(57)【要約】【課題】鉛直方向の推力を確保しつつ壁面への押付力又は壁面からの離脱力を高められる飛翔機を提供する。【解決手段】飛翔機１０は、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄと、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄと、接触部５１と、垂直翼６０と、駆動部６１とを備える。複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄは、前後左右に並び、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄをそれぞれ回転させる。接触部５１は、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの前方に位置し、壁面に接触する。垂直翼６０は、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの下方に配置され、後側又は前側へ傾斜可能かつ複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転領域において前後方向の範囲内でスライド可能である。駆動部６１は、垂直翼６０を後側又は前側へ傾斜及び前又は後方向へスライドさせる。【選択図】図１
2019189186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後左右に並ぶ複数の回転翼と、
前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータと、
前記複数の回転翼の前方に位置し、壁面に接触する接触部と、
前記複数の回転翼の下方に配置され、後側又は前側へ傾斜可能かつ前記複数の回転翼の回転領域において前後方向の範囲内でスライド可能な垂直翼と、
前記垂直翼を後側又は前側へ傾斜及び前又は後方向へスライドさせる駆動部と、
を備える飛翔機。
【請求項２】
前記垂直翼が後側へ傾斜するように、前記駆動部を制御すると共に、前記垂直翼を後側へ傾斜させた場合に、前記複数の回転翼のうち前側の回転翼よりも後側の回転翼の方が回転数が高くなるように、前記複数のモータを制御する制御部を備える、
請求項１に記載の飛翔機。
【請求項３】
前記接触部が前記壁面に接触したことを検出する接触検出部を備え、
前記制御部は、
前記壁面に向けて前記飛翔機が飛翔する場合には、前記垂直翼が後側へスライドする前の位置で後側へ傾斜するように、前記駆動部を制御し、
前記接触検出部によって前記接触部が前記壁面に接触したことが検出された場合には、前記垂直翼が後側へ傾斜した状態で後側へスライドするように、前記駆動部を制御する、
請求項２に記載の飛翔機。
【請求項４】
前後左右に並ぶ複数の回転翼と、
前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータと、
前記複数の回転翼の前方に位置し、壁面に接触する接触部と、
前記複数の回転翼の下方に配置され、後側又は前側へ傾斜可能かつ前記複数の回転翼の回転領域において前後方向の範囲内でスライド可能な垂直翼と、
前記垂直翼を後側又は前側へ傾斜及び前又は後方向へスライドさせる駆動部と、
を備える飛翔機を用い、
前記垂直翼が後側又は前側へ傾斜及び前又は後方向へスライドするように、前記駆動部を制御する、
飛翔機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の開示する技術は、飛翔機及び飛翔機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ドローンと称されるような、前後左右に並ぶ複数の回転翼を備える飛翔機が利用され始めている。また、このような飛翔機として、複数の回転翼の左右両側に一対の車輪を備え、この一対の車輪を垂直壁面に接触させて垂直壁面を移動する飛翔機が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ところで、このような飛翔機が使用される状況では、飛翔機に横風が当たるなど外力が作用する場合がある。このように飛翔機に外力が作用すると、一対の車輪が垂直壁面から離れる虞がある。ここで、一対の車輪を垂直壁面に接触させた状態に維持するための一手段として、飛翔機を前傾させて、一対の車輪に垂直壁面への押付力を作用させることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、飛翔機を前傾させると、複数の回転翼によって発生される推力が、鉛直下向きの力と水平方向の力に分けられるため、鉛直方向の推力が低下する。一方、鉛直方向の推力を確保するために、飛翔機の前傾角度を小さくすると、垂直壁面への押付力が低下する。したがって、鉛直方向の推力を確保しつつ水平方向の推力を付与し垂直壁面への押付力を高められることが要求される。
【０００５】
なお、参考として、上下に並ぶ一対の回転翼を備えると共に、一対の回転翼の下側に垂直翼を設け、この垂直翼を傾斜させることで、姿勢制御可能な飛翔機も提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１２０８０９号公報
【特許文献２】特開２０１７−３９３３４号公報
【特許文献３】特開平１１−１１５８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願の開示する技術は、上記事情に鑑みて成されたものであり、一つの側面として、鉛直方向の推力を確保しつつ壁面への押付力又は壁面からの離脱力を高められる飛翔機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願の開示する技術によれば、複数の回転翼と、複数のモータと、接触部と、垂直翼と、駆動部とを備える飛翔機が提供される。複数の回転翼は、前後左右に並んでおり、複数のモータは、複数の回転翼をそれぞれ回転させる。接触部は、複数の回転翼の前方に位置し、壁面に接触する。垂直翼は、複数の回転翼の下方に配置され、後側又は前側へ傾斜可能かつ複数の回転翼の回転領域において前後方向の範囲内でスライド可能である。駆動部は、垂直翼を後側又は前側へ傾斜及び前又は後方向へスライドさせる。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示する技術によれば、鉛直方向の推力を確保しつつ壁面への押付力又は壁面からの離脱力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る飛翔機の斜視図である。
【図２】図１の飛翔機の前面図である。
【図３】図１の飛翔機の左側面図である。
【図４】図１の飛翔機の上面図である。
【図５】図１の飛翔機の構成を示すブロック図である。
【図６】図１の飛翔機の右側の垂直翼及び駆動部の二面図である。
【図７】図１の飛翔機の使用方法の一例を示す図である。
【図８】図１の飛翔機に適用される制御部の処理の流れを示す図である。
【図９】図１の飛翔機の制御方法において垂直翼が後側へスライドする前の位置で後側へ傾斜する様子を説明する図である。
【図１０】図１の飛翔機の制御方法において垂直翼が後側へ傾斜した状態で後側へスライドする様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願の開示する技術の一実施形態を説明する。
【００１２】
図１〜図４に示されるように、本実施形態に係る飛翔機１０は、フレーム２０と、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄと、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄと、一対の左右独立に回転可能な車輪５０を備える。各図に示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＲＨは、飛翔機１０の前後方向前側、飛翔機１０の上下方向上側、飛翔機１０の左右方向右側をそれぞれ示している。
【００１３】
フレーム２０は、飛翔機本体に相当し、内側フレーム２１と、外側フレーム３１とを有する。内側フレーム２１は、「第一枠部」の一例であり、上面視で枠状を成している。この内側フレーム２１は、飛翔機１０の前後方向に延びる一対の前後連結メンバ２２と、飛翔機１０の左右方向に延びる一対の左右連結メンバ２３とを有する。
【００１４】
一対の左右連結メンバ２３の左右両端部は、一対の前後連結メンバ２２に連結されている。一対の左右連結メンバ２３は、一対の前後連結メンバ２２との連結部で一対の前後連結メンバ２２と交差している。一対の左右連結メンバ２３と一対の前後連結メンバ２２との連結部は、交差部２４Ａ〜２４Ｄに相当する。内側フレーム２１には、合計で四か所の交差部２４Ａ〜２４Ｄが形成されている。この複数の交差部２４Ａ〜２４Ｄは、飛翔機１０の前後左右に並んでいる。
【００１５】
外側フレーム３１は、飛翔機１０の左右方向に延びる複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆと、複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆの左右両側に配置された一対の円環部材３３と、一対の円環部材３３の内側に設けられた複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆとを有する。一対の円環部材３３は、飛翔機１０の左右方向周りに円環状を成しており、複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆは、円環部材３３の中心部を中心にして放射状に形成されている。複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆの先端部は、円環部材３３に連結されている。また、左側の複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆの先端部と、右側の複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆの先端部とは、複数の連結ロッド３２Ａ〜３２Ｆによってそれぞれ連結されている。
【００１６】
この外側フレーム３１には、上面視で内側フレーム２１を囲う四角枠状の外側枠部３５が含まれている。外側枠部３５は、左右両側の複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆのうち飛翔機１０の前後方向に延びる複数のスポーク３４Ａ、３４Ｂと、この複数のスポーク３４Ａ、３４Ｂに連結された前側の連結ロッド３２Ａ及び後側の連結ロッド３２Ｂとによって形成されている。この外側枠部３５は、「第二枠部」の一例である。前側の連結ロッド３２Ａには、一対の前後連結メンバ２２の前端部が連結されており、後側の連結ロッド３２Ｂには、一対の前後連結メンバ２２の後端部が連結されている。
【００１７】
また、外側フレーム３１には、飛翔機１０の左右方向に延びる支持ロッド３６と、この支持ロッド３６に回転可能に支持された回転部材３７とが設けられている。支持ロッド３６は、一対の円環部材３３の中心部（複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆの中心部）の上方に配置されている。この支持ロッド３６は、複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆのうち上側の一対のスポーク３４Ｃ、３４Ｄの間に配置され、この上側の一対のスポーク３４Ｃ、３４Ｄに固定されている。支持ロッド３６の両端部は、一対の円環部材３３を貫通しており、一対の円環部材３３よりも飛翔機１０の左右両側に突出している。
【００１８】
回転部材３７は、一対の側方ロッド３８と、一対の側方ロッド３８の先端部を連結する中央ロッド３９とを有する矩形アーチ状に形成されている。一対の側方ロッド３８は、一対の円環部材３３よりも飛翔機１０の左右両側に配置されており、一対の円環部材３３の径方向に延びている。
【００１９】
一対の側方ロッド３８の基端部は、支持ロッド３６の両端部にそれぞれ回動可能に連結されている。一対の側方ロッド３８は、中央ロッド３９が一対の円環部材３３の径方向外側を周回し得る長さに形成されている。中央ロッド３９には、給電用及び信号送受信用のケーブルや、飛翔機１０の落下防止や移動範囲を制限するためのワイヤ等が接続される。
【００２０】
複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄは、上述の四か所の交差部２４Ａ〜２４Ｄに二つずつ上下に並んで配置されている。すなわち、右前側の交差部２４Ａには、右前側の回転翼４０Ａが上下に並んで配置されており、左前側の交差部２４Ｂには、左前側の回転翼４０Ｂが上下に並んで配置されている。また、右後側の交差部２４Ｃには、右後側の回転翼４０Ｃが上下に並んで配置されており、左後側の交差部２４Ｄには、左後側の回転翼４０Ｄが上下に並んで配置されている。
【００２１】
このように、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄが、四か所の交差部２４Ａ〜２４Ｄに二つずつ上下に並んで配置されることにより、右前側の回転翼４０Ａ、左前側の回転翼４０Ｂ、右後側の回転翼４０Ｃ、及び、左後側の回転翼４０Ｄは、飛翔機１０の前後左右に並ぶ。この複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄは、いずれも飛翔機１０の上下方向を軸方向として配置されている。
【００２２】
なお、以降、右前側の回転翼４０Ａ及び左前側の回転翼４０Ｂを、前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂと称し、右後側の回転翼４０Ｃ及び左後側の回転翼４０Ｄを、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄと称する場合がある。また、右前側の回転翼４０Ａ及び右後側の回転翼４０Ｃを、右側の回転翼４０Ａ、４０Ｃと称し、左前側の回転翼４０Ｂ及び左後側の回転翼４０Ｄを、左側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄと称する場合がある。前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂと後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄとは、前後に対称に配置されており、右側の回転翼４０Ａ、４０Ｃと左側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄとは、左右に対称に配置されている。
【００２３】
複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、上述の四か所の交差部２４Ａ〜２４Ｄに二つずつ上下に並んで固定されている。この複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、いずれも飛翔機１０の上下方向を軸方向として配置されている。複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄの出力軸には、上述の複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄがそれぞれ固定されている。複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄをそれぞれ回転させる。この複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を独立して調節可能となっている。
【００２４】
右前側の回転翼４０Ａ及び左後側の回転翼４０Ｄは、同じ方向に回転し、左前側の回転翼４０Ｂ及び右後側の回転翼４０Ｃは、右前側の回転翼４０Ａ及び左後側の回転翼４０Ｄの回転方向と反対方向に回転する。つまり、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄのうち飛翔機１０の前後方向又は左右方向に隣り合う回転翼は、互いに異なる方向に回転する。
【００２５】
一対の車輪５０は、それぞれ円環部材３３に全周に亘って回転可能に支持されている。この一対の車輪５０は、円環部材３３に支持されることにより、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの左右両側に配置されている。また、この一対の車輪５０の前端部は、飛翔機１０の側面視で複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの前方に位置している。後に詳述するように、一対の車輪５０は、垂直壁面を走行し、一対の車輪５０の前端部は、垂直壁面に接触する接触部５１に相当する。
【００２６】
また、本実施形態に係る飛翔機１０は、垂直翼６０と、駆動部６１とを備える（図５も参照）。垂直翼６０は、より具体的には、右後側の回転翼４０Ｃの下方に配置された右側の垂直翼６０Ａと、左後側の回転翼４０Ｄの下方に配置された左側の垂直翼６０Ｂとを含む。また、駆動部６１は、右側の垂直翼６０Ａを前後に傾斜させる右側の駆動部６１Ａと、左側の垂直翼６０Ｂを前後に傾斜させる左側の駆動部６１Ｂとを含む。
【００２７】
ここで、図６には、右側の垂直翼６０Ａ及び駆動部６１Ａが二面図（上面図及び左側面図）で示されている。図６に示されるように、垂直翼６０Ａは、左右方向に延びる平板状に形成されている。駆動部６１Ａは、支持部材６２と、ボールネジ機構６６と、スライド用モータ７０と、傾斜用モータ７２と、ガイドレール７４とを有する。
【００２８】
支持部材６２は、前後方向に対向する一対の対向壁６３と、一対の対向壁６３を連結する側壁部６４とを有する。ボールネジ機構６６は、ネジ軸６７と、ナット６８とを有する。ネジ軸６７は、前後方向に延びており、一対の対向壁６３に軸受６９を介して回転可能に支持されている。ナット６８は、ネジ軸６７に螺合されている。スライド用モータ７０は、一例として、後側の対向壁６３に固定されている。このスライド用モータ７０の出力軸７１には、ネジ軸６７が一体に設けられている。
【００２９】
傾斜用モータ７２は、ナット６８に固定されている。側壁部６４には、前後方向に延びるスリット６５が形成されており、傾斜用モータ７２の出力軸７３は、スリット６５に挿入されている。ガイドレール７４は、側壁部６４に沿って設けられており、垂直翼６０Ａは、側壁部６４とガイドレール７４との間に配置されている。垂直翼６０Ａは、通常、鉛直方向に沿って縦に配置される。垂直翼６０Ａの上端部には、傾斜用モータ７２の出力軸７３が固定されている。出力軸７３の先端部は、ストッパ部材７５等によりガイドレール７４に移動可能に連結されている。
【００３０】
そして、この駆動部６１Ａでは、スライド用モータ７０が作動し、出力軸７１が一方の方向に回転すると、ネジ軸６７の回転に伴い、ナット６８がネジ軸６７に沿って前側にスライドする。また、スライド用モータ７０が作動し、出力軸７１が他方の方向に回転すると、ネジ軸６７の回転に伴い、ナット６８がネジ軸６７に沿って後側にスライドする。傾斜用モータ７２及び垂直翼６０Ａは、ナット６８と共に前後にスライドする。
【００３１】
また、この駆動部６１Ａでは、傾斜用モータ７２が作動し、出力軸７３が一方の方向に回転すると、垂直翼６０Ａが前側に傾斜し、出力軸７３が他方の方向に回転すると、垂直翼６０Ａが後側に傾斜する。本実施形態において、傾斜用モータ７２の出力軸７３を支点に垂直翼６０Ａの下端部が後側へ移動するように垂直翼６０Ａが傾斜することは、垂直翼６０Ａが後側へ傾斜することに相当する。また、傾斜用モータ７２の出力軸７３を支点に垂直翼６０Ａの下端部が前側へ移動するように垂直翼６０Ａが傾斜することは、垂直翼６０Ａが前側へ傾斜することに相当する。
【００３２】
図１〜図４に示されるように、左側の垂直翼６０Ｂは、左後側の回転翼４０Ｄの下方に配置されている。左側の垂直翼６０Ｂ及び駆動部６１Ｂの構成及び配置は、右側の垂直翼６０Ａ及び駆動部６１Ａと左右対称であり、その説明を省略する。なお、以降、右側の垂直翼６０Ａ及び左側の垂直翼６０Ｂを、まとめて垂直翼６０と称する場合がある。また、右側の駆動部６１Ａ及び左側の駆動部６１Ｂを、まとめて駆動部６１と称する場合がある。
【００３３】
上述の垂直翼６０は、図３、図４に示されるように、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの下側において、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転領域における前後方向の範囲Ａ内の前側から後側へスライド可能となっている。本実施形態では、一例として、垂直翼６０の前後方向のスライド範囲は、範囲Ａよりも前後方向に狭い範囲Ａ１となっている。範囲Ａ１の後端の位置は、一例として、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの片側のブレードの全長の約３０％に相当する長さだけ範囲Ａの後端の位置よりも前側に設定されている。この範囲Ａ１の後端の位置へ垂直翼６０がスライドされると、後述する如く、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転に伴い上側から下側に流れる風が垂直翼６０に当たった場合に、垂直壁面への高い押付力が得られる。
【００３４】
なお、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転領域は、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄにそれぞれ設けられた一対のブレードの先端の回転軌跡の内側に相当する。また、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転領域における前後方向の範囲Ａは、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの一対のブレードがそれぞれ飛翔機１０の前後方向と平行なときの、飛翔機１０の前後方向に沿った一対のブレードの長さの範囲に相当する。
【００３５】
この垂直翼６０に含まれる右側の垂直翼６０Ａ及び左側の垂直翼６０Ｂは、独立して前後に傾斜可能、かつ、独立して前後にスライド可能となっている。また、右側の駆動部６１Ａ及び左側の駆動部６１Ｂが同期して作動することにより、右側の垂直翼６０Ａ及び左側の垂直翼６０Ｂは、同期して前後に傾斜可能、かつ、同期して前後にスライド可能となっている。
【００３６】
また、図５に示されるように、本実施形態に係る飛翔機１０は、接触検出部８１と、上方センサ８２と、前方センサ８３と、複数のカメラ８４と、電源８５と、制御部８６とを備える。
【００３７】
接触検出部８１は、一例として、右側の接触検出部８１Ａと、左側の接触検出部８１Ｂとを含む。この右側の接触検出部８１Ａ及び左側の接触検出部８１Ｂは、一対の車輪５０の前端部である接触部５１が垂直壁面に接触したことを検出するためものである。右側の接触検出部８１Ａ及び左側の接触検出部８１Ｂは、接触部５１が垂直壁面に接触したことを検出した場合に、接触検出信号を制御部８６に出力する。
【００３８】
右側の接触検出部８１Ａ及び左側の接触検出部８１Ｂには、例えば、歪ゲージが適用される。右側の接触検出部８１Ａ及び左側の接触検出部８１Ｂに歪ゲージが適用された場合、右側の接触検出部８１Ａ及び左側の接触検出部８１Ｂは、接触部５１の近傍位置、例えば、左右両側の前側のスポーク３４Ａの前端部（図１参照）に設置される。なお、以降、右側の接触検出部８１Ａ及び左側の接触検出部８１Ｂを、まとめて接触検出部８１と称する場合がある。
【００３９】
上方センサ８２は、飛翔機１０の上方に位置する対象物を検出するためのものであり、前方センサ８３は、飛翔機１０の前方に位置する対象物を検出するためのものである。上方センサ８２は、飛翔機１０の上方を向いて配置されており、正面センサは、飛翔機１０の前方を向いて配置されている。この上方センサ８２及び前方センサ８３には、各種のセンサが適用可能である。
【００４０】
複数のカメラ８４は、飛翔機１０の前方を撮影するためのものであり、飛翔機１０の左右両側に飛翔機１０の前方を向いて配置されている。複数のカメラ８４は、一例として、支持ロッド３６の中央部と両端部（図１参照）にそれぞれ固定されている。
【００４１】
制御部８６、操作部８７、及び、電源８５は、図５にのみ図示されている。制御部８６は、例えば演算部及び記憶部等を備える電子回路（コンピュータ）によって実現される。この制御部８６は、接触検出部８１、上方センサ８２、前方センサ８３、複数のカメラ８４、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄ（飛翔用モータ）、一対のスライド用モータ７０、及び、一対の傾斜用モータ７２と電気的に接続されている。また、この制御部８６は、操作信号を受信可能に操作部８７と接続される。この制御部８６の動作については、後述する。
【００４２】
電源８５は、上述の接触検出部８１、上方センサ８２、前方センサ８３、複数のカメラ８４、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄ、一対のスライド用モータ７０、一対の傾斜用モータ７２、及び、制御部８６に給電可能に構成されている。なお、制御部８６及び電源８５は、フレーム２０に搭載されても良く、また、操作者の近くに設置される操作装置に搭載されても良い。制御部８６及び電源８５が操作者の近くに設置される操作装置に搭載される場合、制御部８６及び電源８５は、フレーム２０に搭載された中継基板に例えばケーブル等を介して電気的に接続される。
【００４３】
次に、本実施形態の飛翔機１０の使用方法の一例と併せて飛翔機１０の制御方法について説明する。
【００４４】
図７には、図１の飛翔機１０の使用方法の一例が示されている。なお、図７には、飛翔機１０の詳細な構造がしめされていないので、以下の説明において、飛翔機１０の詳細な構造については、図１〜図６を適宜参照することとする。
【００４５】
図７に示されるように、本実施形態に係る飛翔機１０の使用方法では、一例として、橋１００に設けられた橋脚１０１の垂直壁面１０２に向けて飛翔機１０が飛翔し、一対の車輪５０を垂直壁面１０２に接触させて飛翔機１０が垂直壁面１０２を上下に移動する。本実施形態では、一例として、制御部８６及び電源８５が橋桁１０３の上に置かれており、制御部８６及び電源８５と飛翔機１０の本体部分とは、ケーブル８８を介して接続されている。この飛翔機１０は、操縦者による操作部８７の操作に応じて飛翔する。飛翔機１０が垂直壁面１０２を移動する際に、例えば、複数のカメラ８４で垂直壁面１０２が撮影される。
【００４６】
ところで、このような飛翔機１０の使用状況では、飛翔機１０に横風が当たるなど外力が作用する場合がある。このように飛翔機１０に外力が作用すると、一対の車輪５０が垂直壁面１０２から離れ、複数のカメラ８４で垂直壁面１０２を適切に撮影できない虞がある。ここで、一対の車輪５０を垂直壁面１０２に接触させた状態に維持するための一手段として、飛翔機１０を前傾させて、一対の車輪５０に垂直壁面１０２への押付力を作用させることが考えられる。
【００４７】
しかしながら、飛翔機１０を前傾させると、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄによって発生される推力が、鉛直下向きの力と水平方向の力に分けられるため、鉛直方向の推力が低下する。一方、鉛直方向の推力を確保するために、飛翔機１０の前傾角度を小さくすると、垂直壁面１０２への押付力が低下する。したがって、鉛直方向の推力を確保しつつ垂直壁面１０２への押付力を高められることが要求される。
【００４８】
そこで、本実施形態では、飛翔機１０が垂直壁面１０２に向けて飛翔し、一対の車輪５０を垂直壁面１０２に接触させて飛翔機１０が垂直壁面１０２を移動する場合には、飛翔機１０を次のように制御する。具体的には、本実施形態に係る飛翔機１０の制御方法では、制御部８６が、操作部８７の操作に応じて図８に示されるステップＳ１〜ステップＳ５を実行する。以下、ステップＳ１〜ステップＳ５を順に説明する。
【００４９】
ステップＳ１では、制御部８６が、「水平姿勢維持モード」となる。「水平姿勢維持モード」では、飛翔機１０が水平姿勢に維持されるように、制御部８６が、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄを制御して、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節する。
【００５０】
ステップＳ２では、飛翔機１０が垂直壁面１０２に向けて飛翔するように、制御部８６が、傾斜用モータ７２を制御して、垂直翼６０を後側へ傾斜させる（図９参照）。このとき、制御部８６は、スライド用モータ７０を制御しないため、垂直翼６０は、後側へスライドする前の位置で後側へ傾斜する。このように垂直翼６０が後側へ傾斜すると、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転に伴い上側から下側に流れる風が垂直翼６０に当たるため、飛翔機１０に前方への推力が発生する。これにより、飛翔機１０が垂直壁面１０２に向けて飛翔する。
【００５１】
ところで、このように後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転に伴い上側から下側に流れる風が垂直翼６０に当たると、飛翔機１０にロール方向後側への回転力が作用することにより、飛翔機１０が後傾姿勢になる虞がある。また、ロール方向後側への回転力が強い場合には、飛翔機１０がひっくり返る虞がある。
【００５２】
そこで、ステップＳ２では、飛翔機１０に作用するロール方向後側への回転力を打ち消すために、前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂよりも後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの方が回転数が高くなるように、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄを制御する。このとき、前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂの回転数を下げ、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転数を上げても良く、また、前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂの回転数をそのままにし、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転数を上げても良い。
【００５３】
このように前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂよりも後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの方が回転数が高くなると、前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂによる上方への推力よりも後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄによる上方への推力の方が大きくなる。したがって、飛翔機１０にロール方向前側への回転力が作用する。そして、このロール方向前側への回転力によってロール方向後側への回転力が打ち消されるので、飛翔機１０が水平姿勢に維持される。
【００５４】
ステップＳ３では、制御部８６が、接触検出部８１の検出結果に基づいて、一対の車輪５０（接触部５１）が垂直壁面１０２に接触したか否かを判断する。制御部８６は、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触する前であると判断した場合には、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触するまでステップＳ３を繰り返し実行する。一方、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触すると、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触したことが接触検出部８１によって検出され、制御部８６が一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触したと判断する。制御部８６は、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触したと判断すると、ステップＳ４に移行する。
【００５５】
ステップＳ４では、制御部８６が、スライド用モータ７０を制御して、垂直翼６０を後側へ傾斜した状態で後側へスライドさせる（図１０参照）。このように垂直翼６０が後側へ傾斜した状態で後側へスライドすると、垂直壁面１０２から垂直翼６０までのモーメント長が増加すると共に、垂直壁面１０２に沿って流れる乱流の影響が垂直翼６０に及びにくくなる。このため、垂直翼６０が後側へスライドする前の位置にある場合に比して、飛翔機１０に作用する前方への推力が増加するので、垂直壁面１０２への押付力が高まる。
【００５６】
ステップＳ５では、制御部８６が、「垂直壁面移動モード」となる。「垂直壁面１０２移動モード」では、垂直翼６０が後側へ傾斜した状態で後側へスライドした状態に維持される。また、飛翔機１０が水平姿勢に維持されるように、制御部８６が、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄを制御して、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節する。さらに、操作部８７の操作に応じて飛翔機１０が垂直壁面１０２を上下に移動するように、制御部８６が複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄを制御して、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数を調節する。
【００５７】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５８】
以上詳述したように、本実施形態に係る飛翔機１０によれば、飛翔機１０が垂直壁面１０２に向けて飛翔する場合には、垂直翼６０が後側へスライドする前の位置で後側へ傾斜する。したがって、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転に伴い上側から下側に流れる風が垂直翼６０に当たるため、飛翔機１０に前方への推力を発生させることができる。これにより、飛翔機１０を垂直壁面１０２に向けて飛翔させることができる。
【００５９】
ところで、このように後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転に伴い上側から下側に流れる風が垂直翼６０に当たると、飛翔機１０にロール方向後側への回転力が作用することにより、飛翔機１０が後傾姿勢になる虞がある。また、ロール方向後側への回転力が強い場合には、飛翔機１０がひっくり返る虞がある。
【００６０】
ところが、垂直翼６０を後側へ傾斜させた場合には、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄのうち前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂよりも後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの方が回転数が高くなるように調節される。したがって、前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂによる上方への推力よりも後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄによる上方への推力の方が大きくなるので、飛翔機１０にロール方向前側への回転力が作用する。これにより、このロール方向前側への回転力によってロール方向後側への回転力を打ち消すことができるので、飛翔機１０を水平姿勢に維持できる。
【００６１】
また、飛翔機１０を水平姿勢に維持できるので、飛翔機１０に横風が当たるなど外力が作用する状態で、飛翔機１０にヨー軸周りの回転力が作用するように複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄを制御する場合でも、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの推進力を確保できる。これにより、外力に抗して飛翔機１０をヨー軸周りに回転させることができる。
【００６２】
また、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触した場合には、垂直翼６０が後側へ傾斜した状態で後側へスライドする。このように垂直翼６０が後側へ傾斜した状態で後側へスライドすると、垂直壁面１０２から垂直翼６０までのモーメント長が増加すると共に、垂直壁面１０２に沿って流れる乱流の影響が垂直翼６０に及びにくくなる。これにより、垂直翼６０が後側へスライドする前の位置にある場合に比して、飛翔機１０に作用する前方への推力が増加するので、垂直壁面１０２への押付力を高めることができる。
【００６３】
また、垂直壁面１０２への押付力を得るために飛翔機１０を前傾姿勢にしなくても済むので、鉛直方向の推力を確保できる。
【００６４】
また、垂直翼６０は、互いに独立した右側の垂直翼６０Ａと左側の垂直翼６０Ｂとを含んでおり、この右側の垂直翼６０Ａと左側の垂直翼６０Ｂとは、右側の駆動部６１Ａと左側の駆動部６１Ｂによって独立して前後に傾斜する。したがって、右側の垂直翼６０Ａと左側の垂直翼６０Ｂを互いに異なる方向に傾斜させることにより、飛翔機１０をヨー軸周りに回転させることができる。
【００６５】
また、フレーム２０の内側フレーム２１は、前後方向に延びる一対の前後連結メンバ２２と、左右方向に延びる一対の左右連結メンバ２３とを有し、上面視で枠状を成している。そして、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄは、一対の前後連結メンバ２２と一対の左右連結メンバ２３との交差部２４Ａ〜２４Ｄにそれぞれ固定されている。したがって、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄのうち飛翔機１０の前後方向又は左右方向に隣り合う回転翼４０Ａ〜４０Ｄが互いに異なる方向に回転しており、内側フレーム２１のうち隣り合う回転翼４０Ａ〜４０Ｄの間に位置する部分によって隣り合う回転翼４０Ａ〜４０Ｄの振動が互いに伝達される。隣接する回転翼同士は互いに位相が反転して振動しているため、フレーム２１および２３の長さを例えば代表的な振動周波数の波長の逓倍とすることで隣り合う回転翼４０Ａ〜４０Ｄ（モータ４１Ａ〜４１Ｄ）の振動を打ち消すことができる。
【００６６】
また、フレーム２０の外側フレーム３１は、上面視で内側フレーム２１を囲う四角枠状を成し、内側フレーム２１と連結された外側枠部３５を含む。したがって、この外側枠部３５によっても、隣り合う回転翼４０Ａ〜４０Ｄの振動が互いに伝達される。これにより、隣り合う回転翼４０Ａ〜４０Ｄ（モータ４１Ａ〜４１Ｄ）の振動をより一層効果的に打ち消すことができる。
【００６７】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００６８】
上記実施形態では、垂直壁面１０２に向けて飛翔機１０が飛翔する場合には、垂直翼６０が後側へスライドする前の位置で後側へ傾斜し、その後、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触した場合には、垂直翼６０が後側へ傾斜する。しかしながら、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触した後に、垂直翼６０が後側へ傾斜かつ後側へスライドしても良く、また、一対の車輪５０が垂直壁面１０２に接触する前に、垂直翼６０が後側へ傾斜かつ後側へスライドしても良い。
【００６９】
また、垂直翼６０が後側へ傾斜かつ後側へスライドする場合に、垂直翼６０の動作は、後側へ傾斜してから後側へスライド、後側へ傾斜しながら後側へスライド、及び、後側へスライドしてから後側へ傾斜のいずれかでも良い。
【００７０】
また、垂直翼６０のスライド範囲をセンターからＡの方向に加え逆のプロペラ４０Ａ，４０Ｂの方向に拡張し、水平方向の推力を与えたい向き方向と逆側に垂直翼６０をスライドし、外側に傾斜させても良い。このようにすると、飛翔機１０を水平に保ちながら水平方向の推力を容易に付与できる（前又は後ろ方向への推力を選択的に付与できる）。また、水平姿勢を維持した状態で水平方向の推力を付与できることで、垂直壁面に接触する前から垂直壁面に水平な状態を維持し、移動しながらカメラで撮影を行うこともできる。
【００７１】
また、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの個数は、４個とされているが、２個や３個でも良く、また、５個以上でも良い。また、複数のモータ４１Ａ〜４１Ｄの個数も、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの個数に対応して、２個や３個でも良く、また、５個以上でも良い。
【００７２】
また、フレーム２０の左右両側には、一対の車輪５０が設けられ、この一対の車輪５０における複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの前方に突出する部分が、垂直壁面１０２に接触する接触部５１として形成されている。しかしながら、フレーム２０の前方に車輪５０が設けられ、この車輪５０の全体が接触部として形成されていても良い。また、車輪５０以外の構造物が接触部としてフレーム２０に設けられていても良い。
【００７３】
また、垂直翼６０が後側へ傾斜した場合に、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄのうち前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂよりも後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの方が回転数が高くなるようにする。しかしながら、例えば、拘束力を発揮する接触部が垂直壁面１０２に接触した状態で、この接触部の拘束力によって飛翔機１０の後傾姿勢を抑制できる場合には、複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転数は同じでも良い。
【００７４】
また、垂直翼６０は、互いに独立した右側の垂直翼６０Ａと左側の垂直翼６０Ｂとを含んでいるが、垂直翼６０は、右側の垂直翼６０Ａと左側の垂直翼６０Ｂが一体の構成でも良い。
【００７５】
また、垂直翼６０は、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転領域における前後方向の範囲Ａよりも前後方向に狭い範囲Ａ１内でスライドする。しかしながら、後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄの回転に伴い上側から下側に流れる風が垂直翼６０に当たった場合に、垂直壁面への押付力が得られるのであれば、垂直翼６０は、範囲Ａ内でスライドしても良い。また、垂直翼６０は、前側の回転翼４０Ａ、４０Ｂ及び後側の回転翼４０Ｃ、４０Ｄを含む複数の回転翼４０Ａ〜４０Ｄの回転領域における前後方向の範囲内でスライドしても良い。また、垂直翼６０のスライド範囲は、適宜調節されても良い。
【００７６】
また、接触検出部８１は、右側の接触検出部８１Ａと左側の接触検出部８１Ｂとを含むが、飛翔機１０には、左右共通の接触検出部８１が用いられても良い。
【００７７】
また、一対の左右連結メンバ２３の両端部は、一対の前後連結メンバ２２との連結部で終端している。しかしながら、一対の左右連結メンバ２３の両端部は、一対の前後連結メンバ２２との連結部を超えて、左右両側の複数のスポーク３４Ａ〜３４Ｆとそれぞれ連結されても良い。そして、「第一枠部」の一例である内側フレーム２１は、上面視で格子状を成していても良い。
【００７８】
また、「第二枠部」の一例である外側枠部３５は、上面視で四角枠状を成しているが、上面視で四角以外の形の枠状を成していても良い。
【００７９】
また、上述の飛翔機１０の使用方法の一例において、飛翔機１０は、橋１００の橋脚１０１に形成された垂直壁面１０２を移動するが、橋１００の橋脚１０１以外に形成された垂直壁面１０２を移動しても良い。また、飛翔機１０は、垂直壁面１０２を対象に移動するが、垂直でない壁面を対象に移動しても良い。
【００８０】
また、カメラ８４を有する飛翔機１０を用いて垂直壁面１０２の撮影を行うが、垂直壁面１０２に対して飛翔機１０が行う作業は、撮影以外に、例えば、検査、観測、記録、点検、運搬、塗装、マーキング、及び、その他の作業の少なくともいずれかでも良い。
【００８１】
また、上記複数の変形例のうち組み合わせ可能な変形例は、適宜、組み合わされて実施されても良い。
【００８２】
以上、本願の開示する技術の一実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００８３】
なお、上述の本願の開示する技術の一実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００８４】
（付記１）
前後左右に並ぶ複数の回転翼と、
前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータと、
前記複数の回転翼の前方に位置し、壁面に接触する接触部と、
前記複数の回転翼の下方に配置され、後側又は前側へ傾斜可能かつ前記複数の回転翼の回転領域において前後方向の範囲内でスライド可能な垂直翼と、
前記垂直翼を後側又は前側へ傾斜及び前又は後方向へスライドさせる駆動部と、
を備える飛翔機。
（付記２）
前記垂直翼が後側へ傾斜するように、前記駆動部を制御すると共に、前記垂直翼を後側へ傾斜させた場合に、前記複数の回転翼のうち前側の回転翼よりも後側の回転翼の方が回転数が高くなるように、前記複数のモータを制御する制御部を備える、
付記１に記載の飛翔機。
（付記３）
前記接触部が前記壁面に接触したことを検出する接触検出部を備え、
前記制御部は、
前記壁面に向けて前記飛翔機が飛翔する場合には、前記垂直翼が後側へスライドする前の位置で後側へ傾斜するように、前記駆動部を制御し、
前記接触検出部によって前記接触部が前記壁面に接触したことが検出された場合には、前記垂直翼が後側へ傾斜した状態で後側へスライドするように、前記駆動部を制御する、
付記２に記載の飛翔機。
（付記４）
前記複数の回転翼は、前側の回転翼と、後側の回転翼とを含み、
前記垂直翼は、前記後側の回転翼の回転領域における前後方向の範囲内の前側から後側へスライド可能である、
付記１〜付記３のいずれか一項に記載の飛翔機。
（付記５）
前記後側の回転翼は、右後側の回転翼と、左後側の回転翼とを含み、
前記垂直翼は、前記右後側の回転翼の下方に配置された右側の垂直翼と、前記左後側の回転翼の下方に配置された左側の垂直翼とを含む、
付記１〜付記４のいずれか一項に記載の飛翔機。
（付記６）
前記右側の垂直翼及び前記左側の垂直翼は、独立して前後に傾斜可能であり、
前記駆動部は、前記右側の垂直翼を前後に傾斜させる右側の駆動部と、前記左側の垂直翼を前後に傾斜させる左側の駆動部とを含む、
付記５に記載の飛翔機。
（付記７）
前記複数の回転翼の左右両側に配置され、前記接触部を有する一対の車輪を備える、
付記１〜付記６のいずれか一項に記載の飛翔機。
（付記８）
前後方向に延びる複数の前後連結メンバと、左右方向に延び前記複数の前後連結メンバと交差する複数の左右連結メンバとを有し、上面視で枠状を成す第一枠部と、
上面視で前記第一枠部を囲う枠状を成し、前記第一枠部と連結された第二枠部と、
を備え、
前記複数のモータは、前記複数の前後連結メンバと前記複数の前後連結メンバとの複数の交差部にそれぞれ固定されている、
付記１〜付記７のいずれか一項に記載の飛翔機。
（付記９）
前後左右に並ぶ複数の回転翼と、
前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数のモータと、
前記複数の回転翼の前方に位置し、壁面に接触する接触部と、
前記複数の回転翼の下方に配置され、後側又は前側へ傾斜可能かつ前記複数の回転翼の回転領域において前後方向の範囲内でスライド可能な垂直翼と、
前記垂直翼を後側又は前側へ傾斜及び前又は後方向へスライドさせる駆動部と、
を備える飛翔機を用い、
前記垂直翼が後側又は前側へ傾斜及び前又は後方向へスライドするように、前記駆動部を制御する、
飛翔機の制御方法。
（付記１０）
前記垂直翼が後側へ傾斜するように、前記駆動部を制御すると共に、前記垂直翼を後側へ傾斜させた場合に、前記複数の回転翼のうち前側の回転翼よりも後側の回転翼の方が回転数が高くなるように、前記複数のモータを制御する、
付記９に記載の飛翔機の制御方法。
（付記１１）
前記飛翔機として、前記接触部が前記壁面に接触したことを検出する接触検出部を備える飛翔機を用い、
前記壁面に向けて前記飛翔機が飛翔する場合には、前記垂直翼が後側へスライドする前の位置で後側へ傾斜するように、前記駆動部を制御し、
前記接触検出部によって前記接触部が前記壁面に接触したことが検出された場合には、前記垂直翼が後側へ傾斜した状態で後側へスライドするように、前記駆動部を制御する、
付記９又は付記１０に記載の飛翔機の制御方法。
【符号の説明】
【００８５】
１０  飛翔機
２０  フレーム
２１  内側フレーム（第一枠部の一例）
２２  前後連結メンバ
２３  左右連結メンバ
２４Ａ〜２４Ｄ  交差部
３１  外側フレーム
３５  外側枠部（第二枠部の一例）
４０Ａ〜４０Ｄ  回転翼
４１Ａ〜４１Ｄ  モータ
５０  車輪
５１  接触部
６０  垂直翼
６１  駆動部
８１  接触検出部
８６  制御部
１０２  垂直壁面
【図１】
2019189186.tif 000003
【図２】
2019189186.tif 000004
【図３】
2019189186.tif 000005
【図４】
2019189186.tif 000006
【図５】
2019189186.tif 000007
【図６】
2019189186.tif 000008
【図７】
2019189186.tif 000009
【図８】
2019189186.tif 000010
【図９】
2019189186.tif 000011
【図１０】
2019189186.tif 000012