CN111819510B - 飞行机器人 - Google Patents
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Abstract
一种飞行机器人，其具备：飞行主体部；推进部，其具有通过旋转叶片的驱动而产生推进力多个推进单元，该多个推进单元设置于飞行主体部；作业主体部；操纵器部，其具有一个或多个作业操纵器，该一个或多个作业操纵器构成为能够执行规定作业，且该一个或多个作业操纵器设置于作业主体部；以及连接部，其以使飞行主体部能够相对于作业主体部连接及脱离的方式设置于该作业主体部和该飞行主体部，该飞行机器人在作业主体部与飞行主体部已在连接部连接的状态下，执行基于作业操纵器的规定作业。通过这样的结构，从而使搭载有用于作业的操纵器的飞行体即飞行机器人执行尽可能范围广泛的作业内容。
Description
技术领域
本发明涉及能够飞行且能够执行规定的作业的飞行机器人。
背景技术
近年来，无人飞行体被利用于各种用途，其开发正积极进行。作为无人飞行体，利用有无线操纵的无人直升机、所谓的无人机。例如，作为无人机基于农业目的的应用例，可以例示农药播撒、使用搭载的相机进行的农作物的生长繁育观察、用于保护农作物免受霜害的气流生成等(例如参照专利文献1)。
另外，还在无人飞行体设置执行规定的作业的臂等，并进行了能够飞行的机器人的开发，以使得不限于农业目的而能够广泛利用于其他目的。例如在专利文献2所示的技术中，在设置于机器人主体的多个臂上设置有能够使该机器人飞行的螺旋桨。由此，该机器人能够飞行而向任意的场所移动，并使用其多个臂在地面上步行或者进行规定的作业。另外，在专利文献3中也公开有将通用性高的机械手安装于多轴直升机而构成能够飞行的机器人的要点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-000015号公报
专利文献2：国际公开第2016/193666号公报
专利文献3：日本特开2017-202561号公报
专利文献4：日本特开2002-200990号公报
发明内容
发明要解决的课题
无人机等无人飞行体主要以飞行为目的。因此，无人飞行体本身不能进行作业，通常将用于进行那样的作业的臂、腿部等操纵器安装于无人飞行体。然而，在以往技术中，在操纵器安装于无人飞行体的情况下，该操纵器连结于飞行体的主体侧。因此，该无人飞行体能够执行的作业内容取决于安装的操纵器，从而由无人飞行体进行的作业内容的通用性不高。
在无人飞行体利用操纵器进行作业的场所与该无人飞行体开始飞行的场所(例如无人飞行体的保存场所)离得比较远的情况下，当其作业场所处的无人飞行体的作业内容受到限制时，无人飞行体的高效运用有可能受到阻碍。换言之，为了能够进行在远程地的范围广泛的作业，而不得不使搭载有与其作业内容相应的操纵器的多种无人飞行体飞行，或者在无人飞行体的数量受到限制的情况下作业时间不得不长期化。
本发明是鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于，提供一种能够使搭载有用于作业的操纵器的飞行体即飞行机器人执行尽可能范围广泛的作业内容的技术。
用于解决课题的方案
在本发明中，为了解决上述课题，而将本发明的飞行机器人分为为了进行作业而设置有作业操纵器的作业主体部侧与设置有用于飞行的推进单元的飞行主体部侧而构成，并且构成为使两者能够相互连接以及脱离。通过该结构，能够在适当选择与作业内容相应的作业操纵器的基础上构成飞行机器人，因此能够尽可能范围广泛地对该飞行机器人的作业内容进行调整。
详细而言，本发明是一种飞行机器人，其具备：飞行主体部；推进部，其具有通过旋转叶片的驱动而产生推进力的多个推进单元，该多个推进单元设置于所述飞行主体部；作业主体部；操纵器部，其具有一个或多个作业操纵器，所述一个或多个作业操纵器构成为能够执行规定作业，且所述一个或多个作业操纵器设置于所述作业主体部；以及连接部，其以使所述飞行主体部能够相对于所述作业主体部连接及脱离的方式设置于该作业主体部和该飞行主体部。并且，该飞行机器人在所述作业主体部与所述飞行主体部已在所述连接部连接的状态下，执行基于所述作业操纵器的所述规定作业。
发明效果
本发明能够使搭载有用于作业的操纵器的飞行体即飞行机器人执行尽可能范围广泛的作业内容。
附图说明
图1是示出实施例的飞行机器人的概要结构的图。
图2A是以来自上方的视角示出在图1所示的飞行机器人中飞行主体部与作业主体部分离的状态的图。
图2B是以来自下方的视角示出在图1所示的飞行机器人中飞行主体部与作业主体部分离的状态的图。
图3是将在实施例的飞行机器人中形成的功能部图像化而得到的功能框图。
图4A是实施例的飞行机器人的第一变形例。
图4B是实施例的飞行机器人的第二变形例。
图5是与在实施例的飞行机器人中执行的作业执行控制相关的流程图。
图6是与在实施例的飞行机器人中执行的充电控制相关的流程图。
具体实施方式
本实施方式的飞行机器人通过在飞行主体部侧设置的多个推进单元而产生用于飞行的推进力。推进单元各自具有旋转叶片，通过驱动该旋转叶片旋转而决定由该推进单元产生的推进力。优选的是，推进单元各自的推进力能够独立进行控制。多个推进单元向飞行主体部的配置能够任意设计。通过在飞行主体部设置的推进单元各自的推进力的平衡来控制飞行机器人的飞行状态(上升、下降、回旋等)。在飞行主体部设置的多个推进单元既可以全部是相同种类，也可以混合有不同的种类。
飞行机器人还具备与飞行主体部分别构成的作业主体部。由该作业主体部与飞行主体部这两者形成飞行机器人。在作业主体部设置有作业操纵器，该作业操纵器用于由飞行机器人执行的规定作业。作业操纵器的结构、形状、大小等各要素按照对飞行机器人要求执行的规定作业的内容而适当设计。例如，在要求将把持对象物作为规定作业的情况下，也可以采用与包括能够对设想的对象物进行把持的末端执行器在内的机械臂相当的结构物来作为作业操纵器。另外，作为其他方法，在要求将与地面接触或者在地面上步行作为规定作业的情况下，也可以采用与能够对步行机器人的一部分或者全部进行支承的腿相当的结构物来作为作业操纵器。
并且，本实施方式的飞行机器人构成为能够使设置有作业操纵器的作业主体部与设置有推进单元的飞行主体部借助连接部连接以及脱离。当像这样构成时，能够对飞行主体部选择性地连接具有规定作业的内容不同的作业操纵器的作业主体部，因此可以构成能够执行范围广泛的内容的规定作业的飞行机器人。通过准备分别设置有与多种作业内容对应的作业操纵器的作业主体部，并适当更换飞行主体部借助连接部而连接的作业主体部，从而作为飞行机器人，能够高效地执行范围广泛的作业。优选的是，当在作业场所准备这些作业主体部时，在该作业场所的飞行机器人的通用性飞跃性地提高。
需要说明的是，在本实施方式的飞行机器人中，在使用作业操纵器执行规定作业时，既可以是由推进单元产生推进力而使飞行机器人飞行，作为其他方法，也可以是飞行机器人未飞行的状态。即，推进单元既可以在飞行主体部与作业主体部已连接的状态下驱动，也可以在飞行主体部与作业主体部分离的状态下驱动。在前者的情况下，能够将由推进单元产生的推进力反映于规定作业；在后者的情况下，能够将该推进力反映于飞行主体部的飞行移动。
以下基于附图对本发明的具体实施方式进行说明。本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别记载，便不意在将发明的技术的范围仅限定于此。
<实施例>
在此，基于图1以及图2A、图2B对本实施例的飞行机器人1进行说明。飞行机器人1构成为包括飞行主体部2和作业主体部3。首先，对飞行主体部2进行说明。飞行主体部2具有多个推进单元23。需要说明的是，在图1所示的例子中，在飞行主体部2搭载有六个推进单元23，但只要飞行主体部2能够飞行，则推进单元23的搭载数量为多个即可，不限于六个。推进单元23具有作为旋转叶片的螺旋桨21和用于驱动该螺旋桨21旋转的致动器22。在飞行主体部2搭载的推进单元23全部是相同种类的单元，但在各个推进单元23中致动器22能够独立进行控制。因此，能够适当控制通过各推进单元23而得到的推进力，因此能够适当控制飞行主体部2以及飞行机器人1的飞行姿态、飞行速度等。需要说明的是，关于由推进单元23进行的飞行主体部等的飞行控制，在后叙述。
在此，在飞行主体部2中，在大体中央处具有飞行侧躯干25，且从该飞行侧躯干25起呈放射状地借助桥接件24而在该桥接件24的前端侧设置有推进单元23。六个推进单元23以飞行侧躯干25为中心而在圆周上以等间隔排列。另外，在飞行侧躯干25搭载有用于向各推进单元23的致动器22供给驱动电力的蓄电池27(参照图3)、对从该蓄电池27向致动器22的电力供给等进行控制的控制装置200(参照图3)。关于由控制装置200进行的与飞行主体部2相关的控制，其详细情况在后叙述。
接下来，对作业主体部3进行说明。作业主体部3具有与构成为能够执行规定作业的作业操纵器相当的两个(两条)腿部30。在本说明书中，作业主体部3所具有的作业操纵器构成为与期待飞行机器人1所执行的规定作业对应。因此，如果规定作业的内容不同，则作为作业操纵器的结构也基本上不同。在本实施例中，作业操纵器构成为腿部30，对该腿部30设想作为规定作业的飞行机器人1的步行作业。需要说明的是，在图1所示的例子中，在作业主体部3设置有两条腿部30，但只要能够进行作为规定作业的步行作业，则腿部30的数量不限于两条，也可以设置三条以上的腿部30。另外，在将把持对象物的把持作业设想为规定作业的情况下，也可以如后述的图4A、图4B所示的那样将作业操纵器构成为臂部40，作业主体部3也可以进一步具有多种作业操纵器(例如腿部30和臂部40)。
腿部30具有：接地部31，其在飞行机器人1由于步行作业而步行时接地；第一连杆部32，其相对于接地部31连接为能够借助关节而相对旋转；第二连杆部33，其相对于第一连杆部32连接为能够借助关节而相对旋转；股关节部34，其相对于第二连杆部33连接为能够借助关节而相对旋转；以及多个致动器(未图示)，它们对各关节的旋转进行驱动控制。上述各关节根据设想的步行作业来设计其旋转方向。作为一例，接地部31与第一连杆部32之间的关节构成为能够绕滚转轴以及俯仰轴旋转，第一连杆部32与第二连杆部33之间的关节、以及第二连杆部33与股关节部34之间的关节构成为能够绕俯仰轴旋转。需要说明的是，各关节的结构并不限于这样的方案。
另外，股关节部34相对于作业主体部3所具有的作业侧躯干35连接为能够借助规定的关节而相对旋转。该规定的关节构成为能够绕偏航轴旋转。关于该规定的关节，也可以构成为能够绕滚转轴、俯仰轴旋转。关于相对于作业侧躯干35连接的腿部30，通过协作控制两条腿部30各自的内部所具备的用于关节驱动的致动器，从而实现作为规定作业的步行作业。另外，在对腿部30设想步行作业以外的作业的情况下，例如在一边由一个腿部30支承飞行机器人1，一边利用另一个腿部30与对象物接触或者向对象物作用外力时，也可以协作控制两条腿部30，或者还可以独立控制各个腿部30。
另外，在作业侧躯干35搭载有用于向各腿部30的致动器供给驱动电力的蓄电池37(参照图3)、从该蓄电池37向致动器进行电力供给并对由腿部30进行的步行等进行控制的控制装置300(参照图3)。关于由控制装置300进行的与作业主体部3相关的控制，其详细情况在后叙述。
并且，在飞行机器人1中，构成为飞行主体部2与作业主体部3能够相互连接以及脱离。具体而言，如图2A所示，在作业主体部3的作业侧躯干35的顶部设置有能够与飞行主体部2连接以及脱离的作业侧连接器36。另外，如图2B所示，在飞行主体部2的飞行侧躯干25的底部设置有能够与作业主体部3连接以及脱离的飞行侧连接器26。在飞行侧连接器26和作业侧连接器36设置有用于将彼此机械性地保持并固定的机械连接机构、以及用于在将彼此连接而形成飞行机器人1的状态下能够在飞行主体部2与作业主体部3之间进行控制信号、电力等的授受的电连接机构。另外，关于飞行侧连接器26与作业侧连接器36的脱离，在将由机械连接机构与电连接机构分别实现的连接状态解除的基础上，飞行主体部2利用其推进单元23的驱动进行飞行，从而实现飞行主体部2与作业主体部3的脱离。
需要说明的是，在飞行机器人1中飞行主体部2与作业主体部3的连接并不限定于特定的对象。即，飞行主体部2相对于具有不同的作业操纵器的各个作业主体部3，能够任意或者选择性地借助彼此的连接部连接，且之后将该连接解除而脱离。因此，飞行侧连接器26和作业侧连接器36的机械连接机构和电连接机构以共通的方式形成。
<飞行机器人1的控制部>
接下来，基于图3对飞行机器人1所具有的飞行主体部2和作业主体部3的控制结构进行说明。图3是示出飞行主体部2和作业主体部3各自所包括的各功能部的框图。飞行主体部2为了进行与飞行相关的飞行控制等而具有控制装置200。控制装置200是具有运算处理装置以及存储器的计算机，且具有飞行控制部210、连接控制部211及充电控制部212来作为功能部。各功能部通过在控制装置200中执行规定的控制程序而形成。
飞行控制部210是在飞行主体部2单独飞行的情况、以及飞行主体部2与作业主体部3连接而作为飞行机器人1进行飞行的情况下，对为了产生用于其飞行的推进力的推进单元23进行控制的功能部。飞行控制部210基于与飞行主体部2等的飞行状态相关的环境信息，而对六个推进单元23的推进力进行控制。作为该环境信息，可以例示关于利用与未图示的三轴(偏航轴、俯仰轴、滚转轴)对应的陀螺仪传感器进行检测的飞行主体部2的角速度、利用与未图示的该三轴对应的加速度传感器进行检测的飞行主体部2的倾斜等的信息。飞行控制部210利用由这些传感器取得的环境信息而进行反馈控制，以使飞行主体部2等的倾斜成为适于其飞行的状态。并且，在环境信息中也可以包含在以地轴的朝向为基准时绝对坐标系下的作为飞行主体部的朝向的方位角，该方位角可以利用方位角传感器进行检测。
在使飞行主体部2等向前后左右移动的情况下，飞行控制部210通过降低行进方向的推进单元23的致动器22的转速，并提高与行进方向相反的一侧的推进单元23的致动器22的转速，从而使飞行主体部2等成为相对于行进方向前倾的姿态并向所希望的方向行进。另外，在使飞行主体部2等旋转移动的情况下，飞行控制部210基于飞行主体部2等的旋转方向而进行螺旋桨21的旋转方向的输出。例如，在使飞行主体部2等右旋转的情况下，飞行控制部210降低与右旋转着的螺旋桨21对应的致动器22的输出，并且提高与左旋转着的螺旋桨21对应的致动器22的输出。
接下来，连接控制部211是与后述的作业主体部3侧的连接控制部311协作而执行将飞行主体部2与作业主体部3连接以及将该连接状态解除并脱离的连接脱离控制的功能部。在飞行主体部2相对于作业主体部3借助各自的连接用的连接器26、36而连接情况下，飞行主体部2侧的连接控制部211利用由飞行主体部2所具有的图像传感器29拍摄的拍摄结果，来确认作业主体部3的位置，并且判断作业主体部3的作业侧连接器36是否成为适于对飞行主体部2的飞行侧连接器26进行连接的姿态。
图像传感器29是单反相机或立体相机。另外，图像传感器29既可以是彩色相机，也可以是黑白相机，或者还可以是可见光以外的波长用相机(例如红外线相机、紫外线相机)。例如，通过在作业主体部3侧的作业侧连接器36配置多个激光发光源，且由图像传感器29对其亮点组进行拍摄，能够使连接控制部211掌握作业侧连接器36的位置、姿态。并且，图像传感器29还能够测定其拍摄方向上的深度，因此连接控制部211能够基于飞行主体部2相对于作业主体部3的作业侧连接器36的距离，而对飞行主体部2的接近进行控制。并且，如果其姿态合适，则连接控制部211借助飞行控制部210而使飞行主体部2接近作业主体部3，并使彼此的连接用的连接器26、36接触而执行机械连接以及电连接。
另一方面，在未成为适于作业主体部3的作业侧连接器36进行连接的姿态的情况下，连接控制部211借助飞行主体部2侧的通信部28和作业主体部3侧的通信部38而对作业主体部3侧的连接控制部311发出指令以调整作业侧连接器36的姿态。在此，通信部28以及通信部38在飞行主体部2与作业主体部3通过彼此的连接用的连接器26、36而连接了的情况下，通过由两连接器实现的电连接机构而成为能够在通信部28与通信部38之间进行有线通信的状态。另一方面，在飞行主体部2未与作业主体部3连接的状态且两者处于近距离的位置的情况下，通信部28与通信部38能够使用规定的无线通信标准进行近距离(例如5m左右)的无线通信。在本实施例中，进行基于Bluetooth(注册商标)LowEnergy标准(以下，称为BLE)的数据通信。BLE是基于Bluetooth的低电力通信标准，且具有不需要设备彼此的配对而能够通过感知对方来立即开始通信这样的特征。除此以外，还能够利用NFC(NearFieldCommunication)、UWB(Ultra Wideband)、WiFi(注册商标)等。并且，在飞行主体部2与作业主体部3的距离远离至不能进行上述近距离通信的程度的情况下，通信部28和通信部38分别能够利用3G(3rd Generation)、LTE(Long Term Evolution)等移动体通信供应商而与外部的通信目的地进行无线通信。
充电控制部212是与后述的作业主体部3侧的充电控制部312协作而在飞行主体部2与作业主体部3连接时对从作业主体部3的蓄电池37向飞行主体部2的蓄电池27的电力供给进行控制的功能部。关于该电力供给的控制，基于图6在后叙述。充电控制部212还进行飞行主体部2的蓄电池27所剩余的电能(SOC：State OfCharge)的监视。
接下来，对作业主体部3侧的功能部进行说明。作业主体部3为了进行基于作业操纵器的规定作业、即在本实施例的情况下进行基于腿部30的步行作业而具有控制装置300。控制装置300是具有运算处理装置以及存储器的计算机，且具有步行控制部310、连接控制部311及充电控制部312来作为功能部。各功能部通过在控制装置300中执行规定的控制程序而形成。
步行控制部310是在作业主体部3单独步行的情况、以及飞行主体部2与作业主体部3连接而作为飞行机器人1步行的情况下，对为了其步行而设置于两条腿部30的致动器进行控制的功能部。步行控制部310基于与作业主体部3等的步行状态相关的环境信息来控制腿部30。作为该环境信息，可以例示关于利用与未图示的三轴(偏航轴、俯仰轴、滚转轴)对应的陀螺仪传感器进行检测的作业主体部3的角速度、利用与未图示的该三轴对应的加速度传感器进行检测的作业主体部3的倾斜等的信息。另外，在设置于腿部30的各关节的致动器设置有对与各自的旋转状态相关的状态量(致动器的旋转轴的旋转位置、旋转速度等)进行检测的编码器(未图示)。并且，步行控制部310基于由各致动器的编码器检测出的各致动器的状态量对腿部30的致动器进行伺服控制，以使得作业主体部3的倾斜等成为适于步行的状态。
如在上述对飞行主体部2侧的连接控制部211进行了说明的那样，连接控制部311是与该连接控制部211协作而执行将飞行主体部2与作业主体部3连接以及将该连接状态解除并脱离的连接脱离控制的功能部。连接控制部311在作业主体部3的作业侧连接器36未成为适于连接的姿态的情况下，当从连接控制部211接收用于调整作业侧连接器36的姿态的指令时，借助步行控制部310对腿部30进行控制，从而调整作业侧连接器36相对于飞行主体部2的姿态。需要说明的是，关于其调整量，基于连接控制部211借助图像传感器29而取得的作业侧连接器36的姿态的偏移来进行。
<飞行机器人1的变形例1>
在此，基于图4A对飞行机器人1的第一变形例进行说明。需要说明的是，图4A所示的飞行机器人1成为其飞行主体部2与作业主体部3利用彼此的连接用连接器连接了的状态。另外，对于图4A所示的飞行机器人1与图1所示的飞行机器人1，作业主体部3的结构不同，因此省略共通的飞行主体部2的说明。
图4A所示的飞行机器人1的作业主体部3具有与构成为能够执行规定作业的作业操纵器相当的一条臂部40。需要说明的是，对臂部40设想把持对象物的把持作业来作为规定作业。臂部40具有：末端执行器41，其用于把持对象物；手腕部42，其相对于末端执行器41连接为能够借助关节而相对旋转；第一连杆部43，其相对于手腕部42连接为能够借助关节而相对旋转；第二连杆部44，其相对于第一连杆部43连接为能够借助关节而相对旋转；以及多个致动器(未图示)，其对各关节的旋转进行驱动控制。上述各关节根据对象物的把持作业来设计其旋转方向。作为一例，末端执行器41与手腕部42之间的关节构成为能够绕偏航轴旋转，手腕部42与第一连杆部43之间的关节构成为能够绕滚转轴旋转，第一连杆部43与第二连杆部44之间的关节构成为能够绕俯仰轴旋转。需要说明的是，各关节的结构并不限于这样的方案。
另外，第二连杆部44相对于作业主体部3所具有的作业侧躯干45连接为能够借助规定的关节而相对旋转。该规定的关节构成为能够绕偏航轴以及俯仰轴旋转。关于该规定的关节，也可以构成为能够绕滚转轴旋转。关于相对于作业侧躯干45连接的臂部40，通过对其内部所具备的用于关节驱动的致动器进行控制，从而实现作为规定作业的把持作业。关于与对象物的把持相关的控制，由于是公知的技术，因此在本说明书中省略其详细的说明。需要说明的是，在作业侧躯干45也具备与上述的作业侧连接器36、蓄电池37、通信部38、控制装置300相当的结构。并且，通过与控制装置300相当的控制装置，除了上述的臂部40的把持控制以外，还对飞行主体部2与作业主体的连接脱离控制、从作业主体部3的蓄电池向飞行主体部2的蓄电池27的电力供给进行控制。
<飞行机器人1的变形例2>
在此，基于图4B对飞行机器人1的第二变形例进行说明。对于图4B所示的飞行机器人1与图1所示的飞行机器人1，主要是作业主体部3的结构不同，从而省略共通的飞行主体部2的说明。
在此，图4B所示的飞行机器人1以与图1所示的飞行机器人1相同的方式在作业侧躯干35安装有两条腿部30，并且在作业侧躯干35以与图4B所示的飞行机器人1相同的方式安装有一条臂部40。即，本变形例的飞行机器人1除了上述的由腿部30进行的步行作业以外，还能够将由臂部40进行的把持对象物的把持作业作为规定作业来执行。需要说明的是，关于该步行作业以及把持作业如上所述。另外，在本变形例的作业侧躯干35也具备与上述的作业侧连接器36、蓄电池37、通信部38、控制装置300相当的结构。并且，通过与控制装置300相当的控制装置，除了上述的臂部40的把持控制以外，还对飞行主体部2与作业主体的连接脱离控制、从作业主体部3的蓄电池向飞行主体部2的蓄电池27的电力供给进行控制。
在像这样构成的飞行机器人1中，如上所述，能够执行基于腿部30的步行作业和基于臂部40的把持作业这两者。两作业既可以同时进行，或者也可以交替进行。另外，飞行机器人1还能够一边利用飞行主体部2的推进单元23的推进力进行飞行(即，在腿部30未接地的状态下)，一边进行基于臂部40的把持作业。另外，作为其他方法，即使在仅利用腿部30难以对飞行机器人1的主体部进行支承的立足不便的场所，飞行机器人1也能够通过在腿部30接地的状态下驱动推进单元23，从而一边抑制对推进单元23施加的负载一边使飞行机器人1配置于该场所，并例如在此利用臂部40进行规定的把持作业。
<作业执行控制>
在此，基于图5对利用飞行机器人1执行规定作业的作业执行控制进行说明。该作业执行控制通过在飞行主体部2以及作业主体部3中执行规定的控制程序而实现。需要说明的是，在本实施例中，形成飞行机器人1前的飞行主体部2飞行到要求执行规定作业的作业场所，在此与作业主体部3连接而成为飞行机器人1，并完成要求的作业。
首先，在S101中，飞行主体部2从外部借助通信部28而领受规定作业的指示。在该指示中包含与进行规定作业的场所相关的信息、与在该作业场应执行的规定作业相关的信息、以及对与该规定作业对应的作业主体部3进行识别的信息。在该指示中也可以包含与多个规定作业相关的信息、以及与多个规定作业对应的作业主体部3的识别信息。需要说明的是，在本实施例中，在该指示中包含步行作业和对象物的把持作业这两个信息，并按照步行作业、把持作业的顺序执行。并且，飞行主体部2当领受该指示时，基于与该指示所包含的与作业场所相关的信息，而向该作业场所飞行移动(S102的处理)。该飞行由飞行控制部210执行。需要说明的是，在本实施例中，在该作业场所配置有与规定作业对应的作业主体部3。
在接下来的S103中，基于上述指示所包含的识别信息而探知作为对象的作业主体部3并与其连接。具体而言，通过S102的处理而飞行移动到作业场所的飞行主体部2为了利用通信部28的近距离通信功能来找出作为对象的作业主体部3，而进行包含与作业主体部3对应的识别信息在内的轮询。此时，作为对象的作业主体部3在受到该轮询的情况下，与此呼应地进行回复。其结果是，飞行主体部2能够探知作为对象的作业主体部3。在探知后进行上述的连接脱离控制，以使得飞行主体部2的飞行侧连接器26相对于该作业主体部3的作业侧连接器36连接。该S103的一系列处理由飞行主体部2的连接控制部211与作业主体部3的连接控制部311协作执行。
当通过S103的处理而将飞行主体部2与作业主体部3连接时，形成飞行机器人1。然后，在S104的处理中，开始由在已连接的作业主体部3搭载的作业操纵器进行的规定作业。然后，在S105中，判定该规定作业是否已结束。关于该结束的判定，在由作业主体部3的作业操纵器结束了确定的规定作业时，从作业主体部3将其结束通知送向飞行主体部2，并通过飞行主体部2的控制装置200判定为作业结束。然后，在S105中，当为肯定判定时，进入S106，当为否定判定时，再次进行S105的判定处理。
然后，在S106中，使用已连接的作业主体部3的作业操纵器的规定作业已结束，因此将飞行侧连接器26与作业侧连接器36的连接解除，而使飞行主体部2从作业主体部3脱离。该脱离的处理由连接控制部211与连接控制部311协作执行。当S106的处理结束时，进入S107。
在S107中，判定在S101中领受到的作业指示所包含的全部规定作业是否已结束。即，如果飞行主体部2的控制装置200针对全部规定作业从作业主体部3接收到作业结束的通知，则全部规定作业已结束。在本实施例中，如上述那样按照作业指示进行步行作业和把持作业，因此如果控制装置200接收到与这两个规定作业相关的结束通知，则在S107中为肯定判定，结束本控制。另一方面，如果控制装置200未接收到与两个规定作业相关的结束通知，则在S107中为否定判定，并再次重复S103以后的处理。
根据上述的作业执行控制，在本实施例的情况下，当接到作业指示的飞行主体部2到达作业场所时，首先与如图1所示那样的具备腿部30来作为作业操纵器的作业主体部3连接，并执行步行作业来作为规定作业。在该步行作业中，例如能够进入飞行机器人1难以飞行的场所，且能够在那样的场所利用未图示的传感器、相机等而进行作为目的的信息的收集等。并且，当该步行作业结束时，飞行主体部2从当前连接的作业主体部3脱离，接下来与如图4A、图4B所示那样的具备臂部40来作为作业操纵器的其他作业主体部3连接，并执行把持作业来作为规定作业。在该把持作业中，一边使飞行机器人1通过飞行主体部2而飞行，一边在利用未图示的相机等识别出对象物的基础上进行该对象物的把持。
根据像这样构成为使飞行主体部2与作业主体部3能够连接以及脱离的飞行机器人1，通过使飞行主体部2选择性地与作业主体部3连接，能够适当地切换可作为飞行机器人1来执行的规定作业的内容。特别地，通过如上述那样在作业场所配置多种作业主体部3，能够在该作业场所顺畅地进行可作为飞行机器人1来执行的作业内容的切换，因此能够高效地实现多种作业。需要说明的是，在结束了最后的规定作业时，飞行主体部2与作业主体部3不一定需要脱离。
<充电控制>
接下来，基于图6对在飞行机器人1中执行的充电控制进行说明。该充电控制是在飞行主体部2与作业主体部3连接时由充电控制部212和充电控制部312执行的控制，且是与飞行主体部2的蓄电池27的充电相关的控制。如上述的作业执行控制所示，飞行主体部2需要根据预定执行的规定作业而依次与多个作业主体部3连接、脱离、并为此进行飞行，从而需要较多的电力，另一方面，当无益地使蓄电池27大型化时，有可能会阻碍飞行主体部2的飞行能力。于是，为了确保飞行主体部2的连续动作，该充电控制被认为是有用的。
以下，对充电控制的详细情况进行说明。首先，在S201中，判定飞行主体部2与作业主体部3是否已连接。例如，在飞行主体部2与作业主体部3已借助连接用的连接器26、36连接时，连接控制部211与连接控制部311以有线方式电连接，因此能够判定为已将两者连接。在S201中，当为肯定判定时进入S202，当为否定判定时结束本控制。
在S202中，判定是否需要在飞行主体部2侧进行蓄电池27的充电。具体而言，在充电控制部212所监视的蓄电池27的SOC低于规定的阈值(在将充满电作为100％时，例如将30％作为阈值)的情况下，能够判定需要进行蓄电池27的充电。在S202中，当为肯定判定时进入S203，当为否定判定时结束本控制。
接下来，判定是否能够在作业主体部3侧从蓄电池37进行蓄电池27的供电。在飞行主体部2所连接的作业主体部3中，需要通过腿部30、臂部40来进行规定作业。于是，在该判定中，在规定作业尚未结束的情况下，在考虑使其结束所需的电能的基础上，基于充电控制部312所监视的蓄电池37的SOC来进行上述判定。需要说明的是，在规定作业已经结束的情况下，如果在蓄电池37剩余有电能，则能够进行向蓄电池27的供电。在S203中，当为肯定判定时进入S204，当为否定判定时结束本控制。
接下来，在S204中，开始从作业主体部3的蓄电池37向飞行主体部2的蓄电池27的供电。此时，只要由作业主体部3进行的规定作业的执行、充电后在作业主体部需要进行的处理(与外部的通信处理等)不被阻碍，则优选以使蓄电池27的SOC尽可能接近100％的方式进行供电。
通过进行上述充电控制，飞行主体部2能够接受来自作业主体部3的供电，从而尽管使蓄电池27的容量较小，也能够将飞行主体部2的飞行能力维持在合适的能力。这对于为了实现飞行主体部2需要根据预定执行的规定作业而依次与多个作业主体部3连接、脱离、并为此进行飞行的上述的作业执行控制也是有用的。
附图标记说明
1飞行机器人，2飞行主体部，3作业主体部，21螺旋桨，22致动器，23推进单元，25飞行侧躯干，26飞行侧连接器，27蓄电池，30腿部，35作业侧躯干，36作业侧连接器，37蓄电池，40臂部。
Claims (4)
1.一种飞行机器人，其中，
所述飞行机器人具备：
飞行主体部；
推进部，其具有通过旋转叶片的驱动而产生推进力的多个推进单元，该多个推进单元设置于所述飞行主体部；
作业主体部；
操纵器部，其具有一个或多个作业操纵器，所述一个或多个作业操纵器构成为能够执行规定作业，且所述一个或多个作业操纵器设置于所述作业主体部；以及
连接部，其以使所述飞行主体部通过所述多个推进单元的推进力进行飞行从而能够相对于所述作业主体部连接及脱离的方式设置于该作业主体部和该飞行主体部，
所述飞行机器人在所述作业主体部与所述飞行主体部已在所述连接部连接的状态下，执行基于所述作业操纵器的所述规定作业，
所述飞行主体部根据所述规定作业的指示，一边飞行一边从一个或多个所述作业主体部中探知与所述规定作业对应的所述作业主体部并与其进行连接。
2.根据权利要求1所述的飞行机器人，其中，
所述一个或多个作业操纵器是臂部，所述臂部构成为能够把持对象物，
所述飞行机器人在所述作业主体部与所述飞行主体部已在所述连接部连接的状态下，一边利用由所述推进部产生的推进力进行飞行，一边利用所述臂部把持所述对象物来作为所述规定作业。
3.根据权利要求1所述的飞行机器人，其中，
所述多个作业操纵器是腿部，所述腿部构成为能够支承所述作业主体部，
所述飞行机器人在所述作业主体部与所述飞行主体部已在所述连接部连接的状态下，不进行基于由所述推进部产生的推进力的飞行，而利用所述腿部执行步行面上的步行控制来作为所述规定作业。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的飞行机器人，其中，
所述飞行主体部具有飞行侧电池，所述飞行侧电池供给用于所述多个推进单元的驱动的电力，并且能够被从外部供电，
所述作业主体部具有作业侧电池，所述作业侧电池供给用于所述一个或多个作业操纵器的驱动的电力，
所述飞行机器人在所述作业主体部与所述飞行主体部在所述连接部连接时，进行从所述作业侧电池向所述飞行侧电池的电力供给。
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