JP6913474B2 - 無人飛行検査機、及びボイラの検査方法 - Google Patents

Description

本開示は、無人飛行検査機、及びボイラの検査方法に関する。

近年、ドローンと称されるプロペラ式の無人飛行機の種々の用途での利用が推進されている。
例えば、特許文献１が開示する屋内監視システムは、無人浮遊機（無人飛行機）と、無人浮遊機に搭載された撮像部とを有し、足場を組まずに、ボイラ火炉等の内部を任意の位置にて撮影可能である。また、無人浮遊機を保護するために、特許文献１が開示する屋内監視システムでは、無人浮遊機の周囲に機体ガード部が設けられている。

一方、特許文献２が開示する回転翼ドローン（無人飛行機）には、回転自在な２つのリング要素を含むアクセサリが設けられている。リング要素の直径はドローンの全体の大きさよりも大きく、リング要素が回転することで、回転翼ドローンは、エネルギ消費量を抑えながら、陸上及び水上を移動可能である。

また、特許文献３が開示する無人機は、飛行装置と、飛行装置を囲むケージとを有している。ケージは、例えば１対のハブと該ハブ間を延びる複数のレールとを有し、飛行装置に対し回転可能である。ケージが回転することで、無人機は、エネルギ消費量を抑えながら、陸上を移動可能である。

特開２０１６−１５６２８号公報 特許２０１６−１２０９０７号公報 米国特許第９０６１５５８号明細書

検査装置を搭載した無人飛行機を用いてボイラ火炉等の壁面を検査する場合、検査対象の壁面との間隔を一定に保ちながら、壁面に沿って無人飛行機を移動させることができれば、検査を効率的に行うことができる。
この点、特許文献１の無人浮遊機に設けられた機体ガード部は、無人浮遊機が壁面に衝突したときに無人浮遊機の損傷を防止可能であるが、壁面と摺動させることを目的として設けられたものではない。

これに対し特許文献２が開示するリング要素を用いれば、検査装置を搭載した無人飛行機と検査対象の壁面との間隔を一定に保ちながら、無人飛行機を移動させることができると考えられる。
しかしながら、検査対象の壁面に凹凸がある場合、２つのリング要素のうち一方が凹部に当接し、他方が凸部に当接すると、壁面に対し無人飛行機が傾いてしまう。例えば、ボイラ火炉の水冷壁は、相互に並列に配置された複数の管と、複数の管の間に配置された板とからなり、板の部分が管の部分に比べて凹んだ凹部（溝）を形成している。このような水冷壁を検査する場合、２つのリング要素を板に当接させ、板に沿って無人飛行機を移動させることができれば問題はないが、現実には、熱変形等により管や板の材軸が真っ直ぐに延びていないことがある。このため、無人飛行機の移動の間、２つのリング要素を板に対し常に当接させることは困難であり、無人飛行機が水冷壁に対し傾いてしまう。

一方、特許文献３が開示するケージを用いれば、検査装置を搭載した無人飛行機と検査対象の壁面との間隔を一定に保ちながら、無人飛行機を移動させることができると考えられる。
しかしながら、特許文献３が開示するケージを用いた場合、ケージの回転に伴い、検査対象の壁面と検査装置との間にケージの一部が位置してしまうことがある。このため、特許文献３が開示するケージを用いた場合、ケージの一部が障害となって検査に支障が出る虞がある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、検査に影響を及ぼすことなく、検査対象と検査装置との距離を一定に維持しながら検査対象に沿って移動可能である無人飛行検査機、及び、無人飛行検査機を用いたボイラの検査方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る無人飛行検査機は、
本体及び前記本体に回転可能に取り付けられた少なくとも１つのプロペラを有する無人飛行機と、
前記無人飛行機の本体に搭載された検査装置と、
前記無人飛行機の本体に取り付けられ、検査対象と前記検査装置との距離を一定に維持するためのガイド機構とを備え、
前記ガイド機構は、
前記無人飛行機の両側に回転可能に配置され、各々の回転軸方向に相互に離間した少なくとも１対の回転体を含み、
前記回転軸方向における前記１対の回転体の間隔は可変である。

上記構成（１）によれば、１対の回転体の間隔が可変であるため、間隔が一定ではない２つの溝を有する壁面が検査対象であっても、１対の回転体の間隔が２つの溝の間隔に応じて変化可能である。従って、壁面に沿って無人飛行検査機が移動する際、１対の回転体は２つの溝によって案内されながら回転可能であり、１対の回転体によって、検査対象の壁面と検査装置との距離を一定に維持することができる。
一方、１対の回転体は無人飛行機の両側に配置されるので、検査対象に沿って無人飛行検査機が移動する際、検査対象と検査装置との間に１対の回転体が位置することを回避可能である。
これらの結果として、上記構成（１）によれば、検査対象の壁面を効率的に検査可能である。

（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記１対の回転体の間隔は、ボイラの火炉壁を構成する相互に平行に配置された複数の管の間に配置された複数の板のうち１対の板の間隔に対応して可変である。

上記構成（２）によれば、１対の回転体の間隔が、ボイラの火炉壁を構成する１対の板の間隔に対応して可変であり、ボイラの火炉壁に沿って無人飛行検査機が移動する際、１対の回転体によって、ボイラの火炉壁と検査装置との距離を一定に維持することができる。
一方、１対の回転体は無人飛行機の両側に配置されるので、ボイラの火炉壁に沿って無人飛行検査機が移動する際、火炉壁と検査装置との間に１対の回転体が位置することを回避可能である。
これらの結果として、上記構成（２）によれば、検査対象のボイラの火炉壁を効率的に検査可能である。

（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記１対の回転体の各々は、前記回転軸方向でみて前記無人飛行機よりも大きい外径を有する。

上記構成（３）によれば、１対の回転体の各々が無人飛行機よりも大きい外径を有するので、１対の回転体によって、無人飛行機が周囲の物体と衝突することを防止することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記ガイド機構は、前記無人飛行機から離間して配置された１対のローラを更に含み、
前記１対のローラは、それぞれ水平方向に延びるとともに相互に上下方向に離間し、各々の軸線を中心として回転可能であり、
前記１対の回転体及び前記１対のローラは、前記１対の回転体及び前記１対のローラのうち何れか一方が前記検査対象に当接可能に配置されている。

上記構成（４）によれば、相互に上下方向に離間した１対のローラが、各々の軸線を中心として回転可能である。このため、検査対象に沿って無人飛行検査機が移動する際、１対のローラが検査対象に当接しながら回転可能であり、１対のローラによって、検査対象と検査装置との距離を一定に維持することができる。
一方、１対のローラは相互に上下方向に離間して配置され、各々の軸線を中心として回転可能であるので、検査対象に沿って無人飛行検査機が移動する際、検査対象と検査装置との間に１対のローラが位置することを回避可能である。
これらの結果として、上記構成（４）によれば、検査対象を効率的に検査可能である。

（５）本発明の少なくとも一実施形態に係る無人飛行検査機は、
本体及び前記本体に回転可能に取り付けられた少なくとも１つのプロペラを有する無人飛行機と、
前記無人飛行機の本体に搭載された検査装置と、
前記無人飛行機の本体に取り付けられ、検査対象と前記検査装置との距離を一定に維持するためのガイド機構とを備え、
前記ガイド機構は、前記無人飛行機から離間して配置された１対の第１ローラを含み、
前記１対の第１ローラは、それぞれ水平方向に延びるとともに相互に上下方向に離間し、各々の軸線を中心として回転可能である。

上記構成（５）によれば、相互に上下方向に離間した１対の第１ローラが、各々の軸線を中心として回転可能である。このため、検査対象に沿って無人飛行検査機が移動する際、１対の第１ローラが検査対象に当接しながら回転可能であり、１対の第１ローラによって、検査対象と検査装置との距離を一定に維持することができる。
一方、１対の第１ローラは相互に上下方向に離間して配置され、各々の軸線を中心として回転可能であるので、検査対象に沿って無人飛行検査機が移動する際、検査対象と検査装置との間に１対の第１ローラが位置することを回避可能である。
これらの結果として、上記構成（５）によれば、検査対象を効率的に検査可能である。

（６）幾つかの実施形態では、上記構成（５）において、
前記ガイド機構は、前記無人飛行機から前記１対の第１ローラとは反対方向に離間して回転可能に配置された１対の第２ローラを更に含み、
前記１対の第２ローラは、それぞれ前記水平方向に延びるとともに相互に上下方向に離間し、各々の軸線を中心として回転可能である。

上記構成（６）によれば、相互に上下方向に離間した１対の第２ローラが、各々の軸線を中心として回転可能である。このため、検査対象に沿って無人飛行検査機が移動する際、１対の第２ローラが検査対象に当接しながら回転可能であり、１対の第２ローラによって、検査対象と検査装置との距離を一定に維持することができる。
一方、１対の第２ローラは相互に上下方向に離間して配置され、各々の軸線を中心として回転可能であるので、検査対象に沿って無人飛行検査機が移動する際、検査対象と検査装置との間に１対の第２ローラが位置することを回避可能である。
その上、１対の第２ローラは、無人飛行機から１対の第１ローラとは反対方向に離間しているので、無人飛行検査機全体の質量のバランスがよくなり、無人飛行検査機の飛行を安定させることができる。
これらの結果として、上記構成（６）によれば、検査対象を効率的に検査可能である。

（７）本発明の少なくとも一実施形態に係るボイラの検査方法は、
上記構成（１）乃至（６）の何れか１つに記載の無人飛行検査機を用いてボイラの内面を検査する。

上記構成（７）によれば、上記構成（１）乃至（６）の何れか１つの無人飛行検査機を用いて検査を行うので、検査対象に沿って無人飛行検査機が移動する際、検査対象と検査装置との距離を一定に維持することができる。このため、上記構成（７）によれば、検査対象を効率的に検査可能である。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、検査に影響を及ぼすことなく、検査対象と検査装置との距離を一定に維持しながら検査対象に沿って移動可能である無人飛行検査機、及び、無人飛行検査機を用いたボイラの検査方法が提供される。

本発明の一実施形態に係る無人飛行検査機１ａを概略的に示す正面図である。 無人飛行検査機１ａを概略的に示す平面図である。 無人飛行検査機１ａを概略的に示す側面図である。 図１中の領域ＩＶの概略的な縦断面である。 無人飛行検査機１ａとボイラ火炉の垂直水冷壁の一部を概略的に示す斜視図であって、無人飛行検査機１ａを用いたボイラ火炉の水冷壁の検査方法を説明するための図である。 無人飛行検査機１ａとボイラ火炉の垂直水冷壁の一部を概略的に示す正面図であって、無人飛行検査機１ａを用いたボイラ火炉の垂直水冷壁の検査方法を説明するための図である。 本発明の他の一実施形態に係る無人飛行検査機１ｂを概略的に示す正面図である。 無人飛行検査機１ｂを概略的に示す平面図である。 無人飛行検査機１ｂを概略的に示す側面図である。 無人飛行検査機１ｂとボイラ火炉の垂直水冷壁の一部を概略的に示す斜視図であって、無人飛行検査機１ｂを用いたボイラ火炉の水冷壁の検査方法を説明するための図である。 無人飛行検査機１ｂとボイラ火炉のスパイラル水冷壁の一部を概略的に示す斜視図であって、無人飛行検査機１ｂを用いたボイラ火炉のスパイラル水冷壁の検査方法を説明するための図である。 無人飛行検査機１ｂとボイラ火炉のバーナを概略的に示す斜視図であって、無人飛行検査機１ｂを用いたボイラ火炉のバーナの検査方法を説明するための図である。 本発明の他の一実施形態に係る無人飛行検査機１ｃを概略的に示す平面図である。 無人飛行検査機１ｃを概略的に示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

本発明の一実施形態に係る無人飛行検査機１ａは、図１〜図３に示したように、無人飛行機２と、検査装置４と、ガイド機構６ａとを有する。
無人飛行機２は、本体８と、本体８に回転可能に取り付けられた少なくとも１つのプロペラ１０を有する。無人飛行機２は、例えば、自律的又は自動的に飛行可能であってもよいし、無線により飛行ルートを制御されるものであってもよい。

検査装置４は、無人飛行機２の本体８に搭載されている。検査装置４は、例えば撮像装置であり、静止画又は動画を撮影可能である。撮像装置によって得られた画像データは、例えば無線によって、外部の制御装置に送信可能である。なお、検査装置４の種類は、撮像装置に限定されることはない。
また、検査装置４の数も１つに限定されることはなく、本体８への搭載位置も特に限定されることはない。例えば、無人飛行検査機１ａでは、１つの検査装置４が本体８の下側に取り付けられているが、本体８の上側に取り付けられていてもよい。

ガイド機構６ａは、無人飛行機２の本体８に取り付けられ、検査対象と検査装置４との距離を一定に維持可能である。ガイド機構６ａは、無人飛行機２の両側に回転可能に配置された１対の回転体１２を有する。１対の回転体１２は同軸に配置され、各々の回転軸方向に相互に離間して配置されている。１対の回転体１２は、相互に同一の外径の外周部１４を有する。そして、回転体１２の回転軸方向における１対の回転体１２の間隔Ｄは可変である。

無人飛行検査機１ａの使用方法の一例として、図５及び図６に示したように、ボイラの火炉壁を構成する垂直水冷壁１６を検査する方法（ボイラの検査方法）について説明する。
垂直水冷壁１６は、相互に間隔をあけて配置され、それぞれ上下方向に延びる複数の管１８と、管１８と管１８の隙間を塞ぐように配置される複数の板２０とを有する。このため、垂直水冷壁１６の表面においては、管１８の部分が凸部を構成し、板２０の部分が凹部（溝）を構成している。１対の回転体１２は、それぞれの外周部１４が板２０に当接することにより、垂直水冷壁１６と検査装置４との間隔を一定に維持可能である。

また、複数の管１８及び複数の板２０は、上下方向に延びており、１対の回転体１２の外周部１４がそれぞれ板２０に当接した状態で無人飛行検査機１ａが上昇又は下降することにより、回転体１２が回転し、無人飛行検査機１ａは円滑に上下方向に移動可能である。

一方、図６に示したように、検査対象である垂直水冷壁１６の管１８や板２０は、熱応力等に応じて湾曲することがある。このため、板２０と板２０との間隔が一定ではないことがある。つまり、板２０によって構成される溝の間隔が一定でないことがある。
この点、上記した無人飛行検査機１ａによれば、１対の回転体１２の間隔Ｄが可変であるため、垂直水冷壁１６のように、間隔が一定ではない２つの溝を有する壁面が検査対象であっても、１対の回転体１２の間隔Ｄが２つの溝の間隔に応じて変化可能である。従って、壁面に沿って無人飛行検査機１ａが移動する際、１対の回転体１２は２つの溝によって案内されながら回転可能であり、１対の回転体１２によって、検査対象の壁面と検査装置４との距離を一定に維持することができる。

また、１対の回転体１２は無人飛行機２の両側に配置されるので、検査対象に沿って無人飛行検査機１ａが移動する際、検査対象と検査装置４との間に１対の回転体１２が位置することを回避可能である。つまり、１対の回転体１２は、検査装置４による検査方向と直交する方向に相互に離間している。検査方向は、例えば、無人飛行機２の前方であり、１対の回転体１２は、無人飛行機２の幅方向に相互に離間している。
これらの結果として、無人飛行検査機１ａによれば、検査対象としての垂直水冷壁１６を効率的に検査可能である。

幾つかの実施形態では、無人飛行検査機１ａのガイド機構６ａは、無人飛行機２の本体８に取り付けられた少なくとも１つの支持棒２２を含む。
支持棒２２は、本体８の両側から側方に向かって突出している。例えば、ガイド機構６ａが、１つの支持棒２２を有する場合、支持棒２２の中央部が本体８に取り付けられる。また例えば、ガイド機構６ａが２つの支持棒２２を有する場合、２つの支持棒２２の内端が本体８に取り付けられ、２つの支持棒２２は同軸に配置される。
１対の回転体１２は、支持棒２２の外端部に回転可能に取り付けられる。

幾つかの実施形態では、図４に示したように、回転体１２は、支持棒２２によって貫通される軸孔を有する環状部２４と、環状部２４を囲むように一体に設けられた円盤部２６とを有する。
環状部２４は耐摩耗性に優れた金属材料又は有機材料等からなり、例えば、カーボンファイバーやアルミニウム等からなる。つまり、環状部２４はベアリングとしての機能を有する。
なお、ベアリングの機能を支持棒２２に設けた場合、回転体１２の環状部２４は省略可能である。

円盤部２６は、中央に孔を有する平坦な円盤形状を有し、中央の孔に環状部２４が設けられている。円盤部２６の外周は平面視にて円形状を有し、円盤部２６の外周部が回転体１２の外周部１４を構成している。円盤部２６は、例えば、軽量且つ耐摩耗性に優れたポリスチレン等の有機材料からなる。

幾つかの実施形態では、図４に示したように、ガイド機構６ａは、支持棒２２の外端部に取り付けられた第１ストッパ２８及び第２ストッパ３０を有する。第１ストッパ２８及び第２ストッパ３０は、支持棒２２の軸線方向に相互に離間しており、支持棒２２の軸線方向にて、回転体１２は第１ストッパ２８と第２ストッパ３０との間に位置している。
支持棒２２の軸線方向にて、回転体１２は、第１ストッパ２８と第２ストッパ３０との間を移動可能であり、これにより１対の回転体１２の間隔Ｄが変化可能である。
なお、１対の回転体１２のうち両方が支持棒２２の軸線方向にて移動可能に設けられていてもよく、或いは、１対の回転体１２のうち片方のみが支持棒２２の軸線方向にて移動可能に設けられていてもよい。

幾つかの実施形態では、第１ストッパ２８及び第２ストッパ３０はそれぞれナットによって構成され、支持棒２２の外端部に設けられた螺子部３２に螺合可能である。この場合、第１ストッパ２８及び第２ストッパ３０の位置は変更可能である。第１ストッパ２８及び第２ストッパ３０としてナットを用いる場合、ナットの回り止め手段を併用してもよい。
なお、第１ストッパ２８及び第２ストッパ３０はナットに限定されることはなく、リング状の部材によって構成されてもよい。この場合、リング状の部材を支持棒２２に溶接等により固定してもよい。

幾つかの実施形態では、１対の回転体１２の間隔Ｄは、ボイラの火炉壁を構成する相互に平行に配置された複数の管１８の間に配置された複数の板２０のうち１対の板２０の間隔に対応して可変である。

上記構成によれば、１対の回転体１２の間隔Ｄが、ボイラの火炉壁を構成する１対の板２０の間隔に対応して可変であり、ボイラの火炉壁に沿って無人飛行検査機１ａが移動する際、１対の回転体１２によって、ボイラの火炉壁と検査装置４との距離を一定に維持することができる。
一方、１対の回転体１２は無人飛行機２の両側に配置されるので、ボイラの火炉壁に沿って無人飛行検査機１ａが移動する際、火炉壁と検査装置４との間に１対の回転体１２が位置することを回避可能である。
これらの結果として、上記構成によれば、検査対象のボイラの火炉壁を効率的に検査可能である。

幾つかの実施形態では、１対の回転体１２の間隔Ｄの変化量ΔＤは１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。
１対の回転体１２の間隔Ｄの変化量ΔＤが１０ｍｍ以上であれば、ボイラの垂直水冷壁１６における板２０と板２０の間隔が一定でなくても、１対の回転体１２が確実に板２０に当接可能である。また、１対の回転体１２の間隔Ｄの変化量ΔＤが１００ｍｍ以下であれば、回転体１２の間隔Ｄが変化することにより、無人飛行検査機１ａの飛行の安定性が損なわれることが防止される。
なお、変化量ΔＤは、間隔Ｄの最大値Ｄｍａｘと最小値Ｄｍｉｎとの差である（図１参照）。

幾つかの実施形態では、図４に示したように、回転体１２の厚さＴは、５ｍｍ以上１３ｍｍ以下である。
回転体１２の厚さＴが５ｍｍ以上であれば、回転体１２は十分な強度を有するとともに、プロペラ１０の回転に伴う回転体１２の共振を抑制することができる。また、回転体１２の厚さＴが２０ｍｍ以下であれば、回転体１２を軽量にすることができ、無人飛行検査機１ａのエネルギ消費を抑制可能である。

回転体１２の質量が５０ｇ以上であれば、回転体１２は十分な強度を有するとともに、プロペラ１０の回転に伴う回転体１２の共振を抑制することができる。また、回転体１２の質量が３００ｇ以下であれば、回転体１２を軽量にすることができ、無人飛行検査機１ａのエネルギ消費を抑制可能である。

幾つかの実施形態では、図３に示したように、１対の回転体１２の各々は、回転軸方向でみて無人飛行機２よりも大きい外径を有する。
上記構成によれば、１対の回転体１２の各々が無人飛行機２よりも大きい外径を有するので、１対の回転体１２によって、無人飛行機２が周囲の物体と衝突することを防止することができる。

以下、本発明の他の一実施形態に係る無人飛行検査機１ｂについて説明する。
無人飛行検査機１ｂは、図７〜図９に示したように、無人飛行機２と、検査装置４と、ガイド機構６ｂとを有する。なお、以下の説明では、先に説明した構成と同一又は類似の構成については、同一の名称又は符号を付して説明を省略又は簡略化する。

ガイド機構６ｂは、無人飛行機２の本体８に取り付けられ、検査対象と検査装置４との距離を一定に維持可能である。ガイド機構６ｂは、無人飛行機２から水平方向（前後方向）及び上下方向に離間して配置された１対のローラ（第１ローラ）３４を有する。１対のローラ３４は、それぞれ水平方向に延びるとともに相互に上下方向に離間し、各々の軸線を中心として回転可能である。

無人飛行検査機１ｂの使用方法の一例として、図１０に示したように、ボイラ火炉の垂直水冷壁１６を検査する方法について説明する。
無人飛行検査機１ｂの１対のローラ３４は、それぞれの円筒形状の外周面３６が複数の管１８の頂部に当接することにより、垂直水冷壁１６と検査装置４との間隔を一定に維持可能である。

また、複数の管１８及び複数の板２０は、上下方向に延びており、１対のローラ３４の外周面３６がそれぞれ複数の管１８の頂部に当接した状態で無人飛行検査機１ｂが上昇又は下降することにより、ローラ３４が回転し、無人飛行検査機１ｂは円滑に上下方向に移動可能である。

一方、図６に示したように、複数の管１８や複数の板２０が熱応力等により湾曲し、板２０と板２０の間隔が一定でなくても、１対のローラ３４は複数の管１８の頂部に当接するので、垂直水冷壁１６と検査装置４との間隔を一定に維持することができる。

また、上記した無人飛行検査機１ｂによれば、１対のローラ３４は相互に上下方向に離間して配置され、各々の軸線を中心として回転可能であるので、検査対象に沿って無人飛行検査機１ｂが移動する際、検査対象と検査装置４との間に１対のローラ３４が位置することを回避可能である。つまり、１対のローラ３４は、検査装置４による検査方向と直交する方向に相互に離間している。検査方向は、例えば、無人飛行機２の前方であり、１対のローラ３４は、無人飛行機２の上下方向に相互に離間している。
これらの結果として、無人飛行検査機１ｂによれば、検査対象としての垂直水冷壁１６を効率的に検査可能である。

また、無人飛行検査機１ｂの使用方法の一例として、図１１に示したように、ボイラの火炉壁を構成するスパイラル水冷壁３８を検査する方法について説明する。
スパイラル水冷壁３８は、管１８及び板２０が、上下方向に対し斜めに延びている点において、垂直水冷壁１６と異なっている。

無人飛行検査機１ｂの１対のローラ３４は、それぞれの外周面３６が管１８の頂部に当接することにより、スパイラル水冷壁３８と検査装置４との間隔を一定に維持可能である。

また、複数の管１８及び複数の板２０が斜めに延びていても、１対のローラ３４の外周面３６がそれぞれ管１８の頂部に当接した状態で無人飛行検査機１ｂが上昇又は下降することにより、ローラ３４が回転し、無人飛行検査機１ｂは円滑に上下方向に移動可能である。

一方、複数の管１８や複数の板２０が熱応力等により湾曲し、板２０と板２０の間隔が一定でなくても、１対のローラ３４が管１８の頂部に当接するので、スパイラル水冷壁３８と検査装置４との間隔を一定に維持することができる。

また、上記した無人飛行検査機１ｂによれば、１対のローラ３４は相互に上下方向に離間して配置され、各々の軸線を中心として回転可能であるので、検査対象に沿って無人飛行検査機１ｂが移動する際、検査対象と検査装置４との間に１対のローラ３４が位置することを回避可能である。
これらの結果として、無人飛行検査機１ｂによれば、検査対象としてのスパイラル水冷壁３８を効率的に検査可能である。

更に、無人飛行検査機１ｂの使用方法の一例として、図１２に示したように、ボイラの火炉壁に設けられるバーナ４０を検査する方法について説明する。
バーナ４０は、燃料及び空気等をボイラ火炉内に噴出するためのものである。バーナ４０は、燃料及び空気等の各流路の出口を構成する複数の環状部４１（４１ａ〜４１ｄ）を有する点において、垂直水冷壁１６やスパイラル水冷壁３８と異なっている。

無人飛行検査機１ｂの１対のローラ３４は、それぞれの外周面３６が環状部４１に当接することにより、バーナ４０と検査装置４との間隔を一定に維持可能である。

また、１対のローラ３４の外周面３６がそれぞれ環状部４１に当接した状態で無人飛行検査機１ｂが上昇又は下降することにより、ローラ３４が回転し、無人飛行検査機１ｂは円滑に上下方向に移動可能である。

また、上記した無人飛行検査機１ｂによれば、１対のローラ３４は相互に上下方向に離間して配置され、各々の軸線を中心として回転可能であるので、検査対象に沿って無人飛行検査機１ｂが移動する際、検査対象と検査装置４との間に１対のローラ３４が位置することを回避可能である。
これらの結果として、無人飛行検査機１ｂによれば、検査対象としてのバーナ４０を効率的に検査可能である。

幾つかの実施形態では、無人飛行検査機１ｂは、図７〜図９に示したように、少なくとも１つの支持棒２２と、ローラ３４を貫通する回転軸４２と、支持棒２２の外端部と回転軸４２の両端との間に設けられた腕部４４とを有する。この場合、回転軸４２は、腕部４４及び支持棒２２を介し、本体８によって支持されている。腕部４４は、例えばボルトによって支持棒２２の外端部に固定される。

幾つかの実施形態では、図７〜図９に示したように、ガイド機構６ａは１対のローラ（第２ローラ）４６を更に有する。
１対の第２ローラ４６も、無人飛行機２から水平方向（前後方向）及び上下方向に離間して回転可能に配置されている。そして、１対の第２ローラ４６は、無人飛行機２から１対の第１ローラ３４とは反対方向（前後方向）に離間して回転可能に配置されている。１対の第２ローラ４６は、それぞれ水平方向（幅方向）に延びるとともに相互に上下方向に離間し、各々の軸線を中心として回転可能である。

上記構成によれば、相互に上下方向に離間した１対の第２ローラ４６が、各々の軸線を中心として回転可能である。このため、検査対象に沿って無人飛行検査機１ｂが移動する際、１対の第２ローラ４６の外周面４７が検査対象に当接しながら回転可能であり、１対の第２ローラ４６によって、検査対象と検査装置４との距離を一定に維持することができる。
一方、１対の第２ローラ４６は相互に上下方向に離間して配置され、各々の軸線を中心として回転可能であるので、検査対象に沿って無人飛行検査機１ｂが移動する際、検査対象と検査装置４との間に１対の第２ローラ４６が位置することを回避可能である。つまり、１対の第２ローラ４６は、検査装置４による検査方向と直交する方向に相互に離間している。検査方向は、例えば、無人飛行機２の後方であり、１対の第２ローラ４６は、無人飛行機２の上下方向に相互に離間している。
その上、１対の第２ローラ４６は、無人飛行機２から１対の第１ローラ３４とは反対方向に離間しているので、無人飛行検査機１ｂ全体の質量のバランスがよくなり、無人飛行検査機１ｂの飛行を安定させることができる。
これらの結果として、上記構成によれば、検査対象を効率的に検査可能である。

幾つかの実施形態では、図７〜図９に示したように、無人飛行検査機１ｂは、少なくとも１つの支持棒２２と、第１ローラ３４及び第２ローラ４６を貫通する回転軸４２，４８と、支持棒２２の外端部と回転軸４２，４８の両端との間に設けられた腕部４４とを有する。この場合、回転軸４２，４８は、腕部４４及び回転軸４２，４８を介し、本体８によって支持されている。

幾つかの実施形態では、図９に示したように、側面視にて、１対の第１ローラ３４及び１対の第２ローラ４６は、線対称に配置されている。
上記構成によれば、１対の第１ローラ３４及び１対の第２ローラ４６が、側面視にて線対称に配置されているので、無人飛行検査機１ｂ全体の質量のバランスがよくなり、無人飛行検査機１ｂの飛行を安定させることができる。
なお、無人飛行検査機１ｂにおいては、第２ローラ４６を省略し、第１ローラ３４と釣り合い可能なバランスウェイトを設けてもよい。

以下、本発明の他の一実施形態に係る無人飛行検査機１ｃについて説明する。
無人飛行検査機１ｃのガイド機構６ｃは、図１３及び図１４に示したように、ガイド機構６ｂに１対の回転体５０を追加したものである。１対の回転体５０は、無人飛行機２の両側に回転可能に配置されている。１対の回転体５０は同軸に配置され、各々の回転軸方向に相互に離間して配置されている。１対の回転体５０は、相互に同一の外径の外周部５２を有する。そして、回転体５０の回転軸方向における１対の回転体５０の間隔Ｄは可変である。

１対の回転体５０の機能は、１対の回転体１２の機能と同一であるので説明を省略する。
一方、１対の回転体５０と１対の回転体１２との相違点は、１対の回転体５０が回転軸４８に回転可能に取り付けられているのに対し、１対の回転体１２は支持棒２２に回転可能に取り付けられている点である。
このような相違点を無視して考えれば、ガイド機構６ｃは、ガイド機構６ａに１対のローラ３４を追加したものであるということもできる。

幾つかの実施形態では、無人飛行検査機１ａ〜１ｃの検査対象は建造物の内側であって、検査装置４は撮像装置であり、無人飛行検査機１ａは、撮像箇所を照らすためのライト５４を更に有する。このライト５４は、図２、図３、図８、図９及び図１３に示した実施形態では、本体８の前後方向両側に取り付けられている。このため、ライト５４によって撮像箇所を照らすことで、建造物の内側であっても、明るい画像を得ることができる。また、ライト５４によって周囲を照らすことで、外部から無人飛行検査機１ａ〜１ｃの飛行ルートを制御する場合、制御が容易になる。

幾つかの実施形態では、検査装置４は撮影装置であり、検査方向すなわち撮影方向を無人飛行機２の前後方向にて変更可能である。撮影方向を変更可能であることにより、より広範囲を容易に検査することができる。
特に、無人飛行検査機１ｂ，１ｃを用いる場合、ある場所では検査対象の壁面に第１ローラ３４を当接させ、他のある場所では検査対象の壁面に回転体５０を当接させて検査を行うことができ、より広範囲を検査対象の形状に応じて容易に検査することができる。

また、幾つかの実施形態では、図２、図８及び図１３に示すように、検査装置４は撮影装置であり、本体８に軸Ｏを中心として回転可能に搭載されている。撮影方向を回転可能であることにより、撮影方向とは反対方向に対しても検査することができる。
特に、１ｃを用いる場合、検査装置４を回転させることで、ある場所では検査対象の壁面に第１ローラ３４を当接させ、他のある場所では検査対象の壁面に回転体５０を当接させて検査を行うことができる。

幾つかの実施形態では、無人飛行検査機１ａ〜１ｃの検査対象は、ボイラの内面である。具体的には、検査対象として、上述した垂直水冷壁１６やスパイラル水冷壁３８等及びバーナ４０に加え、風箱の内部もあげることができる。また、無人飛行検査機１ａ〜１ｃによればボイラの火炉の角部も検査可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ａ〜１ｃ 無人飛行検査機
２ 無人飛行機
４ 検査装置
６ａ〜６ｃ ガイド機構
８ 本体
１０ プロペラ
１２ 回転体
１４ 外周部
１６ 垂直水冷壁
１８ 管
２０ 板
２２ 支持棒
２４ 環状部
２６ 円盤部
２８ 第１ストッパ
３０ 第２ストッパ
３２ 螺子部
３４ ローラ（第１ローラ）
３６ 外周面
３８ スパイラル水冷壁
４０ バーナ
４１，４１ａ〜４１ｄ 環状部
４２ 回転軸
４４ 腕部
４６ ローラ（第２ローラ）
４７ 外周面
４８ 回転軸
５０ 回転体
５２ 外周部
５４ ライト

Claims (10)

1. 本体及び前記本体に回転可能に取り付けられた少なくとも１つのプロペラを有する無人飛行機と、
   前記無人飛行機の本体に搭載された検査装置と、
   前記無人飛行機の本体に取り付けられ、検査対象と前記検査装置との距離を一定に維持するためのガイド機構とを備え、
   前記ガイド機構は、
   前記無人飛行機の両側に回転可能に配置され、各々の回転軸方向に相互に離間した少なくとも１対の回転体を含み、
   前記無人飛行機がボイラの火炉壁に沿って上下方向に移動する際に前記回転軸方向における前記１対の回転体の間隔は可変である
   ことを特徴とする無人飛行検査機。
2. 前記１対の回転体の間隔は、前記ボイラの前記火炉壁を構成する相互に平行に配置された複数の管の間に配置された複数の板のうち１対の板の間隔に対応して可変である
   ことを特徴とする請求項１に記載の無人飛行検査機。
3. 前記ガイド機構は、
   前記回転体を支持する支持棒と、
   前記支持棒に取り付けられた第１ストッパ及び第２ストッパと、
   を更に含み、
   前記回転軸方向における前記１対の回転体の間隔は、前記回転体が前記第１ストッパと前記第２ストッパとの間を移動することにより可変であり、
   前記複数の板のうち互いに隣り合う板の間隔を第１の間隔と定義すると、
   前記第１ストッパと前記第２ストッパとの間隔は、前記回転体の厚さよりも大きく、前記第１の間隔よりも小さい、請求項２に記載の無人飛行検査機。
4. 前記１対の回転体の各々は、前記回転軸方向でみて前記無人飛行機よりも大きい外径を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の無人飛行検査機。
5. 前記ガイド機構は、前記無人飛行機から離間して配置された１対のローラを更に含み、
   前記１対のローラは、それぞれ水平方向に延びるとともに相互に上下方向に離間し、各々の軸線を中心として回転可能であり、
   前記１対の回転体及び前記１対のローラは、前記１対の回転体及び前記１対のローラのうち何れか一方が前記検査対象に当接可能に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の無人飛行検査機。
6. 本体及び前記本体に回転可能に取り付けられた少なくとも１つのプロペラを有する無人飛行機と、
   前記無人飛行機の本体に搭載された検査装置と、
   前記無人飛行機の本体に取り付けられ、検査対象と前記検査装置との距離を一定に維持するためのガイド機構とを備え、
   前記ガイド機構は、前記無人飛行機から離間して配置された１対の第１ローラを含み、
   前記無人飛行機が飛行により移動する際の姿勢において、前記１対の第１ローラは、それぞれ水平方向に延びるとともに相互に上下方向に離間し、各々の軸線を中心として回転可能である
   ことを特徴とする無人飛行検査機。
7. 前記ガイド機構は、前記無人飛行機から前記１対の第１ローラとは反対方向に離間して回転可能に配置された１対の第２ローラを更に含み、
   前記１対の第２ローラは、それぞれ前記水平方向に延びるとともに相互に上下方向に離間し、各々の軸線を中心として回転可能である
   ことを特徴とする請求項６に記載の無人飛行検査機。
8. 前記１対の第１ローラの各々の前記軸線は、前記プロペラの軸方向に直交する方向に沿って延在する、請求項６又は７に記載の無人飛行検査機。
9. 前記１対の第１ローラの各々の前記軸線は、前記プロペラの軸方向に直交する方向に沿って延在する、請求項８に記載の無人飛行検査機。
10. 請求項１乃至９の何れか１項に記載の無人飛行検査機を用いてボイラの内面を検査することを特徴とするボイラの検査方法。

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