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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-12
(45)【発行日】2022-01-25
(54)【発明の名称】ドローン及びそれを用いた壁面作業システム
(51)【国際特許分類】
B64C 25/06 20060101AFI20220117BHJP
B64C 27/08 20060101ALI20220117BHJP
B64C 39/02 20060101ALI20220117BHJP
B64C 25/34 20060101ALI20220117BHJP
B64D 47/08 20060101ALI20220117BHJP
B64F 1/08 20060101ALI20220117BHJP
【ＦＩ】
B64C25/06
B64C27/08
B64C39/02
B64C25/34
B64D47/08
B64F1/08
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021132003
(22)【出願日】2021-08-13
【審査請求日】2021-08-24
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】592158969
【氏名又は名称】西武建設株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000125370
【氏名又は名称】学校法人東京理科大学
(73)【特許権者】
【識別番号】501267357
【氏名又は名称】国立研究開発法人建築研究所
(73)【特許権者】
【識別番号】521359302
【氏名又は名称】株式会社ケイ・パックス
(74)【代理人】
【識別番号】100137338
【弁理士】
【氏名又は名称】辻田 朋子
(72)【発明者】
【氏名】二村 憲太郎
(72)【発明者】
【氏名】兼松 学
(72)【発明者】
【氏名】宮内 博之
(72)【発明者】
【氏名】河内 義彦
【審査官】塚本 英隆
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０４９９８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７５９５１９１（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６８５９５１７（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０８９４７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１３２２６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６８７７７２３（ＪＰ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｃ ２５／０６
Ｂ６４Ｃ ２７／０８
Ｂ６４Ｃ ３９／０２
Ｂ６４Ｃ ２５／３４
Ｂ６４Ｄ ４７／０８
Ｂ６４Ｆ １／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ドローン本体と、所定の壁面に対して転動可能に構成された車輪部と、前記ドローン本体と前記車輪部とを連結する連結部と、を備え、前記ドローン本体は、飛行手段と、前記飛行手段を制御する制御手段と、前記飛行手段及び前記制御手段が設けられるドローン構成体と、を有し、
前記車輪部は、上下方向に間隔を空けて複数設けられ、前記ドローン本体よりも前方に配置されるように、前記連結部から突設され、
前記連結部には、前記車輪部と共に前記壁面に当接するブラシが設けられ、
前記ブラシは、多数の毛材から構成されたブラシ本体を有し、
前記複数の車輪部が全て前記壁面に同時に当接した状態において、前記ブラシ本体が前記壁面に当接し、且つ前記ドローン本体の姿勢が、斜め下方に向かう傾斜姿勢となるように構成されている、ドローン。
【請求項2】
前記ドローン構成体は、細長棒状体により、骨組状に構成されている、請求項１に記載のドローン。
【請求項3】
前記連結部は、細長棒状体により、骨組状に構成されている、請求項１又は２に記載のドローン。
【請求項4】
前記連結部は、前記ドローン本体の左右に設けられた一対の側部と、略直線状に形成され、前記ドローン本体の前方から立設された一対の前方支持部と、略直線状に形成され、前記前方支持部と前記各車輪部とを連結する突設部と、を含み、
前記各側部には、前記ドローン本体に連結され上方に延びる前記細長棒状体と、この上方に延びる前記細長棒状体から延設され、前方に延びる前記細長棒状体と、が設けられ、
上方の前記車輪部に連結された突設部は、前記各側部に設けられた、前方に延びる前記細長棒状体から延設されている、請求項３に記載のドローン。
【請求項5】
前記制御手段は、平面視で、前記ドローン構成体の略中央に設けられ、
前記飛行手段は、平面視で、前記制御手段の四方にそれぞれ設けられ、
前記連結部は、点検装置保持部を含み、
前記点検装置保持部には、前記細長棒状体で囲われ、前記壁面に対して所定の点検動作を行う点検装置が設けられる空間が形成され、
前記空間は、前記制御手段の略直上に形成されている、請求項４に記載のドローン。
【請求項6】
前記点検装置は、前記壁面を撮影するカメラである、請求項５に記載のドローン。
【請求項7】
前記細長棒状体は、中空状である、請求項２～６の何れかに記載のドローン。
【請求項8】
前記飛行手段と前記制御手段とを電気的に接続する導線は、前記細長棒状体の内部に収容されている、請求項７に記載のドローン。
【請求項9】
請求項１～８の何れかに記載のドローンと、前記壁面の面方向に沿って設けられたガイドワイヤーと、前記ガイドワイヤーを支持するワイヤー支持手段と、を備え、前記ドローンは、前記ガイドワイヤーに取付けられ、
前記ワイヤー支持手段は、前記ガイドワイヤーの巻出し及び巻取りを行うウィンチ装置を有し、
前記ガイドワイヤーは、前記ウィンチ装置により張設され、
前記ドローンは、前記ウィンチ装置により張設された前記ガイドワイヤーの張力で、上方に向かって牽引される、壁面作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ドローン及びそれを用いた壁面作業システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートフォンやインターネットといったテクノロジーの発展を背景に、ドローンが世界的に普及している。ドローンとは、遠隔操作や自動制御によって無人で飛行できる航空機であり、マルチコプターとも呼ばれる。
【0003】
ドローンの利用用途としては、予め装着されたカメラや点検器具を用いて、特に高層ビルの外壁等、人力のみで実施困難な範囲の空撮や点検等を行うことが挙げられる。
【0004】
ところで、ドローンをこのような用途で用いる場合、天候の影響や操縦ミス等により対象とする外壁からドローンが離れていかないよう、安定した飛行位置を維持する工夫が必要となる。
【0005】
これに対し、本発明者等は、特許文献１及び特許文献２に示される外壁点検システムを提案した。
【0006】
これらの外壁点検システムは、ドローンに連結された点検装置を、建設物の屋上や建設物の立設面から延びるガイドワイヤーに連結し、ウィンチ装置によるワイヤーの張設・弛緩動作でもって、点検装置を外壁に対して位置決めする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特許６８７７０１３号公報
【文献】特許６８７７７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前述した本発明者等による先の提案によって、外壁点検において、所定の点検装置を外壁に容易に位置決めすることが可能となる。
【0009】
しかしながら、先の提案によっても、なお、以下のような改善すべき問題点が残されている。
【0010】
即ち、点検箇所を変更する場合等に、ドローンを外壁に沿わせる飛行動作に繊細な操縦技術が必要とされ、不慣れな作業者の場合、操縦ミスによる外壁への衝突やこれに伴う機器の破損等が発生する恐れがある、という問題点である。
これにより、先の提案を、例えばブラシを用いた清掃作業に応用する場合、ブラシに所定の圧力を掛けながらドローンを飛行させることが困難となる。
これにより、先の提案を、例えばブラシを用いた清掃作業に応用する場合、ブラシに所定の圧力を掛けながらドローンを飛行させることが困難となる。
【0011】
本発明は上記のような実状に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でもって、壁面に対するブラシを用いた作業を、簡便に行うことが可能なドローン及びそれを用いた壁面作業システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するために、本発明は、ドローン本体と、所定の壁面に対して転動可能に構成された車輪部と、前記ドローン本体と前記車輪部とを連結する連結部と、を備え、
前記ドローン本体は、飛行手段と、前記飛行手段を制御する制御手段と、前記飛行手段及び前記制御手段が設けられるドローン構成体と、を有し、
前記車輪部は、上下方向に間隔を空けて複数設けられ、前記ドローン本体よりも前方に配置されるように、前記連結部から突設され、
前記連結部には、前記車輪部と共に前記壁面に当接するブラシが設けられ、
前記複数の車輪部が前記壁面に同時に当接した状態において、前記ドローン本体の姿勢が、斜め下方に向かう傾斜姿勢となるように構成されている。
前記ドローン本体は、飛行手段と、前記飛行手段を制御する制御手段と、前記飛行手段及び前記制御手段が設けられるドローン構成体と、を有し、
前記車輪部は、上下方向に間隔を空けて複数設けられ、前記ドローン本体よりも前方に配置されるように、前記連結部から突設され、
前記連結部には、前記車輪部と共に前記壁面に当接するブラシが設けられ、
前記複数の車輪部が前記壁面に同時に当接した状態において、前記ドローン本体の姿勢が、斜め下方に向かう傾斜姿勢となるように構成されている。
【0013】
本発明のドローンによれば、作業者は、壁面に対するブラシを用いた作業を、簡便に行うことが可能となる。
【0014】
即ち、ドローンは通常、前方に向かって飛行させることで、プロペラの揚力の差でもって、自然と斜め下方に向かう傾斜姿勢となる。
このため、上記構成によれば、作業者は、ドローン本体を前方に向かって飛行させる簡便な操作のみで、各車輪部をスムーズに壁面に当接させることができる。
これにより、作業者は、ドローン本体の前方への推進力に基づく圧力を、各車輪部を介して確実に壁面に付与することができる。そして、この状態でドローン本体に上下左右任意の方向への推進力を付与することで、作業者は、本ドローンを、地上を移動するかのように安定的に、且つ滑らかに、壁面上で自在に移動させることができる。
このため、上記構成によれば、作業者は、ドローン本体を前方に向かって飛行させる簡便な操作のみで、各車輪部をスムーズに壁面に当接させることができる。
これにより、作業者は、ドローン本体の前方への推進力に基づく圧力を、各車輪部を介して確実に壁面に付与することができる。そして、この状態でドローン本体に上下左右任意の方向への推進力を付与することで、作業者は、本ドローンを、地上を移動するかのように安定的に、且つ滑らかに、壁面上で自在に移動させることができる。
【0015】
このとき、本ドローンは、壁面と所定の間隔を保持しながら壁面上を移動するため、車輪部と共に壁面に当接するブラシに所定の圧力を掛けながら移動することができる。
これにより、作業者は、ブラシを用いた壁面の清掃作業や、塗布作業等、種々の作業を簡便且つ高精度に行うことが可能となる。
これにより、作業者は、ブラシを用いた壁面の清掃作業や、塗布作業等、種々の作業を簡便且つ高精度に行うことが可能となる。
【0016】
本発明の好ましい形態では、前記ドローン構成体は、細長棒状体により、骨組状に構成されている。
【0017】
このような構成とすることで、ドローン構成体を簡素且つ軽量なものとすることが可能となる。
【0018】
本発明の好ましい形態では、前記連結部は、細長棒状体により、骨組状に構成されている。
【0019】
このような構成とすることで、連結部を簡素且つ軽量なものとすることが可能となる。
【0020】
本発明の好ましい形態では、前記細長棒状体は、中空状である。
【0021】
このような構成とすることで、ドローン構成体或いは連結部を、さらに軽量化することが可能となる。
【0022】
本発明の好ましい形態では、前記飛行手段と前記制御手段とを電気的に接続する導線は、前記細長棒状体の内部に収容されている。
【0023】
このような構成とすることで、導線の破損等を防ぐと共に、本ドローン全体の良好な美観を維持することが可能となる。
【0024】
本発明の好ましい形態では、前記連結部には、前記壁面に対して所定の点検動作を行う点検装置が設けられる。
【0025】
このような構成とすることで、作業者は、ブラシを用いた上記作業のみならず、壁面の点検作業も行うことが可能となる。
【0026】
本発明の好ましい形態では、前記点検装置は、前記壁面を撮影するカメラである。
【0027】
このような構成とすることで、本ドローンを、例えば赤外線サーモグラフィ法等、壁面の状態を視覚的に把握する点検手法に用いることが可能となる。
【0028】
また、本発明は、壁面作業システムであって、
上記したドローンと、前記ブラシ部と、前記壁面の面方向に沿って設けられたガイドワイヤーと、前記ガイドワイヤーを支持するワイヤー支持手段と、を備え、
前記ドローンは、前記ガイドワイヤーに取付けられ、
前記ワイヤー支持手段は、前記ガイドワイヤーの巻出し及び巻取りを行うウィンチ装置を有し、
前記ガイドワイヤーは、前記ウィンチ装置により張設され、
前記ドローンは、前記ウィンチ装置により張設された前記ガイドワイヤーの張力で、上方に向かって牽引される。
上記したドローンと、前記ブラシ部と、前記壁面の面方向に沿って設けられたガイドワイヤーと、前記ガイドワイヤーを支持するワイヤー支持手段と、を備え、
前記ドローンは、前記ガイドワイヤーに取付けられ、
前記ワイヤー支持手段は、前記ガイドワイヤーの巻出し及び巻取りを行うウィンチ装置を有し、
前記ガイドワイヤーは、前記ウィンチ装置により張設され、
前記ドローンは、前記ウィンチ装置により張設された前記ガイドワイヤーの張力で、上方に向かって牽引される。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、簡易な構成でもって、壁面に対するブラシを用いた作業を、簡便に行うことが可能なドローン及びそれを用いた壁面作業システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の実施形態に係るドローンの概略斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係るドローンの平面図である。
【図3】本発明の実施形態に係るドローンの（ａ）側面図、（ｂ）背面図である。
【図4】本発明の実施形態に係るドローンの使用方法の説明図である。
【図5】本発明の実施形態に係るドローンの使用方法の説明図である。
【図6】本発明の実施形態に係るドローンの使用方法の説明図である。
【図7】本発明の実施形態に係るドローンの使用方法の説明図である。
【図8】本発明の実施形態に係る壁面作業システムの使用方法の説明図である。
【図9】本発明の実施形態に係る壁面作業システムの使用方法の説明図である。
【図10】本発明の実施形態に係る壁面作業システムの使用方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係るドローンについて説明する。
なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。
また、これらの図において、符号Ｘは、本実施形態に係るドローンを示す。
また、以下説明の便宜上、図１及び図２に示すｘ軸方向を前後方向、ｙ軸方向を左右方向、ｚ軸方向を上下方向とする。
なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。
また、これらの図において、符号Ｘは、本実施形態に係るドローンを示す。
また、以下説明の便宜上、図１及び図２に示すｘ軸方向を前後方向、ｙ軸方向を左右方向、ｚ軸方向を上下方向とする。
【0032】
以下、図１及び図２を用いて、ドローンＸの構成について説明する。
なお、図１及び図２では、ブラシＫ及び点検装置Ｖを省略している。
また、図２では、後述するドローン構成体１３を構成する細長棒状体を点線で、連結部３を構成する細長棒状体を実線で示している。
なお、図１及び図２では、ブラシＫ及び点検装置Ｖを省略している。
また、図２では、後述するドローン構成体１３を構成する細長棒状体を点線で、連結部３を構成する細長棒状体を実線で示している。
【0033】
【0034】
ドローン本体１は、飛行手段１１と、飛行手段１１を制御する制御手段１２と、飛行手段１１及び制御手段１２が設けられるドローン構成体１３と、を有している。
【0035】
飛行手段１１は、本実施形態においては、一般的なドローンと同様に複数のプロペラ装置であり、二枚羽のプロペラ本体１１ａと、プロペラ本体１１ａを回転駆動させるモータ部１１ｂと、モータ部１１ｂとドローン構成体１３とを連結するブラケット１１ｃと、を含む。
【0036】
制御手段１２は、平面視で、ドローン構成体１３の略中央に設けられており、各モータ部１１ｂの駆動状態を個別に制御可能することで、ドローンＸの空中での姿勢や、移動方向、移動速度等を制御する、所謂フライトコントローラである。
これにより、作業者は、制御手段１２と無線で接続されたリモコンを用いて、ドローンＸ全体を、三次元的に自在に飛行させることができる。
これにより、作業者は、制御手段１２と無線で接続されたリモコンを用いて、ドローンＸ全体を、三次元的に自在に飛行させることができる。
【0037】
ドローン構成体１３は、全体として、略円柱状の細長棒状体により、骨組状に構成されており、プロペラ本体１１ａの回転軸と略垂直な平面に沿って形成された構成体本体１３ａと、構成体本体１３ａから下方に突設された複数の脚部１３ｂと、を含む。
なお、ドローン構成体１３を構成する細長棒状体は、中空状である。
また、細長棒状体は、例えばカーボン等の軽量素材を用いて形成されている。
なお、ドローン構成体１３を構成する細長棒状体は、中空状である。
また、細長棒状体は、例えばカーボン等の軽量素材を用いて形成されている。
【0038】
構成体本体１３ａは、飛行手段１１や制御手段１２が設けられ、平面視で略田字状に形成された第一構成体ｐ１と、第一構成体ｐ１から前方に突設された、平面視で略コ字状の第二構成体ｐ２と、第一構成体ｐ１から後方に突設された、平面視で略コ字状の第三構成体ｐ３と、第一構成体ｐ１から左方に突設された、平面視で略Ｅ字状の第四構成体ｐ４と、第一構成体ｐ１から右方に突設された、平面視で略Ｅ字状の第五構成体ｐ５と、により構成されている。
【0039】
また、これらの各構成体ｐ１～ｐ５は、直線状或いは湾曲させた略同一径の複数の細長棒状体を、継手ｊによって連結することで、骨組状に構成されている。
継手ｊは、連結本数や連結方向に応じて、三方～五方の継手ｊが適宜用いられる。
継手ｊは、連結本数や連結方向に応じて、三方～五方の継手ｊが適宜用いられる。
【0040】
また、第一構成体ｐ１の左右側方に用いられる、前後方向に延びる細長棒状体には、その外部と内部を連通する連通孔ｈが、各飛行手段１１の近傍に、１箇所ずつ設けられている。さらに、制御手段１２に覆われている細長棒状体にも、１箇所ないしは複数の連通孔（図示せず）が設けられている。
そして、各モータ部１１ｂと制御手段１２とを電気的に接続する各導線ｋは、各連通孔ｈを介して細長棒状体の内部を通り、制御手段１２下方の連通孔を介して外部に出ることで、制御手段１２に接続されている。
そして、各モータ部１１ｂと制御手段１２とを電気的に接続する各導線ｋは、各連通孔ｈを介して細長棒状体の内部を通り、制御手段１２下方の連通孔を介して外部に出ることで、制御手段１２に接続されている。
【0041】
脚部１３ｂは、平面視で第一構成体ｐ１の四隅に配置されるように４つ設けられ、各脚部１３ｂの下端には、略円柱状のゴム脚ｒが設けられている。
また、各脚部１３ｂは、三本の細長棒状体を継手ｊで連結することにより構成されており、鉛直に延びる細長棒状体は、構成体本体１３ａに設けられた継手ｊと連結している。
なお、他の細長棒状体も、例えば、外方から嵌めこみ可能な可撓性を有する継手（図示せず）を用いて、構成体本体１３ａに連結される。
また、各脚部１３ｂは、三本の細長棒状体を継手ｊで連結することにより構成されており、鉛直に延びる細長棒状体は、構成体本体１３ａに設けられた継手ｊと連結している。
なお、他の細長棒状体も、例えば、外方から嵌めこみ可能な可撓性を有する継手（図示せず）を用いて、構成体本体１３ａに連結される。
【0042】
車輪部２は、二軸で転動可能な所謂ユニバーサルキャスターである。
【0043】
連結部３は、ドローン構成体１３と同様に、全体として、略円柱状の細長棒状体により、骨組状に構成されており、ドローン本体１から上方に立設されている。
なお、連結部３に用いられる細長棒状体は、中空状であり、ドローン構成体１３に用いられる細長棒状体と略同一径である。
なお、連結部３に用いられる細長棒状体は、中空状であり、ドローン構成体１３に用いられる細長棒状体と略同一径である。
【0044】
また、連結部３は、壁面Ｗに対して所定の点検動作を行う点検装置Ｖ（図３等参照）が設けられる、点検装置保持部３１と、略直線状に形成された一対の前方支持部３２と、略Ｌ字状に形成された一対の側方支持部３３と、略直線状に形成され、前方支持部３２と車輪部２とを連結する突設部３４と、を含む。
なお、連結部３を構成する上記構成要素は、単一の連続した細長棒状体として示しているが、ドローン構成体１３と同様に、複数の細長棒状体を継手ｊで連結することにより、連結部３全体を構成しても良い。
なお、連結部３を構成する上記構成要素は、単一の連続した細長棒状体として示しているが、ドローン構成体１３と同様に、複数の細長棒状体を継手ｊで連結することにより、連結部３全体を構成しても良い。
【0045】
点検装置保持部３１は、第一構成体ｐ１から上方に立設された一対の側部ｑ１と、各側部ｑ１に懸架された複数の懸架部ｑ２と、により構成されている。
各側部ｑ１と各懸架部ｑ２とにより、点検装置保持部３１には、細長棒状体で囲われた、略直方体状の空間が形成されている。
各側部ｑ１と各懸架部ｑ２とにより、点検装置保持部３１には、細長棒状体で囲われた、略直方体状の空間が形成されている。
【0046】
各側部ｑ１は、側面視で斜め上方に延びる略Ｆ字状に形成されている。
また、各側部ｑ１は、特に図２に示すように、平面視で左右対称となるように設けられている。
また、各側部ｑ１は、特に図２に示すように、平面視で左右対称となるように設けられている。
【0047】
各懸架部ｑ２は、各側部ｑ１の上方を懸架する第一懸架部ｑ２１、第二懸架部ｑ２２及び第三懸架部ｑ２３、各側部ｑ１の下方を懸架する第四懸架部ｑ２４（図３（ｂ）参照）及び第五懸架部ｑ２５により構成されている。
【0048】
各前方支持部３２は、第二構成体ｐ２の前方両端から斜め後方に立設され、各側部ｑ１の前端に連結されている。
【0049】
各側方支持部３３は、それぞれ、第四構成体ｐ４の右端及び第五構成体ｐ５の左端から上方に立設され、各側部ｑ１に連結している。
【0050】
突設部３４は、各前方支持部３２に対して、上下方向に間隔を空けて２つ設けられている。
また、各突設部３４は、特に図２に示すように、平面視で左右対称となるように設けられ、側面視で、略同一の角度で斜め上方に延びて設けられている。
なお、各突設部３４の延びる角度は、各側部ｑ１の延びる角度と略同一となされていることで、上方の突設部３４は、各側部ｑ１の上方の細長棒状体から延設された態様となされている。
また、各突設部３４は、特に図２に示すように、平面視で左右対称となるように設けられ、側面視で、略同一の角度で斜め上方に延びて設けられている。
なお、各突設部３４の延びる角度は、各側部ｑ１の延びる角度と略同一となされていることで、上方の突設部３４は、各側部ｑ１の上方の細長棒状体から延設された態様となされている。
【0051】
ここで、車輪部２が各突設部３４の先端にそれぞれ設けられることで、ドローンＸは計４つの車輪部２を備えている。
また、各車輪部２は、各突設部３４により、ドローン本体１よりも前方に配置されるように、連結部３から突設されている。
また、各車輪部２は、各突設部３４により、ドローン本体１よりも前方に配置されるように、連結部３から突設されている。
【0052】
以下、図３を用いて、連結部３に、ブラシＫ及び点検装置Ｖを設けた態様について説明する。
【0053】
。
図３に示すように、ブラシＫは、各前方支持部３２に設けられたブラケットｆ１を介して、連結部３の前方に一対設けられている。
また、ブラシＫは、多数の毛材から構成されたブラシ本体Ｂ１と、ブラシ本体Ｂ１を保持する略長方形状の板状体Ｂ２から構成され、ブラシ本体Ｂ１が各車輪部２と共に壁面Ｗに当接する位置に配置されている。
板状体Ｂ２は、ブラケットｆ１の前端部と、小ねじや接着剤等所定の連結手段により連結されている。
図３に示すように、ブラシＫは、各前方支持部３２に設けられたブラケットｆ１を介して、連結部３の前方に一対設けられている。
また、ブラシＫは、多数の毛材から構成されたブラシ本体Ｂ１と、ブラシ本体Ｂ１を保持する略長方形状の板状体Ｂ２から構成され、ブラシ本体Ｂ１が各車輪部２と共に壁面Ｗに当接する位置に配置されている。
板状体Ｂ２は、ブラケットｆ１の前端部と、小ねじや接着剤等所定の連結手段により連結されている。
【0054】
ブラケットｆ１は、各前方支持部３２に、上下方向に間隔を空けて一対設けられた、前後方向に延びる部材であり、その各後端部が、各前方支持部３２に連結されている。
これにより、ブラシＫは、側面視で、各車輪部２の間に配置されている。
これにより、ブラシＫは、側面視で、各車輪部２の間に配置されている。
【0055】
点検装置Ｖは、第一懸架部ｑ２１及び第二懸架部ｑ２２に設けられたブラケットｆ２を介して、点検装置保持部３１が形成する空間に設けられている。
また、点検装置Ｖは、本実施形態においては、赤外線カメラであり、その筐体は、ブラケットｆ２の端部と、小ねじや接着剤等所定の連結手段により連結されている。
なお、点検装置Ｖの撮影動作等の諸操作は、ドローンＸを飛行させるリモコンとは異なるリモコンにより、無線で制御される。
また、点検装置Ｖは、本実施形態においては、赤外線カメラであり、その筐体は、ブラケットｆ２の端部と、小ねじや接着剤等所定の連結手段により連結されている。
なお、点検装置Ｖの撮影動作等の諸操作は、ドローンＸを飛行させるリモコンとは異なるリモコンにより、無線で制御される。
【0056】
ブラケットｆ２は、第一懸架部ｑ２１及び第二懸架部ｑ２２それぞれに間隔を空けて一対設けられた、上下方向に延びる部材であり、その各上端部が、第一懸架部ｑ２１や第二懸架部ｑ２２に連結されている。
【0057】
以下、図４～図１０を用いて、本実施形態に係るドローンＸの使用方法について説明する。
なお、本実施形態におけるドローンＸ或いは壁面作業システムＳは、ブラシＫを用いた壁面Ｗの清掃作業に用いられる。この場合、ブラシＫに予め所定の壁用洗剤を含浸させておくことが好ましい。
なお、本実施形態におけるドローンＸ或いは壁面作業システムＳは、ブラシＫを用いた壁面Ｗの清掃作業に用いられる。この場合、ブラシＫに予め所定の壁用洗剤を含浸させておくことが好ましい。
【0058】
【0059】
まず、作業者は、図４（ａ）に示すように、建設物の外壁や内壁等、点検対象となる所定の壁面Ｗの近傍までドローンＸを飛行させ、点検装置Ｖを、壁面Ｗにおける所望の位置に対向させる。
なお、このとき、作業者は、ドローンＸをホバリング飛行させることで、その姿勢を中空で保持する。
なお、このとき、作業者は、ドローンＸをホバリング飛行させることで、その姿勢を中空で保持する。
【0060】
ここで、ドローン本体１が、図４（ａ）に示すように、壁面Ｗが立設されている立設面（地面）に対して水平な状態、即ち、ピッチ角が０度の状態におけるドローン本体１の姿勢を、水平姿勢とする。
【0061】
次に、作業者は、図４（ｂ）に示すように、ドローンＸを壁面Ｗに向かって前方に飛行させる。
これにより、前方の２つのプロペラ本体１１ａの揚力が、後方の２つのプロペラ本体１１ａの揚力よりも弱くなるため、ドローン本体１の姿勢は、水平姿勢からピッチ角が増大し、斜め下方に向かう傾斜姿勢となる。
このとき、作業者は、ドローン本体１に付与する前方への推進力を調整し、各車輪部２から壁面Ｗまでの水平距離を、略同一としておくことが好ましい。
これにより、前方の２つのプロペラ本体１１ａの揚力が、後方の２つのプロペラ本体１１ａの揚力よりも弱くなるため、ドローン本体１の姿勢は、水平姿勢からピッチ角が増大し、斜め下方に向かう傾斜姿勢となる。
このとき、作業者は、ドローン本体１に付与する前方への推進力を調整し、各車輪部２から壁面Ｗまでの水平距離を、略同一としておくことが好ましい。
【0062】
次に、作業者は、図５（ａ）に示すように、ドローンＸの前方へ飛行により、各車輪部２全てと各ブラシＫとを、壁面Ｗに当接させる。
このとき、作業者は、前方への推進力を付与しつつ、例えば上方や下方への推進力を付与することで、図５（ｂ）に示すように、ドローンＸを、壁面Ｗに沿って滑らかに鉛直上下方向に移動させることができる。
このとき、作業者は、前方への推進力を付与しつつ、例えば上方や下方への推進力を付与することで、図５（ｂ）に示すように、ドローンＸを、壁面Ｗに沿って滑らかに鉛直上下方向に移動させることができる。
【0063】
なお、作業者は、図４（ｂ）や図５（ａ）に示すより状態もピッチ角が小さい状態で、車輪部２を壁面Ｗに当接させても良い。
この場合、まず下方の車輪部２が壁面Ｗに当接することとなるが、作業者は、この状態からドローン本体１の前方へ推進力を増大させていくことで、ドローン本体のピッチ角が、下方の車輪部２を軸にドローンＸが回動する態様で、増大する。
これにより、作業者は、ドローンＸを、図５（ａ）に示す状態と同様の状態とすることができる。
この場合、まず下方の車輪部２が壁面Ｗに当接することとなるが、作業者は、この状態からドローン本体１の前方へ推進力を増大させていくことで、ドローン本体のピッチ角が、下方の車輪部２を軸にドローンＸが回動する態様で、増大する。
これにより、作業者は、ドローンＸを、図５（ａ）に示す状態と同様の状態とすることができる。
【0064】
また、作業者は、図７（ａ）に示す状態から、図７（ｂ）に示すように、ドローン本体１に右前方への推進力を付与することで、図７（ｃ）に示すように、ドローンＸを、壁面Ｗに沿って滑らかに右方向に移動させることができる。
また、作業者は、ドローンＸを左方向に移動させたい場合には、上記とは逆に、ドローン本体１に左前方への推進力を付与すれば良い。
また、作業者は、ドローンＸを左方向に移動させたい場合には、上記とは逆に、ドローン本体１に左前方への推進力を付与すれば良い。
【0065】
なお、図７は、車輪部２を除いて、ドローンＸ全体を実線のみで概略的に示した図であり、図７（ａ）は、図５（ａ）の平面図である。
また、各飛行手段１１のプロペラ本体１１ａの回転方向を円矢印で、回転速度を円矢印の太さで示している。
また、各飛行手段１１のプロペラ本体１１ａの回転方向を円矢印で、回転速度を円矢印の太さで示している。
【0066】
このように、作業者は、ブラシＫを壁面Ｗに当接させつつ、ドローンＸを、壁面Ｗ上で自在に移動させることができ、これにより、壁面Ｗの任意の領域を簡便に清掃することができる。
また、ドローンＸには、赤外線カメラである点検装置Ｖも設けられているため、作業者は、上記した清掃作業のみならず、赤外線サーモグラフィ法を用いた壁面点検も行うことができる。
また、ドローンＸには、赤外線カメラである点検装置Ｖも設けられているため、作業者は、上記した清掃作業のみならず、赤外線サーモグラフィ法を用いた壁面点検も行うことができる。
【0067】
【0068】
図８及び図９に示すように、壁面作業システムＳは、所定の立設面Ｇに立設された建設物Ｚの外壁（壁面Ｗ）に適用されるものであり、ドローンＸと、点検装置Ｖと、壁面Ｗの面方向に沿って設けられたガイドワイヤーＡと、ガイドワイヤーＡを支持するワイヤー支持手段Ｂと、を備えている。
【0069】
ガイドワイヤーＡは、例えばピアノ線等の高強度な金属線であり、本実施形態においては、１本のガイドワイヤーＡの先端部が、第一懸架部ｑ２１に取付けられている。
【0070】
ワイヤー支持手段Ｂは、建設物Ｚの屋上に設けられており、特に図８に示すように、ガイドワイヤーＡが巻き回されたウィンチ装置Ｕと、建設物ＺのパラペットＺ１に取付けられる基台Ｈと、基台Ｈの上部に設けられた第一ガイドローラーＲ１と、基台Ｈの側部に設けられた一対の第二ガイドローラーＲ２と、を有している。
【0071】
ウィンチ装置Ｕは、基台Ｈの上部に設けられており、遠隔操作により、電動で各ガイドワイヤーＡの巻取り及び巻出し動作を行うことができる。
【0072】
第一ガイドローラーＲ１は、ブラケットｂ１に支持され、略水平方向を軸に回転可能に構成されている。
【0073】
一対の第二ガイドローラーＲ２は、それぞれブラケットｂ２に支持され、壁面Ｗに対して略垂直方向を軸に回転可能に構成されている。
また、各第二ガイドローラーＲ２は、対峙して設けられることで、ガイドワイヤーＡを挟み込んでいる。
また、各第二ガイドローラーＲ２は、対峙して設けられることで、ガイドワイヤーＡを挟み込んでいる。
【0074】
第一ガイドローラーＲ１及び第二ガイドローラーＲ２をこのように構成することで、各ウィンチ装置ＵによるガイドワイヤーＡの巻取り及び巻出し動作が円滑に行われる。
【0075】
壁面作業システムＳをこのように構成することで、作業者は、ウィンチ装置ＵによりガイドワイヤーＡを巻取り、ドローンＸを、ガイドワイヤーの張力で、上方に向かって牽引することができる。
これにより、ドローンＸの不意の故障等で飛行制御が困難となった場合等に、ドローンＸが立設面Ｇに落下する事態を防止することができる。
これにより、ドローンＸの不意の故障等で飛行制御が困難となった場合等に、ドローンＸが立設面Ｇに落下する事態を防止することができる。
【0076】
上記した壁面作業システムＳを用いる場合、まず、作業者は、ワイヤー支持手段Ｂを、所定の位置（本実施形態であれば建設物Ｚの屋上の１箇所）に配置する。
【0077】
次に、作業者は、ワイヤー支持手段Ｂ（ウィンチ装置Ｕ）に巻き回されているガイドワイヤーＡを巻出し、ガイドワイヤーＡの端部を第一懸架部ｑ２１に締結する。
【0078】
次に、作業者は、図８及び図９に示すように、作業対象となる壁面Ｗの近傍までドローンＸを飛行させ、点検装置Ｖを、壁面Ｗにおける所望の位置に対向させる。
なお、このとき、作業者は、ドローンＸをホバリング飛行させることで、その姿勢を中空で保持する。
なお、このとき、作業者は、ドローンＸをホバリング飛行させることで、その姿勢を中空で保持する。
【0079】
次に、作業者は、図４（ｂ）や図５（ａ）に示した状態と同様に、ドローンＸを壁面Ｗに向かって前方に飛行させ、各車輪部２及びブラシＫを、壁面Ｗに当接させることで、図１０に示す状態とする。
また、作業者は、図６及び図７に示した状態と同様に、ドローン本体１に、前方への推進力と上下左右任意の方向の推進力とを付与することで、ドローンＸを壁面Ｗ上で自在に移動させる。
また、作業者は、図６及び図７に示した状態と同様に、ドローン本体１に、前方への推進力と上下左右任意の方向の推進力とを付与することで、ドローンＸを壁面Ｗ上で自在に移動させる。
【0080】
これにより、作業者は、壁面Ｗの任意の領域を清掃することができる。
【0081】
なお、清掃作業を終了する場合、作業者は、ドローンＸを建設物Ｚの屋上或いは立設面Ｇに着陸させる。
【0082】
また、作業者は、ドローンＸとガイドワイヤーＡの締結を解消することで、ドローンＸを回収する。
そして、作業者は、各ウィンチ装置Ｕにより、各ガイドワイヤーＡを巻取った後、各ワイヤー支持手段Ｂを回収する。
そして、作業者は、各ウィンチ装置Ｕにより、各ガイドワイヤーＡを巻取った後、各ワイヤー支持手段Ｂを回収する。
【0083】
本実施形態によれば、作業者は、ドローン本体１の前方への推進力に基づく圧力を、各車輪部２を介して確実に壁面Ｗに付与することができ、ドローンＸを、地上を移動するかのように安定的に、且つ滑らかに、壁面Ｗ上で自在に移動させることができる。
【0084】
また、ドローン構成体１３が、細長棒状体により骨組状に構成されていることで、ドローン構成体１３を簡素且つ軽量なものとすることが可能となる。
【0085】
また、連結部３が、細長棒状体により骨組状に構成されていることで、連結部３を簡素且つ軽量なものとすることが可能となる。
【0086】
また、細長棒状体が中空状であることで、ドローン構成体１３及び連結部３を、さらに軽量化することが可能となる。
【0087】
また、飛行手段１１（モータ部１１ｂ）と制御手段１２とを電気的に接続する導線ｋが細長棒状体の内部に収容されていることで、導線ｋの破損等を防ぐと共に、ドローンＸ全体の良好な美観を維持することが可能となる。
【0088】
また、連結部３に点検装置Ｖが設けられることで、作業者は、ブラシを用いた清掃作業のみならず、壁面Ｗの点検作業（赤外線サーモグラフィ法）も行うことが可能となる。
【0089】
なお、上述の実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0090】
例えば、上記の実施形態では、ドローンＸ或いは壁面作業システムＳを、壁面Ｗの清掃作業に用いた例を示したが、これに限られず、ブラシＫに所定の塗料を含浸させることで、壁面Ｗの塗装作業に用いても良い。
【符号の説明】
【0091】
Ｘ ドローン
１ ドローン本体
１１ 飛行手段
１２ 制御手段
１３ ドローン構成体
２ 車輪部
３ 連結部
Ｋ ブラシ
Ｖ 点検装置
Ｗ 壁面
Ａ ガイドワイヤー
Ｂ ワイヤー支持手段
Ｚ 建設物
Ｇ 立設面
Ｓ 壁面作業システム
１ ドローン本体
１１ 飛行手段
１２ 制御手段
１３ ドローン構成体
２ 車輪部
３ 連結部
Ｋ ブラシ
Ｖ 点検装置
Ｗ 壁面
Ａ ガイドワイヤー
Ｂ ワイヤー支持手段
Ｚ 建設物
Ｇ 立設面
Ｓ 壁面作業システム
【要約】
【課題】簡易な構成でもって、壁面に対するブラシを用いた作業を、簡便に行うことが可能なドローン及びそれを用いた壁面作業システムを提供する。
【解決手段】ドローン本体１と、所定の壁面Ｗに対して転動可能に構成された車輪部２と、ドローン本体１と車輪部２とを連結する連結部３と、を備え、ドローン本体１は、飛行手段１１と、飛行手段１１を制御する制御手段１２と、飛行手段１１及び制御手段１２が設けられるドローン構成体１３と、を有し、車輪部２は、上下方向に間隔を空けて複数設けられ、ドローン本体１よりも前方に配置されるように、連結部３から突設され、連結部３には、車輪部２と共に壁面Ｗに当接するブラシＫが設けられ、複数の車輪部２が壁面Ｗに同時に当接した状態において、ドローン本体１の姿勢が、斜め下方に向かう傾斜姿勢となるように構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】ドローン本体１と、所定の壁面Ｗに対して転動可能に構成された車輪部２と、ドローン本体１と車輪部２とを連結する連結部３と、を備え、ドローン本体１は、飛行手段１１と、飛行手段１１を制御する制御手段１２と、飛行手段１１及び制御手段１２が設けられるドローン構成体１３と、を有し、車輪部２は、上下方向に間隔を空けて複数設けられ、ドローン本体１よりも前方に配置されるように、連結部３から突設され、連結部３には、車輪部２と共に壁面Ｗに当接するブラシＫが設けられ、複数の車輪部２が壁面Ｗに同時に当接した状態において、ドローン本体１の姿勢が、斜め下方に向かう傾斜姿勢となるように構成されている。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
