JP6635426B1 - 伸縮棒 - Google Patents

Abstract

【課題】伸縮棒を容易に伸長可能にすることができるようにする。【解決手段】伸縮棒は、内部に圧送される気体により軸方向に伸長し、姿勢制御手段を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、伸縮棒に関する。

高所からの撮影などのために伸縮棒を用いることがある。たとえば特許文献１には、油圧により伸縮する伸縮ポールが開示されている。

特開平７−２３７８９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の伸縮ポールでは油圧により伸長しており、圧油漏出のための機構等により重量が増えてしまう。

本発明はこのような背景を鑑みてなされたものであり、容易に伸長可能な伸縮棒を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、伸縮棒であって、内部に圧送される気体により軸方向に伸長し、姿勢制御手段を備えることとする。

その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、伸縮棒を容易に伸長可能にすることができる。

本実施形態に係る伸縮棒２の一例を示す図である。 姿勢制御手段として圧送空気の吹き出し口３を設けた伸縮棒２の一例を示す図である。 姿勢制御手段の吹き出し口３を複数設けた伸縮棒２の一例を示す図である。 姿勢制御手段として回転翼機４を設けた伸縮棒２の一例を示す図である。 伸縮棒２の中央部に回転翼機４を配した例を示す図である。 伸縮棒２に複数の回転翼機４１および４２を配した例を示す図である。 姿勢制御手段としてカウンターウェイト６を用いた例を示す図である。 伸縮棒２の先端に旗７を搭載した例を示す図である。 伸縮棒２の先端にカメラ９を搭載した例を示す図である。 伸縮棒２の先端部に回転翼機４を着脱可能に搭載した例を示す図である。 伸縮棒２の先端部に回転翼機４を着脱可能に搭載した例を示す図である。 回転翼機４を着脱可能に搭載した場合に、姿勢制御手段として圧送空気の吹き出し口３を設けた伸縮棒２の一例を示す図である。 回転翼機４を着脱可能に搭載した場合に、姿勢制御手段の吹き出し口３を複数設けた伸縮棒２の一例を示す図である。 回転翼機４を着脱可能に搭載した場合に、姿勢制御手段としてカウンターウェイト６を設けた伸縮棒２の一例を示す図である。 伸縮棒２の両端に延伸棒１１を接続した例を示す図である。 伸縮棒２の端部に関節を配した関節構成を橋梁１２の検査に適用する例を示す図である。 伸縮棒２の端部に関節を配した場合に、姿勢制御手段としてカウンターウェイト６を用いた例を示す図である。 伸縮棒２の端部に関節を配した場合に、姿勢制御手段として回転翼機４を用いた例を示す図である。 伸縮棒２の端部に関節を配した場合に、回転翼機４を延伸棒１１の先端に装着した場合の例を示す図である。

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による伸縮棒は、以下のような構成を備える。

［項目１］
内部に圧送される気体により軸方向に伸長し、姿勢制御手段を備える伸縮棒。
［項目２］
項目１に記載の伸縮棒であって、
前記姿勢制御手段は、圧送された前記気体の排出機構、カウンターウェイト、および回転翼の少なくともいずれかを備えること、
を特徴とする伸縮棒。
［項目３］
項目１または２に記載の伸縮棒であって、
先端部に機器の取付具を備えること、
を特徴とする伸縮棒。
［項目４］
項目３に記載の伸縮棒であって、
前記機器は飛行体であり、前記取付具は前記飛行体を着脱可能に取り付け、
前記姿勢制御手段は、前記飛行体が前記伸縮棒から離脱した後も前記伸縮棒の姿勢を制御すること、
を特徴とする伸縮棒。
［項目５］
項目１ないし４のいずれか１項に記載の伸縮棒であって、
前記気体の吸引により収縮すること、
を特徴とする伸縮棒。
［項目６］
項目１ないし５のいずれか１項に記載の伸縮棒であって、
屈折可能な１つ以上の関節を備え、先端部と前記関節との間および前記関節間の少なくともいずれかにおいて延伸すること、
を特徴とする伸縮棒。
［項目７］
項目１ないし６のいずれか１項に記載の伸縮棒であって、
前記姿勢制御手段は、前記伸縮棒の傾きを検出する傾きセンサと、前記伸縮棒の前記傾きに応じて前記伸縮棒の姿勢を制御する制御機構と、を備えること、
を特徴とする伸縮棒。
［項目８］
項目７に記載の伸縮棒であって、
前記傾きセンサは、前記伸縮棒を撮影するカメラと、前記カメラが撮影した画像に基づいて前記伸縮棒の前記傾きを検出すること、
を特徴とする伸縮棒。

図１は、本実施形態に係る伸縮棒２の一例を示す図である。本実施形態に係る伸縮棒２は、接地している圧送システム１に接続されて固定される。圧送システム１は圧縮気体を排出するエアーコンプレッサやボンベなどとすることができるが、本実施形態では、圧送システム１はエアーコンプレッサであることを想定している。圧送システム１から送出される圧縮空気は伸縮棒２の内部に向けて圧送され、この圧縮空気により伸縮棒２は伸長する。

図１では、伸縮棒２は、筒状体２１の内部に筒状体２２が摺動可能に嵌合し、筒状体２２の内部に筒状体２３が摺動可能に嵌合し、筒状体２３の内部に筒状体２４が摺動可能に嵌合した例を示している。筒状体２１の一端は圧送システム１に接続され、圧送システム１から圧縮空気が内部に圧送される。筒状体２１の内部に圧送された空気は筒状体２１の内部に配される筒状体２２ないし２４の内部にも圧送されることになる。筒状体２４の端部のうち圧送システム１と反対側の端部は閉塞している。圧送空気が伸縮棒２の内部を筒状体２４まで圧送されると、筒状態２４は摺動し、伸縮棒２が伸長することになる。伸縮棒２の伸長時には、筒状体２４の圧送システム１側（下側）の端部は、筒状態２３の圧送システム１と反対側（上側）と係合し、同様に、筒状体２３の下側端部は筒状体２２の上側端部と、筒状体２２の下側端部は筒状態２１の上側端部とそれぞれ係合するように、筒状体２２ないし２４の下端部および筒状体２１ないし２３の上端部の少なくともいずれかにストッパ（不図示）が設けられる。図１の左図は収縮時の伸縮棒２の状態を示し、図１の右図は伸長時の伸縮棒２の状態を示す。

本実施形態の伸縮棒２は姿勢制御手段を備える。図２は姿勢制御手段として圧送空気の吹き出し口３を設けた伸縮棒２の一例を示す図である。図２の例では、伸縮棒２の先端部を構成する筒状体２４の端部に吹き出し口３が設けられており、吹き出し口３からは圧送空気３１が排出されている。吹き出し口３は四方に設けられており、この吹き出し口３からの圧送空気の排出により伸縮棒２の姿勢が保たれる。吹き出し口３からの空気の吹き出し量は、伸縮棒２の姿勢に応じて自動的に制御される。本実施形態では、吹き出し口３からの吹き出し量の制御は、吹き出し口３のサイズ調整により行われることを想定する。なお、フラップを設けてフラップの開閉により調整するようにしてもよい。伸縮棒２の姿勢は、ジャイロセンサなどの傾きセンサ（不図示）により検出することができる。また、カメラやその他のセンサにより、外部から伸縮棒２の姿勢を検出するようにしてもよい。たとえば、カメラにより伸縮棒２を撮影し、撮影した画像を解析することにより伸縮棒２の傾きを検出することができる。

図３には、姿勢制御手段の吹き出し口３を複数設けた例が示されている。図３の例では、筒状体２４ないし２２のそれぞれに吹き出し口３が設けられている。また、吹き出し口３は、筒状体２４では先端寄りに設けることが好適であるが、他の筒状体２２および２３では先端部ではなく、中央部または下端部に設けるようにしてもよい。

姿勢制御手段としては、回転翼を用いることもできる。図４は、姿勢制御手段として回転翼機４を設けた伸縮棒２の一例を示す図である。図４の例では、伸縮棒２の先端部に取付け具５を設け、取付け具５に回転翼機４が装着されている。回転翼機４は、複数の回転翼を備える飛行体であり、ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）あるいはドローンなどとも呼ばれる。回転翼機４は、送受信機を用いたユーザの遠隔操作により回転翼の回転を制御することが可能である。回転翼機４の回転翼が回転し、これによる推力によって伸縮棒２の姿勢が制御される。

なお、回転翼を直接伸縮棒２に設けるようにしてもよい。たとえば、伸縮棒２の各筒状体の圧送システム１とは反対の端部近傍にモータマウントを設け、回転翼およびモータを搭載させ、モータにより回転翼を回転させ、回転翼により発生する推力を用いて伸縮棒２の姿勢を制御することが可能となる。

また、回転翼は伸縮棒２の先端に限らず、伸縮棒２の任意の位置に配置してよい。図５は、伸縮棒２の中央部に回転翼機４を配した例を示す図である。回転翼機４の中央には穴部（不図示）が設けられ、伸縮棒２は回転翼機４の穴部を貫通する。回転翼機４の飛行制御により、回転翼機４から伸縮棒２に応力を与える位置を調整することができる。なお、伸縮棒２の筒状体２２にストッパを設け、回転翼機４が落下しないようにしてもよい。

伸縮棒２には回転翼を複数設けるようにしてもよい。図６は、伸縮棒２に複数の回転翼機４１および４２を配した例を示す図である。図６の例では、穴部を有する回転翼機４２を伸縮棒２が貫通するとともに、伸縮棒２の先端部に取付け具５が設けられ、取付け具５に回転翼機４１が取り付けられている。

図７は、姿勢制御手段としてカウンターウェイト６を用いた例を示す図である。図７の例では、伸縮棒２の先端に取付け具５を設け、取付け具５にカウンターウェイト６が回動可能に取り付けられている。図７の左図は伸縮棒２の軸方向延長上にカウンターウェイト６を配した状態を示し、図７の右図は伸縮棒２の軸方向から角度を付けてカウンターウェイト６を配した状態を示す。このように取付け具５において回動可能にカウンターウェイト６を設けることにより、伸縮棒２の伸長時における重心を調整し、姿勢を制御することができる。なお、取付け具５は、たとえば、ボールジョイントなどを用いた、任意の自由度の関節とすることができる。

伸縮棒２の先端部には、各種の物体を装着することができる。図８は伸縮棒２の先端に旗７を搭載した例を示す図である。すなわち、伸縮棒２は旗７を掲揚させるためのポールとして使用することができる。また、伸縮棒２は収縮状態で旗７を装着させることができるので、プーリ等の器具を用いることなく旗を直接伸縮棒２に取り付けることができる。

図９は、伸縮棒２の先端にカメラ９を搭載した例を示す図である。回転翼機にカメラを搭載させて空撮を行うような場合に比べ、落下等の危険をかなり低減することができる。また、圧送システム１は地上で給電を受けて運転することができるので、回転翼機での空撮に比べ、長時間の撮影を行うことができる。

また、図９に示すように、圧送システム１は地上に配置せず、自動車８などの移動手段状に配置することもできる。これにより伸縮棒２を任意の位置に容易に移動することが可能となる。

図１０および図１１は、伸縮棒２の先端部に回転翼機４を着脱可能に搭載した例を示す図である。図４に示した伸縮棒２の例と同様に、回転翼機４は、伸縮棒２が完全に伸長しきるまでは姿勢制御手段としても機能するが、図１０および図１１の例では、回転翼機４は取付け具５から着脱可能となっており、図１１の右図に示すように、回転翼機４を伸縮棒２から離脱して飛行させることができる。このように、回転翼機４を上空までリフトした後に発進させることができるので、下層に乱流が発生しているような場合などにも、安全に回転翼機４を飛行開始させることが可能となる。

回転翼機４を伸縮棒２の先端に着脱可能に搭載する場合には、回転翼機４の荷重が伸縮棒２にかかることから、姿勢制御手段を用いて伸縮棒２の姿勢を制御することが好適である。回転翼機４を着脱可能に搭載した場合に、姿勢制御手段として圧送空気の吹き出し口３を設けた伸縮棒２の一例を図１２に、姿勢制御手段の吹き出し口３を複数設けた伸縮棒２の一例を図１３に示す。図１２および図１３の例は、それぞれ図２および図３の例に対応し、圧送空気が吹き出し口３から排出されることにより伸縮棒２の姿勢が保たれる。図１４は、姿勢制御手段としてカウンターウェイト６を設けた場合の例を示す図である。カウンターウェイト６により回転翼機４の荷重がかかった場合でも、伸縮棒２の姿勢が保たれる

伸縮棒２の端部に関節を配した関節構成とすることもできる。図１５は、伸縮棒２の両端に延伸棒１１を接続した例を示す図である。延伸棒１１と伸縮棒２とは、ボールジョイントなどを用いた任意の自由度の関節１０により接続される。延伸棒１１は、伸縮棒２と同様に管状であり、関節１０の内部にも空洞が設けら、伸縮棒２と関節１０と延伸棒１１とは連通する。圧送システム１からの空気は延伸棒１１（２）に入り、関節１０を通じて伸縮棒２に入り、さらに関節１０を通じて延伸棒１１（１）に入る。これにより伸縮棒２が伸長する。なお、延伸棒１１の少なくともいずれかを伸縮棒２としてもよい。また、伸縮棒２を伸縮しない延伸棒にして、３本の延伸棒を関節で接続した構成としてもよい。

延伸棒１１および伸縮棒２のいずれかには姿勢制御手段を設けてもよい。図１５の例では、吹き出し口３が延伸棒１１（１）の先端部に設けられている。これにより延伸棒１１（１）の姿勢が安定され、延伸棒１１と接続される伸縮部２についても姿勢が安定することになる。

関節構成を橋梁１２の検査に適用する例を図１６に示す。圧送システム１には延伸棒１１１が接続され、延伸棒１１１には延伸棒１１２が屈折して接続される。延伸棒１１２と延伸棒１１３とは関節１０１により接続され、延伸棒１１３と伸縮棒２とは関節１０２により接続される。伸縮棒２と延伸棒１１４とは関節１０３により接続され、延伸棒１１４の端部にはカメラ９が装着される。延伸棒１１１、１１２および１１３、伸縮棒２、延伸棒１１４はそれぞれ連通しており、圧縮システム１からの圧縮空気が圧送される。伸縮棒２および延伸棒１０３には圧送空気の吹き出し口３がそれぞれ複数設けられ、吹き出し口３からの圧送空気の吹き出しにより伸縮棒２および延伸棒１１４の姿勢が制御される。これにより、カメラ９の姿勢が安定し、高精度の撮影を行うことが可能となり、カメラ９が撮影した高精細な画像を用いて橋梁１２の点検を高精度に行うことができる。なお、伸縮棒２に代えて延伸棒を配してもよい。すなわち、複数の延伸棒を関節により接続する構成とすることもできる。

関節構成の場合に設ける姿勢制御手段として、吹き出し口３以外にも、上述したカウンターウェイトや回転翼を用いることができる。関節構成における姿勢制御手段として、カウンターウェイト６を用いた例を図１７に示し、回転翼機４を用いた例を図１８に示す。

図１７の例では、カウンターウェイト６を延伸棒１１（１）にアーム６１を介して接続している。アーム６１は略水平に設定され、これにより延伸棒１１（１）の姿勢を安定させる。また、図１８の例では延伸棒１１（１）を貫通させた回転翼機４が延伸棒１１（１）の中央部に配されている。回転翼機４の回転翼を回転させた推力を調整することで延伸棒１１（１）の姿勢が制御される。なお、回転翼機４の本体には延伸棒１１（１）を貫通可能に穴部（不図示）が設けられる。穴部の直径は延伸棒１１（１）の太さよりも大きくし、延伸棒１１（１）が傾けられている場合に、回転翼機４のプロペラの回転面と延伸棒１１（１）とが直交せず、回転翼機４による推力がなるべく鉛直方向下向きとなるように回転翼機４に傾斜を付けて配することができるようにしている。なお図１８の例では、回転翼機４は水平になっていないが、回転翼機４が水平になるように穴部を設けるようにしてもよい。また、ここでも伸縮棒２を延伸棒にしてもよいし、延伸棒１１の少なくともいずれかを伸縮棒にしてもよい。

図１９は、関節構成の場合に、回転翼機４を延伸棒１１の先端に装着した場合の例を示す図である。図１９の例では、延伸棒１１（１）の先端に取付け具５が設けられ、この取付け具５に回転翼機４が着脱可能に取り付けられている。取付け具５は関節としても機能し、延伸棒１１（１）が伸縮棒２の軸方向から屈折して取り付けられている場合にも、回転翼機４を水平に取り付けることが可能であるものとする。この回転翼機４は姿勢制御手段としても動作するが、取付け具５から離脱して飛行することも可能である。

以上説明したように、本実施形態の伸縮棒２によれば、気体の圧送によって伸縮するように構成されていることから、伸縮棒２を軽い部材で作成することが可能となり、長く伸長させることが可能となる。油圧等を用いた場合には、内部の油が漏洩しないように密閉性を高める必要があり、また油圧に耐えうる強度が必要になることから、伸縮棒２の重量が増えてしまうところ、本実施形態のように気体を用いることにより、軽量化を容易に図ることが可能となる。これにより、１０メートルを超える長さであっても、伸縮可能とすることができる。

また、本実施形態の伸縮棒２によれば、撮影等を行う際に、伸縮棒２の先端または伸縮棒２に取り付けた延伸棒１１の先端にカメラを装着することができる。したがって、回転翼機などの飛行体にカメラを取り付けて空撮を行う場合に比べて、落下の危険を低減し、長時間の連続運用を可能とし、撮影位置を安定させることができる。また、飛行体に比べて、接地されている伸縮棒２により安全な運用をイメージさせることができる。

また、本実施形態の伸縮棒２は、棒が妥当する各種の状況に用いることができる。たとえば、伸縮棒２は、眺望撮影、監視カメラ、火の見櫓、橋梁検査、携帯電話の基地局、証明器具の配置、旗の掲揚、避雷針などに用いることができる。

伸縮棒２の素材は用途に合わせて柔軟に選択することができる。たとえば、避雷針として動作させる場合には、金属等の導電性の高い材料を用いるが、旗や軽量のカメラを高所にリフトする場合には、炭素繊維強化プラスチックや竹材などの軽量の材料を用いることもできる。

以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

たとえば、本実施形態では、圧送システム１からは圧縮された空気が送出されるものとしたが、ガス等の任意の気体を排出するようにすることができる。

また、本実施形態では、伸縮棒２は鉛直方向上方に向けて伸長するものとしたが、これに限らず、任意の方向（下方向も含む）に対して伸長させるように構成することも可能である。

また、たとえば、本実施形態では、伸長時の説明のみを記載したが、収縮時には、圧送システム１が伸縮棒２から気体を吸引すればよい。これにより、たとえば下向きに伸長させた場合などでも、自動的に伸縮棒２を収縮させることができ、伸縮動作を利用して、建設現場における資材の運搬（簡易的なクレーン）として用いることもできる。

また、本実施形態では、吹き出し口３は伸縮棒２の四方に向けて空気を排出するものとしたが、これに限らず、４未満の方向に向けて４つ未満の吹き出し口３を設けてもよいし、４つ以上の吹き出し口３を設けてもよい。４つ未満の吹き出し口３を設ける場合に、たとえばフラップを設け、フラップの角度により空気の排出方向および排出量の少なくともいずれかを調整して姿勢を制御するようにすることができる。また、吹き出し口３からの流量をコントロールするバルブを設けるようにしてもよい。さらに、このバルブを制御するコントロールユニットを設け、コントロールユニットを有線又は無線によりコントローラと接続して、ユーザが地上から流量をコントロールするようにしてもよい。

また、本実施形態では、圧送システム１は地面または自動車８の上に配置するものとしたが、任意の物体の上に配置することが可能である。たとえば、船舶や飛行体などの移動体に配置することもできる。

１ 圧送システム
２ 伸縮棒
３ 吹き出し口
４ 回転翼機
５ 取付け具
６ カウンターウェイト
７ 旗
８ 自動車
９ カメラ
１０ 関節
１１ 延伸棒
１２ 橋梁

Claims (9)

1. 地上に垂直に設置され、かつ内部に圧送される気体により垂直軸方向に伸長する伸長筒体と、
   地上から離隔して設けられ、前記伸長筒体の横断面方向の揺れを制御する姿勢制御手段と、
   を備える伸縮棒。
2. 請求項１に記載の伸縮棒であって、
   前記姿勢制御手段は、圧送された前記気体の排出機構であり、
   前記伸長筒体の周壁面に設けられた吹き出し口を備え、
   前記吹き出し口から前記圧送される気体を排出させることにより、前記横断面方向の揺れを制御すること、
   を特徴とする伸縮棒。
3. 請求項２に記載の伸縮棒であって、
   前記吹き出し口は、前記伸縮筒体の周方向に沿って複数設けられること、
   を特徴とする伸縮棒。
4. 請求項２に記載の伸縮棒であって、
   前記吹き出し口は、前記伸縮筒体の中央部よりも先端寄りに設けられること、
   を特徴とする伸縮棒。
5. 請求項１に記載の伸縮棒であって、
   前記姿勢制御手段は、回転翼であり、
   前記回転翼の回転により、前記横断面方向の揺れを制御すること、
   を特徴とする伸縮棒。
6. 請求項５に記載の伸縮棒であって、
   前記回転翼は、前記伸縮筒体の中央部よりも先端寄りに設けられること、
   を特徴とする伸縮棒。
7. 請求項５又は請求項６に記載の伸縮棒であって、
   前記回転翼は、前記伸縮筒体の中央部に設けられること、
   を特徴とする伸縮棒。
8. 請求項１に記載の伸縮棒であって、
   前記姿勢制御手段は、カウンターウェイトであり、
   前記カウンターウェイトは、前記伸縮筒体の先端部に設けられ、
   前記伸縮筒体の途中には、接続部が設けられ、
   前記カウンターウェイトは、前記接続部を中心に任意の方向に移動可能に設けられること、
   を特徴とする伸縮棒。
9. 請求項８に記載の伸縮棒であって、
   前記接続部は、ボールジョイントであること、
   を特徴とする伸縮棒。

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