(57)【要約】【課題】水平アームの軽量化が可能であり、且つ撮像装置の揺れを抑制できる橋梁点検装置を提供する。【解決手段】橋梁点検装置１０は、橋梁の左右の高欄６の一方（６Ａ）に取り付けられる支持装置１５と、支持装置１５によって橋梁１の外側に支持され、支持装置１５から略鉛直に下方に延びる鉛直アーム２０と、鉛直アーム２０の下端部に結合され、鉛直アーム２０から橋梁１の下方を略水平に延びる伸縮可能な水平アーム２１と、水平アーム２１の先端部に取り付けられ、少なくとも１つの揚力発生装置３８を有する飛翔体（４０）と、橋梁１を下方から撮像する撮像装置（２６）を有し、水平アーム２１に長手方向に移動可能に設けられた移動体２５と、揚力発生装置３８の揚力及び移動体２５の移動を制御する制御装置（１２）とを備える。【選択図】図１
2020133269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の下部を下方から点検するための橋梁点検装置であって、
前記橋梁の左右の高欄の一方に取り付けられる支持装置と、
前記支持装置によって前記橋梁の外側に支持され、前記支持装置から略鉛直に下方に延びる鉛直アームと、
前記鉛直アームの下端部に結合され、前記鉛直アームから前記橋梁の下方を略水平に延びる伸縮可能な水平アームと、
前記水平アームの先端部に取り付けられ、揚力を発生する少なくとも１つの揚力発生装置を有する飛翔体と、
前記橋梁を下方から撮像する撮像装置を有し、前記水平アームに長手方向に移動可能に設けられた移動体と、
前記揚力発生装置の揚力及び前記移動体の移動を制御する制御装置とを備えることを特徴とする橋梁点検装置。
【請求項２】
前記飛翔体が、複数の前記揚力発生装置を有し、姿勢制御可能なドローンであり、且つ前記水平アームの前記先端部に姿勢変化可能に取り付けられており、
前記制御装置が前記ドローンの姿勢を制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁点検装置。
【請求項３】
前記飛翔体が、前記水平アームの伸縮方向の推力を発生する推力発生装置を更に有し、
前記制御装置が前記推力発生装置の推力を制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の橋梁点検装置。
【請求項４】
前記鉛直アームに取り付けられ、前記飛翔体を撮影する撮影装置を更に備え、
前記制御装置が前記撮影装置により撮影された映像を表示する表示装置を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の橋梁点検装置。
【請求項５】
前記飛翔体の上部に設けられ、前記飛翔体の前記橋梁の下面への衝突を防止するストッパを更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の橋梁点検装置。
【請求項６】
前記ストッパが前記橋梁の下面を前記水平アームの延在方向に走行可能な車輪を含むことを特徴とする請求項５に記載の橋梁点検装置。
【請求項７】
左右の前記高欄の他方に取り付けられるサブ支持装置と、
前記サブ支持装置によって前記橋梁の外側に支持され、前記サブ支持装置から略鉛直に下方に延びるサブ鉛直アームと、
前記サブ鉛直アームの下端部に設けられ、前記水平アームの先端を着脱可能に支持する支持部とを更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の橋梁点検装置。
【請求項８】
前記支持装置及び前記サブ支持装置のそれぞれが、対応する前記高欄に沿って移動可能な走行部を有することを特徴とする請求項７に記載の橋梁点検装置。
【請求項９】
前記水平アームが、前記水平アームの延在方向及び前記鉛直アームの延在方向に直交する方向の回動軸回りに回動可能に前記鉛直アームに結合されていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の橋梁点検装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋桁の下面及び側面並びに床版の下面等の橋梁の下部を下方から点検するための橋梁点検装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁の下面などは直接目視して点検することが困難であるため、カメラ等の撮像装置により橋梁の下面を撮影できるようにした点検装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の橋梁点検装置は、橋梁の高欄上を走行する上部支持台によって水平方向の第１のアームを、長手方向を軸として回転するように支承し、第１のアームによって、略垂直方向に延びる第２のアームを、長手方向を軸として回転するように支承し、第２のアームによって、長手方向に多段に伸縮自在に構成された第３のアームを片持ち状態で支承し、第３のアームの先端にカメラを回転駆動可能に取り付けている。この橋梁点検装置では、上部支持台が高欄に直交するように跨って高欄上を滑走する棒状ローラーを備えることで、上部支持台を高欄に沿って移動させながら撮影することができる。
【０００４】
特許文献２に記載の橋梁点検装置は、橋軸方向の移動が可能な移動用車両と、移動用車両に接続された伸縮可能な第１アーム、鉛直方向に伸縮可能な第２アーム（鉛直アーム）及び水平方向に伸縮可能な第３アーム（水平アーム）から構成される多関節可動アームと、第３アームの先端に接続される飛翔体とを備えている。飛翔体は、遠隔操作で浮上・空中静止可能な機能を有し、カメラと撮影用機器とを搭載している。飛翔体がカメラ及び撮影用機器の重量を担うため、最伸長時の多関節可動アームにかかる最大負担が軽減し、アームの軽量化が容易になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７７６５３号公報
【特許文献２】特開２０１５−７３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の橋梁点検装置では、カメラ等の撮像装置が飛翔体に搭載されているため、風等を受けて水平アームや飛翔体が揺れると、飛翔体と共にカメラが揺れ、鮮明な画像や映像を撮影することができない。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑み、水平アームの軽量化が可能であり、且つ撮像装置の揺れを抑制できる橋梁点検装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明のある態様は、橋梁（１）の下部を下方から点検するための橋梁点検装置（１０）であって、前記橋梁の左右の高欄（６）の一方（６Ａ）に取り付けられる支持装置（１５）と、前記支持装置によって前記橋梁の外側に支持され、前記支持装置から略鉛直に下方に延びる鉛直アーム（２０）と、前記鉛直アームの下端部に結合され、前記鉛直アームから前記橋梁の下方を略水平に延びる伸縮可能な水平アーム（２１）と、前記水平アームの先端部に取り付けられ、少なくとも１つの揚力発生装置（３８、１３８）を有する飛翔体（４０、１４０）と、前記橋梁を下方から撮像する撮像装置（２６）を有し、前記水平アームに長手方向に移動可能に設けられた移動体（２５）と、前記揚力発生装置の揚力及び前記移動体の移動を制御する制御装置（１２）とを備える。
【０００９】
この構成によれば、水平アームの先端部に揚力発生装置を有する飛翔体が取り付けられているため、重みによる水平アームの撓みを抑制できるため、水平アームの軽量化が可能である。また、撮像装置が水平アームを移動する移動体に設けられるため、水平アームの先端部に取り付けられる飛翔体に設けられる場合に比べ、撮像装置の揺れを抑制することができる。
【００１０】
また、上記構成において、前記飛翔体（４０）が、複数の前記揚力発生装置（３８）を有し、姿勢制御可能なドローン（４０）であり、且つ前記水平アーム（２１）の前記先端部に姿勢変化可能に取り付けられており、前記制御装置（１２）が前記ドローンの姿勢を制御可能に構成されているとよい。
【００１１】
この構成によれば、制御装置がドローンの姿勢を制御することにより、揚力だけでなくドローンの水平方向への推進力を水平アームの先端に作用させることができる。これにより、水平アームを伸縮させることや、鉛直アームからの水平アームの延出方向を変化させることができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記飛翔体（１４０）が、前記水平アーム（２１）の伸縮方向の推力を発生する推力発生装置（１３９）を更に有し、前記制御装置（１２）が前記推力発生装置の推力を制御可能に構成されているとよい。
【００１３】
この構成によれば、飛翔体の推力によって水平アームを伸縮させることができる。
【００１４】
また、上記構成において、前記鉛直アーム（２０）に取り付けられ、前記飛翔体（４０、１４０）を撮影する撮影装置（５７）を更に備え、前記制御装置（１２）が前記撮影装置により撮影された映像を表示する表示装置（５５）を含むとよい。
【００１５】
この構成によれば、操作者は、表示装置を見ながら制御装置を介して飛翔体を操作することができる。そのため、水平アームの撓みを効果的に抑制でき、これにより撮像装置の揺れも抑制できる。
【００１６】
また、上記構成において、前記飛翔体（４０、１４０）の上部に設けられ、前記飛翔体の前記橋梁（１）の下面への衝突を防止するストッパ（４６）を更に備えるとよい。
【００１７】
この構成によれば、橋梁の下面への衝突によって飛翔体が破損することを抑制できる。
【００１８】
また、上記構成において、前記ストッパ（４６）が前記橋梁（１）の下面を前記水平アーム（２１）の伸縮方向に走行可能な車輪（４７）を含むとよい。
【００１９】
この構成によれば、ストッパが橋梁の下面に当接した状態で水平アームを伸縮させることができる。
【００２０】
また、上記構成において、左右の前記高欄（６）の他方（６Ｂ）に取り付けられるサブ支持装置（６５）と、前記サブ支持装置によって前記橋梁（１）の外側に支持され、前記サブ支持装置から略鉛直に下方に延びるサブ鉛直アーム（７０）と、前記サブ鉛直アームの下端部に設けられ、前記水平アーム（２１）の先端を着脱可能に支持する支持部（７１）とを更に備えるとよい。
【００２１】
この構成によれば、水平アームが鉛直アームとサブ鉛直アームとによって両持ち状態で支持されるため、水平アームの揺れ及び撮像装置の揺れを効果的に抑制できる。また、水平アームが両持ち状態で支持されている間は飛翔体に揚力を発生させる必要がないため、飛翔体による電力消費を抑制できる。
【００２２】
また、上記構成において、前記支持装置（１５）及び前記サブ支持装置（６５）のそれぞれが、対応する前記高欄（６）に沿って移動可能な走行部（１６、６６）を有するとよい。
【００２３】
この構成によれば、橋梁点検装置を高欄に沿って橋軸方向に移動させることができるため、橋梁点検装置を橋軸方向へ移動させるために水平アームを伸縮させる必要がない。よって、橋軸方向の広い範囲にわたって容易に橋梁を点検できる。
【００２４】
また、上記構成において、前記水平アーム（２１）が、前記水平アームの延在方向及び前記鉛直アーム（７０）の延在方向に直交する方向の回動軸回りに回動可能に前記鉛直アームに結合されているとよい。
【００２５】
この構成によれば、飛翔体の揚力によって水平アームを上下に回動させることができる。そのため、橋梁点検装置を橋梁に設置する作業及び橋梁点検装置を橋梁から撤去する作業を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
このように本発明によれば、水平アームの軽量化が可能であり、且つ撮像装置の揺れを抑制できる橋梁点検装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る橋梁点検装置の設置状態（片持ち支持状態）の側面図
【図２】図１中のII−II断面図
【図３】図１に示される橋梁点検装置の設置状態（両持ち支持状態）の側面図
【図４】図１に示される制御装置の機能ブロック図
【図５】第２実施形態に係る橋梁点検装置の取付状態を示す側面図
【図６】図５に示される制御装置の機能ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、橋梁１の下部を下方から点検するための本発明に係る橋梁点検装置１０の実施形態について詳細に説明する。
【００２９】
≪第１実施形態≫
まず、図１〜図４を参照して第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る橋梁点検装置１０の取付状態（片持ち支持状態）の側面図である。橋梁点検装置１０は、橋梁１の下部を下方から点検するためものであり、橋梁１に設置される。以下、図１に示す橋梁１の断面を基準にして左右を定める。
【００３０】
橋梁１は、略水平に延在する下床版２と、下床版２の橋軸に直交する方向（橋幅方向）の両端部から立ち上がる１対のウェブ３と、１対のウェブ３の上端に連結して略水平に延在する上床版４とから構成される鉄筋コンクリートからなる単一箱桁橋である。上床版４は、１対のウェブ３の上端同士を連結して下床版２と協働して箱形断面を形成する。また、上床版４は、ウェブ３のそれぞれから側方に張り出す左右の張出部５を有しており、これにより橋梁１の幅員を増大させている。左右の張出部５の張り出し端には、上方に突出する鉄筋コンクリートからなる左右の高欄６（左高欄６Ａ、右高欄６Ｂ）が設けられている。
【００３１】
橋梁１の下面は、特別な足場等を用いないと人が目視で点検することができない。そこで、橋梁１の下面を撮影するために橋梁点検装置１０が用いられる。以下、橋梁点検装置１０について説明する。
【００３２】
橋梁点検装置１０は、橋梁１に取り付けられる点検ユニット１１と、点検ユニット１１を操作、制御するための制御装置である制御ユニット１２とにより構成される。点検ユニット１１は、左高欄６Ａに取り付けられる点検ユニット主部１３と、右高欄６Ｂに取り付けられる点検ユニット補助部１４とを有している。点検ユニット１１は、点検作業者によって橋梁１に取り付けられ、制御ユニット１２を介して操作者によって操作され、点検終了後に点検作業者によって橋梁１から取り外される。操作者は、通常は上床版４上で制御ユニット１２を介して点検ユニット１１を操作する。これに限らず、操作者は上床版４上以外の位置で制御ユニット１２を介して点検ユニット１１を操作してもよい。
【００３３】
点検ユニット主部１３は、左高欄６Ａに取り付けられる支持装置１５を有している。支持装置１５は、左高欄６Ａを左右方向（橋幅方向）に跨ぐように左高欄６Ａの上部に取り付けられる逆Ｕ字状の台車１６と、台車１６に取り付けられるアーム保持具１７とを有している。
【００３４】
台車１６は、左高欄６Ａの上端面に対向する部分に走行輪１８を有し、前後方向（橋軸方向）に移動可能とされており、支持装置１５の走行部をなす。台車１６はモータ等の駆動源を備えており、高欄６上を自走可能とされている。また、台車１６は、左高欄６Ａに固定するための図示しない固定手段を備えている。固定手段は、走行輪１８を固定するブレーキであってもよく、左高欄６Ａを挟持するように設けられた固定具であってもよい。台車１６の左端にはアーム保持具１７を前後方向の軸線回りに回動可能に支持する枢支部１９が形成されている。
【００３５】
アーム保持具１７は、鉛直アーム２０をスライド可能に且つ回転可能に保持する。鉛直アーム２０は、アーム保持具１７によって橋梁１の外側に支持され、アーム保持具１７から略鉛直に下方に延びている。鉛直アーム２０は下端が下床版２の下面よりも所定寸法以上下方に位置する長さを有している。鉛直アーム２０は、図示されるような伸縮しない構成であってもよく、継ぎ足し式や多段式に伸縮する構成であってもよい。
【００３６】
鉛直アーム２０の下端には、橋幅方向に概ね水平に延在する水平アーム２１が設けられている。水平アーム２１は、断面寸法が異なる複数の筒部材２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ）によって構成され、テレスコピックにより長手方向に多段に伸縮可能とされている。断面寸法が最も大きい第１筒部材２２Ａは、その長手方向の中間部に設けられたヒンジ軸２３によって前後方向（橋軸方向）の回動軸回りに回動可能に鉛直アーム２０に結合されている。第１筒部材２２Ａの左端にはカウンタウェイト２４が設けられている。水平アーム２１は、水平に延在して鉛直アーム２０に対して直交する図示される展開位置と、右側の先端を上にして鉛直に延在し、鉛直アーム２０に沿う折り畳み位置との間の９０度の角度範囲を回動する。
【００３７】
水平アーム２１は、第１筒部材２２Ａ以外の筒部材２２（２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ）が第１筒部材２２Ａに対して左右にスライドすることによって橋梁１の下方を橋幅方向に伸縮する。水平アーム２１は、最も伸長した状態において、先端が橋梁１の右縁（右高欄６Ｂ）よりも右方に至る長さを有している（図３参照）。水平アーム２１のヒンジ軸２３よりも右側の部分には、水平アーム２１の長手方向に移動可能な移動体２５が取り付けられている。
【００３８】
移動体２５には、橋梁１を下方から点検するために橋梁１の下面を撮影する撮像装置である点検カメラ２６が搭載されている。点検カメラ２６は、遠隔操作によって撮影方向（アングル）や撮影倍率の変更、撮像（シャッター操作）、或いは撮影開始や撮影停止を操作できるように構成されている。
【００３９】
図２は、図１中のII−II断面図である。図２に示されるように、移動体２５は、ハウジング３１と、ハウジング３１に回転可能に支持された複数の回転体３２と、回転体３２の少なくとも１つを回転駆動する走行用モータ３３とを備えている。ハウジング３１は、環状の断面を有し、水平アーム２１を取り囲むように水平アーム２１の外周に配置される。点検カメラ２６はハウジング３１の上部に上方を撮影できるように上向きに取り付けられている。走行用モータ３３はハウジング３１の下部に取り付けられている。走行用モータ３３の電源をなす移動用バッテリ３４もハウジング３１の下部に取り付けられている。移動体２５は、走行用モータ３３や移動用バッテリ３４といった重量物が下部に設けられることによって水平アーム２１の下方に重心を有しており、水平アーム２１の軸回りに回転しない。
【００４０】
本実施形態では、走行用モータ３３は水平アーム２１の下方に配置された回転体３２を駆動する。複数の回転体３２は、水平アーム２１の外周の周方向に異なる複数個所に、また水平アーム２１の延在方向に異なる複数列に設けられている。回転体３２のそれぞれは、径方向に移動可能に設けられ、且つ圧縮コイルばねや板ばね等の付勢手段３５に内方へ付勢されている。これにより、断面寸法が互いに異なる複数の筒部材２２を移動体２５が移動する時に、回転体３２のそれぞれが筒部材２２の外周面に当接する。
【００４１】
図１に示されるように、水平アーム２１の先端部（第４筒部材２２Ｄ）には、モータ及び回転翼からなる複数（本実施形態では４つ）の揚力発生装置３８を有する飛翔体であるドローン４０が取り付けられている。ドローン４０は、水平アーム２１から鉛直上方向に延びる剛性を有する連結部材４１に剛結合されている。連結部材４１の下端はユニバーサルジョイント４２を介して水平アーム２１に連結されており、連結部材４１は水平アーム２１に対して鉛直軸を中心にして周方向の全方向に所定の角度範囲にわたって傾動可能とされている。これにより、ドローン４０は姿勢変化可能に水平アーム２１の先端部に取り付けられている。複数の揚力発生装置３８に揚力差をつけることによって姿勢を変化させることができる。
【００４２】
ドローン４０は、橋梁１上に移動可能に設けられたバッテリや発電機などの電力源４４と電力線４５によって接続されており、電力源４４から有線で電力供給を受け、遠隔操作によって飛行を制御されるように構成されている。ドローン４０は全ての揚力発生装置３８の揚力を静止飛行に対応する所定の値に制御されることによって水平アーム２１に何らの力も作用させない。また、ドローン４０は全ての揚力発生装置３８の揚力を所定の値よりも大きく制御されることによって上向きの力を水平アーム２１に作用させ、所定の値よりも小さく制御されることによって下向きの力を水平アーム２１に作用させる。更にドローン４０は、複数の揚力発生装置３８の揚力差によって姿勢を変化させることにより、水平方向の推力を発生し、水平アーム２１に水平方向の力を作用させる。
【００４３】
ドローン４０が水平アーム２１の長手方向の推力を水平アーム２１の先端部に作用させることにより、水平アーム２１は伸縮する。また、ドローン４０が上向きの力を水平アーム２１の先端部に作用させることにより、鉛直アーム２０によって片持ち支持されている水平アーム２１の撓みが抑制される。
【００４４】
ドローン４０の上部には、ドローン４０が橋梁１の下面に衝突することを防止するためのストッパ４６が設けられている。ストッパ４６は、橋軸方向の回転軸回りに回転可能な少なくとも１つ（本実施形態では２つ）の車輪４７を含んでいる。車輪４７は、ゴム等の弾性部材によって形成されており、橋梁１の下面を水平アーム２１の伸縮方向に転動する。これにより、車輪４７は橋梁１の下面を水平アーム２１の伸縮方向に走行可能である。なお、図示例では、２つの車輪４７が水平アーム２１の伸縮方向に並んで示されているが、２つの車輪４７は水平アーム２１の伸縮方向と直交する方向に並べられるのが好ましい。これにより、水平アーム２１を伸縮させる推力を発生させる際のドローン４０の姿勢変化が容易になる。
【００４５】
ドローン４０の揚力及び推力、移動体２５の移動並びに点検カメラ２６の動作は、制御ユニット１２によって制御される。制御ユニット１２は、操作者の操作に応じてドローン４０の揚力及び推力（すなわち、ドローン４０の飛行）を制御する操作装置５１と、操作者の操作に応じて移動体２５の移動を制御するコンピュータ端末５２とから構成されている。コンピュータ端末５２は、操作者の操作に応じて点検カメラ２６の動作も制御する。操作装置５１は、ドローン４０の飛行を操作するための操作部５３を備えており、ドローン４０と無線通信可能に構成されている。コンピュータ端末５２は、移動体２５及び点検カメラ２６の操作を入力するための入力部５４と、表示装置としてのディスプレイ５５とを備えており、移動体２５及び点検カメラ２６と無線通信可能に構成されている。コンピュータ端末５２は、ディスプレイ５５が入力部５４を兼ねるタブレットタイプであってもよい。
【００４６】
鉛直アーム２０の下部には、ドローン４０の飛行状態を監視するべくドローン４０を撮影する撮影装置である監視カメラ５７が取り付けられている。監視カメラ５７及びコンピュータ端末５２は互いに無線通信可能に構成されている。監視カメラ５７は撮影した映像をコンピュータ端末５２に送信し、コンピュータ端末５２は監視カメラ５７により撮影された映像をディスプレイ５５に表示する。これにより、操作者は表示装置を見ながら操作装置５１を介してドローン４０を操作することができる。
【００４７】
点検ユニット補助部１４は、右高欄６Ｂに取り付けられるサブ支持装置６５を有している。サブ支持装置６５は、右高欄６Ｂを左右方向（橋幅方向）に跨ぐように右高欄６Ｂの上部に取り付けられる逆Ｕ字状のサブ台車６６と、サブ台車６６に取り付けられるサブアーム保持具６７とを有している。サブ台車６６及びサブアーム保持具６７は、点検ユニット主部１３の台車１６及びアーム保持具１７と左右対称の同様の構成とされている。サブ台車６６は点検ユニット補助部１４の走行部をなす。
【００４８】
サブアーム保持具６７は、サブ鉛直アーム７０をスライド可能に且つ回転可能に保持する。サブ鉛直アーム７０は、サブアーム保持具６７によって橋梁１の外側に支持され、サブアーム保持具６７から略鉛直に下方に延びている。サブ鉛直アーム７０は下端が下床版２の下面よりも所定寸法以上下方に位置する長さを有している。サブ鉛直アーム７０は、図示されるように伸縮しない構成であってもよく、継ぎ足し式や多段式に伸縮する構成であってもよい。
【００４９】
サブ鉛直アーム７０の下端には、水平アーム２１の先端を着脱可能に支持する支持部７１が設けられている。支持部７１は、ドローン４０の推力によって伸長する水平アーム２１の先端を受容して載置できる構成になっている。また、支持部７１は、ドローン４０の推力によって短縮する水平アーム２１の先端を放出できる構成になっている。
【００５０】
図３は図１に示される橋梁点検装置１０の設置状態（両持ち支持状態）の側面図である。点検ユニット補助部１４の支持部７１が水平アーム２１の先端を支持することにより、水平アーム２１が鉛直アーム２０とサブ鉛直アーム７０とによって両持ち状態で支持される。
【００５１】
台車１６及びサブ台車６６は、遠隔操作によって走行を制御されるように構成されている。台車１６及びサブ台車６６とコンピュータ端末５２とは、互いに無線通信可能に構成されており、台車１６及びサブ台車６６の移動はコンピュータ端末５２によって制御される。コンピュータ端末５２は、水平アーム２１が鉛直アーム２０とサブ鉛直アーム７０とによって両持ち支持された状態で、台車１６及びサブ台車６６を同期して走行させる。これにより、点検ユニット１１は、水平アーム２１を橋幅方向に略水平に延在させた状態を保って橋軸方向に移動する。
【００５２】
図４は、制御ユニット１２の機能ブロック図である。コンピュータ端末５２は、上記の入力部５４及びディスプレイ５５と、端末制御部８１と、入力インターフェース８２及び出力インターフェース８３とを備えている。入力インターフェース８２及び出力インターフェース８３はコンピュータ端末５２が備える無線通信部の機能部である。端末制御部８１には、入力部５４において作業者が行った入力に対応する入力信号が入力される。また、端末制御部８１には、監視カメラ５７から送信された映像信号が入力インターフェース８２を介して入力される。
【００５３】
端末制御部８１は、移動体２５の移動を制御する移動制御部８４と、点検カメラ２６の撮影動作を制御する撮影制御部８５と、台車１６及びサブ台車６６の走行を制御する走行制御部８６と、ディスプレイ５５の表示を制御する表示制御部８７とを備えている。移動制御部８４は、入力信号に応じ、移動体２５の移動を制御するための移動制御信号を生成し、生成した移動制御信号を、出力インターフェース８３を介して移動体２５へ無線送信する。撮影制御部８５は、入力信号に応じ、点検カメラ２６の撮影動作を制御するための撮影制御信号を生成し、生成した撮影制御信号を、出力インターフェース８３を介して点検カメラ２６へ無線送信する。走行制御部８６は、入力信号に応じ、台車１６及びサブ台車６６の走行を制御するための走行制御信号を生成し、生成した走行制御信号を、出力インターフェース８３を介して台車１６及びサブ台車６６へ無線送信する。表示制御部８７は、監視カメラ５７からの映像信号を処理し、監視カメラ５７が撮影した映像をディスプレイ５５に表示する。
【００５４】
操作装置５１は、上記の操作部５３と、ドローン制御部９１と、出力インターフェース９３とを備えている。出力インターフェース９３は操作装置５１が備える無線通信部の機能部である。ドローン制御部９１には、操作部５３において作業者が行った操作に対応する操作信号が入力される。
【００５５】
ドローン制御部９１は、ドローン４０の姿勢を決定することによって姿勢制御を行う姿勢制御部９４と、決定された姿勢を実現するための４つの揚力発生装置３８の揚力を制御する揚力制御部９５とを備えている。姿勢制御部９４は、操作信号に応じ、ドローン４０の姿勢（すなわち、ドローン４０の揚力及び推力の組合せ）を算出する。揚力制御部９５は、算出された姿勢をドローン４０に実現させる（すなわち、揚力及び推力の組合せをドローン４０に発揮させる）ために４つの揚力発生装置３８のそれぞれに発生させるべき揚力を算出する。また、揚力制御部９５は、算出した揚力に応じて揚力制御信号を生成し、生成した揚力制御信号を、出力インターフェース９３を介して対応する揚力発生装置３８へ無線送信する。
【００５６】
コンピュータ端末５２及び操作装置５１がこのように構成されていることにより、移動体２５、点検カメラ２６、台車１６及びサブ台車６６及び４つの揚力発生装置３８が、操作者が入力又は操作した動作を行うように制御ユニット１２によって制御される。
【００５７】
以下、このように構成された橋梁点検装置１０の作用効果について説明する。
【００５８】
図１に示されるように、橋梁点検装置１０では、伸縮可能な水平アーム２１の先端部に少なくとも１つの揚力発生装置３８を有するドローン４０が取り付けられ、点検カメラ２６を有する移動体２５が、水平アーム２１に長手方向に移動可能に設けられている。このように水平アーム２１の先端部に揚力発生装置３８を有するドローン４０が取り付けられることによって、重みによる水平アーム２１の撓みを抑制できるため、水平アーム２１の軽量化が可能である。また、点検カメラ２６が移動体２５に設けられるため、水平アーム２１の先端部に取り付けられるドローン４０に点検カメラ２６が設けられる場合に比べ、点検カメラ２６の揺れを抑制することができる。
【００５９】
ドローン４０は、複数の揚力発生装置３８を有することで姿勢制御可能であり、且つ水平アーム２１の先端部に姿勢変化可能に取り付けられている。そのため、制御ユニット１２がドローン４０の姿勢を制御することにより、揚力だけでなくドローン４０の水平方向への推進力を水平アーム２１の先端に作用させることができる。これにより、水平アーム２１を伸縮させることや、鉛直アーム２０からの水平アーム２１の延出方向を変化させることができる。
【００６０】
上記のように、鉛直アーム２０に監視カメラ５７が取り付けられ、コンピュータ端末５２が監視カメラ５７により撮影された映像をディスプレイ５５に表示する。そのため、操作者がディスプレイ５５でドローン４０の飛行状態を見ながら操作装置５１を介してドローン４０を操作できる。これにより、操作者は水平アーム２１の撓みを効果的に抑制することができ、点検カメラ２６の揺れを抑制することもできる。
【００６１】
上記のように、ドローン４０の上部には橋梁１の下面へ衝突することを防止するためのストッパ４６が設けられているため、橋梁１の下面への衝突によってドローン４０が破損することが抑制できる。
【００６２】
また、ストッパ４６が橋梁１の下面を水平アーム２１の伸縮方向に走行可能な車輪４７を含むため、ストッパ４６が橋梁１の下面に当接した状態で水平アーム２１を伸縮させることができる。
【００６３】
支持装置１５が取り付けられた右高欄６Ｂとは反対側の左高欄６Ａにサブ支持装置６５が取り付けられ、サブ支持装置６５によって支持されたサブ鉛直アーム７０の下端部に、水平アーム２１の先端を着脱可能に支持する支持部７１が設けられている。これにより、水平アーム２１が鉛直アーム２０とサブ鉛直アーム７０とによって両持ち状態で支持されるため、水平アーム２１の揺れ及び点検カメラ２６の揺れが効果的に抑制できる。また、水平アーム２１が両持ち状態で支持されている間はドローン４０に揚力を発生させる必要がないため、ドローン４０による電力消費を抑制できる。
【００６４】
支持装置１５及びサブ鉛直アーム７０のそれぞれが走行部を備え、対応する左高欄６Ａ又は右高欄６Ｂに沿って移動可能とされている。そのため、橋梁点検装置１０を高欄６に沿って橋軸方向に移動させることができる。したがって、橋梁点検装置１０を橋軸方向へ移動させるために水平アーム２１を伸縮させる必要がない。よって、橋軸方向の広い範囲にわたって容易に橋梁１を点検することできる。
【００６５】
上記のように、水平アーム２１はヒンジ軸２３によって橋軸方向の回動軸回りに回動可能に鉛直アーム２０に結合されているため、ドローン４０の揚力によって水平アーム２１を上下に回動させることができる。そのため、橋梁点検装置１０を橋梁１に設置する作業及び橋梁点検装置１０を橋梁１から撤去する作業が容易である。
【００６６】
≪第２実施形態≫
次に、図５及び図６を参照して、第２実施形態を説明する。図５は、第２実施形態に係る橋梁点検装置１０の取付状態を示す側面図であり、図１に対応している。図６は、図５に示される第１実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６７】
図５に示されるように、本実施形態の橋梁点検装置１０では、水平アーム２１の先端部に設けられる飛翔体が第１実施形態のドローン４０と異なっている。本実施形態の飛翔体をなす飛翔装置１４０は、水平アーム２１の先端部に固定されている。飛翔装置１４０は、揚力を発生する少なくとも１つ（本実施形態では４つ）の揚力発生装置１３８と、推力を発生する少なくとも１つ（本実施形態では２つ）の推力発生装置１３９をと別々に備えている。
【００６８】
図６に示されるように、制御ユニット１２は、操作装置５１がドローン制御部９１を備える代わりに飛翔制御部１９１を備える点で第１実施形態と異なっている。飛翔制御部１９１は、揚力発生装置１３８の揚力を制御する揚力制御部１９５と、推力発生装置１３９の推力を制御する推力制御部１９６とを備えている。揚力制御部１９５は、操作部５３からの操作信号に応じ、４つの揚力発生装置１３８のそれぞれに均等に発生させるべき揚力を算出し、算出した揚力に応じて生成した揚力制御信号を、出力インターフェース９３を介して対応する揚力発生装置１３８へ無線送信する。推力制御部１９６は、操作部５３からの操作信号に応じ、２つの推力発生装置１３９のそれぞれに均等に発生させるべき推力を算出し、算出した推力に応じて生成した推力制御信号を、出力インターフェース９３を介して対応する推力発生装置１３９へ無線送信する。
【００６９】
このように、飛翔装置１４０が揚力発生装置１３８に加えて推力発生装置１３９を備えていても、飛翔装置１４０の推力によって水平アーム２１を伸縮させることができる。
【００７０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として鉄筋コンクリートからなる単一箱桁橋に本発明に係る橋梁点検装置１０を適用したが、他の構造の橋梁上部工にも広く適用することができる。また、上記実施形態では、制御ユニット１２がコンピュータ端末５２と操作装置５１とを個別に有しているが、タブレットタイプのコンピュータ端末５２がドローン４０や飛翔装置１４０に対する操作及び制御を行って操作装置５１を兼ねてもよい。また、上記実施形態の移動体２５は移動手段として回転体３２やモータを備えているが、電磁コイルの磁力を利用したリニアモータによって水平アーム２１上を移動してもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１      橋梁
６      高欄
６Ａ    左高欄
６Ｂ    右高欄
１０    橋梁点検装置
１１    点検ユニット
１２    制御ユニット（制御装置）
１３    点検ユニット主部
１４    点検ユニット補助部
１５    支持装置
１６    台車（走行部）
２０    鉛直アーム
２１    水平アーム
２５    移動体
２６    点検カメラ（撮像装置）
３８    揚力発生装置
４０    ドローン（飛翔体）
４６    ストッパ
４７    車輪
５１    操作装置（制御装置）
５２    コンピュータ端末（制御装置）
５５    ディスプレイ（表示装置）
５７    監視カメラ（撮影装置）
６５    サブ支持装置
６６    サブ台車（走行部）
７０    サブ鉛直アーム
７１    支持部
１３８  揚力発生装置
１３９  推力発生装置
１４０  飛翔装置（飛翔体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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