特許 6679100 陸上走行可能な飛行体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6679100

(24)【登録日】2020年3月23日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】陸上走行可能な飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64C 39/02 20060101AFI20200406BHJP

   B64C 37/00 20060101ALI20200406BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20200406BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20200406BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20200406BHJP

   B64F 3/02 20060101ALI20200406BHJP

   B60F 5/02 20060101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   B64C39/02

   B64C37/00

   B64C27/08

   B64D47/08

   B64D27/24

   B64F3/02

   B60F5/02

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-7048(P2016-7048)

(22)【出願日】2016年1月18日

(65)【公開番号】特開2017-71379(P2017-71379A)

(43)【公開日】2017年4月13日

【審査請求日】2018年11月29日

(31)【優先権主張番号】特願2015-201161(P2015-201161)

(32)【優先日】2015年10月9日

(33)【優先権主張国】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２６年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「ＳＩＰ（戦略的イノベーション創造プログラム）インフラ維持管理・更新・マネジメント技術 ／維持管理ロボット・災害対応ロボットの開発／ 二輪型マルチコプタを用いたジオタグ付近接画像を取得可能な橋梁点検支援ロボットシステムの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】304021277

【氏名又は名称】国立大学法人 名古屋工業大学

(72)【発明者】

【氏名】山田 学

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０４７０９４６５（ＣＮ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００５０７５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０８８７４２８３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１３１５０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０７９０３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｆ ５／０２

Ｂ６４Ｃ １７／０４

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ２７／２８

Ｂ６４Ｃ ２７／５２

Ｂ６４Ｃ ２９／０２

Ｂ６４Ｃ ３７／００

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｂ６４Ｆ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

飛行体本体（２１）と、
車輪（１１）と、
車軸（１３）と、
変形可能なリンク（３１、３２、３３、３４、３５、３７、３９、４１、４３）と、を備え、
前記飛行体本体（２１）は、推進力を発生する推進部（２１−１）を有し、
前記車輪（１１）は、前記推進部（２１−１）を囲み、
前記車輪（１１）は、前記車軸（１３）の両端に前記車軸（１３）に対して回転自在に取り付けられ、
前記リンク（３１、３２、３３、３４、３５、３７、３９、４１、４３）は、一端において、前記飛行体本体（２１）または前記車軸（１１）に取り付けられた前記リンクは、他端において、構造物または移動可能な物に取り付け可能であり、
前記飛行体本体（２１）または前記車軸（１１）に取り付けられた前記リンクは、前記構造物または前記移動可能な物に取り付け可能な一つのリンクとして合わせられ、
かつ、前記推進部（２１−１）への接触が阻害されるよう構成されていることを特徴とする飛行体（１）。

【請求項2】

飛行体本体（２１）と、
車輪（１１）と、
車軸（１３）と、
変形可能なリンク（３１、３２、３３、３４、３５、３７、３９、４１、４３）と、を備え、
前記飛行体本体（２１）は、推進力を発生する推進部（２１−１）を有し、
前記車輪（１１）は、前記推進部（２１−１）を囲み、
前記車輪（１１）は、前記車軸（１３）の両端に前記車軸（１３）に対して回転自在に取り付けられ、
前記リンクは、ロープ（３１、３２）とパイプ（３５、３７）を有し、
前記ロープ（３１、３２）は、一端が、前記車軸（１３）の、前記車輪（１１）を基準として前記推進部（２１−１）とは反対側に、取り付けられ、他端が、構造物または移動可能な物に取り付け可能であり、前記一端と前記他端の間が、前記パイプ（３５、３７）の空洞を通り、
前記パイプ（３５、３７）は、前記リンクが前記車輪（１１）および前記推進部（２１−１）に接触することを阻害する飛行体（１）。

【請求項3】

前記ロープ（３１、３２）は、給電用のケーブルであることを特徴とする請求項２に記載の飛行体（１）。

【請求項4】

前記リンクは、棒（４１）とジョイント（４３）を有し、
前記棒は、一端が、前記飛行体本体（２１）に固定され、他端が、前記ジョイント（４３）に回転自在に接合され、
前記ジョイント（４３）が前記移動可能な物に取り付けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の飛行体（１）。

【請求項5】

前記移動可能な物は、竿（５１）であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の飛行体（１）。

【請求項6】

前記竿（５１）は伸縮自在であることを特徴とする請求項５に記載の飛行体（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、推進部を有する飛行体本体および車輪を有した、陸上走行可能な飛行体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

陸上走行可能な車輪付の飛行体は、特許文献１に示されている。即ち、特許文献１には、図１８（ａ）に示す球状の一体型の車輪１１１、図１８（ｂ）に示す２個の半球型の車輪２１１、および２個の円輪状の車輪が装着された陸上走行可能な回転する車輪付の飛行体が提示されている。また、一体型の円筒状の車輪の例もある。

【0003】

陸上走行可能な車輪付の飛行体の用途として、老朽化したトンネル、ビル、屋外の高架橋の検査に使用できる。すなわち、トンネルの天井や壁、ビルの表面状況や、屋外の高架橋の橋脚と梁の連結している支持部などの検査に、飛行体にカメラや接触センサ等の検査機器を搭載して、表面の撮影等のデータ収集を行うことができる。
陸上走行可能な車輪付の飛行体は、検査時に、トンネルの天井や壁、または屋外の高架橋の橋脚と梁の表面を、車輪により走行できるので、車輪を有しない飛行体（飛行体本体のみ）に対して、バッテリーの消費電力が小さく、移動時の操縦安定性も高い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１１７００３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

陸上走行可能な車輪付の飛行体は、トンネル、ビル、高架橋等の構造物の検査に有用である。
しかし、高所を検査する際、飛行体が地上から飛行して点検箇所に接近して検査するため、検査前の接近に要する飛行または走行により、飛行体に搭載しているバッテリーのエネルギーの多くが消費され、検査時間が短くなると共に、頻繁に新たなバッテリーへの交換が必要となる。さらに、検査中断時には、一旦着陸させるか、その場で飛行させる必要があるため、作業効率が悪いなどの問題点がある。
また、高架橋など高所を検査する際、検査前の接近と検査後の回収の飛行または走行に多くのエネルギーを消費し点検時間が短くなってしまうことに加えて、高所の検査個所が狭いことが多いので高度な操縦技術が必要である。
また、強風や暴走により高所から墜落した場合、飛行体が損傷するばかりでなく、地上の作業者等に当たる可能性があり危険である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記の課題を解決する飛行体を提供することであり、以下の通りである。
発明１は、飛行体本体（２１）と、車輪（１１）と、車軸（１３）と、変形可能なリンク（３１、３２、３３、３４、３５、３７、４１、４３）と、を備え、飛行体本体（２１）は、推進力を発生する推進部（２１−１）を有し、車輪（１１）は、推進部（２１−１）を囲み、リンク（３１、３２、３３、３４、３５、３７、４１、４３）は、一端において、飛行体本体（２１）または車軸（１１）に取り付けられ、他端において、構造物または移動可能な物に取り付け可能であり、かつ、推進部（２１−１）への接触が阻害されるよう構成されていることを特徴とする飛行体（１）である。
発明２は、リンクは、ロープ（３１、３２）とパイプ（３５、３７）を有し、ロープ（３１、３２）は、一端が、車軸（１３）の、車輪（１１）を基準として推進部（２１−１）とは反対側に、取り付けられ、他端が、構造物または移動可能な物に取り付け可能であり、前記一端と他端の間が、パイプ（３５、３７）の空洞を通り、パイプ（３５、３７）は、リンクが車輪（１１）および推進部（２１−１）に接触することを阻害する発明１に記載の飛行体である。
発明３は、ロープ（３１、３２）は、給電用のケーブルであることを特徴とする発明２に記載の飛行体である。
発明４は、リンクは、棒（４１）とジョイント（４３）を有し、棒（４１）は、一端が、飛行体本体（２１）に固定され、他端が、ジョイント（４３）に回転自在に接合され、ジョイント（４３）が移動可能な物に取り付けられたことを特徴とする発明１に記載の飛行体（１）である。
発明５は、移動可能な物は、竿（５１）であることを特徴とする発明１ないし４のいずれか１つに記載の飛行体（１）である。
発明６は、竿（５１）は伸縮自在であることを特徴とする発明４に記載の飛行体（１）である。

【発明の効果】

【0007】

発明１により、飛行体を高架橋の検査やビルの壁面検査などで使用する場合、不使用時には推進部を停止させ、構造物または移動可能な物に、変形可能なリンクを用いて吊り下げておけば、次に使用するとき、検査地点まで、短時間でアプローチでき、効率的かつ長時間の検査が可能になる。すなわち、検査前後の飛行または走行が大幅に短縮でき、検査時間が長く確保できる。また、頻繁に新たなバッテリーへの交換作業も大幅に削減できる。さらに、検査中断時には、検査個所の近くに吊り下げておくことがきるので、作業効率を改善できる。
また、強風や暴走により高所から墜落した場合、飛行体を吊り下げておくことができるので、飛行体の損傷を防ぐばかりでなく、地上の作業者等に当たる可能性がなくなり安全である。
発明２により、変形可能なリンクは、ロープとパイプで構成される。よって高所を検査する際、検査個所の近くに飛行体をロープにより固定して行える。
この際、ロープで吊るしただけでは、車輪や飛行体本体の推進部に、ロープが絡まる危険があるため、ロープ一端を、車輪の外側の車軸に固定し、ロープを常に車輪の外側にあるようにすると共に、車輪の外側のロープ部にはパイプの空洞を通しているので、車輪に絡んでしまうことがないと共に、飛行体の推進部に干渉することもない。
発明３により、ロープの代わりに給電ケーブルを使えば、バッテリー容量（寿命）を気にすることなく、連続して検査が行えるので、作業効率が格段に向上する。
発明４により、棒の一端を、推進部に干渉しないように飛行体本体に固定し、他端を移動可能な物にジョイントを介して回転自在に接合した車輪付き飛行体である。高所を検査する際、検査個所の近くに飛行体を移動可能な物により移動できる。よって、検査前後の飛行または走行が大幅に短縮でき、検査時間が長く確保できる。また、頻繁に新たなバッテリーへの交換作業も大幅に削減できる。また、強風や暴走により高所から墜落した場合、飛行体を吊り下げておくことができるので、飛行体の損傷を防ぐばかりでなく、地上の作業者等に当たる可能性がなくなり安全である。さらに、飛行体が狭い空間などに入り込んで推進部２１−１の推進力だけでは脱出できなくても、棒に連結した移動可能な物を移動させることで容易に脱出できる。
発明５により、移動可能な物は、竿であるので、人間の手によって操作が可能になる。竿の操作力は、飛行体の推進力で、棒に回転自在に連結した竿の先端が引き上げられるので小さくなる。また、竿の操作により、飛行体を高架橋の橋梁の頂部と梁の底面（天井）に設置されている支持部などの構造物奥まで容易に移動することができる。また、飛行体が狭い空間などに入り込んで推進部２１−１の推進力だけでは脱出できなくても、竿を操作することで容易に脱出できる。
発明６により、竿は伸縮自在である。よって、竿５１は、先端部に装着した飛行体の推進により長く伸ばすことがきるので、検査作業が軽減できる。また、長くて嵩張る竿を短く収納できるので、持ち運びや保管が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の構成を示す斜視図である。

【図2】第１実施形態の作用を模式図で示す。（ａ）非飛行時、（ｂ）飛行時。

【図3】第１実施形態の構造を示す。（ａ）飛行体とロープ取付け部、（ｂ）パイプからロープの取り出し部部、（ｃ）ロープ連結部

【図4】飛行体とロープ取付け部の他の実施例を示す。

【図5】第１実施形態の実際の使用例を示す。（ａ）非飛行時、（ｂ）飛行時。

【図6】第２実施形態の実際の使用例を示す。（ａ）非飛行時、（ｂ）飛行時。

【図7】第３実施形態の作用を模式図で示す。（ａ）非飛行時、（ｂ）飛行時。

【図8】第３実施形態の実際の飛行時の使用例を示す。

【図9】第４実施形態の作用を模式図で示す。（ａ）非飛行時、（ｂ）飛行時。

【図10】推進部を１個にした他の実施例の斜視図を示す。

【図11】推進部を１個にした他の実施例の平面図を示す。

【図12】推進部を１個にした他の実施例の側面図を示す。

【図13】第５実施形態の作用を模式図で示す。（ａ）飛行時、（ｂ）飛行時（計測器搭載）。

【図14】ジョイントの構成を模式図で示す。（ａ）棒と竿が一直線に接続、（ｂ）竿か回転、（ｃ）棒が回転。

【図15】第５実施形態の実際の高架橋での使用例を模式図で示す。

【図16】第６実施形態の作用を模式図で示す。（ａ）飛行時、（ｂ）使用時。

【図17】別構造の飛行体を示す。

【図18】従来の陸上走行可能な飛行体を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、飛行体１の第１実施形態の構成を示す矢視図である。
飛行体本体２１は、４つの推進部２１−１、１つの制御部２１−２、４本のフレーム２１−３等からなる。図示しないが、バッテリーや計測機器等も飛行体本体２１に搭載されている。推進部２１−１の各々は、当該推進部に対応する１本のフレーム２１−３を介して制御部２１−２に固定される。
４つの推進部２１−１の各々は、回転して推進力を発生するプロペラおよび当該プロペラを回転させるモータを有する。
車輪１１は、リム１１−１、スポーク１１−２からなる。車輪１１は、車軸１３の両端に車軸１３に対して回転自在に取り付けられ、飛行体本体２１の推進部２１−１が発生する推進力により陸上を走行できる。車軸１３は、制御部２１−１に固定され、車輪１１の回転軸となる。リム１１−１とスポーク１１−２は、飛行体１の飛行体本体２１の横方向を立体的にカバーして保護している。
車輪１１は、図１８（ａ）に示す球状の一体型の車輪１１１、図１８（ｂ）に示す２個の半球型の車輪２１１、および円輪状の一体型または２個の円筒型でも良い。すなわち車輪は、半球型、多輪型、円筒型、球型でよく、これらの形状の車輪により推進部２１−１の全体が保護されている飛行体１でも良い。

【0011】

車軸１３の車輪１１の取付け部の外側の両端には、２本のロープ３１、３２がそれぞれ車軸１３に対して回転自在にロープ固定部１７で固定されている。ロープ３１、３２は、それぞれパイプ３５の空洞内を通されている。パイプ３５は、パイプブラケット３３により、パイプブラケット３３とロープ固定部１７との間に保持されている。パイプ３５により、ロープ３１、３２は、車輪１１に巻き込まれることが防止されている。つまり、パイプ３５は、パイプ３５が無い場合に比べ、ロープ３１、３２が車輪１１および推進部２１−１に接触することを阻害している。
パイプ３５の空洞から出たロープ３１、３２は、ロープブラケット３４によりも飛行体本体２１から離れる側で、縒り合わせられて一本のロープ状態にされる。このロープ３１、３２からなる１本の、ロープブラケット３４側とは反対側の端部は、構造物などに固定される。

【0012】

図２に、第１実施形態の作用を模式図で示す。図２（ａ）は非飛行時、図２（ｂ）は飛行時を示す。
縒り合わせられたロープ３１と３２の端部は、高架橋の梁部イに固定されている。
図２（ａ）の非飛行時においては、飛行体１は、ロープ３１、３２により、梁部イからつり下げられている。従って、パイプ３５は飛行体１の上側（より具体的には車軸１３よりも上方）にある。
図２（ｂ）の飛行時においては、飛行体１は、推進部２１−１の推進力Ｆにより上昇する。この際、パイプ３５は、飛行体１の下側（より具体的には車軸１３よりも下方）へ回転して移動する。ロープ３１、３２はパイプにより保護され車輪１１に巻き込まれない。パイプ３５の長手方向の長さは車輪１１の半径より大きく設定される。また、飛行体１が飛行または走行可能な範囲はロープ３１、３２の長さより拘束される。但し、ロープ３１、３２は、当該飛行または走行可能な範囲における飛行体１の挙動を拘束することは無い。
推進部２１−１を停止させると、飛行体は落下するがロープ３１、３２により吊り下げられる。この際、ロープ３１、３２は、車軸１３の周りに回転自在なため、パイプ３５も自重で下側へ移動する。よって、パイプ３５は、常に飛行体１の車輪１１の外側にある。
パイプ３５は、軽量の細い中空の円筒棒が良い。また直線である必要はなく、曲がった形状でも良い。これは、パイプ３５に相当する部位のロープ３１、３２に形状を与える方法（硬化性の樹脂で固めることや固定形状をもつもので被覆するなど）で製作しても良い。また、パイプ３５は、ロープ３１、３２よりも曲げ剛性が高い。

【0013】

図３に、第１実施形態の構造を示す。
図３（ａ）は飛行体とロープ取付け部を示す。車軸１３に、車輪１１を回転自在に、車輪固定部１５で固定する。パイプ３５の空洞から出たロープ３２の先端を、２本に分け、その先端を接合してループ状にして孔を成形する。車軸１３を孔に通しロープ固定部１７を取り付ける。ロープ３２のループ部は、車輪固定部１５とロープ固定部１７の間に回転自在に保持される。よって、パイプ３５も車軸１３に回転自在に保持される。ロープ３１も同様である。
図３（ｂ）はパイプ３５からロープの取り出し部を示す。パイプ３５の空洞から出たロープ３２の部位にパイプブラケット３３を、パイプ３５が移動しないように取り付ける。これにより、パイプ３５は、車軸１３とパイプブラケット３３の間に保持される。パイプ３５の長さは、車軸１３とパイプブラケット３３の間のロープ３２の長さより少し短く、ロープ３２のループ部の車軸１３周りの回転を拘束しない。ロープ３１も同様である。
図３（ｃ）は、ロープ３１と３２の連結部を示す。ロープ３１と３２を合わせてロープブラケット３４固定する。固定した残りのロープ３１と３２は、１本になるように縒り合わせられている。縒り合わせられたロープ３１と３２の端部は、構造物などに固定される。

【0014】

図４に、飛行体とロープ取付け部の他の実施例を示す。
車軸１３に直径方向に孔を開け、ロープ３２の先端のループ部を通して固定する。この際、車輪１１は、車軸１３に、車輪固定部１５（図示せず）により回転自在に固定されている。図３（ａ）に示すロープ固定部１７は不要である。ロープ３１も同様である。

【0015】

図５に、第１実施形態の実際の使用例を示す
図５（ａ）は、非飛行時を示す。高架橋の梁の上部に設けられた手すり等の梁部イに、１本に縒り合わせられたロープ３１と３２の端部を固定する。飛行体１はロープ３１、３２により梁部イから吊り下げられている。パイプ３５は飛行体１の上部にある。
ロープ３１、３２により、１本に縒り合わせられたロープ３１と３２の端部を、検査個所の近傍の梁部イに取り付けることにより、飛行体１を、推進力を使わずに検査個所に近づけることができる。検査の中断時には、推進部をオフにして、エネルギーを使わずに安全に吊るしておける。非飛行時でも水平を保つので、飛行再開時に、容易に飛行体１を制御できる。
図５（ｂ）は飛行時を示す。高架橋の梁の上部に設けられた手すり等の梁部イに、１本に縒り合わせられたロープ３１と３２の端部を固定する。飛行体１はロープ３１、３２により梁部イから吊り下げられている。パイプ３５は飛行体１の下部にある。
推進部２１−１を作動させ推進力で、飛行体１を構造物の梁イの天井までに上昇させ車輪１１接触させる。飛行体１は、車輪１１が天井に接触しているので、接触摩擦力が作用して安定して移動の操作ができる。ここでは、高架橋の橋脚ロと梁イを接合している支持部ハを観察する。支持部ハは、複雑な構造物奥に設置されているが、１本に縒り合わせられたロープ３１と３２の端部を、検査個所である支持部ハの近傍の梁部イに取り付けることにより、検査前の接近と検査後の回収の飛行または走行のためのエネルギー消費が少なくできる。よって、検査時間が多く確保できるようになる。
また、強風時や暴走時でも、飛行体１はロープ３１、３２の長さの範囲内にとどまり、高所から墜落することが防止できる。よって墜落による飛行体の損傷が防止でき、地上の作業者等に当たる危険も防止できる。
また、ロープ３１、３２の長さの調整により、飛行体１の位置や移動速度などを制御できる。

【0016】

【表1】

【0017】

表１は、第１実施形態の試作機の仕様を示す。
飛行体１は、外径寸法が、幅７００ｍｍ、奥行６６０ｍｍ、高さ６６０ｍｍで、総重量が２ｋｇである。ロープ３１、３２は、軽量であると共に飛行体１の総重量と飛行体１の推進力を考慮した機械的強度、および紐、糸、チェーン等の柔軟性が必要である。よって、ロープ３１、３２は、素材としてケプラ糸（スーパーアラミド繊維）を採用し、直径０．６９ｍｍで長さ１２５００ｍｍを用いた。
また、パイプ３５は、軽量であることが必要なので、カーボンパイプを用いて、外径４ｍｍ、内径２ｍｍ、長さ１０００ｍｍを用いた。
なお、本実施形態では、ロープ３１、３２、パイプ３５、パイプブラケット３３、ロープブラケット３４が、全体として、変形可能なリンクに相当する。

【0018】

（第２実施形態）
図６に、第２実施形態の実際の使用例を示す。本実施形態の飛行体１は、第１実施形態の飛行体１から、ロープ３２およびロープ３２を囲むパイプ３５を取り除いたものである。
図６は（ａ）非飛行時を示す。高架橋の梁の上部に設けられた手すり等の梁部イに、１本に縒り合わせられたロープ３１端部を固定する。飛行体１はロープ３１により梁部イから吊り下げられている。パイプ３５は飛行体１の上部にある。
ロープ３１の端部を、検査個所の近傍の梁部イに取り付けることにより、第１実施形態と同様の作用効果がある。
図６（ｂ）は飛行時を示す。高架橋の梁の上部に設けられた手すり等の梁部イに、１本に縒り合わせられたロープ３１の端部を固定する。飛行体１はロープ３１により梁部イから吊り下げられている。
ロープ３１の端部を、検査個所の近傍の梁部イに取り付けることにより、第１実施形態と同様の作用効果がある。但し、推進部２１−１を作動させた起動時において飛行体１の飛行姿勢を水平（具体的には、車軸１３が水平な状態）に制御する必要がある。
なお、本実施形態では、ロープ３１、パイプ３５、パイプブラケット３３が、全体として、変形可能なリンクに相当する。

【0019】

第１実施形態および第２実施形態において、ロープ３１、３２は、飛行体１の外部の電源から推進部２１−１、制御部２１−２、および飛行体１に搭載された計測機器６１への給電用のケーブルで代用することができる。これはバッテリー寿命を気にしないで検査作業ができるので、長時間の検査を行う場合に有用である。

【0020】

（第３実施形態）
図７に、第３実施形態の作用を模式図で示す。
図７（ａ）は非飛行時を示す。第３実施形態は、第１実施形態の１本に縒り合わせられたロープ３１と３２の端部を固定する個所を、構造物の梁イから、移動可能なものにする。ここでは、竿５１の先端部に固定する。竿５１は伸縮が可能で、使用しない時は短く収納でき、所謂釣り竿と同様の機能を持つ。
竿５１の先端部に、１本に縒り合わせられたロープ３１と３２の端部が固定されているので、飛行体１はロープ３１、３２により竿５１の先端部から吊り下げられている。パイプ３５は飛行体１の上部（より具体的には車軸１３よりも上方）にある。竿５１は飛行体１の自重により撓んだ状態になる。
図７（ｂ）は飛行時を示す。推進部２１−１を作動させ推進力で、飛行体１を上昇させると、竿５１は上側に撓った状態になる。

【0021】

図８に、第３実施形態の実際の飛行時の使用例を示す。
竿５１の下部は人間が手で保持する。これは釣り竿と同じである。高架橋の橋脚ロに車輪１１を接触回転させて飛行体１を梁イまで上昇させる。ここから検査する支持部ハに向けて、竿５１の先端部を移動させることで、飛行体１を水平方向に移動させて検査することができる。人間が支持部ハに向けて竿５１の先端部を移動させる間、推進部２１−１は、鉛直上方への推進力のみを発生させるだけでよいので、推進力の制御が簡単である。このようにすると、車輪１１が梁イの底部（人間からみると天井）と接触して転がりながら、飛行体１が移動する。

【0022】

【表2】

【0023】

表２は、第３実施形態の試作機の仕様を示す。
飛行体１は、外径寸法が、幅３６０ｍｍ、奥行３２０ｍｍ、高さ：２００ｍｍであり、総重量は、０.４６ｋｇである。第１実施形態の試作機より小型軽量である。これは、竿の先端に装着することと、検査する高架橋の支持部ハが、橋脚ロの頂部と梁の下部（天井）の間に設置され、上下の高さが小さいので、車輪１１の直径を２００ｍｍとしたからである。
ロープ３１、３２およびパイプ３５の使用は第１実施形態と同じである。竿５１は、カーボン製の渓流竿（風迎釣具製）を使用した。竿の材質は、カーボン繊維であり、全長１１９００ｍｍ（収納寸法９００ｍｍ）、重量０.７５５ｋｇである。竿５１の長さは、１０ｍ以上の場合、特に効果が顕著である。
なお、本実施形態では、ロープ３１、３２、パイプ３５、パイプブラケット３３、ロープブラケット３４が、全体として、変形可能なリンクに相当する。

【0024】

（第４実施形態）
図９に、第４実施形態の作用を模式図で示す。
図９（ａ）は非飛行時を示す。第４実施形態は、第３実施形態に対して、パイプ３５の空洞から出たロープ３１、３２を、更に連結パイプ３７の中を通し、連結パイプの中央部に設けた孔から取り出し、竿５１の先端に固定している。
竿５１の先端部に、１本に縒り合わせられたロープ３１と３２の端部が固定されているので、飛行体１はロープ３１、３２により竿５１の先端部から吊り下げられている。パイプ３５は飛行体１の上部にあり、その上部に連結パイプ３７がある。竿５１は飛行体１の自重により撓んだ状態になる。
図９（ｂ）は飛行時の使用例を示す。推進部２１−１を作動させ推進力で、飛行体１を上昇させると、竿５１は上側に撓った状態になる。竿５１の下部は人間が手で保持する。これは釣り竿と同じである。高架橋の橋脚ロに車輪１１を接触回転させて飛行体１を梁イまで上昇させる。ここから検査する支持部ハに向けて、竿５１の先端部を水平に移動させることで検査することができる。この際、第３実施形態に対して、パイプ３５と連結パイプ３７が剛性を有するので、竿５１の操作が飛行体１に伝わり易くなり、飛行体１の水平移動の操作が容易になる。
なお、本実施形態では、ロープ３１、３２、パイプ３５、パイプブラケット３３、３７、ロープブラケット３４が、全体として、変形可能なリンクに相当する。

【0025】

第４実施形態の他の実施例として推進部２１−１を１個にした飛行体１を、図１０、１１、１２に示す。図１０は斜視図、図１１は平面図を、図１２は側面図を示す。
竿５１の先端に取り付けたロープ３１をコの字型のパイプ３９の中央部に接続されている。パイプ３９の両端は、車軸１３の両側の端部に回転自在に接続されている。車軸１３の両端部のパイプ３９の接続部の内側には、一対の車輪１１がそれぞれ軸受け１４を介して回転自在に取り付けられている。更に車軸１３には、一対の車輪１１の内側に、飛行体本体が取り付けられている。
飛行体本体２１の推進部２１−１は１個である。よって、プロペラ２１−４、プロペラモータ２１−５も１個であり、飛行体１の中央部に配置されている（図１１）。飛行体１の姿勢制御は、プロペラ２１−４が４個の場合、各プロペラの回転数を制御することで実施できるが、プロペラ１個の場合はできない。よって、２個の姿勢制御モータである第１モータ２２、第２モータ２６を用いる。
第１モータ２２は、推進部２１−１を車輪１１の回転方向に回転させる。第１モータ２２は、第１モータ回転軸２３を回転させ、第１モータ回転軸２３は、推進部２１−１に固定されている。第１モータ回転軸２３の中心線は、車軸１３の中心線と同一線上に配される。第１モータ２２は、第１モータ保持具２４に固定されている。第１モータ保持具２４は、多角形または楕円形のリング状になっており、中央の空隙部には、推進部２１−１が配されている。
第２モータ２６は、推進部２１−１を車輪１１の中心線と直交する線を中心として回転させる。第２モータ２６は、第２モータ回転軸２７を回転させ、第２モータ回転軸２７は、第１モータ保持具２４に固定されている。第２モータ回転軸２７の中心線は、車軸１３および第１モータ回転軸２３の中心線と直交するように配される。第２モータ２６は、第２モータ保持具２８に固定されている。第２モータ保持具２８は、多角形または楕円形のリング状になっており、中央の空隙部には、推進部２１−１、第１モータ２２、および第１モータ保持具２４等が配されている。第２モータ保持具２８は、一対の車輪１１の内側に配され、各々の車軸１３と固定されている。
飛行体１が地上（または天井）を走行する場合、第１モータ２２を作動させて推進部２１−１を車輪方向に回転させることにより、推進部２１−１により発生する揚力を、進行方向と地上（または天井）を押しつける方向の２方向に分けて、車輪１１を地上（または天井）に押しつけながら回転させて地上を（または天井）走行して安定して移動させることができる。
図１５に、第５実施形態の実際の高架橋での使用例を模式図で示す。飛行体１による高架橋の支持部ハの検査を、次の３段階に分けて説明する。
段階１：飛行体１は、非飛行時であり待機している。
段階２：飛行体１は橋脚ロ上を、姿勢制御の第１モータ２２および御第２モータ２６を制御して安定して走行移動させている。推進部２１−１の推進力で、棒４１は引き上がられ、飛行体１は高架橋（構造物）の橋脚を車輪１１で安定して走行して上昇する。その際、竿５１は、飛行体１の推進力により、竿５１の先端が引き上げられるので、竿５１は伸びると共に、竿５１を操作する力も小さくなり、竿５１の持ち運びや操作も容易になる。
段階３：飛行体１は、橋脚ロの上部と梁の底面（天井面）の間に入り込み、支持部ハの検査を行っている。推進部２１−１の推進力と姿勢制御の第１モータ２２および第２モータ２６を制御させることにより、竿５１が更に伸び長くなり、飛行体１は、梁イの天井までに上昇し、飛行体１は天井に沿って安定して移動し、構造物奥にある支持部ハを観察し検査できる。その際も竿５１の操作力は飛行体１により軽くなり、持ち運びや操作が容易になる。ここで、飛行体１がバッテリー寿命により停止した場合、竿５１を引っ張る等の操作をすることにより、飛行体１を地上に回収できる。
また、飛行体１が地上に垂直な壁を地上と平行（水平）に走行する場合、第１モータ２２を作動させて推進部２１−１を車輪方向に回転させることにより、車輪１１を壁に押しつけながら回転させて壁を走行させるが、飛行体１の自重により落下しながら移動することになる。そこで、第２モータ２６により、車軸１３と直交する軸の周りに回転させ、推進部２１−１により発生する揚力を、さらに壁の上方の３方向に分ける。飛行体１は、壁を水平方向に走行することができる。
竿５１の先端部に、ロープ３１の端部が固定されコの字型のパイプ３９の中央部に固定され、パイプ３９の両端は、飛行体１の車軸１３の両側の端部に回転自在に接続されている。よって、飛行体１はロープ３１、パイプ３９により竿５１の先端部から吊り下げられている。
図１２は、推進部２１−１が作動して飛行体１が空中に浮いた状態を示している。推進部２１−１を１個にすることにより、飛行体１を小型軽量化できるので、高架橋の橋脚ロに車輪１１を接触回転させて飛行体１を梁イまで上昇させる。ここから検査する支持部ハに向けて、竿５１の先端部を水平に移動させることで検査することができる。この際、第３実施形態に対して、パイプ３９が剛性を有するので、竿５１の操作が飛行体１に伝わり易くなり、飛行体１の水平移動の操作が容易になる。
なお、本実施形態では、ロープ３１、パイプ３９が、全体として、変形可能なリンクに相当する。
また、ロープ３１は、図１４のジョイント４３を用いても同様の効果がある。

【0026】

【表3】

【0027】

表３は、第４実施形態の他の実施例として推進部を１個にした飛行体１の試作機の仕様を示す。
飛行体１は、外径寸法が、幅３００ｍｍ、奥行２８０ｍｍ、高さ：２８０ｍｍであり、総重量は、１．６ｋｇである。第１実施形態の試作機より小型軽量である。これは、竿の先端に装着することと、検査する高架橋の支持部ハが、橋脚ロの頂部と梁の下部（天井）の間に設置され、上下の高さが小さいので、車輪１１の直径を２８０ｍｍとしたからである。
ロープ３１およびパイプ３９の仕様は第１実施形態と同じである。竿５１は、カーボン製の渓流竿（風迎釣具製）を使用した。竿の材質は、カーボン繊維であり、全長１１９００ｍｍ（収納寸法９００ｍｍ）、重量０.７５５ｋｇである。竿５１の長さは、１０ｍ以上の場合、特に効果が顕著である。３
また、姿勢制御第１モータ２２（車輪方向）、姿勢制御第２モータ２６（車軸と直交方向）の仕様も示す。

【0028】

（第５実施形態）
図１３に、第５実施形態の作用を模式図で示す。
図１３は（ａ）飛行時を示す。第５実施形態は、棒４１の一端を、飛行体本体２１の下部（他：フレーム２１−３、図１参照）に固定し、棒４１の他の端を、竿５１の先端部につけたジョイント４３に回転自在に接合させている。
推進部２１−１を作動させ推進力で、飛行体１を上昇させると、竿５１は上側に撓った状態になる。竿５１の下部は人間が手で保持する。これは釣り竿と同じである。高架橋の橋脚ロに車輪１１を接触回転させて飛行体１を梁イまで上昇させる。ここから検査する支持部ハに向けて、竿５１の先端部を水平に移動させることで検査することができる。この際、第３実施形態に対して、竿５１の操作が飛行体１に伝わり易くなり、飛行体１の水平移動の操作が容易になる。棒４１の長さは、車輪１１の半径より大きくして、竿５１が車輪に干渉しないようにしている。このように棒４１は、飛行体本体２１に固定される剛体棒として構成されていることで、棒４１、ジョイント４３、竿５１が、推進部２１−１に接触することを阻害している。
本実施形態では、竿５１の先端から棒４１の飛行体本体２１側の端部までの距離は、常に一定である。
非飛行時は、飛行体１の自重により落下するが、棒４１はジョイント４３で回転し、竿５１が下側に撓って、飛行体１が吊り下げられる。
図１３（ｂ）は飛行時において、カメラ等の計測機器６１を搭載した様子を示す。車輪１１の間から撮影等の検査を行う。これは他の実施形態でも同様である。

【0029】

図１４に、ジョイントの構成を模式図で示す。ジョイント４３は、球体とこれに回転自在に嵌合する球状の内面を持つ受け部から構成され、３次元的に回転できる。図１４では、棒４１に球体、竿５１の先端に受け部を設けたが逆でも良い。
図１４（ａ）は棒と竿が一直線に接続している。図１４（ｂ）は、（ａ）に対して竿５１が回転している。また、図１４（ｃ）は、（ａ）に対して、棒４１が回転を示す。

【0030】

図１５に、第５実施形態の実際の高架橋での使用例を模式図で示す。
飛行体１による高架橋の支持部ハの検査を、次の３段階に分けて説明する。
段階１：飛行体１は、非飛行時であり待機している。
飛行体１の自重で、棒４１はジョイント４３の下側にあり、竿５１は下側に撓んでいる。竿５１は、収納時に対して少し伸びた長さである。
段階２：飛行体１は橋脚ロ上を走行して安定して移動している。推進部２１−１の推進力で、棒４１は引き上がられ、飛行体１は高架橋（構造物）の橋脚を車輪１１で安定して走行して上昇する。その際、竿５１は、飛行体１の推進力により、竿５１の先端が引き上げられるので、竿５１は伸びると共に、竿５１を操作する力も小さくなり、竿５１の持ち運びや操作も容易になる。
段階３：飛行体１は、橋脚ロの上部と梁の底面（天井面）の間に入り込み、支持部ハの検査を行っている。推進部２１−１の推進力で、竿５１が更に伸び長くなり、飛行体１は、梁イの天井までに上昇すると、飛行体１は天井に沿って安定して移動し、構造物奥にある支持部ハを観察し検査できる。その際も竿５１の操作力は飛行体１により軽くなり、持ち運びや操作が容易になる。ここで、飛行体１がバッテリー寿命により停止した場合、竿５１を引っ張る等の操作をすることにより、飛行体１を地上に回収できる。
なお、本実施形態では、棒４１およびジョイント４３が、全体として、変形可能なリンクに相当する。

【0031】

（第６実施形態）
図１６は、第６実施形態の作用を模式図で示す。
第６実施形態は、第５実施形態に対して、棒４１の長さが短い。
図１６（ａ）は飛行時を示す。図１６（ｂ）は使用時を示す。飛行体１の車輪１１の間隔が大きく、竿５１の操作時に、車輪１１と竿５１が干渉するおそれの無い場合、竿の操作により飛行体１の操作が容易である。
なお、本実施形態では、棒４１およびジョイント４３が、全体として、変形可能なリンクに相当する。

【0032】

第３実施形態から第６実施形態において、給電用のケーブルを竿５１に沿って配することで、外部の電源から、飛行体１の推進部２１−１、制御部２１−２、および飛行体１に搭載された計測機器６１へ電力を供給することができる。これはバッテリー容量（寿命）を気にしないで検査作業ができるので、長時間の検査を行う場合に有用である。なお、竿５１の収納時に対応して、給電用のケーブルを、釣りに用いる釣り糸のように、リールを用いて収納することができる。

【0033】

この例では、リム１１−１が形成する円の中心を通る弦と、リム１１−１との２個所の交差部に車輪嵌合部１１−３を設けている。車輪嵌合部１１−３は、リム１１−１の内側と接触して回転するコロを有する。異なる車輪の２個の車輪嵌合部１１−３は、車軸１３（２本）で支持されている。２本の車軸１３の中央部にはロール軸受１９−２を設け、ロール軸１９−１の両端をロール軸受１９−２に回転自在に嵌合させている。これにより推進部２１−１を、図１７（ｂ）に示す進行方向と沿った回転（すなわち、車軸１３に平行な軸を回転軸とする回転）と、図１７（ｃ）に示す進行方向に直角方向に沿った回転（すなわち、ロール軸１９−１を回転軸とする回転）という、２方向の回転が実現できる。従って、推進力を３次元に分配できるので、垂直の壁を水平方向に走行することができる。また、推進力を２次元に分配するだけで良い場合、ロール軸受１９−２を廃して、ロール軸１９−１を車軸１３に固定すれば良い。
この飛行体１の車軸１３のリム１１−１の外側にロープを回転自在に接合したり、フレーム２１−３に棒４１を固定すれば本発明の全ての実施形態を実現できる。

【0034】

以上、６つの実施形態から、以下の発明と作用効果がある。
発明１は、飛行体本体２１と、車輪１１と、車軸１３と、変形可能なリンク３１、３２、３３、３４、３５、３７、４１、４３と、を備え、飛行体本体２１は、推進力を発生する推進部２１−１を有し、車輪１１は、推進部２１−１を囲み、リンク３１、３２、３３、３４、３５、３７、４１、４３は、一端において、飛行体本体１または車軸１３に取り付けられ、他端において、構造物または移動可能な物に取り付け可能であり、かつ、推進部２１−１への接触が阻害されるよう構成されていることを特徴とする飛行体１である。
発明１により、飛行体１を高架橋の検査やビルの壁面検査などで使用する場合、不使用時には推進部２１−１を停止させ、構造物または移動可能な物に、変形可能なリンク３１、３２、３３、３４、３５、３７、４１、４３を用いて吊り下げておけば、次に使用するとき、検査地点まで、短時間でアプローチでき、効率的かつ長時間の検査が可能になる。すなわち、検査前後の飛行または走行が大幅に短縮でき、検査時間が長く確保できる。また、頻繁に新たなバッテリーへの交換作業も大幅に削減できる。さらに、検査中断時には、検査個所の近くに吊り下げておくことがきるので、作業効率を改善できる。
また、強風や暴走により高所から墜落した場合、飛行体１を吊り下げておくことができるので、飛行体１の損傷を防ぐばかりでなく、地上の作業者等に当たる可能性がなくなり安全である。
発明２は、リンクは、ロープ３１、３２とパイプ３５、３７を有し、ロープ３１、３２は、一端が、車軸１３の、車輪１１を基準として推進部２１−１とは反対側に、取り付けられ、他端が、構造物または移動可能な物に取り付け可能であり、前記一端と他端の間が、パイプ３５、３７の空洞を通り、パイプ３５、３７は、リンクが車輪１１および推進部２１−１に接触することを阻害する発明１に記載の飛行体１である。
発明２により、変形可能なリンクは、ロープ３１、３２とパイプ３５、３７で構成される。よって高所を検査する際、検査個所の近くに飛行体をロープ３１、３２により固定して行える。
この際、ロープ３１、３２で吊るしただけでは、車輪１１や飛行体本体１の推進部２１−１に、ロープ３１、３２が絡まる危険があるため、ロープ３１、３２一端を、車輪１１の外側の車軸１３に固定し、ロープを常に車輪１１の外側にあるようにすると共に、車輪１１の外側のロープ部にはパイプ３５の空洞を通しているので、車輪１１に絡んでしまうことがないと共に、飛行体１の推進部２１−１に干渉することもない。
発明３は、ロープ３１、３２は、給電用のケーブルであることを特徴とする発明２に記載の飛行体である。
発明３により、ロープ３１、３２の代わりに給電ケーブルを使えば、バッテリー寿命を気にすることなく、連続して検査が行えるもで、作業効率が格段に向上する。
発明４は、リンクは、棒４１とジョイント４３を有し、棒４１は、一端が、飛行体本体１に固定され、他端が、ジョイント４３に回転自在に接合され、ジョイント４３が移動可能な物に取り付けられたことを特徴とする発明１に記載の飛行体１である。
発明４により、棒４１の一端を、推進部２１−１に干渉しないように飛行体本体２１に固定し、他端を移動可能な物にジョイント４３を介して回転自在に接合した車輪１１付き飛行体１である。高所を検査する際、検査個所の近くに飛行体１を移動可能な物により移動できる。よって、検査前後の飛行または走行が大幅に短縮でき、検査時間が長く確保できる。また、頻繁に新たなバッテリーへの交換作業も大幅に削減できる。また、強風や暴走により高所から墜落した場合、飛行体１を吊り下げておくことができるので、飛行体１の損傷を防ぐばかりでなく、地上の作業者等に当たる可能性がなくなり安全である。さらに、飛行体１が狭い空間などに入り込んで推進部２１−１の推進力だけでは脱出できなくても、棒に連結した移動可能な物を移動させることで容易に脱出できる。
発明５は、移動可能な物は、竿５１であることを特徴とする発明１ないし４のいずれか１つに記載の飛行体１である。
発明５により、移動可能な物は竿５１であるので、人間の手によって操作が可能になる。竿５１の操作力は、飛行体１の推進部２１−１の推進力で、棒４１に回転自在に連結した竿５１の先端が引き上げられているので小さくなる。また、竿５１の操作により、飛行体１を高架橋の橋梁の頂部と梁の底面（天井）に設置されている支持部などの構造物奥まで容易に移動することができる。また、飛行体１が狭い空間などに入り込んで推進部２１−１の推進力だけでは脱出できなくても、竿５１を操作することで容易に脱出できる。
発明６は、竿５１は伸縮自在であることを特徴とする発明４に記載の飛行体１である。
発明６により、竿５１は伸縮自在である。よって、竿５１は、先端部に装着した飛行体１の推進により長く伸ばすことができるので、検査作業が軽減できる。また、長くて嵩張る竿５１を短く収納できるので、持ち運びや保管が容易になる。

【産業上の利用可能性】

【0035】

この飛行体の用途として老朽化したトンネルや高架橋に加えビル等の建物の天井や壁などの検査に適用できる。即ち、飛行体にカメラや接触センサ等の検査機器を搭載して、建物の表面の撮影等のデータ収集を行うことができる。

【0036】

１ : 飛行体
１１： 車輪、
１１−１：リム、 １１−２：スポーク １１−３：車輪嵌合部（コロ付き）
１３： 車軸、
１４： 軸受、
１５： 車輪固定部、
１７： ロープ固定部
１９−１：ロール軸、 １９−２：ロール軸受
２１： 飛行体本体、
２１―１：推進部、２１−２：制御部、２１−３：フレーム、
２１−４：プロペラ 、２１−５：プロペラモータ、
２２： 第１モータ（車軸方向の姿勢制御）、
２３： 第１モ−タ回転軸
２４： 第１モータ保持具
２６： 第２モータ（車軸と垂直方向の姿勢制御）、
２７： 第２モ−タ回転軸
２８： 第２モータ保持具
３１、３２ ロープ
３３ パイプブラケット
３４ ロープブラケット
３５ パイプ
３７ 連結パイプ
３９ パイプ（コの字）
４１ 棒
４３ ジョイント
５１ 竿
６１ 計測機器
イ 梁（構造物、高架橋）
ロ 橋脚（構造物、高架橋）
ハ 支持部（構造物、高架橋）
ニ 地面
Ｆ 推進力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】