具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。图1是本发明的一个实施方式的无人飞行机的立体图。如图1所示，无人飞行机1具有主体10和真空吸附装置20。

主体10在框架11安装推力产生部12、筐体(壳体)部15和脚部16而构成。框架11通过将从中心呈辐射状地延伸的臂11a的前端连结为俯视时正六边形形状而构成。

推力产生部12包括：在框架11的各臂11a安装的多个螺旋桨13；和之中框架11的后部的左右两侧分别安装的涵道风扇14。螺旋桨13的个数在本实施方式中为6个，但只要能够向任意的方向产生飞行推力，就没有特别的限定，例如，也可以是3个、4个、8个等。各螺旋桨13在主体10水平的状态下，以旋转轴成为铅直方向的方式配置。

涵道风扇14通过在圆筒状的管内具有叶片而构成，一在主体10水平的状态下旋转轴成为水平的方式配置，由此，能够使主体10以基于螺旋桨13的动作产生的悬停状态水平飞行。涵道风扇14利用由伺服电机构成的方向转换装置14a绕与旋转轴正交的轴可转动地被支承，通过控制排气口的方向，能够进行前进飞行或者后退飞行。

筐体部15除了具有CPU或存储器等的控制装置以外，还具有操作通信装置、GPS天线、加速度传感器、电池等的操纵者操纵无人飞行机1时所需要的功能，被固定在框架11的上部。为了容易理解无人飞行机1的结构，图1中用虚线表示了筐体部15。

脚部16为在框架11的下方的左右两侧以彼此平行地延伸的方式被支承的棒状的部件，在接地时支承无人飞行机1。

真空吸附装置20包括吸附部21和连接于吸附部21的真空泵。吸附部21由树脂或橡胶等的弹性材料构成，在能够吸附于壁面的吸附面22的中央形成有吸引孔23。吸附部21分别设置于框架11的前部的左右两侧，吸附面22以朝向前方的方式配置。真空泵被收容在筐体部15内，通过用虚线表示的配管25与各吸附部21分支连接。吸附部21在本实施方式中设置有2个，如果相对于壁面能够可靠地吸附，则也可以是单个，或者也可以将吸附部21设置3个以上，考虑必要的吸引力和吸附场所的状态等适当设定即可。

另外，无人飞行机1包括压力传感器40、壁面检测传感器50和接触力传感器60。压力传感器40例如由薄膜式压力计构成，以面对吸附孔23的方式分别安装在各吸附部21，检测各吸附部21内的压力。

壁面检测传感器50是检测无人飞行机1靠近壁面的传感器，在本实施方式中，在框架11的前部的左右两侧，具有分别安装在各吸附部21的上方的多个距离传感器51。各距离传感器51例如由超声波传感器、红外线传感器、激光传感器等构成，以不妨碍由吸附面22产生的与壁面的吸附的方式配置在比吸附面22稍微靠后方，分别检测与靠近吸附面22的前方的壁面的距离。

接触力传感器60例如由压电元件构成，以当无人飞行机1吸附于壁面时与壁面抵接并检测接触力的方式，分别安装在左右的脚部16的前部。接触力传感器60和脚部16的配置没有特别的限定，例如，可以以不妨碍推力产生部12的推力的方式将棒状的脚部16在框架11的中央仅设置1个，在该脚部16的先端安装接触力传感器60。

图2是表示图1所示的无人飞行机的功能结构的模块图。如图1和图2所示，收容在筐体部15内的控制装置30，在主体10相对壁面的吸附时或者脱离时，接收来自压力传感器40、壁面检测传感器50和接触力传感器60的输入信号，控制真空吸附装置20的真空泵24的动作，并且控制推力产生部12的螺旋桨13和涵道风扇14的动作。

接着，说明具有上述的结构的无人飞行机1的动作。在无人飞行机1相对壁面的吸附时，通过由操纵者进行的发射器的手动操纵或者自动操纵，如图3(a)所示，使无人飞行机1飞行至在铅直方向上延伸的壁面W的近旁。当壁面检测传感器50检测到至壁面W的距离成为规定距离L以下时，控制装置30开始真空泵24的动作，并且一边使螺旋桨13以悬停(空中停止)的状态动作一边使涵道风扇14动作，使主体10向壁面W在箭头所示的水平方向上飞行。壁面吸附时的主体10的飞行速度可以是一定的，但也可以以随着壁面检测传感器50检测的与壁面L的距离变短而逐渐降低的方式控制。

本实施方式的壁面检测传感器50，由于在主体10的前部的左右两侧分别具有检测与壁面W之距离的距离传感器51，因此以使从各距离传感器51至壁面W的距离彼此相等的方式控制左右的涵道风扇14的工作，由此，能够使各个吸附面22以与壁面W大致平行的状态可靠地吸附。距离传感器51的安装位置不一定限定于主体10的前部，例如，也可以是主体10的后部。另外，在水平飞行时，除了距离传感器51以外，还可以利用气压传感器等的其它传感器。

如图3(b)所示，当吸附部21的吸附面22与壁面W紧贴时，真吸附部21利用空泵24被抽真空，内部被减压。当压力传感器40检测出吸附部21内成为规定的负压时，控制装置30判断为主体10相对壁面W的吸附完成，停止螺旋桨13和涵道风扇14。由此，无人飞行机1利用自重向箭头方向倾斜，如图3(c)所示，接触力传感器60与壁面W抵接。由控制装置30进行的吸附完成的检测，可以通过在上述的压力传感器40的检测的基础上，适当并用由距离传感器51进行的与壁面W的距离的检测值、从压力传感器40检测减压起的经过时间等来进行。

通过真空泵24的动作，无人飞行机1吸附于壁面W的期间，能够使搭载于无人飞行机1的检查装置、洒水装置、药剂喷洒装置、涂布装置等的各种作业装置(未图示)动作，能够进行对壁面W或者其近旁的规定的作业。压力传感器40在相对于壁面W的吸附中总是监视着吸附部21内的压力，当压力传感器40检测到规定的负压降低(向大气压侧的压力变动)时，控制装置30以使主体1悬停或者慢速下降的方式使螺旋桨13动作，维持主体10的姿态。如此一来，能够可靠地防止在吸附中的无人飞行机1的下落。这时，控制装置30也可以向操纵者的发射器等发送表示使螺旋桨13紧急动作的异常信号。

当使无人飞行机1从壁面W脱离时，如图4(a)所示，接收来自发射器或作业装置等的脱离信号，控制装置30一边维持基于真空泵24的动作产生的吸附状态一边使螺旋桨13动作来进行悬停，并且以涵道风扇14的方向成为能够后退的方式使方向转换装置14a动作。主体10通过悬停而成为水平姿态，因此接触力传感器60从壁面W离开，接触力传感器60的检测值降低。控制装置30在检测到接触力传感器60的检测值成为规定值以下时，判断为主体10能够脱离，停止真空泵24的动作。基于螺旋桨13的动作产生的悬停，代替通过控制装置30的控制进行，而可以通过操纵者的操作等来进行。

并且，通过压力传感器40检测出吸引部21内的规定的负压降低后，使涵道风扇14动作，如图4(b)所示，使主体10向箭头所示的水平方向上飞行，能够使无人飞行机1从壁面W脱离。为了迅速地进行吸引部21的负压降低，也可以在吸引部21设置排气阀，在真空泵24的停止的同时使排气阀动作，将吸引部21的内部向大气开放。

像这样，在本实施方式的无人飞行机1构成为，向壁面W的吸附时，通过压力传感器40检测出向壁面W的吸附完成后，停止螺旋桨13和涵道风扇14的动作，另一方面，在从壁面W脱离时，在通过压力传感器40检测出与壁面W的吸附解除后，开始涵道风扇14的动作，因此，能够防止无人飞行机1的姿态变得不稳定，能够容易且可靠地进行相对壁面的吸附和脱离。

另外，由于在向壁面W的吸附时，基于构成壁面检测传感器50的距离传感器51的检测，开始真空吸附装置20的动作，因此能够更可靠地进行无人飞行机1的吸附。距离传感器51除了主体10的前部以外，也可以设置在后部、左右、上下，能够保持与周边物体的距离，实现碰撞的防止。距离传感器51也可以是能够通过2维扫描或者3维扫描测量至任意的多个测距点的距离等的单一的距离传感器。

另一方面，因为构成为，在从壁面W脱离时，在基于真空吸附装置20的动作进行的向壁面W的吸附中，使螺旋桨13动作而使无人飞行机1悬停，在接触力传感器60检测到从壁面W离开而能够脱离的状况后，控制装置30将真空吸附装置20停止而使主体10从壁面脱离，因此能够使无人飞行机1的脱离安全且流畅地进行。

以上，关于本发明的一个实施方式进行了详细说明，但本发明的具体的方式并不限定于上述实施方式。例如，在本实施方式中，检测主体10靠近壁面W的壁面检测传感器50具有多个距离传感器51而构成，但不一定限定于能够测量与壁面的距离的传感器，也可以是检测在规定的区域内存在壁面W的摄像机或红外线传感器等。作为壁面检测传感器50使用摄像机的情况下，通过在向壁面W的吸附后继续进行拍摄，由此能够确认吸附状态。壁面检测传感器50在本发明中不是必须的，通过操作者等用目视确认无人飞行机1靠近壁面W而操作发射器，能够手动地使真空吸附装置20动作。

另外，本实施方式的无人飞行机1中，推力产生部12具有多个螺旋桨13和多个涵道风扇14而构成，通过将多个螺旋桨13以旋转轴相对于水平的主体10倾斜的方式配置，能够不设置涵道风扇14，而使主体10保持水平姿态水平飞行，进行相对壁面W的吸附和/或者脱離。螺旋桨13的旋转轴的倾斜也可以通过能够调整角度的倾斜机构实现。

另外，吸附部21在本实施方式中固定于主体10，但也可以经由万向接头等可转动地安装于主体10，即使在相对壁面W的吸附方向的偏移产生的情况下，也能够通过吸附部21的转动吸收该偏移。

在利用无人飞行机1进行各种作业的情况下，如本实施方式所示那样将作业装置固定于主体10，并且使无人飞行机1移动至所希望的位置而使其吸附于壁面W，由此作业装置在吸附位置能够进行规定的作业。或者，也可以构成为，主体10在吸附于壁面W的状态下支承安装有被移动体的绳索状体，利用卷扬机将绳索状体卷起来移动被移动体，能够通过被移动体具有的作业装置来进行各种作业。

例如，如图5所示，能够构成为在主体10固定卷扬机70，在通过卷扬机70卷起的钢丝绳等的绳索状体71的前端安装有被移动体72的结构。依据该结构，使无人飞行机1吸附于壁面W，通过卷扬机70进行绳索状体71的卷起或者展开(下放/松开)，能够使被移动体72移动而进行各种作业(例如，壁面W的检查或涂装等)。被移动体72的移动不限定于在卷扬机70的正下方的上下方向的移动，也可以使绳索状体71的长度充分长，使被移动体72以沿着地面或者水面等拖拽的方式移动。

基于主体10的绳索状体72的支承，除了图5所示的结构以外，也能够通过图6、图7所示的结构实现。图6所示的结构构成为，在主体10安装绳索状体71的一端侧，将绳索状体71的另一端侧能够通过卷扬机72卷起或者展开。在该结构中，通过与卷扬机70一起将被移动体72固定在台板73等，能够利用卷扬机70的动作将被移动体72进行移动。图7所示的结构，是在主体10设置有滑轮74的结构，在挂在滑轮74的绳索状体71的一端安装被移动体72，将绳索状体71的另一端侧通过设置于地面F等的卷扬机70进行卷起或者展开，由此能够使被移动体72移动。

上述各实施方式的无人飞行机1构成为，在相对壁面W的主体10的吸附时和脱离时的双方，基于压力传感器40的检测控制推力产生部12的动作，但也可以构成为仅在吸附时或者脱离时的一方，进行基于压力传感器40的检测的推力产生部12的动作控制。无人飞行机1吸附的壁面W不一定限定于在铅直方向延伸的壁面，也可以是倾斜面或顶面等，通过相对于所希望的壁面能够在正交方向上靠近或者脱离地配置吸附部21，也能够使无人飞行机1吸附。

上述各实施方式的无人飞行机1，作为用于将主体10固定在壁面的吸附装置使用了真空吸附装置20，但也可以使用以利用真空吸附以外的吸附技术(例如爪、粘着、电磁铁、静电吸附、分子间力等)进行相对壁面的吸附和吸附解除的方式进行动作的其它吸附装置。另外，在本实施方式中，作为检测吸附部21的吸附状态を的吸附状态检测部，使用了压力传感器40，但在使用真空吸附装置20以外的吸附装置的情况下，能够将与吸附装置的吸附技术对应的各种传感器等作为吸附状态检测部使用。

图5至图7所示的被移动体72在通过绳索状体71悬挂支承的状态下也能够以使姿态稳定化的方式构成。图8是表示具有这样的被移动体72的无人飞行机1的一例的侧面图。图8中所示的被移动体72，在支承筐体状的被移动体主体72a的矩形状的基板72b的四角分别安装送风机72c而构成。送风机72c由涵道风扇等的各种风扇构成，风扇的旋转轴以朝向铅直方向的方式配置。在被移动体主体72a，不仅收容检测被移动体72的姿态的陀螺仪传感器等的姿态检测传感器、控制被移动体72的姿态的控制装置，还收容有检查壁面W的拍摄摄像机、超声波诊断装置等的检查装置72d等。送风机72c可以根据被移动体72的大小、形状适当配置多个，只要能够控制被移动体72的姿态，其方向没有特别的限定。

图8所示的无人飞行机1，在通过绳索状体71被悬挂支承的被移动体72由于风或振动等而摇动的情况下，通过在被移动体主体72a中检测被移动体72的姿态来控制各送风机72c的动作，由此能够将被移动体72维持为水平姿态等的规定的姿态，因此能够迅速且准确地进行由检查装置72d进行的壁面W等的检查。在主体部72a可以设置进行对壁面W的各种作业(例如打孔(coring)、熔接、激光爆破等)的作业装置，在该情况下也能够迅速且准确地进行作业。对于送风机72c、检查装置72d、作业装置等，能够从搭载于无人飞行机1的主体10的电源或发电机等(未图示)经由绳索状体71供给电力，因此能够实现被移动体72的轻量化，也能够应对大功率作业。

另外，被移动体72也能够构成为能够沿着壁面移动。图9是表示具有这样的被移动体72的无人飞行机1的一例的侧面图。图9中所示的被移动体72，在筐体状的被移动体主体72e的两侧具有一对脚部72f、72g。一对脚部72f、72g具有真空吸附衬垫72j，分别通过转动轴72h、72i可转动地支承于被移动体主体72e。在被移动体主体72a收容有：用于使一对脚部72f、72g转动的电动机；检测脚部72f、72g抵接于地面F、壁面W的压力传感器；和控制真空吸附衬垫72j、电动机的动作的控制装置等。

图9所示的无人飞行机1，通过送出绳索状体71使被移动体72与地面F接地，从而能够使被移动体72沿着地面F和从地面F竖起的壁面W移动。

图10表示图9所示的被移动体72沿着地面F和壁面W移动的动作的一例。如图10(a)所示，在使一方的脚部72f的真空吸附衬垫72j吸附于地面F，将另一方的脚部72g的真空吸附衬垫72j的吸附解除了的状态下，使被移动体主体72e绕转动轴72h向箭头所示方向转动，在被移动体主体72e的转动中使另一方脚部72g绕转动轴72i向箭头所示方向转动时，如图10(b)所示，另一方脚部72g的真空吸附衬垫72j靠近壁面W。当另一方脚部72g抵接于壁面W时，在被移动体主体72e，使另一方脚部72g的真空吸附衬垫72j吸附于壁面W，如图10(c)所示，使被移动体主体72e绕转动轴72i向箭头所示方向转动，在被移动体主体72e的转动中，使一方脚部72f绕转动轴72h向箭头所示方向转动。如此一来，能够使在地面F移动的被移动体72顺畅地移动到壁面W。与图8所示的结构同样地，在被移动体主体72e能够搭载各种检查装置、作业装置，能够一边在壁面W移动一边进行检查、作业。作为检查、作业的具体例子，能够举例对隧道、桥梁、水坝、建筑物、发电设施、各种工厂设备等的壁面的、基于摄像机进行的拍摄检查、利用锤子进行的敲击声检查、利用探测器进行的板厚检查等。

被移动体72相对地面F、壁面W的吸附也能够利用真空吸附以外的电磁铁等来进行。另外，使被移动体72沿着地面F和壁面W移动的结构不限于上述的结构，例如也能够利用在周方向整体具有吸附部的车轮或履带、或者尺蠖运动原理等。

附图标记的说明

1 无人飞行机

10 主体

12 推力产生部

13 螺旋桨

14 涵道风扇

20 真空吸附装置(吸附装置)

24 真空泵

21 吸附部

30 控制装置

40 压力传感器(吸附状态检测部)

50 壁面检测传感器

51 距离传感器

60 接触力传感器

70 卷扬机(绞盘)

71 绳索状体

72 被移动体

72c 送风机

W 壁面。