東急建設が天井吸着型ドローンを開発! 意外な“トリプルメリット”が明らかに
2023年12月13日

管理人のイエイリです。

作業員が入れない天井裏やピットなどの狭い空間の点検に、ドローン(無人機)を使う取り組みが様々な企業で行われています。

東急建設東京都市大学理工学部の西部光一准教授や関口和真准教授らととともに、こうした狭い場所でも安定して飛行できるドローンを開発し、実験を行っています。

天井裏などを点検するために開発されたドローン(以下の写真、資料:東急建設)

天井裏などを点検するために開発されたドローン(以下の写真、資料:東急建設)

上の写真を見ると、タイヤが上に付いているのでひっくり返っているのかと思いがちですが、実は、

ナ、ナ、ナ、ナント、

 

天井に吸い付く

 

「天井吸着移動型ドローン」なのです。(東急建設のプレスリリースはこちら

天井に吸着して走行するドローン

天井に吸着して走行するドローン

天井に張り付いたところ

天井に張り付いたところ

これまでドローンで狭い場所を点検する際に問題になっていたのは、ドローンが天井に近づくと気流が乱れて安定飛行が難しい、強い下降気流で天井裏のほこりが舞い上がってクリアな映像が撮れない、ドローンのバッテリー容量不足のため長時間の飛行が難しいといったことでした。

この天井吸着移動型ドローンは、従来の弱点を解消するために開発されました。

まず、天井に沿って移動できるので、操縦が簡単になり、安定した映像を撮影できます。

意外なのは、天井吸着時にプロペラと天井の間隔が、プロペラ直径の10分の1以下になると、ドローン付近の気流が反転する現象が起こるのことです。

ホバリング時の気流は下向き(左)だが、天井に吸着すると上向きに変わる(右)

ホバリング時の気流は下向き(左)だが、天井に吸着すると上向きに変わる(右)

その結果、天井吸着時のプロペラ回転数をホバリング時よりも約10%少なくて済み、消費電力は約30%も低下します。そのため連続飛行時間が約30%も増えることになります。

ホバリング時(青線)に比べて、天井吸着時(赤線)は省エネ飛行が実現できる

ホバリング時(青線)に比べて、天井吸着時(赤線)は省エネ飛行が実現できる

また、吹きおろしの気流が発生しないので、ほこりなどが舞い上がらず、撮影した映像もクリアな
ものになります。

つまり、天井吸着移動型ロボットは、機体が安定する、長時間の飛行ができる、ほこりが舞い上がらないという

 

トリプルメリット

 

があるのです。

このドローンは上壁への吸着力が大きいので、東急建設では屋内だけでなく、橋梁下面など横風による影響を受けやすい屋外構造部の点検や調査への利用も視野に入れています。

建物のピット内を点検するイメージ

建物のピット内を点検するイメージ

飛行機は着陸直前の低い高度になると「地面効果」により、少ないエネルギーで飛ぶことができますが、それと同じように天井直近では、少ないエネルギーで吸い付くことができる「天井効果」もあるというのは、意外でした。これまでのドローンのお困りごとを、逆手にとったナイスな開発ですね。

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