特許ウォッチ

公開番号2025018367
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121996
出願日2023-07-26
発明の名称無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法
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B64U 10/60 20230101AFI20250130BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】大きなバッテリーを搭載しなくても作業時間や使用できる機器の制限が少なく、且つ、給電用の電源ケーブルが安定飛行の阻害要因になり難い無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法を提供する。
【解決手段】無人航空機1を用いた構造物の点検・補修方法において、構造物に吸着可能な真空吸着装置を有し、発電機に有線で接続された複数の給電部材をそれぞれ複数の無人航空機で運搬して有線で給電部材同士を接続して給電施設を延伸し、設置した給電部材から電力の供給を受けつつ無人航空機で前記構造物の点検・補修を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法であって、
構造物に吸着可能な真空吸着装置を有し、発電機に有線で接続された複数の給電部材をそれぞれ複数の無人航空機で運搬して有線で給電部材同士を接続して給電施設を延伸し、設置した給電部材から電力の供給を受けつつ無人航空機で前記構造物の点検・補修を行うこと
を特徴とする無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法。
続きを表示（約 270 文字）【請求項２】
前記給電部材は、無人航空機に脱着可能に構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法。
【請求項３】
前記給電施設の先端部は、有線で複数の給電部材に分岐されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法。
【請求項４】
前記給電部材とともに、前記無人航空機と通信する通信ケーブルも延伸すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法に関し、詳しくは、給電中継手段と真空吸着装置を有する無人航空機を用いた構造物の点検・補修方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
構造物の維持管理においては、有人で構造物を点検して仮設足場等を設置しつつ補修を行っているのが現状である。このため、点検・補修に費用が嵩むだけでなく、点検・補修すべき構造物の膨大なストックがあるため、耐用年数が経過するまでに人員不足により構造物の点検・補修を行うことができないという問題が発生している。また、点検・補修時には、仮設足場の設置や橋梁点検車の使用が必要なことから、車線規制も必要になるという問題もある。
【０００３】
このような問題を解決するべく、簡易的に維持管理を行うための一手法として、飛行ロボットによる点検補修も提案されている。例えば、特許文献１には、複数のドローン１を有線ケーブル２によって直列に連結してドローン群を形成し、有線ケーブル２は、各ドローン１への給電及び／又は各ドローン１との通信を行う機能を有し、ドローン群の一端側のドローン１に、ドローン群の移動を制御する制御装置３を接続した有線式ドローン群が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２４］～［００２６］、図面の図４，図５等参照）。
【０００４】
また、特許文献２には、複数のプロペラ２を有し三次元移動可能なドローン１であって、ドローン１の機体上部にメカナムホイール９が配置され、プロペラ２の揚力によって構造物にメカナムホイール９が接触した状態で、メカナムホイール９の推進力によって水平移動可能とするドローン１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［００２５］～［００４４］、図面の図１～図６等参照）。また、特許文献２には、ドローン１に対して有線給電装置により地上から有線給電しながらトンネル内壁面を点検することが開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項６、明細書の段落［００４３］、図面の図６等参照）。
【０００５】
また、特許文献３には、本体部と、ローターを備えたドローンであって、建造物の鉄部に磁気吸着して走行する磁石車輪を本体部の上部に装着した懸垂型ドローンが開示されている（特許文献３の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１１］～［００２１］、図面の図１，図２等参照）。また、特許文献３には、「高架や橋梁下面の点検では、高さが数十メートルよりも低いので、有線操作が適している。」こと、及び「有線とした場合、操縦用ラインと電力ライン及び計測機器の制御、計測データ用のラインをまとめて一体としたケーブルを、懸垂型ドローンの本体部に繋げることができる。これによって、懸垂型ドローンバッテリーを積む必要がなく、懸垂型ドローンの重量を軽量化できる。」ことも記載されている（特許文献３の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２７］、図面の図９等参照）。
【０００６】
このような特許文献１～３に記載の無人航空機（ドローン）は、有線により給電を行うのでバッテリーの容量を小さくしたり、無くしたりすることができるというメリットがある。しかし、給電用の電源ケーブル等は、それ自体重量が重く、ローターに接触すると落下するおそれもあり、無人航空機の飛行の安定を阻害するという問題がある。
【０００７】
また、特許文献３に記載の無人航空機（ドローン）は、磁気吸着するものであるため、コンクリート構造物には吸着できないという問題もあった。
【０００８】
一方、特許文献４には、多関節ロボットアーム４０の先端に吸着部と吸引ファンとを備える真空吸着装置５０を有するドローン飛行体１Ｄが開示されている（特許文献４の特許請求の範囲の請求項６、明細書の段落［００５１］～［００５６］、図面の図６等参照）。
【０００９】
特許文献４に記載のドローン飛行体１Ｄは、真空吸着装置５０を有するため、真空吸着装置５０によって構造物に吸着し、ドローン飛行体１Ｄを安定静止したうえで固定すれば、被点検構造物の微細な傷などの拡大撮影や打音点検などの精緻な点検作業などを行うことが可能とされている。
【００１０】
しかし、特許文献４に記載のドローン飛行体１Ｄは、加速度センサーの検出値から、真空吸着装置５０の移動速度、基準位置からの移動量及び移動方向を算出して、この値に基づき外乱方向に対して逆位相で真空吸着装置５０を動かし、真空吸着装置５０の位置及び姿勢を外乱前に補正して安定飛行姿勢を維持するものであり、飛行や吸着時にロボットアームを点検や補修に使用できるものではないという問題がある。また、特許文献４に記載のドローン飛行体１Ｄは、有線で給電する構成ではないため、飛行体に搭載可能なバッテリーでは十分な電力がなく、作業時間や使える機器に制約がでるという問題が発生する。その上、バッテリー容量を大きくすると、無人航空機も大きくなり、狭い場所に進入できなくなるという問題も発生する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許