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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023144387
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】ＵＡＶを用いた作業方法、制御方法、及び作業用装置
(51)【国際特許分類】
E02D 17/20 20060101AFI20231003BHJP
【ＦＩ】
E02D17/20 102F
E02D17/20 102G
E02D17/20 104B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022051329
(22)【出願日】2022-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】392012261
【氏名又は名称】東興ジオテック株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】516304883
【氏名又は名称】エアロセンス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095267
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 高城郎
(74)【代理人】
【識別番号】100124176
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 典子
(74)【代理人】
【識別番号】100224269
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 佑太
(72)【発明者】
【氏名】吉田 寛
(72)【発明者】
【氏名】中本 竜太郎
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 康輔
(72)【発明者】
【氏名】平井 真二
【テーマコード（参考）】
2D044
【Ｆターム（参考）】
2D044DA31
2D044DA33
2D044DA39
2D044DC03
2D044DC04
2D044DC05
(57)【要約】
【課題】ホース先端部を作業用ＵＡＶで保持して材料を対象物に対して吹付、散布、噴射する作業方法において安定しかつ確実な作業を実現する。
【解決手段】プラント１から材料をホース２により圧送しＵＡＶを用いて対象物９に対して吹付、散布、又は噴射により前記材料を射出する作業方法であって、前記材料を射出する作業中、前記ホース２の先端部を作業用ＵＡＶ６により保持すると共に、前記プラント１と前記作業用ＵＡＶ６との間において、少なくとも１つの中継用装置３ａ又は少なくとも１つの中継用ＵＡＶ４ａにより前記ホース２の少なくとも１つの箇所を保持し、かつ、前記作業用ＵＡＶ６の直前に位置する中継用装置３ａ又は中継用ＵＡＶ４ａにより保持する箇所における前記ホース２の高度Ｈが、前記作業用ＵＡＶ６の飛行高度Ｆよりも高い状態で前記材料を射出する。
【選択図】図１
【解決手段】プラント１から材料をホース２により圧送しＵＡＶを用いて対象物９に対して吹付、散布、又は噴射により前記材料を射出する作業方法であって、前記材料を射出する作業中、前記ホース２の先端部を作業用ＵＡＶ６により保持すると共に、前記プラント１と前記作業用ＵＡＶ６との間において、少なくとも１つの中継用装置３ａ又は少なくとも１つの中継用ＵＡＶ４ａにより前記ホース２の少なくとも１つの箇所を保持し、かつ、前記作業用ＵＡＶ６の直前に位置する中継用装置３ａ又は中継用ＵＡＶ４ａにより保持する箇所における前記ホース２の高度Ｈが、前記作業用ＵＡＶ６の飛行高度Ｆよりも高い状態で前記材料を射出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラント（１）から材料をホース（２）により圧送しＵＡＶを用いて対象物（９）に対して吹付、散布、又は噴射により前記材料を射出する作業方法であって、
前記材料を射出する作業中、前記ホース（２）の先端部を作業用ＵＡＶ（６）により保持すると共に、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間において、少なくとも１つの中継用装置（３ａ）又は少なくとも１つの中継用ＵＡＶ（４ａ）により前記ホース（２）の少なくとも１つの箇所を保持し、かつ、
前記作業用ＵＡＶ（６）の直前に位置する中継用装置（３ａ）又は中継用ＵＡＶ（４ａ）により保持する箇所における前記ホース（２）の高度（Ｈ）が、前記作業用ＵＡＶ（６）の飛行高度（Ｆ）よりも高い状態で前記材料を射出することを特徴とするＵＡＶを用いた作業方法。
前記材料を射出する作業中、前記ホース（２）の先端部を作業用ＵＡＶ（６）により保持すると共に、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間において、少なくとも１つの中継用装置（３ａ）又は少なくとも１つの中継用ＵＡＶ（４ａ）により前記ホース（２）の少なくとも１つの箇所を保持し、かつ、
前記作業用ＵＡＶ（６）の直前に位置する中継用装置（３ａ）又は中継用ＵＡＶ（４ａ）により保持する箇所における前記ホース（２）の高度（Ｈ）が、前記作業用ＵＡＶ（６）の飛行高度（Ｆ）よりも高い状態で前記材料を射出することを特徴とするＵＡＶを用いた作業方法。
【請求項2】
前記材料を射出する作業中、前記プラント（１）と前記直前に位置する中継用装置（３ａ）又は中継用ＵＡＶ（４ａ）との間において、１つ以上の別の中継用装置（３ｂ）により、１つ以上の別の中継用ＵＡＶ（４ｂ）により、又は、１つ以上の別の中継用装置（３ｂ）と１つ以上の別の中継用ＵＡＶ（４ｂ）との組合せにより、前記ホース（２）の１つ以上の箇所を保持することを特徴とする請求項１に記載のＵＡＶを用いた作業方法。
【請求項3】
前記ホース（２）が、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間における１つ以上の箇所にスイベル機構を具備する接続部（１１）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のＵＡＶを用いた作業方法。
【請求項4】
前記ホース（２）が、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間における１つ以上の箇所にて自在変形機構を具備する接続部（８）を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のＵＡＶを用いた作業方法。
【請求項5】
前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）にそれぞれ内蔵された内蔵制御装置と、各前記内蔵制御装置と通信可能な位置制御装置（１２）と、を用いて請求項１～４のいずれかに記載の作業方法を制御する制御方法であって、
前記位置制御装置（１２）が、
（ａ）前記プラント（１）、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）、並びに前記作業用ＵＡＶ（６）の各々の現在位置の位置情報を取得する工程と、
（ｂ）取得した位置情報を用いて、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各々の目標位置を演算により決定する工程と、
（ｃ）決定した目標位置を、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各前記内蔵制御装置にそれぞれ送信する工程と、を含み、かつ、
前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各前記内蔵制御装置は、前記位置制御装置（１２）から目標位置を受信し、当該中継用装置（３ａ）及び／又は当該中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の位置を当該目標位置とするように制御することを特徴とする制御方法。
前記位置制御装置（１２）が、
（ａ）前記プラント（１）、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）、並びに前記作業用ＵＡＶ（６）の各々の現在位置の位置情報を取得する工程と、
（ｂ）取得した位置情報を用いて、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各々の目標位置を演算により決定する工程と、
（ｃ）決定した目標位置を、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各前記内蔵制御装置にそれぞれ送信する工程と、を含み、かつ、
前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各前記内蔵制御装置は、前記位置制御装置（１２）から目標位置を受信し、当該中継用装置（３ａ）及び／又は当該中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の位置を当該目標位置とするように制御することを特徴とする制御方法。
【請求項6】
前記位置制御装置（１２）は、前記目標位置を決定する工程において、前記作業用ＵＡＶ（６）に対する負荷が最小となるように、前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の目標位置を補正して決定することを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【請求項7】
前記作業用ＵＡＶ（６）に内蔵された内蔵制御装置と、前記材料の射出方向に向くように前記作業用ＵＡＶ（６）に取り付けられた前方距離センサ（１４）と、を用いて請求項１～４のいずれかに記載の作業方法による作業の実行を制御する制御方法であって、
前記作業用ＵＡＶ（６）の内蔵制御装置が、前記前方距離センサ（１４）により検知された前記対象物（９）との間の距離を基に、当該距離を一定に保持するように前記作業用ＵＡＶ（６）の位置を制御することを特徴とする制御方法。
前記作業用ＵＡＶ（６）の内蔵制御装置が、前記前方距離センサ（１４）により検知された前記対象物（９）との間の距離を基に、当該距離を一定に保持するように前記作業用ＵＡＶ（６）の位置を制御することを特徴とする制御方法。
【請求項8】
請求項１～４のいずれかに記載の作業方法で用いる前記作業用ＵＡＶ（６）と、前記作業用ＵＡＶ（６）に取り付けられ前記材料を射出する射出装置（１３）と、を有する作業用装置（１５）であって、
前記作業用ＵＡＶ（６）の水平姿勢状態おいて、前記射出装置（１３）が前記作業用ＵＡＶ（６）の機体の重心（Ｇ）よりも所定の距離（ｒ）だけ鉛直下方の位置にて水平方向に延在し、前記射出装置（１３）の延在方向において、その前端の射出口（１３ａ）が前記作業用ＵＡＶ（６）の機体の重心（Ｇ）よりも前方に位置することを特徴とする作業用装置。
前記作業用ＵＡＶ（６）の水平姿勢状態おいて、前記射出装置（１３）が前記作業用ＵＡＶ（６）の機体の重心（Ｇ）よりも所定の距離（ｒ）だけ鉛直下方の位置にて水平方向に延在し、前記射出装置（１３）の延在方向において、その前端の射出口（１３ａ）が前記作業用ＵＡＶ（６）の機体の重心（Ｇ）よりも前方に位置することを特徴とする作業用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＵＡＶを用いて対象物に対して材料を吹付、散布、又は噴射する作業方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年におけるＵＡＶ（unmanned aerial vehicle/無人航空機）関連技術の発展は目覚ましく、さまざまな材料を吹付、散布、噴射したりする施工法が考案されている。
【0003】
吹付に類する分野では、法面保護工のうち、モルタル・コンクリート吹付工や植生基材吹付工に代表される吹付工法を用いて吹付材料を法面等の高所に吹き付ける吹付作業が行われている。その場合、施工プラント（プラントヤード）から吹付材料を、材料ホースを介して吹付位置まで圧送し、吹付作業員が材料ホース先端部（ノズル）を手で把持して吹き付ける施工法が長年にわたり行われている。近年では、こうした吹付作業の機械化が図られつつあり、バックホウ、クレーン、ゴンドラなどを使用した施工法も一部で適用されるようになった。こうした吹付作業の機械化の一つに、ＵＡＶによりホース先端部を保持して吹き付ける施工方法が考案されている（特許文献１）。
【0004】
また、散布に類する分野では、ＵＡＶを使用してポンプ圧送された農薬等の薬剤や肥料等を散布したり（例えば特許文献２）、塗料などを構造物の壁面等の対象物に塗布するために散布したりする方法（例えば特許文献３）が考案されている。
【0005】
さらに、噴射ないしは放出に類する分野では、水や消火剤等をビル火災などの対象物に放水、放出するためにホース先端部を作業用ＵＡＶで保持する方法がインターネット上などで公開されている（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１９－１０８７４８号公報（高所吹付施工方法及び吹付装置）
【特許文献2】実用新案登録第３２１７５６１号公報（ドローン搭載噴霧装置）
【特許文献3】米国特許出願公開第２０１５－２７４２９４号明細書（Indoor and outdoor aerial vehicles for painting and related applications）
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】「最大200キロまで対応！ 人をぶら下げ、自律飛行で救助する巨大レスキュードローン」https://time-space.kddi.com/it-technology/20180601/2327
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
材料を圧送するための耐圧性能や耐摩擦性能を有するホースは、その重量が単位長さ１ｍ当たり２～３ｋｇ以上に達する。そのようなホースにより圧送された材料をＵＡＶにより吹付、散布、噴射する施工を行う場合、ＵＡＶがそのようなホースを吊り下げたり持ち上げたりして保持する必要がある。そのためには、重量物に対応できる大型のＵＡＶを使用せざるを得ない。しかし、大型のＵＡＶは、機械経費や輸送費用が高額になるばかりでなく、ＵＡＶのプロペラの回転により発生する吹き下ろし風も相当なものとなる。そのため、砂埃の舞い上がりをはじめとする粉塵の発生によるプラント周辺の現場環境の悪化、プラントにおける吹付、散布、噴射する材料の計量作業、混合攪拌作業、投入作業等への支障、吹付、散布、噴射する施工時に材料が飛散してしまうことによる材料ロスの増加、吹き下ろし風による吹付、散布、噴射した材料（例えば吹き付けした生育基盤やモルタルなど）の剥離などの問題が発生する。
【0009】
また、こうした重量物を保持しながら吹付、散布、噴射する施工を行う場合、例えば吹付によって設計で定められた材料の吹付厚さの管理が必要な作業を正確に制御し、かつ圧送される材料がホース内で一時的な閉塞を起こしてそれが解放された際に生じるホースの搖動や大きな反力を受けた際などに速やかに機体を立て直すことが難しいという問題がある。
【0010】
こうした問題を回避するために、特許文献１では、施工プラントと施工用ＵＡＶとの間に延在するホースを中継用装置や中継用ＵＡＶにより保持させている。しかし、この方で法では、中継用装置又は中継用ＵＡＶと施工用ＵＡＶとの間に連接するホースの重量の影響により、施工用ＵＡＶが中継用装置又は中継用ＵＡＶ側に引き寄せられたり、逆に中継用装置又は中継用ＵＡＶが施工用ＵＡＶ側に引き寄せられる力が働く。その結果、吹付作業と吹付厚さを正確に制御したり、吹付材料のホース内閉塞が解放された際に生じるホースの搖動や大きな反力を受けた時に、速やかに機体を立て直すことが難しいという問題が発生する。
【0011】
こうした問題は、吹付施工だけではなく材料を散布又は噴射して施工する場合、又は水や消化剤等を噴射する場合にも発生する。特に、高圧液体を噴射する場合（例えば消火用放水など）はホースが硬直するため、ホース先端部を保持する作業用ＵＡＶの制御が困難になる場合がある。
【0012】
本発明は、プラントからホースにより材料を圧送し、ホースを中継用装置又は中継用ＵＡＶにより空中保持すると共に、ホース先端部を作業用ＵＡＶで保持して材料を対象物に対して吹付、散布、噴射する作業方法において、上述した諸問題を解消するＵＡＶを用いた作業方法、材料射出を制御する方法、及び作業用装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。括弧付符号は後述する図面中の符号であり、参考のために付するものである。
－ 本発明の第１の態様は、プラント（１）から材料をホース（２）により圧送しＵＡＶを用いて対象物（９）に対して吹付、散布、又は噴射により前記材料を射出する作業方法であって、
前記材料を射出する作業中、前記ホース（２）の先端部を作業用ＵＡＶ（６）により保持すると共に、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間において、少なくとも１つの中継用装置（３ａ）又は少なくとも１つの中継用ＵＡＶ（４ａ）により前記ホース（２）の少なくとも１つの箇所を保持し、かつ、
前記作業用ＵＡＶ（６）の直前に位置する中継用装置（３ａ）又は中継用ＵＡＶ（４ａ）により保持する箇所における前記ホース（２）の高度（Ｈ）が、前記作業用ＵＡＶ（６）の飛行高度（Ｆ）よりも高い状態で前記材料を射出することを特徴とする。
－ 上記態様において、作業中、前記プラント（１）と前記直前に位置する中継用装置（３ａ）又は中継用ＵＡＶ（４ａ）との間において、１つ以上の別の中継用装置（３ｂ）により、１つ以上の別の中継用ＵＡＶ（４ｂ）により、又は、１つ以上の別の中継用装置（３ｂ）と１つ以上の別の中継用ＵＡＶ（４ｂ）との組合せにより、前記ホース（２）の１つ以上の箇所を保持することを特徴とする。
－ 上記態様において、前記ホース（２）が、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間における１つ以上の箇所にスイベル機構を具備する接続部（１１）を有することを特徴とする。
－ 上記態様において、前記ホース（２）が、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間における１つ以上の箇所にて自在変形機構を具備する接続部（８）を有することを特徴とする。
－ 本発明の別の態様は、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）にそれぞれ内蔵された内蔵制御装置と、各前記内蔵制御装置と通信可能な位置制御装置（１２）と、を用いて上記作業方法を制御する制御方法であって、
前記位置制御装置（１２）が、
（ａ）前記プラント（１）、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）、並びに前記作業用ＵＡＶ（６）の各々の現在位置の位置情報を取得する工程と、
（ｂ）取得した位置情報を用いて、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各々の目標位置を演算により決定する工程と、
（ｃ）決定した目標位置を、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各前記内蔵制御装置にそれぞれ送信する工程と、を含み、かつ、
前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各前記内蔵制御装置は、前記位置制御装置（１２）から目標位置を受信し、当該中継用装置（３ａ）及び／又は当該中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の位置を当該目標位置とするように制御することを特徴とする。
－ 上記制御方法において、前記位置制御装置（１２）は、前記目標位置を決定する工程において、前記作業用ＵＡＶ（６）に対する負荷が最小となるように、前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の目標位置を補正して決定することを特徴とする。
－ 本発明のさらに別の態様は、前記作業用ＵＡＶ（６）に内蔵された内蔵制御装置と、前記材料の射出方向に向くように前記作業用ＵＡＶ（６）に取り付けられた前方距離センサー（１４）と、を用いて上記作業方法による作業の実行を制御する制御方法であって、
前記作業用ＵＡＶ（６）の内蔵制御装置が、前記前方距離センサー（１４）により検知された前記対象物（９）との間の距離を基に、当該距離を一定に保持するように前記作業用ＵＡＶ（６）の位置を制御することを特徴とする。
－ 上記いずれかの態様の作業方法で用いる前記作業用ＵＡＶ（６）と、前記作業用ＵＡＶ（６）に取り付けられ前記材料を射出する射出装置（１３）と、を有する作業用装置（１５）であって、
前記作業用ＵＡＶ（６）の水平姿勢状態おいて、前記射出装置（１３）が前記作業用ＵＡＶ（６）の機体の重心（Ｇ）よりも所定の距離（ｒ）だけ鉛直下方の位置にて水平方向に延在し、前記射出装置（１３）の延在方向において、その前端の射出口（１３ａ）が前記作業用ＵＡＶ（６）の機体の重心（Ｇ）よりも前方に位置することを特徴とする。
－ 本発明の第１の態様は、プラント（１）から材料をホース（２）により圧送しＵＡＶを用いて対象物（９）に対して吹付、散布、又は噴射により前記材料を射出する作業方法であって、
前記材料を射出する作業中、前記ホース（２）の先端部を作業用ＵＡＶ（６）により保持すると共に、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間において、少なくとも１つの中継用装置（３ａ）又は少なくとも１つの中継用ＵＡＶ（４ａ）により前記ホース（２）の少なくとも１つの箇所を保持し、かつ、
前記作業用ＵＡＶ（６）の直前に位置する中継用装置（３ａ）又は中継用ＵＡＶ（４ａ）により保持する箇所における前記ホース（２）の高度（Ｈ）が、前記作業用ＵＡＶ（６）の飛行高度（Ｆ）よりも高い状態で前記材料を射出することを特徴とする。
－ 上記態様において、作業中、前記プラント（１）と前記直前に位置する中継用装置（３ａ）又は中継用ＵＡＶ（４ａ）との間において、１つ以上の別の中継用装置（３ｂ）により、１つ以上の別の中継用ＵＡＶ（４ｂ）により、又は、１つ以上の別の中継用装置（３ｂ）と１つ以上の別の中継用ＵＡＶ（４ｂ）との組合せにより、前記ホース（２）の１つ以上の箇所を保持することを特徴とする。
－ 上記態様において、前記ホース（２）が、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間における１つ以上の箇所にスイベル機構を具備する接続部（１１）を有することを特徴とする。
－ 上記態様において、前記ホース（２）が、前記プラント（１）と前記作業用ＵＡＶ（６）との間における１つ以上の箇所にて自在変形機構を具備する接続部（８）を有することを特徴とする。
－ 本発明の別の態様は、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）にそれぞれ内蔵された内蔵制御装置と、各前記内蔵制御装置と通信可能な位置制御装置（１２）と、を用いて上記作業方法を制御する制御方法であって、
前記位置制御装置（１２）が、
（ａ）前記プラント（１）、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）、並びに前記作業用ＵＡＶ（６）の各々の現在位置の位置情報を取得する工程と、
（ｂ）取得した位置情報を用いて、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各々の目標位置を演算により決定する工程と、
（ｃ）決定した目標位置を、前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各前記内蔵制御装置にそれぞれ送信する工程と、を含み、かつ、
前記中継用装置（３ａ）及び／又は前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の各前記内蔵制御装置は、前記位置制御装置（１２）から目標位置を受信し、当該中継用装置（３ａ）及び／又は当該中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の位置を当該目標位置とするように制御することを特徴とする。
－ 上記制御方法において、前記位置制御装置（１２）は、前記目標位置を決定する工程において、前記作業用ＵＡＶ（６）に対する負荷が最小となるように、前記中継用ＵＡＶ（４ａ、４ｂ）の目標位置を補正して決定することを特徴とする。
－ 本発明のさらに別の態様は、前記作業用ＵＡＶ（６）に内蔵された内蔵制御装置と、前記材料の射出方向に向くように前記作業用ＵＡＶ（６）に取り付けられた前方距離センサー（１４）と、を用いて上記作業方法による作業の実行を制御する制御方法であって、
前記作業用ＵＡＶ（６）の内蔵制御装置が、前記前方距離センサー（１４）により検知された前記対象物（９）との間の距離を基に、当該距離を一定に保持するように前記作業用ＵＡＶ（６）の位置を制御することを特徴とする。
－ 上記いずれかの態様の作業方法で用いる前記作業用ＵＡＶ（６）と、前記作業用ＵＡＶ（６）に取り付けられ前記材料を射出する射出装置（１３）と、を有する作業用装置（１５）であって、
前記作業用ＵＡＶ（６）の水平姿勢状態おいて、前記射出装置（１３）が前記作業用ＵＡＶ（６）の機体の重心（Ｇ）よりも所定の距離（ｒ）だけ鉛直下方の位置にて水平方向に延在し、前記射出装置（１３）の延在方向において、その前端の射出口（１３ａ）が前記作業用ＵＡＶ（６）の機体の重心（Ｇ）よりも前方に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明は次のような作用効果を奏する。
１）プラントから作業用ＵＡＶまでホースが連接することに起因するホースの重量や、連接されたホースによる引張力を大幅に低減することができる。吹付作業の場合、作業用ＵＡＶによる吹付厚さの管理を正確に制御することが可能となる。また、材料がホース内で閉塞を起こして解放された際に生じるホースの搖動や大きな反力が生じた際に、速やかに正常な状態に立て直すことが容易になる。
２）大型ＵＡＶを用いる必要がない。これにより、大型ＵＡＶの吹き下ろし風によるプラントにおける材料の計量攪拌等の作業への支障、砂埃の舞い上がり等の粉塵の発生、材料射出時の材料の飛散による材料ロスの発生、吹き付けした材料の剥離などを防止できる。
３）中継用装置、中継用ＵＡＶ、作業用ＵＡＶの移動に伴ってホースに捻じれや捩れが生じた場合に、スイベル接続部によってその捩れを速やかに解消することができる。
４）自在変形接続部によって作業用ＵＡＶの着陸時に、ホース自体が有する柔軟性を超えた角度までホースを曲げることができるようになる。これにより、ホースの柔軟性不足で正常な姿勢を保って着陸できなくなる問題を解消できる。
５）中継用装置、中継用ＵＡＶ、作業用ＵＡＶの位置関係を自動制御することにより、操作が容易になり、操縦者の人数と負荷を削減することができる。
６）作業用ＵＡＶにおいて材料の射出方向に向いたセンサーにより、射出強度を一定にすることができ、又は、中継用装置、中継用ＵＡＶ、作業用ＵＡＶの衝突を回避することができる。
７）作業用ＵＡＶの機体に対して射出装置の噴射口の位置を機体の重心より下に配置し回転モーメントによる傾きによって生じた推進力と噴射によって生じる反力とを相殺させることにより、飛行を安定化させることができる。
１）プラントから作業用ＵＡＶまでホースが連接することに起因するホースの重量や、連接されたホースによる引張力を大幅に低減することができる。吹付作業の場合、作業用ＵＡＶによる吹付厚さの管理を正確に制御することが可能となる。また、材料がホース内で閉塞を起こして解放された際に生じるホースの搖動や大きな反力が生じた際に、速やかに正常な状態に立て直すことが容易になる。
２）大型ＵＡＶを用いる必要がない。これにより、大型ＵＡＶの吹き下ろし風によるプラントにおける材料の計量攪拌等の作業への支障、砂埃の舞い上がり等の粉塵の発生、材料射出時の材料の飛散による材料ロスの発生、吹き付けした材料の剥離などを防止できる。
３）中継用装置、中継用ＵＡＶ、作業用ＵＡＶの移動に伴ってホースに捻じれや捩れが生じた場合に、スイベル接続部によってその捩れを速やかに解消することができる。
４）自在変形接続部によって作業用ＵＡＶの着陸時に、ホース自体が有する柔軟性を超えた角度までホースを曲げることができるようになる。これにより、ホースの柔軟性不足で正常な姿勢を保って着陸できなくなる問題を解消できる。
５）中継用装置、中継用ＵＡＶ、作業用ＵＡＶの位置関係を自動制御することにより、操作が容易になり、操縦者の人数と負荷を削減することができる。
６）作業用ＵＡＶにおいて材料の射出方向に向いたセンサーにより、射出強度を一定にすることができ、又は、中継用装置、中継用ＵＡＶ、作業用ＵＡＶの衝突を回避することができる。
７）作業用ＵＡＶの機体に対して射出装置の噴射口の位置を機体の重心より下に配置し回転モーメントによる傾きによって生じた推進力と噴射によって生じる反力とを相殺させることにより、飛行を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、実施例を示した図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の作業方法の第１の実施例を概略的に示した図である。本発明は、プラント１から材料をホース２により圧送して、対象物９（建物等の施工対象物及び法面等の施工対象地を含む）に対して材料を吹付、散布、又は噴射により射出する作業方法に関する。作業用ＵＡＶ６は、ホース先端部の射出装置を保持する。射出装置はノズル５を含む。なお「射出」は吹付、散布、噴射の上位概念として用いる。「散布」には塗布も含まれる。「材料」は、液体、固体、液体と固体の混合物等、作業内容に応じて圧送される物を意味する。
図１は、本発明の作業方法の第１の実施例を概略的に示した図である。本発明は、プラント１から材料をホース２により圧送して、対象物９（建物等の施工対象物及び法面等の施工対象地を含む）に対して材料を吹付、散布、又は噴射により射出する作業方法に関する。作業用ＵＡＶ６は、ホース先端部の射出装置を保持する。射出装置はノズル５を含む。なお「射出」は吹付、散布、噴射の上位概念として用いる。「散布」には塗布も含まれる。「材料」は、液体、固体、液体と固体の混合物等、作業内容に応じて圧送される物を意味する。
【0017】
本発明の一実施形態は、材料を射出する作業中、ホース２の先端部を作業用ＵＡＶ６により保持すると共に、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間において、少なくとも１つの中継用ＵＡＶ４ａによりホース２の少なくとも１つの箇所を保持する方法である。図１の実施例は、本発明の最も単純な形態の一つである。本実施例では、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間で１台の中継用ＵＡＶ４ａによりホース２を保持している。本実施例の中継用ＵＡＶ４ａは、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間においてホース２を保持する唯一の中継用ＵＡＶでありかつ作業用ＵＡＶ６の直前に位置する中継用ＵＡＶである。
【0018】
プラント１は、一般には地上に設置される。プラント１は、例えば、吹付、散布、又は噴射する材料を調製するための計量器やミキサ等の適宜の装置、調製した材料を高圧で圧送するためのポンプや吹付機等の圧送装置、これらの装置を駆動するための発動発電機、圧送装置に必要な空気圧縮機等から構成される。また、例えば消火のために水や消化剤を噴射する場合、プラント１は、水等を圧送するポンプやポンプ車、あるいは消火栓設備などである。
【0019】
さらに、プラント１は、可搬式の車両等に車載したり、クレーン等や大型ＵＡＶを用いて空中に設置したりする場合もある。対象物９が例えば法面の場合、プラント１を地上又は法面に設置された架台などのステージ上に設置する場合もある。
【0020】
プラント１の圧送装置には、材料を圧送するためのホース２の基端部が接続されている。ホース２は、中継用ＵＡＶ４ａを介して、作業用ＵＡＶ６の保持するホース先端部のノズル５まで延在している。
【0021】
ホース２は、吹付作業や散布作業の場合は従来の吹付施工で用いられている耐圧ゴム製のデリバリーホース等を、噴射作業の場合は一般的な消防用ホース等の既往のホース等を利用できる。本発明では空中でホース２を保持する必要があることから、できる限り軽量のホースを用いることが望ましい。また図示しないが、電源用ケーブルをホース２に加えて使用する場合もある。また、乾式吹付の場合はノズル先端部で水を合流させるために用水圧送ホースなどをホース２に加えて使用する場合がある。
【0022】
図２は、本発明の作業方法の第２の実施例を概略的に示した図である。本発明の別の実施形態は、材料を射出する作業中、ホース２の先端部を作業用ＵＡＶ６により保持すると共に、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間において、少なくとも１つの中継用装置３ａによりホース２の少なくとも１つの箇所を保持する方法である。図２の実施例も、本発明の最も単純な形態の一つである。本実施例では、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間で１台の中継用装置３ａによりホースを保持している。本実施例の中継用装置３ａは、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間においてホース２を保持する唯一の中継用装置でありかつ作業用ＵＡＶ６の直前に位置する中継用装置である。
【0023】
中継用装置３ａは、自走式クレーン、固定式クレーン、ケーブルクレーン等のクレーンが好ましいが、ホース２を保持できる装置であれば特に問わない。また、中継用装置３ａとして自走式クレーンやバックホウなどの建設機械を使用する場合、必ずしもプラント１に近接する場所に設置する必要はなく、法面等の対象物９に近い位置を含めて、各現場の状況により適宜設定することができる。
【0024】
図１及び図２に示す作業用ＵＡＶ６、中継用ＵＡＶ４ａ、及び、後述する図において符号４ｂで示す中継用ＵＡＶは無人航空機であり、マルチコプター（通称ドローン）が好適である。本発明に用いるＵＡＶは、電気駆動、エンジン駆動などの動力やプロペラの数の違いは問わず、使用条件に応じて適宜選定される。例えば、プラント１から直接ホース２を地上から吊り上げるような場合は、最も重量がかかる最初の中継用ＵＡＶに大出力の機種を使用することが望ましい。
【0025】
図１又は図２に示すように、材料を射出する作業中、作業用ＵＡＶ６の直前に位置する中継用ＵＡＶ４ａ又は中継用装置３ａにより保持する箇所におけるホース２の高度Ｈが、作業用ＵＡＶ６の飛行高度Ｆよりも高い状態で材料を射出することが好適である。図１及び図２は、一例として、吹付作業を行っている状況を示している。
【0026】
ここで、中継用ＵＡＶ４ａ又は中継用装置３ａにより保持する箇所におけるホース２の高度Ｈとは、ホース２が実際に保持されている箇所の高度である。例えばクレーンのフックでホースを吊り下げる場合は、クレーン先端の高度ではなく、クレーンで吊り下げられているホース２の高度である。これは、中継用ＵＡＶ４ａによりホース２を吊り下げる場合も同様である。図１では中継用ＵＡＶ４ａからワイヤーロープ１０を介して、図２ではクレーン先端からワイヤーロープ１０を介してホース２を吊っている。なお、図１では、中継用ＵＡＶ４ａがワイヤーロープ１０でホースを吊っている状況を示しているが、吊り部材はワイヤーロープに限定されるものではなく、その長さも現場の状況等に応じて適宜設定できる（以下の実施例の各中継用ＵＡＶについても同じ）。
【0027】
別の実施形態として、ホース２を例えばリフターや中継用ＵＡＶの上に設置された治具で持ち上げるようにして支持することもできる。その場合、ホース２の高度Ｈは、持ち上げられ保持されている箇所におけるホース２の高度である。
【0028】
図３は、本発明の第３の実施例を概略的に示した図である。図３では、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間で３台の中継用ＵＡＶ４ａ、４ｂ、４ｂによりホースを保持している。図４は、本発明の第４の実施例を概略的に示した図である。図４では、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間で１台の中継用装置３ｂと２台の中継用ＵＡＶ４ａ、３ｂによりホースを保持している。
【0029】
なお、図面では、作業用ＵＡＶ６の直前に位置する中継用装置又は中継用ＵＡＶの符号には"ａ"を、それ以外の中継用装置又は中継用ＵＡＶの符号には"ｂ"を付けている。本発明では、プラント１と作業用ＵＡＶ６との間に少なくとも１つの中継用装置又は少なくとも１つの中継用ＵＡＶが配置されるので、作業用ＵＡＶ６の直前に位置する１つの中継用装置３ａ又は１つの中継用ＵＡＶ４ａは、いずれの実施例でも必ず使用される。
【0030】
図３及び図４に示すように、作業用ＵＡＶ６の直前に位置するもの以外の中継用装置３ｂ又は中継用ＵＡＶ４ｂは、必要に応じて適宜使用される。中継用装置３ｂ又は中継用ＵＡＶ４ｂが使用される場合、プラント１と直前に位置する中継用ＵＡＶ４ａ又は中継用装置３ａとの間において、１つ以上の別の中継用装置３ｂ、１つ以上の別の中継用ＵＡＶ４ｂ、又は、１つ以上の別の中継用装置３ｂと１つ以上の別の中継用ＵＡＶ４ｂとの組合せにより、ホース２の１つ以上の箇所を保持する。よって、１つ以上の中継用装置３ｂ及び／又は１つ以上の中継用ＵＡＶ４ｂの多様な組合せが考えられる。
【0031】
図３及び図４の実施例においても、材料を射出する作業中、作業用ＵＡＶ６の直前に位置する中継用ＵＡＶ４ａ又は中継用装置３ａにより保持する箇所におけるホース２の高度Ｈが、作業用ＵＡＶ６の飛行高度Ｆよりも高い状態で材料を射出することが好適である。図３及び図４は、一例として、吹付作業を行っている状況を示している。
【0032】
上述した各実施例のように、本発明では、作業用ＵＡＶ６の直前に位置する中継用装置３ａ又は中継用ＵＡＶ４ａによりホース２を保持する高度Ｈを、作業用ＵＡＶ６の飛行高度Ｆよりも高くなるようにして射出作業を行う。これによって、作業用ＵＡＶ６が負担するホース２の重量と、作業用ＵＡＶ６がホース２によってその直前に位置する中継用装置３ａ又は中継用ＵＡＶ４ａ側に引っ張られる力とを減殺することができる。この減殺効果は、作業用ＵＡＶ６とその直前の中継用装置３ａ又は中継用ＵＡＶ４ａとを連接するホース２が略「し」の字型になるようにすると好適である。
【0033】
これにより、吹付厚さの管理が必要な吹付作業の場合、吹付厚さを正確に制御することができる。また、吹付材料が一時ホース２内で閉塞を起こして解放された際にホース２の搖動や大きな反力が生じた場合でも、作業用ＵＡＶ６を速やかに立て直すことができる。
【0034】
さらに、この作業方法を採用することにより、作業用ＵＡＶ６として、中継用ＵＡＶ４ａよりも小さな出力のＵＡＶを使用することが可能になる。その結果、吹付作業の場合、作業用ＵＡＶ６のプロペラ回転による吹き下ろし風によって吹付中の吹付材料が飛散してしまうことによる吹付材料ロスや、吹き付けした材料の剥離などの問題も抑制できる。
【0035】
図５は、一実施例における作業用ＵＡＶ６及びホース２の先端部を概略的に示した図である。ホース２の先端部は、作業用ＵＡＶ６の本体下部に取り付けられる管路７を有する。管路の材質は特に問わないが、剛体が好適である。管路７の先端にはノズル５がある。管路７とノズル５は、射出装置１３を構成する。ホース２を圧送されてきた材料は、スイベル機構を具備する接続部１１及び／又は自在変形機構を具備する接続部８を介して、作業用ＵＡＶ６と一体化されている管路７に送られる。これにより、ホース２を圧送されてきた材料が、ノズル５の先端から射出される。吹付作業の場合は吹付材料が吐出される。図示の管路７は一例であり、形状はこれに限られない。
【0036】
１本のホース２は、先端部だけでなくホース途中においても、スイベル機構を具備する接続部１１及び／又は自在変形機構を具備する接続部８を、１つ以上の箇所に適宜設けられていることが好ましい。
【0037】
スイベル機構を具備する接続部（以下「スイベル接続部」と称する）１１は、スイベル接続部１１の軸方向の一方の接続点に接続されたホース部分と他方の接続点に接続されたホース部分とがスイベル接続部１１の軸周りに互いに自由に回転できるようにした接続部である。スイベル接続部１１は、ホース２に捻じれや捩れが生じやすい箇所に適宜設置できる。具体的には、スイベル接続部１１は、例えば、ホース２が地上から空中へ立ち上がる箇所をはじめとするホース２の屈曲部、複数の中継用装置３ａ、３ｂや中継用ＵＡＶ４ａ、４ｂ間に連接するホース２の途中などに設けるのが好適である。
【0038】
本発明で使用するホース２は、材質、管径、可撓性の有無などは特に問わず、作業方法や立地条件、又は吹付、散布、噴射の射出方法の違いなどにより適宜選定される。特に吹付に類する施工を行う場合は、耐圧性と耐摩耗性に優れたものである必要があるため、一般には厚手の耐圧ゴム製ホースやポリホースが用いられる。こうしたホースは比較的硬質であることから、特に巻かれている状態のホース２を保持させて持ち上げた際などにホース２に捻じれや捩れを生じる。また、中継用装置３ａ、３ｂや中継用ＵＡＶ４ａ、４ｂがホース２を吊り下げるなどして移動したりする際にも捻じれや捩れが生じやすい。特に、作業用ＵＡＶ６に強い回転力が働くと、機体の制御が困難になる問題がある。こうした問題は、材料を散布、噴射して作業する際にホース２に圧力をかけた場合にも同様に発生する。
【0039】
このような場合は、ホース２を、スイベル接続部８を介して作業用ＵＡＶ６に接続することにより、ホース２に捻じれや捩れが生じた場合でもスイベル機構によりその回転力が解放されるので、作業用ＵＡＶ６に悪影響が及ぶことを回避できる。
【0040】
自在変形機構を具備する接続部（以下「自在変形接続部」と称する）８は、自在変形接続部８の長手方向の一方の接続点に接続されたホース部分と他方の接続点に接続されたホース部分とが互いになす角度を自由に変化できるようにした接続部である。自在変形接続部８は、図５に例示するように、フレキシブルに変形自在の管状部材である。
【0041】
作業用ＵＡＶ６が着陸する際には、図５の実線のホース２に示すように、直前の中継用装置又は中継用ＵＡＶが作業用ＵＡＶ６より高い高度を維持しながら着陸させれば大きな問題はない。しかしながら、直前の中継用装置又は中継用ＵＡＶが作業用ＵＡＶ６より低い高度に位置するような場合には、着陸する際にホース２は、図５に点線で示したホース２’のような形になる。比較的硬質なホース２は、着陸時に十分な柔軟性を確保することが難しいため、作業用ＵＡＶ６が正常な姿勢で着陸できない問題が生じる。この問題は、地上からある程度の高さを確保した着陸用ステージなどに作業用ＵＡＶ６を着陸させるようにすれば、ホース２が作業用ＵＡＶ６より下方に垂れる状態になるので解消できるが、やむを得ない事情などにより地上に直接着陸させる必要がある場合には大きな問題となる。
【0042】
このような場合、ホース２を、自在変形接続部８を介して作業用ＵＡＶ６に接続することにより、ホース２をホース自体の柔軟性の限度を超えて曲げられるようになるので、ホース２の柔軟性が不足して作業用ＵＡＶ６の着陸が困難となることを回避できる。同様の問題は、中継用ＵＡＶを使用する際にも生じるが、図１～図４に示したようにある程度の長さを有するワイヤーロープ１０等の吊り部材を使用することにより悪影響を回避できる。吊り部材は、ワイヤーロープをはじめとする所定の強度を有するものであれば種類は問わない。
【0043】
自在変形接続部８は、自在継手を複数連接した構造や蛇腹構造とすることによって鋭角に曲がることなく追従性を持ったしなやかな状態で曲げることができるので好適である。また、自在変形接続部８とスイベル接続部１１の機構を併せもつ接続部とすることもできる。
【0044】
上述した図１～図５の実施例では、ノズル５を具備する射出装置１３を作業用ＵＡＶ６が直接保持しているが、別の形態として、作業用ＵＡＶ６がワイヤーロープ等でノズル付き射出装置１３を吊り下げて射出作業を行うこともできる。その場合も、同様の作用効果を奏する。
【0045】
ＵＡＶに関する現時点の法規制下では、十分な強度を有する紐等（３０ｍ以内）で係留した飛行において、飛行可能な範囲内への第三者の立入管理等の措置を行えば、一部の許可や承認が不要になるとされている。航空局の判断にもよるが、本発明のホース２を十分な強度を有する紐等と捉えて地上に係留点を設置するようにすれば、こうした措置の適用も可能となる。
【0046】
図６は、上述した本発明の作業方法を制御する制御方法の一実施例を概略的に示した図である。上述した作業方法を実行するためには、作業に関係する複数の装置を複雑な操作を伴うことなく自動制御することが必要となる。連携させる複数の装置には、少なくとも作業用ＵＡＶ６と、その直前の中継用ＵＡＶ４ａ（又は、別の実施例では中継用装置３ａ）と、その他の中継用ＵＡＶ４ｂとが含まれる。
【0047】
これらを連動させるために、先ず、操作者の操作対象を作業用ＵＡＶ６と定める。そして位置制御装置１２を設ける。位置制御装置１２は、プラント１、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）、中継用ＵＡＶ４ｂ、及び作業用ＵＡＶ６の各々との間で通信可能な機能を備え、所定のプログラムを導入されたコンピュータにより実施できる。一方、プラント１、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）、中継用ＵＡＶ４ｂ、及び作業用ＵＡＶ６の各々も、位置制御装置１２と通信可能な内蔵制御装置をそれぞれ内蔵されている。
【0048】
位置制御装置１２は、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び中継用ＵＡＶ４ｂの各々が、固定されたプラント１と作業用ＵＡＶ６を両端とする経路の内分点の位置をそれぞれ維持するように、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び中継用ＵＡＶ４ｂの位置を制御する。位置制御装置１２が、制御により維持しようとする各装置の位置を「目標位置」と称する。目標位置の決め方の一例は、次の通りである。例えば中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）の目標位置は、管路７に加わる張力を一定とするために作業用ＵＡＶ６から一定の水平距離及び高度差を保つように決定する。また例えば中継用ＵＡＶ４ｂの目標位置は、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）から一定の弛み量を保つように決定する。
【0049】
位置制御装置１２による制御フローの一例は以下の通りである。
・工程ａ：位置制御装置１２が、プラント１、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）、中継用ＵＡＶ４ｂ、及び作業用ＵＡＶ６の各々の現在位置の位置情報を、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム）又は地上に設置した測量機器等を用いて取得する。図示の例では、各装置１、４ａ（又は３ａ）、４ｂ、６が複数の衛星Ｓを含むＧＮＳＳを利用して現在位置を取得して認識し、その位置情報を位置制御装置１２にそれぞれ送信している。
・工程ｂ：位置制御装置１２は、上記工程ａで取得した位置情報を用いて、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び中継用ＵＡＶ４ｂの各々の目標位置を演算により決定する。
・工程ｃ：位置制御装置１２は、決定した中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び中継用ＵＡＶ４ｂの各々の目標位置を、当該中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び当該中継用ＵＡＶ４ｂの各々の内蔵制御装置にそれぞれ送信する。
・工程ａ：位置制御装置１２が、プラント１、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）、中継用ＵＡＶ４ｂ、及び作業用ＵＡＶ６の各々の現在位置の位置情報を、例えばＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System / 全球測位衛星システム）又は地上に設置した測量機器等を用いて取得する。図示の例では、各装置１、４ａ（又は３ａ）、４ｂ、６が複数の衛星Ｓを含むＧＮＳＳを利用して現在位置を取得して認識し、その位置情報を位置制御装置１２にそれぞれ送信している。
・工程ｂ：位置制御装置１２は、上記工程ａで取得した位置情報を用いて、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び中継用ＵＡＶ４ｂの各々の目標位置を演算により決定する。
・工程ｃ：位置制御装置１２は、決定した中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び中継用ＵＡＶ４ｂの各々の目標位置を、当該中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び当該中継用ＵＡＶ４ｂの各々の内蔵制御装置にそれぞれ送信する。
【0050】
一方、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び中継用ＵＡＶ４ｂの各々の内蔵制御装置による制御フローの一例は以下の通りである。
・工程ｄ：上記工程ｃで位置制御装置１２が送信した目標位置を受信する。
・工程ｅ：上記工程ｄで受信した目標位置を基に、当該中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び当該中継用ＵＡＶ４ｂの位置を目標位置とするように制御する。
・工程ｄ：上記工程ｃで位置制御装置１２が送信した目標位置を受信する。
・工程ｅ：上記工程ｄで受信した目標位置を基に、当該中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び当該中継用ＵＡＶ４ｂの位置を目標位置とするように制御する。
【0051】
好ましくは、位置制御装置１２は、目標位置を決定する上記工程ｂにおいて、作業用ＵＡＶ６に対する負荷が最小となるように、中継用ＵＡＶ４ａ（又は中継用装置３ａ）及び中継用ＵＡＶ４ｂの目標位置を補正して決定する。例えば、ＵＡＶの機体が風で煽られた場合や、吹付時の反力等で機体の位置が目標位置からずれてしまった場合に補正を行う。
【0052】
また位置制御装置１２は、各装置６、４ａ（又は３ａ）、４ｂ同士が、指定した距離から逸脱したとき、又は、各装置６、４ａ（又は３ａ）、４ｂとホース２との接触可能性が生じたときには、操縦者に対して音又は光等で警告を通知したり、自動で各装置６、４ａ（又は３ａ）、４ｂの移動を止めたりすることで危険を回避することができる。
【0053】
図７は、作業用ＵＡＶ６による対象物９に対する作業状況を示す概略的な側面図である。ここでは、法面に対する吹付施工を例としている。施工を行う上で、吹付圧力を一定にするため、対象物９の施工面との距離ｄを一定にする必要があるが、これを操作者が目視で操作することは困難である。そのため、図７のように作業用ＵＡＶ６の射出方向に前方距離センサー１４を取り付け、施工面との距離ｄを検知する。作業用ＵＡＶ６に内蔵された内蔵制御装置は、前方距離センサー１４により検知された施工面との距離ｄを一定に保つように作業用ＵＡＶ６の位置を制御する。これによって、施工面に対する射出強度を一定に保つことが可能となる。また、作業用ＵＡＶ６を施工面に接近させる必要がある現場での施工面と作業用ＵＡＶ６との衝突を防ぐことができる。前方距離センサー１４は、ステレオカメラ、超音波測距系、レーザー測距系などを用いることできる。
【0054】
図８は、対象物９の施工面に吹き付けられた材料Ｍの状態を概略的に示した図である。施工にあたり、吹付、散布（塗布を含む）、噴射の量を一定にするために、作業用ＵＡＶ６を上下左右方向に移動させる必要がある。特に、厚みのある材料を吹付、散布、噴射する場合は、射出した材料Ｍの厚みが一定になるように施工しなければならない。このため、作業用ＵＡＶ６の機体に取り付けた前方距離センサー１４としてステレオカメラやＬｉＤＡＲ（ライダー）などの３次元計測機器を用いることで、適正な射出量を算出することが可能になる。これにより。自動で吹き付けされ積層されていく材料Ｍの厚みが一定になるように作業用ＵＡＶ６の位置を調整して、射出の自動化が可能となる。また、射出後の材料Ｍの積層状態を前方距離センサー１４で検知して厚みを計測することにより、図８のように次の場所に移動してよいかを判断できる。
【0055】
図９は、作業中に作業用装置１５に加わる力を説明するための図である。図９では、説明のために、作業用装置１５をその水平姿勢状態で示している。作業用装置１５は、作業用ＵＡＶ６と、作業用ＵＡＶ６に取り付けられ材料を射出する射出装置１３とを備えている。吹付や噴射の作業では強い射出圧力（矢印３１）が求められる場合が多く、その反力（矢印３２）が大きくなる。その結果、回転モーメント（矢印３３）が発生することによって作業用装置１５が不安定になる。その不安定性を解消するために、作業用ＵＡＶ６に対して射出装置１３が適切な位置に取り付けられている。
【0056】
好適例として、作業用ＵＡＶ６に取り付けられた射出装置１３は、作業用ＵＡＶ６の水平姿勢状態において作業用ＵＡＶ６の機体の重心Ｇよりも所定の距離ｒだけ鉛直下方の位置にて水平方向に延在している。機体の重心Ｇは、射出装置１３を保持していないときのＵＡＶの重心である。さらに、射出装置１３の延在方向（前後方向）において、射出装置１３の前端の射出口１３ａは、作業用ＵＡＶ６の機体の重心Ｇよりも前方に位置している。ここで、射出装置１３とはホース先端部のことであり、管路７及びノズル５を含む。
【0057】
図１０は、作業中に作業用装置１５に加わる力と作業中の姿勢との関係を示した図である。図９で説明したように、作業用装置１５には射出時に発生する反力による回転モーメント（矢印３３）が発生する。これにより、図１０に示すように作業用ＵＡＶ６の姿勢が傾斜状態に変わることで、射出圧力の前方成分として前方への推進力（矢印３４）が生じる。一方、噴射の反力（矢印３２）による機体の重心Ｇの位置での作用は、後方成分（矢印３５）と揚力成分（矢印３６）に分解される。後方成分（矢印３５）は、機体の姿勢変化による前方推進力（矢印３４）と相殺される。また、反力による揚力成分（矢印３６）は、機体にかかる負荷を軽減することになり、噴射反力に対する電力負荷を低減させる。
【符号の説明】
【0058】
１ プラント
２ ホース
３ａ、３ｂ 中継用装置
４ａ、４ｂ 中継用ＵＡＶ
５ ノズル
６ 作業用ＵＡＶ
７ 管路
８ 自在変形接続部
９ 施工対象物
１０ ワイヤーロープ
１１ スイベル接続部
１２ 位置制御装置
１３ 射出装置
１３ａ 射出口
１４ 前方距離センサー
１５ 作業用装置
Ｈ ホース保持位置（直前の中継用ＵＡＶ）
Ｆ 飛行高度（作業用ＵＡＶ）
Ｇ 重心
２ ホース
３ａ、３ｂ 中継用装置
４ａ、４ｂ 中継用ＵＡＶ
５ ノズル
６ 作業用ＵＡＶ
７ 管路
８ 自在変形接続部
９ 施工対象物
１０ ワイヤーロープ
１１ スイベル接続部
１２ 位置制御装置
１３ 射出装置
１３ａ 射出口
１４ 前方距離センサー
１５ 作業用装置
Ｈ ホース保持位置（直前の中継用ＵＡＶ）
Ｆ 飛行高度（作業用ＵＡＶ）
Ｇ 重心
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】