CN111741896A - 飞行器 - Google Patents

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Abstract

飞行器(10)(无人机(10))在机身(12)上具有螺旋桨驱动部(14)，并在螺旋桨驱动部(14)的驱动下在空中飞行。无人机(10)具有重心移动装置(16)，其被设置在机身(12)的上部，并能使无人机(10)整体的综合重心位置(TG)移动。无人机(10)具有移动控制器(48)，该移动控制器(48)通过获取综合重心位置(TG)，并控制重心移动装置(16)的动作而使综合重心位置(TG)移动到目标位置(78b)。

Description

飞行器
技术领域
本发明涉及一种在空中飞行的飞行器。
背景技术
在日本发明专利公开公报特开2016-68692号、国际公开第2016/185572号中公开了一种飞行器，其在机身上具有多个螺旋桨驱动部，通过螺旋桨的旋转获得升力而在空中进行飞行。另外，这些飞行器构成为，重量部被可位移地连结在机身的下方，由此在受到风等外部干扰的情况下，适当控制飞行中的姿势而进行稳定飞行。
发明内容
但是，由于飞行器在各种环境中进行飞行，因此在其开发中，期望实施模拟接近现实的飞行环境的飞行试验。然而，若准备各种飞行环境来进行飞行器的试验，则会使开发成本大幅度增加。
另外，在最近的飞行器的开发中，尝试在飞行器上装载重物或者使人搭乘在飞行器上等，在该情况下，在飞行中重心位置移动时检查飞行器的飞行状态变得重要。
本发明是鉴于上述的实际情况而完成的，其目的在于提供一种飞行器，其通过以简单的结构使重心位置可任意地移动，据此能够模拟更接近现实的飞行环境的状态，从而良好地实施飞行试验等。
为了实现上述目的，本发明提供一种飞行器，在机身上具有升力发生装置，并能在所述升力发生装置的驱动下在空中飞行，所述飞行器的特征在于，具有重心移动装置和移动控制部，其中，所述重心移动装置被设置在所述机身的上部或下部，并能使所述飞行器整体的综合重心位置移动；所述移动控制部通过获取所述综合重心位置，并控制所述重心移动装置的动作而使所述综合重心位置移动到目标位置。
在这种情况下，也可以为，所述移动控制部通过所述重心移动装置的动作控制，在初始状态下使所述综合重心位置配置在所述飞行器的中心位置。
另外，优选为，所述移动控制部将所述综合重心位置的移动范围设定于，在俯视时位于所述飞行器的最外侧轮廓以内。
另外，也可以为，在所述机身上设置有多个所述升力发生装置，所述移动控制部将所述综合重心位置的移动范围设定于，在俯视时位于将所述多个升力发生装置的中心连结的虚拟线以内。
或者，也可以为，在所述机身上设置有多个所述升力发生装置，所述移动控制部将所述综合重心位置的移动范围设定于，在俯视时位于将所述多个升力发生装置中的最接近所述飞行器的中心位置的接近点连结的虚拟线以内。
并且，可以构成为，所述移动控制部调整所述综合重心位置的移动速度，使得所述移动速度随着所述综合重心位置远离所述飞行器的中心位置而变慢。
另外，可以构成为，所述移动控制部调整所述综合重心位置的移动速度，使得所述移动速度随着所述综合重心位置接近所述飞行器的中心位置而变快。
或者，可以为，在所述机身上设置有多个所述升力发生装置，所述移动控制部将所述综合重心位置的移动界限设定于在俯视时位于所述飞行器的最外侧轮廓，并设定第1虚拟线和第2虚拟线，其中，所述第1虚拟线为将所述多个升力发生装置的中心连结的虚拟线，所述第2虚拟线为将所述多个升力发生装置中的最接近所述飞行器的中心位置的接近点连结的虚拟线，并且，在所述移动控制部将所述移动界限与所述第1虚拟线之间的第1区域中的所述综合重心位置的移动速度设为第1速度V1、将所述第1虚拟线与所述第2虚拟线之间的第2区域中的所述综合重心位置的移动速度设为第2速度V2、以及将所述第2虚拟线的内侧的第3区域中的所述综合重心位置的移动速度设为第3速度V3的情况下，所述移动控制部对所述移动速度进行调整，以使V1＜V2＜V3。
除了上述结构以外，所述移动控制部能够切换实施或者不实施所述移动速度的调整。
在此，优选为，所述重心移动装置是使配重沿着设置于所述机身的导轨移动的滑动机构。
或者，也可以为，所述重心移动装置是机械臂，该机械臂具有设置于所述机身的多个臂；和以能够转动的方式连结1个臂与其他臂之间的关节部，所述机械臂使固定于所述臂的配重移动。
根据本发明，通过使飞行器为具有重心移动装置和移动控制部这样的简单结构，能够使用户确认飞行器随着重心移动装置的重心移动的姿势变化。即，移动控制部识别在飞行器的飞行过程中飞行器整体的重心(综合重心位置)位于何处，并且通过重心移动装置的动作控制使综合重心位置移动到目标位置。据此，容易模拟在现实的飞行环境中受到外部干扰时的重心的变化。因此，通过使用该飞行器，能够良好地实施各种飞行试验。
另外，在重心移动装置被设置在机身的上部的情况下，能够重现使人搭乘的搭乘型，作为预定开发的飞行器。即，即使实际上未搭乘有人，也能够模拟与搭乘了人的情况(由体重移动等导致的姿势变化)同等的飞行器的飞行状态。或者，在重心移动装置被设置在机身的下部的情况下，能够重现装载有重物(货物)的装载型，作为预定开发的飞行器。即，即使实际上未装载有重物，也能够模拟与装载有重物的情况(由货物移动等导致的重心位置变化)同等的飞行器的飞行状态。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的飞行器的整体结构的立体图。
图2是表示飞行器的各结构的框图。
图3是表示综合重心位置的移动范围和速度控制的区域的概略俯视图。
图4是表示移动控制器的功能的框图。
图5是表示重心移动时的移动控制器的处理流程的流程图。
图6A是表示第1变形例所涉及的机身和滑动机构的概略俯视图。图6B是表示第2变形例所涉及的机身和滑动机构的概略俯视图。
图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的飞行器的整体结构的立体图。
具体实施方式
下面，列举优选的实施方式，并且参照附图来详细地说明本发明。
〔第1实施方式〕
如图1所示，本发明的第1实施方式所涉及的飞行器10(下面也称为无人机10)在机身12上具有多个作为升力发生装置的螺旋桨驱动部14，通过分别旋转驱动各螺旋桨驱动部14来获得升力，从而在空中进行飞行。此外，无人机10能够构成为可搭乘人的搭乘型或可装载重物的装载型。
在开发等中，该无人机10能够应用于确认机身12受到外部干扰时的影响的试验。即，在无人机10的机身12上设置有重心移动装置16，用于使用者任意地移动无人机10整体的重心位置(下面称为综合重心位置TG)。据此，在无人机10的试验中，能良好地重现无人机10受到了外部干扰时的综合重心位置TG的变化，从而能确认此时无人机10的行为(姿势及位置的变化、姿势的恢复等)。此外，综合重心位置TG是机身12加上机身12的搭载物(重心移动装置16、配重54)的重心位置，在无人机10还设置有其他搭载物的情况下，综合重心位置TG为再加上该搭载物而得的位置。
具体而言，本实施方式所涉及的无人机10整体形成为长方体形状的机身12。以下，为了便于说明，将无人机10的长边方向一端侧称为前端，将长边方向另一端侧称为后端。此外，无人机10当然能够在螺旋桨驱动部14的驱动下在三维空间的各个方向(上升、下降、前方向、后方向、两侧方向)上飞行。
机身12具有：主体部18；多个延伸框架20，其从主体部18的侧面延伸出；上述螺旋桨驱动部14，其被设置在多个延伸框架20上。在本实施方式中，延伸框架20从箱状的主体部18的四角分别以上下一对的方式突出，而总计设置有8个。上下一对的延伸框架20由设置在彼此之间的未图示的支承框架固定支承。
螺旋桨驱动部14相对于1个延伸框架20各设置有1个，而在整体上总计设置有8个。此外，设置于无人机10的螺旋桨驱动部14的数量及配置没有特别限定，例如也可以是仅在8个延伸框架20中的上侧的延伸框架20上各设置1个(总计4个)螺旋桨驱动部14的结构。
被设置于上下一对延伸框架20的上下螺旋桨驱动部14从各延伸框架20的非相向面向彼此分离的方向突出。该螺旋桨驱动部14具有螺旋桨22、使螺旋桨22旋转的电机24、和驱动控制电机24的ESC26(参照图2)。
螺旋桨22形成为呈直线状延伸的细长板状，其长边方向中心部被固定于电机24的轴部(未图示)。多个螺旋桨22与轴部的旋转一体地旋转，形成以螺旋桨22的总长为直径的旋转面22a(参照图3)。即，旋转面22a构成螺旋桨驱动部14的一部分。各旋转面22a彼此面向相同的方向(与延伸框架20的面方向平行的上下方向)。
电机24使作为转子的轴部向与延伸框架20的延伸方向正交的方向突出，利用未图示的定子对轴部以使其自如旋转的方式对其进行保持。电机24的种类没有特别限定，例如能够应用有刷DC电机。
如图2所示，ESC26与被设置在主体部18内的无人机10的控制部42(飞行控制器46)可传递信号地连接。ESC26根据飞行控制器46的速度指令，控制向电机24供给的电力(例如，在有刷DC电机的情况下，从直流电压生成适当的时间宽度的脉冲)，使电机24旋转驱动。
在此，在无人机10稳定飞行时，被固定于向相同方向延伸的上下一对延伸框架20的上下螺旋桨驱动部14通过飞行控制器46被控制向彼此相反方向旋转。例如，在使上侧的螺旋桨22向顺时针方向旋转的情况下，使下侧的螺旋桨22向逆时针方向旋转。
返回图1，向相同方向延伸的上下延伸框架20固定保持着从螺旋桨驱动部14的设置部位进一步突出的保护框架28。4个保护框架28比螺旋桨22向外侧突出，在其突出端设置有在上下方向上具有规定长度(比主体部18的厚度长的尺寸)的杆30。在4个杆30的上下位置的每个位置上，以环绕各杆30之间的方式张设有金属线32。即，4个杆30和金属线32构成无人机10与外部的边界即最外侧轮廓，从而防止在无人机10的飞行过程中，螺旋桨22、主体部18与周围的壁发生碰撞。
另一方面，主体部18具有用于固定延伸框架20的箱状的壳体34。如图2所示，在壳体34的内部设置有使螺旋桨驱动部14、重心移动装置16动作的电气系统的装置等。具体而言，主体部18具有：传感器组36，其检测无人机10的飞行状态；收发模块38，其在与外部之间进行信息通信；电力供给用电池40；控制部42，其控制螺旋桨驱动部14和重心移动装置16的动作。
传感器组36包括多种检测器，该多种检测器检测无人机10的飞行状态并将该检测信息输出给控制部42。例如，作为传感器组36的检测器，可以列举陀螺仪传感器(角加速度传感器、角速度传感器)、GPS装置、加速度传感器、速度传感器、距离传感器、高度传感器、摄像头等。即，在从传感器组36输出的检测信息中包括无人机10的姿势(角加速度或角速度)、位置信息、加速度、速度、下方距离、高度等。
收发模块38在与无人机10的外部之间构建无线通信线路，并与外部之间进行信息的收发。例如，收发模块38与检查装置44进行信息通信，从检查装置44接收无人机10的飞行指令或重心移动指令。然后，若在控制部42的控制下，在飞行过程中进行综合重心位置TG的移动，并测定此时的飞行状态(获取检测信息)，则将测定结果的信息发送给检查装置44。
另外，电池40与螺旋桨驱动部14(ESC26)、重心移动装置16、传感器组36的各检测器、收发模块38和控制部42连接，并且适当地供给动作中所需的电力。
控制部42构成为具有处理器、存储器、输入输出接口的计算机。控制部42具有：飞行控制器46，其主要控制无人机10的飞行；和移动控制器48(移动控制部)，其主要控制重心移动装置16。而且，控制部42具有测定控制部50，该测定控制部50提取传感器组36的检测信息并生成测定结果(即，测定无人机10的飞行状态)。此外，飞行控制器46、移动控制器48和测定控制部50不仅可以一体地设置在壳体34内的控制基板上，而且也可以单独设置。
飞行控制器46根据从外部接收到的飞行指令，单独控制多个(8个)螺旋桨驱动部14的旋转驱动，从而使无人机10飞行。另外，飞行控制器46在无人机10的飞行过程中获取传感器组36的检测信息，并根据检测信息自主地控制飞行状态(姿势、位置)。此外，飞行控制器46也可以构成为，通过将飞行内容预先存储于存储器而自动地进行飞行，并不依赖于外部的飞行指令。
另外，移动控制器48根据从外部接收到的重心移动指令，控制重心移动装置16的动作。此外，移动控制器48也可以构成为，通过将重心移动内容预先存储于存储器而自动地进行重心移动，并不依赖于外部的重心移动指令。
返回图1，重心移动装置16被设置于无人机10的主体部18的上表面。在本实施方式中，重心移动装置16由固定于主体部18的上表面的滑动机构52(线性位移台，Linearstage)和通过滑动机构52位移的配重54构成。
重心移动装置16在主体部18上方的规定高度位置，沿二维平面方向(与设置于上侧的延伸框架20的螺旋桨22的旋转面22a平行的面方向)移动滑块，使无人机10的综合重心位置TG位移。此外，重心移动装置16的设置位置没有特别限定，例如也可以安装在主体部18的下表面。
详细而言，滑动机构52具有：一对(2根)固定轨56，其被固定于主体部18；和1根可动轨58，其能够在一对固定轨56上移动。在面对螺旋桨22的旋转面22a俯视时，一对固定轨56沿着无人机10的两侧方向(短边方向)被固定，另一方面，1根可动轨58沿着主体部18的前后方向(长边方向)延伸。即，可动轨58设置在与固定轨56正交的方向上。
一对固定轨56在彼此离开规定间隔的位置平行地延伸，且形成为到达无人机10的短边方向的最外侧轮廓(金属线32)附近的长度。在一对固定轨56的每1个(或其中1个)上设置有第1滚珠丝杠机构60。第1滚珠丝杠机构60具有：驱动电机60a；丝杠60b，其随着驱动电机60a的旋转而进行旋转；和工作台(未图示)，其支承可动轨58的下部并且在丝杠60b的旋转下直线移动。各第1滚珠丝杠机构60的驱动电机60a通过在被设置于主体部18内的移动控制器48的控制下同时且以相同速度旋转驱动，而使可动轨58沿短边方向直线移动，从而将其配置于所期望位置。
另一方面，可动轨58被配置在比螺旋桨22稍靠上方的位置，并且延伸到无人机10的长边方向的最外侧轮廓(金属线32)附近。与固定轨56同样地，可动轨58也设有由驱动电机62a、丝杠62b、工作台62c构成的第2滚珠丝杠机构62。而且，第2滚珠丝杠机构62的工作台62c固定支承上述的配重54。第2滚珠丝杠机构62的驱动电机62a通过在被设置于主体部18内的移动控制器48的控制下进行旋转驱动，而使配重54沿长边方向直线移动，从而将其配置于所期望位置。
配重54可以被设计为能够使无人机10的综合重心位置TG容易变化的适当的重量和尺寸。配重54在滑动机构52的驱动下，在机身12上方的规定高度位置沿二维平面方向移动。此外，使配重54移动的滑动机构52不限定于上述的第1滚珠丝杠机构60和第2滚珠丝杠机构62，可以采用各种机构。例如，滑动机构52也可以利用线性电机、气缸、液压缸等。
无人机10控制重心移动装置16，并且在初始状态(飞行开始的初始状态或稳定飞行状态)下设定基准位置，使得综合重心位置TG位于长方体形状的无人机10的中心位置OD处。移动控制器48在重心移动中进行重心移动装置16的动作(由第1滚珠丝杠机构60和第2滚珠丝杠机构62实现的配重54的移动)，使得综合重心位置TG例如从基准位置移动到重心移动指令中包括的目标位置。此时，重心移动装置16规定综合重心位置TG的移动界限，另外，控制部42(移动控制器48)具有适当地调整综合重心位置TG的移动速度的功能。
接着，参照图3，对无人机10的综合重心位置TG的移动范围和速度控制进行详细说明。综合重心位置TG的移动界限Mlim通过重心移动装置16的设置状态、移动控制器48的控制而被规定。而且，移动界限Mlim的内侧成为综合重心位置TG的移动范围64。在面对螺旋桨22的旋转面22a俯视时，该综合重心位置TG的移动范围64被设定在连结无人机10的最外侧轮廓的范围内。
即，在本实施方式所涉及的无人机10中，俯视时与环绕成长方形的金属线32大致重叠的线成为移动界限Mlim，其内侧成为综合重心位置TG的移动范围64。此外，在未设置金属线32的情况下，无人机10的最外侧轮廓可由被设置于机身12侧方的框架规定，或者在俯视时螺旋桨22露出侧方的情况下，可成为连结螺旋桨22的旋转面22a的外接圆的线。
另外，移动控制器48设定成为使速度变化的边界的虚拟框线66(虚拟线)。虚拟框线66可以设定1个或多个，在本实施方式中设定第1虚拟线66a和第2虚拟线66b。第1虚拟线66a在俯视时是将距无人机10的中心位置OD的距离相等的多个螺旋桨22的旋转面22a的中心PO(即电机24的轴部)连结的线。此外，在无人机10中，在存在距中心位置OD的距离不同的螺旋桨22的情况下，将连结最接近中心位置OD的多个螺旋桨22的中心PO的线设为第1虚拟线66a。
而且，第2虚拟线66b在俯视时被设定为，将距无人机10的中心位置OD的距离相等的多个螺旋桨22的旋转面22a中，最接近中心位置OD的接近点PN连结的线。接近点PN可以被换言为在螺旋桨22的旋转面22a上距中心位置OD的距离最小的点。此外，在无人机10中，即使在存在有距中心位置OD的距离不同的螺旋桨22的情况下，也将连结最接近中心位置OD的多个螺旋桨22的接近点PN的线设为第2虚拟线66b。
通过上述的移动界限Mlim、第1虚拟线66a及第2虚拟线66b，在综合重心位置TG的移动范围64中，从外侧向内侧依次设定3个区域(第1区域67～第3区域69)。即，在俯视时，第1区域67位于外侧的移动界限Mlim与内侧的第1虚拟线66a之间，第2区域68位于第1虚拟线66a与第2虚拟线66b之间，第3区域69位于第2虚拟线66b的内侧。
在该第1区域67～第3区域69中，移动控制器48调整综合重心位置TG的移动速度并使其移动。具体而言，在将第1区域67的移动速度设为第1速度V1、将第2区域68的移动速度设为第2速度V2、将第3区域69的移动速度设为第3速度V3的情况下，控制重心移动装置16的动作，使得V1＜V2＜V3的关系成立。据此，综合重心位置TG的移动速度在接近中心位置OD的第3区域69中较快，其移动速度在远离中心位置OD的第1区域67中较慢。
作为一例，第2速度V2可以设定为比第1速度V1快，为1.5倍以上，第3速度V3可以设定为比第2速度V2快，为1.5倍以上。此外，也可以为第1速度V1～第3速度V3被预先设定为相对的速度比，并根据与重心移动指令中包括的速度有关的信息来适当分配速度的结构。
为了实现上述综合重心位置TG的移动，移动控制器48通过读取并执行存储在存储器中的程序(未图示)而在内部构建图4所示的功能块。即，在移动控制器48的内部形成有速度调整切换部70、重心位置测定部72、重心移动速度设定部74和驱动控制部76。
在综合重心位置TG的移动中，速度调整切换部70切换是否进行调整移动速度的控制。例如，重心移动指令78中包括是否调整由用户(检查者)设定的移动速度的调整信息78a，速度调整切换部70根据该调整信息78a来切换实施和不实施移动速度的调整。此外，也可以为无人机10具有用于切换重心移动的速度调整的物理开关(未图示)，根据飞行前的物理开关的接通/断开来切换实施和不实施移动速度的调整。
重心位置测定部72在实施重心移动时进行无人机10的综合重心位置TG的测定。例如，重心位置测定部72获取重心移动装置16(第1滚珠丝杠机构60和第2滚珠丝杠机构62)的未图示的编码器的反馈信号，得到与工作台62c(配重54)的当前位置有关的信息(当前位置信息AL)。然后，重心位置测定部72根据配重54的当前位置信息AL，计算出综合重心位置TG。作为一个例子，可列举出重心位置测定部72持有与配重54的当前位置信息AL对应的映射信息72a，并从当前位置信息AL和映射信息72a中提取出综合重心位置TG。另外，重心位置测定部72还可以使用陀螺仪传感器的角加速度等检测信息来运算出无人机10的姿势，从而计算或校正综合重心位置TG。
此外，在实施重心移动之前的初始状态下，当综合重心位置TG不存在于无人机10的中心位置OD时，移动控制器48也可以使重心移动装置16动作，从而将综合重心位置TG配置于中心位置OD(基准位置)。据此，能够良好地测定在使综合重心位置TG从中心位置OD位移时的无人机10的行为。
重心移动速度设定部74根据被预先设定的上述第1虚拟线66a和第2虚拟线66b，设定第1区域67～第3区域69中的综合重心位置TG的移动速度。例如，当在重心移动指令78中包括综合重心位置TG的目标位置78b时，重心移动速度设定部74计算出从当前位置(当前位置信息AL)起的移动路径(移动量和移动方向)，并且设定该移动路径所经过的第1区域67～第3区域69的第1速度V1～第3速度V3。
另外，例如在重心移动指令78中除了综合重心位置TG的目标位置78b之外，还包括总移动时间78c的情况下，计算从当前位置起的移动路径，并且根据移动时间78c设定第1区域67～第3区域69的第1速度V1～第3速度V3。或者，重心移动速度设定部74也可以构成为，将第1区域67～第3区域69的第1速度V1～第3速度V3作为速度的上限值，限制各区域的移动速度，使得所指令的移动速度不超过上限值。
驱动控制部76根据由重心移动速度设定部74设定的移动路径和移动速度而生成重心移动装置16的驱动内容，并根据该驱动内容控制滑动机构52的驱动。可以为，例如驱动内容是每隔规定时间计算出滑动机构52的工作台62c的目标控制位置的内容，驱动控制部76以沿着该目标控制位置的方式计算出第1滚珠丝杠机构60和第2滚珠丝杠机构62的各驱动电机60a、62a的旋转速度，从而输出旋转指令RC。
本实施方式所涉及的无人机10基本上如以上那样构成，下面，参照图5中的流程图，例示在无人机10的飞行过程中进行重心移动时的处理流程。
无人机10在使用时(飞行状态的检查时)，从检查装置44接收飞行指令，通过控制部42的飞行控制器46进行按照飞行指令的飞行控制。飞行控制器46控制多个螺旋桨驱动部14中的每1个螺旋桨驱动部的旋转速度和旋转方向，据此，使无人机10以任意方向和速度飞行并在任意的三维空间位置待机(悬停)。
然后，当无人机10从检查装置44接收到重心移动指令78时，通过移动控制器48实施重心移动处理流程。在重心移动处理流程中，首先移动控制器48的速度调整切换部70根据重心移动指令78中包括的调整信息78a来设定实施或者不实施移动速度的调整(步骤S1)。
接着，重心位置测定部72测定无人机10的当前综合重心位置TG(步骤S2)。此外，移动控制器48也可以构成为，稳定地监视综合重心位置TG的当前位置信息AL，即使在启动停止时等也立即识别出综合重心位置TG。
在此之后，移动控制器48判定是否进行综合重心位置TG的移动速度的调整(步骤S3)，在调整移动速度的情况下进入步骤S4，在不调整移动速度的情况下跳过步骤S4。
在步骤S4中，重心移动速度设定部74根据重心移动指令78中包括的目标位置78b、综合重心位置TG的当前位置信息AL和第1区域67～第3区域69的第1速度V1～第3速度V3，计算和设定综合重心位置TG的移动路径和移动速度。据此，根据综合重心位置TG通过的区域来设定适当的移动速度。
然后，驱动控制部76根据综合重心位置TG的移动路径(或者在调整移动速度的情况下设定的移动速度)，生成重心移动装置16的驱动内容，从而对滑动机构52进行驱动控制(步骤S5)。据此，重心移动装置16通过使配重54位移而将综合重心位置TG移动到目标位置78b。
最后，移动控制器48判定重心移动指令78中包括的重心移动是否结束(步骤S6)。例如，在重心移动指令78中记述了实施下一个重心移动的情况下，或者接收了下一个重心移动指令78的情况下，返回步骤S1而重复相同的处理。另外，在没有特别存在下一个重心移动的预定的情况下，结束重心移动处理流程。然后，在间隔一段时间而接收到重心移动指令78的情况下，再次从步骤S1起开始处理。
另外，无人机10的测定控制部50与移动控制器48联动，在综合重心位置TG的移动之前、移动期间和移动之后等过程中，从传感器组36获取并存储检测信息，从而生成测定结果。然后，控制部42在适当的时间将测定出的测定结果发送给检查装置44。据此，检查装置44能够获取测定结果并对该测定结果进行适当处理。
第1实施方式所涉及的无人机10通过上述结构实现以下效果。
无人机10能够通过设置有重心移动装置16和移动控制器48的简单的结构而使使用者确认无人机10随着重心移动装置16的重心移动的姿势变化。即，在无人机10飞行过程中，移动控制器48识别无人机10整体的重心位于何处，并通过重心移动装置16的动作控制使综合重心位置TG移动到目标位置78b。据此，容易重现在现实的飞行环境中受到外部干扰时的重心的变化。因此，能够使无人机10良好地实施各种飞行试验。
另外，在重心移动装置16被设置于机身12的上部的情况下，能够重现使人搭乘的搭乘型，作为预定开发的无人机10。即，即使实际上未搭乘有人，也能够模拟与搭乘了人的情况(由体重移动等导致的姿势变化)同等的无人机10的飞行状态。或者，在重心移动装置16被设置于机身12的下部的情况下，能够重现装载有重物(货物)的装载型，作为预定开发的无人机10。即，即使实际上未装载有重物，也能够模拟与装载有重物的情况(由货物移动等导致的重心位置变化)同等的无人机10的飞行状态。
此外，在无人机10中，能够通过将综合重心位置TG配置于无人机10的中心位置OD来使无人机10的飞行过程中的姿势稳定。而且，通过使综合重心位置TG从该中心位置OD移动，能够简单且高精度地重现在从稳定姿势受到外部干扰时的重心移动。
在无人机10中，能够通过将综合重心位置TG的移动范围64设定在无人机10的最外侧轮廓内来试验当综合重心位置TG在较宽范围内移动时的飞行状态。
此外，在无人机10中，通过重心移动速度设定部74来调整重心移动的动作，使得综合重心位置TG的移动速度从内侧向外侧呈分级变慢，从而即使在综合重心位置TG的移动过程中也能使飞行姿势稳定。据此，能够实施安全性较高的飞行试验。
而且，在无人机10中，设定能够切换实施或不实施综合重心位置TG的移动速度的调整。据此，例如，能够良好地切换并实施在考虑飞行姿势的同时使综合重心位置TG移动的情况等的飞行试验、和综合重心位置TG急剧移动的情况等的飞行试验。
另外，由于重心移动装置16是滑动机构52，因此在无人机10中，当实施重心移动时，能够在沿着导轨的方向上平滑地移动配重54来进行综合重心位置TG的移动。而且，能够使滑动机构52的配重54位于金属线32的内侧，从而能够抑制在无人机10的碰撞时等对重心移动装置16直接施加冲击。
此外，本发明不限定于上述实施方式，可以根据发明的主旨进行各种改变。例如，综合重心位置TG的移动速度的调整不限定于设定第1区域67～第3区域69，并使外侧的区域比内侧的区域分级变慢。例如，综合重心位置TG的移动速度也可以设定为外侧区域比内侧区域快。
另外，在无人机10中，也可以不确定使移动速度变化的区域。例如，还可以设定为，使综合重心位置TG的移动速度随着综合重心位置TG远离无人机10的中心位置OD而变慢。即，移动控制器48根据综合重心位置TG的位置而使移动速度线性(linear)地变化。在这种情况下，当使综合重心位置TG在远离中心位置OD的位置处移动时，也能够容易地保持飞行姿势。因此，能够实施安全性更高的飞行试验。
另外，例如，还可以设定综合重心位置TG的移动速度，使其随着综合重心位置TG接近无人机10的中心位置OD而变快。即，移动控制器48根据综合重心位置TG的位置使移动速度线性(linear)地变化。在这种情况下，当使综合重心位置TG在接近中心位置OD的位置处移动时，也能够容易地快速保持飞行姿势。因此，能够实施安全性更高的飞行试验。
而且，重心移动装置16也可以在综合重心位置TG的重心移动中实施各种移动。例如，重心移动装置16除了使综合重心位置TG从无人机10的中心位置OD在三维空间的规定方向上移动之外，还可以使综合重心位置TG进行往复移动或短周期振动、围着主体部18的周边环绕等动作。
如图6A所示的第1变形例那样，无人机10的机身12A也可以具有4个螺旋桨驱动部14A，并且在俯视时形成为正方形。在这种情况下，通过设置重心移动装置16，也能够使综合重心位置TG良好地移动。总之，设置重心移动装置16的无人机10的平面形状没有特别地限定，并且除了上述形状之外，无人机10也可以形成为大致圆形或其他多边形。此外，如图6A中所示，重心移动装置16(滑动机构52A)也可以由一根固定轨56和一根可动轨58构成。
此外，例如，如图6B所示的第2变形例那样，重心移动装置16(滑动机构52B)也可以为在俯视时使配重54沿着机身12A的最外侧轮廓的对角线移动的结构。在配重54的移动中，优选重心移动装置16预先在无人机10的最外侧轮廓上规定移动界限Mlim，从而即使在可动轨58超过最外侧轮廓位移的情况下，也能够以综合重心位置TG不超过最外侧轮廓的方式来限制移动。
而且，俯视时的综合重心位置TG的移动范围64(移动界限Mlim)不限定于无人机10的最外侧轮廓，也可以设定为在俯视时比最外侧轮廓靠内侧的范围。例如参照图3，移动控制器48可以将综合重心位置TG的移动范围64设定在俯视时将多个螺旋桨驱动部14的旋转面22a的中心PO连结的虚拟线(第1虚拟线66a)以内。通过以这种方式设定综合重心位置TG的移动范围64，能够在使无人机10的飞行稳定的同时试验当综合重心位置TG在一定程度范围内移动时的飞行状态。
或者参照图3，移动控制器48也可以将综合重心位置TG的移动范围64设定在俯视时将多个螺旋桨驱动部14中的最接近无人机10的中心位置OD的接近点PN连结的虚拟线(第2虚拟线66b)以内。据此，能够在使无人机10的飞行更稳定的同时试验当综合重心位置TG在狭小范围内移动时的飞行状态。
〔第2实施方式〕
如图7所示，第2实施方式所涉及的无人机10A(飞行器)具有作为重心移动装置16的机械臂80，在这一点上与第1实施方式所涉及的无人机10不同。此外，重心移动装置16以外的结构是与上述无人机10基本相同的结构，下面附加相同的附图标记并省略其详细的说明。
具体而言，机械臂80具有多个臂82(第1臂82a～第3臂82c)和对臂82进行支承的基座84，并且具有多个关节部86，该多个关节部86以彼此可旋转的方式连结各臂82之间以及臂82与基座84之间。关节部86包括第1关节部86a、第2关节部86b和第3关节部86c，其中，第1关节部86a连结基座84与第1臂82a；第2关节部86b连结第1臂82a与第2臂82b；第3关节部86c连结第2臂82b与第3臂82c。
多个臂82中的第3臂82c构成为可与基座84的距离最远，并且构成为保持配重54的手部。即，在第2实施方式中，配重54通过第1臂82a～第3臂82c的移动而其三维位置发生位移。
在面向旋转面22a俯视时，能够使多个关节部86中的第1关节部86a沿着基座84的平面方向旋转360°且能够使第1臂82a以从基座84的平面起划半圆的方式移动。在第1关节部86a～第3关节部86c上分别设置有未图示的伺服电机，各伺服电机通过被设置于基座84内部的移动控制器48被控制转动。
在无人机10A中，即使是如上述那样构成的机械臂80，也与第1实施方式所涉及的重心移动装置16同样地，能够使综合重心位置TG自由移动。尤其，机械臂80能够以在三维空间内经过种类更多的移动路径的方式而使综合重心位置TG移动。

Claims (11)

1.一种飞行器，所述飞行器在机身上具有升力发生装置，并能在所述升力发生装置的驱动下在空中飞行，所述飞行器的特征在于，
具有重心移动装置和移动控制部，其中，
所述重心移动装置被设置在所述机身的上部或下部，并能使所述飞行器整体的综合重心位置移动；
所述移动控制部通过获取所述综合重心位置，并控制所述重心移动装置的动作而使所述综合重心位置移动到目标位置。
2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于，
所述移动控制部通过所述重心移动装置的动作控制，在初始状态下使所述综合重心位置配置在所述飞行器的中心位置。
3.根据权利要求1或2所述的飞行器，其特征在于，
所述移动控制部将所述综合重心位置的移动范围设定于，在俯视时位于所述飞行器的最外侧轮廓以内。
4.根据权利要求1或2所述的飞行器，其特征在于，
在所述机身上设置有多个所述升力发生装置，
所述移动控制部将所述综合重心位置的移动范围设定于，在俯视时位于将所述多个升力发生装置的中心连结的虚拟线以内。
5.根据权利要求1或2所述的飞行器，其特征在于，
在所述机身上设置有多个所述升力发生装置，
所述移动控制部将所述综合重心位置的移动范围设定于，在俯视时位于将所述多个升力发生装置中的最接近所述飞行器的中心位置的接近点连结的虚拟线以内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的飞行器，其特征在于，
所述移动控制部调整所述综合重心位置的移动速度，使得所述移动速度随着所述综合重心位置远离所述飞行器的中心位置而变慢。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的飞行器，其特征在于，
所述移动控制部调整所述综合重心位置的移动速度，使得所述移动速度随着所述综合重心位置接近所述飞行器的中心位置而变快。
8.根据权利要求1或2所述的飞行器，其特征在于，
在所述机身上设置有多个所述升力发生装置，
所述移动控制部将所述综合重心位置的移动界限设定于在俯视时位于所述飞行器的最外侧轮廓，并设定第1虚拟线和第2虚拟线，其中，所述第1虚拟线为将所述多个升力发生装置的中心连结的虚拟线，所述第2虚拟线为将所述多个升力发生装置中的最接近所述飞行器的中心位置的接近点连结的虚拟线，
并且，在所述移动控制部将所述移动界限与所述第1虚拟线之间的第1区域中的所述综合重心位置的移动速度设为第1速度V1、将所述第1虚拟线与所述第2虚拟线之间的第2区域中的所述综合重心位置的移动速度设为第2速度V2、以及将所述第2虚拟线的内侧的第3区域中的所述综合重心位置的移动速度设为第3速度V3的情况下，所述移动控制部对所述移动速度进行调整，以使V1＜V2＜V3。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的飞行器，其特征在于，
所述移动控制部能够切换实施或者不实施所述移动速度的调整。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的飞行器，其特征在于，
所述重心移动装置是使配重沿着设置于所述机身的导轨移动的滑动机构。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的飞行器，其特征在于，
所述重心移动装置是机械臂，该机械臂具有设置于所述机身的多个臂；和以能够转动的方式连结1个臂与其他臂之间的关节部，所述机械臂使固定于所述臂的配重移动。
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