JP7178315B2 - 無人飛行体の操縦者交代システム、無人飛行体の操縦者交代システムを使用したパイロットロープの延線方法及び最終ロープの撤去方法 - Google Patents
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Description
特許法第３０条第２項適用 試験日 平成３０年１２月１４日 試験場所 揖斐高原スキー場（岐阜県揖斐郡揖斐川町日坂１５０９－１５）
本発明は、無人飛行体の操縦者交代システムと、この無人飛行体の操縦者交代システムを使用したパイロットロープの延線方法及び最終ロープの撤去方法に関するものである。
従来から、高圧送電線鉄塔間の架設工事において、無線操縦されるラジコンヘリコプタに牽引紐を放出させながら飛行させ、両鉄塔間に牽引紐と連結した牽引ロープを介してメッセンジャワイヤを架け渡す発明が知られている（特許文献１）。
この特許文献１に記載の発明は具体的には、牽引紐を巻回したリール装置をラジコンヘリコプタに着脱自在に取り付け、該牽引紐の一端をメッセンジャワイヤを牽引する牽引ロープの一端に結び付けた後、ラジコンヘリコプタを他方の鉄塔へ向けて飛行させ、該飛行に伴ってリール装置に巻回した牽引紐を放出しながら曳航し、他方の鉄塔近傍でリール装置を落下させ、しかる後にこの落下したリール装置に巻回していた牽引紐を手繰り寄せてその一端に結び付けた牽引ロープを介してメッセンジャワイヤを引っ張り、両鉄塔間にこのメッセンジャワイヤを架け渡す構成としている。
しかしながら、鉄塔間の距離が長い場合や山岳地の場合に、特許文献１に記載の発明を使用するには、本来、操縦者がラジコンヘリコプタの飛行状況を把握する事、即ち目視飛行が必要であるにも関わらず、一人でラジコンヘリコプタを操縦した場合には、離陸側鉄塔及び着陸側鉄塔の両鉄塔の状況を確認することが困難な場合があった。また、一方の鉄塔の頂部において操縦者にラジコンヘリコプタを操縦させる場合には、突風等によって操縦者が危険な状況に陥る恐れがあった。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、パイロットロープの延線工事等において鉄塔間の距離が長い場合や山岳地の場合にも無人飛行体の目視飛行が可能であり、操縦者の安全を確保することができる無人飛行体の操縦者交代システム、無人飛行体の操縦者交代システムを使用したパイロットロープの延線方法及び最終ロープの撤去方法を提供することを目的とする。
請求項１の発明は、送信機からの無線信号に従って動作する無人飛行体を、複数の操縦者が交代で操縦する無人飛行体の操縦者交代システムであって、複数の操縦者の各々に割り当てられた複数の送信機と、無人飛行体と、を有し、前記無人飛行体は、駆動装置と、前記複数の送信機の各々から送信される信号を１対１対応で受信する複数の受信器と、前記複数の受信器からの信号により前記駆動装置を制御する制御装置と、前記複数の送信機の中で１個の送信機に対応する１個の受信器からの信号のみを前記制御装置へ送る交換器と、前記複数の受信器に対応する色分けされたランプと、を有し、前記交換器によって前記制御装置と接続された１個の受信器に対応する色のランプを点灯させることを特徴としている。
本発明に係る無人飛行体の操縦者交代システムは、無人飛行体が交換器を有しており、この交換器が複数の送信機の中で１個の送信機に対応する１個の受信器からの信号のみを制御装置へ送る構成としており、他の送信機に対応する他の受信器からの信号の接続は交換器によって遮断され、制御装置に送られることはない。これにより、操縦者の交代がスムーズに行われることとなり、パイロットロープの延線工事等において鉄塔間の距離が長い場合や山岳地の場合にも無人飛行体の目視飛行が可能であり、操縦者の安全を確保することができる。また、複数の操縦者があらかじめ自分の送信機に対応する受信器に対応する色を把握していれば、複数の操縦者の中で現在操縦している操縦者が明確となり、無人飛行体の誤操作による不測の事態を防ぐことができる。
請求項２の発明は、請求項１の無人飛行体の操縦者交代システムにおいて、交換器は、１個の受信器からの特定の信号により作動して、前記１個の受信器からの信号のみを制御装置へ送り、他の受信器からの制御装置への信号の接続を遮断することを特徴としている。したがって、送信機から対応する受信器へ特定の信号を交換器へ送るための信号を送ること、例えば、送信機の切換えスイッチをＯＮにすることによって、対応する受信器は、特定の信号を交換器に送り、これによって対応する受信器からの信号のみが制御装置へ送られることにより、駆動装置の制御が可能となり、操縦者の交代をスムーズに行うことができる。
請求項３の発明は、請求項１又は２の無人飛行体の操縦者交代システムにおいて、送信機は、シグナルランプを備え、前記送信機と対応する受信器からの信号が制御装置に送られると、前記シグナルランプが点灯することを特徴としている。これにより、複数の操縦者の中で現在操縦している操縦者が明確となり、無人飛行体の誤操作による不測の事態を防ぐことができる。
請求項４の発明は、請求項１又は２の無人飛行体の操縦者交代システムにおいて、送信機は、バイブレーション装置を備え、前記送信機と対応する受信器からの信号が制御装置に送られると、前記バイブレーション装置が振動することを特徴としている。これにより、複数の操縦者の中で現在操縦している操縦者が明確となり、無人飛行体の誤操作による不測の事態を防ぐことができる。
請求項５の発明は、送信機からの無線信号に従って動作する無人飛行体を使用して、ドラムに巻き取られているパイロットロープを鉄塔間に延線するパイロットロープの延線方法であって、前記パイロットロープの一端が取り付けられた無人飛行体が鉄塔間を飛行中に、請求項１～４のいずれかの無人飛行体の操縦者交代システムを使用して操縦者が交代する工程を有することを特徴としている。したがって、パイロットロープの延線工事時に、操縦者の交代がスムーズに行われることとなり、鉄塔間の距離が長い場合や山岳地の場合にも無人飛行体の目視飛行が可能であり、操縦者の安全を確保することができる。
請求項６の発明は、送信機からの無線信号に従って動作する無人飛行体を使用して、第１の鉄塔と第２の鉄塔の間に張られた最終ロープを撤去する最終ロープの撤去方法であって、前記最終ロープの一端が取り付けられた無人飛行体が前記第１の鉄塔に向けて飛行中に、請求項１～４のいずれかに記載の無人飛行体の操縦者交代システムを使用して操縦者が交代する工程を有することを特徴としている。したがって、最終ロープの撤去工事時に、操縦者の交代がスムーズに行われることとなり、鉄塔間の距離が長い場合や山岳地の場合にも無人飛行体の目視飛行が可能であり、操縦者の安全を確保することができる。
請求項１、５及び６の発明では、パイロットロープの延線工事、最終ロープの撤去工事時等において鉄塔間の距離が長い場合や山岳地の場合にも無人飛行体の目視飛行が可能であり、操縦者の安全を確保することができる。また、複数の操縦者の中で現在操縦している操縦者が明確となり、無人飛行体の誤操作による不測の事態を防ぐことができる。
請求項２の発明では、対応する受信器からの信号のみが制御装置へ送られることにより、駆動装置の制御が可能となり、操縦者の交代をスムーズに行うことができる。
請求項３及び４の発明では、複数の操縦者の中で現在操縦している操縦者が明確となり、無人飛行体の誤操作による不測の事態を防ぐことができる。
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明を構成する無人飛行体の内部システムの一例を示すブロック図である。また、図２は、本発明を構成する交換器の一例を示す回路図である。これらの図を用いて本発明に係る無人飛行体の操縦者交代システムを以下に説明する。
本発明に係る無人飛行体の操縦者交代システムは、送信機からの無線信号に従って動作する無人飛行体を、複数の操縦者が交代で操縦するものであり、本実施形態では操縦者が２人の場合について説明しているが、これに限定するものではなく、送信機と、送信機に対応する受信器の数を増やすことによって操縦者が３人以上の場合も本発明を適用することができる。
本発明に係る無人飛行体の操縦者交代システムは、２人の操縦者の各々に割り当てられた２個の送信機と、無人飛行体とを有しており、無人飛行体は、駆動装置１５と、２個の送信機の各々から送信される信号を１対１対応で受信する第１受信器１２ａ及び第２受信器１２ｂと、この第１受信器１２ａと、第２受信器１２ｂからの信号により駆動装置１５を制御する制御装置（ＣＰＵ）１４と、２個の送信機の中で１個の送信機に対応する１個の受信器１２ａ又は１２ｂのいずれか一方からの信号のみを制御装置１４へ送る交換器１３とを有している。尚、無人飛行体は、バッテリー（図示せず）を備えており、各装置、機器に電気を供給している。
交換器１３は、１個の受信器１２ａ又は１２ｂからの特定の信号により作動して、この１個の受信器からの信号のみを制御装置１４へ送り、他の受信器からの制御装置１４への信号の接続を遮断する機能を有している。具体的には、第１の送信機から対応する第１の受信器１２ａに特定の信号が送られると、この信号は、入出力ポートである第１ポート１３ａの入力端子１６ａから入力し、出力端子１８ａから出力され、マイコン１３ｃに入力されると、マイコン１３ｃは、第１ポート１３ａからの信号が優先されると判断してスイッチ２０が第１ポート１３ａ側の出力端子１８ｂと接続される。第１ポート１３ａは、前記特定の信号以外の第１受信器１２ａからの信号が入力端子１６ｂに入力し、出力端子１８ｂから出力され、マイコン１３ｃを経由して制御装置１４へと送られる。
また、第２の送信機から対応する第２の受信器１２ｂに特定の信号が送られると、この信号は、入出力ポートである第２ポート１３ｂの入力端子１７ｂから入力し、出力端子１９ｂから出力され、マイコン１３ｃに入力されると、マイコン１３ｃは、第２ポート１３ｂからの信号が優先されると判断してスイッチ２０が第２ポート１３ｂ側の出力端子１９ａと接続される。第２ポート１３ｂは、前記特定の信号以外の第２受信器１２ｂからの信号が入力端子１７ａに入力し、出力端子１９ａから出力され、マイコン１３ｃを経由して制御装置１４へと送られる。
尚、２．４ＧＨｚ帯を利用するディジタル方式の通信では、送信機が送信する信号（送信データ）に送信機固有の識別符号が含まれていて、その識別符号に応じて通信信号を周波数ホッピング方式（ＦＨＳＳ方式）でスペクトラム拡散される。受信器側では目的の信号を復調するために、そのホッピングパターンに同期しながら復調する。そのため、通信を開始する前に、送信機と受信器とを認証させるバインド処理が必要である。
具体的には、通信を開始する前に、複数の送信機の各々と、これに対応する複数の受信器の各々に、順次電源を入れていくことで、各送信機と各受信器とが１対１対応となるようにあらかじめバインド処理を行っておく。
図３は、本発明を構成する送信機の一例を示す斜視図である。送信機１０は、受信器に信号を送信する送信機本体（図示せず）と、アンテナ２１と、交代スイッチ２２と、操縦レバー２３ａ、２３ｂと、シグナルランプ２４と、液晶表示画面２５とを有している。そして、交代スイッチ２２をＯＮにすることで、前述した特定の信号が対応する受信器へと送られ、この受信器からの信号が制御装置に送られることによって、この送信機１０が無人飛行体を操縦することができる送信機となり、シグナルランプ２４が点灯する。これにより、複数の操縦者の中で現在操縦している操縦者が明確となり、無人飛行体の誤操作による不測の事態を防ぐことができる。尚、送信機は、バッテリー（図示せず）を備えており、各機器に電気を供給している。また、液晶表示画面２５は、画像が表示される画面部分であり、各種の設定画面や、操縦時のコントロール状態等が適宜表示される。
尚、送信機１０の内部に振動モータを備えた振動部と、この振動部を駆動させる駆動回路とを有するバイブレーション装置（図示せず）を備えさせることによって、送信機１０と対応する受信器からの信号が制御装置に送られると、バイブレーション装置が振動する構成とすることもできる。これにより、複数の操縦者の中で現在操縦している操縦者が明確となり、無人飛行体の誤操作による不測の事態を防ぐことができる。
図４は、本発明を構成する無人飛行体の一例を示す斜視図である。本発明には、操縦装置からの無線信号に従って動作する様々な無人飛行体１を使用することができるが、産業用ドローンを使用するのが好ましい。図４に示すドローン１は、本体に６枚のプロペラ１ａ、１ａ・・を備えていると共に、本体下部にカメラ９を取り付けることができるジンバル１ｂを備えている。また、２個の受信器に対応する色分けされたランプ１１ａ、１１ｂを備え、交換器によって制御装置と接続された１個の受信器に対応する色のランプ１１ａ又は１１ｂを点灯させる構成としている。これにより、複数の操縦者の中で現在操縦している操縦者が明確となり、無人飛行体の誤操作による不測の事態を防ぐことができる。
図５は、本発明を構成する無人飛行体に、着脱装置本体を取り付けた状態を示す模式図である。また、図６及び図７は、本発明に係るパイロットロープの延線方法の一例を示す模式図である。これらの図を用いて本発明に係るパイロットロープの延線方法について以下に説明する。
本発明に係るパイロットロープの延線方法は、操縦装置からの無線信号に従って動作する無人飛行体１を使用して、ドラム４に巻き取られているパイロットロープ５を鉄塔Ａ、Ｂ間に延線する方法であり、作業者が、あらかじめ第１の鉄塔Ａの上部に取り付けられている滑車７ａにパイロットロープ５を掛けた後、このパイロットロープ５の先端を地上に下ろす第１の工程を有している。
また、地上に着陸している無人飛行体１に、一方の端部３ａに着脱装置本体２ａが取り付けられたジョイント補助ロープ３の他方の端部３ｂを取り付ける第２の工程を有している。ここで、ジョイント補助ロープ３は、１０ｍ以上の長さであることが好ましい。これにより、作業者が無人飛行体１に接触する事故を防ぐことができ、安全に作業を行うことができる。尚、具体的には、ジョイント補助ロープ３の他方の端部３ｂは、無人飛行体１のジンバル１ｂ（図４参照）に取り付けられる。
また、上記第２の工程の後、パイロットロープ５の先端を着脱装置本体２ａに取り付けた後、無人飛行体１が第２の鉄塔Ｂに向けて離陸する第３の工程を有している。そして、無人飛行体１が鉄塔間を飛行中に、前述した無人飛行体の操縦者交代システムを使用して第１の鉄塔Ａ側の操縦者から第２の鉄塔Ｂ側の操縦者へ交代する第４の工程を有している。
また、上記第４の工程の後、作業者が、第２の鉄塔Ｂの上部で着脱装置本体２ａからパイロットロープ５を分離した後、このパイロットロープ５の先端を第２の鉄塔Ｂの上部に固定する第５の工程を有している。
そして、本発明に係るパイロットロープの延線方法において、着脱装置本体２ａは、無人飛行体１が第２の鉄塔Ｂの上部へ向けての飛行中に、突風によりバランスを崩す場合等の非常事態が発生した場合に、無線信号による遠隔操作によって、着脱装置本体２ａからパイロットロープ５を分離することができるようにしている。これにより、無人飛行体１を保護すると共に、無人飛行体１が地上に落下して被害が拡大するのを防ぐことができる。
図８及び図９は、本発明に係る最終ロープの撤去方法の一例を示す模式図である。これらの図を用いて本発明に係る最終ロープの撤去方法について以下に説明する。
本発明に係る最終ロープの撤去方法は、操縦装置からの無線信号に従って動作する無人飛行体１を使用して、第１の鉄塔Ａと第２の鉄塔Ｂの間に張られた最終ロープ６を撤去する方法であり、作業者が、あらかじめ第１の鉄塔Ａの上部及び第２の鉄塔Ｂの上部に取り付けられている滑車７ａ、７ｂに最終ロープ６を掛けた後、この最終ロープ６の先端と後端の各々を地上に下ろす第１の工程を有している。
また、地上に着陸している無人飛行体１に、一方の端部３ａに着脱装置本体２ａが取り付けられたジョイント補助ロープ３の他方の端部３ｂを取り付ける第２の工程を有している。
また、第１の鉄塔Ａ側の地上に載置された回収用ドラム８に最終ロープ６の後端を取り付ける第３の工程を有している。尚、第２の工程と第３の工程の順番はどちらが先であってもよいものである。
また、第２の工程及び第３の工程の後、最終ロープ６の先端を着脱装置本体２ａに取り付けた後、無人飛行体１が第１の鉄塔Ａに向けて離陸する第４の工程を有している。そして、無人飛行体１が鉄塔間を飛行中に、前述した無人飛行体の操縦者交代システムを使用して第２の鉄塔Ｂ側の操縦者から第１の鉄塔Ａ側の操縦者へ交代する第５の工程を有している。
また、第５の工程の後、最終ロープ６の垂れこみを調整しつつ、この最終ロープ６を回収用ドラム８に巻き取る第６の工程を有している。
また、第６の工程の後、作業者が、第１の鉄塔Ａ側で着脱装置本体２ａから最終ロープ６を分離する第７の工程を有している．
そして、本発明に係る最終ロープの撤去方法において、着脱装置本体２ａは、無人飛行体１が第１の鉄塔Ａへ向けての飛行中に、突風によりバランスを崩す場合等の非常事態が発生した場合に、無線信号による遠隔操作によって、着脱装置本体２ａから最終ロープ６を分離することができるようにしている。これにより、無人飛行体１を保護すると共に、無人飛行体１が地上に落下して被害が拡大するのを防ぐことができる。
本発明の無人飛行体の操縦者交代システム、無人飛行体の操縦者交代システムを使用したパイロットロープの延線方法及び最終ロープの撤去方法は、高圧送電線鉄塔間の架設工事等に利用される。
１ 無人飛行体（ドローン）
１ａ プロペラ
１ｂ ジンバル
２ａ 着脱装置本体
３ ジョイント補助ロープ
３ａ、３ｂ 端部
４ ドラム
５ パイロットロープ
６ 最終ロープ
７ａ、７ｂ 滑車
８ 回収用ドラム
９ カメラ
１０ 送信機
１１ａ、１１ｂ ランプ
１２ａ 第１受信器
１２ｂ 第２受信器
１３ 交換器
１３ａ 第１ポート
１３ｂ 第２ポート
１３ｃ マイコン
１４ 制御装置
１５ 駆動装置
１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ 入力端子
１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ 出力端子
２０ スイッチ
２１ アンテナ
２２ 交代スイッチ
２３ａ、２３ｂ 操縦レバー
２４ シグナルランプ
２５ 液晶表示画面
Ａ、Ｂ 鉄塔
１ａ プロペラ
１ｂ ジンバル
２ａ 着脱装置本体
３ ジョイント補助ロープ
３ａ、３ｂ 端部
４ ドラム
５ パイロットロープ
６ 最終ロープ
７ａ、７ｂ 滑車
８ 回収用ドラム
９ カメラ
１０ 送信機
１１ａ、１１ｂ ランプ
１２ａ 第１受信器
１２ｂ 第２受信器
１３ 交換器
１３ａ 第１ポート
１３ｂ 第２ポート
１３ｃ マイコン
１４ 制御装置
１５ 駆動装置
１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ 入力端子
１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ 出力端子
２０ スイッチ
２１ アンテナ
２２ 交代スイッチ
２３ａ、２３ｂ 操縦レバー
２４ シグナルランプ
２５ 液晶表示画面
Ａ、Ｂ 鉄塔
Claims (6)
- 送信機からの無線信号に従って動作する無人飛行体を、複数の操縦者が交代で操縦する無人飛行体の操縦者交代システムであって、
複数の操縦者の各々に割り当てられた複数の送信機と、
無人飛行体と、を有し、
前記無人飛行体は、駆動装置と、
前記複数の送信機の各々から送信される信号を１対１対応で受信する複数の受信器と、
前記複数の受信器からの信号により前記駆動装置を制御する制御装置と、
前記複数の送信機の中で１個の送信機に対応する１個の受信器からの信号のみを前記制御装置へ送る交換器と、
前記複数の受信器に対応する色分けされたランプと、を有し、
前記交換器によって前記制御装置と接続された１個の受信器に対応する色のランプを点灯させることを特徴とする無人飛行体の操縦者交代システム。 - 交換器は、１個の受信器からの特定の信号により作動して、前記１個の受信器からの信号のみを制御装置へ送り、他の受信器からの制御装置への信号の接続を遮断することを特徴とする請求項１に記載の無人飛行体の操縦者交代システム。
- 送信機は、シグナルランプを備え、前記送信機と対応する受信器からの信号が制御装置に送られると、前記シグナルランプが点灯することを特徴とする請求項１又は２に記載の無人飛行体の操縦者交代システム。
- 送信機は、バイブレーション装置を備え、前記送信機と対応する受信器からの信号が制御装置に送られると、前記バイブレーション装置が振動することを特徴とする請求項１又は２に記載の無人飛行体の操縦者交代システム。
- 送信機からの無線信号に従って動作する無人飛行体を使用して、ドラムに巻き取られているパイロットロープを鉄塔間に延線するパイロットロープの延線方法であって、
前記パイロットロープの一端が取り付けられた無人飛行体が鉄塔間を飛行中に、請求項１～４のいずれかに記載の無人飛行体の操縦者交代システムを使用して操縦者が交代する工程を有することを特徴とするパイロットロープの延線方法。 - 送信機からの無線信号に従って動作する無人飛行体を使用して、第１の鉄塔と第２の鉄塔の間に張られた最終ロープを撤去する最終ロープの撤去方法であって、
前記最終ロープの一端が取り付けられた無人飛行体が前記第１の鉄塔に向けて飛行中に、請求項１～４のいずれかに記載の無人飛行体の操縦者交代システムを使用して操縦者が交代する工程を有することを特徴とする最終ロープの撤去方法。
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