JP2018000109A - Fluid dispersion instrument of unmanned flying body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無人飛行体の流体散布用器具に関し、無人飛行体のロータの下方であり、ノズルの上方に配置されることで、ロータの回転によるダウンウォッシュや自然風等を利用してノズル周辺に集めて下方へ向かう整流を発生させる無人飛行体の流体散布用器具に関する。 The present invention relates to a fluid spraying device for an unmanned aerial vehicle, and is disposed below the rotor of the unmanned aerial vehicle and above the nozzle, so that the nozzle periphery is utilized by using a downwash, natural wind, or the like due to the rotation of the rotor. The present invention relates to a fluid spraying device for an unmanned air vehicle that generates rectifications that are collected in a downward direction.
従来の農薬等の薬液を散布する無人式のヘリコプタとして、以下のヘリコプタが知られている。図5(A)に示す如く、無人式のヘリコプタ100は、その機体101内に搭載されたエンジン102によってメインロータ103とテールロータ104とを回転させて飛行し、操縦者が地上にて無線操縦装置(図示せす)を操作することで、操縦されるものである。
The following helicopters are known as unmanned helicopters for spraying chemical solutions such as conventional agricultural chemicals. As shown in FIG. 5A, the
ヘリコプタ100の機体フレーム105の下部には、降着用の前後一対の支持脚106、107及び左右一対のペイロードバー108、109が取り付けられると共に、農薬等の薬液を散布する薬液散布装置110が搭載されている。
A pair of front and
図5(B)に示す如く、薬液散布装置110は、主に、左右一対の薬液タンク111、112と、薬液を薬液タンク111、112から吐出させる薬液ポンプ(図示せず)と、薬液を機体101の下方に所定の噴射角にて散布するノズル113、114、115と、を有している(例えば、特許文献1参照。)。
As shown in FIG. 5B, the chemical
また、従来の空撮用の無人式のマルチコプタとして、以下のマルチコプタが知られている。図6に示す如く、無人式のマルチコプタ120は、主に、筒状の胴体部121と、胴体部121の上方に固定され機体の中心から放射状に伸び互いに直角をなすように配設された4本のアーム122、123、124、125と、アーム122〜125の先端にそれぞれ装着されたロータユニット126、127、128、129と、を有している。
The following multicopters are known as conventional unmanned multicopters for aerial photography. As shown in FIG. 6, the
胴体部121内には、例えば、図示しない演算制御装置やバッテリ、ジャイロスコープのような姿勢センサ、カメラ等が収納されている。そして、アーム122〜125等のマルチコプタ120のフレームは、例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)やチタン合金、アルミ合金のような軽量で強度の高い材料にて構成されている(例えば、特許文献2参照。)。
In the
また、従来の除草剤散布カバーとして、以下の伸縮可能な除草剤散布カバーが知られている。図7に示す如く、除草剤散布カバー140は、主に、カバー本体141と、収納保持手段142と、ノズル143に取り付けるための取付手段144と、を有している。
In addition, the following extendable herbicide spray covers are known as conventional herbicide spray covers. As shown in FIG. 7, the
カバー本体141は、固定テーパー筒145と、3つの可動テーパー筒146、147、148とを有し、固定テーパー筒145及び可動テーパー筒146〜148は、内側から外側に向かって順次大きくなるように同芯円状に配設されている。そして、除草剤を広範囲に散布する場合には、一点鎖線にて示すように、カバー本体141は、カバー収納体149内に収納され、収納保持手段142により固定された状態にて使用される。一方、除草剤を局所的に散布する場合には、実線にて示すように、カバー本体141は、伸ばした状態にて使用される(例えば、特許文献3参照。)。
The cover
図5(A)及び(B)に示すように、従来の無人式のヘリコプタ100を用いた薬液の散布では、ヘリコプタ100の機体101が大きく、その重量も重いため、機体101の組み立て作業や軽トラック等へのヘリコプタ100を乗せる作業や降ろす作業が重労働であるという問題があった。また、ヘリコプタ100は、例えば、400cc等大型のエンジン102によってメインロータ103とテールロータ104とを回転させて飛行するため、飛行時の音も大きく、騒音問題の観点からも薬液の散布場所や散布時間が制約されてしまうという問題があった。
As shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), in the spraying of the chemical solution using the conventional
更には、ヘリコプタ100では、ノズル113〜115は、メインロータ103の回転領域の下方に配置され、メインロータ103によるダウンウォッシュを利用して、機体101下方の農作物に薬液が散布される。そして、上記ダウンウォッシュにより農作物も大きく揺れることで、農作物の裏面側も含め農作物の全体に薬液が付着される。その一方、農作物によってはメインロータ103によるダウンウォッシュが強過ぎることで折れてしまったり、倒れてしまったりする問題もあった。また、薬液の散布場所が狭い場合には、上記強過ぎるダウンウォッシュにより、薬液散布の必要のない周辺の領域まで薬液が散布されてしまう問題もあった。
Further, in the
更には、ヘリコプタ100は1機当たりの販売価格が高く、例えば、地域の自治体に購入を依頼する対応、あるいは、自治体の補助金等を利用する対応等がないと、個々の農家にてヘリコプタ100を購入することが難しいという問題があった。そして、自治体にて予算が確保出来ない場合には、従来通り、農家の方々は自ら田畑に入り農薬等の薬液を散布しなければならず、薬液の散布作業は重労働であり、農作物に対して均一に薬液を散布することも難しいという問題があった。特に、近年では、農家の方々の高年齢化が進んでおり、薬液の散布作業等の重労働を如何に効率良く行うかが大きな問題となっている。
Furthermore, the
上述したヘリコプタ100を用いることでの諸問題を解決するために、近年では、図6に示すような無人式のマルチコプタ120を利用した薬液の散布方法が検討され、試験的に行われている。そして、マルチコプタ120を利用した薬液の散布方法においても、ヘリコプタ100を用いた場合と同様に、広範囲な散布領域の農作物に対して、如何に均一に薬液を散布するかが求められている。
In order to solve the problems caused by using the above-described
図6に示すように、マルチコプタ120は、バッテリにて複数のロータユニット126〜129を駆動して飛行するが、個々のロータ130、131、132、133は、ヘリコプタ100(図5(A)参照)のメインロータ103(図5(A)参照)より小さく、ロータ130〜133によるダウンウォッシュの威力もメインロータ103によるダウンウォッシュよりも弱くなる。そのため、ノズルから噴射された薬液は、マルチコプタ120の飛行時の自然風の影響やマルチコプタ120自身の飛行により発生する向い風の影響を受け易くなる。そして、ノズルから噴射された霧状の薬液の一部は、農作物に届く前に横方向に流れ、ダウンウォッシュの上昇気流によって巻き上がってしまう。その結果、マルチコプタ120を用いた薬液の散布方法では、所望の箇所に所望の量の薬液を散布することをコントロールし難く、農作物に対して均一に薬液を付着させることが難しくなる。つまり、ノズルから噴射された薬液が、マルチコプタ120下方に流れ、ロータ130〜133によるダウンウォッシュの流れの中で、直接、農作物に届くようにするための散布方法が求められている。
As shown in FIG. 6, the
上述した薬液散布時の風による影響の問題を解決するために、図7に示すような除草剤散布カバー140をマルチコプタ120(図6参照)に装着し、ノズルから噴射された薬液が農作物に届き易くすることも考えられる。しかしながら、除草剤散布カバー140を装着した状態にてマルチコプタ120を飛行させることは、マルチコプタ120が安定した飛行状態を維持し難くなり、マルチコプタ120の安全な飛行を阻害する恐れがある。更には、ロータ130〜133によるダウンウォッシュが、除草剤散布カバー140の開口部からその内部へと入り込み、ノズルから噴射された薬液が農作物に対して均一に散布されない恐れがある。
In order to solve the above-mentioned problem of the influence of the wind when spraying the chemical solution, the
また、マルチコプタ120は、バッテリや薬液が充填された薬液タンク等を搭載して飛行するため、機体重量を少しでも軽量化し、少しでも長時間の飛行を目指しているが、上記除草剤散布カバー140を装着することは機体の総重量が増加するため、好ましい対応ではない。
In addition, since the
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、無人飛行体のロータの下方であり、ノズルの上方に配置し、ロータの回転によるダウンウォッシュや自然風等を利用してノズル周辺に集めて下方へ向かう整流を発生させることで、ノズルから噴射された流体を下方へと勢い良く散布するための無人飛行体の流体散布用器具に関する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is located below the rotor of the unmanned air vehicle, above the nozzle, and around the nozzle using downwash or natural wind caused by the rotation of the rotor. The present invention relates to a fluid spraying device for an unmanned aerial vehicle that vigorously sprays fluid ejected from a nozzle downward by collecting and generating rectification directed downward.
本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、無人飛行体に搭載された流体貯蔵タンク内の流体を前記無人飛行体に装備されたノズルを介して散布するときに用いられる無人飛行体の流体散布用器具であって、前記無人飛行体のロータの回転により発生するダウンウォッシュを整流する整流部材を有し、前記整流部材は前記ダウンウォッシュの中であり、前記ノズルの上方に配置されることを特徴とする。 In the unmanned air vehicle fluid spraying device of the present invention, the unmanned air vehicle fluid used when spraying the fluid in the fluid storage tank mounted on the unmanned air vehicle through the nozzles mounted on the unmanned air vehicle. A spraying device having a flow straightening member for straightening downwash generated by rotation of a rotor of the unmanned air vehicle, wherein the flow straightening member is in the downwash and is disposed above the nozzle; It is characterized by.
また、本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、前記整流部材は前記ロータ側から前記ノズル側に向けて流線型の面を有し、前記整流部材は前記ロータの回転領域の下方に配置されていることを特徴とする。 In the unmanned air vehicle fluid distribution device of the present invention, the rectifying member has a streamlined surface from the rotor side toward the nozzle side, and the rectifying member is disposed below a rotation region of the rotor. It is characterized by.
また、本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、前記整流部材の前記流線型の面は、少なくとも前記ロータ側に位置する第1の曲面と、前記ノズル側に位置する第2の曲面とを有し、前記第1の曲面の曲率は前記第2の曲面の曲率よりも大きく、前記第1の曲面と前記第2の曲面との境界領域は前記ロータ側に位置することを特徴とする。 In the unmanned air vehicle fluid distribution device of the present invention, the streamlined surface of the rectifying member includes at least a first curved surface located on the rotor side and a second curved surface located on the nozzle side. And the curvature of the first curved surface is larger than the curvature of the second curved surface, and a boundary region between the first curved surface and the second curved surface is located on the rotor side.
また、本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、前記整流部材には前記第2の曲面の端部側に前記ノズルの取付面が形成され、前記ノズルは前記取付面を介して前記整流部材の下方に着脱自在に取り付けられ、前記ノズルは前記整流部材の前記流線型の面よりも内側に配設されていることを特徴とする。 Further, in the unmanned air vehicle fluid distribution device of the present invention, the rectifying member is formed with an attachment surface of the nozzle on an end portion side of the second curved surface, and the nozzle is rectified via the attachment surface. The nozzle is detachably attached below the member, and the nozzle is disposed on the inner side of the streamlined surface of the rectifying member.
また、本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、前記第2の曲面が配置された前記整流部材は前記取付面に向けて幅が狭くなることを特徴とする。 In the unmanned air vehicle fluid spraying instrument of the present invention, the rectifying member on which the second curved surface is arranged has a width that decreases toward the mounting surface.
本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、無人飛行体のロータの回転により発生するダウンウォッシュの中に整流部材を配置し、整流部材の下方にノズルが配置されている。この構造により、整流部材の下方には、ダウンウォッシュよりも流速が速い整流が発生し、ノズルから噴射された農薬等の霧状の流体が、無人飛行体の下方に向けて勢い良く散布される。そして、電動ポンプの大型化を防止し、無人飛行体の軽量化を実現しつつ、農薬等の流体を農作物に対して出来る限り均一に散布することができる。 In the unmanned air vehicle fluid spraying device of the present invention, the rectifying member is disposed in the downwash generated by the rotation of the rotor of the unmanned air vehicle, and the nozzle is disposed below the rectifying member. With this structure, rectification with a flow velocity faster than that of the downwash is generated below the rectifying member, and a mist-like fluid such as agricultural chemicals ejected from the nozzle is vigorously dispersed toward the lower side of the unmanned air vehicle. . And while preventing the enlargement of an electric pump and implement | achieving weight reduction of an unmanned air vehicle, fluids, such as an agrochemical, can be spread | dispersed as uniformly as possible to agricultural products.
また、本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、整流部材はロータ側からノズル側に向けて流線型の面を有し、整流部材はロータの回転領域の下方に配置されている。この構造により、ダウンウォッシュや自然風等が整流部材により整流され、ノズルから噴射された農薬等の霧状の流体を出来る限り均一に農作物に付着させることができる。 In the unmanned air vehicle fluid distribution device of the present invention, the rectifying member has a streamlined surface from the rotor side toward the nozzle side, and the rectifying member is disposed below the rotation region of the rotor. With this structure, downwash, natural wind, and the like are rectified by the rectifying member, and a mist-like fluid such as agricultural chemicals sprayed from the nozzle can be adhered to the crop as uniformly as possible.
また、本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、曲率の大きい第1の曲面が整流部材の上方に配置されることで、より多くのダウンウォッシュを活用することができる。また、第2の曲面の配置領域が広がることで、整流の流速を速めることができる。 In the unmanned air vehicle fluid spraying device of the present invention, more downwash can be utilized by arranging the first curved surface having a large curvature above the rectifying member. Further, the flow rate of rectification can be increased by expanding the arrangement area of the second curved surface.
また、本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、ノズルから噴射された農薬等の霧状の流体を確実に整流部材により発生した整流の流れに乗ることで、ノズルから噴射された農薬等を出来る限り均一に農作物に付着させることができる。 In the unmanned air vehicle fluid spraying instrument of the present invention, the mist-like fluid sprayed from the nozzle is reliably put on the flow of rectification generated by the flow straightening member, so that the pesticide sprayed from the nozzle, etc. Can adhere to crops as uniformly as possible.
また、本発明の無人飛行体の流体散布用器具では、ノズルが配設される整流部材の下方に向けて確実に整流を発生させることができる。 Moreover, in the unmanned air vehicle fluid spraying instrument of the present invention, rectification can be reliably generated toward the lower side of the rectification member where the nozzle is disposed.
以下、本発明の一実施形態に係る無人飛行体の流体散布用器具を図面に基づき詳細に説明する。尚、一実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an unmanned air vehicle fluid spraying apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the embodiment, the same reference numerals are used for the same members in principle, and repeated descriptions are omitted.
図1(A)は本実施形態の流体散布用器具を装備する無人飛行体1を説明する上面図であり、図1(B)は図1(A)に示す無人飛行体1を説明する側面図である。図2(A)は本実施形態の流体散布用器具を説明する側面図であり、図2(B)は本実施形態の流体散布用器具の使用状況を説明する側面図である。図3(A)は本実施形態の無人飛行体1を用いた流体散布状況を説明する概略図であり、図3(B)は本実施形態の無人飛行体1を用いた流体散布状況を説明する側面図である。
FIG. 1A is a top view for explaining an unmanned
図1(A)に示す如く、無人飛行体1は、主に、本体部2と、本体部2から平面視において略十字形状に配設された4本のアーム3A、3B、3C、3Dと、それぞれのアーム3A〜3Dの先端部に配設されたロータ駆動部4A、4B、4C、4Dと、それぞれのロータ駆動部4A〜4Dの上面に配設されたロータ5A、5B、5C、5Dと、本体部2の下方に配設され流体貯蔵タンク8(図1(B)参照)を搭載する収納フレーム6と、を有している。尚、散布する農薬、水、薬剤等の流体や土埃等が飛行制御装置やバッテリ等に付着し、故障等することを防止するため、本体部2はヘルメット型のカバー部材7により覆われている。また、収納フレーム6は、無人飛行体1の離着時における支持脚の役割も果たしている。
As shown in FIG. 1A, an
無人飛行体1は、人が乗り込まずに無人にて遠隔操作にて飛行し、有人航空機が立ち入り難い場所、例えば、災害地、活火山、放射能汚染地、紛争地域等にて、カメラ撮影等を行うことで様々な情報収集を行うことができる。そして、本実施形態では、無人飛行体1は、田畑の農作物に対して空中から農薬等を散布する手段として用いられる。
Unmanned
尚、無人飛行体1としては、例えば、4つ以上のロータ(回転翼)を対称位置になるように配置したクアッドコプタ(4つのロータ使用)、ヘキサコプタ(6つのロータ使用)、オクトコプタ(8つのロータ使用)等のマルチコプタや例えば30cc等の小型エンジンやバッテリを搭載したヘリコプタが知られているが、本実施形態では、無人飛行体1としてクアッドコプタを用いた場合について説明するが、この場合に限定されるものではない。また、小型エンジンを搭載したヘリコプタの場合でも、従来の大型エンジンを搭載したヘリコプタと比較して騒音も小さく、ダウンウォッシュの威力も弱くなり、本実施形態の対象として用いることができる。
In addition, as the
本体部2、アーム3A〜3D、ロータ5A〜5D及び収納フレーム6は、無人飛行体1の軽量化や高強度化を実現するため、その材料として、例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、チタン合金やアルミ合金等が使用されている。
The
本体部2は無人飛行体1の中央領域に形成され、カバー部材7により覆われ図示していないが、本体部2には、通信手段、加速度センサ等の各種センサ、GPS測位手段、飛行ルート等を記憶する記憶手段等から構成される飛行制御装置が配設され、遠隔操作や自動制御により無人飛行体1の飛行姿勢や飛行ルート等が制御されている。また、本体部2には、無人飛行体1の飛行時間に応じたバッテリ(図示せず)が搭載され、無人飛行体1の駆動源として用いられる。尚、無人飛行体1の軽量化の為、飛行時間等に応じて、搭載されるバッテリの数は、適宜、調整される。
The
アーム3A〜3Dは、それぞれ本体部2に固定され、それぞれのアーム3A〜3D間が直角となるように配設されている。アーム3A〜3Dの先端部には、それぞれロータ駆動部4A〜4Dが配設されている。ロータ駆動部4A〜4Dは、主に、ロータ5A〜5Dを回転させる電動モータ(図示せず)を有し、電動モータの回転軸に対し、それぞれロータ5A〜5Dが軸支されている。そして、飛行制御装置により、それぞれロータ5A〜5Dの回転数が制御され、無人飛行体1は上昇や下降し、また、前後方向や左右方向に飛行することができる。
The
図1(B)に示す如く、無人飛行体1の本体部2の下方の収納フレーム6には流体貯蔵タンク8がベルト等により固定され、流体貯蔵タンク8内には、例えば、農薬、水、薬剤等の流体が貯蔵されている。尚、以下の説明では、流体は農薬として説明するが、農薬に限定するものではない。そして、流体貯蔵タンク8の側面には電動ポンプ9が取り付けられ、農作物に農薬を散布する際には、流体貯蔵タンク8内の農薬を汲み出し、管10を介してノズル11A〜11D側へと圧送している。また、図1(B)は側面図のため、ノズル11C、11D、丸棒12C、12D及び整流部材13C、13Dを図示しているが、ロータ駆動部4A、4Bの下方にも、ノズル11A、11B、丸棒12A、12B及び整流部材13A、13Bが取り付けられている。
As shown in FIG. 1 (B), a
ロータ駆動部4A〜4Dの下面には、それぞれノズル11A〜11D及び整流部材13A〜13Dを取り付ける治具、例えば、丸棒12A〜12Dが固定されている。丸棒12A〜12Dは、例えば、ロータ5A〜5Dの長さの半分程度の長さを有し、丸棒12A〜12Dの先端部には、整流部材13A〜13Dが固定されている。ノズル11A〜11Dは、整流部材13A〜13Dに対して着脱自在に取り付けられる。そして、ノズル11A〜11Dは、電動ポンプ9を介して流体貯蔵タンク8から圧送された農薬を霧状に噴射する。
Jigs for attaching the
詳細は後述するが、ノズル11A〜11D及び整流部材13A〜13Dは、それぞれロータ5A〜5Dの回転領域Wの下方に配置されている。整流部材13A〜13Dは、無人飛行体1の飛行時において、ロータ5A〜5Dの回転によるダウンウォッシュや自然風等を利用して、ノズル11A〜11D周辺に集めて下方へ向かう整流を発生させる。
Although details will be described later, the nozzles 11 </ b> A to 11 </ b> D and the rectifying members 13 </ b> A to 13 </ b> D are respectively disposed below the rotation regions W of the rotors 5 </ b> A to 5 </ b> D. When the
この構造により、電動ポンプ9を大型化し、あるいは、高圧型の電動ポンプへ変更する等の対策を行うことなく、ノズル11A〜11Dから霧状の農薬を下方に向けて勢い良く噴射することができる。つまり、電動ポンプ9の大型化を回避することで、無人飛行体1の軽量化により1回の飛行時間を伸ばし、農薬等の散布範囲を広げることで、作業の効率化が実現される。
With this structure, the mist-like agricultural chemicals can be jetted downward from the
図2(A)に示す如く、整流部材13Aは、例えば、卵型形状であり、その底面18が平坦面として成形されている。上述したように、整流部材13Aの長手方向に沿った面は流線型であり、飛行機の主翼のように、少なくとも2つの曲率の曲面14、15から形成されている。具体的には、整流部材13Aの上端部から1/3までの領域L1の曲面14は曲率R1からなり、残りの領域L2の曲面15は曲率R2からなり、曲率R1は曲率R2よりも大きくなる。尚、それぞれの領域L1、L2の比率は、任意の設計変更が可能であるが、領域L2を長くすることで、整流部材13Aの下方に向けて速い流速の整流を発生させることができる。
As shown in FIG. 2A, the rectifying
整流部材13Aは、例えば、一般的な合成樹脂やエポキシ樹脂等を用いて形成され、中空形状に成形されている。図示したように、整流部材13Aの上側の曲面14には丸棒12Aを挿通する孔16と管10を挿通する孔17が形成され、丸棒12Aは、実質、整流部材13Aの中心線Cと同軸となるように整流部材13Aに挿通されている。そして、孔16のサイズは丸棒12Aよりも若干大きい程度であり、孔17のサイズは管10よりも若干大きい程度であり、ダウンウォッシュが、実質、整流部材13A内に流れ込まない構造となっている。
The rectifying
この構造により、整流部材13Aは、その内部にて丸棒12Aに対してしっかりと固定されることで、ダウンウォッシュ等を確実に整流することができる。また、整流部材13Aの流線型の面、つまり、曲面14、15やその周辺に管10が配設されることがなく、整流部材13A周囲の風の流れに悪影響を与えることを防止し、ダウンウォッシュ等を確実に整流することができる。尚、管10は、整流部材13Aの内部にてノズル11Aへ接続している。
With this structure, the rectifying
また、整流部材13Aは、その長手方向が全周に渡り流線型であり、その底面18が、ノズル11Aを装着するための平坦面となっている。整流部材13Aの底面18には、ノズル11Aを着脱自在に装着させるための取付機構(図示せず)、例えば、回転保持方式の取付機構が形成されている。この構造により、農薬散布の対象となる農作物に応じて、適した粒径の農薬を霧状に噴射できるノズル11Aを選択することができる。
The straightening
更には、図示したように、ノズル11Aは、整流部材13Aの曲面15よりも内側に位置するように底面18に取り付けられている。そして、ノズル11Aの外形もその曲面15よりも外側に出ないように配置されている。そして、整流部材13Aの曲面15は、ノズル11Aの取付面である底面18に向けて幅が狭くなる曲面である。尚、ノズル11Aの噴射孔(図示せず)が、実質、整流部材13Aの中心線Cと同軸となるように、ノズル11Aは整流部材13Aに取り付けられている。
Furthermore, as illustrated, the
図2(B)に示す如く、整流部材13Aは、ロータ5Aの回転領域Wの下方に配置されている。そして、整流部材13Aの曲面14はその曲率R1が大きくなることで幅広い形状となり、曲面14と上方から吹き降ろすダウンウォッシュとが衝突し易くなる。その結果、整流部材13Aに衝突したダウンウォッシュや整流部材13Aの近傍を吹き降ろすダウンウォッシュ等が合流し、その合流したダウンウォッシュ等は整流部材13Aの流線型の面(曲面14、15)に沿って流れ、整流部材13Aの下方に整流を発生させる。そして、発生した整流は、ロータ5Aによるダウンウォッシュよりも流速は速くなり、整流部材13Aの下方へと吹き降ろしていく。
As shown in FIG. 2B, the rectifying
つまり、ノズル11Aは上記整流の発生領域内に配設され、ノズル11Aから噴射された霧状の農薬は、整流によって整流部材13Aの下方へ勢い良く流されていく。そして、大型の電動ポンプ9により吐出圧力を強めることなく、ダウンウォッシュの流れの中で無人飛行体1下方の農作物側へと霧状の農薬を散布できる。その結果、農薬の散布量も安定し、広範囲な散布領域の農作物に対しても出来る限り均一に農薬を散布することが可能となる。また、ノズル11Aから噴射された霧状の農薬が、農作物に到達する前にダウンウォッシュの流れの外側へと流れ、散布の必要のない周辺の領域まで農薬が散布されることが防止される。
In other words, the
更には、飛行中の無人飛行体1の周囲には、自然風や無人飛行体1自身の飛行により発生する向い風等が存在する。そして、自然風や向い風は、無人飛行体1に対して主に横風となり、ノズル11Aから噴射された霧状の農薬をダウンウォッシュの流れの外側へと追いやる恐れがある。しかしながら、ノズル11Aが整流部材13Aの下方に配設されることで、自然風や向い風も整流部材13Aへ衝突し、整流部材13Aの下方に整流を発生させる役割を成す。つまり、整流部材13Aは、ダウンウォッシュだけでなく、自然風や向い風も有効に活用し、ノズル11Aから噴射された霧状の農薬を精度よく下方の農作物へ付着させることができる。
Furthermore, there are natural winds and winds generated by the flight of the
尚、整流部材13Aについて説明したが、その他、整流部材13B〜13Dに関しても同一の構造であり、同様な効果が得られるため、ここでは、上述した説明を参照し、その説明を省略する。
Although the rectifying
次に、図3(A)及び図3(B)を用いて、無人飛行体1により、例えば、1ha(10000m2)の田畑に対して農薬の散布する場合について説明する。この場合の散布条件としては、例えば、農薬の散布量は8L、散布時間が8分〜10分であり、無人飛行体1の飛行速度が20km/hとする。
Next, with reference to FIG. 3A and FIG. 3B, a case will be described in which an
図3(A)に示す如く、農薬を散布する農作物に応じて使用するノズル11A〜11Dを適宜選択するが、無人飛行体1を散布幅は約5mであり、無人飛行体1が10往復飛行することで、1haの田畑に対して農薬散布が完了し、非常に効率的な農薬散布作業が実現される。
As shown in FIG. 3 (A), the
図3(B)に示す如く、無人飛行体1に整流部材13A〜13Dを取り付けることで、ノズル11A〜11Dから噴射された霧状の農薬は、無人飛行体1の下方へと勢い良く散布され、ロータ5A〜5Dのダウンウォッシュの流れの中から横方向に流れ出る量が大幅に低減される。そして、ノズル11A〜11Dから噴射された霧状の農薬が、ロータ5A〜5Dのダウンウォッシュの流れの中で、直接、農作物に付着することで、農薬散布のむらを無くすことができ、広範囲な田畑の農作物に対して均一な散布が実現される。
As shown in FIG. 3B, by attaching the rectifying members 13 </ b> A to 13 </ b> D to the unmanned
このとき、図示したように、点線の矢印はロータ5A〜5Dのダウンウォッシュを示すが、ロータ5A〜5Dのダウンウォッシュは農作物(図示せず)や地面に届くことで、横方向へと拡散する。そして、実線の矢印はノズル11A〜11Dから噴射された霧状の農薬を示すが、農薬もダウンウォッシュと一緒に横方向へ拡散することで、上述したように、無人飛行体1の幅以上の農薬の散布幅が実現される。その結果、ダウンウォッシュにより農作物も左右等に大きく揺れることで、農作物の裏面側も含め農作物の全体に農薬を付着させることができる。尚、ロータ5A〜5Dのダウンウォッシュの威力は、従前のヘリコプタのメインロータのダウンウォッシュの威力と比較して弱く、農作物が折れたり、倒れたりすることが防止される。
At this time, as shown in the figure, the dotted arrows indicate the downwash of the
次に、図4(A)から図4(C)を用いて、上述した本実施形態の変形例について説明する。図4(A)は流体散布用器具を装備する無人飛行体1を説明する上面図であり、図4(B)は図4(A)に示す無人飛行体1を説明する側面図であり、図4(C)は流体散布用器具を説明する側面図である。
Next, a modified example of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. 4 (A) to 4 (C). FIG. 4 (A) is a top view for explaining the
尚、図4(A)及び(B)に示す実施形態では、図1〜図3を用いた実施形態とは、丸棒21、22の取り付ける位置及び丸棒21、22に対して整流部材13A〜13Dを固定する位置が異なるが、整流部材13A〜13Dを用いた農薬等の流体を散布する特徴及び効果は同様に得られる。そのため、図4(A)及び図4(B)の実施形態の説明では異なる箇所を説明し、その他の説明は上述した図1〜図3を用いて説明した内容を参照し、ここではその説明を割愛する。
In the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B, the embodiment using FIGS. 1 to 3 is different from the embodiment using FIGS. 1 to 3 in the position where the round bars 21 and 22 are attached and the rectifying member 13 </ b> A with respect to the round bars 21 and 22. Although the position which fixes ~ 13D differs, the characteristic and effect of spraying fluids, such as agricultural chemicals using
例えば、図4(A)に示す如く、整流部材13A〜13D及びノズル11A〜11Dを固定する丸棒21、22が収納フレーム6に固定され、収納フレーム6から水平状態に配設され、その丸棒21、22に対して整流部材13A〜13D及びノズル11A〜11Dがそれぞれ一定間隔にて配設される場合でも良い。
For example, as shown in FIG. 4A, the round bars 21 and 22 for fixing the rectifying
図示したように、丸棒21はロータ5Aの回転領域Wとロータ5Dの回転領域Wとの間に配設され、丸棒22はロータ5Bの回転領域Wとロータ5Cの回転領域Wとの間に配設されている。ロータ5Aとロータ5Dとは、回転時に接触しない様にある程度の隙間W1があいている。そして、お互いのロータ5A、5Dから発生したダウンウォッシュの吹き上がりは下方にて打ち消し合うことで、ロータ5A、5D間の隙間W1にはロータ5A、5Dの回転領域W下方と同様に、ダウンウォッシュによる下降気流が発生する。つまり、ロータ5A、5D間の隙間W1もロータ5A、5Dの回転領域Wの下方と同等の上記効果を得ることができる。同様に、ロータ5B、5C間の隙間W2も、ロータ5B、5Cの回転領域W下方と同様に、ダウンウォッシュによる下降気流が発生し、ロータ5B、5Cの回転領域Wの下方と同等の上記効果を得ることができる。
As illustrated, the
図4(B)に示す如く、この構造の場合には、整流部材13A〜13Dの横方向の面、例えば、曲面15に丸棒21、22を挿通する孔(図示せず)と、管を挿通する孔(図示せず)とが形成されている。そして、整流部材13A〜13Dは、それぞれその内部にて丸棒21、22に対してしっかりと固定されている。
As shown in FIG. 4B, in the case of this structure, holes (not shown) through which the round bars 21 and 22 are inserted into the lateral surfaces of the rectifying
また、図4(C)に示す如く、整流部材13Aの流線型の面に一定間隔にて複数のフィン23が配設される場合でも良い。フィン23の形状も、例えば、整流部材13Aと同様に流線型の形状となる。整流部材13Aにフィン23が配設されることで、ダウンウォッシュの整流効果を向上させることができる。一方、図示していないが、フィン23に替えて、整流部材13Aの流線型の面(曲面14、15)を窪ませ、整流部材13Aの長手方向に複数の凹部を形成する場合でも良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。
Further, as shown in FIG. 4C, a plurality of
1 無人飛行体
2 本体部
3A、3B、3C、3D アーム
4A、4B、4C、4D ロータ駆動部
5A、5B、5C、5D ロータ
6 収納フレーム
7 カバー部材
8 流体貯蔵タンク
9 電動ポンプ
10 管
11A、11B、11C、11D ノズル
12A、12B、12C、12D 丸棒
13A、13B、13C、13D 整流部材
14、15 曲面
16、17 孔
21、22 丸棒
23 フィン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記無人飛行体のロータの回転により発生するダウンウォッシュを整流する整流部材を有し、
前記整流部材は前記ダウンウォッシュの中であり、前記ノズルの上方に配置されることを特徴とする無人飛行体の流体散布用器具。 An unmanned air vehicle fluid spraying device used when spraying a fluid in a fluid storage tank mounted on the unmanned air vehicle through a nozzle mounted on the unmanned air vehicle,
A rectifying member that rectifies downwash generated by rotation of the rotor of the unmanned air vehicle,
The flow regulating member is in the downwash, and is disposed above the nozzle.
前記第1の曲面と前記第2の曲面との境界領域は前記ロータ側に位置することを特徴とする請求項2に記載の無人飛行体の流体散布用器具。 The streamlined surface of the rectifying member has at least a first curved surface located on the rotor side and a second curved surface located on the nozzle side, and the curvature of the first curved surface is the second curved surface. Larger than the curvature of the curved surface,
The unmanned air vehicle fluid spraying device according to claim 2, wherein a boundary region between the first curved surface and the second curved surface is located on the rotor side.
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