JP2019127084A

JP2019127084A - 散布用飛行装置

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Publication number: JP2019127084A
Application number: JP2018008580A
Authority: JP
Inventors: 研巽; Ken Tatsumi
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2038-01-23
Also published as: JP7011474B2

Abstract

【課題】液体の散布作業の作業効率の向上を図る。【解決手段】飛行体１２に設けられた液体散布用のノズル１４に液体を供給する液体供給用ホース１８と、ノズル１４に圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホース２０とを設けたので、散布する液体の量が制約されないため、液体を散布する作業効率の向上を図る上で有利となる。液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０とが制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０により束ねられ、制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０は束線材料として機能しているので、液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０と制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０とが絡むことがなく、飛行体１２の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。【選択図】図１

Description

本発明は、液体を散布対象物に向けて散布する散布用飛行装置に関する。

特許文献１には、ドローン（無人飛行体）を用いて薬剤などの液体の散布を行なう技術が開示されている。
上記従来技術では、ドローンは、液体を貯えたタンク、液体を散布するノズル、タンクの液体をノズルに圧送するポンプなどを搭載している。

特開２０１７−１４４８１１号公報

上記従来技術では、液体の散布量がタンクの容量で制約され、また、ドローンに搭載可能なタンクの重量も制約されることから、液体の散布量や液体を散布する面積が限定されるので、液体の散布を大量にあるいは広範囲にわたって行なうことは困難であり、液体を散布する作業効率の向上を図る上で不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利な散布用飛行装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、散布対象物に沿って飛行する飛行体と、前記飛行体に設けられた液体散布用のノズルと、前記ノズルに液体を供給する液体供給用ホースと、前記ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホースと、前記飛行体の飛行制御を行なう飛行制御部と、前記液体および前記圧縮空気の前記ノズルからの噴射を制御する噴射制御部と、前記飛行制御部および前記噴射制御部との間で制御情報の通信を行なう通信ケーブルと、を備えた散布用飛行装置であって、前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとが前記通信ケーブルにより束ねられ、前記通信ケーブルは束線材料として機能していることを特徴とする。
また、本発明は、前記飛行体は、プロペラと、前記プロペラを回転駆動する電気モータを含んだプロペラ駆動部とを有し、前記プロペラ駆動部に電力を供給する電力供給用ケーブルをさらに備え、前記電力供給用ケーブルは前記通信ケーブルと束ねられ、前記電力供給用ケーブルは前記通信ケーブルと共に前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとの束線材料として機能していることを特徴とする。
また、本発明は、前記ノズルと前記プロペラはＮ個（ただしＮは３以上の自然数）ずつ設けられ、飛行体は前記ノズルと前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースと前記プロペラを支持する機体を備え、平面視した場合、各ノズルは、前記機体の中心を中心としＮ個の前記プロペラの旋回軌跡の外周部に接する仮想円の半径方向外側に離れた箇所に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記飛行体は、カメラと、前記カメラの制御を行なうカメラ制御部とを有し、前記カメラ制御部との間で制御情報および画像情報の通信を行なうカメラ用通信ケーブルをさらに備え、前記カメラ用通信ケーブルは前記通信ケーブルと束ねられ、前記カメラ用通信ケーブルは前記通信ケーブルと共に前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとの束線材料として機能していることを特徴とする。
また、本発明は、前記液体は、塗料またはモルタルまたは農薬剤または殺虫剤または消火剤または水であることを特徴とする。

本発明によれば、飛行体に設けられた液体散布用のノズルに液体を供給する液体供給用ホースと、ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホースとを設けたので、散布する液体の量が制約されないため、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、液体供給用ホースと圧縮空気供給用ホースと通信ケーブルとが絡むことがなく、飛行体の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、プロペラ駆動部に電力を供給する電力供給用ケーブルを備えているので、飛行体の飛行時間が飛行体に搭載されたバッテリの容量に制約されないため、液体を散布する作業効率の向上を図る上で有利となり、また、液体供給用ホースと圧縮空気供給用ホースと電力供給用ケーブルとが絡むことがなく、飛行体の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、プロペラの回転により生ずる気流の影響を受けず、ノズルによる液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、液体供給用ホースと圧縮空気供給用ホースとカメラ用通信ケーブルとが絡むことがなく、飛行体の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、ノズルにより散布する液体として、塗料またはモルタルまたは農薬剤または殺虫剤または消火剤または水を用いることができ、様々な液体の散布作業を行なう上で有利となる。

実施の形態に係る散布用飛行装置の全体構成を示す説明図である。飛行体の平面図である。飛行体の側面図であり、ノズルから水平方向に液体が噴射されている状態を示す。飛行体の側面図であり、通信ケーブルにより束ねられた液体供給用ホースと圧縮空気供給用ホースが伸長しノズルから斜め上方および斜め下方に液体が噴射されている状態を示す。通信ケーブルにより束ねられた液体供給用ホースと圧縮空気供給用ホースの拡大図である。実施の形態に係る散布用飛行装置の全体構成を示すブロック図である。操作制御部の構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係る散布用飛行装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１に示すように、散布用飛行装置１０は、飛行体１２と、ノズル１４と、カメラ１６と、液体供給用ホース１８と、圧縮空気供給用ホース２０と、飛行制御部２２（図６）と、噴射制御部２４（図６）と、カメラ制御部２６（図６）と、制御用通信ケーブル２８と、カメラ用通信ケーブル３０と、電力供給用ケーブル３２と、電源装置３４と、コンプレッサ３６と、液体タンク３８と、液体圧送ポンプ４０と、操作制御部４２などを含んで構成されている。

なお、本明細書において、液体とは、塗料、モルタル、農薬剤、殺虫剤、消火剤、水などの散布可能な液体を含み、液体の散布とは、液体を霧状にして散布することに加え、塗料やモルタルを対象物に吹付けることを含むものとする。

飛行体１２は、散布対象物に沿って飛行するものであり、いわゆるドローンなどの無人飛行体を含む。
図２、図３、図４に示すように、飛行体１２は、機体４４と、４つのプロペラ４６（回転翼）と、プロペラ駆動部４８と、飛行制御部２２（図６）とを含んで構成されている。
なお、本実施の形態では、飛行体１２が４つのプロペラ４６を備える場合について説明するが、プロペラ４６の数は、機体４４が安定して飛行するために、３つ以上であればよい。
機体４４は、平面視した状態で、中央に位置するフレーム４４０２と、アーム４４０４と、支持部材４４０６とを含んで構成されている。
フレーム４４０２の外周部には、フレーム４４０２の周方向に９０度の間隔をおいて突出する４つの突出部４４０８が設けられ、アーム４４０４は隣り合う突出部４４０８の間に位置するフレーム４４０２の箇所から突設され、したがって、アーム４４０４は４つ設けられている。
また、支持部材４４０６は、各突出部４４０８の先端から突設され、それらの先部でそれぞれノズル１４を支持している。したがって、ノズル１４は、４つの支持部材４４０６の先部にそれぞれ設けられた第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄで構成されている。

プロペラ４６は、４つのアーム４４０４の先端にそれぞれ回転可能に支持されている。
図３、図４、図６に示すように、プロペラ駆動部４８は、プロペラ４６を回転駆動する電気モータ４８０２を含んで構成され、本実施の形態では、プロペラ４６毎に電気モータ４８０２が設けられている。
すなわち、本実施の形態では、各アーム４４０４の先端に電気モータ４８０２が支持され、電気モータ４８０２の出力軸にプロペラ４６が支持されている。
それら電気モータ４８０２は、電力供給用ケーブル３２を介して供給される電力に基づいて動作する。

ノズル１４は、液体を圧縮空気と混合して噴射することで液体を対象物に散布するものである。
図２に示すように、平面視した場合、各支持部材４４０６は隣り合うプロペラ４６の旋回軌跡Ｐの間を延在している。
そして、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄは、機体４４の中心を中心とし４つのプロペラ４６の旋回軌跡Ｐの外周部に接する仮想円Ｃの半径方向外側に離れた箇所に配置されている。
これによりプロペラ４６の回転により生ずる気流の影響を受けず、ノズル１４による液体の散布作業を効率よく行えるように図られている。

図６に示すように、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄは、圧縮空気が供給される圧縮空気入口１４０２と、液体が供給される液体入口１４０４と、液体および圧縮空気を噴射する噴射口１４０６とを備え、圧縮空気と液体が供給されることで、圧縮空気と液体を混合して噴射口１４０６から噴射する。
図２、図３に示すように、第１ノズル１４Ａと第２ノズル１４Ｂは、互いに１８０度位相が異なる２つの支持部材４４０６に設けられ、それぞれ機体４４の中心軸に対して直交する方向に噴射口１４０６を向けて、すなわち、機体４４の中心軸に対して直交する方向に液体の散布方向を向けて設けられている。
図２、図４に示すように、第３ノズル１４Ｃは、残りの２つの支持部材４４０６の一方に設けられ、機体４４の中心軸に対して機体４４の斜め上方に噴射口１４０６を向けて、すなわち、機体４４の中心軸に対して機体４４の斜め上方に液体の散布方向を向けて設けられている。
図２、図４に示すように、第４ノズル１４Ｄは、残りの２つの支持部材４４０６の他方に設けられ、機体４４の中心軸に対して機体４４の斜め下方に噴射口１４０６を向けて、すなわち、機体４４の中心軸に対して機体４４の斜め下方に液体の散布方向を向けて設けられている。

図２、図３、図４に示すように、カメラ１６は、飛行体１２の周辺を撮像して画像情報（静止画、動画）を生成するものであり、本実施の形態では、第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄで構成されている。
第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄは、何れもパン、チルト、ズーム機能を備えており、カメラ制御部２６の制御によって撮像する方向や倍率（画角）が制御される。
第１カメラ１６Ａと第２カメラ１６Ｂは、対向する２つの突出部４４０８の上面と下面とに設けられ、第３カメラ１６Ｃと第４カメラ１６Ｄは、残りの対向する２つの突出部４４０８の上面と下面とに設けられている。
したがって、第１カメラ１６Ａ、第３カメラ１６Ｃは、主として飛行体１２の上方あるいは側方を撮像可能であり、第２カメラ１６Ｂ、第４カメラ１６Ｄは、主として飛行体１２の下方あるいは側方を撮像可能としている。
このように複数のカメラ１６を設けることで、一部のカメラ１６が故障しても飛行体１２の周囲の状況を確実に撮像できるように図られている。

図１に示すように、液体供給用ホース１８は、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄに液体を供給するものであり、その基端が液体圧送ポンプ４０の吐出口４００２に連結され、先端が噴射制御部２４（図６、図７）に接続されている。

圧縮空気供給用ホース２０は、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄに圧縮空気を供給するものであり、その基端がコンプレッサ３６の吐出口３６０２に連結され、先端が後述する噴射制御部２４（図６、図７）に接続されている。
図１に示すように、圧縮空気供給用ホース２０および液体供給用ホース１８は、弾性を有しスパイラル状に巻き癖が付けられており、それらホース２０、１８に張力が加わっていない状態では、圧縮空気供給用ホース２０および液体供給用ホース１８の弾性により螺旋状に積み重ねられ、全長が最も短かい収納状態に復帰するように構成されている。
したがって、図４に示すように、圧縮空気供給用ホース２０および液体供給用ホース１８は、飛行体１２の上昇によって張力が加わることで伸長し、図１に示すように、飛行体１２が下降することにより張力が減ることで収縮する。そのため、圧縮空気供給用ホース２０および液体供給用ホース１８は、飛行体１２の昇降に応じて伸縮することでたるみが生じにくく、それらホース２０、１８が絡むことが防止されるように図られている。

図６に示すように、飛行制御部２２は、後述する操作制御部４２から制御用通信ケーブル２８を介して供給される制御情報と、電力供給用ケーブル３２を介して供給される電力とに基づいてプロペラ駆動部４８を制御することにより、飛行体１２を飛行させるものであり、飛行体１２の姿勢制御、飛行体１２の移動制御などを行わせるものである。
飛行制御部２２による飛行体１２の制御は、ＧＰＳ測位装置やジャイロセンサなどの従来公知の様々なセンサを用いて行なわれ、飛行制御部２２として従来公知の様々な構成が使用可能である。

噴射制御部２４は、後述する操作制御部４２から制御用通信ケーブル２８を介して供給される制御情報に基づいて液体および圧縮空気のノズル１４からの噴射を制御するものである。
本実施の形態では、噴射制御部２４は、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄのそれぞれに設けられた液体供給弁５０および圧縮空気供給弁５２と、それら液体供給弁５０および圧縮空気供給弁５２の開閉制御を行なう弁制御部５４とを含んで構成されている。

液体供給用ホース１８は、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄに対応して分岐した液体分岐管５８を介して第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄの液体入口１４０４に接続されている。
液体供給弁５０は、電磁弁で構成され各液体分岐管５８に設けられている。
圧縮空気供給用ホース２０は、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄに対応して分岐した圧縮空気分岐管５６を介して第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄの圧縮空気入口１４０２に接続されている。
圧縮空気供給弁５２は、電磁弁で構成され各圧縮空気分岐管５６に設けられている。
弁制御部５４は、操作制御部４２から供給される制御情報に基づいて各ノズル１４の液体供給弁５０および圧縮空気供給弁５２の開閉制御を行なう。
したがって、弁制御部５４によって、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄから選択された１または２以上のノズル１４からの液体および圧縮空気の噴射の実行、停止が制御される。
また、弁制御部５４によって、液体供給弁５０および圧縮空気供給弁５２の開度を制御することでノズル１４からの液体の噴射量を制御するようにしてもよいことは無論である。

なお、噴射制御部２４は、液体および圧縮空気のノズル１４からの噴射を制御するものであればよく、噴射制御部２４の構成は実施の形態に限定されず、従来公知の様々な構成が採用可能である。
例えば、圧縮空気供給弁５２を省き、圧縮空気をノズル１４に常時供給した状態としておき、液体供給弁５０の開閉制御のみによって液体および圧縮空気のノズル１４からの噴射を制御するようにしてもよい。
なお、本実施の形態のように、液体供給弁５０および圧縮空気供給弁５２の双方を開閉制御するようにすると、圧縮空気がノズル１４から常時噴出する場合に比較してコンプレッサ３６の負荷を低減する上で有利となる。
また、液体供給弁５０、圧縮空気供給弁５２を液体分岐管５８、圧縮空気分岐管５６に設ける代わりに、液体供給弁５０、圧縮空気供給弁５２を第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄに組み込んでもよい。
また、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄのそれぞれに対応して液体供給弁５０および圧縮空気供給弁５２を設ける代わりに、液体供給用ホース１８と各ノズル１４との間に液体を各ノズル１４に分配して供給する液体分配弁を設けると共に、圧縮空気供給用ホース２０と各ノズル１４との間に圧縮空気を各ノズル１４に分配して供給する圧縮空気分配弁を設け、それら液体分配弁および圧縮空気分配弁を弁制御部５４によって制御するなど任意である。

カメラ制御部２６は、後述する操作制御部４２からカメラ用通信ケーブル３０を介して供給される制御情報に基づいて第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄのオンオフ制御、パン制御、チルト制御、ズーム制御などを行なうと共に、第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄで撮像された画像情報を通信ケーブルを介して操作制御部４２へ供給するものである。

制御用通信ケーブル２８は、後述する操作制御部４２と、飛行制御部２２、噴射制御部２４とを接続するものであり、飛行制御部２２、噴射制御部２４に供給すべき制御情報の通信を行なう。
カメラ用通信ケーブル３０は、後述する操作制御部４２と、カメラ制御部２６とを接続するものであり、カメラ制御部２６に供給すべき制御情報の通信を行ない、また、操作制御部４２に供給すべき第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄの画像情報の通信を行なう。
本実施の形態では、制御用通信ケーブル２８は、操作制御部４２と飛行制御部２２とを接続する飛行制御用通信ケーブル２８Ａと、操作制御部４２と噴射制御部２４とを接続する噴射制御用通信ケーブル２８Ｂとを含んで構成されている。
なお、飛行制御用通信ケーブル２８Ａと噴射制御用通信ケーブル２８Ｂを１つの通信ケーブル、例えば、ＬＡＮケーブルで兼用し、操作制御部４２と、飛行制御部２２および噴射制御部２４との間でＬＡＮ通信を行なうようにするなど任意である。

電力供給用ケーブル３２は、電源装置３４からの電力を、飛行制御部２２、噴射制御部２４、カメラ制御部２６を介してプロペラ駆動部４８、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄの液体供給弁５０および圧縮空気供給弁５２、第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄに供給するものである。
制御用通信ケーブル２８、カメラ用通信ケーブル３０、電力供給用ケーブル３２は、それらの径が、液体供給用ホース１８おび圧縮空気供給用ホース２０に比較して小さい寸法で形成され、また、柔軟性を有している。
図５に示すように、制御用通信ケーブル２８、カメラ用通信ケーブル３０、電力供給用ケーブル３２はあたかも１本のケーブルの如き束ねられている。この束ねる構造には従来公知の様々な構造が採用可能であり、例えば、制御用通信ケーブル２８、カメラ用通信ケーブル３０、電力供給用ケーブル３２を撚り合わせてもよく、あるいは、所定の寸法毎に束線バンドにより束ねるなど任意である。
本実施の形態では、液体供給用ホース１８および圧縮空気供給用ホース２０の外周に、束ねられた制御用通信ケーブル２８、カメラ用通信ケーブル３０および電力供給用ケーブル３２がスパイラル状に巻回されることで液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０が束ねられており、したがって、制御用通信ケーブル２８、カメラ用通信ケーブル３０、電力供給用ケーブル３２は束線材料として機能している。

電源装置３４は、前述したように、飛行制御部２２を介してプロペラ駆動部４８に電力を供給し、また、弁制御部５４を介して第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄの液体供給弁５０および圧縮空気供給弁５２に電力を供給し、また、カメラ制御部２６を介して第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄに電力を供給するものであり、例えば、地上に設置された発電装置で構成され、あるいは、商用電源で構成される。

コンプレッサ３６は、圧縮空気を圧縮空気供給用ホース２０を介して第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄに供給するものである。

液体タンク３８は、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄから噴射し散布する液体を貯留するものであり、地上に設置されている。
液体圧送ポンプ４０は、液体タンク３８からの液体を液体供給用ホース１８を介して第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄに供給するものであり、地上に設置されている。

操作制御部４２は、制御用通信ケーブル２８、カメラ用通信ケーブル３０を介して飛行制御部２２、噴射制御部２４、カメラ制御部２６と制御情報の授受や画像情報の受信を行なうものである。
図７に示すように、本実施の形態では、操作制御部４２は、コンピュータ６０によって構成されている。
コンピュータ６０は、ＣＰＵ６００２と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ６００４、ＲＡＭ６００６、ハードディスク装置６００８、キーボード６０１０、マウス６０１２、ジョイスティック６０１４、ディスプレイ６０１６、インターフェース６０１８などを有している。
ＲＯＭ６００４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ６００６はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置６００８は、飛行制御部２２、噴射制御部２４、カメラ制御部２６と制御情報の授受や画像情報の受信を行なうための制御プログラムなどを格納している。
キーボード６０１０、マウス６０１２、ジョイスティック６０１４は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
本実施の形態では、キーボード６０１０、マウス６０１２、ジョイスティック６０１４の何れかを操作することで、あるいは、それらの操作を組み合わせることにより飛行制御部２２を介して飛行体１２の飛行が遠隔制御され、また、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄを用いた液体の噴射が遠隔制御され、第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄのパン、チルト、ズームが遠隔制御される。
ディスプレイ６０１６はデータを表示出力するものである。
本実施の形態では、飛行体１２の第１〜第４カメラ１６Ａ〜１６Ｄの画像情報に基づいた飛行体１２周囲の状況を撮像した映像がディスプレイに表示される。
インターフェース６０１８は、外部機器とデータ、信号の授受を行うためのものであり、本実施の形態では、インターフェース６０１８は、飛行制御用通信ケーブル２８Ａ、噴射制御用通信ケーブル２８Ｂ、カメラ用通信ケーブル３０を介して飛行制御部２２、噴射制御部２４、カメラ制御部２６と接続されている。

ＣＰＵ６００２が、ハードディスク装置６００８に格納されている制御プログラムを実行することによりコンピュータ６０によって、飛行制御部２２、噴射制御部２４、カメラ制御部２６との間での制御情報の授受や画像情報の受信がなされる。

次に、散布用飛行装置１０の使用方法について説明する。
以下では、液体がペンキなどの塗料であり、散布対象物が建築物の壁面である場合について説明する。
まず、図１に示すように、建築物の近傍の地面に、散布用飛行装置１０を構成するコンプレッサ３６、塗料が充填された液体タンク３８、液体圧送ポンプ４０、電源装置３４、操作制御部４２、飛行体１２を設置する。
飛行体１２とコンプレッサ３６とを圧縮空気供給用ホース２０で接続し、飛行体１２と液体圧送ポンプ４０とを液体供給用ホース１８で接続し、飛行体１２と電源装置３４を電力供給用ケーブル３２で接続し、飛行体１２と操作制御部４２とを制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０で接続する。
飛行体１２はまだ地上に設置されているため、圧縮空気供給用ホース２０と液体供給用ホース１８は、電力供給用ケーブル３２、制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０によって束ねられた状態で収縮状態となっている。

次に、作業者が操作制御部４２を操作することにより飛行体１２の各プロペラ４６が回転駆動され、飛行体１２が地面から上昇すると、図４、図５に示すように、電力供給用ケーブル３２、制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０によって束ねられた圧縮空気供給用ホース２０と液体供給用ホース１８は、飛行体１２の高さに追従して伸長する。
作業者は、操作制御部４２のディスプレイ６０１６に表示される各カメラ１６からの画像情報に基づいて操作制御部４２のキーボード６０１０やジョイスティック６０１４を操作し、カメラ制御部２６を介して各カメラ１６のパン、チルト、ズームを制御しつつ、塗料を散布すべき建物の壁部の近傍に飛行体１２を位置させる。
そして、第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄの何れか１つ、あるいは、２つ以上を選択し、その選択したノズル１４が壁部に対向するように飛行制御部２２を介して飛行体１２の位置、姿勢を制御する。
塗料を噴射する第１〜第４ノズル１４Ａ〜１４Ｄは、壁部の形状に応じて適宜選択すればよく、例えば、壁部が水平方向を向いている場合は、機体４４の中心軸に対して直交する方向に噴射口１４０６を向けた第１ノズル１４Ａあるいは第２ノズル１４Ｂを選択すればよい。
また、壁部が斜め下方を向いている場合は、機体４４の中心軸に対して機体４４の斜め上方に噴射口１４０６を向けた第３ノズル１４Ｃを選択すればよい。
また、壁部が斜め上方を向いている場合は、機体４４の中心軸に対して機体４４の斜め下方に噴射口１４０６を向けた第４ノズル１４Ｄを選択すればよい。

飛行体１２の位置、姿勢が定まったならば、作業者は、操作制御部４２のキーボードやジョイスティック６０１４を操作し、塗料が選択したノズル１４から壁部に噴射されるように噴射制御部２４を制御する。
これにより、ノズル１４から塗料が噴射され、壁部に対する塗装が開始される。
これ以降は、飛行制御部２２を介して飛行体１２を制御して壁部に沿って移動させ、塗装すべき壁部の範囲の全域にわたって塗料を噴射させ、塗装を行なう。
この際、電力供給用ケーブル３２および制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０によって束ねられた圧縮空気供給用ホース２０と液体供給用ホース１８は、飛行体１２の高さに追従して伸長あるいは収縮し、たるみが生じない状態を維持する。

壁部への塗装が終了したならば、作業者は、操作制御部４２を操作し、噴射制御部２４を制御してノズル１４からの塗料の噴射を停止させ、次いで、飛行制御部２２によって飛行体１２を降下させ着陸させる。
これにより、圧縮空気供給用ホース２０と液体供給用ホース１８は、元の収納状態に復帰し、一連の塗装作業が終了する。

なお、本実施の形態では、散布する液体が塗料である場合について説明したが、液体は、モルタル、農薬剤、殺虫剤、消火剤、水であってもよい。
モルタルを散布する場合、散布対象物は、構造物の壁部や屋上である。
この場合、モルタルの硬化を促進する凝結剤をモルタルに予め混合しておくことで、モルタルの吹付け、硬化を迅速に行なえ、緊急な対応を必要とする工事現場において有利となる。
農薬剤や殺虫剤を散布する場合、散布対象物は、例えば、農地や有害な虫が存在する建物の箇所である。
消火剤を散布する場合、散布対象物は、火災現場である。
水を散布する場合、散布対象物は、例えば、洗浄を必要とする建物や構造物の壁面や屋上である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、飛行体１２に設けられた液体散布用のノズル１４に液体を供給する液体供給用ホース１８と、ノズル１４に圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホース２０とを設けたので、散布する液体の量が制約されないため、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０とが制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０により束ねられ、制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０は束線材料として機能しているので、液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０と制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０とが絡むことがなく、飛行体１２の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、プロペラ駆動部４８に電力を供給する電力供給用ケーブル３２を備え、電力供給用ケーブル３２は制御用通信ケーブル２８と束ねられ、電力供給用ケーブル３２は制御用通信ケーブル２８と共に液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０との束線材料として機能しているので、飛行体１２の飛行時間が飛行体１２に搭載されたバッテリの容量に制約されないため、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となり、また、液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０と電力供給用ケーブル３２とが絡むことがなく、飛行体１２の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、平面視した場合、各ノズル１４は、機体４４の中心を中心とし４つのプロペラ４６の旋回軌跡Ｐの外周部に接する仮想円Ｃの半径方向外側に離れた箇所に配置されているので、プロペラ４６の回転により生ずる気流の影響を受けず、ノズル１４による液体の散布作業を効率よく行う上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、カメラ制御部２６との間で制御情報および画像情報の通信を行なうカメラ用制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０をさらに備え、カメラ用制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０は制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０と束ねられ、カメラ用制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０は制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０と共に液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０との束線材料として機能しているので、液体供給用ホース１８と圧縮空気供給用ホース２０とカメラ用制御用通信ケーブル２８、カメラ用制御ケーブル３０とが絡むことがなく、飛行体１２の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。

また、本実施の形態によれば、ノズル１４により散布する液体として、塗料またはモルタルまたは農薬剤または殺虫剤または消火剤または水を用いることができ、様々な液体の散布作業を行なう上で有利となる。

１０散布用飛行装置
１２飛行体
１４ノズル
１４Ａ〜１４Ｄ第１〜第４ノズル
１６カメラ
１６Ａ〜１６Ｄ第１〜第４カメラ
１８液体供給用ホース
２０圧縮空気供給用ホース
２２飛行制御部
２４噴射制御部
２６カメラ制御部
２８制御用通信ケーブル
２８Ａ飛行制御用通信ケーブル
２８Ｂ噴射制御用通信ケーブル
３０カメラ用通信ケーブル
３２電力供給用ケーブル
４４機体
４６プロペラ
４８プロペラ駆動部
４８０２電気モータ

Claims

散布対象物に沿って飛行する飛行体と、
前記飛行体に設けられた液体散布用のノズルと、
前記ノズルに液体を供給する液体供給用ホースと、
前記ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホースと、
前記飛行体の飛行制御を行なう飛行制御部と、
前記液体および前記圧縮空気の前記ノズルからの噴射を制御する噴射制御部と、
前記飛行制御部および前記噴射制御部との間で制御情報の通信を行なう制御用通信ケーブルと、
を備えた散布用飛行装置であって、
前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとが前記制御用通信ケーブルにより束ねられ、前記通信ケーブルは束線材料として機能している、
ことを特徴とする散布用飛行装置。
前記飛行体は、プロペラと、前記プロペラを回転駆動する電気モータを含んだプロペラ駆動部とを有し、
前記プロペラ駆動部に電力を供給する電力供給用ケーブルをさらに備え、
前記電力供給用ケーブルは前記通信ケーブルと束ねられ、
前記電力供給用ケーブルは前記制御用通信ケーブルと共に前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとの束線材料として機能している、
ことを特徴とする請求項１記載の散布用飛行装置。
前記ノズルと前記プロペラはＮ個（ただしＮは３以上の自然数）ずつ設けられ、
飛行体は前記ノズルと前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースと前記プロペラを支持する機体を備え、
平面視した場合、各ノズルは、前記機体の中心を中心としＮ個の前記プロペラの旋回軌跡の外周部に接する仮想円の半径方向外側に離れた箇所に配置されている、
ことを特徴とする請求項２記載の散布用飛行装置。
前記飛行体は、カメラと、前記カメラの制御を行なうカメラ制御部とを有し、
前記カメラ制御部との間で制御情報および画像情報の通信を行なうカメラ用通信ケーブルをさらに備え、
前記カメラ用通信ケーブルは前記制御用通信ケーブルと束ねられ、
前記カメラ用通信ケーブルは前記制御用通信ケーブルと共に前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとの束線材料として機能している、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の散布用飛行装置。
前記液体は、塗料またはモルタルまたは農薬剤または殺虫剤または消火剤または水である、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の散布用飛行装置。