JP2016211878A - Structure inspection device using floating robot, and inspection method of structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure inspection device using a floating robot for inspecting a structure with inspecting means that tightly comes into contact with an inspection object and is mounted while keeping the attitude of the floating robot, and provide an inspection method of a structure.SOLUTION: A structure inspection device 10 using a floating robot includes a floating robot 21 including three or more perpendicular propellers 36-41 disposed around a light-weight frame 11 while their heights are aligned, and a wheel mechanism 44 disposed in an upper frame 16 disposed at an upper position of the light-weight frame 11; and inspecting means of a structure. The wheel mechanism 44 is formed of four guide wheels 17-20, and the guide wheels 18 and 17, and 19 and 20 that are simultaneously driven back and forth can be driven independently right and left.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、浮上ロボット（通称「ドローン（ｄｒｏｎｅ）」）を用いて橋梁、トンネル、その他の高層建築物等の構造物を検査する構造物検査装置及び構造物の検査方法に関する。 The present invention relates to a structure inspection apparatus and a structure inspection method for inspecting structures such as bridges, tunnels, and other high-rise buildings using a floating robot (commonly called “drone”).

浮上ロボットについては、例えば特許文献１やインターネットのフリー百科事典「ウィキペディア」等で知られているように、垂直方向に揚力を発生する複数の垂直プロペラを有し、ヘリコプターのように、その場停止ができる。従って、航空写真等の地形写真を写すのに広く使用されている。 The floating robot has a plurality of vertical propellers that generate lift in the vertical direction, as known in, for example, Patent Document 1 and the free encyclopedia “Wikipedia” on the Internet, and stops on the spot like a helicopter. Can do. Therefore, it is widely used for taking topographic photographs such as aerial photographs.

特開２０１２−６５８７号公報JP 2012-6687 A

しかしながら、特許文献１記載の技術は、自動操縦下でホバリング飛行を行うことができる無人機の水平速度を評価する方法であって、直接構造物の検査を行う方法ではない。更に、浮上ロボットを構造物に隣接させて、構造物の検査を行うことは一般的には行われていない。 However, the technique described in Patent Document 1 is a method for evaluating the horizontal speed of an unmanned aerial vehicle that can perform hovering flight under automatic control, and is not a method for directly inspecting a structure. Furthermore, it is not generally performed to inspect a structure with a floating robot adjacent to the structure.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、検査対象物（即ち、構造物、例えば、トンネルや橋梁、高層建築物）に密接し、しかも浮上ロボットの姿勢を保ちながら搭載した検査手段によって構造物の検査を行う浮上ロボットを用いた構造物検査装置及び構造物の検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is structured by an inspection means that is mounted in close contact with an inspection object (that is, a structure such as a tunnel, a bridge, or a high-rise building) while maintaining the posture of a floating robot. An object of the present invention is to provide a structure inspection apparatus and a structure inspection method using a floating robot for inspecting an object.

前記目的に沿う第１の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、（１）中央の軽量フレームと、該軽量フレームの周囲に高さを揃えて３つ以上設けられ、回転駆動源によって駆動されて、垂直方向に揚力を発生させる垂直プロペラと、前記軽量フレームの中央の上位置に設けられた上フレームと、該上フレームに設けられた車輪機構とを有する浮上ロボットと、（２）該浮上ロボットに搭載された近接撮影手段、打音検査手段、超音波検査手段、及び塗膜検査手段のいずれか１又は２以上の検査手段とを有する浮上ロボットを用いた構造物検査装置であって、
前記車輪機構は、高さを揃えて配置され左右がそれぞれ前後に対となる４つのガイド車輪と、該４つのガイド車輪のうち前後のガイド車輪を左右独立に駆動できる第１、第２のガイド車輪駆動手段を有する。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to the first invention that meets the above object includes: (1) a central lightweight frame and three or more of the same height around the lightweight frame, and a rotational drive source; A floating robot having a vertical propeller that is driven by the vertical propeller to generate lift in the vertical direction, an upper frame provided at an upper position in the center of the lightweight frame, and a wheel mechanism provided on the upper frame; (2 A structure inspection apparatus using a floating robot having at least one inspection means of proximity imaging means, hammering inspection means, ultrasonic inspection means, and coating film inspection means mounted on the floating robot. There,
The wheel mechanism includes four guide wheels that are arranged at the same height and have left and right pairs, and first and second guides that can independently drive the front and rear guide wheels of the four guide wheels. It has a wheel drive means.

第２の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、（１）中央の軽量フレームと、該軽量フレームの周囲に高さを揃えて３つ以上設けられ、回転駆動源によって駆動されて、垂直方向に揚力を発生させる垂直プロペラと、前記軽量フレームの中央の上位置に設けられた上フレームと、該上フレームに設けられた車輪機構とを有する浮上ロボットと、（２）該浮上ロボットに搭載された近接撮影手段、打音検査手段、超音波検査手段、及び塗膜検査手段のいずれか１又は２以上の検査手段とを有する浮上ロボットを用いた構造物検査装置であって、
前記上フレームは、前記軽量フレームに傾動可能に設けられていると共に、前記上フレームの傾動に伴い発生する全体の重心移動を補正するカウンタウェイトが設けられている。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to a second aspect of the present invention includes (1) a central lightweight frame and three or more of the same height around the lightweight frame, and driven by a rotational drive source. A floating robot having a vertical propeller for generating lift in the vertical direction, an upper frame provided at an upper position in the center of the lightweight frame, and a wheel mechanism provided on the upper frame; and (2) the floating robot A structure inspection apparatus using a floating robot having one or more inspection means of proximity imaging means, hammering inspection means, ultrasonic inspection means, and coating film inspection means mounted on
The upper frame is provided so as to be tiltable to the lightweight frame, and is provided with a counterweight that corrects the entire movement of the center of gravity caused by the tilting of the upper frame.

第３の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第２の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記上フレームの傾動は、駆動源を備えた傾動手段によって行われる。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to a third aspect of the invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the second aspect of the invention, wherein the tilting of the upper frame is performed by a tilting means having a drive source. Is called.

第４の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第１〜第３の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記垂直プロペラは、前記軽量フレームに均等配置された４本のアームを介して４個設けられている。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to a fourth aspect of the present invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first to third aspects of the invention, wherein the vertical propellers are evenly arranged on the lightweight frame. Four are provided via four arms.

第５の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第１〜第３の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記垂直プロペラは、前記軽量フレームに均等配置された６本のアームを介して６個設けられている。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to a fifth aspect of the present invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first to third aspects of the invention, wherein the vertical propellers are evenly arranged on the lightweight frame. Six are provided via six arms.

第６の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第４、第５の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記各垂直プロペラは、平面視して直交する上下２段のプロペラ材を有している。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to a sixth aspect of the present invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the fourth and fifth aspects of the present invention, wherein each vertical propeller is vertically It has a two-stage propeller material.

第７の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第１〜第６の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記軽量フレームの下部には、水平方向に推力を発生させ、駆動軸が水平となったカバー付きの水平プロペラが左右対称に設けられている。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to a seventh aspect of the present invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first to sixth aspects of the present invention, wherein a thrust is applied horizontally to the lower part of the lightweight frame. A horizontal propeller with a cover that is generated and the drive shaft is horizontal is provided symmetrically.

第８の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第１〜第７の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記垂直プロペラの周囲には、前記軽量フレームと一体となるガードフレームが設けられている。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to an eighth aspect of the present invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first to seventh aspects of the invention, wherein the light propelling frame is integrated around the vertical propeller. A guard frame is provided.

第９の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第１〜第８の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記浮上ロボットの動力源は電力であって、地上からロープに沿って又はロープ無しで設けられたケーブルによって供給されている。なお、ケーブル等を使用せず、浮上ロボットに搭載する充電式の電池を電源としてもよい。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to a ninth invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first to eighth inventions, wherein the power source of the floating robot is electric power, Supplied by a cable provided along or without the rope. Note that a rechargeable battery mounted on the floating robot may be used as a power source without using a cable or the like.

第１０の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第１〜第９の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記軽量フレームの下部には３本以上の脚が設けられている。 A structure inspection apparatus using a levitation robot according to a tenth aspect of the invention is the structure inspection apparatus using the levitation robot according to the first to ninth aspects, wherein three or more legs are provided under the lightweight frame. Is provided.

第１１の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第１〜第１０の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記浮上ロボットに設けられている前記各検査手段の測定データの伝送は、電波を用いて又は有線（例えば、ケーブル）で地上のコントローラに送っている。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to an eleventh aspect of the invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first to tenth aspects of the invention. The measurement data is transmitted to the controller on the ground using radio waves or wired (for example, cable).

第１２の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、第１〜第１１の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記軽量フレームと前記上フレームとはサスペンション機構を介して連結されている。 A structure inspection apparatus using a floating robot according to a twelfth aspect of the present invention is the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first to eleventh aspects of the present invention, wherein the lightweight frame and the upper frame are connected via a suspension mechanism. Are connected.

そして、第１３の発明に係る構造物の検査方法は、構造物の検査手段を搭載した浮上ロボットの下部に、地上まで届くロープを設け、該ロープを操作することによって前記浮上ロボットの位置制御を行う。ここで、位置制御は平面的位置及び垂直位置の一方又は双方の制御を行うことをいう。この場合、浮上ロボットの揚力は、地上で操作する人の体重より小さいことが好ましい。 The structure inspection method according to the thirteenth aspect of the present invention provides a rope that reaches the ground at the bottom of a floating robot equipped with a structure inspection means, and controls the position of the floating robot by operating the rope. Do. Here, the position control refers to controlling one or both of the planar position and the vertical position. In this case, the lift force of the floating robot is preferably smaller than the weight of the person operating on the ground.

第１の発明及びこれに従属する発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、車輪機構が、高さを揃えて配置され左右がそれぞれ前後に対となる４つのガイド車輪と、４つのガイド車輪のうち前後のガイド車輪を左右独立に駆動できる第１、第２のガイド車輪駆動手段を有するので、浮上ロボットを構造物の天井に当接させた状態を保つことができ、更に、その場位置から移動又は旋回することを容易になし得る。 In the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first invention and the subordinate invention, the wheel mechanism has four guide wheels that are arranged at the same height and are paired on the left and right sides, and four guide wheels. Since the first and second guide wheel driving means that can independently drive the left and right guide wheels of the guide wheels are provided, the floating robot can be kept in contact with the ceiling of the structure. It can be easily moved or turned from the field position.

第２の発明及びこれに従属する発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、上フレームが、軽量フレームに傾動可能に設けられていると共に、上フレームの傾動に伴い発生する全体の重心移動を補正するカウンタウェイトが設けられているので、構造物の水平な天井面だけでなく、傾いた壁面に浮上ロボットをバランスを保った状態で当接させることができる。 In the structure inspection apparatus using the floating robot according to the second invention and the invention dependent thereon, the upper frame is provided so as to be tiltable to the lightweight frame, and the entire center of gravity generated as the upper frame tilts. Since the counterweight for correcting the movement is provided, the floating robot can be brought into contact with not only the horizontal ceiling surface of the structure but also the inclined wall surface in a balanced state.

特に、第３の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、上フレームの傾動が、駆動源を備えた傾動手段によって行われるので、地上から例えば、リモートコントローラで、若しくは姿勢センサ等によって上フレームを傾動させることができ、浮上ロボットを水平に保つことができる。 In particular, in the structure inspection apparatus using the floating robot according to the third aspect of the invention, the upper frame is tilted by tilting means having a drive source, so that, for example, a remote controller or a posture sensor is used from the ground. The upper frame can be tilted, and the flying robot can be kept horizontal.

第８の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、垂直プロペラの周囲に、軽量フレームと一体となるガードフレームが設けられているので、接触事故が減少し、浮上ロボット自体の損傷を減らすことができる。 In the structure inspection apparatus using the floating robot according to the eighth aspect of the present invention, since the guard frame integrated with the lightweight frame is provided around the vertical propeller, the contact accident is reduced and the floating robot itself is damaged. Can be reduced.

第９の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、浮上ロボットの駆動源が電力であって、地上からロープに沿って又はロープ無しで設けられたケーブルによって供給されているので、浮上ロボットの長時間浮上が可能となる。
また、ロープを用いず単にケーブルによってのみ地上から浮上ロボットに電力を送ることもできるが、ケーブルの引っ張り強度以下の荷重しか保持できない。これらの電源として電池も使用できる。 In the structure inspection apparatus using the floating robot according to the ninth aspect of the present invention, the driving source of the floating robot is electric power and is supplied from the ground along a rope or without a rope. The robot can ascend for a long time.
In addition, power can be sent from the ground to the flying robot only by a cable without using a rope, but it can hold only a load less than the tensile strength of the cable. Batteries can also be used as these power sources.

第１２の発明に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置は、軽量フレームと上フレームとがサスペンション機構を介して連結されているので、上フレームの振動や揺れが小さくなって、上フレームに取付けた検査手段の精度が高まる。 In the structure inspection apparatus using the floating robot according to the twelfth aspect of the present invention, the lightweight frame and the upper frame are connected via the suspension mechanism, so that the vibration and shaking of the upper frame are reduced, and the structure inspection device is attached to the upper frame. The accuracy of the inspection means increased.

そして、第１３の発明に係る構造物の検査方法は、構造物の検査手段を搭載した浮上ロボットの下部に、地上まで届くロープを設け、ロープを操作することによって浮上ロボットの位置制御を行うので、浮上ロボットの位置をより精密に制御できる。ここで、ロープは通常の繊維ロープ、浮上ロボットに電力や信号の送受を行うケーブルも含む。 In the structure inspection method according to the thirteenth aspect of the present invention, a rope reaching the ground is provided at the bottom of the floating robot equipped with the structure inspection means, and the position of the floating robot is controlled by operating the rope. The position of the floating robot can be controlled more precisely. Here, the rope includes a normal fiber rope and a cable for transmitting and receiving electric power and signals to the floating robot.

本発明の第１の実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置の主要構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the main structures of the structure inspection apparatus using the floating robot which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同構造物検査装置の平面図である。It is a top view of the structure inspection apparatus. 同構造物検査装置の側面図である。It is a side view of the structure inspection apparatus. 同構造物検査装置の斜視図である。It is a perspective view of the structure inspection apparatus. （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ同構造物検査装置に使用する検査手段の概略説明図である。(A), (B), (C) is a schematic explanatory drawing of the test | inspection means respectively used for the structure inspection apparatus. 本発明の第２の実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置の主要構成を示す側面図である。It is a side view which shows the main structures of the structure inspection apparatus using the floating robot which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置の主要構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the main structures of the structure inspection apparatus using the floating robot which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 同構造物検査装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the structure inspection apparatus.

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１〜図５に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置１０は、中央に設けられて本体となる軽量フレーム１１と、軽量フレーム１１の中央の上位置に４つの支柱１２〜１５に支えられて設けられた上フレール１６と、上フレーム１６に設けられている４つのガイド車輪１７〜２０とを有する浮上ロボット２１を有している。以下これらについて詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 to 5, a structure inspection apparatus 10 using a levitating robot according to a first embodiment of the present invention includes a lightweight frame 11 provided at the center and serving as a main body, and a lightweight frame 11. A floating robot 21 having an upper flail 16 supported by four support columns 12 to 15 and four guide wheels 17 to 20 provided on the upper frame 16 is provided at an upper position in the center. These will be described in detail below.

軽量フレーム１１はアルミ、アルミ合金又はマグネシウム合金、カーボン繊維、硬質プラスチック等の軽量部材からなって、６方にアーム２２〜２７を有する上部材２８、この直下に隙間を有して配置される下部材２９、及びこれらを連結する支持部材３０を有し、更に上部材２８の上部に平面視して矩形配置される４本の脚部３２とこれらによって支持される台部３３とを有する。そして、下部材２９の下部周囲には、この浮上ロボット２１を安定に平面上に着座させる６本（３本以上の一例）の脚３４が設けられている。 The lightweight frame 11 is made of a lightweight member such as aluminum, aluminum alloy or magnesium alloy, carbon fiber, or hard plastic. The upper member 28 has arms 22 to 27 in six directions, and is disposed with a gap immediately below the upper member 28. It has the member 29 and the support member 30 which connects these, Furthermore, it has the four leg parts 32 arrange | positioned rectangularly by planar view on the upper part of the upper member 28, and the base part 33 supported by these. Around the lower part of the lower member 29, there are provided six (an example of three or more) legs 34 for stably seating the floating robot 21 on a plane.

上部材２８の周囲に形成された６本のアーム２２〜２７の先部には、垂直プロペラ３６〜４１が高さを揃えて設けられている。この垂直プロペラ３６〜４１は、それぞれ図示しないモータ（回転駆動源の一例）によって回転駆動され、軸受によって回転自在に支持される垂直軸を有し、垂直軸の上端部にプロペラ材４２が設けられている。６個（３個以上の一例）の垂直プロペラ３６〜４１はそれぞれ前記モータによって所定方向に回転駆動され、浮上ロボット２１に均等な揚力を垂直方向に発生させている。 Vertical propellers 36 to 41 are provided with the same height at the tips of the six arms 22 to 27 formed around the upper member 28. Each of the vertical propellers 36 to 41 is rotationally driven by a motor (an example of a rotational drive source) (not shown), has a vertical shaft that is rotatably supported by a bearing, and a propeller material 42 is provided at an upper end portion of the vertical shaft. ing. Six (three or more examples) vertical propellers 36 to 41 are each driven to rotate in a predetermined direction by the motor, and cause the flying robot 21 to generate an even lift in the vertical direction.

軽量フレーム１１の中央、即ち台部３３の上部には、内部にそれぞれ図示しないサスペンション機構を有する支柱１２〜１５が立設され、支柱１２〜１５によって上フレーム１６の四隅が支持されている。この上フレーム１６は平面視して略矩形となって、高さを揃えて配置され、左右がそれぞれ前後に対となる４つのガイド車輪１７〜２０を有する車輪機構４４を備えている。なお、サスペンション機構を有することによって、軽量フレーム１１において発生する振動や揺れが上フレーム１６に伝わり難くなり、以下に説明する検査手段の設定位置がより正確になり、更に測定精度が高まる。 At the center of the lightweight frame 11, that is, at the top of the base portion 33, pillars 12 to 15 each having a suspension mechanism (not shown) are erected, and the four corners of the upper frame 16 are supported by the pillars 12 to 15. The upper frame 16 is provided with a wheel mechanism 44 having four guide wheels 17 to 20 which are substantially rectangular in a plan view and are arranged with the same height and which are paired on the left and right sides. Note that the suspension mechanism makes it difficult for vibrations and vibrations generated in the lightweight frame 11 to be transmitted to the upper frame 16, and the setting position of the inspection means described below becomes more accurate, and the measurement accuracy is further increased.

車輪機構４４は、それぞれ同一の回転駆動源（モータ）によって同時回転する前後のガイド車輪１９、２０と、前後のガイド車輪１８、１７を有している。ガイド車輪１８〜２０の内側には軸受で支持された車軸がそれぞれ設けられ、それぞれの車軸にはプーリが設けられ、回転駆動源の出力軸に設けられたプーリとベルトによって連結されている。この実施の形態は２つの回転駆動源（即ち、第１、第２のガイド車輪駆動手段の一部を構成する）があって、前後にあるガイド車輪１８、１７は同時回転し、更に前後にあるガイド車輪１９、２０は同時に回転する。また、左右にあるガイド車輪１８、１７とガイド車輪１９、２０とは独立に回転させる。これにより、この浮上ロボット２１を前進、後退又は旋回できるようにしている。なお、ガイド車輪１７〜２０は浮上ロボット２１に十分な揚力を持たせて、構造物の天井面にガイド車輪１７〜２０が当接する状態で、有効に作動する。 The wheel mechanism 44 includes front and rear guide wheels 19 and 20 and front and rear guide wheels 18 and 17 that are simultaneously rotated by the same rotational drive source (motor). Axles supported by bearings are respectively provided inside the guide wheels 18 to 20, and pulleys are provided on the respective axles. The pulleys are connected to the pulleys provided on the output shaft of the rotational drive source by belts. In this embodiment, there are two rotational driving sources (that is, a part of the first and second guide wheel driving means), and the front and rear guide wheels 18 and 17 rotate simultaneously, and further forward and backward. Some guide wheels 19, 20 rotate simultaneously. Further, the guide wheels 18 and 17 on the left and right and the guide wheels 19 and 20 are rotated independently. Thereby, this floating robot 21 can be moved forward, backward, or turned. The guide wheels 17 to 20 operate effectively when the floating robot 21 has sufficient lift and the guide wheels 17 to 20 are in contact with the ceiling surface of the structure.

この実施の形態では、上フレーム１６の下部位置にアーム材４５の基部が固定され、アーム材４５の先部には、近接撮影手段の一例であるビデオカメラ４６が傾動手段４７を介して設けられている。この場合、ビデオカメラ４６は、検査対象となる構造物の天井面にガイド車輪１７〜２０が当接した上フレーム１６に設けられているので、より静置状態を保つことになる。なお、軽量フレーム１１によって発生する振動等もサスペンション機構によって軽減される。 In this embodiment, a base portion of the arm member 45 is fixed at a lower position of the upper frame 16, and a video camera 46, which is an example of a close-up photographing unit, is provided on the tip portion of the arm member 45 via a tilting unit 47. ing. In this case, since the video camera 46 is provided on the upper frame 16 in which the guide wheels 17 to 20 are in contact with the ceiling surface of the structure to be inspected, the video camera 46 is kept still. Note that vibration generated by the lightweight frame 11 is also reduced by the suspension mechanism.

図１において、４８はＧＰＳアンテナを示し、この浮上ロボット２１の位置を三次元的に測定する。４９は制御ボックスを示し、軽量フレーム１１の中央に配置され、内部には各回転動力源となるモータを駆動する電池、地上と連絡をとってこの浮上ロボット２１を用いた構造物検査装置１０を制御する制御部とを有する。
この実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置１０においては、各モータ等の電源として電池を用いたが、図１に示すように、地上まで延設されたロープ６７付きのケーブル（電力線と信号線）５０を用いることも可能であり、これによってより浮上ロボット２１の軽量化を図ることができ、長時間作業が可能となる。なお、ケーブルの強度が十分にある場合は、ロープは省略できる。 In FIG. 1, reference numeral 48 denotes a GPS antenna, which measures the position of the flying robot 21 three-dimensionally. Reference numeral 49 denotes a control box, which is arranged at the center of the lightweight frame 11 and has a battery for driving a motor as a rotational power source and a structure inspection apparatus 10 using this floating robot 21 in contact with the ground. A control unit for controlling.
In the structure inspection apparatus 10 using the floating robot according to this embodiment, a battery is used as a power source for each motor or the like, but as shown in FIG. 1, a cable with a rope 67 extending to the ground ( It is also possible to use a power line and a signal line) 50. This makes it possible to reduce the weight of the flying robot 21 and to work for a long time. If the cable has sufficient strength, the rope can be omitted.

また、図４に２点鎖線で示すように、浮上ロボット２１の周囲には軽量部材（例えば、アルミニウム、その合金、マグネシウム、カーボン繊維、硬質プラスチック）からなり、軽量フレーム１１と一体となるガードフレーム５２を設けるのが好ましい。このガードフレーム５２は、浮上ロボットを用いた構造物検査装置１０の上部を除く部分を覆っているが、垂直プロペラ３６〜４１の周囲のみを覆っていてもよい。 Further, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4, a guard frame that is made of a lightweight member (for example, aluminum, its alloy, magnesium, carbon fiber, and hard plastic) around the floating robot 21 and is integrated with the lightweight frame 11. 52 is preferably provided. The guard frame 52 covers a portion excluding the upper portion of the structure inspection apparatus 10 using the floating robot, but may cover only the periphery of the vertical propellers 36 to 41.

前記実施の形態においては、検査手段として、ビデオカメラ４６を使用しているので、画質、立体感が、遠方から見るより鮮明となり、床板裏側コンクリート面、橋梁等においては下からは見えない、部分、部材、コンクリートのひび割れ、段差、割れ目、又は桁の接続部等を画像検知できる。 In the above embodiment, since the video camera 46 is used as the inspection means, the image quality and the three-dimensional effect are clearer than when viewed from a distance, and the floor back side concrete surface, bridge, etc. cannot be seen from below. It is possible to detect an image of a member, a crack of concrete, a step, a crack, a connection part of a girder, or the like.

前記実施の形態においては、検査手段としてビデオカメラ４６を用いたが、スチルカメラでもよい。また、図５（Ａ）に示すように超音波によって鉄板（構造物の一例）５３を検査することもできる。この場合、圧電素子を用いた超音波センサ（超音波検査手段の一例）を用いると、水等の接触媒質を必要とするが、電磁力を使用する電磁超音波センサ（ＥＭＡＴ：Electromagnetic Acoustic transducer)５４、５５を用いると、水等の検査媒質を必要としないで、鉄板５３の減肉状態５６、鉄板（部材）５３の割れ５７等、金属の劣化状態を検知できる。また、一つの電磁超音波センサを用いてすべての検査を行うこともできる。 In the above embodiment, the video camera 46 is used as the inspection means, but a still camera may be used. Further, as shown in FIG. 5A, an iron plate (an example of a structure) 53 can be inspected by ultrasonic waves. In this case, when an ultrasonic sensor using a piezoelectric element (an example of ultrasonic inspection means) is used, a contact medium such as water is required, but an electromagnetic ultrasonic sensor (EMAT: Electromagnetic Acoustic transducer) that uses electromagnetic force. When 54 and 55 are used, it is possible to detect the deterioration state of the metal such as the thinned state 56 of the iron plate 53 and the crack 57 of the iron plate (member) 53 without requiring an inspection medium such as water. Also, all inspections can be performed using one electromagnetic ultrasonic sensor.

超音波検査手段の一例として電磁超音波センサを用いる場合は、浮上ロボット２１に、垂直方向、水平方向、及び旋回が可能な３軸以上のロボットアームを取付け、その先部に電磁超音波センサ5 4 、５５等を取り付けるのがよい。
なお、水やグリセリン等の媒質が使用できる場所において、超音波検査手段として、通常の振動素子を用いた超音波センサを一部に用いてもよい。 When an electromagnetic ultrasonic sensor is used as an example of the ultrasonic inspection means, a robot arm having three or more axes capable of vertical, horizontal, and turning is attached to the floating robot 21, and the electromagnetic ultrasonic sensor 5 is attached to the tip of the robot arm. 4, 55 etc. should be attached.
In a place where a medium such as water or glycerin can be used, an ultrasonic sensor using a normal vibration element may be used as a part of the ultrasonic inspection means.

また、図５（Ｂ）に示すように、検査手段に打音検査手段（機構）５８を用いてもよい。この打音検査手段５８はハンマー５９（６０〜６２も同じ）を湾曲したカーボンシャフト（通常のシャフトでもよい）６３で支持し、カーボンシャフト６３を回転させて、ハンマー５９を対象物（構造物）に当てて、その打撃音をマイクロホン６５で記憶し、対象物の状況を音によって判断するものである。ここで、ハンマー５９〜６２の重量は異なる。なお、６６は取付け部材を示し、カーボンシャフト６３を回転する機構は図示されていない。特に、打音検査手段５８はトンネル等のコンクリート構造物の検査に優れている。 Further, as shown in FIG. 5 (B), a hammering inspection means (mechanism) 58 may be used as the inspection means. This hammering sound inspection means 58 supports a hammer 59 (same for 60 to 62) by a curved carbon shaft (or a normal shaft) 63, rotates the carbon shaft 63, and hits the hammer 59 against an object (structure). Then, the hitting sound is memorized by the microphone 65, and the situation of the object is judged by the sound. Here, the weights of the hammers 59 to 62 are different. Reference numeral 66 denotes an attachment member, and a mechanism for rotating the carbon shaft 63 is not shown. In particular, the hitting sound inspection means 58 is excellent for inspection of concrete structures such as tunnels.

図５（Ｃ）には検査手段の一例として、塗膜検査手段６８を示す。塗膜検査手段６８としては、渦流センサを使用するのが一般的で、極めて薄い塗膜であってもその厚さを正確に測定できる。
以上の検査手段の測定値は、対象物の場所、測定時間と共に、データとして記憶する必要がある。従って、ＧＰＳアンテナ４８から受信されるＧＰＳ信号、ガイド車輪１７〜２０のいずれか１又は２〜４に設けたロータリエンコーダの出力値、レーザセンサ等からこの浮上ロボットを用いた構造物検査装置１０の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、及びガイド車輪１７〜２０の向き等を検知する。 FIG. 5C shows a coating film inspection unit 68 as an example of the inspection unit. As the coating film inspection means 68, an eddy current sensor is generally used, and the thickness of an extremely thin coating film can be accurately measured.
The measurement values of the above inspection means need to be stored as data together with the location of the object and the measurement time. Accordingly, the GPS signal received from the GPS antenna 48, the output value of the rotary encoder provided on any one or 2 to 4 of the guide wheels 17 to 20, the laser sensor, etc., of the structure inspection apparatus 10 using this floating robot. The position (X, Y, Z), the direction of the guide wheels 17 to 20 and the like are detected.

なお、浮上ロボット２１が走行する場合は、障害物に衝突すると壊れるので、水平方向の障害物を検知するセンサを有しているのがより好ましい。制御ボックス４９内には、制御部が設けられているが、制御部は主としてマイコンからなって、各センサからデータを入力し、所定のプログラムによって指示信号を出力している。 In addition, when the flying robot 21 travels, it breaks when it collides with an obstacle, so it is more preferable to have a sensor for detecting the obstacle in the horizontal direction. A control unit is provided in the control box 49. The control unit mainly includes a microcomputer, inputs data from each sensor, and outputs an instruction signal according to a predetermined program.

従って、この浮上ロボットを用いた構造物検査装置１０を使用する場合、まずは位置データを制御部に与え、検査する対象物の領域、いかなる検査手段を用いるかを入力する。垂直プロペラ３６〜４１を同一回転数で回転させると全体が浮上するが、荷重中心位置が、垂直プロペラ３６〜４１の中心位置からずれている場合は、浮上ロボット２１が傾くので、適当なバランサを付けるのが好ましい。なお、６本のアーム２２〜２７は円周方向に均等配置されているので、対向するアーム２２、２５、アーム２３、２６、アーム２４、２７にそれぞれ水平センサを設け、浮上ロボット２１を水平に保つように、各垂直プロペラ３６〜４１のモータの回転数を制御することもできる。 Therefore, when using the structure inspection apparatus 10 using the floating robot, first, position data is given to the control unit, and the region of the object to be inspected and what inspection means are used are input. When the vertical propellers 36 to 41 are rotated at the same number of revolutions, the entire surface is lifted up. It is preferable to attach. Since the six arms 22 to 27 are equally arranged in the circumferential direction, a horizontal sensor is provided for each of the opposing arms 22 and 25, arms 23 and 26, and arms 24 and 27 so that the floating robot 21 is placed horizontally. It is also possible to control the number of rotations of the motors of each vertical propeller 36 to 41 so as to keep.

浮上ロボット２１の上フレーム１６には左右に、それぞれ対として同時回転するガイド車輪１７、１８とガイド車輪２０、１９が設けられているので、これらを駆動するモータを制御して、浮上ロボット２１の前進、後退、旋回、右左折を行うことができる。この場合、垂直プロペラ３６〜４１の揚力によって、ガイド車輪１７〜２０を検査対象となる構造物の底面（又は天井面、測定面）に押しつけておく必要がある。なお、全部のガイド車輪１７〜２０を独立駆動することも可能であるが、ガイド車輪１７〜２０は、浮上ロボット２１を測定面に押しつけ、かつ方向を変えるためのものであるので、右の車輪１９、２０と左の車輪１７、１８が独立に駆動されればよい。 Since the upper frame 16 of the floating robot 21 is provided with guide wheels 17 and 18 and guide wheels 20 and 19 that rotate simultaneously in pairs on the left and right sides, the motor that drives them is controlled to control the floating robot 21. You can move forward, backward, turn and turn left and right. In this case, it is necessary to press the guide wheels 17 to 20 against the bottom surface (or ceiling surface, measurement surface) of the structure to be inspected by the lift of the vertical propellers 36 to 41. Although all the guide wheels 17 to 20 can be driven independently, the guide wheels 17 to 20 are for pressing the floating robot 21 against the measurement surface and changing the direction, so that the right wheel 19, 20 and the left wheels 17, 18 may be driven independently.

電池は全く使用しないで、ケーブル５０によって電力を地上から供給することもできる。この場合は、検査時間は自由に変更できる。ケーブル５０が十分に張力を有する場合は、軽量な合成樹脂繊維製のロープ６７をケーブル５０に沿わせることもでき、ロープ６７を引っ張ると浮上ロボット２１は測定面から離れる。ロープ６７を操作して浮上ロボット２１の位置制御を行うことができる。浮上ロボット２１に設けられている各検査手段の測定データの伝送は、電波を用いて地上のコントローラに送ることもできるが、ケーブルを使用（有線で）することもできる。 The battery can be supplied from the ground by the cable 50 without using any battery. In this case, the inspection time can be freely changed. When the cable 50 has sufficient tension, a lightweight synthetic resin fiber rope 67 can be provided along the cable 50, and when the rope 67 is pulled, the floating robot 21 moves away from the measurement surface. The position of the floating robot 21 can be controlled by operating the rope 67. Transmission of measurement data of each inspection means provided in the floating robot 21 can be sent to a controller on the ground using radio waves, but a cable can also be used (wired).

図６に本発明の第２の実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置７０を示すが、第１の実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置１０と同一の構成要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略する（以下の実施の形態においても同じ）。
この実施の形態においては、軽量フレーム１１ａを構成する上部材２８ａの周囲から外方向に４本のアーム７１〜７４が設けられ、円周方向に均等配置された各アーム７１〜７４の先部には垂直プロペラ７５〜７８が設けられいる。垂直プロペラ７５〜７８の個々の構造は、垂直プロペラ３６〜４１と同一となって、内部に電動式のモータを備え、同時回転する。なお、符号２９ａは、上部材２８ａの直下に隙間を有して配置される下部材を示す。 FIG. 6 shows a structure inspection apparatus 70 using a floating robot according to the second embodiment of the present invention. The structure is the same as that of the structure inspection apparatus 10 using the floating robot according to the first embodiment. Elements are given the same reference numerals and detailed description is omitted (the same applies to the following embodiments).
In this embodiment, four arms 71 to 74 are provided outward from the periphery of the upper member 28a constituting the lightweight frame 11a, and the arms 71 to 74 are arranged evenly in the circumferential direction. Are provided with vertical propellers 75-78. The individual structures of the vertical propellers 75 to 78 are the same as those of the vertical propellers 36 to 41, and an electric motor is provided inside and rotates simultaneously. Reference numeral 29a denotes a lower member disposed with a gap immediately below the upper member 28a.

軽量フレーム１１ａの直上に脚部３２を介して台部３３が設けられ、台部３３の上に内部にサスペンション機構を有する支柱１２〜１５を介して上フレーム１６が設けられている。この上フレーム１６には、ガイド車輪１７〜２０が設けられている。
左右のガイド車輪１７、１８及び２０、１９は前後が同時回転し、左右は独立回転する。上フレーム１６の後部にはアーム材４５を介してビデオカメラ４６が傾動手段４７を介して傾動調整可能に設けられている。 A base portion 33 is provided directly above the lightweight frame 11a via a leg portion 32, and an upper frame 16 is provided on the base portion 33 via struts 12 to 15 having suspension mechanisms therein. The upper frame 16 is provided with guide wheels 17 to 20.
The left and right guide wheels 17, 18 and 20, 19 rotate simultaneously at the front and rear, and rotate independently at the left and right. A video camera 46 is provided at the rear portion of the upper frame 16 via an arm member 45 so as to be adjustable in tilt via a tilting means 47.

この浮上ロボット２１ａへの検査手段の取付け、及び測定方法については、浮上ロボットを用いた構造物検査装置１０と同一であり、浮上ロボットを用いた構造物検査装置７０の動作は、浮上ロボットを用いた構造物検査装置１０と略同一であるので、省略する。 The attachment of the inspection means to the floating robot 21a and the measuring method are the same as those of the structure inspection apparatus 10 using the floating robot, and the operation of the structure inspection apparatus 70 using the floating robot uses the floating robot. Since it is substantially the same as the structure inspection apparatus 10 that has been used, it is omitted.

続いて、図７、図８を参照して本発明の第３の実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置８０について説明する。
図７、図８に示すように、この浮上ロボットを用いた構造物検査装置８０の浮上ロボット８０ａは、中央の軽量フレーム８１と、軽量フレーム８１の周囲に高さを揃えて４つ（３つ以上）設けられたアーム８２〜８５と、円周方向に均等配置されたアーム８２〜８５の先部にそれぞれ設けられ、回転駆動源の一例であるモータによって駆動されて、垂直方向に揚力を発生させる垂直プロペラ８６〜８９とを有し、更に、軽量フレーム８１の上部に支持柱９０を介して設けられた上フレーム９１と、上フレーム９１に設けられた上向きの車輪機構９２とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。 Subsequently, a structure inspection apparatus 80 using a floating robot according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the floating robot 80a of the structure inspection apparatus 80 using this floating robot has four light-weight frames 81 at the center and four (three-piece) with the height aligned around the light-weight frame 81. The above is provided at the front ends of the provided arms 82 to 85 and the arms 82 to 85 equally arranged in the circumferential direction, and is driven by a motor which is an example of a rotational drive source to generate lift in the vertical direction. Vertical propellers 86 to 89, and an upper frame 91 provided on the upper portion of the lightweight frame 81 via a support column 90, and an upward wheel mechanism 92 provided on the upper frame 91. Yes. These will be described in detail below.

軽量フレーム８１は、上部材９３と下部材９３ａ及びこれを連結する支持部材９４とを有し、支持部材９４にアーム８２〜８５の基部が取付けられている。
垂直プロペラ８６〜８９はそれぞれ平面視して直交する上下２段のプロペラ材９５、９６を有している。これによって、小型のプロペラ（羽根）で大きな揚力を得ることができる。 The lightweight frame 81 includes an upper member 93, a lower member 93 a, and a support member 94 that couples the upper member 93, and bases of arms 82 to 85 are attached to the support member 94.
Each of the vertical propellers 86 to 89 has upper and lower propeller members 95 and 96 that are orthogonal to each other when seen in a plan view. Thereby, a large lift can be obtained with a small propeller (blade).

支持柱９０は複数本のロッド９７を有し、下端の取付け金具９８を介して、モータ（駆動源）を動力とする傾動手段９９によって、軽量フレーム８１に傾動可能に設けられている。支持柱９０の上部には上フレーム９１が固定されているので、結局は傾動手段９９によって、上フレーム９１が傾動する。上フレーム９１の上には４つのオムニホイール１００〜１０３が設けられている。このオムニホイール１００〜１０３は平面視して正方形状に配置され、それぞれがモータによって独立駆動となっているので、各モータの回転制御を行うことによって、自由に横方向に移動する。なお、４つのオムニホイール１００〜１０３は同一平面上を転動するようになっている。
また、同一方向を向いているオムニホイール１００、１０２と、１０１、１０３はシャフト等で連結して同期駆動することができる。 The support column 90 has a plurality of rods 97 and is tiltably provided on the lightweight frame 81 by a tilting means 99 that uses a motor (drive source) as power through a mounting bracket 98 at the lower end. Since the upper frame 91 is fixed to the upper part of the support pillar 90, the upper frame 91 is eventually tilted by the tilting means 99. Four omni wheels 100 to 103 are provided on the upper frame 91. The omni wheels 100 to 103 are arranged in a square shape in plan view, and are independently driven by motors. Therefore, the omni wheels 100 to 103 move freely in the lateral direction by controlling the rotation of each motor. The four omni wheels 100 to 103 roll on the same plane.
Further, the omni wheels 100, 102, 101, 103 facing in the same direction can be connected by a shaft or the like and driven synchronously.

軽量フレーム８１の下部には、アーム８２、８３の中間角度位置、及びアーム８４、８５の中間角度位置に、水平方向に推力を発生させ、駆動軸が水平となったカバー（保護カバー）１０４、１０４ａ付きの水平プロペラ１０５、１０６が左右対称に設けられている。これによって、浮上ロボットを用いた構造物検査装置８０を横方向に積極的に移動（前進、後退）させることができる。 At the lower part of the lightweight frame 81, a cover (protective cover) 104 in which thrust is generated in the horizontal direction at the intermediate angular position of the arms 82 and 83 and the intermediate angular position of the arms 84 and 85 and the drive shaft is horizontal, Horizontal propellers 105 and 106 with 104a are provided symmetrically. As a result, the structure inspection apparatus 80 using the floating robot can be actively moved (forward, backward) in the lateral direction.

水平プロペラ１０５、１０６はオムニホイール１００〜１０３が有効に使用できない場合に使用できる。なお、左右の水平プロペラ１０５、１０６は独立にモータ駆動されているので、浮上ロボット８０ａ自体の直進、後退、旋回を行うことができる。
左右の水平プロペラ１０５、１０６のカバー１０４、１０４ａの底部には長さ調整可能な着座１０７、１０８（脚の一例）が設けられ、地面等にこの浮上ロボットを用いた構造物検査装置８０を載せることができる。 The horizontal propellers 105 and 106 can be used when the omni wheels 100 to 103 cannot be used effectively. Since the left and right horizontal propellers 105 and 106 are independently motor-driven, the flying robot 80a itself can move straight, retreat, and turn.
Length adjustable seats 107 and 108 (an example of legs) are provided at the bottoms of the covers 104 and 104a of the left and right horizontal propellers 105 and 106, and a structure inspection apparatus 80 using this floating robot is placed on the ground or the like. be able to.

図８に示すように、上フレーム９１は、支持柱９０を介して軽量フレーム８１に傾動可能に設けられている。従って、上フレーム９１に取付けられている車輪機構９２は構造物への傾動角度を変えることができる。なお、支持柱９０の傾動は、モータを駆動源とする傾動手段９９によって行う。この場合、上フレーム９１の傾動角度が変わると、浮上ロボット８０ａ自体の重心位置が変わって、浮上ロボット８０ａが傾くので、支持柱９０の傾動側と反対方向に重心移動を補正するカウンタウェイト１１０を備えた重心調整装置１１１が設けられている。 As shown in FIG. 8, the upper frame 91 is provided so as to be tiltable to the lightweight frame 81 via a support column 90. Therefore, the wheel mechanism 92 attached to the upper frame 91 can change the tilt angle to the structure. The support column 90 is tilted by tilting means 99 using a motor as a drive source. In this case, if the tilt angle of the upper frame 91 changes, the position of the center of gravity of the floating robot 80a itself changes, and the floating robot 80a tilts. Therefore, the counterweight 110 that corrects the center of gravity movement in the direction opposite to the tilt side of the support column 90 is provided. The provided center-of-gravity adjusting device 111 is provided.

重心調整装置１１１は作業者が、浮上ロボット８０ａの傾きを見ながら調整する手動調整であってもよいが、カウンタウェイト１１０をガイド１１２に沿ってモータで動かすのが好ましい。この場合、水平角度センサを用いて必要な場合常時自動的に水平を保つようにしてもよい（自動移動）。
また、カウンタウェイトの移動のみをモータで行い、カウンタウェイトの停止位置は作業者が決めるようにしてもよい（半自動）。 The center-of-gravity adjusting device 111 may be manually adjusted by an operator while watching the inclination of the floating robot 80a, but it is preferable to move the counterweight 110 along the guide 112 with a motor. In this case, a horizontal angle sensor may be used to automatically keep the level always when necessary (automatic movement).
Further, only the movement of the counterweight may be performed by a motor, and the stop position of the counterweight may be determined by the operator (semi-automatic).

車輪機構９２が傾くと、トンネル等の傾斜面に沿わせて、浮上ロボット８０ａを移動させ、近接撮影手段、打音検査手段、超音波検査手段、及び塗膜検査手段等の検査手段によってトンネル内の状況を把握できる。
特にオムニホイール１００〜１０３を用いているので、そのまま傾斜角度を変えない横方向（即ち、トンネルの長さ方向）に移動ができる。 When the wheel mechanism 92 is tilted, the floating robot 80a is moved along an inclined surface such as a tunnel, and the inside of the tunnel is inspected by an inspection means such as a close-up photographing means, a sound inspection means, an ultrasonic inspection means, and a coating film inspection means. Can understand the situation.
In particular, since the omni wheels 100 to 103 are used, it is possible to move in the lateral direction (that is, the length direction of the tunnel) without changing the inclination angle.

本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の一部の構成要素を他の実施の形態に用いる場合も本発明は適用される。
例えば、第１、第２の実施の形態に係る浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、ガイド車輪の代わりにオムニホイールを使用することが可能であり、第３の実施の形態において、ガイド車輪を使用することもできる。
軽量フレーム及び上フレームの構造は任意である。ロープとケーブルは省略可能で、この場合、電池とリモートコントローラを使用する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is also applied when some components of each embodiment are used in other embodiments.
For example, in the structure inspection apparatus using the floating robot according to the first and second embodiments, it is possible to use an omni wheel instead of the guide wheel. In the third embodiment, the guide wheel Can also be used.
The structure of the lightweight frame and the upper frame is arbitrary. Rope and cable can be omitted, in this case using batteries and a remote controller.

１０：浮上ロボットを用いた構造物検査装置、１１、１１ａ：軽量フレーム、１２〜１５：支柱、１６：上フレーム、１７〜２０：ガイド車輪、２１、２１ａ：浮上ロボット、２２〜２７：アーム、２８、２８ａ：上部材、２９、２９ａ：下部材、３０：支持部材、３２：脚部、３３：台部、３４：脚、３６〜４１：垂直プロペラ、４２：プロペラ材、４４：車輪機構、４５：アーム材、４６：ビデオカメラ、４７：傾動手段、４８：ＧＰＳアンテナ、４９：制御ボックス、５０：ケーブル、５２：ガードフレーム、５３：鉄板、５４、５５：電磁超音波センサ、５６：減肉状態、５７：割れ、５８：打音検査手段、５９〜６２：ハンマー、６３：カーボンシャフト、６５：マイクロホン、６６：取付け部材、６７：ロープ、６８：塗膜検査手段、７０：浮上ロボットを用いた構造物検査装置、７１〜７４：アーム、７５〜７８：垂直プロペラ、８０：浮上ロボットを用いた構造物検査装置、８０ａ：浮上ロボット、８１：軽量フレーム、８２〜８５：アーム、８６〜８９：垂直プロペラ、９０：支持柱、９１：上フレーム、９２：車輪機構、９３：上部材、９３ａ：下部材、９４：支持部材、９５、９６：プロペラ材、９７：ロッド、９８：取付け金具、９９：傾動手段、１００〜１０３：オムニホイール、１０４、１０４ａ：カバー、１０５、１０６：水平プロペラ、１０７、１０８：着座、１１０：カウンタウェイト、１１１：重心調整装置、１１２：ガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Structure inspection apparatus using floating robot, 11, 11a: Light weight frame, 12-15: Support | pillar, 16: Upper frame, 17-20: Guide wheel, 21, 21a: Levitation robot, 22-27: Arm, 28, 28a: Upper member, 29, 29a: Lower member, 30: Support member, 32: Leg part, 33: Base part, 34: Leg, 36-41: Vertical propeller, 42: Propeller material, 44: Wheel mechanism, 45: arm material, 46: video camera, 47: tilting means, 48: GPS antenna, 49: control box, 50: cable, 52: guard frame, 53: iron plate, 54, 55: electromagnetic ultrasonic sensor, 56: reduction Meat state, 57: crack, 58: hammering test means, 59-62: hammer, 63: carbon shaft, 65: microphone, 66: mounting member, 67: rope, 68: coating film inspection Step: 70: Structure inspection apparatus using a floating robot, 71-74: Arm, 75-78: Vertical propeller, 80: Structure inspection apparatus using a floating robot, 80a: Levitation robot, 81: Light weight frame, 82 85: Arm, 86-89: Vertical propeller, 90: Support column, 91: Upper frame, 92: Wheel mechanism, 93: Upper member, 93a: Lower member, 94: Support member, 95, 96: Propeller material, 97 : Rod, 98: Mounting bracket, 99: Tilt means, 100 to 103: Omni wheel, 104, 104a: Cover, 105, 106: Horizontal propeller, 107, 108: Seating, 110: Counterweight, 111: Center of gravity adjustment device, 112: Guide

Claims (13)

（１）中央の軽量フレームと、該軽量フレームの周囲に高さを揃えて３つ以上設けられ、回転駆動源によって駆動されて、垂直方向に揚力を発生させる垂直プロペラと、前記軽量フレームの中央の上位置に設けられた上フレームと、該上フレームに設けられた車輪機構とを有する浮上ロボットと、（２）該浮上ロボットに搭載された近接撮影手段、打音検査手段、超音波検査手段、及び塗膜検査手段のいずれか１又は２以上の検査手段とを有する浮上ロボットを用いた構造物検査装置であって、
前記車輪機構は、高さを揃えて配置され左右がそれぞれ前後に対となる４つのガイド車輪と、該４つのガイド車輪のうち前後のガイド車輪を左右独立に駆動できる第１、第２のガイド車輪駆動手段を有することを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 (1) A central lightweight frame, a vertical propeller provided with three or more heights around the lightweight frame and driven by a rotational drive source to generate vertical lift, and a center of the lightweight frame A floating robot having an upper frame provided at an upper position and a wheel mechanism provided on the upper frame, and (2) a close-up photographing means, a hammering inspection means, and an ultrasonic inspection means mounted on the floating robot. And a structure inspection apparatus using a floating robot having any one or two or more inspection means of coating film inspection means,
The wheel mechanism includes four guide wheels that are arranged at the same height and have left and right pairs, and first and second guides that can independently drive the front and rear guide wheels of the four guide wheels. A structure inspection apparatus using a floating robot, characterized by comprising wheel driving means. （１）中央の軽量フレームと、該軽量フレームの周囲に高さを揃えて３つ以上設けられ、回転駆動源によって駆動されて、垂直方向に揚力を発生させる垂直プロペラと、前記軽量フレームの中央の上位置に設けられた上フレームと、該上フレームに設けられた車輪機構とを有する浮上ロボットと、（２）該浮上ロボットに搭載された近接撮影手段、打音検査手段、超音波検査手段、及び塗膜検査手段のいずれか１又は２以上の検査手段とを有する浮上ロボットを用いた構造物検査装置であって、
前記上フレームは、前記軽量フレームに傾動可能に設けられていると共に、前記上フレームの傾動に伴い発生する全体の重心移動を補正するカウンタウェイトが設けられていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 (1) A central lightweight frame, a vertical propeller provided with three or more heights around the lightweight frame and driven by a rotational drive source to generate vertical lift, and a center of the lightweight frame A floating robot having an upper frame provided at an upper position and a wheel mechanism provided on the upper frame, and (2) a close-up photographing means, a hammering inspection means, and an ultrasonic inspection means mounted on the floating robot. And a structure inspection apparatus using a floating robot having any one or two or more inspection means of coating film inspection means,
The upper frame is provided on the lightweight frame so as to be able to tilt, and a counterweight for correcting the overall center-of-gravity movement caused by the tilting of the upper frame is provided. Structure inspection device. 請求項２記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記上フレームの傾動は、駆動源を備えた傾動手段によって行われることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 3. The structure inspection apparatus using a floating robot according to claim 2, wherein the upper frame is tilted by tilting means having a drive source. 請求項１〜３のいずれか１記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記垂直プロペラは、前記軽量フレームに均等配置された４本のアームを介して４個設けられていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 The structure inspection apparatus using the floating robot according to any one of claims 1 to 3, wherein four vertical propellers are provided via four arms that are equally arranged on the lightweight frame. A structure inspection system using a characteristic floating robot. 請求項１〜３のいずれか１記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記垂直プロペラは、前記軽量フレームに均等配置された６本のアームを介して６個設けられていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 The structure inspection apparatus using the floating robot according to any one of claims 1 to 3, wherein six vertical propellers are provided via six arms arranged equally on the lightweight frame. A structure inspection system using a characteristic floating robot. 請求項４又は５記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記各垂直プロペラは、平面視して直交する上下２段のプロペラ材を有していることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 6. The structure inspection apparatus using a floating robot according to claim 4 or 5, wherein each vertical propeller has two upper and lower propeller members orthogonal to each other in plan view. Structure inspection device. 請求項１〜６のいずれか１記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記軽量フレームの下部には、水平方向に推力を発生させ、駆動軸が水平となったカバー付きの水平プロペラが左右対称に設けられていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 The structure inspection apparatus using the floating robot according to claim 1, wherein a horizontal propeller with a cover in which a thrust is generated in a horizontal direction and a drive shaft is horizontal at a lower portion of the lightweight frame. A structure inspection apparatus using a floating robot, characterized in that is provided symmetrically. 請求項１〜７のいずれか１記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記垂直プロペラの周囲には、前記軽量フレームと一体となるガードフレームが設けられていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 8. A structure inspection apparatus using a floating robot according to claim 1, wherein a guard frame integrated with the lightweight frame is provided around the vertical propeller. Structure inspection device using a robot. 請求項１〜８のいずれか１記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記浮上ロボットの動力源は電力であって、地上からロープに沿って又はロープ無しで設けられたケーブルによって供給されていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 The structure inspection apparatus using the floating robot according to claim 1, wherein the power source of the floating robot is electric power, and is supplied from the ground along a rope or without a rope. A structure inspection apparatus using a floating robot characterized by 請求項１〜９のいずれか１記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記軽量フレームの下部には３本以上の脚が設けられていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 10. A structure inspection apparatus using a floating robot according to claim 1, wherein three or more legs are provided at a lower portion of the lightweight frame. Inspection equipment. 請求項１〜１０のいずれか１記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記浮上ロボットに設けられている前記各検査手段の測定データの伝送は、電波を用いて又は有線で地上のコントローラに送っていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 The structure inspection apparatus using the floating robot according to any one of claims 1 to 10, wherein measurement data of each of the inspection means provided in the floating robot is transmitted on the ground using radio waves or wired. A structure inspection device using a floating robot, which is sent to the controller. 請求項１〜１１のいずれか１記載の浮上ロボットを用いた構造物検査装置において、前記軽量フレームと前記上フレームとはサスペンション機構を介して連結されていることを特徴とする浮上ロボットを用いた構造物検査装置。 The structure inspection apparatus using the floating robot according to claim 1, wherein the lightweight frame and the upper frame are connected via a suspension mechanism. Structure inspection device. 構造物の検査手段を搭載した浮上ロボットの下部に、地上まで届くロープを設け、該ロープを操作することによって前記浮上ロボットの位置制御を行うことを特徴とする構造物の検査方法。 A structure inspection method, wherein a rope reaching the ground is provided under a floating robot equipped with a structure inspection means, and the position of the floating robot is controlled by operating the rope.
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