(57)【要約】【課題】風力発電設備のロータブレードなどのメンテナンスに要する時間とコストとを減らすことができる、風力発電設備のメンテナンス方法および無人飛行機を提供する。【解決手段】風力発電設備のメンテナンス方法は、無人飛行機１０を風力発電設備のロータブレード４に着陸させ無人飛行機１０の把持機構１７によってロータブレードのリーディングエッジまたはトレーリングエッジ８を把持するステップと、把持機構１７の移動機構１８によって、リーディングエッジまたはトレーリングエッジ８上を無人飛行機１０が移動するステップと、メンテナンスユニット１６をメンテナンス位置に移動させるステップと、メンテナンスユニット１６によってロータブレード４のメンテナンスを行なうステップとを備える。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動機構を有する把持機構と、メンテナンス位置に移動させることが可能なメンテナンスユニットとを備えた無人飛行機を用いた風力発電設備のメンテナンス方法であって、
前記無人飛行機を風力発電設備のロータブレードに着陸させ前記把持機構によって前記ロータブレードのリーディングエッジまたはトレーリングエッジを把持するステップと、
前記把持機構の前記移動機構によって、前記リーディングエッジまたはトレーリングエッジ上を前記無人飛行機が移動するステップと、
前記メンテナンスユニットをメンテナンス位置に移動させるステップと、
前記メンテナンスユニットによって前記ロータブレードのメンテナンスを行なうステップとを備える、風力発電設備のメンテナンス方法。
【請求項２】
前記無人飛行機の前記メンテナンスユニットは、前記ロータブレードの打撃を行なう打撃部を含み、
前記メンテナンスを行なうステップは、前記ロータブレードの診断のために前記打撃部を用いて前記ロータブレードを打撃するステップを含む、請求項１に記載の風力発電設備のメンテナンス方法。
【請求項３】
前記メンテナンスを行なうステップは、前記打撃部を用いた打撃によってロータブレードに発生した振動を前記無人飛行機または前記ロータブレードに設置したセンサにより取得するステップをさらに含む、請求項２に記載の風力発電設備のメンテナンス方法。
【請求項４】
前記無人飛行機は、前記ロータブレードの外観の撮影を行なうカメラユニットをさらに備え、
前記メンテナンスを行なうステップはさらに、前記カメラユニットを用いて前記ロータブレードを撮影するステップを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の風力発電設備のメンテナンス方法。
【請求項５】
前記無人飛行機は巻取機構と、前記巻取機構に一端が接続されたワイヤとをさらに備え、
前記ワイヤの他端は前記メンテナンスユニットに接続されて、前記メンテナンスユニットの下降および上昇を可能としており、
前記巻取機構は、前記ワイヤの引出量を測定する巻取量測定部を含み、
前記移動機構は、ロータブレード上で前記無人飛行機が移動した量を測定する移動量測定部を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の風力発電設備のメンテナンス方法。
【請求項６】
前記無人飛行機は傾斜センサをさらに備え、
前記傾斜センサによって前記トレーリングエッジの形状を測定する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の風力発電設備のメンテナンス方法。
【請求項７】
前記傾斜センサにより測定したトレーリングエッジの形状を用いて、前記ロータブレード上でのメンテナンスユニットの位置を特定する、請求項６に記載の風力発電設備のメンテナンス方法。
【請求項８】
無人飛行機本体と、
前記無人飛行機本体を飛行させるための複数の回転翼と、
前記無人飛行機本体に設けられ、メンテナンス対象物の一部を把持して、前記無人飛行機本体をメンテナンス対象物上に位置させる把持機構と、
前記把持機構が把持した前記メンテナンス対象物のメンテナンスを行なうメンテナンスユニットとを備えた、無人飛行機。
【請求項９】
前記把持機構は、メンテナンス対象物上を走行するための移動機構を含む、請求項８に記載の無人飛行機。
【請求項１０】
巻取機構と、前記巻取機構に一端が接続されたワイヤとをさらに備え、前記ワイヤの他端は前記メンテナンスユニットに接続されて、前記メンテナンスユニットの下降および上昇を可能としている、請求項８または請求項９に記載の無人飛行機。
【請求項１１】
巻取機構と、前記巻取機構に一端が接続されたワイヤとをさらに備え、前記ワイヤの他端は前記メンテナンスユニットに接続されて、前記メンテナンスユニットの下降および上昇を可能としており、
前記巻取機構は、前記ワイヤの引出量を測定する巻取量測定部を含み、
前記移動機構は、メンテナンス対象物上で前記無人飛行機が移動した量を測定する移動量測定部を含む、請求項９に記載の無人飛行機。
【請求項１２】
前記メンテナンスユニットは、前記ロータブレードを打撃する打撃部と、前記打撃部によってロータブレードに発生した振動を取得するセンサとを含む、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の無人飛行機。
【請求項１３】
無人飛行機の地面に対する傾きを測定する傾斜センサをさらに備えた、請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の無人飛行機。
【請求項１４】
前記メンテナンス対象物は風力発電設備のロータブレードであり、前記把持機構は前記ロータブレードのリーディングエッジまたはトレーリングエッジを把持する、請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の無人飛行機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風力発電設備のメンテナンス方法および無人飛行機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から風力発電設備、橋梁、高層建築物などでの検査が行われている。たとえば、従来の風力発電設備のロータブレードの検査は、作業者により次のような手順により行なっていた。作業者が風力発電設備のナセル部まで上り、ロープアクセスにより下降しながらロータブレードに近づく。作業者がロータブレードの付近で目視観察やハンマリングによる打音検査を行なう。
【０００３】
その他のロータブレードの検査方法として特許文献１（特表２０１３−５４２３６０）には、空気熱デバイスを用いてロータブレード内部の温度を変化させ、無人飛行機などに搭載した赤外線カメラなどでこれを外側から観察する方法が開示されている。赤外線カメラなどにより正常部と異常部の温度変化の差異を観察することで、ロータブレードの欠陥を見つけている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１３−５４２３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の作業者がロープアクセスを行なう方法では、ロータブレードの一本ごとにロープアクセスを行なっており、また、数十メートルものロータブレードを上から下へ降下しながら作業しているため、作業者の負担が大きかった。また、一本のロータブレードへのロープアクセスは上下に往復しながら複数回にわたって行われるため多くの時間を要していた。特に集合型風力発電所（ウィンドファーム）などでは多くの風力発電設備が設置されているため、全ての風力発電設備を検査するには莫大な時間とコストが必要であった。同様に橋梁や高層建築などの検査においても、作業負担が大きく、多くの時間が必要であった。
【０００６】
一方、特許文献１に記載の方法においては、風力発電設備内に搭載された空気熱デバイスが必要とされるため、空気熱デバイスが搭載されていない風力発電設備には適用できない。また、メガワット級の大型の風力発電設備では、内部温度を変化させるために大出力の空気熱デバイスが必要となるので、空気熱デバイスを設置するためには莫大なコストと改造のための時間が必要となる。
【０００７】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、風力発電設備のロータブレードなどのメンテナンス対象物のメンテナンスに要する時間とコストとを減らすことができる、風力発電設備のメンテナンス方法および無人飛行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】
この発明に基づいた風力発電設備のメンテナンス方法に従えば、移動機構を有する把持機構と、メンテナンス位置に移動させることが可能なメンテナンスユニットとを備えた無人飛行機が用いられる。風力発電設備のメンテナンス方法は、上記無人飛行機を風力発電設備のロータブレードに着陸させ上記把持機構によって上記ロータブレードのリーディングエッジまたはトレーリングエッジを把持するステップと、上記把持機構の上記移動機構によって、上記リーディングエッジまたはトレーリングエッジ上を上記無人飛行機が移動するステップと、上記メンテナンスユニットをメンテナンス位置に移動させるステップと、上記メンテナンスユニットによって上記ロータブレードのメンテナンスを行なうステップとを備える。
【０００９】
上記風力発電設備のメンテナンス方法において好ましくは、上記無人飛行機の上記メンテナンスユニットは、上記ロータブレードの打撃を行なう打撃部を含み、上記メンテナンスを行なうステップは、上記ロータブレードの診断のために上記打撃部を用いて上記ロータブレードを打撃するステップを含む。
【００１０】
上記風力発電設備のメンテナンス方法において好ましくは、上記メンテナンスを行なうステップは、上記打撃部を用いた打撃によってロータブレードに発生した振動を上記無人飛行機または上記ロータブレードに設置したセンサにより取得するステップをさらに含む。
【００１１】
上記風力発電設備のメンテナンス方法において好ましくは、上記無人飛行機が、上記ロータブレードの外観の撮影を行なうカメラユニットをさらに備え、上記メンテナンスを行なうステップはさらに、上記カメラユニットを用いて上記ロータブレードを撮影するステップを含む。
【００１２】
上記風力発電設備のメンテナンス方法において好ましくは、上記無人飛行機が巻取機構と、上記巻取機構に一端が接続されたワイヤとをさらに備え、上記ワイヤの他端は上記メンテナンスユニットに接続されて、上記メンテナンスユニットの下降および上昇を可能とし、上記巻取機構は、上記ワイヤの引出量を測定する巻取量測定部を含み、上記移動機構は、ロータブレード上で上記無人飛行機が移動した量を測定する移動量測定部を含む。
【００１３】
上記風力発電設備のメンテナンス方法において好ましくは、上記無人飛行機が傾斜センサをさらに備え、上記傾斜センサによって上記トレーリングエッジの形状を測定する。
【００１４】
上記風力発電設備のメンテナンス方法において好ましくは、上記傾斜センサにより測定したトレーリングエッジの形状を用いて、上記ロータブレード上でのメンテナンスユニットの位置を特定する。
【００１５】
この発明に基づいた無人飛行機に従えば、無人飛行機本体と、上記無人飛行機本体を飛行させるための複数の回転翼と、上記無人飛行機本体に設けられ、メンテナンス対象物の一部を把持して、上記無人飛行機本体をメンテナンス対象物上に位置させる把持機構と、上記把持機構が把持した上記メンテナンス対象物のメンテナンスを行なうメンテナンスユニットとを備えている。
【００１６】
上記無人飛行機において好ましくは、上記把持機構は、メンテナンス対象物上を走行するための移動機構を含む。
【００１７】
上記無人飛行機において好ましくは、巻取機構と、上記巻取機構に一端が接続されたワイヤとをさらに備え、上記ワイヤの他端は上記メンテナンスユニットに接続されて、上記メンテナンスユニットの下降および上昇を可能としている。
【００１８】
上記無人飛行機において好ましくは、巻取機構と、上記巻取機構に一端が接続されたワイヤとをさらに備え、上記ワイヤの他端は上記メンテナンスユニットに接続されて、上記メンテナンスユニットの下降および上昇を可能としており、上記巻取機構は、上記ワイヤの引出量を測定する巻取量測定部を含み、上記移動機構は、メンテナンス対象物上で上記無人飛行機が移動した量を測定する移動量測定部を含む。
【００１９】
上記無人飛行機において好ましくは、上記メンテナンスユニットは、上記ロータブレードを打撃する打撃部と、上記打撃部によってロータブレードに発生した振動を取得するセンサとを含む。
【００２０】
上記無人飛行機において好ましくは、無人飛行機の地面に対する傾きを測定する傾斜センサをさらに備える。
【００２１】
上記無人飛行機において好ましくは、上記メンテナンス対象物は風力発電設備のロータブレードであり、上記把持機構は上記ロータブレードのリーディングエッジまたはトレーリングエッジを把持する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る風力発電設備のメンテナンス方法および無人飛行機によると、風力発電設備のロータブレードなどのメンテナンス対象物のメンテナンスに要する時間とコストとを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に基づいた実施の形態における風力発電設備の外観を示す正面図である。
【図２】この発明に基づいた実施の形態におけるロータ付近のロータブレードの構造を示す図である。
【図３】この発明に基づいた実施の形態における無人飛行機の構造を示す平面図である。
【図４】この発明に基づいた実施の形態における無人飛行機の構造を示す正面図である。
【図５】この発明に基づいた実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態を示すロータブレードの長手方向から見た図である。
【図６】この発明に基づいた本実施の形態においてメンテナンス作業を行なうときのロータブレードの位置を示す正面図である。
【図７】この発明に基づいた実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態を示す、ロータブレードの長手方向から見た図である。
【図８】この発明に基づいた実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態を示す、ロータブレードの側面をやや中心側から見た図である。
【図９】この発明に基づいた実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態でメンテナンスユニットによりメンテナンス作業を行なう状態を示す図である。
【図１０】この発明に基づいた実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態でメンテナンスユニットによりメンテナンス作業を行なう状態を示す図である。
【図１１】この発明に基づいた実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態でメンテナンスユニットによりメンテナンス作業を行なう状態を示す図である。
【図１２】この発明に基づいた実施の形態において、傾斜センサで角度データが取得された位置と傾斜センサで得られた角度データの絶対値との関係を示す図であり、（ａ）は角度データが取得された位置を示す図であり、（ｂ）は左右方向の各位置における傾斜センサの角度データの絶対値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
この発明に基づいた実施の形態における風力発電設備のメンテナンス方法および無人飛行機について、図を参照しながら説明する。本実施の形態においては、一例として、無人飛行機のメンテナンス対象物が風力発電設備のロータブレードである場合について説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態における風力発電設備の外観を示す正面図である。風力発電設備１は、タワー５と、タワー５の上部に搭載されたナセル２と、ナセル２に搭載されているロータ３と、３枚のロータブレード４（４ａ，４ｂおよび４ｃ）を有する。ロータブレード４の中心側端部はロータ３に接続されている。ロータブレード４は、ナセル２内を水平方向に延びる軸を中心に図１に示す角度φの方向に回転することが可能である。この回転は図示しないブレーキ機構によって停止させることが可能である。
【００２６】
また、ロータブレード４は、図示しない回転機構によって各ロータブレード４ａ，４ｂおよび４ｃの長手方向に延びる軸を中心として回転が可能である。ロータブレード４の長手方向を軸とする回転は、図１に示す角度θまたはピッチ角の方向に回転が可能とされている。この回転は図示しないブレーキ機構によって停止させることが可能である。
【００２７】
図２は、本実施の形態におけるロータ付近のロータブレードの構造を示す図である。
ロータブレード４は一定方向（角度φの方向）に回転するが、回転方向の前縁をリーディングエッジ７、後縁をトレーリングエッジ８という。リーディングエッジ７とトレーリングエッジ８との間の長さである翼弦長が最大となる位置Ｌは、ロータ３の付近に存在している。翼弦長が最大となる位置Ｌをロータ３の付近に設けることで、風力発電設備１の発電効率を向上させている。
【００２８】
図３は本実施の形態における無人飛行機の構造を示す平面図、図４は本実施の形態における無人飛行機の構造を示す正面図である。
【００２９】
無人飛行機１０は、無人飛行機本体３０と、モータ１１と、モータ１１に接続された回転翼１２とを有する。無人飛行機１０は、機体制御を行なうコントローラ１３を有している。コントローラ１３には、モータ１１を駆動させるインバータ１４および無線通信を行なう無線通信ユニット１５が接続されている。
【００３０】
無人飛行機本体３０は平面視略矩形に形成されている。無人飛行機本体３０の対角線方向に延びる４本のアームの各々の先端に、モータ１１および回転翼１２が設けられている。無人飛行機本体３０の外形ならびにモータ１１および回転翼１２の数などは種々変更することができる。
【００３１】
無人飛行機１０は、無線通信ユニット１５で他装置と通信を行ない、マニュアル操縦または自動操縦で飛行する。無人飛行機１０は、図示しないＧＰＳユニットや磁気センサ、ジャイロセンサ、気圧計などの各種センサを搭載している。無人飛行機１０は、これらのセンサから得られた値により回転翼１２の回転数などを制御することで、３次元の位置決めを行ないながら飛行している。
【００３２】
無人飛行機１０はロータブレードに対してメンテナンス作業を行なうメンテナンスユニット１６を有している。メンテナンスユニット１６はコントローラ１３と協調しながら各種の検査や作業を行う。無人飛行機１０は、傾斜センサ２８を搭載しており、地面に対する無人飛行機１０の傾きを測定することができる。
【００３３】
無人飛行機１０は、無人飛行機本体３０の下方に把持機構１７を備えている。把持機構１７は、下方に向かって広がる一対の側壁４０，４０と、一対の側壁４０，４０の上端に連続し水平方向に延びる天面部４１とを有している。把持機構１７は、天面部４１に設けられた移動機構１８を有する。移動機構１８は、図示しないモータによって駆動されるタイヤを有している。
【００３４】
把持機構１７は、一対の側壁４０，４０の対向する面の各々に設けられた受動輪１９を有している。一対の受動輪１９，１９の間に移動機構１８が位置する。受動輪１９は、側壁４０の内側の面に沿って並ぶ一対の車輪を有している。把持機構１７は、受動輪１９を側壁４０から突出する方向に押し出すことができる押付部２０を有している。押付部２０は、側壁４０の内部の、受動輪１９に対応する位置に設けられている。押付部２０は、ばねやアクチュエータ機構などにより構成されており、受動的あるいは能動的に受動輪を突出および後退させることが可能である。
【００３５】
図５は、本実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態を示すロータブレードの長手方向から見た図である。より詳しくは、図５は、無人飛行機１０の把持機構１７がロータブレード４のトレーリングエッジ８を把持した状態を示している。無人飛行機１０は、把持機構１７によりロータブレード４のリーディングエッジ７を把持するようにしてもよい。
【００３６】
把持機構１７がロータブレード４のトレーリングエッジ８を把持した状態において、移動機構１８のタイヤはトレーリングエッジ８の端面に当接しており、受動輪１９はトレーリングエッジ８の側面に当接している。移動機構１８および受動輪１９は、トレーリングエッジ８に沿う方向に転動することができる。受動輪１９が設けられた側壁４０は、トレーリングエッジ８の側面に対して対向しかつ略平行に延びる。図３に示すように、互いに対向する一対の側壁４０，４０はトレーリングエッジ８に沿う方向に２組設けられており、合計４個の側壁４０が設けられている。各々の側壁４０の内側の面に受動輪１９が設けられている。
【００３７】
メンテナンスユニット１６はメンテナンス対象物のメンテナンスを行なうメンテナンス位置に移動させることが可能である。本実施の形態ではメンテナンスユニット１６を昇降させる場合について説明するが、メンテナンスユニット１６を水平移動させる機構を設けて、水平移動させることによりメンテナンス位置に移動させてもよい。
【００３８】
無人飛行機１０は、一端がメンテナンスユニット１６に接続されたワイヤ２２と、ワイヤ２２の他端が接続された巻取機構２６とを有している。巻取機構２６は図示しないドラムとドラムを回転駆動する駆動部とを有している。ワイヤ２２はドラムに巻き付けられている。巻取機構２６によりワイヤ２２を巻き取りまたは送り出すことによりメンテナンスユニット１６を昇降させることが可能である。
【００３９】
メンテナンスユニット１６を昇降させる機構は、ワイヤ２２と巻取機構２６を用いたものに限定されず、たとえばチェーンとギアなどを組み合わせた機構を用いてもよい。また、リンク機構により伸縮するアームなどを用いてもよい。
【００４０】
メンテナンスユニット１６は、ロータブレード４の表面に接触する受動輪２５を有している。メンテナンスユニット１６が昇降する際には、受動輪２５がロータブレード４の表面を転動する。無人飛行機１０は、移動機構１８を用いることによりトレーリングエッジ８に沿って自在に移動することが可能である。巻取機構２６は巻取量測定機構２１を有しており、移動機構１８は移動量測定機構２７を有している。
【００４１】
メンテナンスユニット１６のロータブレード４上における上下方向および左右方向への移動量は、それぞれ巻取量測定機構２１と移動量測定機構２７により測定されている。本明細書において、ロータブレード４に関して左右方向とは一つのロータブレード４を地面と水平に固定した状態においてロータブレード４の長手方向をいう。上下方向とは該長手方向に対して垂直な方向をいう。
【００４２】
メンテナンスユニット１６は、ロータブレード４に対向する面に、カメラユニット２３および各種作業を行なう専用ユニット２４を有している。メンテナンスユニット１６に設けるユニットは、行われるメンテナンス作業に応じて選択される。
【００４３】
上述のような無人飛行機１０を用いて、ロータブレード４のメンテナンス作業を行なう。無人飛行機１０によるメンテナンス作業には、ロータブレード４の状態を取得する作業、たとえばカメラによる写真撮影や打音検査の他、ロータブレード４の欠陥修復作業、清掃作業などが含まれる。
【００４４】
無人飛行機が空中で飛行しながら風力発電設備のメンテナンス作業を行なう場合には、空中における３次元の位置決めが必要である。この場合、風の影響を大きく受けるため位置決め精度が低く、上記のようなメンテナンス作業を行なうことは現実的には困難である。
【００４５】
本実施の形態においては、風の影響を回避するため、無人飛行機１０をロータブレード４に着陸させ、トレーリングエッジ８を把持機構１７により把持して無人飛行機１０を安定させる。無人飛行機１０を移動機構１８により左右方向に移動させるとともに、巻取機構２６によりメンテナンスユニット１６を上下方向に移動させながら、メンテナンス作業を行なう。
【００４６】
風力発電設備のロータブレード４へのメンテナンス作業の方法についてより詳細を説明する。ここでは特に、メンテナンス作業としてロータブレードの打音検査が含まれる場合について説明する。
【００４７】
図６は、本実施の形態においてメンテナンス作業を行なうときのロータブレードの位置を示す正面図である。まず、図６に示すように、打音検査の対象となるロータブレード４ａを地面と略水平となるように停止させる。ロータブレード４ａは、トレーリングエッジ８が上側になるように停止させる。その後、ロータブレード４ａの上空付近まで無人飛行機１０を飛行させる。
【００４８】
図７は、本実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態を示す、ロータブレードの長手方向から見た図であり、図８は、本実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態を示す、ロータブレードの側面をやや中心側から見た図である。次に、図７および図８に示すように無人飛行機１０をトレーリングエッジ８に着陸させる。着陸の際は、対向する一対の受動輪１９，１９がトレーリングエッジ８に挟み込むことができる方向に、無人飛行機１０を空中で回転させる。
【００４９】
無人飛行機１０を着陸させた後、把持機構１７の押付部２０により受動輪１９を押出し、受動輪１９でトレーリングエッジ８に挟み込むようにして把持する。これにより無人飛行機１０をトレーリングエッジ８上に安定させることができる。その際、無人飛行機１０の自重によってトレーリングエッジ８の端面が移動機構１８に接触する。図８に示すように、メンテナンスユニット１６は、トレーリングエッジ８の長手方向に並ぶ一対の側壁４０，４０の間に位置している。
【００５０】
図９から１１は、本実施の形態の無人飛行機がロータブレードを把持した状態でメンテナンスユニットによりメンテナンス作業を行なう状態を示す図である。次に、図９に示すように、巻取機構２６でワイヤ２２を送り出すことでメンテナンスユニット１６を下降させる。メンテナンスユニット１６が測定位置に到達した時点で、カメラユニット２３により外観検査が実施され、打音検査装置を含む専用ユニット２４で打音検査が実施される。
【００５１】
専用ユニット２４の打音検査装置は、ロータブレードを打撃する打撃部と、打撃部によってロータブレードに発生した振動を取得するセンサとを含む。このセンサをロータブレードに配置し、打撃部によって発生した振動をロータブレードのセンサで取得してもよい。外観検査および打音検査により得られた各種データは、巻取量測定機構２１および移動量測定機構２７により測定された位置データと関連付けられて記憶部に保存される。
【００５２】
ロータブレードの形状によっては、打音検査時にメンテナンスユニット１６がロータブレード４の側面と接触しなくなり、打音検査が実施できない場合もある。その場合には、ロータブレード４を長手方向の軸を中心に回転させてメンテナンスユニット１６をロータブレード４の側面に接触させる。
【００５３】
検査の実施後は、図１０に示すように、さらに巻取機構２６でワイヤ２２を送り出してメンテナンスユニット１６を検査完了位置Ｐから下降させ、次の検査位置に移動させる。移動後も同様に各検査が実施され、図１１に示す上下方向に並ぶ全ての位置で検査が完了するまで続けられる。
【００５４】
上下方向の検査を実施した後は、移動機構１８を用いて無人飛行機１０を左右方向に移動させる。左右方向に移動した後も、同様にメンテナンスユニット１６を上下方向に移動させながら、各種検査を実施する。
【００５５】
以上の工程を繰り返すことでロータブレード４ａの片面全面の検査を行なうことができる。反対面についても同様に検査を実施することで、ロータブレード４ａの全面の検査が完了する。続いて、同様の工程により、ロータブレード４ｂおよびロータブレード４ｃについても順次検査を実施することで、ロータブレード４の全ての検査が完了する。
【００５６】
次に、ロータブレードの表面における検査データが得られた位置を特定する方法について説明する。
【００５７】
検査データが得られた位置を実際のロータブレードの表面上で特定することは、欠陥の経過観察のために前回の点検結果と比較したり、情報を蓄積する上で有用である。ロータブレード４の表面における各検査データが得られた位置を特定するためには、検査データに関連付けられた位置データと、実際のロータブレードの設計値との間に共通する基準位置が必要となる。ここで、基準位置をロータブレード４の外部に設けるとロータブレード４のたわみや風力発電設備の経年変化により大きな誤差が発生する場合があるため好ましくない。
【００５８】
検査データに関連付けられた位置データに関して、上下方向の位置データは巻取量測定機構２１でワイヤ２２の巻取量を測定することにより求め、左右方向の位置データは移動量測定機構２７で移動機構１８のタイヤの回転量を測定することで求めている。これらの位置データの基準位置を実際のロータブレード上の基準位置と対応させることで、検査データが得られた位置を実際のロータブレード４上で特定することができる。
【００５９】
基準位置については、左右方向と上下方向の基準位置が必要となるが、本実施の形態においては以下の方法で求める。
【００６０】
左右方向の基準位置を得る方法について説明する。まず、上記のメンテナンス方法にて無人飛行機１０を左右方向に動かした際に、各停止位置において傾斜センサ２８の角度データを取得しておく。
【００６１】
図１２は本実施の形態において、傾斜センサで角度データが取得された位置と傾斜センサで得られた角度データの絶対値との関係を示す図である。図１２（ａ）は角度データが取得された位置を示す図であり、図１２（ｂ）は左右方向の各位置における傾斜センサの角度データの絶対値を示す図である。
【００６２】
図１２（ｂ）に示すように、得られた角度データの絶対値が最小となる位置が存在する。これはロータ付近のロータブレードの翼弦長が最大となる位置Ｌに対応する。図１２（ａ）から明らかなように、この位置Ｌの付近を無人飛行機１０が左右方向に移動したときに無人飛行機１０の傾きが大きく変化する。この位置Ｌにおいて角度データの絶対値が最小となる。傾斜センサの角度データの最小値が得られた位置と設計上の位置Ｌとを対応させて共通の基準位置として用いることで、取得した左右方向の各位置データをトレーリングエッジ８上の実際の位置に対応させることができる。
【００６３】
具体的には移動量測定機構２７で測定される移動量はトレーリングエッジ８の稜線の長さとなる。測定時の基準位置からの移動量を、トレーリングエッジ８の稜線上にプロットすることで、測定位置をトレーリングエッジ８上の実際の位置に対応付けることができる。
【００６４】
ここでは一例として角度データが最小値となる点を基準位置としたが、ロータブレード４の形状によっては、極値となる位置や、全ての角度データから計算される特徴点を基準位置としてもよい。
【００６５】
上下方向の基準位置に関して、トレーリングエッジ８の稜線上の各点を基準位置とすることで、巻取量測定機構２１で求めた上下方向の位置データと、ロータブレード上での実際の上下方向の位置とを対応付けることができる。左右方向の位置および上下方向の位置を含む、ロータブレード４上の実際の位置は、上述の方法で求めた左右方向および上下方向の基準位置を用いることで特定することができる。
【００６６】
このようにして決定した基準位置を用いることで、検査データが得られた位置をロータブレード４の表面上で特定することができる。本実施の形態では基準位置をロータブレードの形状を基準に決定するので誤差を少なくすることができる。また、基準位置を得るための特別な構造をロータブレード上に設ける必要もないので、ロータブレードの改造する必要がない。
【００６７】
本実施の形態においては、特に、ロータブレード４の上に無人飛行機１０を位置させることで、安定してロータブレード４のメンテナンスを行なうことができる。また、無人飛行機１０はロータブレード４を把持するので、メンテナンス作業時に無人飛行機１０が落下することを防止することができる。さらに、ロータブレードの形状を利用して基準位置を設定することで、検査データと関連付けられた位置データと実際のロータブレード４上の位置とを正確に対応づけることが可能となる。
【００６８】
本実施の形態においては、無人飛行機１０により風力発電設備のロータブレード４のメンテナンスを行なう場合について説明した。無人飛行機１０はロータブレードのほか、橋梁や高層建築などの様々なメンテナンス対象物に対して使用することができる。その場合には、無人飛行機１０の把持機構１７は、橋梁などのメンテナンス対象物の一部を把持するように構成される。移動機構１８は、当該メンテナンス対象物の上を走行できるように構成される。
【００６９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７０】
１  風力発電設備、２  ナセル、３  ロータ、４（４ａ，４ｂ，４ｃ）  ロータブレード、５  タワー、７  リーディングエッジ、８  トレーリングエッジ、１０  無人飛行機、１１  モータ、１２  回転翼、１３  コントローラ、１４  インバータ、１５  無線通信ユニット、１６  メンテナンスユニット、１７  把持機構、１８  移動機構、１９  受動輪、２０  押付部、２１  巻取量測定機構、２２  ワイヤ、２３  カメラユニット、２４  専用ユニット、２５  受動輪、２６  巻取機構、２７  移動量測定機構、２８  傾斜センサ、３０  無人飛行機本体、４０  側壁、４１  天面部、Ｌ  翼弦長が最大となる位置、Ｐ  検査完了位置。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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