JP2009179275A - 無人ヘリコプター - Google Patents

Abstract

【課題】 作業者が薬液タンク内の薬液残量を容易に知ることができ、遠方からでも容易に目視で薬液残量を判断することができて、作業性の向上が図れる無人ヘリコプターを提供する。
【解決手段】 薬液を貯溜する薬液タンク５と、薬液を圧送するポンプと、該ポンプにより薬液を散布する薬液散布部６２とを有する無人ヘリコプター１において、前記薬液タンク５には液面を検知して薬液残量を算出する薬液残量検知手段４０を設け、前記薬液タンク５近傍には表示手段９を設け、前記薬液残量検知手段４０と前記表示手段９とを制御手段を介して接続し、薬液タンク５内の薬液残量を前記表示手段９で表示する。前記表示手段９は、薬液残量に応じて点滅の間隔を変更して薬液残量を表示する。または、薬液残量に応じて色を変更して薬液残量を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無人ヘリコプター（遠隔操縦式ヘリコプター）に装着する薬液タンクの残量を表示する技術に関する。

従来、薬液を貯溜するタンクと、薬液を圧送するポンプと、該ポンプにより薬液を散布する薬液散布部とを有する無人ヘリコプターの技術は公知となっている。
例えば、特許文献１に記載のように、無人ヘリコプターに取り付けて使用し、薬液を貯留するための薬液タンクと、薬液を圧送するポンプと、該無人ヘリコプターの機体より左右外側方向に延設したブームと、該ブームに設けた薬液散布部となる複数のノズルと、を具備する薬液散布装置が開示されている。
特開２００６−１４８４号公報

従来の無人ヘリコプターの薬液タンクにおいては、薬液残量が分かるように薬液面位置と薬液残量が対応する目盛がタンク外側面に設けられているが、経年劣化により薬液タンクが変色（薬液による着色等も含む）すると、液面が見づらくなり薬液残量が容易に確認できなくなる。特に、散布作業時に遠方の場所から薬液残量が目視できないと、飛行途中で薬液がなくなる場合がある。

つまり、前述したように薬液タンクの薬液残量が目視できないので、残量を目安に薬液散布域を見極めることが困難であり、作業途中で薬液が無くなり、薬液散布作業を中断しなければならなくなり、その薬液が無くなった位置を特定することも難しくなり、作業性が悪くなるという問題点があった。加えて、薬液タンク内の薬液が無くなると、ポンプが空運転されることになり、ポンプが焼きつく等の故障の原因になるという問題点があった。

本発明は以上の状況に鑑み、作業者が薬液タンク内の薬液残量を容易に知ることができ、遠方からでも容易に目視で薬液残量を判断することができて、作業性の向上が図れる無人ヘリコプターを提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、薬液を貯溜する薬液タンクと、薬液を圧送するポンプと、該ポンプにより薬液を散布する薬液散布部とを有する無人ヘリコプターにおいて、前記薬液タンクには液面を検知して薬液残量を算出する薬液残量検知手段を設け、前記薬液タンク近傍には表示手段を設け、前記薬液残量検知手段と前記表示手段とを制御手段を介して接続し、薬液タンク内の薬液残量を前記表示手段で表示するようにしたものである。

請求項２においては、前記表示手段は、薬液残量に応じて点滅の間隔を変更して薬液残量を表示するものである。

請求項３においては、前記表示手段は、薬液残量に応じて色を変更して薬液残量を表示するものである。

請求項４においては、前記薬液タンク上部に太陽電池を配置し、該太陽電池から前記表示手段及び前記制御手段に電力を供給するものである。

請求項５においては、薬液を貯留する薬液タンクと、薬液を圧送するポンプと、該ポンプにより薬液を散布する薬液散布部とを有する無人ヘリコプターにおいて、前記薬液タンクには液面を検知する薬液残量検知手段を設け、前記無人ヘリコプターを操縦するコントローラーに受信手段と表示手段を接続して設け、前記薬液残量検知手段を送信手段に接続し、前記薬液残量検知手段の残量検知値を前記コントローラーの受信手段に送信して表示手段で薬液残量を表示するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、前記薬液タンク近傍に、薬液残量を表示する表示手段を設けたことにより、目視により薬液残量を判断することができない色が付いた薬液タンクであっても、容易に薬液残量が確認でき、また作業者に対して無人ヘリコプターが遠方に位置していても薬液残量を確認することができる。

請求項２においては、薬液残量を点滅の間隔の変更により表示手段に表示することにより、薬液残量を容易に判断することができる。

請求項３においては、作業者から遠方にある無人ヘリコプターでも表示手段により表示される（発せられる）色によって、薬液残量を容易に判断することができる。

請求項４においては、前記表示手段及び制御手段に電力を供給するための太陽電池を薬液タンク上部に配置したことにより、バッテリーの充電の手間が省け作業が効率的になる。

請求項５においては、無人ヘリコプターを操縦するコントローラーに受信手段と表示手段を設けたことにより、薬液タンクの薬液残量を作業者の手元で容易に判断できる。

次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る薬液タンクの一部切り欠き側面図、図２は本発明の一実施例及び他の実施例に係る無人ヘリコプターの斜視図、図３は本発明の一実施例及び他の実施例に係る薬液残量検知手段および薬液残量表示手段の模式図、図４は本発明の一実施例に係る薬液タンクの部分断面平面図である。

先ず、本実施例に係る無人ヘリコプター１の全体構成について概説する。
無人ヘリコプター１は、図２に示すように、メインロータ３と、テールロータ４と、薬液散布装置１５と、エンジン（図示省略）等を備える。

メインロータ３は、無人ヘリコプター１の機体（以下、単に「機体」という。）上部に設けられ、前記エンジンにより駆動回転される。
そして、メインロータ３は、その回転速度、および、メインロータ３の翼面とメインロータ３の回転軸とが成す傾きを変更することが可能に構成されている。
すなわち、メインロータ３は、機体に与える揚力を変化させて機体を空中に浮揚させ、機体の上昇または下降を行う。
また、メインロータ３は、回転軸を機体の前後方向または左右方向に傾けることにより、機体を前後方向または左右方向に移動するための力を付与することが可能に構成されている。

テールロータ４は、機体後部に設けられ、前記エンジンにより駆動回転される。
そして、テールロータ４は、その回転速度、および、テールロータ４の翼面とテールロータ４の回転軸（図示省略）とが成す傾きを変更することが可能に構成されている。
すなわち、テールロータ４は、メインロータ３の回転により機体に作用する反動トルク（機体をメインロータ３が回転する方向の逆方向に回転させようとする力）を打ち消す力の大きさを変化させて、機体を右旋回または左旋回させる、あるいは機首の方向を略一定の方向に保持する。

図２に示すように、薬液散布装置１５は、主に左右一対の薬液タンク５、左右一対のポンプ（図示省略）、中央フレーム６３、左右一対のブーム６４、薬液散布部６２、配管５７、分配管５８等で構成される。

図１および図２に示すように、左右一対の薬液タンク５は、薬液を貯溜する略直方体の容器であり、無人ヘリコプター１の機体の左右側面に着脱可能に設けている。薬液タンク５の底部には排出口５４が設けられており、配管５７の一端が該排出口５４に接続される。また、配管５７の他端は左右一対の薬液を圧送するポンプ（図示省略）に接続される。
また、薬液タンク５の詳細については後述する。

左右一対の前記ポンプは薬液を圧送するものであり、エンジンにより駆動される。薬液タンク５内に貯溜された薬液は、それぞれ配管５７を経てポンプに供給される。ポンプは薬液タンク５から供給された薬液を、それぞれの図示しない配管を経て分配管５８に圧送し、前記分配管５８の一端に接続されたそれぞれの薬液散布部６２を経て圃場に散布する。

図２に示すように、無線操縦手段であるコントローラー８は作業者が携帯して前記無人ヘリコプター１の機体および該無人ヘリコプター１に設けられた薬液散布装置１５を遠隔操縦するものである。
コントローラー８の詳細については後述する。

次に実施例に係る薬液タンク５の詳細構成について、図１を用いて説明する。
薬液タンク５の上部には、略円筒状の注入口５３が形成されており、該注入口５３から薬液タンク５内に薬液を注入することができるようになっている。この注入口５３の外周面にはねじ部が形成されており、このねじ部に注入口５３を閉じるためのタンク蓋５５が螺合されている。
前記薬液タンク５の底面略中央には、薬液を排出する排出口５４が形成されており、該排出口５４にはポンプへと薬液を送る配管５７が取り付けられる。薬液タンク５の機体側面側の上部に着脱時に作業者が持ち運びする為の把持部５１が設けられ、側面から下部にかけて機体に取り付ける為の取付部５２が設置されている。前記薬液タンク５は前記取付部５２を介して無人ヘリコプター１の機体の左右側面に着脱可能に設けられている。
また、薬液タンク５は半透明の合成樹脂で構成して、薬液タンク５の外側面には上下方向に所定間隔をあけて目盛が水平方向に設けられ、そして、内部に貯留された薬液の液面位置を外部から視認できるようにし、薬液残量を容易に確認できるようにしている。

次に、薬液タンク５に取り付けられる薬液残量検知手段４０について説明する。本実施例では薬液残量検知手段４０の検知装置をフロート式レベルセンサー（以下レベルセンサー４１とする）として詳細構成について、図１および図３に沿って説明する。但し、薬液残量検知手段４０は薬液の残量が検知できるものであれば限定するものではなく、超音波により液面を検知したり、液体重量を検出したりすることも可能である。
レベルセンサー４１は、薬液タンク５の上部から底部までの所定長さを有する円筒状のステム４３と、ステム４３に上下摺動自在に外嵌されるフロート４５とを備えている。

前記フロート４５は、薬液よりも比重が小さい合成樹脂等により略ドーナツ状に形成され、該フロート４５内部に円筒状の磁石４６を収納し、ステム４３上を長手方向に摺動自在に外嵌している。
該ステム４３の内部には、ステム４３の略全長に亘って基板４９が収容されており、該基板４９上には、リードスイッチ４７が一定間隔で配置されている。
前記構成により、リードスイッチ４７に対し、フロート４５内の磁石４６からの磁力が作用し、リードスイッチ４７を構成する両リード４８が磁化され、互いに接触し、リードスイッチ４７が閉することになる（以下前記状態を「ＯＮ」とする）。

また、図１に示すように、レベルセンサー４１を薬液タンク５に設置する際は、取付けネジを薬液タンク５の上部のタンク蓋５５近傍より薬液タンク５内に捩じ込んで、ステム４３およびフロート４５を所定の測定位置に設置する。したがって、薬液タンク５内に薬液がある場合、フロート４５内部の空洞の作用により薬液面位置２０に該フロート４５が浮ぶことになる。但し、レベルセンサー４１はタンク蓋５５に取り付けることも可能である。

前記レベルセンサー４１の最上部に出力装置９１が接続されており、該出力装置９１はフロート４５が位置することによって「ＯＮ」となったリードスイッチ４７の位置（液面高さ）に比例する信号が出力される。

次に、図３に示すように前記レベルセンサー４１は出力装置９１を介して表示手段９と接続される。該表示手段９は、表示制御部１０８と表示部１０ａと送信手段１０９とアンテナ３１と電源８０等を備える。
表示制御部１０８は前記レベルセンサー４１の上部にある出力装置９１から送信された信号より薬液残量を演算し、その薬液残量に応じて表示部１０ａに表示信号を送信して点灯制御を行う。また、送信手段１０９にも薬液残量に応じた信号を送信して、アンテナ３１よりコントローラー８に送信できるようにしている。但し、コントローラー８に残量表示手段が設けられていない場合には、送信手段１０９及びアンテナ３１は設けられることはなく、コントローラー８に残量表示手段が設けられている場合は表示部１０ａが設けられることはない。また、表示制御部１０８及び送信手段１０９は無人ヘリコプター１本体の制御手段を利用することもできる。

前記表示手段９は、薬液タンク５の上部に配設される。但し、表示手段９の取付位置は限定するものではなく、薬液タンク５の側面やタンク蓋５５等に取り付けることが可能である。
図４に示すように、表示部１０ａは、発光体である複数のＬＥＤ７１が基板７２上に実装されてケース体７８内に収納されている。表示部１０ａは具体例として消費電力が小さいＬＥＤ７１が用いられるが、他の発光体、例えば有機ＥＬや電球等を用いてもよく、限定するものではない。

前記電源８０は表示制御部１０８や表示部１０ａ等に電力を供給可能とされている。本実施例では、太陽光エネルギーを直接電気に変換する太陽電池を用いて構成しているが、限定するものではなくバッテリー等の二次電池を用いて構成することも可能である。太陽電池を用いる場合には、太陽電池パネルとバッテリーが併用され、又は太陽電池のみで用いられ、太陽電池パネルは薬液タンク５または機体上面に貼設されることにより、バッテリーへの充電の手間が省け作業が効率的になる。

次に、前記表示手段９による薬液残量表示制御について説明する。
薬液タンク５内の薬液残量は、表示部１０ａを点灯または点滅することで表示する。具体的には、薬液残量を予め数段階（例えば二段階）に設定（図示しない記憶装置に記憶、または、設定装置で設定）しておき、第一段階減少した（例えば四分の一の残量）場合には発光体が点灯する。第二段階減少した（例えば残りが少ない残量）場合には一定の間隔で点滅するように表示するのである。このように表示することで作業者に薬液残量が適正量より少ないことへの注意を促し、遠方からであっても薬液残量を容易に確認できる。なお、点灯表示の方法は前述に限定するものではなく、予め複数値の薬液残量を設定することで、異なる点滅間隔で作業者に薬液残量を表示してもよい。例えば、残量が少なくなるほど点滅間隔が短くなるようにする。
また、表示部１０ａとして回転灯を用いることで薬液残量が空の状態に近づくにつれ、回転灯の回転速度を速めることにより、作業者に薬液残量への注意を促すようにすることも可能である。

また、薬液タンク５内の薬液残量を表示部１０ａの点灯する色を変更することで表示することもできる。つまり、前記表示装置９内の発光体に、赤色ＬＥＤ７１と青色ＬＥＤ７１を備えることにより以下のような薬液残量表示をする。
例えば、薬液残量が十分である残量値（以下、設定値Ｎ１とする）と薬液残量が不十分である残量値（以下、設定値Ｎ２とする）を予め設定する（ここでも、記憶装置に記憶、または、設定装置で設定）。薬液残量が設定値Ｎ１以上の場合は、青色で点灯することで、薬液残量が十分であることを表し、薬液残量が設定値Ｎ１から設定値Ｎ２の間の場合は、赤色に点灯する。更に、薬液残量が設定値Ｎ２よりも少なくなり限界値に近づいている場合は、赤色の点滅をするように表示する。このように構成することで、作業者に薬液残量への注意を促し、遠方からであっても残量を容易に確認できる。
ここで、設定値を複数設けることにより、一定時間における点滅の間隔を変更することもでき、複数色を同時に点灯することにより中間色での表現も可能である。更に発光色を増加させることも可能である。

前記の点滅および色による薬液残量の表示方法のいずれにしても、目視により薬液残量を判断することができない色が付いた薬液タンク５であっても、また作業者から無人ヘリコプター１が遠方に位置していても薬液残量が容易に判断することができる。

次に表示手段９における他の実施例に係る詳細構成について、図２を用いて説明する。
無人ヘリコプター１は飛行操縦用および薬剤散布用のコントローラー８を備えている。
前記コントローラー８には箱状のケース体１０１の上面に鉛直に設置された棒状の左右操縦レバー１０２・１０３、設置面に窓状に配置された表示部１０ｂ、薬剤散布スイッチ１０５および薬液散布量調整ダイヤル１０４等を備え、ケース体１０１の側部には各種信号に対して送受信可能な棒状のアンテナ１０７が設置されている。
具体的には、左操縦レバー１０２の前後左右の枢動操作で機体の前後傾きの変更および機首の左右移動の制御を行う。また、右操縦レバー１０３の前後左右の傾動操作では、上下方向速度の変速および機体の左右傾きの変更および制御などを行う。薬剤散布スイッチ１０５は押下操作により薬液散布部６２の起動および停止の操作を行い、薬液散布量調整ダイヤル１０４は回動自在であるダイヤルの回転量により薬液散布量を調整する。前記各操作における各信号はアンテナ１０７を介し、無人ヘリコプター１側のアンテナ３１に送信し、各動作を行うように構成されている。
前記コントローラー８に配置されている表示部１０ｂは、薬液タンク５内の薬液残量を表示するために配置されており、図２および図３に示すように、レベルセンサー４１の出力装置９１から送信された信号から薬液残量を演算し、その残量に応じた信号を送信手段１０９を介してアンテナ３１に出力し、該アンテナ３１から操縦側のアンテナ１０７へと信号を送信する。該アンテナ１０７を介して受けた信号は、コントローラー８側の受信手段１２０を介して制御部１２５でその残量に応じた表示となるように制御され、表示部１０ｂに残量を表示するように構成されている。表示部１０ｂの具体例として、薬液残量値を数値で示したり、ランプの点灯数で表示したりする液晶表示画面等が挙げられる。

前述の構成により、コントローラー８で無人ヘリコプター１の飛行全般および薬液の空中散布を行いながら、薬液タンク５の薬液残量が作業者の手元で容易に判断できる。

本発明の一実施例に係る薬液タンクの一部切り欠き側面図。 本発明の一実施例及び他の実施例に係る無人ヘリコプターの斜視図。 本発明の一実施例及び他の実施例に係る薬液残量検知手段および薬液残量表示手段の模式図。 本発明の一実施例に係る薬液タンクの部分断面平面図。

符号の説明

１ 無人ヘリコプター
５ 薬液タンク
１０ａ 表示部
１０ｂ 表示部
４０ 薬液残量検知手段
８０ 電源

Claims (5)

1. 薬液を貯溜する薬液タンクと、薬液を圧送するポンプと、該ポンプにより薬液を散布する薬液散布部とを有する無人ヘリコプターにおいて、
   前記薬液タンクには液面を検知して薬液残量を算出する薬液残量検知手段を設け、
   前記薬液タンク近傍には表示手段を設け、
   前記薬液残量検知手段と前記表示手段とを制御手段を介して接続し、
   薬液タンク内の薬液残量を前記表示手段で表示するようにした
   ことを特徴とする無人ヘリコプター。
2. 前記表示手段は、薬液残量に応じて点滅の間隔を変更して薬液残量を表示する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプター。
3. 前記表示手段は、薬液残量に応じて色を変更して薬液残量を表示する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプター。
4. 前記薬液タンク上部に太陽電池を配置し、該太陽電池から前記表示手段及び前記制御手段に電力を供給する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無人ヘリコプター。
5. 薬液を貯留する薬液タンクと、薬液を圧送するポンプと、該ポンプにより薬液を散布する薬液散布部とを有する無人ヘリコプターにおいて、
   前記薬液タンクには液面を検知する薬液残量検知手段を設け、
   前記無人ヘリコプターを操縦するコントローラーに受信手段と表示手段を接続して設け、
   前記薬液残量検知手段を送信手段に接続し、前記薬液残量検知手段の残量検知値を前記コントローラーの受信手段に送信して表示手段で薬液残量を表示する
   ことを特徴とする無人ヘリコプター。

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