CN114514176A - 飞行器的排出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种飞行器的排出装置,其能够有效利用机体外部的空间,搭载气雾剂容器。一种飞行器的的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,所述气雾剂容器搭载在机体外部,所述气雾剂容器的中心轴配置为沿着所述机体的俯仰轴,或者配置在从机体的躯干部分延伸的设置有小翼、旋翼的臂部、起落用的支脚部等延长部,所述气雾剂容器与所述喷嘴经由管连接。

Description

飞行器的排出装置
技术领域
本发明涉及一种从无人飞行器等移动物体排出液体、瓦斯、空气、声音(喇叭)等的移动物体的排出装置,特别涉及一种具有用气压使内含物喷出的气雾剂容器的飞行器的排出装置。
背景技术
一直以来,作为利用这种气雾剂容器的飞行器的排出装置,已知例如专利文献1所记载的蜂的驱除装置。该蜂的驱除装置在机体内部具有向蜂巢供给药剂的药剂供给部,在该药剂供给部安装有气雾剂容器作为喷射用器具。
而且,在驱除蜂时,确认机体搭载的摄像机的图像并使无人飞行器飞行至蜂巢附近悬停,操控位于控制器上的移动按钮使药剂供给部(喷嘴)的喷射孔朝向蜂巢,将药剂喷雾。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开2017-104063号公报
发明内容
发明所要解决的课题
·第1问题
然而,专利文献1的装置的构成是在机体内部安装气雾剂容器,因此需要配合气雾剂容器大幅改造机体。气雾剂容器的直径、高度等尺寸各种各样,当尺寸不合适时需要进一步改造。此外,为了搭载气雾剂容器,机体的形状、大小等也受到制约。
因此,可考虑将气雾剂容器安装在飞行器的机体外部,但在机体的躯干部分为小型的情况下,难以确保空间。特别是在安装有摄像机的情况下,需要避开摄像机的空间。
·第2问题
此外,专利文献1的装置仅搭载了1个气雾剂容器,在需要大量使用的情况下需要频繁更换。在作业途中用完的情况下,会中断作业使其返航,作业效率降低。因此,可考虑搭载多个气雾剂容器,但在机体内没有安装多个气雾剂容器的空间。
·第3问题
进而,在专利文献1的装置中,确认摄像机的拍摄图像并移动以使药剂供给部(喷嘴)的喷射孔朝向蜂巢,但在摄像机用的方向变更装置与喷嘴用的方向变更装置分别设置的情况下,不仅需要相应的空间,并且增加重量,而且使用于控制各个方向的控制方法、操作方法变得复杂。
本发明的第1目的在于,提供一种飞行器的排出装置,其能够有效利用机体外部的空间,搭载气雾剂容器。
本发明的第2目的在于,提供一种飞行器的排出装置,其能够有效利用机体外部的空间,搭载多个气雾剂容器,可提高作业效率。
本发明的第3目的在于,提供一种带摄像机的排出装置,其能够有效利用机体外部的空间,变更摄像机的朝向和喷嘴的朝向,并能够简化控制方法。
共同的目的在于,有效利用机体外部的空间。
用于解决问题的方案
(第1解决方案)
用于实现上述的第1目的的第1解决方案由如下的发明组构成。
第1发明为一种飞行器的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,
所述气雾剂容器搭载在机体外部,所述气雾剂容器的中心轴沿着所述机体的俯仰轴配置,所述气雾剂容器与所述喷嘴经由管连接。
这样,通过在机体外部搭载气雾剂容器,不改造机体内部也能够搭载。此外,如果设为经由管连接喷嘴,能够不受气雾剂容器的搭载空间限制,将喷嘴配置在最佳位置。此外,通过将长条的气雾剂容器的中心轴朝向俯仰轴方向,能够确保在横滚轴方向配置摄像机等的空间,能够实现空间的有效利用。进而,通过在俯仰轴方向(横向)配置,能够达到重量平衡。
此外,第2发明为一种飞行器的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,
气雾剂容器配置在从所述机体的躯干部分延伸出的延长部,所述气雾剂容器与所述喷嘴经由管连接。
通过这样将气雾剂容器搭载在从机体的躯干部分延伸出的延长部,能够实现机体空间的有效利用。此外,如果设为经由管连接,能够不受气雾剂容器的搭载空间限制,将喷嘴配置在最佳位置。
第2发明的飞行器的排出装置能够如下进行构成。
1.第2发明的延长部为设置在机体上的小翼、设置有转子的臂部或起落用的支脚部。
此外,第1发明和第2发明的飞行器的排出装置能够如下进行构成。
1.搭载多个气雾剂容器,连接到多个气雾剂容器的管汇合并连接到一个喷嘴上。
这样,有一个喷嘴即可。
2.机体上搭载摄像机,所述喷嘴和摄像机可移动地支承在机体上,并被构成为相对于目标物,喷嘴的排出方向和摄像机的拍摄方向同步移动。
这样,能够用摄像机全程观看喷嘴的排出方向。
3.喷嘴与所述摄像机相邻配置。
4.所述喷嘴安装在所述摄像机上。
这样,能够使喷嘴可靠地与摄像机同步移动。
5.喷嘴被方向变更装置支承,该方向变更装置具有使所述摄像机的姿态可变的旋转自由度。
能够不在喷嘴本身设置方向变更装置而使喷嘴与摄像机同步移动。
6.喷嘴被方向变更装置支承,该方向变更装置与具有使所述摄像机的姿态可变的旋转自由度的方向变更装置不同。
通过设置喷嘴本身的方向变更装置,能够调整喷嘴的姿态。
7.摄像机被方向变更装置支承,该方向变更装置具有使所述喷嘴的姿态可变的旋转自由度。
能够不设置摄像机本身的方向变更装置而使摄像机与喷嘴同步移动。
(第2解决方案)
用于实现上述的第2目的的第2解决方案由如下的发明组构成。
第1发明
为一种飞行器的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,
搭载多个所述气雾剂容器,多个气雾剂容器分别与多个管相连,并连接到一个喷嘴上。
能够搭载多个气雾剂容器,即使一个气雾剂容器用完,也能够不中断作业而从别的气雾剂容器排出内含物,作业效率变高,且气雾剂容器的复杂的管理减轻。此外,通过将多个管汇合连接至一个喷嘴,有一个喷嘴即可,排出方向一定。
该第1发明能够如下进行构成。
1.所述机体上搭载摄像机,所述喷嘴与摄像机相邻。
与摄像机相邻是指,包括与摄像机接触的位置和离开摄像机的摄像机附近的区域,不改变喷嘴和摄像机的姿态而至少排出目标位置(排出方向)进入摄像机视野的区域。
这样,能够不受气雾剂容器的朝向限制,使排出方向配合摄像机的拍摄方向。
此外,构成第2解决方案的第2发明
为一种飞行器的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,
搭载多个所述气雾剂容器,多个气雾剂容器分别与多个管相连,多个喷嘴与多个管相连,使多个喷嘴与搭载在机体上的摄像机相邻而集中配置。
通过第2发明,也能够搭载多个气雾剂容器,即使一个气雾剂容器用完,也能够不中断作业而从别的气雾剂容器排出内含物,作业效率变高,且气雾剂容器的复杂的管理减轻。
即使这样构成,也能够不受气雾剂容器的朝向限制,使排出方向配合摄像机的拍摄方向。
构成上述第2解决方案的第1发明和第2发明能够如下构成。
1.气雾剂容器的特征在于,配置在从所述机体的主体部延伸出的延长部。
通过这样将气雾剂容器搭载在从机体的躯干部分延伸出的延长部,能够实现机体空间的有效利用。
2.所述延长部为设置在机体上的小翼、设置有旋翼的臂部或起落用的支脚部。
3.所述喷嘴和摄像机可移动地支承在机体上,并被构成为相对于目标物,喷嘴的排出方向和摄像机的拍摄方向同步移动。
4.所述喷嘴安装在所述摄像机上。
这样,能够使喷嘴可靠地与摄像机同步移动。
5.喷嘴被方向变更装置支承,该方向变更装置具有使所述摄像机的姿态可变的旋转自由度。
能够不在喷嘴本身设置方向变更装置而使喷嘴与摄像机同步移动。
6.喷嘴被方向变更装置支承,该方向变更装置与具有使所述摄像机的姿态可变的旋转自由度的方向变更装置不同。
通过设置喷嘴本身的方向变更装置,能够调整喷嘴的姿态。
7.摄像机被方向变更装置支承,该方向变更装置具有使所述喷嘴的姿态可变的旋转自由度。
能够不设置摄像机本身的方向变更装置而使摄像机与喷嘴同步移动。
(第3解决方案)
用于实现上述的第3目的的第3解决方案由如下的发明构成。
即,本发明的带摄像机排出装置具有
将搭载在移动体上的气雾剂容器的内含物排出的喷嘴,
和搭载在所述移动体上的摄像机,
带摄像机排出装置,
所述喷嘴和所述摄像机被设置为通过共同的方向变更装置一体动作。
根据本发明,喷嘴和摄像机通过共同的方向变更装置,采用一体动作的构成,因此不需要分别设置喷嘴用的方向变更装置和摄像机用的方向变更装置。由此,能够改变摄像机和喷嘴的方向,并能够实现轻质化。此外,能够简化用于改变摄像机的朝向和喷嘴的朝向的控制方法。
1.优选具备用于保持所述喷嘴和所述摄像机的保持构件,在固定在所述移动体上的气雾剂容器所连接的连接管的前端,安装所述喷嘴。
2.优选具备用于保持所述气雾剂容器的框体,并通过所述框体保持所述喷嘴和所述摄像机。
3.优选所述摄像机设置在能够拍摄从所述喷嘴排出的内含物的排出状况的位置。
4.优选所述方向变更装置具备至少一个旋转体,该旋转体能够改变所述喷嘴的朝向地进行枢轴支承,所述喷嘴中的排出口的中心线的延长线与所有所述旋转体的旋转中心线的延长线相交。另外,关于“所述喷嘴中的排出口的中心线的延长线与所有所述旋转体的旋转中心线的延长线相交”,意思是在涉及上构成为相交。因此,在实际的产品中,即使由于产生尺寸公差等而多少错位的情况下,也包含在本发明中。
根据以上的构成,能够抑制从喷嘴排出内含物时产生的反作用力作为使各旋转体旋转的扭矩而产生作用。
5.优选所述方向变更装置具备:第1电机;第1旋转体,通过第1电机的驱动力旋转;第2电机,随着第1旋转体的转动而旋转;第2旋转体,通过第2电机的驱动力而转动;第3电机,随着第2旋转体的转动而旋转;和第3旋转体,通过第3电机的驱动力旋转;所述喷嘴设置为随着第3旋转体的动作而变更朝向。
6.优选所述方向变更装置具备:第1电机;第1旋转体,通过第1电机的驱动力旋转;第2电机,随着第1旋转体的转动而旋转;和第2旋转体,通过第2电机的驱动力而转动;所述喷嘴设置为随着第2旋转体的动作而变更朝向。
另外,上述各构成可以在可行的范围内组合采用。
发明效果
根据第1解决方案,能够有效利用机体外部的空间搭载气雾剂容器。
根据第2解决方案,能够搭载多个气雾剂容器,能够有效利用机体外部的空间,并提高作业效率。
根据第3解决方案,能够有效利用空间,能够改变摄像机的朝向和喷嘴的朝向,能够实现轻质化,且能够简化控制的方法。
附图说明
[图1]图1概念性地表示第1解决方案的发明的实施方式1的飞行器的排出装置,(A)为平面图,(B)为将飞行器作为透视图表示的整体构成图。
[图2]图2的(A)为图1的气雾剂容器组装体的剖面图,(B)为表示管和喷嘴的图,(C)为表示喷嘴的具体例子的剖面图,(D)为从(A)的B方向箭头视图。
[图3]图3的(A)为表示图2的气雾剂容器的阀门机构的一例的图,(B)为表示利用飞行控制部的电源的例子的图。
[图4]图4是表示排出驱动部的其他方式的图。
[图5]图5的(A)是表示搭载了排出装置的飞行器的第1操作终端和第2操作终端的远程操作例子的说明图,(B)是控制框图。
[图6]图6的(A)是将第1解决方案的发明的实施方式2的飞行器的排出装置的飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为底面图。
[图7]图7的(A)是表示图6的方向变更装置的图,(B)是表示方向变更装置的其他构成例的图。
[图8]图8的(A)是将第1解决方案的发明的实施方式3的飞行器的排出装置的飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为底面图。
[图9]图9是将第1解决方案的发明的实施方式4的飞行器的排出装置的飞行器作为透视图表示的整体构成图。
[图10]图10的(A)为图9的装置的平面图,(B)为底面图。
[图11]图11的(A)为图10的装置的多个管的连接部的说明图,(B)为单向阀的剖面图。
[图12]图12的(A)为飞行器的底面图,该飞行器搭载了第1解决方案的发明的实施方式5的飞行器的排出装置,(B)为保持多个喷嘴的喷嘴保持部的示意立体图。
[图13]图13的(A)、(B)为表示喷嘴保持部的其他构成例的示意立体图。
[图14]图14是将第1解决方案的发明的实施方式6的飞行器的排出装置为作为飞行器的透视图表示的整体构成图。
[图15]图15的(A)为图14的飞行器的平面图,(B)为底面图。
[图16]图16的是将第1解决方案的发明的实施方式7的飞行器的排出装置的飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为(A)的B方向箭头视图。
[图17]图17概念性地表示第2解决方案的发明的实施方式1的飞行器的排出装置,(A)为将飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为底视图。
[图18]图2的(A)为图17的装置的平面图,(B)为从前方看的图。
[图19]图19的(A)是表示搭载了排出装置的飞行器的第1操作终端和第2操作终端的远程操作例子的说明图,(B)是控制框图。
[图20]图20的(A)是将第2解决方案的发明的实施方式2的飞行器的排出装置的飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)底视图。
[图21]图21的(A)为图1的装置的平面图,(B)为从前方看的图。
[图22]图22是将第1解决方案的发明的实施方式3的飞行器的排出装置的飞行器作为透视图表示的整体构成图。
[图23]图23的(A)为图22的装置的平面图,(B)为底视图。
[图24]图24为表示从各自的方向变更装置相对于机体支承喷嘴和摄像机的构成的图。
[图25]图25是飞行器(无人飞机)的外观图,该飞行器具备第3解决方案的发明的实施方式1的带摄像机排出装置。
[图26]图26是第3解决方案的发明的实施方式的排出装置的示意剖面图。
[图27]图27是将图27的气雾剂容器的阀门构成的一个例子放大的放大剖面图。
[图28]图28是表示第3解决方案的发明的实施方式1的带摄像机排出装置的主要构成被安装在方向变更装置上的状态的立体图。
[图29]图29是第3解决方案的发明的实施方式1的方向变更装置的立体图。
[图30]图30是表示第3解决方案的发明的实施方式1的带摄像机排出装置的主要构成被安装在变形例1的方向变更装置上的状态的立体图。
[图31]图31是第3解决方案的发明的变形例1的方向变更装置的立体图。
[图32]图32是第3解决方案的发明的变形例2的方向变更装置的立体图。
[图33]图33是第3解决方案的发明的变形例的排出装置的示意剖面图。
[图34]图34是具备带摄像机排出装置的飞行器的操作装置的示意图。
[图35]图35是飞行器的外观图,该飞行器具备第3解决方案的发明的实施方式2的带摄像机排出装置。
[图36]图36是表示第3解决方案的发明的实施方式2的带摄像机排出装置的主要构成的立体图。
[图37]图37是飞行器的外观图,该飞行器具备第3解决方案的发明的实施方式3的带摄像机排出装置。
[图38]图38是飞行器的外观图,该飞行器具备第3解决方案的发明的实施方式3的带摄像机排出装置。
标记说明
(第1解决方案、第2解决方案)
1 排出装置
10 气雾剂容器
11a 躯干部分、11b底部、11d封杯
12 杆、12a排出流路、12b杆孔
13 阀门机构
13a 垫圈、13b弹簧
14 执行器
14a 主体部、14b法兰部
15 喷嘴、15a喷射
151 喷嘴主体、152接头部
16 管
20 套筒(容纳构件)
21 套筒主体
21a 径向支承部
22 第1端部顶盖部、
221 按压构件、221a筒状体、221b端部法兰部
222 顶盖主体、223螺纹筒部
23 第2端部顶盖部
231 筒状部、232端板
30 排出驱动部
31 电机、32a凸轮、32b活动板、
32c 凸轮从动件
72 容器保持部、72a圆板部、72b环状凸部、
72c 连接轴部
30C 外部阀、30D管路
40 气雾剂容器组装体
50 喷嘴支承部
17 接合部(图11)
17a 出口侧管部、17b入口侧管部、
17c 单向阀
17c1 进入口、17c2放出口、17c3外壳
17c4 阀体、17c5弹簧、17c6弹簧接受部
17c7 凸部
18 喷嘴保持构件(图12、图13)
100 飞行体
101 机体、102机体躯干部分、103臂部、
104 旋翼、105电机、106摄像机、107脚部
108 小翼、
109 安装框架
300 方向变更装置
310 第1电机、340第2电机、370第3电机
320 第1旋转体、350第2旋转体、380第3旋转体
321 旋转中心的延长线、351旋转中心的延长线、381旋转中心的延长线
330 第1臂、360第2臂
410 排出装置控制部、411排出装置用电源、412排出装置用通信部、
413 天线
610 飞行控制部、612飞行用通信部、
510 第1操作终端(操纵终端)
511,512 操纵杆,513天线,514显示屏
520 第2操作终端
511,512 操纵杆,524显示屏、
525 排出按钮、526停止按钮
N 气雾剂容器的中心轴
N 气雾剂容器的中心轴
X 横滚轴、Y俯仰轴、Z偏航轴
(第3解决方案)
1010 带摄像机排出装置
100 飞行器(无人航空器)
101 机体,102机体躯干部分,103臂部,104旋翼,105电机,107支脚部
110 气雾剂容器
111 容器,112底部,113封杯
120 杆、120X流路、121排出流路、122杆孔
130 阀门机构,131垫圈,132弹簧
140 执行器,141筒状部,142法兰部
150 连接管
155 管
160 喷嘴,161排出口
170 保持构件
180 摄像机
200,200X 排出装置
210 框体(収容构件)
210X 框体主体部,211内螺纹部
220 第1顶盖部,2201顶盖主体,2201a外螺纹部
2202 按压构件、2202a筒状体、2202b端部法兰部
230 第2顶盖部
240 驱动机构
241 电机,242凸轮,243凸轮从动件,244底部支承构件
250 阀门机构
300,300a,300b 方向变更装置
310 第1电机、340第2电机、370第3电机
320 第1旋转体、350第2旋转体、380第3旋转体
321,351,381 延长线
330 第1臂、360第2臂
355,385 连接部
610 飞行控制部
612 飞行用通信部,611天线
410 排出控制装置
412 排出装置用通信部,413天线
510 第1操作终端
511,512 操纵杆,513天线,514显示屏
520 第2操作终端
521,522 操纵杆,523天线524显示屏,525排出按钮,526停止按钮
【具体实施方式】
以下,基于图示的实施方式对本发明进行详细说明。
以下的实施方式中记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等,应当根据应用本发明的装置的构成、各种条件进行适当变更,主旨并非将本发明的范围限定在以下的实施方式中。
以下的说明以第1解决方案的发明、第2解决方案的发明、第3解决方案的发明的顺序进行说明,在各发明的实施方式有多个的情况下,将实施方式的序号作为个解决方案的发明的实施方式,从1开始连续编号进行说明。此外,在各实施方式中,对同一构成部分,使用同一符号进行说明。
[第1解决方案的发明]
[实施方式1]
首先,参考图1说明整体构成。图1概念性地表示本第1解决方案的发明的实施方式1的飞行器的排出装置,图1的(A)为搭载了排出装置的飞行器整体的平面图,图1(B)为将飞行器作为透视图表示的整体构成图。
在图1中,100表示飞行器。飞行器100是所谓的多旋翼直升机等无人航空器,机体101具有机体躯干部分102、从机体躯干部分102以放射状延伸的4条臂部103、和用于起落的支脚部107,在臂部103的前端,分别经由电机105设置有4个旋翼104。在图示例中,示例了旋翼104为4个的四旋翼直升机,但也适用于3个(三旋翼直升机)、6个(六旋翼直升机)等公知的各种多旋翼直升机。
图中,将机体101的偏航轴设为Z,横滚轴设为X,俯仰轴设为Y,以纸面左方为前,右方为后,以沿着图1(B)的偏航轴的纸面上方为上,纸面下方为下,以沿着图1的(A)的俯仰轴Y的纸面上方为右,纸面下方为左。
在图示例中,该飞行器100的机体101的外部在机体躯干部分102的后面搭载有将气雾剂容器10组装入套筒20内的气雾剂容器组装体40。机体101中,在气雾剂容器组装体40之外的其他位置安装有喷嘴15,气雾剂容器10经由管16与喷嘴15连接,从喷嘴15排出内含物。本实施方式的飞行器的排出装置1包括具有该气雾剂容器10的气雾剂容器组装体40、管16和喷嘴15。
在该实施方式中,气雾剂容器组装体40搭载在机体躯干部分102的后端面,喷嘴15安装在适于排出的机体躯干部分102的下面前端部。喷嘴15经由喷嘴支承部50保持在位于机体躯干部分102下方的位置,以排出方向与横滚轴X平行的方式朝向。在喷嘴15可动的情况下,排出方向会变化,但原点位置设定为与横滚轴平行。此外,在图示例中,在机体躯干部分102的前面搭载摄像机106。
气雾剂容器组装体40以气雾剂容器10的中心轴N与俯仰轴Y平行的方式搭载。
管16是自由变形的可挠性的管,与气雾剂容器10的连接部与俯仰轴Y平行朝向,与喷嘴15的连接部朝向与横滚轴X的平行方向,但管16能够按照连接方向变形,在任意的位置连接。
管16不一定需要全长均为可挠性,仅在方向变化的部分能够变形即可。此外,如果确定气雾剂容器组装体40与喷嘴15的配置位置,喷嘴15也是不可动而固定的,则也可以将不能变形的管以预定的布局配管。
这样,通过在机体101外部搭载气雾剂容器10,不改造机体内部也能够搭载气雾剂容器10。此外,如果设为经由管16连接喷嘴15,能够不受气雾剂容器10的搭载位置限制,将喷嘴15配置在排出的最佳位置。此外,通过将长条的气雾剂容器10的中心轴N朝向俯仰轴Y的平行方向,能够确保在机体躯干部分102的横滚轴X方向配置摄像机的云台等的空间,能够实现空间的有效利用。进而,通过在俯仰轴方向(横向)配置,能够达到左右重量平衡。
另外,在图示例中,将气雾剂容器组装体40搭载在机体躯干部分102的后面,但可以搭载在机体躯干部分102的下面,可以搭载在上面,也可以搭载在前面。
接着,参考图2,对图1的排出装置的构成进行更详细说明。图2的(A)为图1的气雾剂容器组装体的剖面图,(B)为表示管和喷嘴的图,(C)为表示喷嘴的具体例子的剖面图,(D)为(A)的B方向箭头视图。
如上所述,气雾剂容器10在作为气雾剂容器组装体40搭载在机体101的状态下,从机体101上方排出气雾剂容器10的内含物。排出的内含物不仅是液体,也包括排出瓦斯、空气等气体、粉体等,进而排出声音(喇叭)等的情况。声音的排出可以构成为例如在使气体喷出时发出声音。
气雾剂容器10以容纳在套筒(容纳构件)20的状态搭载在机体101上。套筒20中内置有用于使内含物从气雾剂容器10排出的排出驱动部30。套筒20与气雾剂容器10能够作为整体更换。
以下对各部分的构成进行说明。
[关于气雾剂容器]
气雾剂容器10是通过内部填充的液化气体、压缩气体的气压来喷出内含物的容器,能够应用现有的金属制的气雾剂容器,也能够使用具有耐压性的塑料制的容器。气雾剂容器10中,杆12上安装有各种执行器,该执行器根据排出方向、排出方式形成有流路。在图示例中,示出了在气雾剂容器10的杆12上安装了具有法兰部14b的执行器14的例子。执行器14构成为具有:直线状的主体部14a,其具有平直的排出流路;和法兰部14b,其从主体部14a沿轴直角方向伸出。该执行器14的主体部14a如图2的(B)所示,经由管16与喷嘴15连接。喷嘴15具有喷嘴主体151和用于将喷嘴主体151与管16连接的接头部152。
图2的(C)表示喷嘴主体151与接头部152的具体构成,在喷嘴主体151设置有使流路变窄的喷射口15a,与接头部152连接固定。喷射口15a将内含物以雾状排出,或作为直线状的喷流排出,根据内含物的排出方式、排出方向适当选择。
在本实施方式1中,因为将气雾剂容器10沿与俯仰轴Y平行的方向搭载在机体躯干部分102的后面使用,所以作为封入的喷射剂和内含物的形态,可使用原液容纳在内袋中、喷射剂容纳在内袋外周与容器主体内周之间的隔离型。如果是隔离型,则气雾剂容器的姿态为横向(杆的位置为横向)、向下(杆的位置向下),均能够排出。
然而,在不是像本实施方式1那样以水平状态搭载的情况下,并不限定于隔离型,在排出时的气雾剂容器10的姿态为杆12向上进行使用的情况下,能够应用具有浸管二相系、三相系的容器,在杆向下进行使用的情况下,能够应用不具有浸管二相系、三相系的容器。
另外,作为喷射剂,能够应用通常的烃(液化石油气)(LPG)、二甲醚(DME)、氟代烃(HFO-1234ZE)等液化气、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、一氧化二氮(N2O)等压缩气体,但当考虑对火灾的安全性时,优选非易燃性的氟代烃、二氧化碳、氮气、一氧化二氮等,特别地,当考虑环境负担时,优选氮气。
[套筒20的构成]
作为套筒20的材料,可由铝等金属、塑料或碳纤维等强度高、轻质的材料构成。此外,不限于硬质的材料,也能够使用软质的材料,例如硅橡胶、聚氨酯泡沫等橡胶材料,总之,能够使用各种能够保持容纳气雾剂容器10的容纳部的形状的材料。术语“套筒”作为容纳圆筒状的气雾剂容器10的筒状的构件的意思使用。
套筒20由直径比气雾剂容器10大的圆筒状的套筒主体21、覆盖套筒主体21的一侧端部的第1端部顶盖部22、和设置在另一端部的第2端部顶盖部23构成。
第1端部顶盖部22的构成为经由螺钉部对套筒主体21可拆卸地旋入固定,第2端部顶盖部23对套筒主体21不能拆卸地固定。第2端部顶盖部23与套筒主体21可以为一体。
第1端部顶盖部22的构成具有圆顶状的顶盖部主体222、和旋入套筒主体21的套螺纹部的螺纹筒部223。顶盖主体222考虑空气动力学,以向着顶端慢慢变为小直径的方式缩径,前端为带圆角的圆锥状、或圆顶状的曲面。通过设为这样的空气动力学特效良好的形状,水平方向的风(侧风)的影响变小,能够实现飞行的稳定化。
位于气雾剂容器10的底部侧的第2端部顶盖部23的构成具有一端固定在套筒主体21的后端部(气雾剂容器10的底部侧的端部)的筒状部231、和封闭筒状部231的另一端的端板232。在该第2端部顶盖部23容纳排出驱动装置30。
[气雾剂容器10的支承结构]
套筒20的内径大于气雾剂容器10的躯干部分11a的外径,气雾剂容器10离开套筒20的壁面,保持一定距离而被支承。也可以不使气雾剂容器10的躯干部分11a与套筒20的内壁离开而进行支承,但通过使气雾剂容器10的躯干部分11a离开套筒20的内壁,能够在离开的空间中插入隔热材料、蓄热材料。
另外,套筒20可以不是密封结构,而是一部分透气的结构。例如,能够应用网状结构、冲孔等结构。如果这样,则有通过外部气体缓和排出气雾剂时的自我冷却、实现套筒20的轻质化等效果。
另一方面,气雾剂容器10的底部11b被容器保持部72支承,气雾剂容器10的头部侧被设置在第1端部顶盖部22的按压构件221支承。
按压构件221具有:筒状体221a,其从第1端部顶盖部22的顶端沿气雾剂容器10的中心轴方向向杆12突出;和端部法兰部221b,其固定在设置在筒状体221a的一端的第1端部顶盖部22。与执行器14和喷嘴15连接的管16,沿轴向滑动自由地插入按压构件221的筒状体221a的内周,筒状体221a的前端面抵接或靠近执行器14的法兰部14b。该按压构件221可以与第2端部顶盖部23一体成型。
接着,对排出驱动部30进行说明。
排出驱动部30具有作为旋转驱动源的电机31、和将该电机31的转动转换为容器保持部72的直线运动的凸轮机构32。电机31和凸轮机构32安装在未图示的框架上,该框架固定在第2端部顶盖部23上。凸轮机构32设置有:凸轮32a,其被电机31旋转驱动;和凸轮从动件32c,其在容器保持部72沿着凸轮32a的凸轮面移动。图示例的凸轮32a为卵形的圆板凸轮,凸轮32a的凸轮轴相对于气雾剂容器10的中心轴正交,凸轮32a的旋转经由凸轮从动件32c转换为容器保持部72的直线运动。凸轮32a为圆板凸轮,可以适当设置用于使凸轮32a与凸轮从动件32c恒定抵接的弹簧等赋能单元。
容器保持部72具有:圆板部72a,其与气雾剂容器10的底部11b抵接;环状凸部72b,其在圆板部72a的外径端部保持气雾剂容器10的躯干部分11a的底部侧端部;和连接轴部72c,其设置在圆板部72a的电机侧的面的中央部,其中,在连接轴部72c设置凸轮从动件32c。
通常,凸轮32a的最小径部分与凸轮从动件32c抵接,容器保持部72位于后退极限位置,气雾剂容器10的阀门机构保持关阀状态。通过电机31使凸轮32a旋转,容器保持部72沿轴向前进。即,在后退极限位置,设定凸轮从动件32c抵接凸轮32a的接触位置离开旋转中心的直径小,在前进极限位置,设定凸轮从动件32c抵接凸轮32a的接触位置离开旋转中心的直径大。在图示例中,通过从直径最小部移动到直径最大部的部分,而不是凸轮32a的直径最大部开阀,但也可以构成为通过直径最大部开阀。
通过该容器保持部72的前进,气雾剂容器10向轴向头部侧移动,通过该气雾剂容器10的移动,执行器14被按压构件221的筒状体221a按压。按压构件221固定在套筒20的第1端部顶盖部22,因此通过来自筒状体221a的反作用力,杆12被压入气雾剂容器10,气雾剂容器10内的阀门机构开阀。当阀门机构开阀时,内含物通过气压自动排出。
[阀门机构的构成]
图3的(A)表示了通过上述排出驱动装置30开阀的气雾剂容器10的阀门机构13的一个例子。
即,在杆12设置有从前端开口部沿轴方向延伸预定尺寸的排出流路12a,杆12的侧面开有作为阀孔的杆孔12b,该阀孔12b被安装在封杯(mounting cup)11d挿通孔的孔边缘的垫圈13a的内周面封堵。
通常,由于气压和弹簧13b的推力,杆12被推向突出方向,通过将作为阀体的垫圈13a的内周边缘沿轴方向按压,垫圈13a的内周面与构成阀座的杆孔12b的孔边缘密封,维持闭阀状态。
通过上述的排出驱动部30的凸轮机构32,当活动板32b移动至前进极限时,气雾剂容器10移动至第1端部顶盖部22侧,带法兰执行器14的法兰部14b与按压构件221的端面抵接,通过其反作用力,将杆12压入相对容器内侧。当杆12被压入时,垫圈13a的内周边缘向容器内侧弯曲,垫圈13a的内周面从杆孔12b的孔边缘离开,阀打开,通过气压,被挤压的内含物从杆12的排出流路12a排出。
图示例的阀门机构13为一个例子,并不限定于这样的构成,能够应用通常维持关阀状态、通过杆12的按压来开阀的各种构成。
在该例子中,电机31的旋转运动通过凸轮机构32转换为直线运动,但不限定于凸轮机构32,例如,如果是进给螺杆机构、齿轮齿条等将电机31的旋转运动转换为直线运动的机构,则能够应用。此外,也能够构成为不使用旋转电机而使用直线驱动用的直线电机、电磁螺线管等直线驱动源,不使用运动转换机构而使气雾剂容器10沿轴向移动。
[排出驱动部的其他方式]
图2的(A)所示的排出驱动部30为一个例子,作为排出驱动部30的构成,能够应用其他构成。
即,在图2的(A)中,使气雾剂容器10在套筒20内移动,但也可以构成为气雾剂容器10固定,将执行器14压入,也可以为不是机械地移动的构成,而是气雾剂容器10的阀门机构保持常开,通过外部阀切换排出和停止。
图4中,通过外部阀30C而不是气雾剂容器10的内部阀门机构13驱动排出驱动部30。外部阀30C如图所示,能够使用通过螺线管切换停止位置和排出位置的2向切换阀。其构成为通常保持在停止位置,在排出时驱动螺线管切换至排出位置,使内含物排出。在使用了这样的外部阀30C的情况下,管路30D仅与气雾剂容器10的杆12连接,因此气雾剂容器10的安装容易,开闭控制也容易。在使用已有的气雾剂容器10的情况下,例如构成为在组装气雾剂容器10时将杆12压入来保持内部的阀门的常开状态。
[电气设备]
接着,回到图1的(B)对用于驱动上述排出驱动部30的电气设备进行说明。图1的(B)概念性地急躁了飞行器搭载的电气设备。
控制排出驱动部30、摄像机106等排出装置的排出装置控制部410与控制飞行器100的飞行的飞行控制部610分别设置,与飞行控制部610一起设置在机体101侧。此外,用于驱动排出驱动部30的排出装置用电源411,与用于驱动飞行器100的电源(设为并入飞行控制部610,未图示)分别设置,搭载在机体101侧。
此外,用于远程操作排出装置1、摄像机106的包括天线的排出装置用信号部412,与用于远程操作飞行器100的包括天线的飞行用通信部612分别设置,搭载在机体101侧。
排出控制部410、排出装置用通信部412和排出装置用电源411可以具有飞行控制部610、飞行用通信部612和飞行用电源的一部分或全部作用。图3的(B)是共用配置在飞行控制部610的电源的例子。
[与机体的支承结构]
气雾剂容器组装体40在机体101上的安装没有特别图示,可以构成为例如滑轨与T型槽的滑动式的嵌合结构,卡口连接这样的能够沿旋转方向悬挂拆卸的构成,能够应用螺旋夹、夹子连接、夹钳等拆卸和安装容易的各种支承单元。
可以设置配置在机体101侧的排出装置控制部410和排出装置用电源411与排出驱动部30的电机31等电连接的电气连接点,也可以通过电缆从套筒20直接连接配置在机体101上的连接器。此外,也可以套筒20内具有二次电池等电源和无线通信机,通过无线通信将来自配置在机体101侧的飞行控制部610的电气信号与套筒20内的飞行控制部410进行发送接收。
喷嘴15经由喷嘴支承部50被机体的前部支承。对于喷嘴支承部50,也可以构成为滑轨与T型槽的滑动式的嵌合结构,卡口连接这样的能够沿旋转方向悬挂拆卸的构成,能够应用螺旋夹、夹子连接、夹钳等拆卸和安装容易的各种支承单元。对于这样的喷嘴支承部50,如果设为具有云台等方向变更装置的构成,则能够控制方向。
接着,对本发明的飞行器的排出装置的作用进行说明。
[更换作业]
如图2的(A)所示,预先准备气雾剂容器10容纳在套筒20内的更换用气雾剂容器组装体40。更换作业时,从机体躯干部分102将气雾剂容器组装体40拆下,安装新的气雾剂容器组装体40。在喷嘴15也更换的情况下,从喷嘴支承部50拆下喷嘴15,连同喷嘴15和管取下气雾剂容器组装体。对于更换后的气雾剂容器组装体40,从套筒20去除气雾剂容器10,使气体和内含物完全释放进行废弃。套筒20能够重复利用。此外,本实施方式中,也能够将套筒20保持固定在机体101上,仅更换气雾剂容器10。
[喷洒作业]
接着,参考图5说明喷洒作业。图5的(A)是表示搭载了排出装置的飞行器的第1操作终端和第2操作终端的远程操作例子的说明图,(B)是简单的控制框图。
[喷洒作业]
喷洒作业例如如图5所示,飞行器100的飞行被第1操作终端(操纵终端)510远程操作,排出装置1被第2操作终端520远程操作。第1操作终端510控制公知的飞行器100的飞行,通过进行操纵杆511、512的操作,从天线513向飞行用通信部612发送操作信号,进行远程操作。在该第1操作终端510,设置有显示出被摄像机106拍摄的图像的显示屏514。第2操作终端520也用作搭载在飞行器100上的摄像机106的控制器。即,操作者通过看着显示屏567上的图像并进行操纵杆511、512的操作,从天线523向排出装置用通信部421发送操作信号,摄像机106被远程操作。第2操作终端520设置有例如排出按钮525、停止按钮526,当看着显示屏524上的图像,确定目标,按下排出按钮525时,从天线523发出排出指令信号,搭载在飞行器100上的排出装置用通信部412接收。根据接收的排出指令信号,排出装置控制部410驱动排出驱动部30,将气雾剂容器10的杆12压入,内含物排出。当按下停止按钮526时,发送停止指令信号,通过排出驱动部30解除杆12的压入,排出停止。
排出与停止的切换不仅通过按钮的操作,也能够按照预先存储的程序自动进行切换。例如,能够如下进行:预先将航线编程,通过来自GPS的信号检测地图上的位置,并通过高度计检测高度,当达到预定的位置时开始排出,当预定区域的排出结束时停止排出。
接着,对第1解决方案的发明的飞行器的排出装置的其他实施方式进行说明。在以下的说明中,仅对与上述实施方式不同的部分进行说明,对同一构成部分使用同一标记,省略说明。
[第1解决方案的实施方式2]
图6将第1解决方案的发明的实施方式2的飞行器的排出装置的飞行器作为透视图表示,图6的(A)是将飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为底面图。
在该实施方式3中,在机体躯干部分102的后面搭载内置了气雾剂容器的气雾剂容器组装体40,喷嘴15安装在机体躯干部分102的前端部,在这方面与实施方式1相同,喷嘴15安装在摄像机106上,该摄像机经由方向变更装置300被机体躯干部分102的下面前端部支承,在这方面不同。
方向变更装置300为3轴云台,围绕相互正交的3轴旋转具有旋转自由度,能够相对机体躯干部分102,使摄像机106的方向朝向所有方向。
图7的(A)是表示图6的方向变更装置的构成的示意图,(B)是表示方向变更装置的其他构成例的示意图。
即,具有:第1旋转体320,其与对机体躯干部分102安装的第1电机310相连;第2电机340,其经由第1臂330与第1旋转体320相连;和第2旋转体350,其与该第2电机340相连。进而,具有相对于第2旋转体350经由第2臂360连接的第3电机370、和与该第3电机370连接的第3旋转体380。第3旋转体380经由安装构件等保持摄像机106,摄像机106保持喷嘴15。
这样,当改变摄像机106的方向时,喷嘴15与摄像机106同步移动,喷嘴15的排出方向跟随摄像机106变化,能够恒定地使排出状态进入摄像机106的视野进行观看。
第1旋转体320的旋转中心线、第2旋转体350的旋转中心线和第3旋转体380的旋转中心线(旋转轴线)相互正交,其延长线321、351、381构成为交于一点。此外,在本例中,方向变更装置300变更摄像机106的方向,摄像机106的光轴与第3旋转体380的旋转中心线的延长线381一致。
另外,第1旋转体320、第2旋转体350和第3旋转体380的各旋转中心线的延长线321、351、381也可以不相交,作为方向变更装置300,旋转轴可以不是3轴而是2轴,也可以是1轴。
图7的(B)是2轴的简易方向变更装置300的例子,具有:第1电机310,其对机体躯干部分102安装;第1旋转体320,其与第1电机310相连;第2电机340,其经由板状构件331,332与第1旋转体320相连;和第2旋转体350,其与该第2电机340相连。
第1旋转体320由第1电机310旋转驱动,第2旋转体350由第2电机340旋转驱动,在这方面与3轴云台相同,但构成为第1旋转体320的旋转中心线的延长线321与第2旋转体350的旋转中心线351不相交。此外,本例是第1旋转体320与第2电机340通过板状构件331,332连接的廉价的构成例。
[第1解决方案的实施方式3]
图8表示本第1解决方案的发明的实施方式3的飞行器的排出装置。(A)为将飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为底面图。
该实施方式3与实施方式1同样地,在机体躯干部分102的后面搭载内置了气雾剂容器的气雾剂容器组装体40,喷嘴15安装在机体躯干部分102的前端部,在这方面与实施方式1相同,喷嘴15经由方向变更装置300被机体躯干部分102的前端部支承,摄像机安装在喷嘴15上,在这方面不同。
这样,当改变喷嘴15的方向时,摄像机106与喷嘴15同步移动,喷嘴15的排出方向跟随摄像机106,能够恒定地使排出状态进入摄像机106的视野进行观看。
特别地,在该实施方式中,喷嘴15的中心轴的延长线经过第1旋转体320、第2旋转体350和第3旋转体380的各旋转中心的延长线321,351,381的交点。
这样,排出内含物时来自喷嘴15的排出反作用力作用于第1电机310、第2电机340和第3电机370的旋转中心。因此,具有如下优点:没有第1电机310、第2电机340和第3电机370的保持扭矩因为排出反作用力的力矩而失效,喷嘴15和摄像机106的方向振动的风险。
[第1解决方案的实施方式4]
图9和图10表示第1解决方案的发明的实施方式4的飞行器的排出装置,图9为将飞行器作为透视图表示的整体构成图,图10的(A)为图9的装置的平面图,(B)为底面图。
在该实施方式4中,喷嘴15安装在摄像机上,摄像机经由方向变更装置300被机体躯干部分102的前端部支承,在这方面与实施方式2相同,但具有气雾剂容器10的气雾剂容器组装体40搭载在小翼108上,该小翼是从机体躯干部分102延伸的延长部,在这方面与实施方式2不同。
小翼108是从机体躯干部分102的左右侧面向左右沿俯仰轴的平行方向突出延长的部分,在图示例中,左右的小翼108的下面搭载有各一个,共两个气雾剂容器组装体40。而且,与各气雾剂容器组装体40连接的2条管16汇合成一条与喷嘴15连接。
这样,有一个喷嘴15即可,能够简化配管构成。
图11表示配置在管16的汇合部的接合部17的一个例子。图11的(A)为表示配管构成的图,(B)为单向阀的剖面图。
即,接合部17是具有与喷嘴连接的一个出口侧17a和与管16,16连接的2个入口侧管部17b,17b的二分叉构件,在2个入口侧管部17b,17b设置有单向阀17c,17c。
这两个单向阀17c,17c为相同构成,允许超过预定压力的排出方向的流动,截断与排出方向相反的流动,例如,如图11的(B)所示,在设置了进入口17c1和放出口17c2的外壳17c3中,配置有与进入口17c1的孔边缘接触远离的阀体17c4、和使阀体17c4与进入口17c1的孔边缘接触而维持常关阀状态的弹簧17c5。阀体17c4具有接受弹簧17c5的弹簧接受部17c6和半球状的凸部17c7,凸部17c7开闭进入口17c1。
因此,当从一条的管16送入内含物时,送入内含物的单向阀17c(在图11的(B)中为下侧),从喷嘴15排出。该排出压也作用于另一个单向阀17c(在图11的(B)中为上侧),但该方向关闭单向阀17c,因此能够阻止逆流。
[第1解决方案的实施方式5]
图12表示第1解决方案的发明的实施方式5的飞行器的排出装置,(A)为飞行器的底面图,(B)为保持多个喷嘴的喷嘴保持部的示意立体图。
在该实施方式5中,喷嘴15安装在摄像机106上,摄像机经由方向变更装置300被机体躯干部分102的前端部支承,具有气雾剂容器10的2个气雾剂容器组装体40搭载在小翼108上,该小翼是从机体躯干部分102延伸的延长部,在这方面与实施方式4相同,但与各管16,16对应,具有2个喷嘴15,15,在这方面不同。
图12的(B)表示支承2个喷嘴15,15的喷嘴保持构件18,经由喷嘴保持构件18,被摄像机106支承。
图13的(A)、(B)为表示喷嘴保持构件18的其他构成例的示意立体图。
图13的(A)是表示将3个喷嘴15保持为一列的喷嘴保持构件18,图13的(B)是表示基本构成将3个喷嘴15以3列保持为二维的喷嘴保持构件18的例子,在中央配置摄像机106的镜头而不是喷嘴15,排列为8个喷嘴15以正方形围绕摄像机106。
[第1解决方案的实施方式6]
图14和图15表示第1解决方案的发明的实施方式6的飞行器的排出装置,图14为将飞行器作为透视图表示的整体构成图,图15的(A)为飞行器的平面图,(B)为底面图。
在该实施方式6中,喷嘴15安装在摄像机106上,摄像机经由方向变更装置300被机体躯干部分102的前端部支承,具有气雾剂容器10的2个气雾剂容器组装体40搭载在从机体躯干部分102延伸的延长部上,来自各气雾剂容器组装体40的管16汇合至一个喷嘴15,在这些方面与实施方式4相同,但作为从机体躯干部分102延伸的延长部,搭载在支承旋翼104的臂部103上,在这方面不同。在图示例中,搭载在后方的2个臂部103上,但也可以搭载在前方的臂部103上。
通过这样将臂部103作为气雾剂容器组装体40的搭载位置,能够实现搭载气雾剂容器组装体40的空间的有效利用。
[第1解决方案的实施方式7]
图16表示第1解决方案的发明的实施方式7的飞行器的排出装置。(A)为将飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为(A)的B方向箭头视图。
在该实施方式7中,喷嘴15经由方向变更装置300被机体躯干部分102支承,在这方面与实施方式3(图8)相同,但气雾剂容器40搭载在起落用的支脚部107,该支脚部是从机体躯干部分102延伸的延长部,进而,摄像机106由喷嘴15的方向变更装置300之外的其他方向变更装置300支承,在这方面不同。
该摄像机106的方向变更装置300和喷嘴15的方向变更装置300相邻地左右并排安装在固定在机体躯干部分102的下面的安装框架109。
如果这样分别设置摄像机106的方向变更装置300和喷嘴15的方向变更装置300,则能够与摄像机106同步移动,也能够不与摄像机106同步地控制喷嘴15的方向。
以上,在实施方式1~实施方式3中,对仅在机体躯干部分102的后面搭载一个气雾剂容器40的例子进行了说明,但当然也可以搭载多个,也能够不仅使用机体躯干部分102的后面而使用下面、上面、前面来搭载。在此情况下,能够应用如实施方式4所记载的将多个管汇合至一个喷嘴的构成,如实施方式5记载的将多个喷嘴相邻配置的构成,以及与摄像机相邻的构成。
进而,从搭载多个气雾剂容器组装体40的观点出发,如实施方式4~6所示,除了机体躯干部分102,能够使从机体躯干部分102延伸的小翼、臂部103、支脚部107的至少1个也搭载来配置多个。
此外,如果配置多个,则可以适当组合机体躯干部分102、小翼108、臂部103、支脚部107上的搭载,设为多处搭载。
此外,可以,在此情况下,如实施方式4~6所记载,可以汇合至一个喷子,也能够在与摄像机相邻的位置整体配置多个喷嘴。
[第2解决方案的发明]
接着,基于图示的实施方式对第2解决方案的发明进行详细说明。
以下的实施方式中记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等,应当根据应用本发明的装置的构成、各种条件进行适当变更,主旨并非将本发明的范围限定在以下的实施方式中。
在该第2解决方案的第1发明中,搭载多个气雾剂容器,多个气雾剂容器分别与多条管连接,与一个喷嘴连接,在第2发明中,搭载多个气雾剂容器,多个气雾剂容器分别与多条管连接,与多条管连接的多个喷嘴与搭载在机体上的摄像机相邻,整体进行配置。
上述的第1解决方案的实施方式4和6作为第1解决方案的发明的实施方式进行了说明,但也属于第2解决方案的第1发明的实施方式。此外,对于第1解决方案的实施方式4和5,也属于第2解决方案的第2发明的实施方式。在以下的说明中,对除了上述的实施方式4-6以外的实施方式进行说明。
[实施方式1]
首先,参考图17和图18说明整体构成。图17概念性地表示第2解决方案的发明的实施方式1的飞行器的排出装置,图17的(A)是将飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为底视图,图18的(A)为平面图,(B)为从前方看的图。以下主要参考图17,辅助性地参考图2进行说明。
在图18中,100表示飞行器。飞行器100是所谓的多旋翼直升机等无人航空器,机体101具有机体躯干部分102、从机体躯干部分102以放射状延伸的4条臂部103、和用于起落的支脚部107,在臂部103的前端,分别经由电机105设置有4个旋翼104。在图示例中,示例了旋翼104为4个的四旋翼直升机,但也适用于3个(三旋翼直升机)、6个(六旋翼直升机)等公知的各种多旋翼直升机。
图中,将飞行器100的偏航轴设为Z,横滚轴设为X,俯仰轴设为Y,在图17的(A)中,沿着偏航轴Z,以纸面上方为上,沿着横滚轴X,以纸面左方为前,右方为后。此外,在图18的(A)中,从上方看,以相对于横滚轴X左手方向为左,右手方向为右。
在从该飞行器100的机体躯干部分102向下方延伸的支脚部107上,搭载有将气雾剂容器10组装入套筒20内的气雾剂容器组装体40。气雾剂容器组装体40配置在闭向下方延伸的支脚部107更靠近上方,在起落时,气雾剂容器组装体40不接触着陆面。机体躯干部分102中,在气雾剂容器组装体40之外的其他位置安装有喷嘴15,气雾剂容器10经由管16与喷嘴15连接,从喷嘴15排出内含物。本实施方式的飞行器的排出装置1包括具有该气雾剂容器10的气雾剂容器组装体40、管16和喷嘴15。
在该实施方式中,气雾剂容器组装体40搭载在支脚部107上,该支脚部是从机体躯干部分102向下方延伸的延长部。支脚部107相对于横滚轴X左右对称地设置左右一对,左右的支脚部107、107各搭载一个气雾剂容器组装体40,共2个。气雾剂容器组装体40的中心轴N朝向横滚轴X的平行方向配置,管16与前端部连接。
另一方面,喷嘴15配置在适于排出的机体躯干部分102的前端部。在该例子中,在机体躯干部分102的前端部下面,经由方向变更装置300可动地搭载摄像机106,喷嘴15与该摄像机106相邻安装,与摄像机106一起同步移动。对于与喷嘴15连接的各管16的汇合部,能够应用第1解决方案的实施方式4的图6记载的接合部。
与摄像机106相邻的范围包括如图所示与摄像机106接触的位置和离开摄像机106的摄像机106附近的区域,是不改变喷嘴15和摄像机106的姿态而至少排出目标位置(排出方向)进入摄像机106视野的区域。
方向变更装置300在图示例中示例了围绕3轴具有转动自由度的云台,但只要控制摄像机的姿态,改变拍摄方向即可。此外,不限定于围绕3轴具有转动自由度的情况,也可以是围绕2轴、围绕1轴具有转动自由度的构成。喷嘴15的排出方向配合摄像机的拍摄方向。
对于方向变更装置300,能够应用例如与第1解决方案的实施方式2的图7同样的构成。
管16是自由变形的可挠性的管,无论喷嘴15和气雾剂容器组装体40位于何处,管16均能够变形而在任意的位置连接。管16不一定需要全长均为可挠性,仅在方向变化的部分能够变形即可。此外,如果确定气雾剂容器组装体40与喷嘴15的配置位置,喷嘴15也是不可动而固定的,则也可以将不能变形的管以预定的布局配管。
这样,通过在机体101外部搭载气雾剂容器10,不改造机体内部也能够搭载气雾剂容器10。此外,如果设为经由管16连接喷嘴15,能够不受气雾剂容器10的搭载位置限制,将喷嘴15配置在排出的最佳位置。此外,像本实施方式这样,通过搭载在从机体躯干部分102延伸的支脚部107,能够确保在机体躯干部分102配置摄像机106、方向变更装置300的空间,能够实现空间的有效利用。进而,通过配置左右的支脚部107,107,能够达到左右的重量平衡,能够实现飞行器100的稳定。
在该实施方式1中,喷嘴15安装在摄像机106上,摄像机经由方向变更装置300被机体躯干部分102的前端部支承,具有气雾剂容器10的2个气雾剂容器组装体40搭载在从机体躯干部分102延伸的延长部上,来自各气雾剂容器组装体40的管16汇合至一个喷嘴15,在这些方面与上述的第1解决方案的实施方式4相同,但搭载在作为从机体躯干部分102延伸的延长部的起落用的脚部107上,在这方面不同。在该例子中,支脚部107,107有左右2处,气雾剂容器组装体40,40搭载在各支脚部107,107上,在这方面不同。
对于气雾剂容器10的构成、套筒20的构成、气雾剂容器10的支承结构、排出驱动部30的构成、阀门机构的构成、排出驱动部的其他方式、电气设备、与机体的支承结构的说明,如同上述第1解决方案的发明的实施方式1的段落0026~段落0037中说明的那样,省略说明。
另外,在图示例中表示了搭载2个气雾剂容器组装体40的例子,但也能够搭载3个以上。
[喷洒作业]
接着,参考图19说明喷洒作业。图19的(A)是表示搭载了排出装置的飞行器的第1操作终端和操作终端的远程操作例子的说明图,(B)是简单的控制框图。
喷洒作业例如如图19所示,飞行器100的飞行被第1操作终端510远程操作,排出装置1被第2操作终端520远程操作。基本上与图5所示的第1解决方案的实施方式1相同,仅对不同点进行说明。图5的例子中,除了排出驱动部30以外,还通过排出装置控制部410控制方向变更装置300。第2操作终端520的操纵杆521,522为方向变更装置300的远程操作用操纵杆。在图5所示的第1解决方案的实施方式1中,安装在机体101的摄像机106被远程操作,但本实施方式中没有安装在机体外部的方向变更装置300。在本实施方式中,具有方向变更装置300,操作该方向变更装置300调节摄像机106的拍摄方向。喷嘴15安装在该摄像机106上,与摄像机106同步而一体运动,拍摄方向为排出方向。
对于摄像机106的姿态控制,当操作操纵杆521,522时,发送方向改变指令信号,被搭载在飞行器100上的排出装置用通信部412接收。根据接收的方向改变指令信号,排出装置控制部410驱动方向变更装置300,摄像机106的方向改变。
对于利用排出按钮525、停止按钮526的排出驱动部30的排出、停止的切换操作,与第1解决方案的实施方式1相同。
接着,对第2解决方案的发明的其他实施方式进行说明。在以下的说明中,仅对与上述实施方式不同的部分进行说明,对同一构成部分使用同一标记,省略说明。
[实施方式2]
图20和图21表示第2解决方案的发明的实施方式2的飞行器的排出装置,图20的(A)是将飞行器作为透视图表示的整体构成图,(B)为底视图,图21的(A)为平面图,图21的(B)为从前方看的图。
在该实施方式2中,在机体的支脚部107搭载2个内置了气雾剂容器的气雾剂容器组装体40,喷嘴15在机体躯干部分102的前端部与摄像机106相邻设置,在这方面与实施方式1相同,但喷嘴15经由方向变更装置300被机体躯干部分102的前端部支承,摄像机安装在喷嘴15上,在这方面不同。
这样,当改变喷嘴15的方向时,摄像机106与喷嘴15同步移动,喷嘴15的排出方向跟随摄像机106,能够恒定地使排出状态进入摄像机106的视野进行观看。
特别地,在本实施方式中,配置为在上述的解决方案1的图7中说明的方向变更装置300中,喷嘴15的中心轴的延长线与第3旋转体380的旋转中心在同一直线上,并经过正交的第1旋转体320的旋转中心的延长线321与第2旋转体350的旋转中心的延长线351的交点。
这样,排出内含物时来自喷嘴15的反作用力作用于第1电机310、第2电机340和第3电机370的旋转中心。因此,具有如下优点:没有第1电机310、第2电机340和第3电机370的保持扭矩因为排出反作用力的力矩而失效,喷嘴15和摄像机106的方向振动的风险。
[第2解决方案的实施方式3]
图22和图23表示第2解决方案的实施方式3的飞行器的排出装置,图22为将飞行器作为透视图表示的整体构成图,图23的(A)为图22的装置的平面图,(B)为底视图。
在该实施方式3中,喷嘴15安装在摄像机上,摄像机经由方向变更装置500被机体躯干部分102的前端部支承,在这方面与实施方式2相同,但具有气雾剂容器10的气雾剂容器组装体40搭载在小翼108上,该小翼是从机体躯干部分102延伸的延长部,在这方面与实施方式2不同。
小翼108是从机体躯干部分102的左右侧面向左右沿俯仰轴的平行方向突出延长的部分,在图示例中,左右的小翼108的下面搭载有各一个,共两个气雾剂容器组装体40。而且,与各气雾剂容器组装体40连接的2条管16汇合成一条与喷嘴15连接。
这样,有一个喷嘴15即可,能够简化配管构成。
以上,在第2解决方案的实施方式1~3和也属于第2解决方案的实施方式的第1解决方案的实施方式4~6中,将多个气雾剂容器组装体40设置在作为从机体躯干部分102延伸的延长部的支脚部107、小翼108和臂部103的例子b进行了说明,但也可以搭载在机体躯干部分102。例如,能够搭载在机体躯干部分102的后面、下面、上面、前面、侧面等各种位置。此外,如果配置多个,则可以适当组合机体躯干部分102、小翼108、臂部103、支脚部107上的搭载,设为多处搭载。在此情况下,也可以像第2解决方案的实施方式1~3和也属于第2解决方案的实施方式的第1解决方案的实施方式4,6记载的那样,汇合至一个喷嘴15,也能够像也属于第2解决方案的实施方式的第1解决方案的实施方式5记载的那样,在摄像机106相邻的位置将多个喷嘴15整体配置。
此外,在上述实施方式1中,表示了将喷嘴15保持在被方向变更装置300支承的摄像机106上的例子,在实施方式2中,表示了将摄像机106保持在被方向变更装置300支承的喷嘴15上的例子,但也可以如图17所示,将摄像机106和喷嘴15分别通过各自的方向变更装置300支承。
如果这样分别设置摄像机106的方向变更装置300和喷嘴15的方向变更装置300,则能够与摄像机106同步移动,也能够不与摄像机106同步地控制喷嘴15的方向。
另外,在上述的第1解决方案和第2解决方案的实施方式中,将气雾剂容器存放在套筒中搭载在飞行器上,但不一定需要存放在套筒中,例如可以通过握持胴体的握持单元将气雾剂容器搭载在飞行器上。
此外,在上述各实施例中,对使用多旋翼直升机作为搭载了液体物质喷出装置的飞行器的例子进行了说明,但本发明的移动物体的排出装置也能够适用于直升机,不仅是使用旋翼(旋翼)的飞行器,也能够适用于固定翼飞机、飞艇、滑翔机等无人航空器,也能够不限于无人而适用于载人航空器。
[第3解决方案的发明]
接着,基于图示的实施方式对第3解决方案的发明进行详细说明。
以下的实施方式中记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等,应当根据应用本发明的装置的构成、各种条件进行适当变更,主旨并非将本发明的范围限定在以下的实施方式中。另外,本发明的带摄像机排出装置通过利用气雾剂容器,可用于从移动物体排出液体、气体等流体的用途。此外,也能够利用流体的排出用于产生声音(喇叭)的用途。作为移动体的例子,能够举出无人飞行器,无人车辆和无人船。此外,作为飞行器的例子,能够举出具有旋翼(旋翼)的航空器(多旋翼直升机、直升机)、固定翼飞机、飞艇和滑翔机等。本实施方式的带摄像机排出装置优选用于无人的移动物体,但也能够用于载人的移动物体。在以下的实施例中,以具有带摄像机排出装置的移动物体为无人航空器(多旋翼直升机)的情况为例进行说明。
该第3解决方案的发明设置为喷嘴和摄像机通过共同的方向变更装置而一体地进行动作。
上述的第1解决方案的实施方式2~6作为第1解决方案的发明的实施方式进行了说明,但也属于第3解决方案的发明的实施方式。此外,上述的第2解决方案的实施方式1~3作为第2解决方案的发明的实施方式进行了说明,但也属于第3解决方案的发明的实施方式。在以下的说明中,对除了上述的第1解决方案的实施方式2~6、除了上述的第2解决方案的实施方式1~3以外的实施方式进行说明。
[第3解决方案的实施方式1]
参考图25~图34,对第3解决方案的发明的实施方式1的带摄像机排出装置进行说明。图25是飞行器(无人航空器)的外观图,表示从侧向看飞行器的外观,该飞行器具有本发明的实施方式1的带摄像机排出装置。图26是本发明的实施方式的排出装置主体的示意剖面图。图27是将图2的气雾剂容器的阀门构成的一个例子放大的放大剖面图,是将气雾剂容器中的喷射部附近放大的剖面图。图28是表示本发明的实施方式1的带摄像机排出装置的主要构成被安装在方向变更装置上的状态的立体图。图29是本发明的实施方式1的方向变更装置的立体图。图30是表示本发明的实施方式1的带摄像机排出装置的主要构成被安装在变形例1的方向变更装置上的状态的立体图。图31是本发明的变形例1的方向变更装置的立体图。图32是本发明的变形例2的方向变更装置的立体图。图33是本发明的变形例的排出装置主体的示意剖面图。图34是具有带摄像机排出装置的飞行器的操作装置的示意图。
<飞行器(多旋翼直升机)>
特别参考图25,对具有本实施方式的排出装置的无人航空器(多旋翼直升机)的整体构成进行说明。在本实施方式中,作为无人航空器的飞行器100具有带摄像机排出装置1010。飞行器100的机体101具有机体躯干部分102、从机体躯干部分102以放射状伸出的4条臂部103和2条用于起落的支脚部107。臂部103的前端分别经由电机105设置有旋翼104。另外,在图示例中,示例了旋翼104为4个的四旋翼直升机,但也能够采用于旋翼为3个的三旋翼直升机、旋翼为6个的六旋翼直升机等公知的各种多旋翼直升机。机体101的偏航轴为纸面上下方向,横滚轴为纸面左右方向,俯仰轴为纸面的内外方向。此外,纸面上侧为机体101的上方,纸面左侧为机体101的前方。
而且,在支脚部107上安装有排出装置主体1200。本实施方式的排出装置主体200构成为每个排出装置主体200能够更换。此外,也能够构成为仅更换内部的气雾剂容器。该排出装置主体1200具有使其内部具有的气雾剂容器内的内含物排出(喷射)的机构。在本实施方式中,排出装置主体200安装在支脚部107上,但能够不限于支脚部107而安装在机体躯干部分102、臂部103。
此外,在机体躯干部分102的下面设置有方向变更装置300。作为方向变更装置1300的具体例子,能够举出云台。而且,在该方向变更装置300上设置有保持喷嘴160等的保持构件170。喷嘴160安装在连接管150的前端,连接管连接至排出装置主体200内的气雾剂容器。排出装置主体200与第1解决方案和第2解决方案的各实施方式的气雾剂容器组装体对应,也称为气雾剂容器组装体。带摄像机排出装置1010包括具有该气雾剂容器10的排出装置主体200、连接管150、喷嘴160、和保持喷嘴160和后述的摄像机的保持构件170。
<排出装置主体>
特别参考图26和图27,对本实施方式的排出装置主体200进行说明。排出装置主体200具有内部中空的框体210。框体210对应于上述第1解决方案和第2解决方案的容纳构件、套筒20。该框体210由圆筒状的框体主体部210X、覆盖该框体主体部210X的一个端部的第1顶盖部220、和设置在另一端部的第2顶盖部230构成。作为这些框体主体部210X、第1顶盖部220和第2顶盖部230的材料,能够采用铝等金属、塑料或碳纤维等强度高的轻质材料。此外,不限于硬质的材料,也能够采用软质的材料,例如硅橡胶、聚氨酯泡沫等橡胶材料,总之,能够使用各种能够保持容纳气雾剂容器0的容纳部的形状的材料。
第1顶盖部220通过设置在其端部的外螺纹部2201a旋入设置在框体主体部210X的内螺纹部211,构成为相对框体210X自由拆装。本实施方式的第2顶盖部230由有底圆筒形状的构件构成。框体主体部210X被固定。这些框体主体部210X可以与第2顶盖部230构成为一体。第1顶盖部220由前端设置有通孔的圆顶状顶盖主体2201和具有上述的外螺纹部2201a的圆筒部构成。顶盖主体2201考虑空气动力学,以向着顶端慢慢变为小直径的方式缩径,前端为带圆角的圆锥状、或圆顶状的曲面。通过设为这样的空气动力学特效良好的形状,水平方向的风(侧风)的影响变小,能够实现飞行器100的飞行的稳定。此外,在位于气雾剂容器110的底部侧的第2顶盖部230的内部,具有用于使气雾剂容器110的内含物排出(喷射)的驱动机构240。
在排出装置主体200所具有的气雾剂容器110中,容器111的底部112被驱动机构240所具有的底部支持构件244支承,容器111的头部侧被设置在第1顶盖部220的按压构件2202支承。按压构件2202具有:筒状部2202a,其从第1顶盖部220的顶端沿气雾剂容器110的中心轴方向向杆120突出;和端部法兰部2202b,其固定在设置在筒状部2202a的一端的第1顶盖部220上。如图27所示,在按压构件2202中的筒状部2202a的筒内,执行器140中的连接筒状部141和喷嘴160的连接管150沿轴向滑动自由地插入。此外,按压构件2202中的筒状部2202a的前端面抵接或靠近执行器140的法兰部142。另外,该按压构件2202可以与第1顶盖部220设为一体。
驱动机构240相对第2顶盖部230固定,气雾剂容器110能够沿轴向移动。驱动机构240通过使气雾剂容器110沿轴向移动,起到控制内含物的排出和停止的作用。
该驱动机构240具有作为旋转驱动源的电机241、构成为能够通过该电机241转动的凸轮242、和沿着凸轮242的凸轮面移动的凸轮从动件243。凸轮从动件243固定在支承容器111的底部112的底部支承构件244上。图示例的凸轮242为卵形的圆板凸轮,该凸轮242的凸轮轴相对于气雾剂容器110的中心轴正交,凸轮242的旋转经由凸轮从动件243转换为底部支承构件244的直线运动。另外,为了使凸轮从动件243相对于凸轮242时常抵接,底部支承构件244通过未图示的赋能单元(弹簧等)向着凸轮242侧赋能。
通常,凸轮242的最小径部分与凸轮从动件243抵接,底部支承构件244位于后退极限位置,气雾剂容器110的阀门机构130保持关阀状态。通过电机241使凸轮242旋转,底部支承构件244沿轴向(图2中的左方向)前进。即,在后退极限位置,设定凸轮从动件243抵接凸轮242的接触位置离开旋转中心的直径小,在前进极限位置,设定凸轮从动件243抵接凸轮242的接触位置离开旋转中心的直径大。在图示例中,通过从直径最小部移动到直径最大部的部分,而不是凸轮242的直径最大部开阀,但也可以构成为通过直径最大部开阀。
随着底部支承构件244的前进,气雾剂容器110页前进,执行器140被按压至按压构件2202的筒状部2202a的前端。按压构件2202固定在第1顶盖部220,因此通过来自筒状部2202a的反作用力,杆120被压入气雾剂容器110,气雾剂容器110内的阀门机构130开阀。当阀门机构130开阀时,内含物通过气压自动排出。
<气雾剂容器>
特别参考图26和图27更详细地说明气雾剂容器110。气雾剂容器110是通过内部填充的液化气体、压缩气体的气压来喷出内含物的容器,能够应用现有的金属制的气雾剂容器,也能够使用具有耐压性的塑料制的容器。气雾剂容器110中,杆120上安装有各种执行器,该执行器根据排出方向、排出方式形成有流路。在图示例中,示出了在气雾剂容器110的杆120上安装了具有法兰部142的执行器140的例子。执行器140构成为具有:直线状的筒状部141,其具有平直的排出流路;和法兰部142,其从筒状部141沿轴直角方向伸出。该执行器140的筒状部141与连接管150连接。此外,该连接管150的前端与具有排出口161的喷嘴160连接(参考图28)。对于该喷嘴160的排出口161的构成,将内含物以雾状排出,或作为直线状的喷流排出,能够根据内含物的排出方式、排出方向适当设定。
在图示例中,因为将气雾剂容器110水平搭载在机体101的下面进行使用,所以作为封入的喷射剂和内含物的形态,可使用原液容纳在内袋中、喷射剂容纳在内袋外周与容器主体内周之间的隔离型。如果是隔离型,则气雾剂容器的姿态为横向(杆的位置为横向)、向下(杆的位置向下),均能够排出。
然而,并不限定于隔离型,在排出时的气雾剂容器110的姿态为杆120向上进行使用的情况下,能够应用具有浸管二相系、三相系的容器,在杆120向下进行使用的情况下,能够应用不具有浸管二相系、三相系的容器。
另外,作为喷射剂,能够应用通常的烃(液化石油气)(LPG)、二甲醚、(DME)、氟代烃(HFO-1234ZE)等液化气体,二氧化碳、氮气、一氧化氮等压缩气体。当考虑对火灾的安全性时,优选非可燃性的氟代烃、二氧化碳、氮气、一氧化氮等,特别地,当考虑环境负荷时,优选氮气。
<气雾剂容器的阀门机构>
特别地,参考图27,对通过驱动机构240进行阀的开关的气雾剂容器的阀门机构130进行说明。即,在杆120设置有从前端开口部沿轴方向延伸预定尺寸的排出流路121,杆120的侧面开有作为阀孔的杆孔122,该阀孔122被安装在封杯(mounting cup)113挿通孔的孔边缘的垫圈131的内周面封堵。
通常,由于气压和弹簧132的推力,杆120被推向突出方向,通过将作为阀体的垫圈131的内周边缘沿轴方向按压,垫圈131的内周面与构成阀座的杆孔122的孔边缘密封,维持闭阀状态。
通过上述的驱动机构240的凸轮242,当底部支承构件244移动至前进极限时,气雾剂容器110移动至第1顶盖部220侧,执行器140的法兰部142与按压构件2202的端面抵接,通过其反作用力,将杆120压入相对容器内侧。当杆120被压入时,垫圈131的内周边缘向容器内侧弯曲,垫圈131的内周面从杆孔122的孔边缘离开,阀打开,通过气压,被挤压的内含物从杆120的排出流路121排出(喷射)。
图示例的阀门机构130为一个例子,并不限定于这样的构成,能够应用通常维持关阀状态、通过杆120的按压来开阀的各种构成。
在该例中,通过凸轮机构将电机241的旋转运动转换为直线运动,但在本发明中,用于进行气雾剂容器中的阀门的开关的机构并不限定于凸轮机构。例如,也能够应用通过进给螺杆机构、齿轮齿条等将电机的轴的旋转运动转换为直线运动的机构。此外,也能够构成为不使用旋转电机而使用直线驱动用的直线电机、电磁螺线管等直线驱动源,不使用运动转换机构而使气雾剂容器110沿轴向移动。
<方向变更装置>
特别参考图28和图29,对本实施方式的方向变更装置主体300进行说明。在本实施方式中,在方向变更装置300上安装有保持喷嘴160和摄像机180的保持构件170。如上所述,喷嘴160安装在连接管150的前端,连接管连接至气雾剂容器110。此外,摄像机180的主体部分构成为设置在保持构件170的内部,仅露出镜头(参考图28)。该摄像机180设置在能够拍摄从喷嘴160排出的内含物的排出状况的位置。此外,设置为喷嘴160不进入摄像机180的拍摄范围。通过以上的构成,用方向变更装置300改变保持构件170的方向,由此喷嘴160和摄像机180一体动作(一体改变方向)。
接下来,特别参考图28说明方向变更装置300自身的机构。方向变更装置300具有:第1电机310;第1旋转体320,通过第1电机310的驱动力旋转;第2电机340,随着第1旋转体320的转动而旋转;和第2旋转体350,通过第2电机340的驱动力而转动。第1旋转体320与第2电机340通过第1臂330连接。而且,方向变更装置300还具有:第3电机370,随着第2旋转体350的转动而旋转;和第3旋转体380,通过第3电机370的驱动力而转动。第2旋转体350与第3电机370通过第2臂360连接。而且,上述的保持构件170经由连接部385相对第3旋转体380固定。由此,被保持构件170保持的喷嘴160随着第3旋转体380的动作而改变方向。
这样,方向变更装置300具有至少一个能够改变喷嘴160的朝向地进行枢轴支承的旋转体(在本实施方式中是第1旋转体320、第2旋转体350和第3旋转体380)。而且,被保持构件170保持的喷嘴160设计成喷嘴160的排出口161的中心线的延长线L与所有旋转体的旋转中心线的延长线相交。在本实施方式中,构成为第1旋转体320的旋转中心线的延长线321、第2旋转体350的旋转中心线的延长线351和第3旋转体380的旋转中心线的延长线381分别正交。而且,设计成喷嘴160的排出口161的中心线的延长线L与第3旋转体380的旋转中心线的延长线381一致。因此,延长线L相对于延长线321和延长线为351正交地相交,相对于延长线381为一致地相交。
通过以上构成,即使在从喷嘴160的排出口161排出气雾剂容器110的内含物时发生反作用力,该反作用力也不会作为使各旋转体(第1旋转体320、第2旋转体350和第3旋转体380)旋转的扭矩发生作用。
<方向变更装置的变形例1>
特别参考图30和图31对变形例1的方向变更装置主体300a进行说明。在本变形例中,在方向变更装置300a上也安装有保持喷嘴160和摄像机180的保持构件170。对于这些喷嘴160和摄像机180相关的构成如上所述,因此省略其说明。
本变形例的方向变更装置300a具有:第1电机310;第1旋转体320,通过第1电机310的驱动力旋转;第2电机340,随着第1旋转体320的转动而旋转;和第2旋转体350,通过第2电机340的驱动力而转动。第1旋转体320与第2电机340通过第1臂330连接。而且,上述的保持构件170经由连接部355相对第2旋转体350固定。由此,被保持构件170保持的喷嘴160随着第2旋转体350的动作而改变方向。
这样,本变形例的方向变更装置300a中,也至少一个能够改变喷嘴160的朝向地进行枢轴支承的旋转体(在本变形例中是第1旋转体320和第2旋转体350)。而且,被保持构件170保持的喷嘴160设计成喷嘴160的排出口161的中心线的延长线L与所有旋转体的旋转中心线的延长线相交。在本中,构成为第1旋转体320的旋转中心线的延长线321和第2旋转体350的旋转中心线的延长线351分别正交。而且,喷嘴160的排出孔161的中心线的延长线L相对于延长线321和延长线351正交地相交。
通过以上构成,即使在从喷嘴160的排出口161排出气雾剂容器110的内含物时发生反作用力,该反作用力也不会作为使各旋转体(第1旋转体320和第2旋转体350)旋转的扭矩发生作用。
<方向变更装置的变形例2>
特别参考图32对变形例2的方向变更装置主体300b进行说明。在本变形例中,在方向变更装置300b上也安装有保持喷嘴160和摄像机180的保持构件170(在图32中仅表示了喷嘴160的排出口161)。对于喷嘴160和摄像机180相关的构成如上所述,因此省略其说明。
本变形例的方向变更装置300b具有:第1电机310;第1旋转体320,通过第1电机310的驱动力旋转;第2电机340,随着第1旋转体320的转动而旋转;和第2旋转体350,通过第2电机340的驱动力而转动。第1旋转体320与第2电机340通过2个板状构件331,332连接。而且,上述的保持构件170(未图示)相对第2旋转体350固定。由此,被保持构件170保持的喷嘴160随着第2旋转体350的动作而改变方向。
这样,本变形例的方向变更装置300b中,也至少一个能够改变喷嘴160的朝向地进行枢轴支承的旋转体(在本变形例中是第1旋转体320和第2旋转体350)。而且,被保持构件170保持的喷嘴160设计成喷嘴160的排出口161的中心线的延长线L与所有旋转体的旋转中心线的延长线相交。在本中,第1旋转体320的旋转中心线的延长线321与第2旋转体350的旋转中心线的延长线351相距距离W,不相交。而且,喷嘴160的排出孔161的中心线的延长线L相对于延长线321和延长线351正交地相交。
通过以上构成,即使在从喷嘴160的排出口161排出气雾剂容器110的内含物时发生反作用力,该反作用力也不会作为使各旋转体(第1旋转体320和第2旋转体350)旋转的扭矩发生作用。
<方向变更装置的其他例子>
对于以上的方向变更装置的例子,说明了设置3个旋转体的情况和设置2个的情况。然而,在本发明中,旋转体至少有一个即可,其个数没有限定。例如,能够采用仅具有在上述各例中表示的第1电机310和通过第1电机310的驱动力旋转的第1旋转体320的方向变更装置,也能够采用将上述的保持构件170相对于第1旋转体320固定的构成。在此情况下,被保持构件170保持的喷嘴160设计成喷嘴160的排出口161的中心线的延长线L相对于第1旋转体320的旋转中心线的延长线321正交即可。在这样的构成中,也是即使在从喷嘴160的排出口161排出气雾剂容器110的内含物时发生反作用力,该反作用力也不会作为使第1旋转体320旋转的扭矩发生作用。另外,也可以设置4个以上旋转体。
<排出装置的变形例>
如上所述,排出装置具有用于使气雾剂容器110的内含物排出(喷射)的功能。在上述的实施方式中,表示了如下的构成:通过驱动机构240将气雾剂容器110的底部112按压至头部侧,使气雾剂容器110移动,由此使气雾剂容器110的阀门机构130处于开阀状态。然而,在本发明中,用于实现使气雾剂容器的内含物排出(喷射)的功能的构成并不限定于这样的构成。例如,能够设置如下的机构:将气雾剂容器所具有的执行器朝向气雾剂容器的底部侧按压。此外,也能够在储存箱内另行设置阀门机构,由此发挥使气雾剂容器的内含物排出(喷射)的功能。在此,对后者的一个例子参考图33进行说明。
在图33所示的变形例的排出装置主体200X中,也在内部中空的框体210的内部安装有气雾剂容器110。在本变形例中,容器111固定在框体210的内部。此外,该排出装置主体200X中安装的气雾剂容器110中,构成为杆120通常被按下的状态,设置在气雾剂容器110的内部的阀门通常为开阀状态。例如,当将气雾剂容器110安装到框体210时,通过固定在框体210的按压部(未图示)将杆120按下即可。
而且,在本变形例中,在与杆120的排出流路连接的流路120X的途中设置阀门机构250。作为该阀门机构250的一个例子,能够举出电磁阀。通过这样的构成,能够通过阀门机构250的控制进行阀门的开关,能够发挥使气雾剂容器110的内含物排出(喷射)的功能。
<电气设备>
特别参考图25对用于驱动带摄像机排出装置1010和飞行器100的电气设备进行说明。在图25中简略表示电气设备。控制带摄像机排出装置1010的排出装置控制部410在控制飞行器100的飞行控制部610之外另行设置。飞行控制部610和排出装置控制部410均设置在机体101上。另外,用于驱动带摄像机排出装置1010的电源和用于驱动飞行器100的电源也设置在机体101上(均未图示)。另外,对于这些电源,可以并入各控制部,也可以在控制部之外另行设置。
此外,包括用于远程操作飞行器100的天线61的飞行用通信部612和包括用于远程操作带摄像机排出装置1010的天线413的排出装置用通信部412分别搭载在机体101上。
排出控制部410、排出装置用通信部412和排出装置用电源可以具有飞行控制部610、飞行用通信部612和飞行用电源的一部分或全部作用。
连接上述的排出装置主体200和机体101的结构、以及方向变更装置300与机体101的连接结构没有特别图示,可采用各种公知技术。例如,除了滑轨与T型槽的滑动式的嵌合结构之外,还可以设为卡口连接这样的能够沿旋转方向悬挂拆卸的构成,还可以采用螺旋夹、夹子连接、夹钳等拆卸和安装容易的各种结构。
而且,在连接结构的部分能够设置将配置在机体101侧的电源等与设置在排出装置主体200侧的电机241和设置在方向变更装置300侧的各电机进行电连接的电气连接点。此外,配置在机体101侧的电源等、设置在排出装置主体200侧的电机241和设置在方向变更装置300侧的各电机,也能够使用电缆和安装在电缆上的连接器进行电连接。
<具有排出装置的飞行器的操作>
特别参考图34,对具有本实施方式的带摄像机排出装置1010的飞行器100进行说明。飞行器100的飞行通过进行设置在第1操作终端510的操纵杆511,512的操作,从天线513向飞行用通信部612发送操作信号进行远程操作。在该第1操作终端510,设置有显示出被摄像机180拍摄的图像的显示屏514。此外,在本实施方式中,也具有第2操作终端520。通过进行该第2操作终端520的操纵杆521,522的操作,从天线523向排出装置用通信部412发送操作信号,远程操作方向变更装置300。此外,通过排出按钮525和停止按钮526,从天线523向排出装置用通信部412发送操作信号,远程操作气雾剂容器的阀门机构130。在该第2操作终端520,也设置有显示出被摄像机180拍摄的图像的显示屏524。
当操作者看着显示屏524上的图像并按下排出按钮525时,发送排出指令信号,从喷嘴160排出气雾剂容器110的内含物。此外,当按下停止按钮526时,发送停止指令信号,停止从喷嘴160排出。
排出与停止的切换不仅通过按钮的操作,也能够按照预先存储的程序自动进行切换。例如,能够如下进行:预先将航线编程,通过来自GPS的信号检测地图上的位置,并通过高度计检测高度,当达到预定的位置时开始排出,当预定区域的排出结束时停止排出。
<本实施方式的排出装置的优点>
在分别设置摄像机用方向变更装置和喷嘴用的方向变更装置的情况下,不仅重量会增加,用于控制各个方向的控制方法、操作方法变得复杂。
根据本实施方式的带摄像机排出装置1010,喷嘴160和摄像机180通过共同的方向变更装置300,300a,300b,采用一体动作的构成,因此不需要分别设置喷嘴用的方向变更装置和摄像机用的方向变更装置。由此,能够改变摄像机180和喷嘴160的方向,并能够实现轻质化。此外,能够简化用于改变摄像机180的朝向和喷嘴160的朝向的控制方法。进而,在使保持构件170保持喷嘴160和摄像机180的状态下,设置为喷嘴160不进入摄像机180的拍摄范围,因此即使改变喷嘴160和摄像机180的方向,也不会拍摄到喷嘴160。因此,能够恒定扩大视野。
此外,在本实施方式中,能够抑制从喷嘴160排出内含物时产生的反作用力作为使各旋转体(第1旋转体320、第2旋转体350、第3旋转体380)旋转的扭矩而产生作用。因此,在排出内含物时,能够抑制喷嘴160和摄像机180的方向变动。
(第3解决方案的实施方式2)
图35和图36表示本发明实施方式2。在上述实施方式1中,表示了在方向变更装置上安装保持喷嘴和摄像机的保持构件、在机体上安装排出装置的情况的构成。与此相对,在本实施方式中,表示了在方向变更装置上安装具有喷嘴和摄像机的排出装置的情况的构成。对于其他构成和作用与实施方式1相同,因此对相同的构成部分使用相同的符号,省略其说明。
图35是飞行器的外观图,表示从侧向看飞行器的外观,该飞行器具有本发明的实施方式2的带摄像机排出装置。图36是表示本发明的实施方式2的带摄像机排出装置的主要构成的立体图。
在本实施方式中,也与上述实施方式1的情况同样地,飞行器100具有带摄像机排出装置1010。对于飞行器100相关的构成,与上述实施方式1的情况相同,因此省略其说明。
本实施方式中,也在机体躯干部分102的下面设置有方向变更装置300。对于方向变更装置300的构成,也与上述实施方式1的情况相同,因此省略其说明。另外,在本实施方式中,能够采用在上述实施方式1中说明的各种变形例的方向变更装置300a,300b。
而且,在本实施方式中,在方向变更装置300上设置有排出装置主体200。对于排出装置主体200自身的构成,与在上述实施方式1中参考图和图说明的构成相同。但是,在上述实施方式1的情况下,执行器140与连接管150连接,与此相对,在本实施方式中,执行器140与由刚性高的材料构成的管155连接,在这方面与上述实施方式1不同。
此外,在本实施方式中,在该管155的前端上安装有保持喷嘴160和摄像机180的保持构件170。另外,喷嘴160安装在管155的前端。对于喷嘴160、摄像机180和保持它们的保持构件170的构成,与上述实施方式1的情况相同,因此省略其说明。另外,对于喷嘴160的排出口161的中心线的延长线与方向变更装置300所具有的各旋转体的旋转中心线的延长线的关系,也与上述实施方式1的情况相同。
这样,在本实施方式中,通过保持气雾剂容器的框体(即排出装置主体200的框体210)保持喷嘴160和摄像机180,在这方面与上述实施方式1不同。
在以上这样构成的本实施方式的带摄像机排出装置中,当然也可得到与上述实施方式1的情况相同的效果。
(第3解决方案的实施方式3)
图37和图38表示本发明实施方式3。在上述实施方式1中,表示了在方向变更装置上安装保持喷嘴和摄像机的保持构件、在机体上安装排出装置的情况的构成。与此相对,在本实施方式中,表示了在方向变更装置上安装具有喷嘴和摄像机的排出装置的情况的构成。对于其他构成和作用与实施方式1相同,因此对相同的构成部分使用相同的符号,省略其说明。
图37是飞行器的外观图,表示从侧向看无人航空器的外观,该飞行器具有本发明的实施方式3的带摄像机排出装置。图38是无人航空器的外观图,表示从正面侧看无人航空器的外观,该飞行器具有本发明的实施方式3的排出装置。
在本实施方式中,也与上述实施方式1的情况同样地,飞行器(无人航空器)100具有带摄像机排出装置1010。对于飞行器100相关的构成,与上述实施方式1的情况相同,因此省略其说明。
本实施方式中,也在机体躯干部分102的下面设置有方向变更装置300。对于方向变更装置300的构成,也与上述实施方式1的情况相同,因此省略其说明。另外,在本实施方式中,能够采用在上述实施方式1中说明的各种变形例的方向变更装置300a,300b。
而且,在本实施方式中,在方向变更装置300上设置有排出装置主体200。对于排出装置主体200自身的构成,与在上述实施方式1中参考图和图说明的构成相同。但是,在上述实施方式1的情况下,执行器140与连接管150连接,与此相对,在本实施方式中,执行器140与由刚性高的材料构成的管155连接,在这方面与上述实施方式1不同。
此外,在本实施方式中,在该管155的前端上安装有喷嘴160。此外,在排出装置主体200的框体210的外壁面安装有摄像机180。另外,除了在框体210之外另行在框体210的表面安装摄像机210的构成以外,也可以采用在框体210的内部一体内置摄像机180,或将框体210和摄像机180的外壳设为一体的构成。摄像机180设置在能够拍摄从喷嘴160排出的内含物的排出状况的位置,以及设置为喷嘴160不进入摄像机180的拍摄范围,在这些方面与上述实施方式1的情况相同。在本实施方式中,也用方向变更装置300改变排出装置主体200的方向,喷嘴160和摄像机180一体动作(一体改变方向)。
另外,对于喷嘴160的排出口161的中心线的延长线与方向变更装置300所具有的各旋转体的旋转中心线的延长线的关系,也与上述实施方式1的情况相同。
这样,在本实施方式中,通过保持气雾剂容器的框体(即排出装置主体200的框体210)保持喷嘴160和摄像机180,在这方面与上述实施方式1不同。
在以上这样构成的本实施方式的排出装置中,当然也可得到与上述实施方式1的情况相同的效果。

Claims (31)

1.一种飞行器的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,其特征在于,
所述气雾剂容器搭载在机体外部,所述气雾剂容器的中心轴沿着所述机体的俯仰轴配置,所述气雾剂容器与所述喷嘴经由管连接。
2.一种飞行器的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,其特征在于,
气雾剂容器配置在从所述机体的主体部延伸出的延长部,所述气雾剂容器与所述喷嘴经由管连接。
3.根据权利要求2所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述延长部为设置在机体上的小翼。
4.根据权利要求2所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述延长部为设置有旋翼的臂部。
5.根据权利要求2所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述延长部为起落用的支脚部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的飞行器的排出装置,其特征在于,搭载多个气雾剂容器,连接到多个气雾剂容器的管汇合并连接到一个喷嘴上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的飞行器的排出装置,其特征在于,机体上搭载摄像机,所述喷嘴和摄像机可移动地支承在机体上,并被构成为相对于目标物,喷嘴的排出方向和摄像机的拍摄方向同步移动。
8.根据权利要求7所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述喷嘴与所述摄像机相邻配置。
9.根据权利要求7所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述喷嘴安装在所述摄像机上。
10.根据权利要求7所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述喷嘴被方向变更装置支承,所述方向变更装置具有使所述摄像机的姿态可变的旋转自由度。
11.根据权利要求7所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述喷嘴被方向变更装置支承,所述方向变更装置与具有使所述摄像机的姿态可变的旋转自由度的方向变更装置不同。
12.根据权利要求7所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述摄像机被方向变更装置支承,所述方向变更装置具有使所述喷嘴的姿态可变的旋转自由度。
13.一种飞行器的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,其特征在于,
搭载多个所述气雾剂容器,多个气雾剂容器分别与多个管相连,并连接到一个喷嘴上。
14.根据权利要求13所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述机体上搭载摄像机,所述喷嘴与摄像机相邻。
15.一种飞行器的排出装置,从机体搭载的气雾剂容器经由喷嘴排出内含物,其特征在于,
搭载多个所述气雾剂容器,多个气雾剂容器分别与多个管相连,多个喷嘴与多个管相连,使多个喷嘴与搭载在机体上的摄像机相邻而集中配置。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的飞行器的排出装置,其特征在于,气雾剂容器配置在从所述机体的主体部延伸出的延长部。
17.根据权利要求16所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述延长部为设置在机体上的小翼。
18.根据权利要求16所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述延长部为设置有转子的臂部。
19.根据权利要求16所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述延长部为起落用的支脚部。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述喷嘴和摄像机可移动地支承在机体上,并被构成为相对于目标物,喷嘴的排出方向和摄像机的拍摄方向同步移动。
21.根据权利要求20所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述喷嘴安装在所述摄像机上。
22.根据权利要求20所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述喷嘴被方向变更装置支承,所述方向变更装置具有使所述摄像机的方向可变的旋转自由度。
23.根据权利要求20所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述喷嘴被具有使所述喷嘴的方向可变的旋转自由度的方向变更装置支承,所述方向变更装置与具有使所述摄像机的方向可变的旋转自由度的方向变更装置不同。
24.根据权利要求20所述的飞行器的排出装置,其特征在于,所述摄像机被方向变更装置支承,所述方向变更装置具有使所述喷嘴的方向可变的旋转自由度。
25.一种带摄像机的排出装置,具备
将搭载在移动体上的气雾剂容器的内含物排出的喷嘴和
搭载在所述移动体上的摄像机,
其特征在于,
所述喷嘴和所述摄像机被设置为通过共同的方向变更装置一体动作。
26.根据权利要求25所述的带摄像机的排出装置,其特征在于,
具备用于保持所述喷嘴和所述摄像机的保持构件,
在连接至固定在所述移动物体上的气雾剂容器的连接管的前端,安装有所述喷嘴。
27.根据权利要求25所述的带摄像机的排出装置,其特征在于,
具备用于保持所述气雾剂容器的框体,
并通过所述框体保持所述喷嘴和所述摄像机。
28.根据权利要求25、26或27所述的带摄像机的排出装置,其特征在于,所述摄像机设置在能够拍摄从所述喷嘴排出的内含物的排出状况的位置。
29.根据权利要求25~28中任一项所述的带摄像机的排出装置,其特征在于,
所述方向变更装置具备至少一个能够变更所述喷嘴的朝向地进行枢轴支承的旋转体,
所述喷嘴中的排出口的中心线的延长线与所有所述旋转体的旋转中心线的延长线相交。
30.根据权利要求29所述的带摄像机的排出装置,其特征在于,
所述方向变更装置具备:
第1电机、
通过第1电机的驱动力而旋转的第1旋转体、
随着第1旋转体的旋转而转动的第2电机、
通过第2电机的驱动力而旋转的第2旋转体、
随着第2旋转体的旋转而转动的第3电机和
通过第3电机的驱动力旋转的第3旋转体,
所述喷嘴设置为随着第3旋转体的动作而变更朝向。
31.根据权利要求29所述的带摄像机的排出装置,其特征在于,
所述方向变更装置具备:
第1电机、
通过第1电机的驱动力而旋转的第1旋转体、
随着第1旋转体的旋转而转动的第2电机和
通过第2电机的驱动力而旋转的第2旋转体,
所述喷嘴设置为随着第2旋转体的动作而变更朝向。
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