特開 2024-22827 ロボットアーム、及び、飛行ロボット

(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】P2024022827

(43)【公開日】2024-02-21

(54)【発明の名称】ロボットアーム、及び、飛行ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 5/00 20060101AFI20240214BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20240214BHJP

   B64C 13/18 20060101ALI20240214BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20240214BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

B25J5/00 E

B25J13/08

B64C13/18 Z

B64C27/08

B64C39/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022126193

(22)【出願日】2022-08-08

(71)【出願人】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川▲崎▼ 純

(72)【発明者】

【氏名】岡田 典真

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 雅樹

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS14

3C707BT14

3C707CS08

3C707CU02

3C707CX01

3C707HS27

3C707KS03

3C707KS20

3C707KS36

3C707KT03

3C707KT05

3C707KX10

3C707LT06

3C707WA26

(57)【要約】

【課題】飛行ロボット等への取付自由度を確保しつつ、正確且つ効率的な作業の実現に寄与することができるロボットアーム及びロボットアームを備えた飛行ロボットを提供する。
【解決手段】本発明のロボットアームでは、制御部が、飛行ロボットの姿勢を検出する第１のセンサの検出信号に基づいて、第２の駆動モジュールを制御することにより、飛行ロボットの姿勢変化を第２の駆動モジュールに吸収させる。また、制御部は、エンドエフェクタに対する作業対象の位置を検出する第２のセンサの検出信号に基づいて、第１の駆動モジュールを制御することにより、エンドエフェクタの位置変化を第１の駆動モジュールに吸収させる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

飛行ロボットに取り付けられるロボットアームであって、
先端部がエンドエフェクタに接続されるシャフトと、
前記シャフトを支持しつつ、前記シャフトの姿勢を変更する第１の駆動モジュールと、
前記第１の駆動モジュールを支持するように前記飛行ロボットに取り付けられ、前記飛行ロボットに対する前記第１の駆動モジュールの相対的な姿勢を変更する第２の駆動モジュールと、
前記飛行ロボットの姿勢を検出する第１のセンサと、
前記エンドエフェクタに対する作業対象の位置を検出する第２のセンサと、
前記第１のセンサの検出信号に基づいて前記第２の駆動モジュールを制御することと、前記第２のセンサの検出信号に基づいて前記第１の駆動モジュールを制御することと、を実行する制御部と、
を備える、ロボットアーム。

【請求項2】

前記第２の駆動モジュールは、前記第１の駆動モジュールを前記飛行ロボットのロール軸と平行な軸周りに回転させる第１のアクチュエータと、前記第１の駆動モジュールを前記飛行ロボットのピッチ軸と平行な軸周りに回転させる第２のアクチュエータと、を含み、
前記制御部は、ロール軸周りの前記飛行ロボットの回転方向と逆向きに前記第１の駆動モジュールが回転するように前記第１のアクチュエータを制御すること、およびまたは、ピッチ軸周りの前記飛行ロボットの回転方向と逆向きに前記第１の駆動モジュールが回転するように前記第２のアクチュエータを制御すること、を前記第１のセンサの検出信号に基づいて実行する、
請求項１に記載のロボットアーム。

【請求項3】

前記第１の駆動モジュールは、前記シャフトを前記飛行ロボットのヨー軸と平行な軸周りに回転させる第３のアクチュエータと、前記シャフトを前記飛行ロボットのピッチ軸と平行な軸周りに回転させる第４のアクチュエータと、を含み、
前記制御部は、ヨー軸と平行な軸周りにおける前記エンドエフェクタの角度偏差をなくす方向に前記シャフトが回転するように前記第３のアクチュエータを制御すること、およびまたは、ピッチ軸と平行な軸周りにおける前記エンドエフェクタの角度偏差をなくす方向に前記シャフトが回転するように前記第４のアクチュエータを制御すること、を前記第２のセンサの検出信号に基づいて実行する、
請求項２に記載のロボットアーム。

【請求項4】

前記第１の駆動モジュールは、前記シャフトを軸方向に伸縮させる機構を含む、
請求項３に記載のロボットアーム。

【請求項5】

前記シャフトは、
前記エンドエフェクタを、前記飛行ロボットのピッチ軸と平行な軸周りに回転させる第５のアクチュエータと、
前記エンドエフェクタを、前記飛行ロボットのヨー軸と平行な軸周りに回転させる第６のアクチュエータと、
を含み、
前記制御部は、前記作業対象に対する前記エンドエフェクタの相対的な姿勢が所定の姿勢となるように、前記第５のアクチュエータおよびまたは前記第６のアクチュエータを制御する、
請求項３に記載のロボットアーム。

【請求項6】

請求項１から５の何れか１項に記載のロボットアームが取り付けられる、飛行ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットアーム、及び、飛行ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、高所等での作業に利用される、無人ヘリコプタ又はドローン等の無人飛行体の開発が進められている。このような無人飛行体には、先端部にエンドエフェクタを備えた作業用のロボットアームが取り付けられる場合がある。作業用のロボットアームとしては、無人飛行体のピッチ軸と平行な軸周りに回転する関節を複数備えたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６３７１９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

作業用のロボットアームを備えた無人飛行体（以下、「飛行ロボット」と記す場合もある。）を利用して、高所等に設置されている機器等の作業対象に対する点検や保守等の作業を行う場合、飛行ロボットをホバリングさせつつ、エンドエフェクタを作業対象に接触させる必要がある。

【0005】

ところで、ホバリング状態の飛行ロボットに対しては、風や気流等の外乱が作用する。これにより、飛行ロボットの姿勢変化（例えば、ローリング又はピッチング等）が発生する可能性がある。また、エンドエフェクタの作業には、作業対象と飛行ロボットとの相対位置、及びロボットアームの２つの要素が複合的に作用する。よって、外乱による飛行ロボットの姿勢変化等が発生した場合には、飛行ロボットの操縦者に対し、飛行ロボットの機体操作とロボットアームの操作とを含む複雑な操作が求められる可能性がある。特に、鉄塔等の構造物近傍では、飛行ロボットの安定飛行に用いられるコンパスやＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)等の利用が困難な場合も多く、より一層高い技能が操縦者に求められる可能性がある。その結果、正確且つ効率的な作業を行うことが困難になったり、ロボットアームや飛行ロボットの普及が妨げられたりする可能性がある。

【0006】

これに対し、作業対象の周囲にある壁面等に吸着する機構を、飛行ロボットに取り付けることで、飛行ロボットの姿勢変化及び位置変化を抑制する方法が考えられる。或いは、作業対象の周囲にある壁面等に接触する機構を飛行ロボットに取り付けるとともに、当該機構を壁面等に押し付けるように飛行ロボットを制御する機構を飛行ロボットに取り付けることで、飛行ロボットの姿勢変化及び位置変化を抑制する方法も考えられる。これらの方法においては、飛行ロボットの姿勢変化及び位置変化を抑制するための機構を、飛行ロボットに追加する必要がある。その結果、ロボットアームを取り付けることができる飛行ロボットが限定される可能性がある。

【0007】

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、飛行ロボット等への取付自由度を確保しつつ、正確且つ効率的な作業の実現に寄与することができるロボットアーム及びロボットアームを備えた飛行ロボットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の態様の一つは、飛行ロボットに取り付けられるロボットアームである。その場
合のロボットアームは、
先端部がエンドエフェクタに接続されるシャフトと、
前記シャフトを支持しつつ、前記シャフトの姿勢を変更する第１の駆動モジュールと、
前記第１の駆動モジュールを支持するように前記飛行ロボットに取り付けられ、前記飛行ロボットに対する前記第１の駆動モジュールの相対的な姿勢を変更する第２の駆動モジュールと、
前記飛行ロボットの姿勢を検出する第１のセンサと、
前記エンドエフェクタに対する該作業対象の位置を検出する第２のセンサと、
前記第１のセンサの検出信号に基づいて前記第２の駆動モジュールを制御することと、前記第２のセンサの検出信号に基づいて前記第１の駆動モジュールを制御することと、を実行する制御部と、
を備えるようにしてもよい。

【0009】

なお、本発明は、上記のロボットアームが取り付けられる飛行ロボットとして捉えることもできる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、飛行ロボット等への取付自由度を確保しつつ、正確且つ効率的な作業の実現に寄与することができるロボットアーム及びロボットアームを備えた飛行ロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】ドローンを用いて風力発電機の点検を行う態様の一例を示す図である。

【図2】実施形態におけるドローンの概略構成の一例を示す図である。

【図3】実施形態におけるロボットアームの構成の一例を示す左側面図である。

【図4】実施形態におけるロボットアームに含まれる駆動モジュールの構成例を示す斜視図である。

【図5】実施形態におけるプローブ機構の構成の一例を示す斜視図である。

【図6】実施形態において、プローブ機構の電極が風力発電機のレセプタに接触していない状態で、ドローンのピッチングが発生した場合における、ロボットアームの動作例を示す模式図である。

【図7】実施形態において、プローブ機構の電極が風力発電機のレセプタに接触している状態でのロボットアームの動作例を模式的に示す第１の図である。

【図8】実施形態において、プローブ機構の電極が風力発電機のレセプタに接触している状態でのロボットアームの動作例を模式的に示す第２の図である。

【図9】実施形態において、プローブ機構の電極が風力発電機のレセプタに接触している状態でのロボットアームの動作例を模式的に示す第３の図である。

【図10】実施形態において、プローブ機構の電極が風力発電機のレセプタに接触している状態でのロボットアームの動作例を模式的に示す第４の図である。

【図11】他の実施例におけるロボットアームの構成例を模式的に示す図である。

【図12】他の実施例において、プローブ機構の電極が風力発電機のレセプタに接触している状態でのロボットアームの動作例を模式的に示す第１の図である。

【図13】他の実施例において、プローブ機構の電極が風力発電機のレセプタに接触している状態でのロボットアームの動作例を模式的に示す第２の図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の態様の１つであるロボットアームでは、制御部が、第１のセンサの検出信号に基づいて第２の駆動モジュールを制御する。第１のセンサは、飛行ロボットの姿勢を検出するセンサであり、例えば、ジャイロセンサ、角速度センサ、傾斜センサ、又は、地磁気センサ等である。第２の駆動モジュールは、第１の駆動モジュールを支持するように飛行
ロボットに取り付けられ、飛行ロボットに対する第１の駆動モジュールの相対的な姿勢を変更する。第１の駆動モジュールは、シャフトを支持しつつ、シャフトの姿勢を変更する。シャフトは、その先端部にエンドエフェクタが接続される部材である。エンドエフェクタは、例えば、高所等に設置されている作業対象の保守や点検等を行う機器である。

【0013】

制御部が第１のセンサの検出信号に基づいて第２の駆動モジュールを制御することにより、例えば、飛行ロボットの姿勢変化に起因する第１の駆動モジュールの姿勢変化を抑制することが可能になる。すなわち、飛行ロボットの姿勢変化を、第２の駆動モジュールによって吸収させることができる。ただし、飛行ロボットの姿勢変化およびまたは第２の駆動モジュールの動作に起因して、第１の駆動モジュールの位置が変化する可能性がある。その場合、第１の駆動モジュールにより支持されるシャフトの先端部（エンドエフェクタ）の位置が、エンドエフェクタの作業対象の位置からずれる可能性がある。これに対し、本発明の態様の１つであるロボットアームでは、制御部が、第２のセンサの検出信号に基づく第１の駆動モジュールの制御を行う。第２のセンサは、エンドエフェクタの作業対象の位置を検出するセンサであり、例えば、エンドエフェクタに取り付けられるカメラ等を含む。

【0014】

制御部が第２のセンサの検出信号に基づいて第１の駆動モジュールを制御することにより、例えば、エンドエフェクタの位置が作業対象の位置からずれないように、シャフトの姿勢を変化させることが可能になる。すなわち、飛行ロボットの姿勢変化およびまたは第２の駆動モジュールの動作に起因する、エンドエフェクタの位置変化を、第１の駆動モジュールによって吸収させることができる。

【0015】

本開示に係るロボットアームによれば、エンドエフェクタが作業対象に接近又は接触している途中で飛行ロボットの姿勢変化が発生した場合に、作業対象に対するエンドエフェクタの相対的な位置変化を抑制することが可能になる。さらに、第１の駆動モジュール及び第２の駆動モジュールの動作については、制御部によって自動的に行われるため、飛行ロボットの操縦者が複雑な操作を行う必要がなくなる。また、ロボットアームの制御を、飛行ロボットの姿勢変化を吸収する制御（第２の駆動モジュールの制御）と、エンドエフェクタの位置変化を吸収する制御（第１の駆動モジュール）と、に分けることで、それらの制御を個別に設計することが可能になる。

【0016】

したがって、対象機器に対する作業を正確且つ効率的に行うことが可能になる。また、本発明に係るロボットアームを、飛行ロボットの姿勢変化や位置変化を抑制する機構を備えていない飛行ロボットに取り付けることも可能になる。

【0017】

ここで、第２の駆動モジュールは、例えば、第１の駆動モジュールを飛行ロボットのロール軸と平行な軸周りに回転させる第１のアクチュエータと、第１の駆動モジュールを前記飛行ロボットのピッチ軸と平行な軸周りに回転させる第２のアクチュエータと、を含むようにしてもよい。その場合、制御部は、例えば、ロール軸周りの飛行ロボットの回転方向と逆向きに第１の駆動モジュールが回転するように第１のアクチュエータを制御すること、およびまたは、ピッチ軸周りの飛行ロボットの回転方向と逆向きに第１の駆動モジュールが回転するように第２のアクチュエータを制御すること、を第１のセンサの検出信号に基づいて実行するようにしてもよい。

【0018】

上記したように第２の駆動モジュール及び制御部が構成される場合において、飛行ロボットのローリングが発生したときには、制御部が、ロール軸周りの飛行ロボットの回転方向（以下、「ローリング方向」と記す場合もある。）とは逆向きに第１の駆動モジュールが回転するように第１のアクチュエータを制御する。その際の回転方向及び回転角度は、第１のセンサの検出信号（例えば、飛行ロボットのローリング方向及びロール角等）に基
づいて決定される。これにより、飛行ロボットのローリングに起因する第１の駆動モジュールの姿勢変化を抑制することができる。また、飛行ロボットのピッチングが発生したときには、制御部が、ピッチ軸周りの飛行ロボットの回転方向（以下、「ピッチング方向」と記す場合もある。）とは逆向きに第１の駆動モジュールが回転するように第２のアクチュエータを制御する。その際の回転方向及び回転角度は、第１のセンサの検出信号（例えば、飛行ロボットのピッチング方向及びピッチ角等）に基づいて決定される。これにより、飛行ロボットのピッチングに起因する第１の駆動モジュールの姿勢変化を抑制することができる。なお、飛行ロボットのローリング及びピッチングが併発した場合には、制御部は、上記した第１のアクチュエータの制御及び第２のアクチュエータの制御の双方を行えばよい。これにより、飛行ロボットのローリング及びピッチングが併発した場合においても、第１の駆動モジュールの姿勢変化を抑制することができる。

【0019】

また、第１の駆動モジュールは、例えば、シャフトを飛行ロボットのヨー軸と平行な軸周りに回転させる第３のアクチュエータと、シャフトを飛行ロボットのピッチ軸と平行な軸周りに回転させる第４のアクチュエータと、を含むようにしてもよい。その場合、制御部は、例えば、ヨー軸周りの飛行ロボットの回転方向と逆向きにシャフトが回転するように第３のアクチュエータを制御すること、およびまたは、ピッチ軸周りの飛行ロボットの回転方向と逆向きにシャフトが回転するように第４のアクチュエータを制御すること、を第２のセンサの検出信号に基づいて実行するようにしてもよい。

【0020】

上記したように第１の駆動モジュール及び制御部が構成される場合において、ヨー軸と平行な軸周りにおけるエンドエフェクタの角度偏差が発生したときは、制御部が、当該角度偏差をなくす方向にシャフトが回転するように第３のアクチュエータを制御する。ここでいう「角度偏差」とは、例えば、作業対象が位置する方向とエンドエフェクタが向いている方向との相対角度に相当する。なお、第３のアクチュエータによるシャフトの回転方向及び回転角度は、第２のセンサ検出信号（例えば、エンドエフェクタに対する作業対象の位置等）に基づいて決定されてもよい。なお、第３のアクチュエータによるシャフトの回転角度及び回転角度は、第１のセンサの検出信号（例えば、飛行ロボットのヨー軸周りの回転角度又は回転角速度等）により決定されてもよく、或いは、第１のセンサの検出信号と第２のセンサの検出信号の双方に基づいて決定されてもよい。これにより、飛行ロボットのヨーイング、飛行ロボットの左右方向の位置変化、又は作業対象の左右方向の位置変化等に起因するエンドエフェクタの位置のズレや、作業対象が第２のセンサの検出範囲から外れてしまうこと等を抑制することができる。

【0021】

また、ピッチ軸と平行な軸周りにおけるエンドエフェクタの角度偏差が発生したときは、制御部が、当該角度偏差をなくす方向にシャフトが回転するように第４のアクチュエータを制御する。その際の回転方向及び回転角度は、第２のセンサの検出信号（例えば、エンドエフェクタに対する作業対象の位置等）に基づいて決定されてもよい。なお、第４のアクチュエータによるシャフトの回転角度及び回転角度は、第１のセンサの検出信号（例えば、飛行ロボットのピッチ軸周りの回転角度又は回転角速度等）により決定されてもよく、或いは、第１のセンサの検出信号と第２のセンサの検出信号の双方に基づいて決定されてもよい。これにより、飛行ロボットのピッチング、飛行ロボットの高度変化、第１の駆動モジュールの動作、又は作業対象の上下方向における位置変化等に起因する、エンドエフェクタの位置のズレや、作業対象が第２のセンサの検出範囲から外れてしまうこと等を抑制することができる。

【0022】

なお、飛行ロボットのヨーイング及びピッチングが併発した場合や、飛行ロボット及び作業対象の左右方向の位置変化及び高度変化が併発した場合等には、制御部は、上記した第３のアクチュエータの制御及び第４のアクチュエータの制御の双方を行えばよい。これにより、左右方向におけるエンドエフェクタと作業対象との位置偏差、及び、上下方向に
おけるエンドエフェクタと作業対象との位置偏差が併発し得る場合においても、エンドエフェクタの位置のズレや、作業対象が第２のセンサの検出範囲から外れてしまうこと等を抑制することができる。

【0023】

ここで、本発明における第１の駆動モジュールは、シャフトを軸方向に伸縮させる機構を含むようにしてもよい。これにより、飛行ロボットの姿勢変化、第１の駆動モジュールの動作、及び、第２の駆動モジュールの動作に起因して、シャフトの基端部と作業対象との相対距離が変化しても、シャフトの先端部（エンドエフェクタ）と作業対象との相対距離の変化を抑制することができる。その結果、エンドエフェクタと作業対象との接触状態を維持することができる。また、エンドエフェクタを作業対象に接触させる際における、飛行ロボットをホバリングさせる位置の自由度を高めることも可能になる。

【0024】

また、本発明におけるシャフトは、エンドエフェクタを、飛行ロボットのピッチ軸と平行な軸周りに回転させる第５のアクチュエータと、エンドエフェクタを、飛行ロボットのヨー軸と平行な軸周りに回転させる第６のアクチュエータと、を含むように構成されてもよい。その場合、制御部は、作業対象に対するエンドエフェクタの相対的な姿勢が所定の姿勢となるように、第５のアクチュエータおよびまたは第６のアクチュエータを制御するようにしてもよい。これにより、飛行ロボットの姿勢変化が発生した場合であっても、作業対象に対するエンドエフェクタの相対的な姿勢を所定の姿勢に維持することができる。

【0025】

本発明の他の態様は、上記したように構成されるロボットアームを備えた飛行ロボットである。飛行ロボットは、高所等に設置されている作業対象に対し、上記ロボットアームを利用することができる。これにより、飛行ロボットは、飛行ロボットの姿勢変化を抑制するための機構を備えていなくても、エンドエフェクタの位置変化を抑制することができる。

【0026】

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の実施形態は可能な限り組み合わせることができる。

【0027】

＜実施形態＞
本実施形態では、本発明に係るロボットアームを、風力発電機２０を点検するドローン１に適用する例について説明する。図１は、ドローン１を用いて風力発電機２０を点検する態様の一例を示す図である。

【0028】

風力発電機２０は、地上に直立するタワー２１と、タワー２１の上部に備わり風を受けて回転するブレード２２を備える。ブレード２２には、レセプタ２３が設けられる。レセプタ２３は、受雷時の雷電流を接地させるための機器であり、接地電極と電線等を介して接続されている。

【0029】

ドローン１は、風力発電機２０の避雷機能を点検するための飛行ロボットである。本実施形態では、ドローン１は、レセプタ２３と接地電極とが導通しているかを点検するために使用される。斯様な点検は、例えば、ドローン１によりレセプタ２３に電圧を印加したときに接地電極に流れる電流値を検出する方法で行われる。そのため、ドローン１には、点検装置３１からドローン１へ点検用の電力を供給するためのワイヤ３０が接続される。点検装置３１は、ドローン１を用いてレセプタ２３に電圧を印加し、接地電極を流れる電流値を検出する。

【0030】

本実施形態のドローン１には、ロボットアーム１００が取り付けられ、ロボットアーム
１００の先端部にはプローブ機構４０が取り付けられる。プローブ機構４０は、風力発電機２０のレセプタ２３と接触して、レセプタ２３に電圧を印加するための機器である。そのため、プローブ機構４０には、上記のワイヤ３０が接続される。本実施形態におけるプローブ機構４０は、本発明に係るエンドエフェクタの一例である。ロボットアーム１００は、ドローン１がレセプタ２３の近傍でホバリングしているときに、プローブ機構４０をレセプタ２３に接触させる機能と、プローブ機構４０とレセプタ２３との接触状態を維持する機能と、を有する。

【0031】

（ドローン）
ここで、本実施形態におけるドローン１の構成について図２に基づいて説明する。図２は、ロボットアーム１００が取り付けられた状態のドローン１の概略構成例を示す図である。本実施形態におけるドローン１は、本体部１１と、複数のブリッジ１２と、複数のアクチュエータ１３と、複数のプロペラ１４と、を含んで構成される。

【0032】

ブリッジ１２は、本体部１１を中心にして放射状に延在するように形成される。各ブリッジ１２の先端部には、アクチュエータ１３とプロペラ１４とが取り付けられる。プロペラ１４は、アクチュエータ１３により回転駆動されて、ドローン１の推進力と揚力とを発生させる。ブリッジ１２は、複数のアクチュエータ１３及びプロペラ１４が本体部１１の周囲に適切に配置されるように、構成される。

【0033】

図２に例示するドローン１は、ブリッジ１２とアクチュエータ１３とプロペラ１４とを各々４つ備えているが、３つ以下でもよく又は５つ以上でもよい。また、図２に示す例では、複数のアクチュエータ１３及びプロペラ１４が等間隔に配置されているが、複数のアクチュエータ１３及びプロペラ１４が等間隔に配置される構成に限定されない。例えば、本体部１１を作業対象であるレセプタ２３により一層接近させるために、本体部１１の前方に配置されるアクチュエータ１３及びプロペラ１４の位置を後方にシフトさせてもよい。４つのアクチュエータ１３及びプロペラ１４は、全て同種類の機器でなくてもよい。４つのアクチュエータ１３は、互いに独立して制御可能である。これにより、４つのアクチュエータ１３及びプロペラ１４により得られる推進力を、互いに独立して制御することが可能である。その結果、ドローン１の飛行姿勢や飛行速度等を適宜制御することが可能となる。

【0034】

なお、ドローン１がホバリング状態にあるときに、４つのプロペラ１４の推進力が働く方向（鉛直方向における上向き（図２中における上方向））をドローン１の上方向と定義し、推進力が働く方向とは逆方向（鉛直方向における下向き（図２中における下方向））をドローン１の下方向と定義する。

【0035】

ドローン１の本体部１１は、各アクチュエータ１３に対して駆動電力を供給するためのバッテリ、バッテリから各アクチュエータ１３への電力供給を制御する制御装置５０、及び各種センサ等を内蔵して構成される。制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰ
ＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）を備えるコンピュータ、及び、ドローン１の姿勢
や動作を制御するフライトコントローラ等を含む。コンピュータは、ＥＰＲＯＭに格納されているプロセッサの実行を通じて、フライトコントローラへ指令を出力する。フライトコントローラは、コンピュータからの指令に従って、各アクチュエータ１３を制御する。

【0036】

また、制御装置５０のコンピュータは、外部と有線又は無線によって通信を行う通信部を備え、通信部を介して制御指令を受信して、その制御指令に応じて動作の内容を切り替えてもよい。例えば、制御装置５０のコンピュータは、通常のドローンと同じように操作者が手動でコントローラーを操作することによる制御入力に従ってフライトコントローラ
に対する指令を出力したり、又は、ＥＰＲＯＭ等に予め格納されている飛行計画に従ってフライトコントローラに対する指令を出力したりしてもよい。また、制御装置５０のコンピュータは、後述するロボットアーム１００の制御も行う。

【0037】

本体部１１に内蔵されるセンサとしては、例えば、ドローン１の向きを検出するセンサ、水平方向に対するドローン１の傾きを検出するセンサ、ドローン１の高度を検出するセンサ、及び、水平方向におけるドローン１と作業対象であるレセプタ２３との相対位置を検出するセンサ等が挙げられる。

【0038】

本実施形態におけるドローン１には、ロボットアーム１００が取り付けられる。ロボットアーム１００は、ブラケット１５を介してブリッジ１２に固定される。その際、ブラケット１５及びロボットアーム１００は、４つのプロペラ１４よりも上方に取り付けられる。また、ロボットアーム１００は、４つのプロペラ１４のうちの隣接する２つのプロペラ１４の回転軸を結ぶ仮想直線に対して垂直に延在するように、ブリッジ１２に取り付けられる。

【0039】

なお、以下の説明では、ドローン１がホバリング状態にあるときに、ロボットアーム１００が取り付けられる側（図２中の斜め左下へ向かう方向）をドローン１の前方向と定義し、その逆側（図２中の斜め右上へ向かう方向）をドローン１の後方向と定義する。これにともない、図２中の斜め左上へ向かう方向をドローン１の右方向と定義し、図２中の斜め右下へ向かう方向をドローン１の左方向と定義する。

【0040】

（ロボットアーム）
本実施形態におけるロボットアーム１００の構成について図３及び図４に基づいて説明する。図３は、プローブ機構４０が取り付けられた状態のロボットアーム１００の左側面図である。図４は、ロボットアーム１００に含まれる駆動モジュール１０１の構成例を示す斜視図である。

【0041】

図３に示す例では、ロボットアーム１００は、基端部から先端部にかけて配列される、駆動モジュール１０１、シャフト１０２、及び、伸縮機構１０３を含んで構成される。

【0042】

駆動モジュール１０１は、ドローン１のブラケット１５に固定される。駆動モジュール１０１は、図４に示すように、第１のアクチュエータ１１０、第１のブラケット１１１、第２のアクチュエータ１１２、第２のブラケット１１３、第３のアクチュエータ１１４、第３のブラケット１１５、第４のアクチュエータ１１６、及び、第４のブラケット１１７を含んで構成される。

【0043】

第１のアクチュエータ１１０は、ドローン１のブラケット１５に固定される電動モータであり、第１のブラケット１１１をドローン１のロール軸と平行な軸周りに回転させる。第１のブラケット１１１には、第２のアクチュエータ１１２が固定される。第２のアクチュエータ１１２は、第２のブラケット１１３をドローン１のピッチ軸と平行な軸周りに回転させる電動モータである。ここでいう「ピッチ軸と平行な軸」とは、ドローン１が水平姿勢にあり、且つ、第１のアクチュエータ１１０による第１のブラケット１１１の回転角度が“０°ＣＡ”であるとき（第２のアクチュエータ１１２の回転軸がドローン１の左右方向に延びる仮想直線と平行になるとき）のピッチ軸と平行な軸を示すものとする。

【0044】

第２のブラケット１１３には、第３のアクチュエータ１１４が固定される。第３のアクチュエータ１１４は、第３のブラケット１１５を、ドローン１のヨー軸と平行な軸周りに回転させる電動モータである。ここでいう「ヨー軸と平行な軸周り」とは、ドローン１が水平状態にあり、且つ、第１のアクチュエータ１１０による第１のブラケット１１１の回
転角度と第２のアクチュエータ１１２による第２のブラケット１１３の回転角度との各々が“０°ＣＡ”であるとき（第３のアクチュエータ１１４の回転軸がドローン１の上下方向（鉛直方向）に延びる仮想直線と平行になるとき）のヨー軸と平行な軸を示すものとする。

【0045】

第３のブラケット１１５には、第４のアクチュエータ１１６が固定される。第４のアクチュエータ１１６は、第４のブラケット１１７を、ドローン１のピッチ軸と平行な軸周りに回転させる電動モータである。ここでいう「ピッチ軸と平行な軸」とは、ドローン１が水平姿勢にあり、且つ、第１のアクチュエータ１１０による第１のブラケット１１１の回転角度と第２のアクチュエータ１１２による第２のブラケット１１３の回転角度と第３のアクチュエータ１１４による第３のブラケット１１５の回転角度との各々が“０°ＣＡ”であるとき（第４のアクチュエータ１１６の回転軸がドローン１の左右方向に延びる仮想直線と平行になるとき）のヨー軸と平行な軸を示すものとする。

【0046】

第４のブラケット１１７には、シャフト１０２の基端部が固定される。シャフト１０２は、図３及び図４に示すように、棒状の部材で構成され、その先端部に伸縮機構１０３が設けられる。伸縮機構１０３は、シャフト１０２の軸方向における長さを変更する機構である。伸縮機構１０３の構成は、特に限定されず、既知の構成を採用することができる。例えば、シャフト１０２を内筒と外筒との二重構造とし、外筒の軸方向に沿って内筒を案内する直動案内機構と、内筒をシャフト１０２の基端部側から先端部側へ向かって付勢するバネと、を含んで構成されるようにしてもよい。また、伸縮機構１０３は、電動式のアクチュエータ等によってシャフト１０２を伸縮させる機構でもよい。なお、図３及び図４に示す例では、シャフト１０２の断面形状が円形に形成されているが、これに限定されない。例えば、シャフト１０２の回転留めのために断面形状が多角形に形成されてもよく、又はシャフト１０２に溝が設けられるようにしてもよい。また、ロボットアーム１００には、ピッチ軸周りのシャフト１０２のモーメントを軽減するためのカウンタウェイト等が取り付けられるようにしてもよい。その際のカウンタウェイトとして、例えば、ロボットアーム１００の電源（バッテリ）や制御装置５０等の機器を用いることで、ロボットアーム１００の重量の増加を抑制するようにしてもよい。

【0047】

また、ブラケット１５には、水平方向に対する駆動モジュール１０１の傾斜角度（ロール角、及び、ピッチ角等）を検出する第１のセンサ１０４が取り付けられる。第１のセンサ１０４は、ドローン１のローリング方向（ロール軸周りのドローン１のの回転方向）、ドローン１のピッチング方向（ピッチング軸周りのドローン１の回転方向）、ロール角、及び、ピッチ角等を検出する。このような第１のセンサ１０４としては、例えば、ジャイロセンサ、角速度センサ、又は、傾斜センサ等を用いることができる。

【0048】

なお、ドローン１のローリング方向、ドローン１のピッチング方向、ロール角、及び、ピッチ角等を検出するセンサがドローン１の本体部１１に搭載されている場合は、当該センサを第１のセンサ１０４の代わりに利用することも可能である。

【0049】

駆動モジュール１０１の第１のアクチュエータ１１０と第２のアクチュエータ１１２と第３のアクチュエータ１１４と第４のアクチュエータ１１６とは、ドローン１の制御装置５０によって互いに独立して制御される。なお、伸縮機構１０３がアクチュエータによって動作するように構成される場合は、伸縮機構１０３のアクチュエータも、制御装置５０によって制御される。

【0050】

本実施形態における第１のアクチュエータ１１０と第１のブラケット１１１と第２のアクチュエータ１１２と第２のブラケット１１３とは、本発明に係る第２の駆動モジュールに相当する。本実施形態における第３のアクチュエータ１１４と第３のブラケット１１５
と第４のアクチュエータ１１６と第４のブラケット１１７とは、本発明に係る第１の駆動モジュールに相当する。本実施形態における制御装置５０は、本発明に係る制御部に相当する。

【0051】

（プローブ機構）
次に、本実施形態におけるプローブ機構４０の構成例について、図５に基づいて説明する。図５は、本実施形態におけるプローブ機構４０の構成の一例を示す斜視図である。本実施形態におけるプローブ機構４０は、固定部材４０１と、ロッド４０２と、プローブヘッド４０３と、を含んで構成される。

【0052】

固定部材４０１は、ロボットアーム１００のシャフト１０２の先端部に取り付けられ、ロッド４０２の基端部を支持する。ロッド４０２は、棒状に形成され、その先端部にプローブヘッド４０３が取り付けられる。プローブヘッド４０３の先端部には、電極４３１が取り付けられる。電極４３１は、風力発電機２０の避雷機能を点検する際にレセプタ２３に接触されて、点検用の電圧をレセプタ２３に印加する。そのため、プローブヘッド４０３の電極４３１には、前述したワイヤ３０が接続される。なお、プローブヘッド４０３における電極４３１の周囲には、滑り止めの加工が施されてもよい。また、ロッド４０２の断面形状は円形に限定されず、例えば、ロッド４０２の回転留めのために断面形状が多角形に形成されてもよく、又はロッド４０２に溝が設けられるようにしてもよい。

【0053】

また、本実施形態におけるプローブ機構４０の固定部材４０１には、第２のセンサ４１０が搭載される。第２のセンサ４１０は、作業対象であるレセプタ２３を検出するためのセンサである。本実施形態における第２のセンサ４１０は、レセプタ２３までの距離を測定する距離センサ４１１と、レセプタ２３の位置を特定するためのカメラ４１２とを、を含む。距離センサ４１１は、例えば、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）、Ｒ
ＡＤＡＲ（Radio Detection and Ranging）、ステレオカメラ、又は、レーザスキャナ等
である。

【0054】

（実施形態の作用効果）
ここで、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態では、風力発電機２０の避雷機能を点検する際に、プローブヘッド４０３の先端部に取り付けられた電極４３１をレセプタ２３に接触させるように、ドローン１を飛行させる。例えば、カメラ４１２がレセプタ２３を撮像可能になるまでは、ユーザによる目視でのドローン１の操縦が行われ、カメラ４１２がレセプタ２３を撮像可能になると、カメラ４１２によって撮像される画像及び距離センサ４１１によって測定されるレセプタ２３までの距離に基づいて、制御装置５０がドローン１を自律飛行させる。そして、プローブヘッド４０３の電極４３１をレセプタ２３に接触させることができる位置にドローン１が到達すると、制御装置５０が、ドローン１をホバリングさせつつ、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触するように、ロボットアーム１００の第１のアクチュエータ１１０と第２のアクチュエータ１１２と第３のアクチュエータ１１４と第４のアクチュエータ１１６とを制御する。

【0055】

プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触してから、点検装置３１による点検作業が終了するまでの間は、制御装置５０が、プローブヘッド４０３の電極４３１とレセプタ２３との接触状態が維持されるように、第１のアクチュエータ１１０、第２のアクチュエータ１１２、第３のアクチュエータ１１４、及び、第４のアクチュエータ１１６を制御する。

【0056】

ここで、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触してから、点検装置３１による点検作業が終了するまでの間における、ロボットアーム１００の動作例につい
て図６から図１１に基づいて説明する。

【0057】

図６は、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触していない状態（例えば、ドローン１がレセプタ２３に接近している状態）で、気流若しくは風等の外乱、又は、ドローン１の前進若しくは後退等によるドローン１のピッチングが発生した場合における、ロボットアーム１００の動作例を示す模式図である。

【0058】

プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触していない状態で、ドローン１のピッチングが発生した場合には、制御装置５０は、図６に示すように、ドローン１のピッチングが第２のアクチュエータ１１２の回転によって吸収（相殺）されるように、第２のアクチュエータ１１２を制御する。その際、制御装置５０は、第２のアクチュエータ１１２の回転方向が第１のセンサ１０４によって検出されるドローン１のピッチング方向（ピッチ軸周りにおけるドローン１の回転方向）とは逆向きとなり、且つ、第２のアクチュエータ１１２の回転角度（回転量）が第１のセンサ１０４によって検出されるドローン１のピッチ角と同じになるように、第２のアクチュエータ１１２を制御する。これにより、第２のアクチュエータ１１２より先端側に配置される構成要素（第２のブラケット１１３、第３のアクチュエータ１１４、第３のブラケット１１５、第４のアクチュエータ１１６、第４のブラケット１１７、及び、シャフト１０２）の姿勢変化が抑制される。

【0059】

なお、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触していない状態で、ドローン１のローリングが発生した場合には、制御装置５０は、ドローン１のローリングが第１のアクチュエータ１１０の回転によって吸収（相殺）されるように、第１のアクチュエータ１１０を制御すればよい。その際、制御装置５０は、第１のアクチュエータ１１０の回転方向が第１のセンサ１０４によって検出されるドローン１のローリング方向（ロール軸周りにおけるドローン１の回転方向）とは逆向きとなり、且つ、第１のアクチュエータ１１０の回転角度（回転量）が第１のセンサ１０４によって検出されるドローン１のロール角と同じになるように、第１のアクチュエータ１１０を制御すればよい。これにより、第１のアクチュエータ１１０より先端側に配置される構成要素（第１のブラケット１１１、第２のアクチュエータ１１２、第２のブラケット１１３、第３のアクチュエータ１１４、第３のブラケット１１５、第４のアクチュエータ１１６、第４のブラケット１１７、及び、シャフト１０２）の姿勢変化が抑制される。

【0060】

図７は、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触している状態で、気流若しくは風等の外乱、又は、ドローン１の位置変化を修正するためのドローン１の前進若しくは後退等によるドローン１のピッチングが発生した場合における、ロボットアーム１００の動作例を示す模式図である。

【0061】

プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触している状態でドローン１のピッチングが発生した場合には、制御装置５０は、図７に示すように、ドローン１のピッチングが第２のアクチュエータ１１２の回転によって吸収（相殺）されるように、第２のアクチュエータ１１２を制御する。その際、制御装置５０は、第２のアクチュエータ１１２の回転方向が第１のセンサ１０４によって検出されるドローン１のピッチング方向（ピッチ軸周りにおけるドローン１の回転方向）とは逆向きとなり、且つ、第２のアクチュエータ１１２の回転角度（回転量）が第１のセンサ１０４によって検出されるドローン１のピッチ角と同じになるように、第２のアクチュエータ１１２を制御する。これにより、第２のアクチュエータ１１２より先端側に配置される構成要素（第２のブラケット１１３、第３のアクチュエータ１１４、第３のブラケット１１５、第４のアクチュエータ１１６、第４のブラケット１１７、及び、シャフト１０２）の姿勢変化が抑制される。

【0062】

また、制御装置５０は、第２のセンサ４１０のカメラ４１２によって検出されるレセプ
タ２３の位置に基づいて、ドローン１のピッチング及び第２のアクチュエータ１１２の動作に起因するシャフト１０２の先端部（プローブヘッド４０３）の位置変化が第４のアクチュエータ１１６の回転によって吸収（相殺）されるように、第４のアクチュエータ１１６を制御する。具体的には、制御装置５０は、シャフト１０２の先端部（プローブヘッド４０３）の向いている方向がレセプタ２３の位置する方向となるように、第４のアクチュエータ１１６を回転させる。その際、制御装置５０は、カメラ４１２により撮像された画像に対する画像認識処理を用いて、第４のアクチュエータ１１６の回転角度を決定する。

【0063】

なお、ドローン１のピッチング、第２のアクチュエータ１１２の回転、及び、第４のアクチュエータ１１６の回転に伴って、シャフト１０２の基端部とレセプタ２３との相対距離が変化する可能性があるが、伸縮機構１０３によってシャフト１０２が伸縮されることで、プローブヘッド４０３とレセプタ２３との相対距離の変化が抑制される。よって、上記したように第４のアクチュエータ１１６が制御されることで、プローブヘッド４０３の位置変化が抑制されることになる。

【0064】

図７に示すようにロボットアーム１００が動作することで、点検装置３１による点検作業の途中で、ドローン１のピッチングが発生しても、プローブヘッド４０３の位置変化を抑制することができる。よって、ドローン１のピッチングに起因して電極４３１とレセプタ２３との接触不良が生じることを抑制することができる。

【0065】

図８は、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触している状態で、気流等の外乱によるドローン１の高度変化（鉛直方向における位置変化）が発生した場合における、ロボットアーム１００の動作例を示す模式図である。

【0066】

ドローン１の高度が変化した場合は、制御装置５０は、図８に示すように、第２のセンサ４１０のカメラ４１２によって検出されるレセプタ２３の位置に基づいて、ドローン１の高度変化に起因するプローブヘッド４０３の位置変化が第４のアクチュエータ１１６の回転によって吸収（相殺）されるように、第４のアクチュエータ１１６を制御する。具体的には、制御装置５０は、ドローン１の高度の変化方向とは逆向きに、シャフト１０２の先端部の高度が変化するように、第４のアクチュエータ１１６を回転させる。すなわち、図８に例示されるように、ドローン１が上昇する場合には、制御装置５０は、シャフト１０２の先端部が下降する方向へ第４のアクチュエータ１１６を回転させる。また、ドローン１が下降する場合には、制御装置５０は、シャフト１０２の先端部が上昇する方向へ第４のアクチュエータ１１６を回転させる。なお、制御装置５０は、カメラ４１２により撮像された画像に対する画像認識処理を用いて、第４のアクチュエータ１１６の回転角度を決定する。

【0067】

また、ドローン１の高度変化、及び、第４のアクチュエータ１１６の回転に伴って、シャフト１０２の基端部とレセプタ２３との相対距離が変化する可能性があるが、伸縮機構１０３によってシャフト１０２が伸縮されることで、プローブヘッド４０３とレセプタ２３との相対距離の変化が抑制される。よって、上記したように第４のアクチュエータ１１６が制御されることで、プローブヘッド４０３の位置変化が抑制されることになる。

【0068】

図８に示すようにロボットアーム１００が動作することで、点検装置３１による点検作業の途中で、ドローン１の高度変化が発生しても、プローブヘッド４０３の位置変化を抑制することができる。よって、ドローン１の高度変化に起因して電極４３１とレセプタ２３との接触不良が生じることを抑制することができる。

【0069】

図９は、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触している状態で、風等の外乱によるドローン１の前後方向における水平位置の変化が発生した場合における、
ロボットアーム１００の動作例を示す図である。

【0070】

プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触している状態でドローン１の前後方向における水平位置の変化が発生した場合には、図９に示すように、伸縮機構１０３の働きによってシャフト１０２が自動的に伸縮することで、電極４３１とレセプタ２３との相対位置の変化が抑制される。これにより、点検装置３１による点検作業の途中で、ドローン１の前後方向における水平位置の変化が発生しても、電極４３１とレセプタ２３との接触不良が生じることを抑制することができる。

【0071】

図１０は、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触している状態で、風等の外乱によるドローン１のヨーイングが発生した場合における、ロボットアーム１００の動作例を示す模式図である。

【0072】

プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触している状態でドローン１のヨーイングが発生した場合には、制御装置５０は、図１０に示すように、第２のセンサ４１０のカメラ４１２によって検出されるレセプタ２３の位置に基づいて、ドローン１のヨーイングに起因するプローブヘッド４０３の位置変化が第３のアクチュエータ１１４の回転によって吸収（相殺）されるように、第３のアクチュエータ１１４を制御する。具体的には、制御装置５０は、第３のアクチュエータ１１４を、ドローン１のヨーイング方向とは逆向きに回転させる。その際、制御装置５０は、カメラ４１２により撮像された画像に対する画像認識処理を用いて、第３のアクチュエータ１１４の回転角度を決定する。

【0073】

また、ドローン１のヨーイング、及び、第３のアクチュエータ１１４の回転に伴って、シャフト１０２の基端部とレセプタ２３との相対距離が変化する可能性があるが、伸縮機構１０３によってシャフト１０２が伸縮されることで、プローブヘッド４０３とレセプタ２３との相対距離の変化が抑制される。よって、上記したように第３のアクチュエータ１１４が制御されることで、プローブヘッド４０３の位置変化が抑制されることになる。

【0074】

図１０に示すようにロボットアーム１００が動作することで、点検装置３１による点検作業の途中で、ドローン１のヨーイングが発生しても、プローブヘッド４０３の位置変化を抑制することができる。よって、ドローン１のヨーイングに起因して電極４３１とレセプタ２３との接触不良が生じることを抑制することができる。

【0075】

また、プローブヘッド４０３の電極４３１がレセプタ２３に接触している状態で、気流又は風等の外乱によるドローン１のローリングが発生した場合には、制御装置５０は、ドローン１のローリングが第１のアクチュエータ１１０の回転によって吸収（相殺）されるように、第１のアクチュエータ１１０を制御すればよい。その際、制御装置５０は、第１のアクチュエータ１１０の回転方向が第１のセンサ１０４によって検出されるドローン１のローリング方向とは逆向きとなり、且つ、第１のアクチュエータ１１０の回転角度が第１のセンサ１０４によって検出されるドローン１のロール角と同じになるように、第１のアクチュエータ１１０を制御すればよい。これにより、第１のアクチュエータ１１０より先端側に配置される構成要素（第１のブラケット１１１、第２のアクチュエータ１１２、第２のブラケット１１３、第３のアクチュエータ１１４、第３のブラケット１１５、第４のアクチュエータ１１６、第４のブラケット１１７、及び、シャフト１０２）の姿勢変化が抑制される。

【0076】

また、制御装置５０は、第２のセンサ４１０のカメラ４１２によって検出されるレセプタ２３の位置に基づいて、ドローン１のローリング及び第１のアクチュエータ１１０の動作に起因するプローブヘッド４０３の位置変化が第３のアクチュエータ１１４およびまたは第４のアクチュエータ１１６の回転によって吸収（相殺）されるように、第３のアクチ
ュエータ１１４およびまたは第４のアクチュエータ１１６を制御する。その際、制御装置５０は、カメラ４１２により撮像された画像に対する画像認識処理を用いて、第３のアクチュエータ１１４およびまたは第４のアクチュエータ１１６の回転方向及び回転角度を決定すればよい。

【0077】

また、ドローン１のローリング、第１のアクチュエータ１１０の回転、第３のアクチュエータ１１４の回転、及び、第４のアクチュエータ１１６の回転に伴って、シャフト１０２の基端部とレセプタ２３との相対距離が変化する可能性があるが、伸縮機構１０３によってシャフト１０２が伸縮されることで、プローブヘッド４０３とレセプタ２３との相対距離の変化が抑制される。よって、上記したように第３のアクチュエータ１１４およびまたは第４のアクチュエータ１１６が制御されることで、プローブヘッド４０３の位置変化が抑制されることになる。

【0078】

上記したようにロボットアーム１００が動作することで、点検装置３１による点検作業の途中で、ドローン１のローリングが発生した場合であっても、プローブヘッド４０３の位置変化を抑制することができる。よって、ドローン１のローリングに起因して電極４３１とレセプタ２３との接触不良が生じることを抑制することができる。

【0079】

以上述べた実施形態によれば、ドローン１の姿勢変化や位置変化を、操縦者の操作入力無しで、自動的にロボットアーム１００に吸収（相殺）させることができる。これにより、ドローン１の操縦における操作入力や要求される技能等を大きく変えることなく、レセプタ２３と電極４３１との接触状態を維持することが可能になる。また、ロボットアーム１００の制御を、ドローン１の姿勢変化（ピッチング及びローリング）を吸収する制御（第１のアクチュエータ１１０及び第２のアクチュエータ１１２の制御）と、プローブヘッド４０３の位置変化を吸収する制御（第３のアクチュエータ１１４及び第４のアクチュエータ１１６の制御）と、に分けることで、それらの制御を個別に設計することが可能になる。そのため、ドローン１の種類や作業の種類等に応じた柔軟な設計が可能になり、実装が容易になる。

【0080】

また、例えば、レセプタ２３のダミー画像等を用いたドローン１の飛行実験等において、制御装置５０の機能を働かせることにより、第１のアクチュエータ１１０及び第２のアクチュエータ１１２の動作と、第３のアクチュエータ１１４及び第４のアクチュエータ１１６の動作と、を個別に確認及び検証することも可能になる。すなわち、ドローン１を実際の環境で飛行させることなく、第１のアクチュエータ１１０及び第２のアクチュエータ１１２の動作と、第３のアクチュエータ１１４及び第４のアクチュエータ１１６の動作と、を個別に確認及び検証することも可能になる。これにより、ロボットアーム１００の点検や調整、及び、ロボットアーム１００の不具合が発生した際の原因箇所の特定等の作業が容易になる。

【0081】

したがって、点検装置３１による点検作業を正確且つ効率的に行うことが可能になる。また、本実施形態におけるロボットアーム１００は、ドローン１の姿勢変化や位置変化を抑制する機構を備えていないドローン１に対しても取り付けることが可能になる。その結果、ロボットアーム１００の取付自由度を高めることが可能になる。

【0082】

＜変形例＞
前述した実施形態では、シャフト１０２が伸縮機構１０３のみを備える例について述べたが、シャフト１０２が伸縮機構１０３に加え、複数の関節を備えるようにしてもよい。

【0083】

図１０は、本変形例におけるロボットアーム１００の構成を模式的に示す図である。本変形例におけるロボットアーム１００は、シャフト１０２の先端部と伸縮機構１０３との
間には、第１の関節部１０５と第２の関節部１０６とが設けられる。第１の関節部１０５は、ドローン１のピッチ軸と平行な軸周りに回転自在に構成され、第５のアクチュエータ１５１により駆動される。第２の関節部１０６は、ドローン１のヨー軸と平行な軸周りに回転自在に構成され、第６のアクチュエータ１６１により駆動される。第５のアクチュエータ１５１と第６のアクチュエータ１６１とは、制御装置５０により制御される。

【0084】

本変形例におけるロボットアーム１００によれば、ドローン１の姿勢変化が発生した場合に、プローブヘッド４０３の姿勢変化を抑制することも可能になる。例えば、図１１に示すように、ドローン１のピッチングが発生した場合に、制御装置５０が、前述した実施形態と同様の手順で第２のアクチュエータ１１２及び第４のアクチュエータ１１６を制御することに加え、第５のアクチュエータ１５１を制御することにより、レセプタ２３に対してプローブヘッド４０３を垂直な姿勢にすることもできる。その際、制御装置５０は、例えば、カメラ４１２により撮像された画像に対する画像認識処理を用いて特定されるレセプタ２３の位置、距離センサ４１１により検出されるレセプタ２３までの距離、又は、第１から第４のアクチュエータ１１０、１１２、１１４、１１６の回転角度等に基づいて、第５のアクチュエータ１５１の回転角度を決定してもよい。これにより、ドローン１のピッチングが発生した場合における電極４３１とレセプタ２３との接触状態をより安定させることも可能になる。

【0085】

また、ドローン１のヨーイングが発生した場合には、制御装置５０が、図１２に示すように、前述した実施形態と同様の手順で第３のアクチュエータ１１４を制御することに加え、第６のアクチュエータ１６１を制御することにより、レセプタ２３に対してプローブヘッド４０３を垂直な姿勢にすることもできる。その際、制御装置５０は、例えば、カメラ４１２により撮像された画像に対する画像認識処理を用いて特定されるレセプタ２３の位置、距離センサ４１１により検出されるレセプタ２３までの距離、又は、第１から第４のアクチュエータ１１０、１１２、１１４、１１６の回転角度等に基づいて、第６のアクチュエータ１６１の回転角度を決定してもよい。これにより、ドローン１のヨーイングが発生した場合における電極４３１とレセプタ２３との接触状態をより安定させることも可能になる。

【0086】

＜他の実施形態＞
前述した実施形態及び変形例では、シャフトの先端部に導通検査用のプローブ機構が取り付けられるロボットアームを例示したが、シャフトの先端部に取り付けられるエンドエフェクタは、導通検査用のプローブ機構に限定されない。例えば、ロボットアームの先端部に取り付けられるエンドエフェクタは、導通検査以外の検査を目的としたプローブ機構でもよく、又は、マニピュレータ等でもよい。

【0087】

また、前述した実施形態及び変形例では、本発明に係る飛行ロボットの一例としてドローンを挙げたが、飛行可能な移動体であれば、ドローンに限定されない。

【0088】

また、前述した実施形態及び変形例では、４つのアクチュエータを備える駆動モジュールを例示したが、駆動モジュールのアクチュエータは５つ以上でもよい。

【0089】

また、前述した変形例では、２つの関節部を備えるシャフトを例示したが、３つ以上の関節部がシャフトに設けられてもよい。例えば、第１の関節部と第２の関節部とに加え、ドローンのロール軸と平行な軸周りに回転自在な関節部が設けられてもよい。このような構成は、エンドエフェクタがロボットハンド等のようにロール軸と平行な軸周りに回転しながら作業対象に対する作業を行う機器である場合に有効である。

【符号の説明】

【0090】

１・・・ドローン、２０・・・風力発電機、２３・・・レセプタ、４０・・・プローブ機構、５０・・・制御装置、１００・・・ロボットアーム、１０１・・・駆動モジュール、１０２・・・シャフト、１０３・・・伸縮機構、１０４・・・第１のセンサ、１１０・・・第１のアクチュエータ、１１２・・・第２のアクチュエータ、１１４・・・第３のアクチュエータ、１１６・・・第４のアクチュエータ、４１０・・・第２のセンサ、４１１・・・距離センサ、４１２・・・カメラ、４０３・・・プローブヘッド、４３１・・・電極４３１、１０５・・・第１の関節部、１０６・・・第２の関節部、１５１・・・第５のアクチュエータ、１６１・・・第６のアクチュエータ

【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】