特許 7545387 屋根修理用ドローン

(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】

(24)【登録日】2024-08-27

(45)【発行日】2024-09-04

(54)【発明の名称】屋根修理用ドローン

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20240828BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20240828BHJP

   E04D 15/00 20060101ALI20240828BHJP

   E04G 23/03 20060101ALI20240828BHJP

【ＦＩ】

E04G23/02 A

B05C5/00 101

E04D15/00 S

E04G23/03

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021514512

(86)(22)【出願日】2019-09-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-06

(86)【国際出願番号】 EP2019075757

(87)【国際公開番号】W WO2020064766

(87)【国際公開日】2020-04-02

【審査請求日】2022-08-19

(31)【優先権主張番号】16/140,048

(32)【優先日】2018-09-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506416400

【氏名又は名称】シーカ テクノロジー アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【氏名又は名称】胡田 尚則

(74)【代理人】

【識別番号】100116975

【弁理士】

【氏名又は名称】礒山 朝美

(72)【発明者】

【氏名】カール デレオン

(72)【発明者】

【氏名】ブレーズ リーバー

【審査官】菅原 奈津子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０６１１１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３１６６１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１３７９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１７７９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４７－０３４７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４７６０２８０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８５７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２７４９８８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｄ １／００－ ３／４０

Ｅ０４Ｄ １３／００－１５／０７

Ｅ０４Ｇ ２３／００－２３／０８

Ｂ０５Ｃ ５／００－ ５／０４

Ｂ６４Ｕ １０／００－８０／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屋根（２）のメンブレンの穴又は破れを修理するための空中ドローン（１）であって、
前記空中ドローン（１）は、以下を含み：
－ 前記メンブレンの区画（４）を記録するための少なくとも一つのカメラ（３）、
－ ノズルから前記メンブレンの前記区画（４）に垂直に材料を適用するように垂直に配向及び適合させた塗布装置（５）、
前記塗布装置（５）及び前記空中ドローン（１）を支持する複数の脚であって、前記複数の脚に沿ってＺ方向でスライドする様式で前記塗布装置（５）を支持するように構成されており、かつこれら複数の脚のそれぞれが最下方点を有している、複数の脚、
ここで、前記塗布装置（５）が、異なる高度及び／又は地上（６）から無線で制御可能であり、かつ
前記塗布装置（５）は、前記複数の脚に前記塗布装置（５）が前記Ｚ方向でスライドすることを可能にする様式で取り付けられており、それにより、前記ノズルが、前記Ｚ方向において、前記複数の脚のそれぞれの前記最下方点と略等しい位置へと到達できるようになっており、
前記空中ドローン（１）は、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はエチレンプロピレンジエンモノマーゴム及び／又はビチューメンを含有する塗布装置用材料を含む、
空中ドローン。

【請求項2】

前記塗布装置（５）は、異なる高度及び／又は地上（６）から無線で制御される３Ｄプリンタである、請求項１に記載の空中ドローン（１）。

【請求項3】

ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタンを含有する塗布装置用材料を含む、請求項１又は２に記載の空中ドローン（１）。

【請求項4】

前記塗布装置用材料は、３００℃又は２８０℃の温度まで熱安定化されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の空中ドローン（１）。

【請求項5】

前記空中ドローン（１）の重量が、１ｋｇ～２５ｋｇであり、かつ／又は、前記ドローンの少なくとも一つのモーターに電力を提供するための、総電荷量が１４０００ｍＡｈ～３００００ｍＡｈの少なくとも一つのバッテリを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の空中ドローン（１）。

【請求項6】

前記空中ドローン（１）が、少なくとも一つの機上通信ユニット（８）を含み、
少なくとも一つの前記機上通信ユニット（８）が、地上ベース通信ユニット（７）から前記塗布装置（５）のためのコマンドを無線で受信し、かつ／又は前記コマンドを前記塗布装置（５）に転送するように適合しており、かつ／又は少なくとも一つの前記機上通信ユニット（８）が、少なくとも一つの前記カメラ（３）から記録を受信し、かつ前記記録を地上ベース通信ユニット（７）に無線で送信するように適合している、
請求項１～５のいずれか１項に記載の空中ドローン（１）。

【請求項7】

少なくとも一つの前記機上通信ユニット（８）が、１つのシングルボードコンピュータであり、前記シングルボードコンピュータと、前記メンブレンの前記区画（４）を記録するためのすべてのカメラ（３）の総重量が、１ｇ～３００ｇである、請求項６に記載の空中ドローン（１）。

【請求項8】

屋根（２）のメンブレンの穴又は破れを修理するためのシステム（１０）であって、
前記システム（１０）は、以下を含み：
－ 請求項６又は７に記載の空中ドローン（１）、及び
－ 前記塗布装置（５）のためのコマンドを前記空中ドローン（１）の前記機上通信ユニット（８）に無線で送信するように適合しており、かつ／又は少なくとも一つの前記カメラ（３）からの記録を、前記機上通信ユニット（８）を介して無線で受信するように適合している地上ベース通信ユニット（７）、
ここで、前記機上通信ユニット（８）と前記地上ベース通信ユニット（７）が、無線ネットワークによって接続されている、
システム。

【請求項9】

前記無線ネットワークは、スマートフォンによって発生する無線ホットスポットである、請求項８に記載のシステム（１０）。

【請求項10】

以下の工程を含む、屋根（２）のメンブレンの穴又は破れを修理する方法：
－ 前記屋根（２）の前記メンブレンの区画（４）の中の少なくとも一つの穴又は破れを検出すること、
－ 請求項１～７のいずれか一項に記載の空中ドローン（１）の少なくとも一つのカメラ（３）で、少なくとも前記メンブレンの前記区画（４）を記録すること、
－ 前記屋根（２）の前記メンブレン上に請求項１～７のいずれか一項に記載の空中ドローン（１）を着陸させ、それによって、前記空中ドローン（１）の前記塗布装置（５）が、前記メンブレンの前記区画（４）に材料を適用できるようになっていること、
－ ノズルが前記複数の脚のそれぞれの前記最下方点と前記Ｚ方向で略等しくなり、かつ少なくとも１つの穴又は破れと整列するように、前記Ｚ方向で前記ノズルを下げること、
－ 前記メンブレンの前記区画（４）に前記材料を適用すること。

【請求項11】

前記塗布装置が、３Ｄプリンタであり、印刷中、前記３Ｄプリンタ（５）のホットエンド（９）の温度を１９０℃～３００℃に設定する、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

－ 地上ベース通信ユニット（７）で、少なくとも前記メンブレンの前記区画（４）の記録を少なくとも一つのカメラ（３）から無線で受信し、かつ前記空中ドローン（１）の少なくとも一つの機上通信ユニット（８）を介して、前記塗布装置のためのコマンドを前記塗布装置（５）に送信すること、
を含む、
請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項13】

－ 前記機上通信ユニットと前記地上ベース通信ユニットとの間に、無線ネットワークを構成すること、
を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記方法は、前記空中ドローン（１）によって自動的に行われるか、又は前記地上ベース通信ユニット（７）の前にいる人間のオペレータによって制御及び／又は監督される、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

前記屋根（２）の前記メンブレンは、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はビチューメンを含有し、かつ／又は前記屋根（２）の前記メンブレンは、塗膜防水材である、
請求項１～７のいずれか一項に記載の空中ドローン（１）。

【請求項16】

前記屋根（２）の前記メンブレンは、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はビチューメンを含有し、かつ／又は前記屋根（２）の前記メンブレンは、塗膜防水材である、
請求項８又は９に記載のシステム（１０）。

【請求項17】

前記屋根（２）の前記メンブレンは、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はビチューメンを含有し、かつ／又は前記屋根（２）の前記メンブレンは、塗膜防水材である、
請求項１０～１４のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、屋根のメンブレンの穴又は破れを修理するための空中ドローン、屋根のメンブレンの穴又は破れを修理するためのシステム、及び屋根のメンブレンの穴又は破れを修理する方法を説明する。

【背景技術】

【0002】

平屋根は一般に、既製の熱可塑性単層及び多層メンブレンを使って水の浸入に対する防水加工が行われ、これらはＴＰＯ（熱可塑性オレフィン）、ＰＶＣ、又はＥＰＤＭ系であることが最も多い。このような既製のメンブレンに代わるものが塗膜防水材（ＬＡＭ： ｌｉｑｕｉｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）であり、これは１成分又は２成分型反応組成物に基づく。例えばポリウレタン（ＰＵ）又はシリコーン製の塗膜防水材は、塗布後に硬化して、その最終的な物性を得る。経年劣化、偶発的損傷、又は降雹等の激烈な環境条件により、防水メンブレンは破れたり、穴が開いたりすることがあり、これはメンブレンの防水特性を確保するために修理すべきである。

【0003】

現在、ＰＶＣ屋根の穴は、損傷を受けた領域の上に溶接される新しいメンブレンにより、損傷を受けた領域につぎあてを行うことによって修理できる。そうするために、作業員は屋根に上る必要がある。

【0004】

屋根の修理に伴う１つの大きな問題は、屋根の上の作業員が負傷するリスクである。ＯＳＨＡ（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｏｓｈａ．ｇｏｖ／ｏｓｈｓｔａｔｓ／ｃｏｍｍｏｎｓｔａｔｓ．ｈｔｍｌ）によれば、２０１６年の建設業界における死亡事故のうち３８４件が落下によるものであった。また、Ｄｏｎｇ ｅｔ ａｌ．（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｓａｆｅｔｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ４４，２０１３，１７－２４）によれば、建設業界における落下死亡事故の３分の１が屋根からの落下である。したがって、作業員が屋根に上る必要性を減らせば、落下のリスクが低くなり、望ましくは、屋根からの落下による死傷事故の件数が減る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明の目的は、作業員が屋根に上る必要性を減らし、屋根の修理及び保全プロセスを自動化する、屋根のメンブレンの穴又は破れを修理する手段を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的は、屋根のメンブレンの穴又は破れを修理するための空中ドローンにより解決され、これは、空中ドローンが、メンブレンの１区画を記録する少なくとも１つのカメラと、材料をメンブレンのその区画に適用するように適合させた塗布装置とを含み、この塗布装置が、異なる高度及び／又は地上から無線で制御可能であることを特徴とする。

【0007】

本発明は、遠隔的に制御し、屋根のメンブレンの小さい穴又は破れを修理するように操作できるツールを搬送する無人空中ドローン（例えば、オクトコプタ）を提供する。搬送されるツールは塗布装置、例えば、屋根の表面に直接印刷することのできる熱溶解積層（ＦＤＭ：ｆｕｓｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ）方式３Ｄプリンタ等の３Ｄ（３次元）プリンタである。空中ドローンは当業界でよく知られており、空中ドローンの基本的構成は、ここで説明する必要はない。本発明の空中ドローン、それぞれドローンは、市販されている空中ドローンの要素と機能を含む。しかしながら、本発明の空中ドローンはそれに加えて、特許請求項１に記載されている特徴と構成要素を含む。本発明により、修理を地上の安全な場所から遠隔的に、又は屋根のメンブレンを修理するために損傷を検出してパッチを施すことのできる自律ドローンによって自動的に行うことができる。

【0008】

本発明による空中ドローンについて記載されている特定の実施形態の説明、実施形態、及び利点は、説明文から別段の事柄が明らかでないかぎり、本発明によるシステム及び本発明による方法にも関しており、またその逆でもある。

【0009】

好ましくは、３Ｄプリンタ等の塗布装置は、空中ドローンの底部（底面）に取り付けられる。好ましくは、３Ｄプリンタ等の塗布装置は、空中ドローンの底部（底面）に、塗布装置が着陸姿勢におけるドローンの脚の間の中央に取り付けられる。

【0010】

特定の実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、空中ドローンが屋根のメンブレンの上に着陸した後で記録するようになされる。

【0011】

特定の実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、空中ドローンが屋根のメンブレンの上に着陸した後でのみ記録するようになされる。

【0012】

塗布装置の有効な利用のために、メンブレンの、穴又は破れのある区画を記録する必要がある。記録に基づき、空中ドローンはそれ自体で印刷を制御するか、外部からの制御により印刷することができる。

【0013】

特定の実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、空中ドローンの飛行システムの一部になるようになされる。これは、カメラの記録が空中ドローンの飛行及び／又は空中ドローンの移動の方向付けに使用されることを意味する。

【0014】

好ましくは、塗布装置が材料を塗布するようになされる対象となる区画は、メンブレンのうち、穴又は破れのある区画である。

【0015】

好ましい実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、着陸姿勢にあるドローンの脚の間で屋根の上のメンブレンの区画を記録するようになされる。

【0016】

特定の実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、着陸姿勢にある空中ドローンの脚の遠位端が位置する高さに対応する高さに焦点を絞るようになされる。

【0017】

特定の実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、空中ドローンの飛行中にメンブレンを記録するようになされる。この実施形態は、空中ドローンを使って屋根のメンブレンの穴又は破れを検出するのに有益である。

【0018】

特定の実施形態において、メンブレンのある区間を記録するための少なくとも１つのカメラは１つのカメラである。この実施形態では重量が削減され、それによって空中ドローンの飛行時間をより長くすることができ、及び／又はその他の特徴物も軽量化される。

【0019】

好ましい実施形態において、塗布装置は異なる高度及び／又は地上から無線で制御可能である。

【0020】

好ましい実施形態において、塗布装置は異なる高度及び／又は地上から無線で制御される。

【0021】

他の実施形態は、従属特許請求項に記載されている。

【0022】

特定の実施形態において、空中ドローンは少なくとも１つの機上通信ユニットを含み、少なくとも１つの機上通信ユニットは、地上ベース通信ユニットから塗布装置のためのコマンドを無線で受信し、任意選択により、このコマンドを塗布装置に転送するようになされる。

【0023】

機上通信ユニットにより、塗布装置は地上ベース通信ユニットから制御できる。機上通信ユニットは好ましくは、塗布装置に統合された構成要素であり、又は、より好ましくは、受信したコマンドをケーブル等のリンクを介して転送する別個の構成要素である。

【0024】

特定の実施形態において、空中ドローンは少なくとも１つの機上通信ユニットを含み、少なくとも１つの機上通信ユニットは、少なくとも１つのカメラからの記録を受信し、この記録を地上ベース通信ユニットに無線で送信するようになされる。少なくとも１つの機上通信ユニットにより、少なくとも１つのカメラからの記録を地上ベース通信ユニットに送信できることになる。それゆえ、メンブレンの区画を材料の塗布前、塗布中、及び塗布後に観察することができる。

【0025】

特定の実施形態において、空中ドローンは少なくとも１つの機上通信ユニットを含み、少なくとも１つの機上通信ユニットは、地上ベース通信ユニットから塗布装置のためのコマンドを無線で受信し、任意選択により、このコマンドを塗布装置に転送するようになされ、少なくとも１つの機上通信ユニットは、少なくとも１つのカメラから記録を受信し、この記録を地上ベース通信ユニットに無線で送信するようになされる。これらの特徴の組合せによって、地上ベース通信ユニットからのメンブレン及び塗布プロセスの良好な制御及び観察が可能となる。

【0026】

特定の実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは１つのカメラであり、少なくとも１つの機上通信ユニットは１つの機上通信ユニットである。特定の実施形態において、少なくとも１つの機上通信ユニットは１つの機上通信ユニットである。

【0027】

これらの実施形態では重量が削減され、それによって空中ドローンの飛行時間をより長くすることができ、及び／又はその他の特徴物も軽量化される。

【0028】

好ましい実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、記録を少なくとも１つの機上通信ユニットに提供するようになされる。

【0029】

好ましい実施形態において、塗布装置は３Ｄプリンタ、好ましくは熱溶解積層方式３Ｄプリンタである。好ましい実施形態において、塗布装置は、フィラメントを使って印刷できるか、又はペレットを使って印刷できる熱溶解積層方式３Ｄプリンタである。特定の実施形態において、塗布装置は、フィラメントを使って印刷できる熱溶解積層方式３Ｄプリンタである。特定の実施形態において、塗布装置は、ペレットを使って印刷できる熱溶解積層方式３Ｄプリンタである。特定の実施形態において、熱溶解積層方式３Ｄプリンタはペレット押出機である。

【0030】

好ましい実施形態において、塗布装置は熱溶解積層方式３Ｄプリンタであり、これは異なる高度及び／又は地上から無線で制御可能である。好ましい実施形態において、塗布装置は熱溶解積層方式３Ｄプリンタであり、これは異なる高度及び／又は地上から無線で制御される。熱溶解積層方式３Ｄプリンタは軽量であり、そのノズルからメンブレン等の表面に直接印刷するのに適している。ノズルは、迅速に移動させて区画の大部分に印刷を行うことかできる。

【0031】

好ましい実施形態において、塗布装置は材料を屋根の表面に直接塗布することができる。好ましい実施形態において、塗布装置は３Ｄプリンタであり、３Ｄプリンタは屋根の表面に直接印刷することができる。好ましい実施形態において、３Ｄプリンタのノズルは、屋根の表面に直接印刷することができる。

【0032】

好ましい実施形態において、空中ドローン又は塗布装置は、塗布装置用材料を含む。好ましい実施形態において、塗布装置は３Ｄプリンタであり、空中ドローン又は３Ｄプリンタは印刷材料を含む。

【0033】

「フィラメント」という用語は当業界で知られており、熱溶解積層方式３Ｄプリンタが印刷するために使用する印刷材料を指す。ペレット押出機は、熱溶解積層方式３Ｄプリンタで使用できる。このようなペレット押出機及びペレットは当業界でよく知られており、ペレットは熱溶解積層方式３Ｄプリンタが印刷するために使用できる印刷材料である。印刷材料は熱溶解積層方式３Ｄプリンタのホットエンド又はノズルに供給され、溶解物がノズルから印刷対象表面に吐出される。

【0034】

特定の実施形態において、塗布装置は３Ｄプリンタ、好ましくは熱溶解積層方式３Ｄプリンタであり、空中ドローン又は３Ｄプリンタは少なくとも１つのフィラメント（印刷材料として）を含む。フィラメントは、熱溶解積層方式３Ｄプリンタのホットエンド又はノズルに供給されるようになされる。フィラメントは好ましくは、スプールの周囲で保管される。好ましくは、フィラメントはフレキシブルフィラメントである。好ましくは、フィラメントはフレキシブルフィラメントであり、それがスプールの周囲で保管される。好ましくは、フィラメントの厚さは１．２５ｍｍ～３．５ｍｍである。
フレキシブルフィラメントは、スプールの周囲で保管でき、それによって空中ドローンが省スペース化される。

【0035】

特定の実施形態において、塗布装置は３Ｄプリンタであり、空中ドローン又は３Ｄプリンタはペレット（印刷材料として）を含む。

【0036】

特定の実施形態において、空中ドローン又は塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタは、塗布装置用材料、好ましくは印刷材料を含み、塗布装置用材料、好ましくは印刷材料は、好ましくは、ポリ塩化ビニル材料及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はエチレンプロピレンジエンモノマーゴム及び／又はビチューメンを含有する。ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はエチレンプロピレンジエンモノマーゴム及び／又はビチューメンは、屋根のメンブレンの材料と、及び塗膜防水材と適合し、防水特性を有する。

【0037】

熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）は、特定の種類の異相ポリオレフィン組成物である。これらは、典型的に融点が１００℃以上の高結晶度「ベースポリオレフィン」と典型的にガラス遷移温度が－２０℃以下の低結晶度又は非結晶質「ポリオレフィン改質材」の混合物である。異相相モルフォロジは、主としてベースポリオレフィンで構成されるマトリクス相と主としてポリオレフィン改質材の埋没粒子で構成される分散相からなる。適当な熱可塑性オレフィンは、例えばＡｄｆｅｌｘ（登録商標）、Ａｄｓｙｌ（登録商標）、Ｃｌｙｒｅｌｌ（登録書評）、Ｈｉｆａｘ（登録商標）、Ｈｉｆｌｅｘ（登録商標）、及びＳｏｆｔｅｌｌ（登録商標）の商品名で市販されている。別の適当な市販の熱可塑性オレフィンには、例えば異相エチレン－プロピレン系ランダムコポリマが含まれ、これはＢｏｒｓｏｆｔ（登録商標）、例えばＢｏｒｓｏｆｔ（登録商標）ＳＤ２３３ ＣＦ（Ｂｏｒｅａｌｉｓ Ｐｏｌｙｅｒｓ社）の商品名で入手可能である。適当なポリオレフィンには、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／α－オレフィンコポリマ、プロピレン／エチレンコポリマ、及びプロピレン／α－オレフィンコポリマが含まれる。

【0038】

特定の実施形態において、空中ドローン又は塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタは、塗布装置用材料、好ましくは印刷材料を含み、塗布装置用材料、好ましくは印刷材料は、好ましくは、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はエチレンプロピレンジエンモノマーゴム及び／又はビチューメン及び／又はＰＬＡ（ポリラクチド）を含有する。

【0039】

特定の実施形態において、空中ドローン又は塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタは、塗布装置用材料、好ましくは印刷材料を含み、塗布装置用材料、好ましくは印刷材料は、好ましくは、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はエチレンプロピレンジエンモノマーゴム及び／又はビチューメンを含有する。

【0040】

特定の実施形態において、空中ドローン又は塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタは、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタンを含有する塗布装置用材料、好ましくは印刷材料を含む。特定の実施形態において、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタンを含有する塗布装置用材料、好ましくは印刷材料は、３００℃又は２８０℃の温度まで熱安定化される。

【0041】

３Ｄプリンタのホットエンドでは、ポリ塩化ビニルの（フレキシブル）フィラメントを使って印刷するために、１９０℃～３００℃、好ましくは２１０℃～２６０℃の温度が必要である。熱安定化により、ポリ塩化ビニルの（フレキシブル）フィラメントを使って、熱劣化を生じさせずに印刷することが可能となる。

【0042】

特定の実施形態において、空中ドローンは、任意選択により異なる材料を含有する幾つかの塗布装置用材料、好ましくは印刷材料を含む。

【0043】

「～を含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」という動詞とその変化形は、「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）」という動詞とその変化形を含む。「～を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞とその変化形は、「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）」とその変化形を含む。

【0044】

特定の実施形態において、空中ドローンの重量は１ｋｇ～２５ｋｇ、好ましくは４ｋｇ～１６ｋｇ、より好ましくは７ｋｇ～１３ｋｇ、最も好ましくは９ｋｇ～１２ｋｇである。

【0045】

発明者らは、技術的問題を解決できる空中ドローン、すなわち屋根のメンブレンの穴又は破れを修理するための空中ドローンを製作した。驚くべきことに、構成要素の数と全構成要素の総重量ある重量範囲まで低減させることができた。その結果、そのすべての特徴物（及びツール）を備えた空中ドローンは、十分な動作／飛行時間のためのバッテリで駆動可能な重量を有する。

【0046】

特定の実施形態において、空中ドローンは、そのドローンの少なくとも１つのモーターに電力を提供するための総電荷量が１４０００ｍＡｈ～３００００ｍＡｈ、好ましくは１９０００ｍＡｈ～２７０００ｍＡｈである少なくとも１つのバッテリユニットを含む。１４０００ｍＡｈ～３００００ｍＡｈ、好ましくは１９０００ｍＡｈ～２７０００ｍＡｈの総電荷量とは、空中ドローンのモーター又はすべてのモーターを駆動するために空中ドローンのバッテリ又はすべてのバッテリからどれだけの電荷が得られるかを説明する。この電荷量は好ましくは、ドローンの、塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタ、カメラ等ではなく、少なくとも１つのモーターが利用できる電荷量を指す。発明者らは、技術的問題を解決できる空中ドローン、すなわち屋根のメンブレンの穴又は破れを修理するための空中ドローンを製作した。発明者らは、空中ドローンを駆動するのに必要な最適な電荷量を発見したが、これは重過ぎるがパワフルなバッテリと軽いが不十分なバッテリとの間の妥協点である。その結果、そのすべての特徴物（及びツール）を備えた空中ドローンは、十分な動作／飛行時間のために最適な重量を有するバッテリで駆動することができる。

【0047】

特定の実施形態において、空中ドローンの重量は１ｋｇ～２５ｋｇ、好ましくは４ｋｇ～１６ｋｇ、より好ましくは７ｋｇ～１３ｋｇ、最も好ましくは９ｋｇ～１２ｋｇであり、空中ドローンは、そのドローンの少なくとも１つのモーターに電力を提供するための総電荷量が１４０００ｍＡｈ～３００００ｍＡｈ、好ましくは１９０００ｍＡｈ～２７０００ｍＡｈである少なくとも１つのバッテリユニットを含む。１４０００ｍＡｈ～３００００ｍＡｈ、好ましくは１９０００ｍＡｈ～２７０００ｍＡｈの総電荷量とは、空中ドローンのモーター又はすべてのモーターを駆動するために空中ドローンのバッテリ又はすべてのバッテリからどれだけの電荷が得られるかを説明する。この電荷量は好ましくは、ドローンの、塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタ、カメラ等ではなく、少なくとも１つのモーターが利用できる電荷量を指す。その結果、そのすべての特徴物（及びツール）を備えた空中ドローンは、十分な動作／飛行時間のためのバッテリで駆動可能な重量を有する。

【0048】

特定の実施形態において、少なくとも１つの機上通信ユニットはマイクロコンピュータ、好ましくはシングルボードコンピュータ又はＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉであり、オペレーティングシステム、好ましくはＯｃｔｏｐｒｉｎｔがインストールされる。少なくとも１つの機上通信ユニットと塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタが１つの一体化されたコンポーネントではない場合、少なくとも１つの機上通信ユニットは塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタに、好ましくはＵＳＢケーブルを介して接続される。

【0049】

シングルボードコンピュータ又はＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ等のマイクロコンピュータは、非常に軽量であり、ほとんどスペースを必要とせず、空中ドローンに容易に取り付けることができる。さらに、これらには小型で軽量のバッテリのみが必要であり、それによって空中ドローンはさらに軽量化される。

【0050】

特定の実施形態において、少なくとも１つの機上通信ユニットはシングルボードコンピュータである。

【0051】

特定の実施形態において、少なくとも１つの機上通信ユニットは１つの機上通信ユニットであり、機上通信ユニット及びメンブレンのある区間を記録する他のすべてのカメラの総重量は１ｇ～３００ｇ、好ましくは１ｇ～１５０ｇ、最も好ましくは１ｇ～８０ｇである。この構成により、空中ドローンはさらに軽量化される。接続部品やその他の重く高額なイメージングコンポーネントはほとんど必要ない。

【0052】

特定の実施形態において、少なくとも１つの機上通信ユニットは１つの機上通信ユニットであり、メンブレンの区画を記録するための少なくとも１つのカメラは１つのカメラであり、機上通信ユニットとカメラの総重量は１ｇ～３００ｇ、好ましくは１ｇ～１５０ｇ、最も好ましくは１ｇ～８０ｇである。この構成により、空中ドローンはさらに軽量化される。接続部品やその他の重く、高額なイメージングコンポーネントはほとんど必要ない。

【0053】

特定の実施形態において、少なくとも１つの機上通信ユニットは１つのシングルボードコンピュータであり、シングルボードコンピュータとメンブレンの区画を記録するためのすべてのカメラの総重量は１ｇ～３００ｇ、好ましくは１ｇ～１５０ｇ、最も好ましくは１ｇ～８０ｇである。この構成により、空中ドローンはさらに軽量化される。接続部品やその他の重く、高額なイメージングコンポーネントはほとんど必要ない。

【0054】

特定の実施形態において、空中ドローンは、メンブレンのある区画を記録するための１つのカメラを含むが、それ以外のカメラは含まない。

【0055】

特定の実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための１つのカメラの重量は１ｇ～２０ｇ、好ましくは１ｇ～１０ｇである。

【0056】

特定の実施形態において、空中ドローンのすべてのカメラの総重量は１ｇ～５０ｇ、好ましくは１ｇ～３０ｇである。

【0057】

特定の実施形態において、空中ドローンはオクトコプタである。

【0058】

特定の実施形態において、空中ドローンは、長さ１５ｃｍ～９０ｃｍ、好ましくは３５ｃｍ～８０ｃｍの着陸脚を有する。

【0059】

本発明の別の目的は、作業員が屋根に上る必要性を減らし、屋根の修理及び保全プロセスを自動化する、屋根のメンブレンの穴又は破れを修理するためのシステムを提供することである。

【0060】

システムは、特許請求項１～７に記載の、好ましくは請求項２～７に記載の空中ドローンと、塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタのための命令を空中ドローンの機上通信ユニットに無線で送信するようになされ、及び／又は少なくとも１つのカメラからの記録を機上通信ユニットを介して無線で受信するようになされた地上ベース通信ユニットと、を含む。機上通信ユニットと地上ベース通信ユニットは、無線ネットワークによって接続される。地上ベース通信ユニットは好ましくは、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、又はスマートフォンである。

【0061】

接続された機上通信ユニットと地上ベース通信ユニットの組合せにより、空中ドローンの少なくとも１つのカメラからの記録を地上ベース通信ユニットに送信できる。それゆえ、メンブレンの区画は、印刷前、印刷中、及び印刷後に観察できる。さらに、接続された機上通信ユニットと地上ベース通信ユニットの組合せにより、塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタは地上ベース通信ユニットから正確に制御できる。このシステムにより、作業員が屋根に上る必要性が減る。屋根修理及び保全方法は、完全に、又は少なくとも部分的に自動化される。これによって作業員にとっての危険が低減し、作業員は地上ベース通信ユニットから作業を行うことができる。

【0062】

特定の実施形態において、機上通信ユニットは、機上通信ユニット及び任意選択により地上ベース通信ユニットにインストールされたオペレーティングシステムを通じて無線ネットワークを介して（遠隔的に）アクセス可能である。特定の実施形態において、無線ネットワークはスマートフォンにより発生される無線ホットスポットである。これによって、メンブレンと屋根の設置現場で人がシステムを迅速にセットアップできる。

【0063】

特定の実施形態において、機上通信ユニットのオペレーティングシステムはＯｃｔｏｐｒｉｎｔである。機上通信ユニット又はシングルボードコンピュータ又はＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉには、Ｏｃｔｏｐｒｉｎｔを使用するブラウザを介して遠隔的にアクセス可能である。それゆえ、印刷コマンドをオンボード通信ユニットに送信することが可能である。Ｏｃｔｏｐｒｉｎｔはまた、カメラ付きのシングルボードコンピュータもサポートする。

【0064】

特定の実施形態において、無線ネットワークはスマートフォンにより発生される無線ホットスポットであり、機上通信ユニットのオペレーティングシステムはＯｃｔｏｐｒｉｎｔである。

【0065】

本発明の別の目的は、作業員が屋根に上る必要性を減らし、屋根の修理及び保全プロセスを自動化する、屋根のメンブレンの穴又は破れを修理する方法を提供することである。

【0066】

この方法は、屋根のメンブレンのある区間の中の少なくとも１つの穴又は破れを検出するステップと、特許請求項１～７に記載の空中ドローンの少なくとも１つのカメラで少なくともメンブレンのその区画を記録するステップと、特許請求項１～７に記載の空中ドローンを屋根のメンブレン上で着陸させて、空中ドローンの塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタがメンブレンのその区画に、特に少なくとも１つの穴又は破れに材料を塗布する、好ましくは印刷することができるようにするステップと、メンブレンのその区画に、特にその少なくとも１つの穴又は破れに、空中ドローンの塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタ及び好ましくは塗布装置用材料、好ましくは印刷材料を使って、材料を塗布する、好ましくは印刷するステップと、を含む。

【0067】

これらのステップの順序は一般に必須ではない。しかしながら、材料の塗布の、好ましくは印刷するステップは、ほとんどの実施形態でこれらのステップの最後となる。特に、検出するステップと記録するステップは同時であってもよく、又は記録は検出の前に行われてもよい。

【0068】

特定の実施形態において、屋根のメンブレンのある区画の中の少なくとも１つの穴又は破れを検出するステップは、屋根の上で人によって、空中ドローンを使用する人によって、又は空中ドローンによって自動的に行われる。

【0069】

特許請求項１～７による空中ドローンの少なくとも１つのカメラによって少なくともメンブレンのその区画を記録するステップは、幾つかの方法で行うことができる：幾つかの実施形態において、少なくとも１つのカメラは、空中ドローンが屋根のメンブレンの上に着陸してから記録する。特定の実施形態において、少なくとも１つのカメラは、空中ドローンが屋根のメンブレンの上に着陸した後でのみ記録する。好ましくは、その区画に少なくとも１つの穴又は破れがあることが、空中ドローンが着陸する前に分かっている。塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタを有効に使用するためには、少なくとも１つのカメラは、メンブレンのうち穴又は破れのある区画を記録することが必要である。記録に基づき、空中ドローンが材料の塗布、好ましくは印刷をそれ自体で制御するか、又は材料の塗布、好ましくは印刷は、外部から制御される。

【0070】

特定の実施形態において、少なくとも１つのカメラで少なくともメンブレンのその区画を記録することは、空中ドローンの飛行動作の一部である。これは、カメラの記録が、空中ドローンの飛行及び／又は空中ドローンの移動の方向付けに使用されることを意味する。

【0071】

特定の実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、空中ドローンの飛行中に記録する。この実施形態は、屋根のメンブレンの穴又は破れを検出するのに有益である。

【0072】

特定の実施形態において、屋根のメンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、着陸姿勢のドローンの脚の間で記録する。好ましくは、メンブレンのうち塗布装置が材料を塗布する、好ましくは３Ｄプリンタが印刷する区画は、メンブレンのうち少なくとも１つのカメラにより記録された区画の一部である。

【0073】

好ましい実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、記録を少なくとも１つの機上通信ユニットに提供する。

【0074】

好ましい実施形態において、メンブレンのある区画を記録するための少なくとも１つのカメラは、少なくともメンブレンのその区画の記録を少なくとも１つの機上通信ユニットに提供する。

【0075】

特許請求項１～７に記載の空中ドローンを屋根のメンブレン上に着陸させるステップは、空中ドローンの塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタがメンブレンのその区画に、特に少なくとも１つの穴又は破れに材料を塗布し、好ましくは印刷できるように行われる。これは、好ましくは移動可能である３Ｄプリンタのノズルが、メンブレンのうち印刷を行う対象の区画、特に少なくとも１つの穴又は破れに到達できることを意味する。

【0076】

好ましい実施形態において、方法は、地上ベース通信ユニットで、少なくとも１つのカメラから少なくともメンブレンのその区画の記録を無線で受信し、塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタのためのコマンドを、空中ドローンの少なくとも１つの機上通信ユニットを介して、塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタに送信するステップを含む。地上ベース通信ユニットは好ましくは、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、又はスマートフォンである。このステップにより、地上ベース通信ユニットの前にいる人がこの方法を正確に制御でき、この人物は印刷箇所からのライブ画像を受信する。この人物には屋根から落下する危険がない。

【0077】

特定の実施形態において、方法は、地上ベース通信ユニットで、空中ドローンの少なくとも１つの機上通信ユニットを介して少なくとも１つのカメラから少なくともメンブレンのその区画の記録を無線で受信するステップを含む。地上ベース通信ユニットは好ましくは、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、又はスマートフォンである。このステップにより、この方法は地上ベース通信ユニットの前にいる人がこの方法を監督でき、この人物は印刷箇所からのライブ画像を受信する。この人物には、屋根から落下する危険がない。

【0078】

特定の実施形態において、方法は、地上ベース通信ユニットで、空中ドローンの少なくとも１つの機上通信ユニットを介して塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタのためのコマンドを塗布装置、好ましくは３Ｄプリンタに無線で送信するステップを含む。地上ベース通信ユニットは好ましくは、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、又はスマートフォンである。

【0079】

特定の実施形態において、方法は、機上通信ユニットと地上ベース通信ユニットとの間で、無線ネットワーク、好ましくはスマートフォンを用いた無線ホットスポットを設定するステップを含む。無線ネットワークにより、空中ドローンの少なくとも１つの機上通信ユニットと地上ベース通信ユニットとの間の通信が可能となる。無線ホットスポットは、無線通信を可能にするためにその屋根を有する建物の現場でスマートフォンを使って迅速に設定できる。

【0080】

特定の実施形態において、塗布装置は３Ｄプリンタであり、３Ｄプリンタのホットエンドの温度は印刷中、１９０℃～３００℃、好ましくは２１０℃～２６０℃に設定される。この温度は、ポリ塩化ビニルの（フレキシブル）フィラメント等の特定の印刷材料の押出しに必要であることが分かっている。

【0081】

好ましい実施形態において、本発明による方法は、空中ドローンによって自動的に行われ、又は地上ベース通信ユニットで人間のオペレータによって制御及び／又は監督される。

【0082】

好ましい実施形態において、屋根のメンブレンはポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はビチューメンを含有し、及び／又はルーフのメンブレンは塗膜防水材である。

【0083】

好ましい実施形態において、屋根のメンブレンはポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィンを含有する。

【0084】

好ましい実施形態において、屋根のメンブレンは塗膜防水材である。

【0085】

好ましい実施形態において、屋根のメンブレンは熱可塑性オレフィンを含む。

【0086】

好ましい実施形態において、屋根のメンブレンは熱可塑性オレフィンを含有する。

【図面の簡単な説明】

【0087】

【図1】本発明の１つの実施形態による空中ドローン及びシステムを示す。

【実施例】

【0088】

図面を参照しながら、本発明を以下にさらに説明する。

【0089】

この例では、ＣｏＬｉＤｏ Ｄ１３１５ ＦＤＭ ３Ｄプリンタを３Ｄプリンタ（５）として使用した。３Ｄプリンタ（５）のためのストックベースプレートをカスタムベースに取り換えて、表面直接３Ｄ印刷が可能となるようにした。カスタムベースは、当初のベースと同じ直径の１／４”プレキシグラスから切り出された円形物体である。ベースの中心に１つの大きい穴を開けて、表面直接印刷が可能となるようにした。また別の複数の穴をカスタムベースにドリルで開け、当初のねじを使ってベースをプリンタ（５）に取り付けることができるようにした。

【0090】

通常の動作において、３Ｄ印刷ソフトウェアは、ＣｏＬｉＤｏ Ｄ１３１５ ＦＤＭ ３Ｄの印刷ヘッド９、１２がストックベースプレートの印刷領域の表面より低いＺ位置へと移動しないようにする。これらの制約は印刷ヘッド（９）、（１２）の損傷を防止するように設計されるものの、それによって、ソフトウェア又はＣｏＬｉＤｏ Ｄ１３１５ ＦＤＭ ３Ｄプリンタ ５にさらに改変を加えなければ、表面直接印刷ができない。

【0091】

この問題は、３Ｄ印刷された３つのブロックを、プリンタ（５）のアームを動かすスライダのねじ頭の上に設置することによって解決できる。プリンタ（５）の各脚の上に、スライダにより押されるスイッチがある。３つすべてのスイッチが押されたときに、印刷ヘッドはそのホームポジションにある。プリンタ（５）はそのホームポジションに基づいて、その移動機能のすべての方向付けを行う。したがって、スライダとホームスイッチとの間にブロックを置くことによって、ホームポジションがより低いＺ位置へと調節される。このことから、スライダとスイッチとの間に適当な大きさのブロックを設置することによって、そのより低いＺ位置の限度を無効にし、表面に直接印刷することが可能となる。さらに、プリンタ（５）は、スライダからブロックを取り外すことにより、その初期状態に戻すことができる。ブロックを使って、表面直接印刷のテストを行い、成功した。これの実験の結果、３Ｄプリンタ（５）が既存の屋根（２）の上に直接印刷できるように構成されたことが確認された。

【0092】

この第一の実験のために、厚さ１．７５ｍｍのＰＬＡ（ポリラクチド）フィラメントを使用した。フィラメントをスプールからＣｏＬｉＤｏ Ｄ１３１５ ＦＤＭ ３Ｄプリンタ（５）へと供給されるように配置した。

【0093】

次に、機上通信ユニット（８）としてのＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ ３ Ｍｏｄｅｌ Ｂとメンブレンのある区画を記録するためのカメラ（３）としてのＰｉ ＮｏＩＲカメラＶ２を接続した。Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ ３ Ｍｏｄｅｌ ＢにＭｕｄｄｅｒ黒色アルミニウムヒートシンクを使用した。

【0094】

ＴＯＮＶ Ｐｏｗｅｒ Ｂａｎｋバッテリを、雄ＵＳＢから雌ＭｉｃｒｏＵＳＢへのケーブルを介してＲａｓｐｂｅｒｒｙに接続し、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ機上通信ユニット（８）への電源とした。ＴａｌｅｎｔＣｅｌｌ １２Ｖ Ｐｏｗｅｒ ＢａｎｋバッテリをＤＣコネクタを介して接続し、プリンタ（５）への電源とした。Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ ８とプリンタ（５）を、ＵＳＢ ２．０雄Ａから雄Ｂケーブルを介して接続した。

【0095】

Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉとして知られるマイクロコンピュータ（８）は、３Ｄプリンタ（５）が印刷コマンドを無線で受信できるようにするために使用した。Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）は基本的に、プリンタ（５）に取り付けることができ、ＵＳＢケーブルを介して印刷コマンドを送信できる超小型コンピュータとして機能する。Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）には、ＯｃｔｏＰｒｉｎｔとして知られるオペレーティングシステムを使用するブラウザを介して遠隔的にアクセスできる。したがって、印刷コマンドをＰＣ（７）又はスマートフォン（７）で開かれるブラウザウィンドウからＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）にＷｉ－Ｆｉネットワーク上で送信することが可能である。コマンドは、Ｐｉ（８）によって受信されると、プリンタ（５）によって実行されて対象物が印刷される。

【0096】

ＯｃｔｏＰｒｉｎｔは、プログラムをダウンロードし、イメージをＳＤカードに書き込むことによってＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）にインストールした。このＳＤカードをＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）に挿入すると、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）の電源投入時にＯｃｔｏＰｒｉｎｔが起動する。

【0097】

印刷コマンドを受信するために、Ｐｉ ８はスマートフォン（７）、又はＰＣ（７）、又はラップトップ（７）等の他のデバイスと同じ無線ネットワークに接続しなければならない。これは、ＯｃｔｏＰｒｉｎｔの無線アクセスプログラムファイルを編集して、Ｐｉ （８）をｉＰｈｏｎｅ（登録商標）（７）により発生される無線ホットスポットに接続できるようにすることによって行った。接続されると、同じ無線ホットスポットに接続されている他のデバイス（ＰＣ（７）又はｉＰｈｏｎｅ（登録商標）（７）自体等）がＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）と通信できる。

【0098】

Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）と通信するためには、ブラウザウィンドウを開き、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）のＩＰアドレスをブラウザに入力する。Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）のためのＩＰアドレスは、ＨＤＭＩケーブルを使ってＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）をモニタに接続し、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）に電源を入れ、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）に接続されたキーボードを使ってログインすることにより特定できる。ＩＰアドレスは、モニタに表示される。正しいＩＰアドレスが入力されると、ＯｃｔｏＰｒｉｎｔのインタフェースがブラウザウィンドウにロードされる。ここから、ｇ－コードファイルをアップロードでき、印刷コマンドを無線で受けることができる。ＯｃｔｏＰｒｉｎｔはまた、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉカメラ（３）もサポートしており、印刷ジョブのライブフィードを提供できる。無線印刷機能を実証するために、小さいＳｉｋａのロゴを印刷し、成功した。

【0099】

プリンタ（５）が印刷コマンドを無線で受信できることを確認した後、無線接続範囲を特定した。プリンタ（５）を外に置き、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）とラップトップ（７）をｉＰｈｏｎｅ（登録商標）（７）により発生される無線ホットスポットに接続した。その後、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）（７）とラップトップをプリンタ（５）から遠ざけた。Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）は、それがｉＰｈｏｎｅ（登録商標）（７）から約２００フィート離れても依然として無線ネットワークに接続されていた。約１００フィートの範囲でテスト印刷を行ったところ、無事に印刷できた。

【0100】

これらの実験の結果、３Ｄプリンタ（５）は印刷コマンドを無線で受信できることが確認された。

【0101】

バッテリを使って３Ｄプリンタ（５）に電源供給し、それによってこれは何れの固定電源に接続しなくても動作できた。これは、プリンタ（５）に電源を供給できるバッテリとＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（８）（及びＲａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉカメラ（３））に電源供給するバッテリを取得することによって行った。これらのバッテリをＶｅｌｃｒｏでプリンタ（５）に取り付け、それぞれのデバイスへの電源供給のために使用した。これらのバッテリを電源として使用したテスト印刷が無事に行われた。無線印刷機能と使用した場合、バッテリのパワーは３Ｄプリンタドローン（１）の構成要素としてのその使用に必要なモビリティを３Ｄプリンタ（５）に提供する。

【0102】

これらの実験の結果、３Ｄプリンタ（５）にバッテリで電源供給できることが確認された。

【0103】

ＰＶＣメンブレンの損傷を修理するために、損傷部分を新しいフレキシブルＰＶＣ又は塗膜防水材に使用されるポリウレタン等の他の何れかの適合可能な材料で継ぎ当てする必要がある。特定の場合においては、ポリラクチド（ＰＬＡ）も選択肢となり得る。

【0104】

空中ドローンとして、この場合では、ＤＪＩ Ａ２飛行制御システムＦｕｔａｂａ Ｔ１４ＳＧラジオコントローラ、Ｔａｔｔｕ ２２０００ｍＡｈ ６Ｃ ＬｉＰｏバッテリ、ＭａｘＡｍｐｓ ２４Ｖ電源、Ｈｙｐｅｒｉｏｎ ＥＯＳ ０８４０ｉ １０００Ｗチャージャ、及びＣｉｎｅＭｉｌｌｅｄ ＤＪＩ Ｓ１０００／Ｒｏｎｉｎ－Ｍ Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｌａｎｄｉｎｇ Ｇｅａｒを搭載したＤＪＩ Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｗｉｎｇｓ Ｓ１０００＋ドローンを使用した。

【0105】

空中ドローンの底部に、前述の改変ＣｏＬｉＤｏ Ｄ１３１５ ＦＤＭ ３Ｄプリンタ（５）を取り付けた。プリンタ（５）は、ヘビーデューティケーブルタイを使ってドローンのジンバルマウントに取り付けた。２つのケーブルタイをプリンタの３つの脚の各々及びジンバル取付け台の周囲に巻き付けた。タイをできるだけきつく締め、プリンタがしっかりと取り付けられたことを確認した。３Ｄプリンタの天板をジンバル取付け台にねじ止めする等のメカニズムもまた利用してよい。他のすべての構成要素も、Ｖｅｌｃｒｏ、接着剤等の標準的手段により取り付けた。ＤＪＩ Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｗｉｎｇｓ Ｓ１０００＋ドローンのマニュアルによれば、このドローンの最大離陸重量は１１ｋｇである。

【0106】

改変３Ｄプリンタ、バッテリ、及び他のすべての構成要素を完全装備したドローン（１）の離陸重量はちょうど約１１ｋｇである。２２０００ｍＡｈバッテリをドローンに取り付けて、ドローン（１）のモーターへの電源供給とした。離陸重量約９ｋｇのドローンでテスト飛行を行い、成功に終わった。飛行時間約８分で、消費したバッテリパワーは半分未満であった。したがって、このドローンは、最適化された重量の改変３Ｄプリンタ（５）及び必要なすべての構成要素を、屋根のメンブレンを修理するために十分な時間にわたって運ぶのに十分にパワフルであることが証明された。

【0107】

要約すれば、発明者らは、作業員が屋根に上る必要性を低減させ、屋根の修理及び保全プロセスを自動化する、屋根（２）のメンブレンの穴又は破れを修理するための手段、すなわちドローン（１）、システム（８）、及び方法（１０）を開発した。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む：
［１］屋根（２）のメンブレンの穴又は破れを修理するための空中ドローン（１）であって、
前記空中ドローン（１）は、以下を含み：
－ 前記メンブレンの区画（４）を記録するための少なくとも一つのカメラ（３）、
－ 前記メンブレンの前記区画（４）に材料を適用するように適合させた塗布装置（５）、
ここで、前記塗布装置（５）が、異なる高度及び／又は地上（６）から無線で制御可能である、
空中ドローン。
［２］前記空中ドローン（１）が、少なくとも一つの機上通信ユニット（８）を含み、
少なくとも一つの前記機上通信ユニット（８）が、地上ベース通信ユニット（７）から前記塗布装置（５）のためのコマンドを無線で受信し、かつ／又は前記コマンドを前記塗布装置（５）に転送するように適合しており、かつ／又は少なくとも一つの前記機上通信ユニット（８）が、少なくとも一つの前記カメラ（３）から記録を受信し、かつ前記記録を地上ベース通信ユニット（７）に無線で送信するように適合している、
上記［１］に記載の空中ドローン（１）。
［３］前記塗布装置（５）は、異なる高度及び／又は地上（６）から無線で制御される３Ｄプリンタ、好ましくは熱溶解積層方式３Ｄプリンタである、上記［１］又は［２］に記載の空中ドローン（１）。
［４］前記空中ドローン（１）は、塗布装置用材料を含み、好ましくは、前記塗布装置用材料は、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はエチレンプロピレンジエンモノマーゴム及び／又はビチューメンを含有する、上記［１］～［３］までのいずれか一つに記載の空中ドローン（１）。
［５］ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタンを含有する塗布装置用材料、好ましくは印刷材料を含み、好ましくは、前記印刷材料は３００℃又は２８０℃の温度まで熱安定化されている、上記［１］～［４］までのいずれか一つに記載の空中ドローン（１）。
［６］前記空中ドローン（１）の重量が、１ｋｇ～２５ｋｇ、好ましくは４ｋｇ～１６ｋｇ、より好ましくは７ｋｇ～１３ｋｇ、最も好ましくは９ｋｇ～１２ｋｇであり、かつ／又は、前記ドローンの少なくとも一つのモーターに電力を提供するための、総電荷量が１４０００ｍＡｈ～３００００ｍＡｈ、好ましくは１９０００ｍＡｈ～２７０００ｍＡｈの少なくとも一つのバッテリを含む、上記［１］～［５］までのいずれか一つに記載の空中ドローン（１）。
［７］少なくとも一つの前記機上通信ユニット（８）が、１つのシングルボードコンピュータであり、前記シングルボードコンピュータと、前記メンブレンの前記区画（４）を記録するためのすべてのカメラ（３）の総重量が、１ｇ～３００ｇ、好ましくは１ｇ～１５０ｇ、最も好ましくは１ｇ～８０ｇである、上記［１］～［６］までのいずれか一つに記載の空中ドローン（１）。
［８］屋根（２）のメンブレンの穴又は破れを修理するためのシステム（１０）であって、
前記システム（１０）は、以下を含み：
－ 上記［１］～［７］までのいずれか一つに記載の、好ましくは上記［２］～［７］までのいずれか一つに記載の空中ドローン（１）、及び
－ 前記塗布装置（５）のためのコマンドを前記空中ドローン（１）の前記機上通信ユニット（８）に無線で送信するように適合しており、かつ／又は少なくとも一つの前記カメラ（３）からの記録を、前記機上通信ユニット（８）を介して無線で受信するように適合している地上ベース通信ユニット（７）、好ましくはパーソナルコンピュータ、ラップトップ、又はスマートフォン、
ここで、前記機上通信ユニット（８）と前記地上ベース通信ユニット（７）が、無線ネットワークによって接続されている、
システム。
［９］前記無線ネットワークは、スマートフォンによって発生する無線ホットスポットである、上記［８］に記載のシステム（１０）。
［１０］以下の工程を含む、屋根（２）のメンブレンの穴又は破れを修理する方法：
－ 前記屋根（２）の前記メンブレンの区画（４）の中の少なくとも一つの穴又は破れを検出すること、
－ 上記［１］～［７］までのいずれか一つに記載の空中ドローン（１）の少なくとも一つのカメラ（３）で、少なくとも前記メンブレンの前記区画（４）を記録すること、
－ 前記屋根（２）の前記メンブレン上に上記［１］～［７］までのいずれか一つに記載の空中ドローン（１）を着陸させ、それによって、前記空中ドローン（１）の前記塗布装置（５）が、前記メンブレンの前記区画（４）に、特に少なくとも一つの前記穴又は破れに材料を適用できるようになっていること、
－ 好ましくは、前記空中ドローン（１）の前記塗布装置（５）及び好ましくは塗布装置用材料を使って、前記メンブレンの前記区画（４）に、特に少なくとも一つの前記穴又は破れに前記材料を適用すること。
［１１］
－ 地上ベース通信ユニット（７）で、少なくとも前記メンブレンの前記区画（４）の記録を少なくとも一つのカメラ（３）から無線で受信し、かつ前記空中ドローン（１）の少なくとも一つの機上通信ユニット（８）を介して、前記塗布装置のためのコマンドを前記塗布装置（５）に送信すること、
を含み、
ここで、前記地上ベース通信ユニット（７）が、好ましくはパーソナルコンピュータ、ラップトップ、又はスマートフォンである、
上記［１０］に記載の方法。
［１２］
－ 前記機上通信ユニットと前記地上ベース通信ユニットとの間に、無線ネットワーク、好ましくはスマートフォンを使用する無線ホットスポットを構成すること、
を含む、上記［１０］又は［１１］、特に上記［１１］に記載の方法。
［１３］前記塗布装置が、３Ｄプリンタであり、印刷中、前記３Ｄプリンタ（５）のホットエンド（９）の温度を１９０℃～３００℃、好ましくは２１０℃～２６０℃に設定する、上記［１０］～［１２］までのいずれか一つに記載の方法。
［１４］前記方法は、前記空中ドローン（１）によって自動的に行われるか、又は前記地上ベース通信ユニット（７）の前にいる人間のオペレータによって制御及び／又は監督される、上記［１０］～［１３］までのいずれか一つに記載の方法。
［１５］前記屋根（２）の前記メンブレンは、ポリ塩化ビニル及び／又はポリウレタン及び／又は熱可塑性オレフィン及び／又はポリオレフィン及び／又はビチューメンを含有し、かつ／又は前記屋根（２）の前記メンブレンは、塗膜防水材である、
上記［１］～［７］までのいずれか一つに記載の空中ドローン（１）、上記［８］又は［９］に記載のシステム（１０）、又は上記［１０］～［１４］までのいずれか一つに記載の方法。

【符号の説明】

【0108】

１ 本発明による空中ドローン
２ 屋根（メンブレン付き）
３ カメラ
４ メンブレンの区画
５ ３Ｄプリンタ
６ 地面
７ 地上ベース通信ユニット
８ 機上通信ユニット
９ （３Ｄプリンタの）ホットエンド
１０ 本発明によるシステム
１１ ドローンの脚（着陸姿勢）
１２ （３Ｄプリンタの）ノズル

【図1】