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公開番号2024104131
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-02
出願番号2023008208
出願日2023-01-23
発明の名称気球型無人航空機を用いた函内観察システム及び函内観察方法
出願人オリエンタル白石株式会社
代理人個人,個人
主分類E02D 23/06 20060101AFI20240726BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】ニューマチックケーソン工法の作業室内の死角を無くし誰でも簡単に作業室内を観察することができる気球型無人航空機を用いた函内観察システム及び函内観察方法を提供する。
【解決手段】気球型無人航空機2を用いてニューマチックケーソン工法の高圧の作業室11内を観察する気球型無人航空機2を用いた函内観察システムにおいて、気球型無人航空機2は、フレーム30を有する機体本体3と、機体本体3に搭載されて作業室11内の空気より軽量な浮揚ガスが封入された気球4と、機体本体3に設けられて推進力を発生する推進力発生手段5と、を備えるとともに、機体本体3の上端には、作業室11の天井に遠隔操作で吸着及び離脱自在な吸着手段6を備え、気球型無人航空機2は、作業室11内を動画又は静止画を撮影可能な撮影手段7を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
気球型無人航空機を用いてニューマチックケーソン工法の高圧の作業室内を観察する気球型無人航空機を用いた函内観察システムであって、
前記気球型無人航空機は、フレームを有する機体本体と、前記機体本体に搭載されて前記作業室内の空気より軽量な浮揚ガスが封入された気球と、前記機体本体に設けられて推進力を発生する推進力発生手段と、を備えるとともに、
前記機体本体の上端には、前記作業室の天井に遠隔操作で吸着及び離脱自在な吸着手段を備え、
前記気球型無人航空機は、前記作業室内を動画又は静止画を撮影可能な撮影手段を備えること
を特徴とする気球型無人航空機を用いた函内観察システム。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記作業室内の地盤の表面形状を距離情報として非接触で計測可能な地盤計測手段をさらに備えること
を特徴とする請求項１に記載の気球型無人航空機を用いた函内観察システム。
【請求項３】
前記作業室内に設置された掘削機のメンテナンス状態を計測する掘削機状態計測手段をさらに備えること
を特徴とする請求項１又は２に記載の気球型無人航空機を用いた函内観察システム。
【請求項４】
前記気球は、地上から遠隔操作で前記作業室内において前記浮揚ガスをボンベから注入可能に構成されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の気球型無人航空機を用いた函内観察システム。
【請求項５】
ニューマチックケーソン工法の高圧の作業室内を観察する函内観察方法であって、
フレームを有する機体本体と、前記機体本体に搭載されて前記作業室内の空気より軽量な気体が封入された気球と、前記機体本体に設けられて推進力を発生する推進力発生手段と、前記作業室の天井に遠隔操作で吸着及び離脱自在な前記機体本体の上端に設けられた吸着手段と、前記作業室内を動画又は静止画を撮影可能な撮影手段と、を備えた気球型無人航空機を用いて、前記作業室内を観察すること
を特徴とする函内観察方法。
【請求項６】
前記気球型無人航空機は、前記作業室内の地盤の表面形状を距離情報として非接触で計測可能な地盤計測手段を備え、前記地盤計測手段で前記作業室内の地盤の表面形状を計測すること
を特徴とする請求項５に記載の函内観察方法。
【請求項７】
前記気球型無人航空機は、掘削機のメンテナンス状態を計測する掘削機状態計測手段を備え、前記掘削機状態計測手段で掘削機のメンテナンス状態を計測すること
を特徴とする請求項５又は６に記載の函内観察方法。
【請求項８】
地上から遠隔操作で前記作業室内において前記浮揚ガスをボンベから前記気球型無人航空機の前記気球に注入すること
を特徴とする請求項５又は６に記載の函内観察方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、気球型無人航空機を用いた函内観察システム及び函内観察方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、地中にケーソン躯体を沈設して地下施設などのコンクリート構造物を構築するニューマチックケーソン工法が知られている。例えば、特許文献１には、本願出願人が出願した高気圧室内作業方法及びマンロックが開示されている。
【０００３】
特許文献１には、ケーソンの下方の作業室６で作業員７が所定の作業を実施する作業工程と、マテリアルロック４３を通じて可搬式マンロック２を昇降させる昇降工程と、可搬式マンロック２を滞在式マンロック３に接続させる接続工程とを備える高気圧室内作業方法が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００４４］～［００６４］、図面の図１～図４等参照）。
【０００４】
このようなニューマチックケーソン工法における高気圧作業室での作業は、作業員の潜函病等の健康被害のおそれがあることから、遠隔操作や無人化の取り組みがおこなわれている。そのため、高気圧となる作業室の函内には、函内を観察・観測するために定点カメラが設けられるとともに、掘削機にカメラが搭載されている。
【０００５】
しかし、ケーソン函内の天井面や壁面に取り付けられた定点カメラや掘削機に搭載された搭載カメラだけでは、掘削機の位置や掘削の進捗により死角ができてしまうため、ドローンのように遠隔操作により任意の位置に移動できる飛行体にカメラを搭載して観察・観測したいという要望がある。
【０００６】
しかし、ケーソンの函内には、常時掘削機が移動している上、天井には鉄筋ラックなどの障害物が存在し、通常のドローンでは操作の難易度が高く、誰でも操作できるものではないという問題があった。しかも、ケーソン函内（作業室内）の観察は、通常は安定した定点観察が要望され、何かあった時に移動でき、その移動速度も歩行程度の速度があれば足りるものである。その上、ドローンが墜落したために函内に人が入るのでは本末転倒であり、墜落のおそれが少ない安定した飛行が求められるものであった。
【０００７】
その上、一般のドローンは、ペイロードに制限があり、搭載可能なバッテリーの大きさにも制限があり、飛行による電力消費も激しいため、長時間の連続稼働時間を確保できないという問題もあった。
【０００８】
また、特許文献２には、浮揚ガスが封入されたエンベロープ（２）と、該エンベロープ（２）に吊り下げられたゴンドラ（３）と、昇降機構（５）と、推進機構（６）と、空中撮影するためのカメラ（８）とを備え、前記昇降機構（５）及び推進機構（６）を遠隔又は自律によりを制御された無人飛行体（１）であって、前記推進機構（６）には、主に前後方向への移動に貢献する主推進機構（２２）と水平方向の微細な移動に貢献する副推進機構（２３）とを有し、副推進機構（２３）は、圧縮ガスを噴射する噴射ノズル（１０）が前記エンベロープ（２）又はゴンドラ（３）の周囲に複数設けられた気球型の無人飛行体が開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１９］～［００４０］、図面の図１～図５等参照）。
【０００９】
しかし、特許文献２に記載の気球型の無人飛行体は、送電線などの架空線を被写体として、撮影することを主眼とするものであり、ニューマチックケーソン工法における前述のケーソン函内の諸問題が全く考慮されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１５－４１９２号公報
特開２００５－２７１８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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