(57)【要約】  本発明は、電力線横断手段が据え付けられる車両本体と、使用に際して取り付けられた電力線から電力を取り込む電力線検査手段とを含む電力線検査装置を提供する。
2006529077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線検査装置であって、電力線横断手段が据え付けられる車両本体と、電力線検査手段と、使用に際して取り付けられた電力線から電力を取り込む手段とを含むことを特徴とする電力線検査装置。
【請求項２】
前記電力線横断手段は、使用に際して取り付けられた電力線の上又は電力線の近傍に前記装置を配置するように構成される配置手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の電力線検査装置。
【請求項３】
前記配置手段は少なくとも１個のロータを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力線検査装置。
【請求項４】
少なくとも２個の逆転ロータを含むことを特徴とする請求項３に記載の電力線検査装置。
【請求項５】
前記逆転ロータは重ね合わされることを特徴とする請求項４に記載の電力線検査装置。
【請求項６】
前記逆転ロータはダクテッドファン又はシュラウデッドファンの形態をなすことを特徴とする請求項４又は５に記載の電力線検査装置。
【請求項７】
前記電力線検査手段はカメラを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項８】
前記電力線検査手段は１個以上の電力線特性センサを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項９】
前記又は各電力線特性センサは、電流センサ、電圧センサ、電力線寸法センサ、電力線トポロジセンサ、熱センサ、及びコロナ放電センサからなるグループから選択されることを特徴とする請求項８に記載の電力線検査装置。
【請求項１０】
前記又は各電力線から電力を取り込む手段は、前記電力線から電流を誘導する手段を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項１１】
前記電力線から電力を取り込む手段はオーム接触手段を含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項１２】
前記オーム接触手段はパンタグラフを含むことを特徴とする請求項１１に記載の電力線検査装置。
【請求項１３】
前記パンタグラフは前記装置が前記又は各電力線に据え付けられた時に、該パンタグラフを該又は各電力線へ付勢する手段を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電力線検査装置。
【請求項１４】
前記付勢手段は弾性付勢手段を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電力線検査装置。
【請求項１５】
前記付勢手段はアクチュエータ又はサーボを含み、該アクチュエータ又はサーボ該パンタグラフアクチュエータ又はサーボの力及び位置を監視し、対応して前記パンタグラフを調整する力及び位置変換器を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電力線検査装置。
【請求項１６】
使用に際して前記電力線上又は電力線の近傍にある障害物を迂回する手段を更に含むことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項１７】
飛行手段又は遠隔移動手段を更に含むことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項１８】
前記遠隔移動手段は前記電力線の上方における装置の空中静止飛行又は飛行を可能にする手段を含むことを特徴とする請求項１７に記載の電力線検査装置。
【請求項１９】
前記遠隔移動手段は前記電力線配置手段を含むことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の電力線検査装置。
【請求項２０】
前記装置は前記電力線からの電力の取り込みを中止する手段を含むことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項２１】
蓄電手段を更に含むことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項２２】
前記蓄電手段はパワーセル又は電池を含むことを特徴とする請求項２１に記載の電力線検査装置。
【請求項２３】
前記パワーセル又は電池は使用に際して前記装置が取り付けられた電力線からの取り込みによって再充電する手段を含むことを特徴とする請求項２２に記載の電力線検査装置。
【請求項２４】
使用に際して前記装置の経路内又は前記電力線の付近にある障害物を検知するように構成された経路障害物センサを更に含むことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項２５】
装置配向手段を更に含み、該装置配向手段は前記電力線に対する前記装置の配向を検知する該装置の手段を含むことを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項２６】
使用に際して前記障害物が前記装置の付近において前記電力線上で検知された時に、該装置の動作を調整するように構成された動作調整手段を更に含むことを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【請求項２７】
使用に際して、検査される前記又は各電力線から離れて前記装置が上昇する高度を制限するように構成される高度制限手段を更に含むことを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか一項に記載の電力線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力線検査装置及び電力線検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの国において、電気鉄塔等の間において高架に懸架される、数キロメートルに亘る広範囲な電力線ネットワークが存在する。
電力線が正確に機能することを確実にすると共に、電力線が破損又は切断する危険性を制限するために、各電力線及び全電力線の定期的な検査が必要とされる。
【０００３】
多くの場合において、特に強風又は雷雨等の激しい天候の後には、電力線を頻繁に検査する必要があり、また電力線における小さな欠陥をも検知するために、明らかにされるデータは高品質である必要がある。
【０００４】
車輪、ローラ、又はレール上を移動すると共に、高架電力線により支持される検査ロボットを製造するために様々な試行が為されてきた。車輪で動く検査ロボットの例としては、送電線の連結部を検査するＥＢＲＩトムキャット（Ｔｏｍｃａｔ）（ＲＴＭ）及びテプコ（Ｔｅｐｃｏ）（ＲＴＭ）ロボットがある。
【０００５】
車輪で動くロボットは鉄塔間における電力線の伸長部分を検査するのに適当であるが、ロボットが電力線経路の障害物を横断するためには、ロボットは障害物の周り或いは障害物の上方で、ある種の動作を実行しなければならないという欠点を有する。例えば、鉄塔上において、直列の絶縁体は各電力線の上方及び側方へ突出する。また、支線が鉄塔から直角に延出し、検査ロボットはそこへ降下する必要がある。
【０００６】
これまで為されてきた試行の中には、電力線経路内の障害物を横断する装置が含まれるが、なおこれら装置の各々はロボットを線に沿って回転させるために、幾分車輪牽引に依存する。テプコ（ＲＴＭ）ロボットは折り畳み式ガイドレールによって障害物を横断することを試みており、ロボットは障害物の上方へ持ち上げられる。ロボット（ＲＴＭ）は有人ヘリコプタによって障害物を横断し、ロボットは電力線の近くから障害物の上方又は周囲における別の部分へ持ち上げられる。より自律的なＥＰＲＩ（ＲＴＭ）及びテプコ（ＲＴＭ）ロボットは、鉄塔及び障害物を迂回するべく精巧な機械式リンク機構を採用している。リンク機構は上記の問題を完全には克服しておらず、また製造コスト、維持コスト及び時間が増加しがちである。
【０００７】
一方では、飛行検査ロボットが開発されている。飛行検査ロボットは電力線上の上記障害物から独立しており、且つ電力線に覆い被さる３分岐線等の予想外の障害物を回避する可能性を有する。このような予想外の障害物の発生は頻繁にあり、また暴風雨の間における電力線の欠損の主な原因となる。
【０００８】
このような役務のために本来から提案されている装置にはスプライト（Ｓｐｒｉｔｅ）（ＲＴＭ）が含まれる。スプライトは他のロータ動力車両の多くと同様に、無線リンクを介して操縦されると共に、自らの５キロワットピストン内燃機関により動かされる遠隔操縦車両（ＲＰＶ）である。
【０００９】
空中静止飛行し且つ電力線から遠隔へ移動するように構成された遠隔操縦ロータ動力車両を採用する際における重要な問題としては、管理されていない空域において、航空機の「Ｓｅｅ  ａｎｄ  ａｖｏｉｄ」原則を満たす必要がある。多くの国において、それより
も大きいと車両が航空機になる車両の寸法を定め、又はそれよりも高いと空を飛ぶ車両が航空機となる高度を定めた規制がある。英国では、イギリス民間航空局（ＣＡＡ）の規則では重量が２０キログラム未満の航空機は「小型」航空機であると定められている。重量が２０キログラムより重い航空機は航空規則（ＡＮＯ）に従わなければならず、航空規則の中には飛行に適しているという証明の保持や、航空交通の規則順守が含まれる。たとえ航空機の重量が２０キログラム未満であっても、イギリス民間航空局により発行された認可に基づくもの以外の空中作業（商業的な）を目的として飛行することはできない。許可を受けるためには、遠隔操縦車両は、通常は１５００メートルを超えない距離と考えられる、操作者の視界より遠くへの飛行が許可されないことを確認する必要がある。商業的に実現可能な電力線検査のためには、操作者から１０〜１５キロメートルの操作範囲を有する必要がある。
【００１０】
また多くの国では、他の航空交通にとって危険と思われる前に航空機が上昇する高度に関する規則がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これらの問題点を克服するための試みには、ロータ動力線検査装置の供給が含まれる。ロータ動力線検査装置はそれ自体の電源を含むと共に、電力線を検査するために、電力線上又は電力線の近傍において電力線を横断することができる。これらのロータ動力検査ロボットには、障害物を横断するべく電力線から離れるようにロボットを上昇させるが、ロボットが非常に高い高度に到達するのを阻止するように、ロータ動力の増加と共に使用されるつなぎ線が含まれる。周知のロボットの例にはモラーエアロボット（Ｍｏｌｌｅｒ  Ａｉｒｏｂｏｔｓ）がある。この車両の問題点には、限りある電力源が車両に搭載されており、また電力源が再生利用又は取り替えられる毎に検査ロボットを取り外す必要があることに起因する、制限付きの操作期間がある。また、つなぎ線の配置に起因して、操作者は車両の方向及び高度を制御すべく、車両に適度に接近する必要がある。これは、商業的に実現可能な検査車両に必要とされる１０〜１５キロメートルの遠隔操作を可能にするのに全く不足している。
【００１２】
従って、電力線上又は電力線付近において電力線を横断することが可能であり、また装置の操作範囲が特定の電力源により制限されることがないように電力線自体から電力を取り込むようにした電力線検査装置を提供することができれば有利である。
【００１３】
また、特定の場所における航空規則に従うべく、高度、範囲等の特定のパラメータに制限される一方で、装置の経路内において障害物を横断することが可能な電力線装置を提供するのであれば有利である。装置が電力線から離れている時に装置が電力源を使用し、且つ電力線に接触した時に、遠隔配置に使用されてきた電力を補給するためにその後の時間に電力源を再充電するように、装置内の電力源が連続的に再充電され得る電力線検査装置を提供するのであれば有利である。
【００１４】
つなぎ線を含まず、また航空機又はヘリコプタの形状をなして電力線から遠方への配置のみに頼ることがない電力線検査装置を提供するのであれば有利である。
従って、本発明の好適な実施形態における目的は、ここに明確に開示されている又は開示されていない従来技術における問題点の少なくとも１個を克服又は軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１態様において、電力線検査装置が提供される。電力線検査装置は電力線横断手段が取り付けられる車両本体と、電力線検査手段と、使用に際して取り付けられた電
力線から電力を取り込む手段とを含む。
【００１６】
好適には、電力線横断手段は使用に際して、取り付けられた電力線上又はその近傍に装置を配置するように構成される。
配置手段は電力線と接触し且つその電力線に沿って装置を移動させるように構成された車輪手段又はローラ手段を含んでいてもよい。
【００１７】
しかしながら好適には、配置手段は少なくとも１個のロータを含み、より好適には２個以上のロータを含む。適切には、好適には重ね合わされる２個の逆転ロータがあり、これによりロータ効率が増大すると共に、主ロータから遠方に別個のテールロータを必要としない。好適には、逆転ロータはダクテッドファン又はシュラウデッドファンの形態をなし、より好適にはダクテッドファン形態をなす。
【００１８】
電力線検査手段は電力線の状態及び保全性を検査する適当な手段を含んでもよい。
電力線検査手段はカメラ、好適にはビデオカメラを含んでもよい。電力線検査手段は、好適には電流センサ、電圧センサ、電力線寸法センサ、電力線トポロジセンサ、熱センサ（赤外線）、コロナ放電センサから選択された１個以上の電力線特性センサを含んでもよい。しかしながら好適には、電力線検査手段はカメラを含む。
【００１９】
電力線から電力を取り込む手段は、例えば電流変圧器のような、電力線から電流を誘導する手段を含んでもよい。
しかしながら好適には、電力線から電力を取り込む手段は、例えばパンタグラフのようなオーム接触手段を含む。多くの送電システムは２個以上の電力線を含むと共に、好適には電力線から電力を取り込む手段は、送電システムの全電力線から取り込む手段を含む。パンタグラフは常時各電力線と接触し、且つ電力線の配向に起因して電力線検査装置が縦揺れし、偏揺れし、又は横揺れするならば自己補正するので、パンタグラフは複数の電力線から電力を取り込む手段として特に有用である。
【００２０】
好適には、パンタグラフは装置がその又は各電力線に接続された時に、その又は各電力線へパンタグラフを付勢する手段を含む。
付勢手段は例えばばねのような弾性付勢手段を含んでもよいが、好適には接続された電力線と常時接触するべく、パンタグラフへ力を作用させるアクチュエータ又はサーボを含む。アクチュエータ又はサーボは好適には、パンタグラフアクチュエータ又はサーボの力及び位置を監視すると共に、装置の電力線又は複数の電力線上への位置決めがどのようなものであっても、その又は各電力線と接触し続けるようにパンタグラフを調整する。
【００２１】
高架電力線のような送電システムに沿う様々な地点において、電力線は鉄塔のような構造要素を経由させられる。鉄塔は絶縁体及び電力線方向ルータのような突出要素及び障害物を含み得る。これら突出要素は鉄塔を横切り電力線に沿って移動する装置の直接経路内にある。
【００２２】
上記の理由及びその他の理由により、電力線検査装置は電力線上又は電力線の近傍にある障害物を迂回する手段を更に含むことが好ましい。電力線検査装置は好適には飛行手段又は遠隔移動手段を含む。飛行手段又は遠隔移動手段は、使用に際して取り付けられた電力線から装置が分離させられると共に、例えば電力線上又は電力線の近傍にある障害物を回避するべく、電力線から離れるように移動し得る。
【００２３】
遠隔移動手段は電力線の上方における装置の空中静止飛行又は飛行を実行可能にする手段を含む。遠隔移動手段は例えば電力線配置手段が１個以上のロータを含むならば、電力線配置手段を含んでもよい。
【００２４】
好適には、本装置は遠隔移動手段を使用するべく、電力線からの電力の取り込みを中止する手段を含む。従って、好適には本装置は電力が蓄えられる蓄電手段を含み、その結果、本装置が電力線から離れている時には、遠隔移動手段により電力が利用され得る。
【００２５】
蓄電手段は好適にはパワーセル又は電池を含む。パワーセル又は電池は使い捨てタイプであってもよいが、好適には再充電可能な電池又はパワーセルである。好適にはパワーセル又は電池は、使用に際して装置が取り付けられた電力線からの電力の取り込みによって再充電する手段を含む。好適には、１．６キロメートル（１マイル）の電力線内、より好適には３．２キロメートル（２マイル）の電力線内、最も好適には４．８キロメートル（３マイル）の電力線内を、１分未満、好適には２分未満、より好適には５分未満、最も好適には１０分未満の間、遠隔移動させる程度に充分な電力を遠隔移動手段へ供給するように、パワーセルは充分な電力を含む。
【００２６】
適当な電池には、カナダ国ケベック州のアヴェスター（Ａｖｅｓｔｏｒ）社により供給されるアヴェスター（ＲＴＭ）リチウムメタルポリマー電池のようなリチウム電池を含む。
【００２７】
好適には、本装置は使用に際して電力線上又は電力線付近において、装置の経路内にある障害物を検知するように構成された経路障害物センサを含む。
好適には、本装置は装置配向手段を含み、装置配向手段は検査される電力線に対する装置の配向を検知する機器の手段を含んでもよい。従って、装置配向手段は例えば動作方向センサ、高度センサ、縦揺れセンサ、横揺れセンサ、ヨーセンサ、速度センサ、経路障害物センサ等から選択された１個以上のセンサを含んでもよい。好適には、装置配向手段は２個以上のセンサを含み、少なくともそのうちの１個は、使用に際して電力線上又は電力線付近において、装置の経路内にある障害物を検知するように構成される経路障害物センサである。
【００２８】
従って経路障害物センサは、例えば鉄塔が近傍にある時、絶縁体が電力線の平面よりも上方へ突出している時、及び／又は電力線が鉄塔の合流点において高度が降下した時を検知してもよい。
【００２９】
適当には、本装置は使用に際して障害物が装置の付近において電力線上で検知された時に、装置の動作を調整するように構成される動作調整手段を含む。動作調整手段は、例えば電力線上で本装置が横断することができない障害物が検知されるならば、遠隔移動手段を作動させる手段を含んでもよい。動作調整手段は例えば装置が移動する電力線（又はその近く）の方向の変化に応じて、装置の縦揺れ、横揺れ、偏揺れ、高さ及び／又は方向を調整可能な手段を含んでもよい。動作調整手段は遠隔移動作動手段を含んでもよく、且つ更に適当な手段を含んでもよい。
【００３０】
本装置は使用に際して、装置がその又は各電線から遠くへ上昇する高度を制限するように構成される高度制限手段を含んでもよい。高度制限手段は装置が確定された高度に到達したら装置への送電を中止し、又は装置をより低い高度へ移動させる高度センサを含んでもよい。高度制限手段は好適には、それ以上装置が上昇することができない最大高度を設定する。
【００３１】
最大高度は用途に応じて変化すると共に、装置が使用される地域における現地又は地域の航空法に応じて変化する。例えば装置の最大高度は、特定の地域における航空機の定義に基づいて、本装置が降下するよりも上方にある。多くの実施形態において、最大高度は地表面よりも上へ好適には８０メートル未満、より好適には５０メートル未満、最も好適
には４０メートル未満である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明をより深く理解するために、また本発明の実施形態がいかにして実施されるかを示すために、本発明の様々な態様を例示のみを目的として以下に説明する。
先ず、本発明の電力線検査装置の斜視図を示す図１について言及する。電力線検査装置２は装置本体４を含む。装置本体４はその本体を貫通する孔を有し、電力線横断手段を収容する。電力線横断手段は逆転すると共に重ね合わされるロータ６及び８の形状をなす。
【００３３】
装置本体４の下には絶縁スカート１０があり、絶縁スカート１０は使用に際して検査される電力線の上方に配置される。装置本体４の前方には、ビデオ監視カメラ１２を含む電力線検査手段（経路障害物センサとしても機能する）がある。本体４はまた、装置２が前進及び後退動作モードにおいて電力線を検査するように、本体の後方に電力線検査手段（図示なし）を含む。監視カメラ１２は、装置２が配置される間に監視カメラ１２が装置２の前方の電力線を表示するように、装置本体４の前方に配置される。ロータ６，８はまた、必要な時に電力線の上方における装置２の空中静止飛行及び飛行を実行可能にする遠隔移動手段としても機能する。
【００３４】
本装置は更に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、オーム接触パンタグラフ２０の形状をなし、装置２が取り付けられた電力線から電力を取り込む手段を含む。パンタグラフ２０は装置本体４の下に配置されており、そこから下方へ延出する。パンタグラフ２０は使用に際して、装置２が取り付けられたその又は各電力線に接触するように構成される。図１に示す実施形態において、図２のパンタグラフ２０は長手状の棒を含むオーム接触棒を含み、棒は２個の絶縁部分２６，２６’を含む。絶縁部分２６，２６’は３層３線電気高架ケーブルから電力を取り出すように構成された３個の電力取り込み領域２４，２４’，２４’’を分離させる。パンタグラフ２０は更に、調整枠２２，２２’の形状をなし、接触棒２４の絶縁部２６，２６’から延出すると共に装置本体４の下側と接続する動作補償手段を含む。枠２２，２２’はサーボ制御される。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、パンタグラフ枠２２，２２’はロードセル２８及びリニアアクチュエータ３０の形状をなし、制御ライン３２を介してデジタル制御装置３４に接続される動作手段を含む。
【００３５】
接触棒２３は高圧（ＨＴ）導管コード３６を介して変圧器３８に接続される。
装置２は本体４内に蓄電手段（図示なし）を含む。蓄電手段は、再充電可能なアヴェスター（Ａｖｅｓｔｏｒ）（ＲＴＭ）リチウムメタルポリマー電池の形状をなし、電力の取り込みが電力線１６，１６’，１６’’から切り替えられた時に、電力がロータに供給され得ることにより、本装置が遠隔移動手段（ロータ６，８）を使用するように、電力線からの電力の取り込みを中止させる。
【００３６】
図１、図２及び図２Ａ乃至図２Ｄに示す装置２の使用法について、図面を参照しつつ以下に説明する。
先ず図１について言及する。図１の一部は３層電力線システム１４を示す。３層電力線システム１４は間隔があけられていると共に相互に平行に延在する３個の電力線１６，１６’，１６’’を含む。電力線は鉄塔１５により地面の上方に懸架される。鉄塔１５は横棒１９を含み、横棒１９は鉄塔１５の上端において鉄塔から垂直に延出する。電力線１６，１６’，１６’’は横棒１９を横断すると共に、電力線と横棒１９の接触点において支持される。電力線１６，１６’，１６’’の一方側には、略円形の絶縁部材形状をなす絶縁体１８，１８’，１８’’がある。絶縁体１８，１８’，１８’’は障害物であり、電力線検査装置は電力線の全長を横断するために、絶縁体１８，１８’，１８’’の上を通らなければならない。
【００３７】
図１に示す電力線検査装置２はそれ自体の補助電池等の適当な手段を介して、又は輸送ヘリコプタを介して、電力線システム１４へ下降させられる。輸送ヘリコプタは操縦されてもよく、或いは遠隔操縦ヘリコプタ又は例えば地上車のジブホイストであってもよい。
【００３８】
装置２は装置本体４が３個の電力線１６，１６’，１６’’全てを横断するように電力線システム１４へ下降させられる。図２に示すように、装置２が電力線１６，１６’，１６’’へ下降させられるにつれて、オーム接触棒２３が導電部分において各電力線１６，１６’，１６’’と接触し、且つ絶縁領域２６，２６’が電力線１６，１６’，１６’’の間隙に近接配置されるように、パンタグラフ２０は構成される。
【００３９】
装置２が電力線システム１４に配置させられると、パンタグラフ２０の形状をなして電力線から電力を取り込む手段は、電力線１６，１６’，１６’’から電力を取り込むように作動させられる。装置２へ取り込まれた電力はロータ６，８を動かすように使用され、ロータ６，８は（ロータブレードの角度に応じて）前進又は後退動作をするように逆転する。逆転ロータ６及び８によれば、本体に移入される反作用モーメントが小さくなるという効果が得られることから、テールロータが必要なくなる。方向又はその他の制御は、ロータ６及び８の集合的且つ周期的な縦揺れを変化させることにより達成される。ロータ６が回転するにつれて、車両は電力線１６，１６’，１６’’に沿って前進する。パンタグラフ２０は、動作が電力線システム１４に沿って連続的であるようにロータを動かすべく、動力が連続的に取り出されることを確実にする。
【００４０】
調整枠２２，２２’は図２Ａに示すように、接触棒２３が装置２の後ろで引きずられるようにヒンジ接続される。接触棒の正確な接触力は、リニアアクチュエータ３０の軸により作用される力を測定し、且つ変化する装置２の高さを調整するべくフィードバックループにおいて必要に応じてその軸を伸長させ又は引き込ませることにより維持される。ロードセル２８は力を測定するために使用され、連結器を制御するために２００ミリメートルストローク、２５ニュートンスラスト、及び最大速度２００ミリセコンド−１のリニアアクチュエータ３０が使用される。測定値及び作動信号は、装置２の本体４に配置されるデジタル制御装置３４にインターフェース接続される。電力は絶縁ＨＴ（高圧）導管３６によって、高架線１６，１６’，１６’’導体から取り出される。
【００４１】
取り込み棒は３個の導電部２４，２４’，２４’’から成り、導電部２４，２４’，２４’’は夫々の電力線１６，１６’，１６’’上にあると共に、ＨＴ導管３６を介して装置２へ電力を供給する。電力線の垂直方向の間に存在し得る僅かな不一致に拘わらず、パンタグラフ２０により作用される下向きの圧力が各導電部２４，２４’，２４’’とその電力線１６，１６’，１６’’との間に良好な接触を維持するように、３個の導電部２４，２４’，２４’’はコンプライアント絶縁スリーブ２６，２６’により機械的に接合される。
【００４２】
装置２が電力線システム１４に沿って前進するにつれて、装置本体４の前方における監視カメラ１２は装置２の前方にある電力線１６，１６’，１６’’の状態を連続的に監視すると共に、操作者による判断及び普及のために信号を遠隔受信機に送信する。
【００４３】
（経路障害物センサとしても機能する）監視カメラ１２により装置の経路において障害物が検知されるまで、装置２は電力線１６，１６’，１６’’に沿って連続移動する。図１において、電力線は電力線１６，１６’，１６’’の周りにおいて円周方向に延出する絶縁体１８，１８’，１８’’を含む。
【００４４】
装置２が絶縁体１８，１８’，１８’’の付近へ移動した時には、監視カメラ１２は絶縁体を検知し、且つ遠隔の操作者（図示なし）へ信号を送信する。次にパンタグラフを電
力線１６，１６’，１６’’から引き込ませることにより、或いは単にパンタグラフの作動を終了させることにより、電力線１６，１６’，１６’’からの電力の取り込みを中止するように、遠隔操作者は装置２に指示する。電力線１６，１６’，１６’’に沿った配置及びそこからの電力の取り込みの間において、装置本体４内の電池は充電される。電力の取り込みが終了した時には、電池はロータ６，８へ電力を供給する。
【００４５】
パンタグラフ２０による電力の取り込みが終了した時には、操作者は電池（図示なし）からロータ６，８への電力の供給を実施すると共に、装置２を電力供給システム１４から上昇させるべくロータが充分な速度及び角度で回転するように、ロータの角度を操作する。従って、電池及びロータ６，８は結合して飛行手段を形成する。
【００４６】
次に操作者は、絶縁体１８，１８’，１８’’の形状をなす障害物を横断するべく、電力線１６，１６’，１６’’から離れているが電力線１６，１６’，１６’’に沿って配置するように、装置２を遠隔制御する。装置２が絶縁体を通過した時には、ロータの速度を減少させると共に装置２を絶縁体１８，１８’，１８’’の後で電力線１６，１６’，１６’’まで降下させるように、操作者は電池からの電力の供給を減少させ、及び／又はロータの角度を操作する。
【００４７】
次に図４に戻る。図４は装置２を動かすために使用される電力システムを示すブロック線図である。
１１キロボルトｒｍｓ値の電力がパンタグラフ２０から取り込まれると共に、３層降圧変圧器の一番目のものに供給され、次に調整される。電力が高架電力線１６，１６’，１６’’から取り込まれる一方で、電力はロータブレート６，８を駆動するモータへ直接的に供給される。希土類永久磁石Ｄ．Ｃ．ブラシレスモータは、典型的には約１キロワット／キログラムの高出力密度を与える。ロータブレート６，８はモータへの電圧及び電力を調整することにより、一定の速度に維持される。充電制御エレクトロニクスは電池への電流を調整する。ここで使用される電力エレクトロニクスは、電気駆動自動車の電流発生用に開発されたものと同様である。高架線１６，１６’，１６’’との接触が破壊された時には、モータへの電力は電池から取り込まれる。電池は常時実装補助エレクトロニクスに供給する。
【００４８】
２部分からなる装置制御システムが図５にブロック線図として示されている。上側部分は飛行制御システムである。装置２の動作を感知するために、レートジャイロ（例えば無人機のためにハンフェリー・オペレーションズ（Ｈｕｍｐｈｒｅｙ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ）社により製造されたもの）、及び加速度計（例えばアナログ・デバイス（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）社により供給される）が使用される。飛行制御システム（例えばアセナ・テクノロジー（Ａｔｈｅｎａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）社によるガイドスター（ＧｕｉｄｅＳｔａｒ）ＧＳ０１１１）は、典型的には突風からの好ましくない外乱を調整するために、ロータブレード６，８の周期的及び集合的な縦揺れを変化させるべくこれらの信号を使用する。飛行制御システムはまた、操縦モード、飛行方向、飛行速度、高度等に関する操作者からの要求信号を受信すると共に、これらの信号をロータブレード６，８の適切な制御に変換する。
【００４９】
図５の下側部分はパンタグラフ２０の制御を扱っており、これもまたフィードバックモードで作動する。パンタグラフの接触力及び張力を測定するためにロードセル２８及びポテンショメータ（又はエンコーダ）が使用されると共に、高架線１６，１６’，１６’’との接触を維持するべくパンタグラフアクチュエータを駆動するために、要求値からの誤差が使用される。制御システムフィードバック規則は、脆弱な物体の収集及び操縦のために位置及び力を同時に制御することが求められるロボット操縦分野において開発されてきたような「インピーダンス制御」に基づく。
【００５０】
両制御システムの質は、飛行制御システムが高架線１６，１６’，１６’’からの装置２の距離を認識し、且つ互恵的にインピーダンス制御装置が装置２の姿勢（即ち向き及び位置）を認識するように、クロスカップル法により進歩させられる。操作者の要求により別の制御モードに入り、アクチュエータによってパンタグラフを引き込ませる一方で、障害物の周りで操縦され又は（図３に示す分岐線４２のような）分岐線に変更される。システムはまた、飛行経路上の障害物を検知すると共に、代替経路がコンピュータで計算されるように装置２を高架線に対して配置する。これにより、自動的に又は操作者による最小限の介入で、障害物の周りでの装置の操縦が可能になる。本システムは超音波センサ及び／又はミリメートル波レーダを含み、特徴検出及びトラッキングによって測距し且つビデオ撮像する。
【００５１】
電池は、所定範囲の電力線システム１４において多様な遠隔配置処理を実施する程度に充分な電力を有し、或いは電力線１４を再充電し得る。その結果、装置２は電力線１６，１６’，１６’’上において間隔があけられた複数の障害物を遠隔横断するように構成される。
【００５２】
監視カメラ１２は、電力線１６，１６’，１６’’から離れている時に、装置２の位置、方向等を操作者が決定するように、装置配向手段として装置２の遠隔配置の間に使用されてもよい。
【００５３】
或いは又は加えて、装置２は自律的に又は操作者により制御される表示装置、検出器、又はカメラ等の装置配向手段を更に含んでいてもよく、そのような装置配向手段は、電力線から離れており、及び又は電力線上に配置される時に、動作、方向、及び同等のパラメータを決定するべく、装置２のいかなる場所に載置されてもよい。
【００５４】
障害物を横断した後に装置が電力線に戻る時には、パンタグラフ２０は電力線１６，１６’，１６’’からの電力の取り込みを再開するように作動させられ、電力線１６，１６’，１６’’はその後の装置の遠隔配置のために、再充電可能な電池（図示なし）を再充電し得る。
【００５５】
好適には、電池又は装置本体４内に存在する他の電源は、電力線１６，１６’，１６’’上の障害物を横断し得る程度に充分な電力を有するが、例えば地表面から８０メートル以下等の予め定められた高度より上方を装置２が移動し得る程度に充分な電力は有しておらず、従って高度制限手段として機能する。
【００５６】
この安全性フォールバックによって、規則が無人又は有人車両又は航空機を制御するように実施される領域及び管轄区において装置は使用され得る。
電力線システム１４の一部を示す図３に戻る。電力線システム１４は主３層電力線配列４０と、より低い高度において、主電力線４０に直交する分岐３層電力線システム４２とを含む。電力線４０は絶縁体４１の形状をなす障害物を含むと共に、電力線４２もまた絶縁体４３の形状をなす障害物を含む。本発明の好適な実施形態の装置２は、ここにまた上記に説明したように、電力線４０及び障害物の両方を横断するのに適しているが、分岐線４２が主線４０と同じ検査期間に検査されるように、主線４０及び電力線４２の間を遠隔移動するのにも適している。装置２は分岐線４２又は主線４０のいずれかに沿って移動すると共に、上記に説明したような遠隔飛行により、且つ装置２の操作者による適切な方向制御を伴い、主線４０又は分岐線４２の他方から遠隔へ移動するように作動させられてもよい。
【００５７】
電力線システム１４の監視を停止したい時には、上記に説明したように、装置は電力線
１６，１６’，１６’’からの電力の取り込みを終了するように作動させられると共に、次に装置は、遠くにいる使用者から送信される信号を適当に入力することにより、電力線から地表面まで下方への遠隔配置を実施する。
【００５８】
本願に関連して本明細書と同時に又は本明細書より以前に提出されており、且つ本明細書と共に閲覧のために公開された全論文及び全文書に対して注意が向けられる。またこれらの論文及び文書全ての内容は参照することによりここに組み入れられる。
【００５９】
本明細書に開示された全特徴（添付の請求項、要約書及び図面のいかなるものも含む）、及び／又はこれまで開示されたいかなる方法又は処理の全工程は、いかなる組み合わせに組み合わされてもよいが、これらの特徴及び／又は工程の中の少なくとも幾つかが相互に排他的である組み合わせは除く。
【００６０】
本明細書に開示された各特長（添付の請求項、要約書及び図面のいかなるものも含む）は、明確に言及されている場合を除き、同じ、同等又は同様な目的を果たす代替の特徴により置き換えられてもよい。従って明確に言及されていなければ、開示された各特長は同等又は同様な特徴の一般的な系列の一例に過ぎない。
【００６１】
本発明は前述の（複数の）実施形態の細部に限定されない。本発明は（添付の請求項、要約書及び図面のいかなるものも含む）本明細書に開示されたいかなる新規の特徴、又は新規の特徴の組み合わせにも拡大し、或いは、これまで開示された方法又は処理のいかなる新規の工程、又は新規の工程の組み合わせにも拡大する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】３層電力線上に配置される本発明の電力線検査装置の第１実施形態を示す斜視図。
【図２】図１の装置において、電力線から電力を取り込む手段を示す詳細斜視図。Ａは図２に示す電力を取り込む手段の側面詳細図。Ｂは図２に示す電力取り込み手段の前面詳細図。Ｃは図１の装置の側断面図であって、装置本体が前方へ傾いた状態を示す図。Ｄは図１の装置の側断面図であって、装置本体の高さが図２Ｃのものに比較して低下している状態を示す図。
【図３】３層高架電力線を含む電気鉄塔の部分図であって、３層分岐線が３層高架電力線から図の右上角へ向けて延在する状態を示す図。
【図４】図１の装置の電力取り込みシステムを示すブロック線図。
【図５】図１の装置に使用される制御システムを示すブロック線図。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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