JP6990612B2 - 無人飛行検査機の組立方法及び無人飛行検査機を用いた検査対象物の検査方法 - Google Patents

Description

本開示は、無人飛行検査機の組立方法及び無人飛行検査機を用いた検査対象物の検査方法に関する。

近年、ドローンと称されるプロペラ式の無人飛行機の種々の用途での利用が推進されており、例えば、特許文献１には、無人飛行機の外側にバンパーを設けた構成が開示されている。

米国特許第９０６１５５８号明細書

ところで、上記のような無人飛行機に検査装置を搭載し、ボイラ火炉等の検査対象物の内壁面を検査することができれば検査を効率的に行うことができる。
しかし、一般に、ボイラ火炉に設けられた開口部（マンホール）は人がかろうじて通れる程度の小さなものであり、上記特許文献１に記載されたようなバンパー構造を備えた無人飛行検査機は、開口部からボイラ火炉の内部に運び込むことが困難であり、仮に開口部を通過できる大きさとした場合は、飛行時間や可搬重量等の飛行性能が低下するため、検査に支障が出る虞がある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、検査に影響を及ぼすことなく、検査対象物の内部に持ち込んで検査可能な無人飛行検査機、及び、無人飛行検査機を用いた検査方法を提供することを目的とする。

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る無人飛行検査機の組立方法は、
検査対象物の開口部から前記検査対象物内に、本体及び前記本体に回転可能に取り付けられた少なくとも１つのプロペラを有する無人飛行機と、前記本体に取り付けられる外枠と、前記無人飛行機に搭載される検査装置と、を備えた無人飛行検査機を、少なくとも前記外枠を複数の外枠構成体に分解した状態で搬入するステップと、
複数の前記外枠構成体の何れか一つの内側に前記無人飛行機が配置された状態で、複数の前記外枠構成体の各々を分割可能に連結して前記外枠を構成するステップと、
を備える。

上記（１）の方法によれば、組み立てられた状態では検査対象物に設けられた開口部を通過できない大きさの無人飛行検査機であっても、少なくとも外枠を分解した状態で開口部を通過させることができる検査対象物に対しては、分解した外枠構成体を開口部から搬入したり搬出したりすることができる。よって、開口部よりもサイズの大きな外枠を有する無人飛行検査機を検査対象物内に持ち込んで検査することができる。また、外枠は外枠構成体の単位に組み立てた状態で開口部を通過させることができるから、開口部の通過に際して少なくとも外枠の分解又は組立時間の短縮を図ることができる。さらに、外枠が分解及び組立て可能で繰り返し再利用できることにより、無人飛行検査機を用いた検査対象物内の検査において、検査の度に外枠を廃棄したり新たに製造したりする必要がなく、検査コストを大幅に抑制することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記外枠は、互いに直交する２以上の軸を含むジンバル機構を介して前記本体に取り付けられ、
複数の前記外枠構成体を連結するステップでは、前記ジンバル機構の内側に前記無人飛行機を配置してもよい。

上記（２）の方法によれば、無人飛行機の本体がジンバル機構を介して外枠に連結される。よって、姿勢安定性に優れ検査に適した無人飛行検査機を得ることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の方法において、
前記外枠構成体は、第１半球状体及び第２半球状体を含み、
複数の前記外枠構成体を連結するステップでは、前記第１半球状体と前記第２半球状体とを分割可能に連結して球状の前記外枠を構成してもよい。

上記（３）の方法によれば、外枠を球状に構成したことにより、外枠に対する任意の方向からの衝撃を分散させることができるから、無人飛行機を衝撃から適切に保護することができる。また、外枠が第１半球状体及び第２半球状体という二つの外枠構成体、すなわち最小の分割単位で構成されるから、検査対象物の開口部を通過可能でありつつ、外枠の分解又は組み立ての際の工数を可能な限り抑制し、工期を短縮することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れか一つに記載の方法において、
複数の前記外枠構成体を連結するステップでは、
各々が球状多面体の縁を画定するように配置された梁を含む前記外枠構成体における複数の前記梁の端部を、前記球状多面体の頂部でそれぞれ分割可能に締結して前記外枠を構成してもよい。

上記（４）の方法によれば、外枠が球状多面体の縁を確定する梁で構成されることにより、軽量化を図りつつ耐衝撃性に優れた外枠を形成することができる。また、強度を確保しつつ十分に細い梁を採用することにより、外枠内外の通気性に優れ、プロペラによる浮力や推力を可能な限り阻害しない外枠を備えた無人飛行検査機を得ることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（４）の何れか一つに記載の方法において、
複数の前記外枠構成体を連結するステップでは、
ねじ又はボルト・ナットを含む締結部材により複数の前記外枠構成体を連結してもよい。

上記（５）の方法によれば、締結部材を締結したり緩めたりするという簡易な方法で外枠の分解又は組立て作業を容易に実現することができる。よって、少なくとも外枠の分解又は組立てに要する時間を大幅に短縮することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、
前記外枠は、前記無人飛行機の両側に回転可能に配置され、各々の回転軸方向に相互に離間した少なくとも一対の回転体と、前記一対の回転体を同軸に連結する連結軸とを含み、
前記外枠構成体は、前記回転体を少なくとも径方向に分割した複数の円弧部を含み、
複数の前記外枠構成体を連結するステップでは、
前記円弧部を分割可能に連結して前記回転体を構成してもよい。

上記（６）の方法によれば、組み立てられた状態では検査対象物に設けられた開口部を通過できない大きさの無人飛行検査機であっても、少なくとも外枠を分解した状態で開口部を通過させることができる検査対象物に対しては、分解した外枠構成体を開口部から搬入したり搬出したりすることができる。その際、回転体は径方向に分割して円弧部として開口部から搬入及び搬出することができる。つまり、例えば、組み立てられた状態では開口部よりも大きな径を有し該開口部を通過できない回転体を、複数の円弧部に分解して検査対象物内に持ち込み、無人飛行検査機に用いることができる。

（７）本開示の少なくとも一実施形態に係る検査方法は、
上記（１）～（６）の何れか１つに記載の無人飛行検査機の組立方法を用いて前記検査対象物の内部で前記無人飛行検査機を組み立てるステップと、
組み立てられた前記無人飛行検査機を用いて前記検査対象物内を検査するステップと、
を備える。

上記（７）の方法によれば、上記（１）で述べたように、開口部よりもサイズの大きな外枠を有する無人飛行検査機を検査対象物内に持ち込んで検査することができる。また、外枠は外枠構成体の単位に組み立てた状態で開口部を通過させることができるから、開口部の通過に際して少なくとも外枠の分解又は組立時間の短縮を図ることができる。さらに、外枠が分解及び組立て可能で繰り返し再利用できることにより、無人飛行検査機を用いた検査対象物内の検査において、検査の度に外枠を廃棄したり新たに製造したりする必要がなく、検査コストを大幅に抑制することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の方法において、
前記検査対象物内で少なくとも前記外枠を複数の前記外枠構成体に分解するステップと、
前記開口部を介して前記外枠構成体を前記検査対象物の前記開口部から搬出するステップと、をさらに備えていてもよい。

上記（８）の方法によれば、検査対象物内の検査後に、外枠が複数の外枠構成体に分解されて開口部から搬出される。搬出された外枠構成体は、次回の検査において再度、開口部から搬入可能であり、外枠に組み立てることができるから、検査の度に外枠を廃棄したり新たに製造したりする必要がなく、検査コストを大幅に低減することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の方法において、
少なくとも組み立てられた状態の前記外枠が前記開口部より大寸法であり、
前記検査対象物の前記開口部を通過させる際に、前記開口部の寸法に応じて前記外枠構成体を変形させるステップをさらに備えていてもよい。

上記（９）の方法によれば、検査対象物に設けられた開口部を通過できない大きさの外枠構成体であっても、少なくとも開口部の寸法に応じて変形させた状態で開口部を通過させることができる検査対象物に対して、変形させた状態の外枠構成体を開口部から搬入したり搬出したりすることができる。よって、変形させずに開口部を通過可能な外枠構成体を採用するよりも、外枠全体の大きさを大きく確保できるため、例えば、搭載性や可搬性を向上させた無人飛行検査機を用いることができるため、検査の自由度や精度の向上を図ることができる。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、検査に影響を及ぼすことなく、検査対象の内部に持ち込んで検査可能な無人飛行検査機、及び、無人飛行検査機を用いた検査対象物の検査方法を提供することができる。

一実施形態における無人飛行検査機を概略的に示す正面図である。 一実施形態に係る無人飛行検査機の組立方法を示すフローチャートである。 一実施形態における無人飛行検査機を概略的に示す図である。 他の実施形態に係る無人飛行検査機の組立方法を示すフローチャートである。 一実施形態における無人飛行検査機と開口部とを示す図である。 他の実施形態における無人飛行検査機と開口部とを示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、一実施形態に係る無人飛行検査を概略的に示す正面図である。図２は、一実施形態に係る無人飛行検査機の組立方法を示すフローチャートである。
図１及び図２に非限定的に例示するように、本開示の少なくとも一実施形態に係る無人飛行検査機の組立方法は、例えば、検査対象物５０の開口部５１（図５及び図６参照）から検査対象物５０内に、本体３及び本体３に回転可能に取り付けられた少なくとも１つのプロペラ４を有する無人飛行機２と、本体３に取り付けられる外枠１０と、無人飛行機２に搭載される検査装置５と、を備えた無人飛行検査機１を、少なくとも外枠１０を複数の外枠構成体１１に分解した状態で搬入する工程（ステップＳ１０）と、複数の外枠構成体１１の何れか一つの内側に無人飛行機２が配置された状態で、複数の外枠構成体１１の各々を分割可能に連結して外枠１０を構成する工程（ステップＳ２０）と、を備えている。

上記の方法によれば、組み立てられた状態では検査対象物５０に設けられた開口部５１を通過できない大きさの無人飛行検査機１であっても、少なくとも外枠１０を分解した状態で開口部５１を通過させることができる検査対象物５０に対しては、分解した外枠構成体１１を開口部５１から搬入したり搬出したりすることができる。よって、開口部５１よりもサイズの大きな外枠１０を有する無人飛行検査機１を検査対象物５０内に持ち込んで検査することができる。また、外枠１０は外枠構成体１１の単位に組み立てた状態で開口部５１を通過させることができるから、開口部５１の通過に際して少なくとも外枠１０の分解又は組立時間の短縮を図ることができる。さらに、外枠１０が分解及び組立て可能で繰り返し再利用できることにより、無人飛行検査機１を用いた検査対象物５０内の検査において、検査の度に外枠を廃棄したり新たに製造したりする必要がなく、検査コストを大幅に抑制することができる。

幾つかの実施形態では、上記の方法において、外枠１０は、互いに直交する２以上の軸２１を含むジンバル機構２０を介して本体３に取り付けられ、複数の外枠構成体１１を連結する工程（ステップＳ２０）では、ジンバル機構２０の内側に無人飛行機２を配置してもよい（図１参照）。

上記の方法によれば、無人飛行機２の本体３がジンバル機構２０を介して外枠１０に連結される。よって、姿勢安定性に優れ検査に適した無人飛行検査機１を得ることができる。

幾つかの実施形態では、上記の何れかに記載の方法において、外枠構成体１１は、第１半球状体１２及び第２半球状体１３を含み、複数の外枠構成体１１を連結する工程（ステップＳ２０）では、第１半球状体１２と第２半球状体１３とを分割可能に連結して球状の外枠１０を構成してもよい（図１及び図３参照）。

上記の方法によれば、外枠１０を球状に構成したことにより、外枠１０に対する任意の方向からの衝撃を分散させることができるから、無人飛行機２を衝撃から適切に保護することができる。また、外枠１０が第１半球状体１２及び第２半球状体１３という二つの外枠構成体１１、すなわち最小の分割単位で構成されるから、検査対象物５０の開口部５１を通過可能でありつつ、外枠１０の分解又は組み立ての際の工数を可能な限り抑制し、工期を短縮することができる。

幾つかの実施形態では、上記何れか一つに記載の方法において、複数の外枠構成体１１を連結する工程（ステップＳ２０）では、各々が球状多面体１５の縁を画定するように配置された梁１６を含む外枠構成体１１における複数の梁１６の端部１８を、球状多面体１５の頂部１９でそれぞれ分割可能に締結して外枠１０を構成してもよい（図１及び図３参照）。

上記の方法によれば、外枠１０が球状多面体１５の縁を確定する梁１６で構成されることにより、軽量化を図りつつ耐衝撃性に優れた外枠１０を形成することができる。また、強度を確保しつつ十分に細い梁１６を採用することにより、外枠１０内外の通気性に優れ、プロペラ４による浮力や推力を可能な限り阻害しない外枠１０を備えた無人飛行検査機１を得ることができる。

幾つかの実施形態では、上記何れか一つに記載の方法において、複数の外枠構成体１１を連結する工程（ステップＳ２０）では、ねじ又はボルト・ナットを含む締結部材３０により複数の外枠構成体１１を連結してもよい。

上記の方法によれば、締結部材を締結したり緩めたりするという簡易な方法で外枠１０の分解又は組立て作業を容易に実現することができる。よって、少なくとも外枠１０の分解又は組立てに要する時間を大幅に短縮することができる。

幾つかの実施形態では、上記の方法において、外枠１０は、無人飛行機２の両側に回転可能に配置され、各々の回転軸方向に相互に離間した少なくとも一対の回転体と、一対の回転体を同軸に連結する連結軸２１とを含んでもよく、外枠構成体１１は、回転体を少なくとも径方向に分割した複数の円弧部を含んでもよい（例えば図６参照）。
回転体は、例えば車輪のような環状体であってもよい。
そして、複数の外枠構成体１１を連結する工程（ステップＳ２０）では、円弧部を分割可能に連結して回転体を構成してもよい。

上記方法によれば、組み立てられた状態では検査対象物５０に設けられた開口部５１を通過できない大きさの無人飛行検査機１であっても、少なくとも外枠１０を分解した状態で開口部５１を通過させることができる検査対象物５０に対しては、分解した外枠構成体１１を開口部５１から搬入したり搬出したりすることができる。その際、回転体は径方向に分割して円弧部として開口部５１から搬入及び搬出することができる。つまり、例えば、組み立てられた状態では開口部５１よりも大きな径を有し該開口部５１を通過できない回転体を、複数の円弧部に分解して検査対象物５０内に持ち込み、無人飛行検査機１に用いることができる。

本開示の少なくとも一実施形態に係る無人飛行検査機を用いた検査対象物の検査方法は、例えば、図４に非限定的に例示するように、本開示の上記何れか１つに記載の無人飛行検査機の組立方法を用いて検査対象物５０としてのボイラ５０Ａの内部で無人飛行検査機１を組み立てる工程（ステップＳ３０）と、組み立てられた無人飛行検査機１を用いてボイラ５０Ａ内を検査する工程（ステップＳ４０）と、を備えている。

上記方法によれば、開口部５１よりもサイズの大きな外枠１０を有する無人飛行検査機１を検査対象物５０内に持ち込んで検査することができる。また、外枠１０は外枠構成体１１の単位に組み立てた状態で開口部５１を通過させることができるから、開口部５１の通過に際して少なくとも外枠１０の分解又は組立時間の短縮を図ることができる。さらに、外枠１０が分解及び組立て可能で繰り返し再利用できることにより、無人飛行検査機１を用いた検査対象物５０内の検査において、検査の度に外枠１０を廃棄したり新たに製造したりする必要がなく、検査コストを大幅に抑制することができる。

幾つかの実施形態では、上記の検査方法において、ボイラ５０Ａ内で少なくとも外枠１０を複数の外枠構成体１１に分解する工程（ステップＳ５０）と、開口部５１を介して外枠構成体１１をボイラ５０Ａの開口部５１から搬出する工程（ステップＳ６０）と、をさらに備えていてもよい。

上記の方法によれば、ボイラ５０Ａ内の検査後に、外枠１０が複数の外枠構成体１１に分解されて開口部５１から搬出される。搬出された外枠構成体１１は、次回の検査において再度、開口部５１から搬入可能であり、外枠１０に組み立てることができるから、検査の度に外枠１０を廃棄したり新たに製造したりする必要がなく、検査コストを大幅に低減することができる。

幾つかの実施形態では、上記の何れかに記載の検査方法において、少なくとも組み立てられた状態の外枠１０が開口部５１より大寸法であり、ボイラ５０Ａの開口部５１を通過させる際に、開口部素の寸法に応じて外枠構成体１１を変形させる工程（ステップＳ５５）をさらに備えていてもよい。

上記方法によれば、検査対象物５０に設けられた開口部５１を通過できない大きさの外枠構成体１１であっても、少なくとも開口部５１の寸法に応じて変形させた状態で開口部５１を通過させることができる検査対象物５０に対して、変形させた状態の外枠構成体１１を開口部５１から搬入したり搬出したりすることができる。よって、変形させずに開口部５１を通過可能な外枠構成体１１を採用するよりも、外枠１０全体の大きさを大きく確保できるため、例えば、搭載性や可搬性を向上させた無人飛行検査機１を用いることができるため、検査の自由度や精度の向上を図ることができる。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、検査に影響を及ぼすことなく、検査対象の内部に持ち込んで検査可能な無人飛行検査機、及び、無人飛行検査機を用いたボイラの検査方法を提供される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 無人飛行検査機
２ 無人飛行機
３ 本体
４ プロペラ
５ 検査装置
１０ 外枠
１１ 外枠構成体
１２ 第１半球状体
１３ 第２半球状体
１５ 球状多面体
１６ 梁
１８ 端部
１９ 頂部
２０ ジンバル機構
２１ 軸
３０ 締結部材
５０ 検査対象物
５０Ａ ボイラ
５１ 開口部
６１ 伝熱管

Claims (6)

1. 検査対象物の開口部から前記検査対象物内に、本体及び前記本体に回転可能に取り付けられた少なくとも１つのプロペラを有する無人飛行機と、互いに直交する２以上の軸を含むジンバル機構を介して前記本体に取り付けられる衝撃分散用の球状の外枠と、前記無人飛行機に搭載される検査装置と、を備えた無人飛行検査機を、前記ジンバル機構を有する第１半球状体および前記第１半球状体とともに前記外枠を構成する第２半球状体に少なくとも前記外枠を分解した状態で搬入するステップと、
   前記ジンバル機構を有する前記第１半球状体の内側に前記ジンバル機構を介して前記無人飛行機が配置された状態で、前記第１半球状体および前記第２半球状体を分割可能に連結して球状の前記外枠を構成するステップと、
   を備えた無人飛行検査機の組立方法。
2. 前記第１半球状体及び前記第２半球状体を連結するステップでは、
   各々が球状多面体の縁を画定するように配置された梁を含む前記第１半球状体及び前記第２半球状体における複数の前記梁の端部を、前記球状多面体の頂部でそれぞれ分割可能に締結して前記外枠を構成する
   請求項１に記載の無人飛行検査機の組立方法。
3. 前記第１半球状体及び前記第２半球状体を連結するステップでは、
   ねじ又はボルト・ナットを含む締結部材により前記第１半球状体及び前記第２半球状体を連結する
   請求項１又は２に記載の無人飛行検査機の組立方法。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の無人飛行検査機の組立方法を用いて前記検査対象物の内部で前記無人飛行検査機を組み立てるステップと、
   組み立てられた前記無人飛行検査機を用いてボイラ内を検査するステップと、
   を備えた検査方法。
5. 前記検査対象物内で少なくとも前記外枠を前記第１半球状体及び前記第２半球状体に分解するステップと、
   前記開口部を介して前記第１半球状体及び前記第２半球状体を前記ボイラの前記開口部から搬出するステップと、をさらに備えた請求項４に記載の検査方法。
6. 少なくとも組み立てられた状態の前記外枠が前記開口部より大寸法であり、
   前記検査対象物の前記開口部を通過させる際に、前記開口部の寸法に応じて前記第１半球状体及び前記第２半球状体を変形させるステップをさらに備える
   請求項４又は５に記載の検査方法。
   

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