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公開番号2021122823
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210830
出願番号2021009294
出願日20210125
発明の名称無人航空機を用いる構造体修理
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B05B 17/00 20060101AFI20210802BHJP(霧化または噴霧一般;液体または他の流動性材料の表面への適用一般)
要約【課題】無人航空機を用いて修理作業を行うための装置を提供する。
【解決手段】無人航空機2は、例えば、付加修理ツールを含んだ容易に着脱可能なモジュール6を備える。付加修理ツールは、材料本体に材料を付加するように構成されている。例えば、付加修理ツールは、液状のシーラント又は他の塗料を構造体又は物体の表面9上の損傷部分に(例えば当該表面に対する液体の吹付け又は液体充填カプセルの発射により)塗布するように構成される。代替の実施形態において、付加修理ツールは、損傷部分にテープを接着するように構成される。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項1】
無人航空機及び前記無人航空機に連結された吹付け修理モジュールを含む装置であって、
前記無人航空機は、
本体フレームと、
前記本体フレームに装着された複数のロータモータと、
前記複数のロータモータに其々機能的に連結された複数のロータと、を含み、
前記吹付け修理モジュールは、
前記無人航空機の前記フレームに連結されたフードと、
液状のシーラント又は塗料を収容する加圧貯蔵キャニスタと、
前記加圧貯蔵キャニスタと流体連通する第1バルブと、
前記第1バルブと流体連通するスプレーノズルとを含み、前記スプレーノズルは、前記フードによって覆われる構造体の表面上のエリアに前記シーラント又は塗料を散布するように構成及び配置されている、装置。
続きを表示(約 1,700 文字)【請求項2】
前記吹付け修理モジュールは、
前記第1バルブの状態を制御するための第1電子スイッチと、
前記第1電子スイッチのスイッチング状態を制御することにより前記第1バルブを開放して、前記加圧貯蔵キャニスタから前記構造体の前記表面上の前記エリアにシーラント又は塗料を散布させるように構成された制御装置と、をさらに含む、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記吹付け修理モジュールは、
前記フードに取り付けられた第1可撓性基材を含む第1シールリップと、
前記フード内の第1空間と流体連通する真空ポンプと、をさらに含み、
前記制御装置は、さらに、前記第1空間から空気が除去されるよう前記真空ポンプの動作を制御するように構成されている、請求項2に記載の装置。
【請求項4】
前記吹付け修理モジュールは、前記フードに取り付けられた第2可撓性基材を含む第2シールリップをさらに含み、
前記第2シールリップは、第2空間を挟んで前記第1シーリングリップを囲んでおり、
前記真空ポンプは、前記第2空間と流体連通する、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記吹付け修理モジュールは、前記シーラント又は塗料を硬化するための放射線を出射するように構成された熱放射源をさらに含み、前記制御装置は、さらに、硬化手順に従って前記熱放射源の動作を制御するように構成されている、請求項2〜4のいずれかに記載の装置。
【請求項6】
前記吹付け修理モジュールは、
ガスを収容する圧縮ガス容器と、
前記圧縮ガス容器と流体連通する第2バルブと、
前記第2バルブと流体連通する空気ノズルと、をさらに含み、前記空気ノズルは、前記第2バルブが開放している際に、前記フードによって覆われた構造体の表面上のエリアに空気の噴流を当てるように構成及び配置されている、請求項2〜5のいずれかに記載の装置。
【請求項7】
前記吹付け修理モジュールは、前記第2バルブの状態を制御するための第2電子スイッチをさらに含み、
前記制御装置は、さらに、前記第2電子スイッチのスイッチング状態を制御することにより、前記第2バルブを開放するように構成されている、請求項6に記載の装置。
【請求項8】
表面を封止又は被覆する方法であって、
(a)フード及び吹付け器を含む吹付け修理モジュールを無人航空機に連結する工程と、
(b)構造体の表面上のエリアを前記フードが覆う位置に前記無人航空機を飛行させる工程と、
(c)前記吹付け器を用いて、前記フードによって覆われた前記エリアの少なくとも一部にシーリング剤又は塗料を吹き付ける工程と、を含む、方法。
【請求項9】
工程(b)の後で且つ工程(c)の前に、第1空間を部分的に排気することによって前記構造体の前記表面に前記フードを封止することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
無人航空機、及び、前記無人航空機に連結されたアプリケータヘッドを含む装置であって、
前記無人航空機は、
本体フレームと、
前記本体フレームに装着された複数のロータモータと、
前記複数のロータモータに其々機能的に連結された複数のロータと、を含み、
前記アプリケータヘッドは、
ハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に連結されるとともに、片面に感圧接着剤を有するテープの第1部分及び剥離ライナーの第1部分が巻回される供給スプールと、
前記ハウジングに回転可能に連結されるとともに、前記テープの第2部分に接触する柔軟性且つ通気性のある外面を有するアプリケータローラと、
前記ハウジングに回転可能に連結されるとともに、前記剥離ライナーの第2部分が巻回される巻取りスプールと、を含み、
前記アプリケータローラと前記巻取りスプールとが、前記テープ及び前記剥離ライナーの其々の前記第2部分が互いに接触するニップを形成する、装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、構造体の検査及び修理に関する。具体的には、本開示は、無人航空機(UAV)を用いて、アクセスが不可能あるいは制限された構造体を供用中に修理することに関する。
続きを表示(約 2,800 文字)【背景技術】
【0002】
大型の構造体や様々な種類の大型物を供用中に人間が修理するのは、時間及び費用がかかり、また、個人で行うのが困難な場合がある。修理が非常に困難な大型構造体の例としては、風力タービンブレード、航空機の胴体及び翼、ロケット及び衛星、貯蔵タンク、橋、ダム、堤防、発電所、送電線または電力網、水処理施設、石油精製所、化学処理プラント、高層ビル、電車ならびにモノレールの支持構造体に関連するインフラストラクチャがある。
【0003】
より具体的には、航空宇宙産業などで用いられる材料及び構造体では、供用中に受けた損傷を修理する必要がたびたび生じ得る。軍事用及び商業用のいずれの場合も、ダウンタイムを減らすためには、航空機を迅速に検査及び修理することが重要である。例えば、商用機においては、複合構造体の使用が、より一般的になってきている。複合材は、供用中に損傷する場合がある。供用中の損傷の例としては、落雷、ひょうによる衝撃損傷、滑走路デブリ(物体による損傷)、あるいは、地上支援車両との衝突がある。
【0004】
構造体の検査によってその構造体に修理が必要であると判断された場合、例えば、検査の際に特定された構造的異常に対処するための修理が必要な場合には、そのような修理をタイムリーに行って、構造体を供用できる状態に即座に戻すべきである。例えば、離陸直前に空港の搭乗ゲートで損傷が発見される場合がある。損傷の程度に応じて、一時的な修理又は永久的な修理が施される。このような修理は、非構造的な場合(水分が入らないように表面を封止するなど)もあれば、構造的な場合(該当エリアのある程度の強度を復元させるなど)もある。ほとんどの供用中の航空機(複合材又は金属)における衝撃、層間剥離、擦り傷、割れ、焼損、又は、裂け目の現在の修理方法は、リフトやスタンド、安全装具などを用いて、手作業で行われている。軽微な修理や一時的な修理の場合、これによって、不要な運行遅延、安全性が危惧される状況への曝露、及び、航空機をフライトに戻すためのコストが生じている。修理を行うためのアクセス、作業、及びこれらに関連する時間のコスト、ならびに、運行の中断中の収益の損失が、膨大になることもある。修理設備がない場合や、修理が広範囲に及ぶ可能性がある場合は、フライトがキャンセルされる場合もある。この場合、航空機は、足止めされて使用停止となり、整備場にフェリー輸送又は牽引され、結果として航空機事業者に重大な経済的影響を与える。
【0005】
計画的な構造整備点検の後、あるいは損傷を発生させうる事象(例えば、落雷、物理的衝撃、バードストライク)の後に、大型複合構造体(例えば航空機や風力タービンブレード)を迅速に修理して供用状態に戻すための自動装置が必要とされている。
【発明の概要】
【0006】
以下に幾分詳しく開示する主題は、無人航空機(UAV)を用いて修理作業を行うための方法及び装置に関する。当該方法は、整備員が容易にアクセスできない大型の構造体又は物体(例えば航空機や風力タービンブレード)を迅速に修理するためのツールをUAVに装備することによって可能となる。以下に開示する様々な実施形態によれば、UAVは、例えば、付加修理ツールを含んだ容易に着脱可能なモジュールを備える。本明細書において、「付加修理ツール」とは、材料本体に材料を付加するように構成されたツールを意味する。例えば、付加修理ツールは、液状のシーラント又は他の塗料を構造体又は物体の表面上の損傷部分に(例えば当該表面に対する液体の吹付け又は液体充填カプセルの発射により)塗布するように構成される。代替の実施形態において、付加修理ツールは、損傷部分にテープを接着するように構成される。
【0007】
ツール装備UAVを用いて構造体又は物体を修理するための方法及び装置の様々な実施形態を、本明細書において後述するが、これらの実施形態のうちの1つ以上が、以下の側面のうちの1つ以上によって特徴付けられる。
【0008】
以下に詳しく開示する主題の一側面は、無人航空機及び前記無人航空機に連結された吹付け修理モジュールを含む装置である。前記無人航空機は、本体フレームと、前記本体フレームに装着された複数のロータモータと、前記複数のロータモータに其々機能的に連結された複数のロータと、を含む。前記吹付け修理モジュールは、前記無人航空機の前記フレームに連結されたフードと、液状のシーラント又は塗料を収容する加圧貯蔵キャニスタと、前記加圧貯蔵キャニスタと流体連通するバルブと、前記バルブと流体連通するスプレーノズルとを含む。前記スプレーノズルは、前記フードによって覆われる構造体の表面上のエリアに前記シーラント又は塗料を散布するように構成及び配置されている。
【0009】
以下に詳しく開示する主題の別の側面は、表面を封止又は被覆する方法であり、当該方法は、(a)フード及び吹付け器を含む吹付け修理モジュールを無人航空機に連結する工程と、(b)構造体の表面上のエリアを前記フードが覆う位置に前記無人航空機を飛行させる工程と、(c)前記吹付け器を用いて、前記フードによって覆われた前記エリアの少なくとも一部にシーリング剤又は塗料を吹き付ける工程と、を含む。一実施形態によれば、当該方法は、(d)工程(b)の後で且つ工程(c)の前に前記構造体の前記表面に前記フードを封止する工程と、(e)工程(d)の後で且つ工程(c)の前に前記フードの下の空間を部分的に排気する工程とをさらに含む。
【0010】
以下に詳しく開示する主題のさらなる側面は、無人航空機、及び、前記無人航空機に連結されたアプリケータヘッドを含む装置である。前記無人航空機は、本体フレームと、前記本体フレームに装着された複数のロータモータと、前記複数のロータモータに其々機能的に連結された複数のロータと、を含む。前記アプリケータヘッドは、ハウジングと、前記ハウジングに回転可能に連結されるとともに、片面に感圧接着剤を有するテープの第1部分及び剥離ライナーの第1部分が巻回された供給スプールと、前記ハウジングに回転可能に連結されるとともに、前記テープの第2部分に接触する柔軟性且つ通気性のある外面を有するアプリケータローラと、前記ハウジングに回転可能に連結されるとともに、前記剥離ライナーの第2部分が巻回された巻取りスプールと、を含む。前記アプリケータローラと前記巻取りスプールとが、前記テープ及び前記剥離ライナーの其々の前記第2部分が互いに接触するニップを形成する。
(【0011】以降は省略されています)

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