１４は、回転翼機５１の姿勢を検出し、フライトコントローラ３１１に伝達するセンサ類である。 As shown in FIG. 12, the control circuit 301 housed in the housing 52 of the rotary wing aircraft 51 includes a flight controller 311 as a core component for driving control of the rotary wing aircraft 51. The flight controller 311 is a processor that controls the rotation speeds of the six motors M built in the rotorcraft unit 53 of the six blades in response to a command from the remote controller 201 to determine the flight attitude of the rotorcraft 51.
Individual motors M are connected to the flight controller 311 via an ESC 312 (Electronic Speed Controller). The ESC 312 is a circuit that is provided one-to-one with the motor M and controls the power supply state to the motor M so as to set the rotation speed of the motor M according to a command from the flight controller 311.
A gyro sensor 313 and an acceleration sensor 314 are also connected to the flight controller 311. These gyro sensors 313 and acceleration sensors 314 are sensors that detect the attitude of the rotorcraft 51 and transmit it to the flight controller 311.

制御回路３０１は、建造物の点検装置１１を統合的に制御する中核部品として、ＣＰＵ３２１を備えている。フライトコントローラ３１１もＣＰＵ３２１に接続され、ＣＰＵ３２１による制御を受ける。
その他ＣＰＵ３２１には、コンピュータプログラムなどの固定データを格納するＥＥＰＲＯＭ３２２、そして可変データを書き換え自在に記憶してワークエリアとして使用されるＲＡＭ３２３も接続されている。ＣＰＵ３２１は、ＥＥＰＲＯＭ３２２に格納されたコンピュータプログラムにしたがい各種の演算処理を実行し、各部を集中的に制御する。
ＣＰＵ３２１にはまた、ロータリエンコーダ１４１のための入出力回路３２４、打音診断装置１５１が有する叩打部１５２のソレノイド１５５のための駆動回路３２５とマイクロフォン１５３のための入出力回路３２６、及び通信回路３２７も接続されている。
ロータリエンコーダ１４１のための入出力回路３２４は、ロータリエンコーダ１４１が検出した車輪１３１の回転数に関するアナログ信号を受信してデジタル信号に変換し、ＣＰＵ３２１でのデジタル処理に供する。
マイクロフォン１５３のための入出力回路３２６は、マイクロフォン１５３が採取したアナログの音響信号を受信してデジタル信号に変換し、ＣＰＵ３２１でのデジタル処理に供する。
通信回路３２７は、回転翼機５１を駆動制御するためのリモコン２０１との間で無線通信を確立し、リモコン２０１との間で無線による信号の送受信を実行するための回路である。
通信回路３２７は、外部コンピュータ（図示せず）との間の有線又は無線の通信もサポートしている。 The control circuit 301 includes a CPU 321 as a core component that integrally controls the inspection device 11 of the building. The flight controller 311 is also connected to the CPU 321 and is controlled by the CPU 321.
In addition, the CPU 321 is also connected to an EEPROM 322 that stores fixed data such as a computer program, and a RAM 323 that rewritably stores variable data and is used as a work area. The CPU 321 executes various arithmetic processes according to the computer program stored in the EEPROM 322, and centrally controls each unit.
The CPU 321 also has an input / output circuit 324 for the rotary encoder 141, a drive circuit 325 for the solenoid 155 of the tapping unit 152 of the tapping sound diagnostic device 151, an input / output circuit 326 for the microphone 153, and a communication circuit 327. Is also connected.
The input / output circuit 324 for the rotary encoder 141 receives an analog signal related to the rotation speed of the wheel 131 detected by the rotary encoder 141, converts it into a digital signal, and uses it for digital processing in the CPU 321.
The input / output circuit 326 for the microphone 153 receives the analog acoustic signal collected by the microphone 153, converts it into a digital signal, and uses it for digital processing in the CPU 321.
The communication circuit 327 is a circuit for establishing wireless communication with the remote controller 201 for driving and controlling the rotorcraft 51 and executing wireless signal transmission / reception with the remote controller 201.
Communication circuit 327 also supports wired or wireless communication with an external computer (not shown).

作用効果について説明する。 The action and effect will be described.

スタンド５７によって地上Ｇで自立している点検装置１１の回転翼機５１を飛行させるには、リモコン２０１を操作し、右側のスティック２０３Ｒを前方に倒す（図２、図３参照）。
リモコン２０１の操作信号は通信回路３２７を介して制御回路３０１に取り込まれ、ＣＰＵ３２１は、取り込んだ操作信号をフライトコントローラ３１１に伝達する。フライトコントローラ３１１は、リモコン２０１の操作信号に基づいて個々のＥＳＣ３１２に指令を発し、これによって個々のモータＭが駆動制御される。したがって、回転翼機５１は、リモコン２０１の指令に応じた姿勢となる。
そこで右側のスティック２０３Ｒが前方に倒されると、点検装置１１は、自律位置から垂直に上昇する。 In order to fly the rotary wing aircraft 51 of the inspection device 11 that is self-supporting on the ground G by the stand 57, the remote controller 201 is operated and the stick 203R on the right side is tilted forward (see FIGS. 2 and 3).
The operation signal of the remote controller 201 is taken into the control circuit 301 via the communication circuit 327, and the CPU 321 transmits the taken-in operation signal to the flight controller 311. The flight controller 311 issues a command to each ESC 312 based on the operation signal of the remote controller 201, whereby the individual motors M are driven and controlled. Therefore, the rotary wing aircraft 51 is in a posture corresponding to the command of the remote controller 201.
Then, when the stick 203R on the right side is tilted forward, the inspection device 11 rises vertically from the autonomous position.

壁面Ｗの点検処理は、次の手順を踏んで行われる。 The inspection process of the wall surface W is performed according to the following procedure.

［手順Ａ］
図１３又は図１４に示すように、回転翼機５１をリモコン２０１による遠隔操作によって飛行させ、点検対象となる建造物の壁面Ｗに、回転翼機５１に装着された検出構造体１０１が有する一対の車輪１３１を押し付ける。
このときリモコン２０１を操作する操作者は、点検装置１１の回転翼機５１を垂直に上昇させたならば、左側のスティック２０３Ｌを前方に倒して前進させ、一対の車輪１３１が壁面Ｗに突き当たったならば、スティック２０３Ｌを中立位置に戻す（図２、図３参照）。
一対の車輪１３１を突き当てる壁面Ｗの位置、つまり壁面Ｗ上における車輪１３１の押し当て位置は、点検開始位置ＢＰとして予め決められた位置である。この点検開始位置ＢＰは、後述する手順Ｃにおいて実行される壁面Ｗの点検を開始する位置であり、人為的に定められた絶対的な点検起点となる。 [Procedure A]
As shown in FIG. 13 or 14, the rotary wing aircraft 51 is flown by remote control by the remote controller 201, and a pair of detection structures 101 mounted on the rotary wing aircraft 51 is attached to the wall surface W of the building to be inspected. Press the wheel 131 of.
At this time, when the operator operating the remote controller 201 vertically raises the rotary wing aircraft 51 of the inspection device 11, the stick 203L on the left side is tilted forward to move forward, and the pair of wheels 131 hit the wall surface W. Then, the stick 203L is returned to the neutral position (see FIGS. 2 and 3).
The position of the wall surface W on which the pair of wheels 131 abuts, that is, the pressing position of the wheels 131 on the wall surface W is a predetermined position as the inspection start position BP. This inspection start position BP is a position where the inspection of the wall surface W executed in the procedure C described later is started, and is an artificially determined absolute inspection starting point.

［手順Ｂ］
一対の車輪１３１を壁面Ｗに押し付けたまま、回転翼機５１を上昇又は下降させて上下方向に移動させる。
図１３は、回転翼機５１を上昇させて点検を行う一例を示している。このときリモコン２０１を操作する操作者は、右側のスティック２０３Ｒを前方に倒す（図２、図３参照）。これによって回転翼機５１は上昇する。
図１４は、回転翼機５１を下降させて点検を行う一例を示している。このときリモコン２０１を操作する操作者は、右側のスティック２０３Ｒを手前に倒す（図２、図３参照）。これによって回転翼機５１は下降する。
実施に際しては、図１３に示すように回転翼機５１を上昇させて点検を行うようにしても、図１４に示すように回転翼機５１を下降させて点検を行うようにしても、いずれでもよい。回転翼機５１が上昇したのか下降したのかは、車輪１３１の回転を検出するロータリエンコーダ１４１の出力信号に基づいて判定が可能である。 [Procedure B]
While pressing the pair of wheels 131 against the wall surface W, the rotary wing aircraft 51 is raised or lowered to move in the vertical direction.
FIG. 13 shows an example in which the rotary wing aircraft 51 is raised for inspection. At this time, the operator who operates the remote controller 201 tilts the stick 203R on the right side forward (see FIGS. 2 and 3). As a result, the rotary wing aircraft 51 rises.
FIG. 14 shows an example in which the rotary wing aircraft 51 is lowered for inspection. At this time, the operator who operates the remote controller 201 tilts the stick 203R on the right side toward you (see FIGS. 2 and 3). As a result, the rotary wing aircraft 51 descends.
In the implementation, either the rotary wing aircraft 51 is raised as shown in FIG. 13 for inspection, or the rotary wing aircraft 51 is lowered as shown in FIG. 14 for inspection. good. Whether the rotorcraft 51 has risen or lowered can be determined based on the output signal of the rotary encoder 141 that detects the rotation of the wheel 131.

［手順Ｃ］
回転翼機５１の上下方向への移動の間、車輪１３１の回転をロータリエンコーダ１４１によって検出する。また打音診断装置１５１のハンマー１５６によって壁面Ｗを連続的に叩打し、その際の打音をマイクロフォン１５３によって採取する。
これによって壁面Ｗの診断位置に診断結果を対応づけて認識することが可能となる。
つまり制御回路３０１のＣＰＵ３２１は、打音診断装置１５１を予め決められた間隔で駆動してハンマー１５６で壁面Ｗを叩打させ、このときの打音をマイクロフォン１５３で採取する。採取した打音は、入出力回路３２６でデジタル変換され、例えばＲＡＭ３２３に一時的に記録される。こうして一時記憶した打音のデジタル音響データは、例えば通信回路３２７を介して外部コンピュータに送信される。
このときＣＰＵ３２１は、一例として、ロータリエンコーダ１４１が検出して入出力回路３２４によってデジタル変換された車輪１３１の回転数のデータに基づいて、点検装置１１が壁面Ｗを移動した距離を求める。そしてマイクロフォン１５３による打音の採取タイミングでの距離を算出し、これを当該打音のデジタル音響データにリンクづけて記憶する。
したがってＲＡＭ３２３に一時的に記憶され、外部コンピュータに転送される打音のデジタル音響データには、点検装置１１が壁面Ｗを移動した距離のデータがリンクづけられることになる。
そこで外部コンピュータは、個々の打音のデジタル音響データの絶対位置を求めることができる。点検装置１１の始動開始位置は、既知の絶対的起点となっているからである。
以上の処理によって、もしも打音のデジタル音響データに不良を発見した場合、壁面Ｗ中のどの位置に不良があるのかを知ることが可能となる。
［手順Ｄ］
回転翼機５１の上下方向への移動の間、車輪１３１と回転翼機５１との間の変位を許容して弾性的に受け止める。つまり吸収機構１６１によって車輪１３１に対する回転翼機５１の位置ずれを吸収する。
この出願の発明者等が実験した結果、点検対象となる壁面Ｗに車輪１３１を押し付けたまま回転翼機５１を遠隔操作により移動させる場合、回転翼機５１と車輪１３１との間の位置が固定的に定められているとするならば、その作業は相当に難易度が高いことが判明した。
これに対して本実施の形態では、吸収機構１６１によって、車輪１３１に対する回転翼機５１の位置ずれが吸収される。このため飛行中の回転翼機５１が不安定な状態になったとしても、回転翼機５１の飛行状態が振れの影響を車輪１３１に及ぼさないようにすることが可能となる。
したがって本実施の形態の点検装置１１によれば、微妙な遠隔操作を要することなく、壁面Ｗに押し付けた車輪１３１を壁面Ｗから離反させずに回転翼機５１を移動させ、車輪１３１の回転をロータリエンコーダ１４１で正しく検出することができる。その結果、打音診断装置１５１による不良検知の精度を向上させることができ、またＧＰＳ衛星からの電波が届きにくい場所でも、不良発見場所の位置情報を正しく得ることができる。 [Procedure C]
During the vertical movement of the rotorcraft 51, the rotation of the wheels 131 is detected by the rotary encoder 141. Further, the wall surface W is continuously tapped by the hammer 156 of the tapping sound diagnostic device 151, and the tapping sound at that time is collected by the microphone 153.
This makes it possible to associate the diagnosis result with the diagnosis position of the wall surface W and recognize it.
That is, the CPU 321 of the control circuit 301 drives the tapping sound diagnostic device 151 at predetermined intervals to strike the wall surface W with the hammer 156, and collects the tapping sound at this time with the microphone 153. The collected tapping sound is digitally converted by the input / output circuit 326 and temporarily recorded in, for example, RAM 323. The digital acoustic data of the tapping sound temporarily stored in this way is transmitted to an external computer via, for example, the communication circuit 327.
At this time, as an example, the CPU 321 obtains the distance that the inspection device 11 has moved on the wall surface W based on the data of the rotation speed of the wheel 131 detected by the rotary encoder 141 and digitally converted by the input / output circuit 324. Then, the distance at the timing of collecting the tapping sound by the microphone 153 is calculated, and this is linked to the digital acoustic data of the tapping sound and stored.
Therefore, the digital acoustic data of the tapping sound temporarily stored in the RAM 323 and transferred to the external computer is linked with the data of the distance that the inspection device 11 has moved on the wall surface W.
Therefore, the external computer can obtain the absolute position of the digital acoustic data of each tapping sound. This is because the starting start position of the inspection device 11 is a known absolute starting point.
Through the above processing, if a defect is found in the digital acoustic data of the tapping sound, it is possible to know at which position in the wall surface W the defect is.
[Procedure D]
During the vertical movement of the rotorcraft 51, the displacement between the wheels 131 and the rotorcraft 51 is allowed and elastically received. That is, the absorption mechanism 161 absorbs the displacement of the rotary wing aircraft 51 with respect to the wheel 131.
As a result of experiments by the inventors of this application, when the rotary wing aircraft 51 is moved by remote operation while the wheels 131 are pressed against the wall surface W to be inspected, the position between the rotary wing aircraft 51 and the wheels 131 is fixed. If so, the task turned out to be quite difficult.
On the other hand, in the present embodiment, the absorption mechanism 161 absorbs the displacement of the rotary wing aircraft 51 with respect to the wheels 131. Therefore, even if the rotary wing aircraft 51 becomes unstable during flight, it is possible to prevent the flight state of the rotary wing aircraft 51 from affecting the wheels 131 due to the influence of the runout.
Therefore, according to the inspection device 11 of the present embodiment, the rotary wing machine 51 is moved without separating the wheel 131 pressed against the wall surface W from the wall surface W without requiring a delicate remote control, and the wheel 131 is rotated. It can be detected correctly by the rotary encoder 141. As a result, the accuracy of defect detection by the tapping sound diagnostic device 151 can be improved, and the position information of the defect detection location can be correctly obtained even in a location where radio waves from GPS satellites are difficult to reach.

本実施の形態によれば、車輪１３１と回転翼機５１との間の変位は、壁面Ｗに対する回転翼機５１の近接離反方向と水平方向との二方向で許容される。したがっていずれの方向に回転翼機５１が振れたとしても、その振れの影響を車輪１３１に及ぼさないようにすることができる。 According to the present embodiment, the displacement between the wheel 131 and the rotorcraft 51 is allowed in two directions, the proximity separation direction and the horizontal direction of the rotorcraft 51 with respect to the wall surface W. Therefore, even if the rotary wing aircraft 51 swings in any direction, the influence of the swing can be prevented from affecting the wheels 131.

図１３に例示した壁面Ｗの点検手法は、回転翼機５１を傾斜させず、回転翼機５１を垂直移動及び水平移動のみさせて壁面Ｗを点検する一例を示している。これに対して高架橋の架橋部分の上方部分やトンネル内など、点検装置１１の全体姿勢を傾斜させなければならなかったり、傾斜させた方がやり易かったりする場合がある。
このような場合でも、打音診断装置１５１は壁面Ｗに正対させることが望ましい。
これに対して本実施の形態では、叩打部１５２のフレーム１５４は、コネクティングロッド１１２の回転自在に取り付けられているので、回転翼機５１の飛行姿勢を傾斜状態とし、壁面Ｗに対して点検装置１１を傾斜させたような場合であっても、壁面Ｗに対して叩打部１５２を常に正対させることができる。
またマイクロフォン１５３は、コネクティングロッド１１２の軸を中心とする回転方向に角度の調節が可能であるので、回転翼機５１の飛行姿勢を傾斜状態とし、壁面Ｗに対して点検装置１１を傾斜させて点検するような場合には、壁面Ｗに正対するようにマイクロフォン１５３の角度を調節することができる。 The method for inspecting the wall surface W illustrated in FIG. 13 shows an example in which the rotary wing aircraft 51 is inspected by moving the rotary wing aircraft 51 only vertically and horizontally without tilting the rotary wing aircraft 51. On the other hand, it may be necessary to incline the overall posture of the inspection device 11, such as in the upper portion of the bridge portion of the viaduct or in the tunnel, or it may be easier to incline.
Even in such a case, it is desirable that the tapping sound diagnostic device 151 faces the wall surface W.
On the other hand, in the present embodiment, since the frame 154 of the tapping portion 152 is rotatably attached to the connecting rod 112, the flight attitude of the rotary wing aircraft 51 is set to an inclined state, and the inspection device is inspected with respect to the wall surface W. Even when the eleven is tilted, the striking portion 152 can always face the wall surface W.
Further, since the angle of the microphone 153 can be adjusted in the rotation direction about the axis of the connecting rod 112, the flight posture of the rotorcraft 51 is set to an inclined state, and the inspection device 11 is inclined with respect to the wall surface W. In the case of inspection, the angle of the microphone 153 can be adjusted so as to face the wall surface W.

実施に際して、各種の変形や変更が許容される。 Various deformations and changes are allowed during implementation.

１１点検装置
５１回転翼機
１３１車輪
１４１ロータリエンコーダ
１５１打音診断装置
１６１吸収機構
Ｗ壁面 11 Inspection device 51 Rotorcraft 131 Wheel 141 Rotary encoder 151 Striking sound diagnostic device 161 Absorption mechanism W Wall surface

Claims

A small rotorcraft is flown by remote control, and the rotorcraft is rotatably installed around the horizontal axis at a position symmetrical with respect to the center line in the traveling direction on the wall surface of the building to be inspected. The process of pressing the pair of wheels
A step of raising or lowering the rotary wing aircraft to move it in the vertical direction while pressing the pair of wheels against the wall surface.
During the vertical movement of the rotorcraft, the rotation of the wheels is detected by the rotary encoder, and the position is fixed with respect to the rotation center of these wheels at the position between the pair of wheels. The process of continuously tapping the wall surface with the tapping sound diagnostic device and collecting the tapping sound at that time,
A step of allowing a displacement between the wheel and the rotorcraft and elastically receiving the displacement during the vertical movement of the rotorcraft.
A method of inspecting a building, which is characterized by being equipped with.

The displacement between the wheel and the rotorcraft is allowed in two directions, the proximity separation direction and the horizontal direction of the rotorcraft with respect to the wall surface.
The method for inspecting a building according to claim 1, wherein the building is inspected.

A step of setting an angle around the horizontal axis of the tapping sound diagnostic device is further provided.
The method for inspecting a building according to claim 1 or 2, wherein the building is inspected.

With a small rotary wing aircraft that can be operated remotely
The rotorcraft is rotatably provided around a horizontal axis, and is positioned symmetrically with respect to the center line in the traveling direction of the rotorcraft, and is a vertical projection plane on the front side of the rotorcraft in the traveling direction. A pair of wheels that are at least partly positioned outside
A rotary encoder that detects the rotation of the wheel,
Positioned between the pair of wheels, the position is fixed with respect to the center of rotation of these wheels, and the wall surface is struck with the pair of wheels pressed against the wall surface of the building to be inspected. , A tapping sound diagnostic device that collects the tapping sound at that time,
An absorption mechanism that allows displacement between the wheel and the rotorcraft and elastically receives it.
A building inspection device characterized by being equipped with.

The absorption mechanism allows displacement of the rotorcraft with respect to the wall surface in two directions, a proximity separation direction and a horizontal direction.
The building inspection device according to claim 4.

The tapping sound diagnostic device is provided with a variable angle around the horizontal axis.
The building inspection device according to claim 4 or 5.