JP2020066372A - Flight vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、飛行体に関する。 The present invention relates to an aircraft.
近年、様々な用途に利用されるドローン(Drone)や無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)、飛行船などの飛行体(以下、単に「飛行体」と総称する)を利用した様々なサービスの利用の場が広がっている。 In recent years, use of various services using flying bodies (hereinafter, simply referred to as “aircraft”) such as drones, unmanned aerial vehicles (UAVs), and airships used for various purposes. The place is expanding.
飛行体が飛行する際には、所望の飛行をさせるために人の手による操縦や自律飛行ソフトによる軌道の指定を行うことが一般的だが、物理的に軌道を定めるものではないため、機器の故障や外的要因により軌道が不安定になり、所望の飛行ができない場合がある。 When a flying object flies, it is common to maneuver manually to specify the desired flight and to specify the trajectory by autonomous flight software, but it does not physically determine the trajectory, so the equipment The trajectory may become unstable due to failure or external factors, and the desired flight may not be possible.
また、飛行体が制御不能になったり故障したりした場合には、墜落の恐れがある。そのため、飛行を行う場所には制約が生じる。 In addition, if the air vehicle becomes out of control or fails, there is a risk of crash. Therefore, there are restrictions on where to fly.
一方、特許文献1では、ドローンをガイドラインに連結して運用することで、所望の飛行をさせたり、墜落を防いだりする安全飛行システムを提供する(例えば、特許文献1参照)。
On the other hand, in
特許文献1においては、ドローンの飛行軌道上にガイドラインを張設し、ドローンにはガイドラインを保持する構造を設けることによって、ガイドラインに連結できるよう構成している。これにより、ドローンの誘導を行うほか、墜落を防ぐことが可能となるものである。
In
しかしながら、特許文献1において、ガイドラインに対してガイドラインを保持する機構を連結させる場合、連結はガイドラインの端部にて行われるため、ガイドラインとガイドラインを保持する機構の着脱は容易とは言えない。
However, in
また、前記特許文献1におけるドローンが備えたガイドラインによる誘導システムは、1つの出発地点と1つの到達地点を1対1で結ぶものであり、ガイドラインを二股以上に分岐させ、複数の到達地点を設けることは困難である。
In addition, the guide system based on the guideline provided in the drone in
撮影や輸送において飛行体を使用する場合、実務やメンテナンスの実施において、その飛行体とガイド手段の着脱は簡便であることが望ましい。また、1つの出発地点に対して複数の到達地点を持つ可能性がある用途(例えば、輸送)においては、ガイドにより結ばれる出発地点と到達地点が1対1の関係に限定されず、分岐等により複数の目的地へ到達できることは業務の実施において重要である。 When an aircraft is used for shooting and transportation, it is desirable that the attachment and detachment of the aircraft and the guide means be easy in practice and maintenance. Further, in an application (for example, transportation) where one starting point may have a plurality of reaching points, the starting point and the reaching point connected by the guide are not limited to a one-to-one relationship, and branching etc. Being able to reach multiple destinations is important for the performance of work.
そこで、本発明は、ガイド手段にガイドされる被ガイド部に対して、ガイド手段から逃げるための逃げ部を設けることにより、着脱が容易且つ、ガイド手段の分岐に対応が可能な飛行体を提供することを一つの目的とする。 In view of this, the present invention provides a flying body that can be easily attached and detached and can cope with branching of the guide means by providing an escape portion for escaping from the guide means with respect to the guided portion guided by the guide means. One purpose is to do.
本発明は、ガイドを使用して、飛行体に所望の飛行をさせ得る構造を有する飛行体を提供することを一つの目的とする。 It is an object of the present invention to provide an aircraft having a structure that allows a vehicle to make a desired flight using a guide.
本発明によれば、
ガイド方向に線状に延びるガイド手段に従って飛行する飛行体であって、
少なくとも揚力を発生させるための飛行部と、
前記ガイド手段を内部に維持可能に構成された略環状の被ガイド部であって前記被ガイド部を前記ガイド手段から逃がす逃げ部を有する本体部と、
を備える
飛行体が得られる。
According to the invention,
A flying body that flies according to guide means extending linearly in the guide direction,
At least a flight unit for generating lift,
A body portion having a substantially annular guided portion configured to be able to maintain the guide means inside and having an escape portion for allowing the guided portion to escape from the guide means;
A flight vehicle including is obtained.
本発明によれば、ガイドに従って飛行する飛行体を提供し得る。 According to the present invention, it is possible to provide an air vehicle that follows a guide.
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による飛行体は、以下のような構成を備える。
[項目1] ガイド方向に線状に延びるガイド手段に従って飛行する飛行体であって、
少なくとも揚力を発生させるための飛行部と、
前記ガイド手段を内部に維持可能に構成された略環状の被ガイド部であって前記被ガイド部を前記ガイド手段から逃がす逃げ部を有する本体部と、
を備える
飛行体。
[項目2]
請求項1に記載の飛行体であって、
前記ガイド手段は、第1ガイド線と、前記第1ガイド線の分岐点から分岐して延びる少なくとも一の第2ガイド線とを備えており、
前記逃げ部を通じて、前記被ガイド部を前記第1ガイド線から逃がすことにより、前記第2ガイド線に従って飛行する、
飛行体。
[項目3]
請求項1又は請求項2に記載の飛行体であって、
前記被ガイド部は、前記逃げ部の位置を変更する手段を有している、
飛行体
[項目4]
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の飛行体であって、
前記逃げ部は、前記略環状の少なくとも一部に設けられたスリットである、
飛行体。
The contents of the embodiments of the present invention will be listed and described. The aircraft according to the embodiment of the present invention has the following configuration.
[Item 1] A flying body which flies according to a guide means extending linearly in a guide direction,
At least a flight unit for generating lift,
A body portion having a substantially annular guided portion configured to be able to maintain the guide means inside and having an escape portion for allowing the guided portion to escape from the guide means;
Aircraft equipped with.
[Item 2]
The aircraft according to
The guide means includes a first guide line and at least one second guide line branched and extending from a branch point of the first guide line,
Flying along the second guide line by letting the guided part escape from the first guide line through the escape part,
Flying body.
[Item 3]
The aircraft according to
The guided portion has means for changing the position of the escape portion,
Aircraft [Item 4]
The aircraft according to any one of
The escape portion is a slit provided in at least a part of the substantially annular shape,
Flying body.
(概要)
<本発明による実施の形態の詳細>
以下、本発明の実施の形態による飛行体について、図面を参照しながら説明する。
(Overview)
<Details of the embodiment according to the present invention>
Hereinafter, an air vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2に示されるように、本発明の実施による飛行体100は、線状に延びるガイド手段50に従った飛行が可能である。
As shown in FIG. 2, the
<本発明による第1の実施の形態の詳細>
以下、本発明の第1の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ここでは、説明を容易にするため小型の無人回転翼機を用いるが、あくまで例示に過ぎず、飛行体の形態を限定するものではない。例えば、有人機でも無人機でもよいし、飛行体が飛行船、固定翼機、回転翼機などであってもよい。
<Details of the first embodiment according to the present invention>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a small unmanned rotorcraft is used for ease of explanation, but this is merely an example and does not limit the form of the flying body. For example, it may be a manned aircraft or an unmanned aircraft, and the flying body may be an airship, a fixed-wing aircraft, a rotary-wing aircraft, or the like.
また、構造や形状については一例に過ぎず、本発明の実施に必要な機能を有する部材であれば、どのようなものでもよい。 Further, the structure and shape are merely examples, and any member may be used as long as it has a function necessary for carrying out the present invention.
図3に示されるように、本実施の形態による飛行体は、少なくとも前方向D1(第1方向:+Y方向)に前進することができ、後方向D2(第2方向:−Y方向)に後進することができる。また、上方向(第3方向:+Z方向)に上昇することができ、下方向(−Z方向)に下降する。 As shown in FIG. 3, the aircraft according to the present embodiment can advance at least in the forward direction D1 (first direction: + Y direction) and in the backward direction D2 (second direction: −Y direction). can do. Further, it can rise in the upward direction (third direction: + Z direction) and descend in the downward direction (-Z direction).
本発明の実施の形態における飛行体100は、飛行部10と本体部20を備えており、飛行部10は、飛行体100を飛行させるために必要な機構:例えば、揚力を発生させるための翼、プロペラ等や浮力を発生させるガス等及び、推力を発生させるモータ、エンジン等を含むがこれに限らない)を備えている。
本体部20は、被ガイド部21:ガイド手段50に倣ってガイドされる部位を少なくとも備えている。その他に、荷物や撮影機器、センサなどを搭載する搭載部、作業を行う作業部などを備えていてもよい。
The flying
The
ガイド手段50は、被ガイド部21をガイドすることにより、飛行体100に所望の飛行をさせるため、ガイド方向に線上に延びる。この時、ガイド手段50は1本のみでなく、複数本使用してもよい。ガイド手段50の素材は、ワイヤーや電線等の柔軟なものであってもよいし、金属や樹脂等硬度のあるものでもよい。
The guide means 50 extends linearly in the guide direction to guide the guided
なお、ガイド手段50と被ガイド部21は、接触していてもしていなくとも、ガイドする目的を果たすことができればよい。例えば、複数の球体を用いてガイド手段50を挟んだり、カメラ等でガイド手段50を認識したりすることでも、ガイドの目的を果たすことは可能である。なお、非接触の場合は、ガイド手段50と非ガイド部21の接触がない為摩擦等の影響を受けずに運用できる。
The guide means 50 and the guided
ガイド手段50は、飛行体100をガイドする他、飛行体100に異常が起きた時や、外的要因で飛行が困難になった場合のフェールセーフ機能も有している(詳しくは後述する)。
In addition to guiding the
飛行体100がガイド手段50から離れ難い構造になっていれば、飛行体100が制御不能や、飛行不能な状態に陥ったとしても、墜落場所をその場に限定し易くなり、周囲の安全が確保される他、該当箇所に緩衝材を設けることで墜落の衝撃を和らげることも容易である。また、ガイド手段50が地表に対して略水平に延びる場合には、飛行体100はガイドに吊り下がった状態となるため、墜落もしない。
If the flying
被ガイド部21は、本体部20に対して少なくとも1つ以上設けられており、ガイド手段50を挿通可能な略環状である。挿通可能であれば形状は多角形や楕円形等でもよく、必ずしも円型である必要はない。
At least one guided
被ガイド部21には少なくとも1箇所以上の逃げ部25が設けられており、逃げ部25はガイド手段50を逃がすことのできる広さを有している。これにより、ガイド手段50は被ガイド部21へ容易に挿通させたり、離脱させたりすることが可能となる。
The guided
図4及び図5に示されるように、ガイド手段50は、第1ガイド線51の分岐点から分岐して延びる、少なくとも1以上の第2ガイド線52を備えていてもよい。分岐を設けることで、複数のガイド方向を持つことができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the guide means 50 may include at least one or more
例えば輸送を行う場合、1箇所の倉庫から延びるガイド手段50の途中に分岐点を設け、輸送先を細分化したり、複数の地点をネットワーク構成として輸送を行ったりすることが可能になる。 For example, in the case of transportation, it is possible to provide a branch point in the middle of the guide means 50 extending from one warehouse to subdivide the transportation destination or to transport the transportation with a plurality of points as a network configuration.
第1ガイド線51に従って飛行している飛行体100を、第2ガイド線52へ従わせる際は、図3に示されるように、逃げ部25を通じて被ガイド部21を第1ガイド線51から逃すことで第2ガイド線52へと従わせることができる。
When the flying
第1ガイド線51又は第2ガイド線52の少なくともどちらか一方に従った状態のまま、従うガイド線を変更できるため、ガイド手段50からの離脱や飛行体100の墜落を防ぎつつ運用し続けることが可能である。
Since the guide line to be followed can be changed in a state in which at least one of the
逃げ部25は、図3及び図8に示されるように、略環状である被ガイド部21の少なくとも1部に設けられたスリットであってもよい。
As shown in FIGS. 3 and 8, the
図7に示されるように、被ガイド部の21は逃げ部25の位置を変更する手段を有することができる。逃げ部25の位置を変更することで、図7(a)、図7(b)のように被ガイド部21がガイド手段50から逃げる方向を選択できるようになるほか、図7(c)のように被ガイド部21がガイド手段50から離脱することのない状態とすることも可能である。
As shown in FIG. 7, the guided
また、逃げ部25を開閉できる構造を用いても、同様の効果を得られる。例えば、図9のようなリンク機構の他、スライド機構や蝶番、伸縮部材や収縮部材による空間の増減等で行うことが可能である。
Also, the same effect can be obtained by using a structure capable of opening and closing the
ガイド手段50が上下方向に延設される部位を有している場合には、飛行体100が上下方向に移動する際には、本体部20を略水平方向に向けて倒すことによって、ガイド手段50に被ガイド部21を沿わせることができる。同様に、ガイド手段50が水平方向に延設される部位を有している場合は、飛行体100が水平方向に移動する際には、本体部20を略直立させることによって、ガイド手段50に被ガイド部21を沿わせることができる。
In the case where the guide means 50 has a portion extending in the vertical direction, when the
ガイド手段50が様々な方向に延設された場合でも、本体部の傾く方向や角度を調節することにより、対応が可能となる。例えば、建物の2階から、他の建物の2階へ略水平方向に延ばしたガイド手段50を、さらに3階へと略垂直方向に延ばすなど、方向の選択肢が広がる。 Even when the guide means 50 is extended in various directions, it can be dealt with by adjusting the inclination direction and angle of the main body. For example, the guide means 50 extending from the second floor of a building to the second floor of another building in a substantially horizontal direction is further extended in a substantially vertical direction to the third floor, thereby expanding the choice of directions.
上述した飛行体は、例えば、図10に示される機能ブロックを有している。なお、図8の機能ブロックは最低限の参考構成である。 The above-mentioned aircraft has, for example, the functional blocks shown in FIG. The functional blocks in FIG. 8 are the minimum reference configurations.
フライトコントローラは、プログラマブルプロセッサ(例えば、中央演算処理装置(CPU))などの1つ以上のプロセッサを有することができる。 The flight controller can have one or more processors, such as programmable processors (eg, central processing unit (CPU)).
フライトコントローラは、図示しないメモリを有しており、当該メモリにアクセス可能である。メモリは、1つ以上のステップを行うためにフライトコントローラが実行可能であるロジック、コード、および/またはプログラム命令を記憶している。 The flight controller has a memory (not shown) and can access the memory. The memory stores logic, code, and / or program instructions that the flight controller can execute to perform one or more steps.
メモリは、例えば、SDカードやランダムアクセスメモリ(RAM)などの分離可能な媒体または外部の記憶装置を含んでいてもよい。カメラやセンサ類から取得したデータは、メモリに直接に伝達されかつ記憶されてもよい。例えば、カメラ等で撮影した静止画・動画データが内蔵メモリ又は外部メモリに記録される。 The memory may include, for example, a separable medium such as an SD card or random access memory (RAM) or an external storage device. Data obtained from cameras and sensors may be directly transmitted to and stored in the memory. For example, still image / moving image data captured by a camera or the like is recorded in an internal memory or an external memory.
フライトコントローラは、飛行体の状態を制御するように構成された制御モジュールを含んでいる。例えば、制御モジュールは、6自由度(並進運動x、y及びz、並びに回転運動θx、θy及びθz)を有する飛行体の空間的配置、速度、および/または加速度を調整するために飛行体の推進機構(モータ等)を制御する。制御モジュールは、搭載部、センサ類の状態のうちの1つ以上を制御することができる。 The flight controller includes a control module configured to control the condition of the air vehicle. For example, the control module may adjust the spatial arrangement, velocity, and / or acceleration of a vehicle having 6 degrees of freedom (translational motions x, y and z, and rotational motions θ x , θ y and θ z ). Controls the propulsion mechanism (motor, etc.) of the air vehicle. The control module can control one or more of the states of the mount and sensors.
フライトコントローラは、1つ以上の外部のデバイス(例えば、端末、表示装置、または他の遠隔の制御器)からのデータを送信および/または受け取るように構成された送受信部と通信可能である。送受信機は、有線通信または無線通信などの任意の適当な通信手段を使用することができる。 The flight controller is capable of communicating with a transceiver configured to transmit and / or receive data from one or more external devices (eg, terminals, displays, or other remote controls). The transceiver can use any suitable communication means, such as wired or wireless communication.
例えば、送受信部は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、赤外線、無線、WiFi、ポイントツーポイント(P2P)ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などのうちの1つ以上を利用することができる。 For example, the transmission / reception unit uses one or more of a local area network (LAN), a wide area network (WAN), infrared, wireless, WiFi, point-to-point (P2P) network, telecommunications network, cloud communication and the like. be able to.
送受信部は、センサ類で取得したデータ、フライトコントローラが生成した処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンドなどのうちの1つ以上を送信および/または受け取ることができる。 The transmission / reception unit can transmit and / or receive one or more of data acquired by the sensors, processing results generated by the flight controller, predetermined control data, a user command from a terminal or a remote controller, and the like. .
本実施の形態によるセンサ類は、慣性センサ(加速度センサ、ジャイロセンサ)、GPSセンサ、近接センサ(例えば、ライダー)、またはビジョン/イメージセンサ(例えば、カメラ)を含み得る。 The sensors according to the present embodiment may include an inertial sensor (acceleration sensor, gyro sensor), a GPS sensor, a proximity sensor (eg, rider), or a vision / image sensor (eg, camera).
本発明の飛行体は、宅配、監視、調査、撮影等における産業用の飛行体としての利用が期待できる。また、本発明の飛行体は、マルチコプター・ドローン等の飛行機関連産業において利用することができ、さらに、本発明は、カメラ等を搭載した空撮用の飛行体としても好適に使用することができる他、セキュリティ分野、農業、インフラ監視、有人アトラクション等の様々な産業にも利用することができる。 The air vehicle of the present invention can be expected to be used as an industrial air vehicle in home delivery, monitoring, investigation, photographing, and the like. Further, the flying object of the present invention can be used in airplane-related industries such as multicopter drones, and further, the present invention can be suitably used as an aerial imaging flying object equipped with a camera and the like. Besides, it can be used for various industries such as security field, agriculture, infrastructure monitoring, manned attraction, etc.
上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。 The above-described embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the interpretation of the present invention. It goes without saying that the present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof and that the present invention includes equivalents thereof.
100、110 飛行体
10 飛行部
11a〜11d プロペラ
12 アーム
13 フレーム
14 モータ
20 本体部
21 被ガイド部
25 逃げ部
30 接続部
50 ガイド手段
51 第1ガイド線
52 第2ガイド線
100, 110
Claims (4)
少なくとも揚力を発生させるための飛行部と、
前記ガイド手段を内部に維持可能に構成された略環状の被ガイド部であって前記被ガイド部を前記ガイド手段から逃がす逃げ部を有する本体部と、
を備える
飛行体。 A flying body that flies according to guide means extending linearly in the guide direction,
At least a flight unit for generating lift,
A body portion having a substantially annular guided portion configured to be able to maintain the guide means inside and having an escape portion for allowing the guided portion to escape from the guide means;
Aircraft equipped with.
前記ガイド手段は、第1ガイド線と、前記第1ガイド線の分岐点から分岐して延びる少なくとも一の第2ガイド線とを備えており、
前記逃げ部を通じて、前記被ガイド部を前記第1ガイド線から逃がすことにより、前記第2ガイド線に従って飛行する、
飛行体。 The aircraft according to claim 1, wherein
The guide means includes a first guide line and at least one second guide line branched and extending from a branch point of the first guide line,
Flying along the second guide line by letting the guided part escape from the first guide line through the escape part,
Flying body.
前記被ガイド部は、前記逃げ部の位置を変更する手段を有している、
飛行体 The aircraft according to claim 1 or claim 2,
The guided portion has means for changing the position of the escape portion,
Flying body
前記逃げ部は、前記略環状の少なくとも一部に設けられたスリットである、
飛行体。
The aircraft according to any one of claims 1 to 3,
The escape portion is a slit provided in at least a part of the substantially annular shape,
Flying body.
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230330 |