JP2006027588A - Small-sized flying device - Google Patents

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Hiroshi Isshiki
浩 一色
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SURI KAISEKI KENKYUSHO KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high flying performance even during flying in a gust of wind. <P>SOLUTION: Wing driving motors 3 are provided at four parts of front right and left positions and rear right and left positions of a body 1 so as to change a vertical angle on a vertical surface in a fore-and-aft direction. To output shafts 3a of the wing driving motors 3, flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d composed of driving rods 9 extending to the outside of the body 1, coupling rods 11 having flexibility, and wing main bodies 10 are respectively attached. The flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d are arranged upwardly in the vertical direction with the wing driving motors 3, thereby generating a downward backwash. By reaction force of that, vertical rising, lowering, and hovering are carried out. The flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d are arranged at required attack angles to carry out flapping actions, thereby generating a rear oblique downward backwash. By reaction force of that, lifting force and propulsive force is obtained to carry out forward flying. Furthermore, the balance of propulsive force on right and left sides is changed to turn to the right and left. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、所要の目標位置まで飛行させて該目標位置の情報収集や、上記目標位置への小型機器の搬送等を行わせるために用いる小型飛行装置に関するものである。   The present invention relates to a small flight apparatus used for flying to a desired target position and collecting information on the target position, transporting a small device to the target position, and the like.

近年、屋内外の高所位置や災害現場等の人が容易に近づくことが困難な場所、あるいは、化学物質、微生物、放射性物質等での汚染が想定されるような場所の現場状況を調べる場合等に、大きさが数十センチメートル以下というような非常に小型の飛行装置(Micro Air Vehicle:MAV)に、カメラ、マイク、雰囲気ガス中の化学物質、微生物、放射性物質等の有無を検出するための所要の分析装置等の機器を搭載して、該小型飛行装置を目標となる位置まで飛行させ、該小型飛行装置に搭載された機器により検出される現場の計測結果を基に、遠隔地より上記目標位置の情報収集を実施できるようにすることが考えられてきている。   In recent years, when investigating on-site conditions in places that are difficult for people to approach easily, such as indoor or outdoor high places or disaster sites, or where contamination with chemical substances, microorganisms, radioactive substances, etc. is assumed For example, a very small flying device (Micro Air Vehicle: MAV) with a size of several tens of centimeters or less is used to detect the presence of chemical substances, microorganisms, radioactive substances, etc. in cameras, microphones, and atmospheric gases. Equipped with the necessary analysis equipment and the like to fly the small flying device to the target position, and based on the field measurement results detected by the equipment mounted on the small flying device, Further, it has been considered that information collection of the target position can be performed.

ところで、飛行体とその周囲の流体との相互作用を、流体の慣性力と粘性力の比であるレイノルズ数との相関で整理すると、飛行体のサイズとレイノルズ数の大小はほぼ対応しており、従来一般に実用化されているメートルサイズの飛行体では、たとえば、通常の航空機のレイノルズ数が10〜10のオーダーを示すように、レイノルズ数が高くて(Re>10)慣性力が支配的となっているのに対し、上記のようなサイズが小さい小型飛行装置では、レイノルズ数が10〜10程度と低い値となり、周囲の気体(流体)との相互作用では、慣性力と共に粘性力の影響が大となる。又、上記小型飛行装置は、サイズが小さくて機体重量が軽いことから、気流等の影響を容易に受け易く、常に突風の中を飛行するような状態となる。更に、屋内での飛行や、屋外での気流中を飛行させるためには、垂直離着陸、急旋回、空中停止飛行(ホバリング)等の非常に高度な飛行性能が要求されることから、航空機やヘリコプター等の従来の飛行体とは非常に異なる設計が必要とされている。 By the way, when the interaction between the flying object and the surrounding fluid is organized by the correlation with the Reynolds number, which is the ratio of the inertial force and the viscous force of the fluid, the size of the flying object and the Reynolds number are almost corresponding. In the case of a metric-sized aircraft that has been put to practical use in the past, the Reynolds number is high (Re> 10 5 ), for example, so that the Reynolds number of an ordinary aircraft is on the order of 10 7 to 10 8. On the other hand, in a small-sized flying device having a small size as described above, the Reynolds number is as low as about 10 4 to 10 5. In the interaction with the surrounding gas (fluid), the inertial force At the same time, the influence of viscous force increases. Further, since the small flying device is small in size and light in weight, it is easily affected by air currents and is always in a state of flying in a gust of wind. Furthermore, in order to fly indoors and in the airflow outdoors, very high flight performances such as vertical takeoff and landing, sudden turning, and air stop flight (hovering) are required, so aircraft and helicopters Therefore, a very different design from that of the conventional aircraft is required.

そのため、上記小型飛行装置にて垂直離着陸、急旋回、空中停止飛行等を行わせることができるようにするため飛行手段の1つとして、羽ばたき飛行する形式の小型飛行装置が考えられてきている。   Therefore, in order to allow the above-mentioned small flying device to perform vertical take-off and landing, sudden turn, flying in the air, etc., a small flying device of a type of flapping flight has been considered as one of the flying means.

この種の羽ばたき飛行する形式の小型の飛行装置としては、たとえば、胴体部の左右位置に、それぞれ前後一組の振動型アクチュエータを、該前後の振動型アクチュエータの振動軸(回転軸)が胴体軸に対し所要角度後方に下傾した一直線上にて同軸心配置となるよう配設し、羽前縁をなす羽軸(前羽軸)と羽後縁をなす羽軸(後羽軸)との間に膜を張設して形成してなる左右一対の羽の上記前羽軸と後羽軸を、上記前側と後側の対応する各振動型アクチュエータにそれぞれ接続した構成としてなるものが従来提案されている。   As a small flying device of this type of flapping flight, for example, a pair of front and rear vibration type actuators are provided at the left and right positions of the body part, and the vibration axis (rotation axis) of the front and rear vibration type actuators is a body axis. It is arranged so that it is coaxially arranged on a straight line inclined downward to the required angle, between the wing shaft that forms the wing leading edge (front wing shaft) and the wing shaft that forms the wing trailing edge (rear wing shaft). Conventionally proposed is a configuration in which the front wing shaft and the rear wing shaft of a pair of left and right wings formed by stretching a membrane are connected to the corresponding vibration type actuators on the front and rear sides, respectively. Yes.

かかる形式の小型飛行装置によれば、上記前後の振動型アクチュエータを、前側の振動型アクチュエータの方が、後側の振動型アクチュエータよりも所要位相差で先行するようにそれぞれ上下方向に羽ばたき(往復)作動させることにより、羽の打ち下ろし作動時には、該羽がなるべく水平面と平行な姿勢となるようにすることで、打ち下ろし時に羽の膜が移動する空間の体積が最大になるようにしてある。一方、羽の打ち上げ作動時には、該羽の膜ができるだけ水平面に対して直角に近い角度となるようにすることで、打ち上げ時に羽根の膜が移動する空間の体積を最小にするようにしてあり、これにより、羽の打ち下ろし動作において該羽に作用する鉛直上向きの流体力が、羽の打ち上げ動作において羽に作用する鉛直下向きの流体力よりも大となるようにして機体の浮上力(揚力)を得ることができるようにしてある。更に、上記前後の振動型アクチュエータの位相差を調整して、各羽の打ち上げ及び打ち下げ時の姿勢(角度)を変化させることにより、前後方向への推進力を得ることができるようにしてある(たとえば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4参照)。   According to such a type of small-sized flying device, the front and rear vibration actuators are flapped vertically (reciprocating so that the front vibration actuator precedes the rear vibration actuator by a required phase difference). ) When operated, the volume of the space in which the wing membrane moves is maximized by making the wing as parallel as possible to the horizontal plane when the wing is lowered. . On the other hand, at the time of wing launch operation, the volume of the space in which the wing film moves is minimized by making the wing film as close to a right angle as possible with respect to the horizontal plane. As a result, the vertical upward fluid force acting on the wing during the wing down motion is greater than the vertical downward fluid force acting on the wing during the wing launch motion so that the aircraft's levitation force (lift) So that you can get. Furthermore, the propulsive force in the front-rear direction can be obtained by adjusting the phase difference between the front and rear vibration actuators and changing the posture (angle) when each wing is launched and lowered. (For example, see Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4).

又、上記と同様に、羽の打ち下ろし時に羽の膜が移動する空間の体積の方が、羽の打ち上げ時に羽の膜が移動する空間の体積よりも大きくなるようにして、羽の打ち下ろし動作において該羽に作用する鉛直上向きの流体力が、羽の打ち上げ動作において羽に作用する鉛直下向きの流体力よりも大となるようにすることにより機体の浮上力を得るようにする考えに基づいた別の形式のものとしては、胴体部の左右位置に、3自由度を持つアクチュエータをそれぞれ設け、該各アクチュエータに、左右一対の羽にそれぞれ長手方向に沿って設けてある主軸の基端部を取り付けて、上記各アクチュエータにて、羽の上下方向の往復作動に加えて、羽の主軸を中心とする回転動作及び主軸と羽を一体に前後方向へ可動できるようにしてなる構成としてなるものも従来提案されている。   Similarly, the volume of the space in which the wing membrane moves when the wing is lowered is larger than the volume of the space in which the wing membrane moves when the wing is launched. Based on the idea that the vertical upward fluid force acting on the wing during operation is greater than the vertical downward fluid force acting on the wing during the wing launch operation, thereby obtaining the flying force of the aircraft As another type of actuator, actuators having three degrees of freedom are provided in the left and right positions of the body part, and the base end part of the main shaft provided in each actuator along the longitudinal direction on each pair of left and right wings. In addition to the reciprocating operation of the wing in the vertical direction, the above actuators can be rotated around the main axis of the wing, and the main shaft and the wing can be moved integrally in the front-rear direction. It shall have also been proposed in the past.

かかる形式の小型飛行装置によれば、羽の打ち下ろし作動時には、該羽がなるべく水平面と平行な姿勢となるようにし、一方、羽の打ち上げ時には、羽を上下方向の姿勢となるように一旦回転させた後、該羽の有する湾曲形状に沿う軌道で引き上げられるように、羽を回転させると同時に前後方向に動かしながら打ち上げ作動させるようにしてある。これにより、羽の打ち上げ動作において該羽に作用する鉛直下向きの流体力をより小さくできるようにして、羽の打ち下ろし動作において該羽に作用する鉛直上向きの流体力との差をより大きくすることで、機体の浮上力をより効率よく得ることができるようにしてある(たとえば、特許文献2、特許文献4、特許文献5参照)。   According to this type of small-sized flying device, when the wing is lowered, the wing is set in a posture as parallel as possible to the horizontal plane. On the other hand, when the wing is launched, the wing is temporarily rotated so as to have a vertical posture. Then, the wing is rotated and moved in the front-rear direction at the same time as the wing is rotated so that the wing can be lifted in a track along the curved shape of the wing. As a result, the vertical downward fluid force acting on the wing during the wing launch operation can be made smaller, and the difference from the vertical upward fluid force acting on the wing during the wing down operation is further increased. Thus, the flying force of the airframe can be obtained more efficiently (see, for example, Patent Document 2, Patent Document 4, and Patent Document 5).

羽ばたき飛行する更に他の形式の小型飛行装置としては、胴体部の左右位置に、羽の長手方向に沿って設けてある軸の前後水平方向の往復作動と、該羽の軸の回転作動を行なうことができるようにしてある駆動装置をそれぞれ設けて、該左右の各駆動装置に、左右一対の対応する羽の軸をそれぞれ取り付けてなる構成としたものも従来提案されている。   Still another type of small-sized flying device that flutters is a reciprocating operation in the front-rear and horizontal directions of a shaft provided along the longitudinal direction of the wing at the left and right positions of the fuselage, and a rotating operation of the shaft of the wing. There has also been proposed a structure in which a drive device is provided so that a pair of left and right wing shafts are attached to the left and right drive devices, respectively.

かかる形式の小型飛行装置によれば、上記駆動装置により左右の羽を前後方向に羽ばたき作動させると同時に、羽を前方及び後方へ打つときには、該羽の上縁側が下縁側に対して先行するように羽の軸を回転させるようにして、各羽により下向きの気流を発生させることにより、この下向きの気流の反作用によって浮上力(揚力)を得るようにしてあり、更に、この際、左右の羽の前後方向の振幅の中心位置を、それぞれ独立して進行方向前方又は進行方向後方にずらすことで、各羽の羽ばたき作動時に該羽の基端側から先端方向に向かうよう発生している流れの前後方向のバランスを変化させて、前進、後進、あるいは、左右方向の旋回を行わせるようにすることができるようにしてある(たとえば、特許文献5参照)。   According to this type of small-sized flying device, the left and right wings are fluttered in the front-rear direction by the driving device, and at the same time, when the wings are struck forward and backward, the upper edge side of the wings precedes the lower edge side. The wing axis is rotated to generate a downward airflow by each wing, and the levitation force (lift) is obtained by the reaction of this downward airflow. By shifting the center position of the amplitude in the front-rear direction independently to the front in the traveling direction or rearward in the traveling direction, the flow generated from the base end side of the wing toward the tip direction during the flapping operation of each wing By changing the balance in the front-rear direction, the vehicle can be moved forward, backward, or turned in the left-right direction (see, for example, Patent Document 5).

特開2003−135866号公報JP 2003-135866 A 特開2002−326599号公報JP 2002-326599 A 特開2003−339896号公報JP 2003-339896 A 特開2003−118697号公報JP 2003-118697 A 特開2004−90909号公報JP 2004-90909 A

ところが、上記従来提案されている3つの形式の羽ばたき飛行する小型飛行装置のうち、胴体部の左右位置にそれぞれ設けた前後一組の振動型アクチュエータにより左右一対の羽を上下方向に羽ばたき作動させる形式、及び、胴体部の左右位置にそれぞれ設けた3自由度を持つアクチュエータにより左右一対の羽を上下方向に羽ばたき作動させる形式のものでは、垂直離着陸時や空中停止飛行時、すなわち、羽の湾曲形状による揚力の発生が期待できないときには、機体の浮上力(揚力)を、羽を水平面とほぼ平行な姿勢で打ち下ろすときに該羽の面に作用する鉛直上向きの流体力と、羽を所要の姿勢で打ち上げるときに該羽根に作用する鉛直下向きの流体力との差のみで得る必要があるが、この場合、左右の各翼の一回の羽ばたき作動で得られる揚力は、最大でも羽の面によって下方に、すなわち、該羽の面とほぼ直角方向に押される空気からの反力でしかなく、したがって、得られる浮上力が非常に小さいと考えられる。このために、機体重量を、1グラム未満とする等、極めて軽量としなければならず、駆動装置や電源も非常に軽量としなければならないことから飛行能力にも制限が生じることが懸念される。更に、上記したように機体重量が極めて軽いことから、環境に存在する気流によって飛行状態に大きな影響を受ける虞もある。   However, among the three types of small-sized flying devices that have been proposed in the related art, a pair of front and rear vibration type actuators provided at the left and right positions of the fuselage are used to swing a pair of left and right wings up and down. In the case of a type in which a pair of left and right wings are fluttered up and down by an actuator having three degrees of freedom respectively provided at the left and right positions of the fuselage part, during vertical take-off and landing or during air stop flight, When the lift of the aircraft cannot be expected, the levitation force (lift) of the aircraft, the vertically upward fluid force acting on the surface of the wing when the wing is lowered in a posture almost parallel to the horizontal plane, and the required posture of the wing It is necessary to obtain only by the difference from the vertically downward fluid force acting on the blade when launching with Lift force is downwardly by the vane surface at most, i.e., rather than only the reaction force from the air to be pressed substantially perpendicular to the plane of 該羽, therefore the lift force obtained is considered very small. For this reason, since the weight of the fuselage must be extremely light, such as less than 1 gram, and the driving device and the power source must be very light, there is a concern that the flight capacity may be limited. Furthermore, since the weight of the aircraft is extremely light as described above, there is a possibility that the flight state is greatly affected by the airflow existing in the environment.

又、上記従来の羽ばたき飛行する小型飛行装置のうち、胴体部の左右位置にそれぞれ設けた羽の前後水平方向の往復作動と該羽の軸の回転作動を行なう駆動装置により、左右一対の羽を前後方向に羽ばたき作動させる形式のものでは、該各羽の羽ばたき作動により下向きの気流を発生させて、この下向きの気流の反作用によって浮上力(揚力)を得るようにしてあり、又、前後方向の推進力は、上記左右の羽の前後方向の振幅の中心位置を、進行方向前方又は進行方向後方にずらして、各羽の羽ばたき作動時に該羽の基端側から先端方向に向かうよう発生している流れの前後方向のバランスを変化させることで得るようにしてある。そのため、浮上力は効率よく得ることはできるが、前後方向の推進力は比較的弱く、飛行速度に制限を受けることから、行動範囲が制限される虞が懸念される。   In addition, among the above-described conventional small-sized flying devices that flutter, a pair of left and right wings are separated by a driving device that performs a reciprocating operation in the front-rear and horizontal directions of the wings and a rotating operation of the wing shaft provided at the left and right positions of the fuselage. In the type of flapping operation in the front-rear direction, a downward air flow is generated by the flapping operation of each wing, and a levitation force (lift) is obtained by the reaction of the downward air flow. The propulsive force is generated by shifting the center position of the amplitude in the front-rear direction of the left and right wings forward or backward in the traveling direction so that each wing flutters from the proximal side of the wing toward the distal direction. It is obtained by changing the balance of the flow in the front-rear direction. Therefore, although the levitation force can be obtained efficiently, the propulsive force in the front-rear direction is relatively weak and the flight speed is limited, so there is a concern that the action range may be limited.

更に、上記従来の3つの形式の羽ばたき飛行する小型飛行装置は、いずれも左右一対の羽しか備えていない。そのために、機体が飛行中に左右方向に傾くような姿勢変化を生じた場合には、左右の羽でそれぞれ発生させている揚力を増減させることで左右の揚力のバランスを調整して、速やかに姿勢を制御できるとしても、機体が前後方向に傾くような姿勢変化を生じた場合には、速やかに対応し難いと共に、その調整作用が弱い虞も懸念される。   Furthermore, the above-described conventional three types of small-sized flying devices that perform flapping flight have only a pair of left and right wings. For this reason, if the aircraft changes its posture in the left-right direction during flight, the balance between the left and right lifts can be adjusted by increasing or decreasing the lift generated by the left and right wings. Even if the attitude can be controlled, when the attitude changes such that the aircraft tilts in the front-rear direction, it is difficult to respond quickly, and there is a concern that the adjustment action may be weak.

そこで、本発明者は、小型飛行装置に高度な飛行性能を付与するための工夫、研究を重ねた結果、胴体の水平姿勢を保持したままの垂直離着陸、急速旋回、空中停止飛行(ホバリング)等の高度な飛行性能を備えたトンボに着目した。トンボは、水平飛行時には、翼断面の平均迎角(水平面となす角)をほぼゼロとなるようにして、翼断面が上下往復運動と回転運動が重畳された運動をするように各翼を羽ばたかせており、一方、空中停止飛行時には、翼断面の平均迎角をほぼ90度として、すなわち、翼前縁を上にして、翼断面が前後往復運動と回転運動が重畳された運動をするように各翼を羽ばたかせており、このことから、水平飛行時と空中停止飛行時での違いは、翼断面の該翼断面に対する相対的な往復運動方向は変化せず、翼断面の平均迎角だけが相違している。   Therefore, the present inventor has devised and researched to give advanced flight performance to a small flying device, and as a result, vertical takeoff and landing while maintaining the horizontal attitude of the fuselage, rapid turn, aerial stop flight (hovering), etc. We focused on dragonflies with advanced flight performance. When flying horizontally, the dragonfly flapped each wing so that the average angle of attack of the wing cross section (angle formed with the horizontal plane) is almost zero, and the wing cross section moves in a manner that combines the vertical reciprocating motion and the rotational motion. On the other hand, when flying in mid-air, the average angle of attack of the wing cross-section is set to approximately 90 degrees, that is, the wing cross-section moves in a superimposed manner of the back-and-forth reciprocating motion and the rotational motion with the wing leading edge facing up. Therefore, the difference between horizontal flight and air suspension flight is that the relative reciprocating direction of the wing cross section relative to the wing cross section does not change, and the average angle of attack of the wing cross section Only the difference is.

ところで、トンボの各翼は、3方向の自由度を持つジョイントにより胴体に連結されており、この自由度を生かして、自在に翼断面を上下や前後に動かしたり、回転できるものである。   By the way, each wing of the dragonfly is connected to the fuselage by a joint having a degree of freedom in three directions. By utilizing this degree of freedom, the wing cross section can be freely moved up and down, back and forth, and rotated.

このため、上記トンボの翼の胴体への取付部分の構造を模倣して、上下、前後、回転の3方向の自由度を持つ翼の駆動機構を採用することが考えられる。この場合、上記のような3方向の自由度を備えたユニバーサルジョイントは、ジンバルとモータ等を組み合わせることにより実現することは可能であると考えられるが、重量が過多になり、小型飛行装置に採用することは難しく、又、コスト的にも高価になると考えられる。   For this reason, it is conceivable to adopt a wing drive mechanism having three degrees of freedom in the vertical, forward, backward, and rotational directions by imitating the structure of the attachment portion of the dragonfly wing to the fuselage. In this case, the universal joint with the three degrees of freedom as described above can be realized by combining a gimbal and a motor, etc., but it becomes too heavy and adopted for a small flying device. It is difficult to do this, and it is considered to be expensive.

なお、上記従来提案されている羽ばたき飛行する形式の小型飛行装置にも、3自由度を持つアクチュエータにより左右一対の羽を羽ばたき作動させる形式のものが提案されているが、該アクチュエータの有する自由度は、羽の打ち上げ作動時に該羽を羽の有する湾曲形状に沿った軌道で引き上げるためのもので、羽の平均迎角を変化させた状態で羽ばたき作動させるためのものではない。   Note that the above-described conventionally proposed small-sized flying device for flapping flight has been proposed that flutters a pair of left and right wings with an actuator having three degrees of freedom. Is for lifting the wing in a trajectory along the curved shape of the wing at the time of wing launching operation, not for flapping operation with the average angle of attack of the wing changed.

これらのことを鑑みて、本発明者は、トンボの翼の駆動部の運動をそっくりそのまま模倣するバイオミメティックな考え方ではなく、上記トンボの翼駆動部の優れた点のみを抽出してその構造的な考え方を取り入れるバイオモルフィックな考えに基づいて本発明をなした。   In view of these things, the present inventor is not a biomimetic idea that imitates the movement of the dragonfly wing drive unit as it is, but extracts only the excellent points of the dragonfly wing drive unit and extracts its structural The present invention has been made on the basis of a biomorphic idea that incorporates various ideas.

したがって、本発明の目的とするところは、羽ばたき飛行により高度な飛行性能を達成できて、屋内での飛行や、屋外での気流中にて常に突風の中を飛行するような状態であっても飛行できる小型飛行装置を提供しようとするものである。   Therefore, the object of the present invention is to achieve a high level of flight performance by flapping flight, even in a state where it always flies in a gust of winds indoors or outdoors. It is intended to provide a small flying device that can fly.

本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に係る発明に対応させて、胴体の左右位置の複数個所に、羽ばたき翼を、それぞれ独立して上下方向に角度調整可能に設けて、各羽ばたき翼を羽ばたき作動が独立に制御できるようにしてなり、該各羽ばたき翼を所要の角度姿勢に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention, corresponding to the invention according to claim 1, is provided with flapping wings at a plurality of positions on the left and right sides of the fuselage so that the angle can be adjusted independently in the vertical direction, The flapping operation can be controlled independently for each flapping wing, and each flapping wing can be operated while flapping while flying in a required angle posture.

具体的には、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、羽ばたき翼を、それぞれ独立して上下方向に角度調整可能に設けて、各羽ばたき翼を羽ばたき作動が独立に制御できるようにしてなり、該各羽ばたき翼を所要の角度姿勢に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成とする。   Specifically, flapping wings are provided at multiple positions in the front left and right positions and rear left and right positions of the fuselage so that the angle can be adjusted independently in the vertical direction so that each flapping wing can be controlled independently. In this configuration, each flapping wing is operated in a flapping manner while being held at a required angular posture.

更に、具体的には、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、翼駆動用モータを、出力軸が前後方向又は上下方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータの出力軸に、それぞれ取り付けた構成とし、又、この構成に、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータの出力軸の上下方向の角度の制御と、該各翼駆動用モータの交互の正、逆転駆動による羽ばたき翼の羽ばたき作動の制御を行うコントローラを備えた構成とする。   More specifically, blade drive motors are provided at a plurality of positions in the front left and right positions and the rear left and right positions of the fuselage so that the output shaft can be changed in angle so that the output shaft is directed in the front-rear direction or the vertical direction. The driving rod of the flapping wing, in which the leading edge of the wing body is integrally held by the driving rod extending to the blade, is attached to the output shaft of each of the wing driving motors. A posture sensor for detecting the posture of the blade, control of the angle in the vertical direction of the output shaft of each blade driving motor based on a signal input from the posture sensor, and alternating positive of each blade driving motor, The controller includes a controller that controls the flapping operation of the flapping wing by reverse rotation driving.

又、請求項5に係る発明に対応させて、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、駆動モータを、出力軸が胴体の外方向に向くようにそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各駆動モータの出力軸に、該出力軸の軸心方向と平行になるように取り付けた構成とし、又、この構成に、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各駆動モータによる駆動ロッドの角度の制御による羽ばたき翼の平均迎角の制御と、該平均迎角を中心とした各駆動モータの交互の正、逆転駆動による羽ばたき翼の羽ばたき作動の制御を行うコントローラを備えた構成とする。   Corresponding to the invention according to claim 5, drive motors are provided at a plurality of positions in the front left and right positions and the rear left and right positions of the fuselage so that the output shaft faces the outer direction of the fuselage, and in the left and right directions. A configuration in which the driving rod of the flapping wing obtained by integrally holding the leading edge portion of the wing body on the extending driving rod is attached to the output shaft of each driving motor so as to be parallel to the axial direction of the output shaft. In this configuration, the attitude angle sensor for detecting the attitude of the fuselage, and the control of the average angle of attack of the flapping wing by controlling the angle of the drive rod by each drive motor based on the signal input from the attitude sensor And a controller that controls the flapping operation of the flapping wings by alternating forward and reverse driving of each drive motor centered on the average angle of attack.

更に又、請求項7に係る発明に対応させて、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、線形アクチュエータを、出力軸が上下方向又は前後方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各線形アクチュエータの出力軸に、それぞれ取り付けた構成、又は、請求項8に係る発明に対応させて、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、線形アクチュエータを、出力軸が上下方向又は前後方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ上記線形アクチュエータの左右方向の片側位置にブラケットを設け、該ブラケットに、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドの基端側を、回動可能に取り付けると共に、該駆動ロッドの基端側を、上記線形アクチュエータの出力軸に、該出力軸の軸心方向への振動により揺動できるよう連結してなる構成とし、更に、これらの構成に、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の制御と、該各線形アクチュエータの出力軸の軸心方向の振動による羽ばたき翼の羽ばたき作動の制御を行うコントローラを備えた構成とする。   Further, in correspondence with the invention according to claim 7, linear actuators can be changed in angle so that the output shaft is directed in the vertical direction or the front-rear direction at a plurality of positions in the front left-right position and the rear left-right position of the body. 9. A configuration in which the driving rod of the flapping wing, which is provided and holds the leading edge of the wing body on a driving rod extending in the left-right direction, is attached to the output shaft of each linear actuator, or according to claim 8. Corresponding to the invention, linear actuators are provided at a plurality of positions in the front left and right positions and the rear left and right positions of the fuselage so that the output shaft can be changed in the vertical direction or the front and rear direction, respectively. A bracket is provided at one side in the direction, and the drive rod of the flapping wing is formed by holding the front edge of the wing body on a drive rod extending in the left-right direction. The base end side of the drive rod is rotatably attached, and the base end side of the drive rod is connected to the output shaft of the linear actuator so that it can be swung by vibration in the axial direction of the output shaft. Furthermore, in these configurations, a posture sensor for detecting the posture of the fuselage, control of the vertical angle of the output shaft of each linear actuator based on a signal input from the posture sensor, and each linear The controller includes a controller that controls flapping operation of the flapping wing by vibration in the axial direction of the output shaft of the actuator.

上述の各構成における駆動ロッドと翼本体の前縁部との間に、上記駆動ロッドと直角方向に延びる柔軟性を備えた連結ロッドを介在させるようにした構成とする。   A connecting rod having flexibility extending in a direction perpendicular to the driving rod is interposed between the driving rod and the front edge of the blade body in each of the above-described configurations.

又、上述の各構成における翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとした構成とする。   Further, the blade body in each of the above-described configurations is configured to have flexibility in a direction perpendicular to the front edge portion.

更に、上述の各構成における翼本体を、低アスペクト比とした構成とする。   Furthermore, the wing body in each of the above-described configurations is configured to have a low aspect ratio.

本発明の小型飛行装置によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
(1)胴体の左右位置、より具体的には、胴体の前部左右位置と後部左右位置に、複数の羽ばたき翼を、それぞれの羽ばたき翼ごとに羽ばたき作動と上下方向の角度姿勢を独立して制御可能に設けるようにした構成としてあるので、上記各羽ばたき翼ごとに、それぞれ独立して上下方向の角度姿勢、すなわち、迎角と、羽ばたき作動をそれぞれ制御することができて、該各羽ばたき翼の羽ばたき作動により得られる揚力と、推進力の大きさをそれぞれ調整できる。したがって、上記各羽ばたき翼より胴体にそれぞれ作用させる揚力の大きさと、推進力の大きさ及び方向を個別に制御できることから、気流により姿勢が前後左右方向に乱されそうになっても、容易に修正して水平姿勢を保持することができる。又、垂直離着陸や空中停止飛行等の高度な飛行性能を達成できる。
(2)更に具体的には、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、翼駆動用モータを、出力軸が前後方向又は上下方向に角度変更できるように回動可能にそれぞれ設け、且つ駆動ロッドと翼本体とからなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータの出力軸にそれぞれ取り付けた構成とすることにより、上記翼駆動用モータの上下方向の角度と交互の正、逆転駆動を制御することにより、羽ばたき翼の上下方向の迎角の変更と、羽ばたき作動の制御を行なうことができる。
(3)又、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、駆動モータを、出力軸が胴体の外方向に向くようにそれぞれ設け、且つ駆動ロッドと翼本体とからなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各駆動モータの出力軸にそれぞれ取り付けた構成とすることにより、上記駆動モータの出力軸が平均して保持される角度と、該出力軸の上記平均して保持される角度を中心とする交互の正、逆転駆動を制御することによっても、羽ばたき翼の上下方向の平均迎角の変更と、羽ばたき作動の制御を行なうことができる。
(4)更に、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、線形アクチュエータを、出力軸が上下方向又は前後方向に角度変更できるように回動可能にそれぞれ設け、且つ駆動ロッドと翼本体とからなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けた構成とすることにより、上記線形アクチュエータの上下方向の角度と出力軸の軸心方向に沿う振動を制御することにより、羽ばたき翼の上下方向の迎角の変更と、羽ばたき作動の制御を行なうことができる。
(5)更に又、胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、線形アクチュエータを、出力軸が上下方向又は前後方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ上記線形アクチュエータの左右方向の片側位置にブラケットを設け、該ブラケットに、駆動ロッドと翼本体とからなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドの基端側を、回動可能に取り付けると共に、該駆動ロッドの基端側を、上記線形アクチュエータの出力軸に、該出力軸の軸心方向への振動により揺動できるよう連結してなる構成とすることにより、上記線形アクチュエータの上下方向の角度と出力軸の軸心方向に沿う振動を制御することにより、羽ばたき翼の上下方向の迎角の変更と、駆動ロッドのブラケットへの取付位置を支点とする羽ばたき作動の制御を行うことができる。更に、線形アクチュエータの出力軸の振動の振幅を、増幅して羽ばたき翼へ伝達して羽ばたき作動させることができるため、線形アクチュエータの出力軸の振動の振幅が小さくても、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を大きく設定することが容易になり、線形アクチュエータの小型化を図るのに有利なものとすることができる。
(6)更に、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に羽ばたき翼の上下方向の迎角の制御と、羽ばたき作動の制御を行うコントローラを備えた構成とすることにより、本発明の小型飛行装置の姿勢が崩れて所要方向に傾斜した場合には、傾斜した側と、その反対側に作用する揚力のバランスを変えるよう、各羽ばたき翼の迎角及び羽ばたき作動を変化させて姿勢を修正して、飛行姿勢を安定に保持することが可能となる。
(7)各羽ばたき翼の駆動ロッドと翼本体との間に、柔軟性を備えた連結ロッドを介在させるようにした構成とすることにより、羽ばたき翼の羽ばたき作動時に翼本体に作用する空気抵抗の荷重により上記連結ロッドを撓ませて、翼本体にフェザリングをパッシブに生じさせることができる。
(8)又、翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとすることによっても、羽ばたき翼の羽ばたき作動時に、翼本体にフェザリングをパッシブに生じさせることができる。
(9)翼本体を低アスペクト比とした構成とすることにより、低レイノルズ数にて支配される領域での翼形状をより有利なものとすることが可能になる。
According to the small flight device of the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) Left and right positions of the fuselage, more specifically, a plurality of flapping wings at the front left and right positions and rear left and right positions of the fuselage, and each flapping wing independently flapping action and vertical angle posture Since it is configured to be controllable, each of the flapping wings can independently control the vertical angle posture, that is, the angle of attack and the flapping operation, respectively. The lift obtained by flapping operation and the magnitude of propulsive force can be adjusted respectively. Therefore, since the magnitude of the lift force acting on the fuselage from each flapping wing and the magnitude and direction of the propulsive force can be individually controlled, even if the posture is likely to be disturbed in the front-back, left-right direction, it is easily corrected Thus, the horizontal posture can be maintained. Moreover, advanced flight performance such as vertical take-off and landing and air stop flight can be achieved.
(2) More specifically, blade driving motors are provided at a plurality of positions in the front left and right positions and rear left and right positions of the fuselage so that the output shaft can be rotated in the front-rear direction or the vertical direction. And the driving rod of the flapping wing composed of the driving rod and the wing body is attached to the output shaft of each of the wing driving motors, thereby alternately changing the vertical angle of the wing driving motor. By controlling forward and reverse driving, it is possible to change the angle of attack in the vertical direction of the flapping wing and control the flapping operation.
(3) Further, drive motors are provided at a plurality of positions in the front left and right positions and the rear left and right positions of the fuselage so that the output shaft faces the outer side of the fuselage, and the flapping wing composed of the drive rod and the wing body By configuring the drive rod to be attached to the output shaft of each drive motor, the angle at which the output shaft of the drive motor is held on average and the angle at which the output shaft is held on average By controlling alternating forward / reverse drive centered on the center, it is possible to change the average angle of attack in the vertical direction of the flapping wing and to control the flapping operation.
(4) Further, linear actuators are provided at a plurality of positions in the front left / right position and the rear left / right position of the fuselage so that the output shaft can be rotated in the vertical direction or the front / rear direction, and the drive rod and the blade The drive rod of the flapping wing composed of the main body is attached to the output shaft of each linear actuator, thereby controlling the vertical angle of the linear actuator and the vibration along the axial direction of the output shaft. Thus, it is possible to change the angle of attack of the flapping wing in the vertical direction and control the flapping operation.
(5) Furthermore, linear actuators are provided at a plurality of positions in the front left and right positions and rear left and right positions of the fuselage so that the angle can be changed so that the output shaft is directed in the vertical direction or the front and rear direction. A bracket is provided at one position in the direction, and the base end side of the driving rod of the flapping wing composed of the driving rod and the wing body is rotatably attached to the bracket, and the base end side of the driving rod is By connecting to the output shaft of the linear actuator so that it can be swung by vibration in the axial direction of the output shaft, the vertical angle of the linear actuator and the vibration along the axial direction of the output shaft By controlling the flapping wing, it is possible to change the angle of attack of the flapping wing in the vertical direction and control the flapping operation with the mounting position of the drive rod to the bracket as a fulcrum. That. Furthermore, since the amplitude of the vibration of the output shaft of the linear actuator can be amplified and transmitted to the flapping wing, the flapping operation can be performed even if the amplitude of the vibration of the output shaft of the linear actuator is small. Therefore, it is easy to set the amplitude of the linear actuator, which is advantageous for downsizing the linear actuator.
(6) Further, a posture sensor for detecting the posture of the fuselage, and a controller for controlling the vertical attack angle of the flapping wing and the control of the flapping operation based on a signal input from the posture sensor. By adopting a configuration, when the attitude of the small flying device of the present invention is collapsed and tilted in the required direction, the angle of attack of each flapping wing is changed so as to change the balance of lift acting on the tilted side and the opposite side. In addition, the posture can be corrected by changing the flapping operation and the flight posture can be stably maintained.
(7) By adopting a structure in which a flexible connecting rod is interposed between the drive rod and the blade body of each flapping wing, the air resistance acting on the wing body during flapping operation of the flapping wing is reduced. The connecting rod can be bent by a load, and feathering can be passively generated in the wing body.
(8) Further, by providing the wing body with flexibility in a direction perpendicular to the front edge portion, feathering can be passively generated in the wing body during the flapping operation of the flapping wing.
(9) By configuring the blade body with a low aspect ratio, it is possible to make the blade shape more advantageous in a region controlled by a low Reynolds number.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1(イ)(ロ)乃至図3は本発明の小型飛行装置の実施の一形態を示すもので、前後方向に、たとえば、十数センチメートル程度の長さ寸法を有する胴体1の左右両側部の複数個所、たとえば、前部左右位置と後部左右位置の4個所に、羽ばたき速度を独立して制御できるようにしてある羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを、上下方向に角度変更可能にそれぞれ設け、該各4枚の羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき速度をそれぞれ適宜制御することにより飛行できるようにする。   1 (a) (b) to FIG. 3 show an embodiment of a small-sized flying device of the present invention. In the front-rear direction, for example, both left and right sides of a fuselage 1 having a length of about a few tens of centimeters. Flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d that can control the flapping speed independently at a plurality of positions, for example, at the front left and right positions and at the rear left and right positions, can be changed in angle in the vertical direction. Each of the four flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d is provided so that the flight can be performed by appropriately controlling the angle and flapping speed.

以下、詳述する。   Details will be described below.

上記胴体1の前部左右位置及び後部左右位置には、図2に示す如く、出力軸3aが前向きとなるように翼駆動用モータ3をそれぞれ配置し、該各翼駆動用モータ3に出力軸3aとは直角方向に延びるように取り付けた回転支持軸4を、胴体1の前部左右位置と後部左右位置にそれぞれ設けてある左右一対の軸受5に回転自在に支持させ、該回転支持軸4を回転させることにより各翼駆動用モータ3が上下方向に回動して出力軸3aの角度を調整できるようにする。更に、上記各翼駆動用モータ3の一方の回転支持軸4、たとえば、胴体1の中心側に位置する各々の回転支持軸4に、角度変更用ギア6をそれぞれ取り付け、且つ該各ギア6に噛合させた各ピニオン8を、各々独立させた角度制御用モータ7の出力軸7aに取り付けて、各モータ7によりピニオン8を独立して回転させることにより、上記角度変更用ギア6、回転支持軸4を介して対応する翼駆動用モータ3が、それぞれ独立して前後方向に沿う垂直面内で上下方向に回転(角度変更)できるようにしてある。この際、上記各角度制御用モータ7の回転数を適宜制御することにより、それぞれ対応する翼駆動用モータ3と一緒に該翼駆動用モータ3に取り付ける羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの上下方向の迎角(向き)をそれぞれ独立に変更できるようにしてある。なお、上記翼駆動用モータ3及び角度制御用モータ7は、電磁モータ又は超音波モータのいずれの形式であってもよい。   As shown in FIG. 2, blade driving motors 3 are respectively arranged at the front left and right positions and rear left and right positions of the fuselage 1 so that the output shaft 3 a faces forward, and each blade driving motor 3 has an output shaft. A rotation support shaft 4 attached so as to extend in a direction perpendicular to 3a is rotatably supported by a pair of left and right bearings 5 provided at the front left and right positions and the rear left and right positions of the body 1, respectively. , Each blade driving motor 3 is rotated in the vertical direction so that the angle of the output shaft 3a can be adjusted. Further, an angle changing gear 6 is attached to one of the rotation support shafts 4 of each of the blade driving motors 3, for example, each rotation support shaft 4 located on the center side of the fuselage 1, and each of the gears 6 is attached. Each engaged pinion 8 is attached to an output shaft 7 a of an independent angle control motor 7, and the pinion 8 is independently rotated by each motor 7. The corresponding blade drive motors 3 can be rotated in the vertical direction (angle change) in the vertical plane along the front-rear direction. At this time, by appropriately controlling the rotation speed of each angle control motor 7, the flapping blades 2 a, 2 b, 2 c, 2 d attached to the blade driving motor 3 together with the corresponding blade driving motor 3 are vertically controlled. The angle of attack (direction) of the direction can be changed independently. The blade driving motor 3 and the angle control motor 7 may be either electromagnetic motors or ultrasonic motors.

上記羽ばたき翼2a,2b,2c,2dは以下のような構成としてある。すなわち、各翼駆動用モータ3の出力軸3aに、左右方向に延びて胴体1の外方へ所要寸法突出するようにしてある駆動ロッド9の一端部(胴体1側端部)をそれぞれ連結して固定し、出力軸3aの回転で駆動ロッド9が振られるようにする。なお、上記駆動ロッド9は、多少の柔軟性(撓性)を備えた素材製のものとしてもよい。上記各駆動ロッド9の胴体1の外方へ突出した他端側には、対応する翼駆動用モータ3の出力軸3aと平行な面内に配置してある矩形状の翼本体10の前縁部を、該翼本体10の幅方向に所要間隔で配した複数本(図では3本)の連結ロッド11を介して一体に取り付ける。これにより、上記各翼駆動用モータ3の出力軸3aを、所要の角度範囲、たとえば、30度程度の角度範囲で交互に正、逆転駆動させることにより、該出力軸3aに連結してある駆動ロッド9が往復動作させられることにより、該駆動ロッド9と連結ロッド11と翼本体10とからなる各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを、上記所要の角度範囲で羽ばたき作動させることができるようにしてある。又、この際、上記各翼駆動用モータ3の正、逆転駆動する速度を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動速度(羽ばたき速度)を独立して制御できるようにしてある。   The flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d are configured as follows. That is, one end of the drive rod 9 (end on the side of the fuselage 1) is connected to the output shaft 3a of each wing drive motor 3 so as to extend in the left-right direction and project outside the fuselage 1 by a required dimension. The drive rod 9 is swung by the rotation of the output shaft 3a. The drive rod 9 may be made of a material having some flexibility (flexibility). On the other end side of each drive rod 9 protruding outward from the body 1, the front edge of a rectangular blade body 10 disposed in a plane parallel to the output shaft 3 a of the corresponding blade drive motor 3. The parts are integrally attached via a plurality (three in the figure) of connecting rods 11 arranged at a required interval in the width direction of the blade body 10. Thus, the drive connected to the output shaft 3a by driving the output shaft 3a of each of the blade driving motors 3 alternately in the required angle range, for example, an angle range of about 30 degrees, in the forward and reverse directions. When the rod 9 is reciprocated, the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d composed of the drive rod 9, the connecting rod 11, and the wing body 10 can be operated to flutter within the required angle range. It is. At this time, by individually controlling the forward and reverse driving speeds of the blade driving motors 3, the flapping operation speeds (flapping speeds) of the corresponding flapping wings 2 a, 2 b, 2 c and 2 d are made independent. Can be controlled.

更に、上記各連結ロッド11は、柔軟性(撓性)を備えた素材製として、上記羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動の際に翼本体10に空気抵抗が作用すると、その荷重を受けて上記各連結ロッド11が所要量撓むようにしてある。これにより、上記翼駆動用モータ3にて羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを羽ばたき運動させるときには、上記各連結ロッド11が撓むことによって、駆動ロッド9の往復移動に対し、上記各連結ロッド11を介して接続してある翼本体10の往復移動が所要位相遅れると共に、該各翼本体10の前縁(駆動ロッド9側の縁)の往復移動に対し、後縁(反駆動ロッド9側の縁)が所要位相遅れて追従するようになることから、翼本体10に、所謂フェザリングをパッシブに行わせることができるようにしてある。   Further, each connecting rod 11 is made of a material having flexibility (flexibility), and when air resistance acts on the wing body 10 during the flapping operation of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d, the load In response, each of the connecting rods 11 is bent by a required amount. As a result, when the flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d are fluttered by the blade driving motor 3, the connecting rods 11 are deflected, so that the connecting rods 11 can be moved against the reciprocating movement of the driving rod 9. 11, the reciprocating movement of the wing body 10 connected via 11 is delayed by a required phase, and the trailing edge (on the side of the non-driving rod 9) with respect to the reciprocating movement of the front edge (edge on the driving rod 9) of each wing body 10. The edge) follows the required phase lag, so that the blade body 10 can passively perform so-called feathering.

上記各翼本体10は、低アスペクト比となる矩形状としてあり、たとえば、該翼本体10の前縁部に沿って配置した左右方向に延びる横骨部材12と、該横骨部材12の長手方向の複数個所(図では5個所)に一端部を取り付けると共に、他端部が翼本体10の後縁に達するよう配置した複数本の縦骨部材13とからなる骨組み構造に、薄いプラスチックフィルムのようなフィルム14を張ってなる構成としてある。更に、上記各縦骨部材13は、柔軟性(撓性)を備えてなる素材製として、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動の際、上記翼本体10のフィルム14の受ける空気抵抗の荷重により上記各縦骨部材13がそれぞれ所要量撓むようにし、このことによっても、羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動時にそれぞれの翼本体10にフェザリングをパッシブに行わせることができるようにしてある。   Each of the wing bodies 10 has a rectangular shape with a low aspect ratio. For example, the transverse bone member 12 disposed along the front edge of the wing body 10 and extending in the left-right direction, and the longitudinal direction of the transverse bone member 12 One end is attached to a plurality of places (five places in the figure), and a frame structure composed of a plurality of longitudinal bone members 13 arranged so that the other end reaches the rear edge of the wing body 10 is like a thin plastic film. The film 14 is stretched. Further, each longitudinal bone member 13 is made of a material having flexibility (flexibility), and the air received by the film 14 of the wing body 10 during the flapping operation of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d. Each vertical bone member 13 is bent by a required amount due to the load of resistance, and this also causes each wing body 10 to perform feathering passively during the flapping operation of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d. It is made to be able to.

上記において翼本体10の形状を低アスペクト比となる形状としたのは、本発明の小型飛行装置はサイズが小さく、このため流体との相互作用は10〜10程度と低いレイノルズ数で支配されるようになるため、通常のレイノルズ数が10よりも大となるようなメーターサイズの飛行体とは異なり、翼弦長が翼幅に比して小さい高アスペクト比の翼形状よりも低アスペクト比の翼形状の方がより有利となるためである。 The reason why the shape of the wing body 10 is a low aspect ratio in the above is that the small flying device of the present invention is small in size, and the interaction with the fluid is dominated by a low Reynolds number of about 10 4 to 10 5. Unlike a meter-sized aircraft whose normal Reynolds number is greater than 10 5 , the chord length is lower than a high-aspect-ratio wing shape that is smaller than the wing width. This is because the wing shape having an aspect ratio is more advantageous.

これにより、上記各翼駆動用モータ3の出力軸3aを交互に正、逆転駆動させて駆動ロッド9を振ることにより羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを羽ばたき作動させると、それぞれ対応する翼本体10の後縁側の外方領域にはスリップストリーム(後流)が発生し、このため、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dには、上記後流の反力がそれぞれ作用するようになる。よって、本発明の小型飛行装置全体では、上記4つの羽ばたき翼2a,2b,2c,2dにそれぞれ作用する後流の反力における垂直方向上向きの成分(垂直分力)の合力が揚力として作用し、又、上記4つの羽ばたき翼2a,2b,2c,2dにそれぞれ作用する後流の反力の水平方向成分(水平分力)が水平方向の推進力として作用することとなる。したがって、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角及び羽ばたき速度を独立して調整することにより、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dごとに発生させる揚力と推進力のバランスを変更できるため、高度の飛行性能が実現されるようになる。   As a result, when the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d are fluttered by swinging the drive rod 9 by alternately driving the output shaft 3a of each wing driving motor 3 forward and reverse, the corresponding wing body 10, a slip stream (rear flow) is generated in the outer region on the rear edge side. Therefore, the reaction force of the rear flow acts on each of the flapping blades 2a, 2b, 2c, and 2d. . Therefore, in the entire small flying device of the present invention, the resultant force of the upward component (vertical component force) in the reaction force of the wake that acts on each of the four flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d acts as lift. Moreover, the horizontal component (horizontal component) of the reaction force of the wake that acts on each of the four flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d acts as a horizontal thrust. Accordingly, by independently adjusting the angle of attack and the flapping speed of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d, the balance between the lift and propulsive force generated for each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d is adjusted. Because it can be changed, high flight performance will be realized.

すなわち、たとえば、角度制御用モータ7により翼駆動用モータ3を回動させて各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角を、図1(イ)に示す如く、それぞれ90度、すなわち、翼前縁が垂直方向上向きとなる姿勢とさせた状態にて、翼駆動用モータ3の駆動により出力軸3aを交互に正、逆転駆動させて羽ばたき作動させると、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの翼本体10の後流は垂直方向下向きに発生されるようになる。このため、該後流の反力は垂直方向上向きの成分のみとなって、水平分力は生じない。よって、気流のない領域にて、上記各翼駆動用モータ3によるそれぞれの羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき速度を調整して、4つの羽ばたき翼2a,2b,2c,2dにてそれぞれ発生させる後流の反力の合力である本発明の小型飛行装置の揚力が、本発明の小型飛行装置の機体重量(全体重量)を上回るようにすれば、該小型飛行装置は、水平方向に移動されることなく垂直上昇するようになる。一方、上記本発明の小型飛行装置の揚力が機体重量を下回るようにすると、該小型飛行装置は垂直に降下させられるようになる。更に、上記本発明の小型飛行装置の揚力が機体重量と釣り合うようにすれば、本発明の小型飛行装置は空中停止飛行(ホバリング)を行うことができるようになる。なお、上記のように垂直上昇、垂直降下、ホバリングの際は、胴体前部の羽ばたき翼2a,2bと胴体後部の羽ばたき翼2c,2dとを逆位相で羽ばたき作動させるようにすると、好ましくない不平衡力の発生を防止することが可能になる。   That is, for example, by rotating the blade driving motor 3 by the angle control motor 7, the angle of attack of each flapping blade 2a, 2b, 2c, 2d is 90 degrees, as shown in FIG. When the output shaft 3a is driven to flutter by alternately driving forward and reverse by driving the blade driving motor 3 in a state where the blade leading edge is vertically upward, the flapping blades 2a, 2b, The wakes 2c and 2d of the wing body 10 are generated downward in the vertical direction. For this reason, the reaction force of the wake is only an upward component in the vertical direction, and no horizontal component force is generated. Therefore, the flapping speeds of the flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d by the respective blade driving motors 3 are adjusted in a region where there is no airflow, and the four flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d are respectively adjusted. If the lift of the small flying device of the present invention, which is the resultant force of the reaction force of the wake generated, exceeds the weight (overall weight) of the small flying device of the present invention, the small flying device It will rise vertically without being moved. On the other hand, when the lift of the above-described small-sized flying device is less than the weight of the aircraft, the small-sized flying device can be lowered vertically. Furthermore, if the lift of the above-described small flying device is balanced with the weight of the aircraft, the small flying device of the present invention can perform aerial stop flight (hovering). In the case of vertical ascending, vertical descending, and hovering as described above, it is not preferable that the flapping wings 2a, 2b at the front of the fuselage and the flapping wings 2c, 2d at the rear of the fuselage are operated in a reverse phase. It becomes possible to prevent the generation of equilibrium force.

又、たとえば、上記角度制御用モータ7により翼駆動用モータ3を回転させて羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度を変更すると、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動により発生する後流の方向が垂直方向下向きより傾くことから、該後流の反力には水平方向成分が生じることとなる。したがって、図1(ロ)に示す如く、4つの羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを、いずれも所要迎角で前方やや上向きとなるような姿勢とさせた状態にて、各翼駆動用モータ3の駆動により羽ばたき作動させると、該4つの羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの発生する後流の反力が前方やや上向きに作用するため、この際、上記発生される後流の反力の垂直分力の合力である揚力が本発明の小型飛行装置の機体重量と釣り合うように適宜調整することにより、水平分力の合力である推進力が前向きに作用するようになる。このことから、静かな気流中では、本発明の小型飛行装置は、一定高度を保持したまま、推進力の大きさに応じて前方へ飛行できるようになる。なお、上記のように本発明の小型飛行装置を前方へ飛行させる際には、胴体前部の羽ばたき翼2a,2bと、胴体後部の羽ばたき翼2c,2dはほぼ同様に羽ばたき作動させればよいが、胴体後部の羽ばたき翼2c,2dは、それぞれ前方に位置する羽ばたき翼2a,2bの後流の中で運動することとなるので、左右の同じ側に設けられている前後の羽ばたき翼2aと2c、2bと2dでは干渉が生じる。したがって、この干渉の効果を加味できるよう、前後の羽ばたき翼2a,2bと2c,2dの羽ばたき作動時の位相差を適宜調整させるようにするとよい。   Further, for example, when the blade driving motor 3 is rotated by the angle control motor 7 to change the angle of the flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d, the flapping operation of the flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d is performed. Since the direction of the generated wake is inclined from the downward direction in the vertical direction, a horizontal component is generated in the reaction force of the wake. Accordingly, as shown in FIG. 1 (b), each of the four flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d is in a state in which all of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d are in a posture that is slightly upward at the required angle of attack. When the flapping operation is performed by driving 3, the reaction force of the wake generated by the four flapping wings 2 a, 2 b, 2 c, and 2 d acts slightly upward in the forward direction. By appropriately adjusting the lift, which is the resultant force of the vertical component force, so as to be balanced with the body weight of the small flying device of the present invention, the propulsive force, which is the resultant force of the horizontal component force, acts forward. From this, in a quiet air current, the small flight device of the present invention can fly forward according to the magnitude of the propulsive force while maintaining a constant altitude. When the small flying device of the present invention is to fly forward as described above, the flapping wings 2a and 2b at the front of the fuselage and the flapping wings 2c and 2d at the rear of the fuselage may be operated in a similar manner. However, since the flapping wings 2c and 2d at the rear of the fuselage move in the wake of the flapping wings 2a and 2b positioned at the front, respectively, the front and rear flapping wings 2a provided on the same left and right sides Interference occurs at 2c, 2b and 2d. Therefore, the phase difference during the flapping operation of the front and rear flapping wings 2a, 2b and 2c, 2d may be adjusted as appropriate so that this interference effect can be taken into account.

更に、上記のように本発明の小型飛行装置を一定高度を保持した状態で前方へ飛行させる際、胴体左側の前後の羽ばたき翼2a,2cの羽ばたき速度と、胴体右側の前後の羽ばたき翼2b,2dの羽ばたき速度とを相違させるようにすると、羽ばたき翼2a,2cより胴体左側に作用する推進力と、羽ばたき翼2b,2dにより胴体右側に作用する推進力の大きさが相違するようになる。このため、静かな気流中においては、上記本発明の小型飛行装置を、作用する推進力がより小さい左右方向の一側へ旋回させることができるようになる。一方、飛行している小型飛行装置を左右方向のいずれか一側へ旋回させようとする乱れた気流中においては、小型飛行装置が旋回させられようとする側となる胴体1の左右いずれか一側に作用する推進力が、他側に作用する推進力も大きくなるように、左右の羽ばたき翼2a,2cと2b,2dとの羽ばたき速度を相違させるようにすれば、本発明の小型飛行装置が所定の飛行コースから外れるのを防止する効果を得ることができるようになる。   Further, when the small flight apparatus of the present invention is caused to fly forward while maintaining a constant altitude as described above, the flapping speeds of the front and rear flapping wings 2a and 2c, and the front and rear flapping wings 2b and 2b, When the flapping speed of 2d is made different, the propulsive force acting on the left side of the fuselage from the flapping wings 2a and 2c and the propulsive force acting on the right side of the fuselage by the flapping wings 2b and 2d are different. For this reason, in a quiet air current, the small flying device of the present invention can be turned to one side in the left-right direction where the acting thrust is smaller. On the other hand, in a turbulent airflow that attempts to turn the flying small flying device to one of the left and right directions, either the left or right of the fuselage 1 that is the side on which the small flying device is to be turned. If the flapping speeds of the left and right flapping wings 2a, 2c and 2b, 2d are made to be different so that the propulsive force acting on the side increases, the propulsive force acting on the other side also increases. It is possible to obtain an effect of preventing the departure from a predetermined flight course.

上記のような各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動による本発明の小型飛行装置の前方への飛行中や左右への旋回中に、各翼駆動用モータ3による上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき速度を増減させたり、角度制御用モータ7の駆動により翼駆動用モータ3と一緒に各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角を適宜変更して、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dによって発生させる後流の反力中の垂直分力の合力である揚力が、機体重量よりも大となるようにしたり、あるいは、機体重量を下回るようにすれば、本発明の小型飛行装置を前方への飛行中や旋回中に徐々に上昇させたり、あるいは、徐々に降下させることもできるようになる。   Each of the flapping wings 2a by the respective wing driving motors 3a during the forward flight or the left / right turning of the small flight apparatus of the present invention by the flapping operation of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d as described above. , 2b, 2c, 2d, and by appropriately changing the angle of attack of each flapping blade 2a, 2b, 2c, 2d together with the blade driving motor 3 by driving the angle control motor 7, The lift, which is the resultant force of the vertical component force in the reaction force of the wake generated by each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d, should be greater than the aircraft weight or less than the aircraft weight. For example, the small flying device of the present invention can be gradually raised or lowered during flight forward or turning.

なお、上記のように上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを、各翼駆動用モータ3の交互正、逆転駆動により羽ばたき作動させて本発明の小型飛行装置へ水平方向の推進力を与える際、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの打下げ時の速度が打上げ時の速度よりも大となるように上記各翼駆動用モータ3の駆動を制御し、これにより、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dで発生させる後流の向きを、羽ばたき翼2a,2b,2c,2dに設定されている迎角よりも下方へ偏らせるようにして、該下方へ偏った後流の反力により機体重量を支えるための揚力を得るようにしてもよい。このようにすれば、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に飛行させる際、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角をゼロ、すなわち、水平方向前方に向けた姿勢とすることが可能になる。   In addition, as described above, each of the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d is fluttered by alternating forward and reverse driving of each wing driving motor 3 to give a horizontal thrust to the small flying device of the present invention. At this time, the driving of each blade driving motor 3 is controlled so that the speed when the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d are lowered is higher than the speed when the wings are launched. The direction of the wake generated by the blades 2a, 2b, 2c, and 2d is biased downward from the angle of attack set for the flapping blades 2a, 2b, 2c, and 2d, and the wake that is biased downward The lift for supporting the weight of the aircraft may be obtained by the reaction force. In this way, when the small flying device of the present invention is caused to fly forward in the horizontal direction, the angle of attack of each of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d is set to zero, that is, the posture is directed forward in the horizontal direction. Is possible.

更に、図1(イ)に示したように、本発明の小型飛行装置にホバリング、垂直上昇あるいは垂直降下を行わせているときに、左右のいずれか一側の羽ばたき翼2a,2c又は2b,2dの姿勢を、やや前方に傾斜させ、且つ他側の羽ばたき翼2b,2d又は2a,2cの姿勢を、やや後方に傾斜させるようにすれば、胴体1の左側と右側に、互いに前後方向に逆向きの推進力を作用させることができるようになるため、本発明の小型飛行装置をその場で左右方向に回頭させることも可能になる。更に、左右両側の各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを、すべてやや後方に傾斜した姿勢とすれば、後進飛行させることも可能になる。   Further, as shown in FIG. 1 (a), when the small flying device of the present invention is hovering, vertically rising or vertically descending, either one of the left and right flapping wings 2a, 2c or 2b, If the posture of 2d is slightly inclined forward and the posture of the flapping wings 2b, 2d or 2a, 2c on the other side is inclined slightly rearward, the left and right sides of the fuselage 1 are moved in the front-rear direction. Since a reverse propulsive force can be applied, the small flying device of the present invention can be turned in the horizontal direction on the spot. Further, if the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d on both the left and right sides are all inclined slightly rearward, it is possible to fly backward.

ところで、本発明の小型飛行装置は、胴体1の前部左右位置及び後部左右位置に設けてある4つの羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき作動をそれぞれ独立して制御することにより、上述したような垂直上昇、垂直降下、ホバリング、垂直上昇や垂直降下やホバリングしながらのその場回頭、前進飛行、左右への旋回、前進あるいは旋回しながらの上昇や下降、後進飛行等の高度な飛行性能を達成できるものであるが、前述したように、サイズが小型としてあるために、実際の環境下を飛行する場合には、環境に存在する気流の影響を受けて常に乱流の中を飛行するような状態になる。このため、容易に姿勢が乱される虞があると共に、乱流の中を飛行することに伴い、所望する飛行コースから容易に逸脱する虞も懸念される。このような姿勢の乱れの修正や所望する飛行コースからの逸脱の修正を、作業者が無線制御等によってその都度行うことは困難であるため、本発明の小型飛行装置では以下のような制御機構を備えて、飛行の自律制御を行わせることができるようにしてある。   By the way, the small flight apparatus of the present invention controls the angles and flapping operations of the four flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d provided at the front left / right position and the rear left / right position of the fuselage 1 independently. , Vertical ascent, vertical descent, hover, vertical turn, vertical descent and hovering in-situ turn, forward flight, left and right turn, advance or turn while rising, descent, reverse flight, etc. However, as mentioned above, because of its small size, when flying in an actual environment, it is always in turbulent flow due to the influence of airflow existing in the environment. It will be like flying. For this reason, there is a concern that the posture may be easily disturbed, and there is also a concern that the flight course may easily deviate from the desired flight course when flying in the turbulent flow. Since it is difficult for the operator to perform such correction of posture disturbance and correction of deviation from the desired flight course each time by wireless control or the like, the following control mechanism is used in the small flight device of the present invention. Is provided so that autonomous flight control can be performed.

すなわち、図3に示す如く、胴体1の所要位置に、GPSや磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ等の位置センサ15、ジャイロ等の姿勢センサ16、障害物の検出を行うための衝突防止センサ17を設け、該各センサ15,16,17からの信号を基に、胴体1の前部左右位置及び後部左右位置の上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dごとに対応するよう設けられている翼駆動用モータ3及び角度制御用モータ7の組に対し、それぞれ独立した制御指令を与えるコントローラ18を備える。   That is, as shown in FIG. 3, a position sensor 15 such as a position sensor composed of a GPS, a magnetic sensor, a flight speed meter and a flight altimeter, a posture sensor 16 such as a gyro, and an obstacle are detected at a required position of the fuselage 1. The anti-collision sensor 17 is provided, and the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d at the front left and right positions and the rear left and right positions of the fuselage 1 are handled based on signals from the sensors 15, 16, and 17, respectively. A controller 18 is provided to give independent control commands to the set of blade driving motor 3 and angle control motor 7 provided as described above.

更に、胴体1の所要位置には、外部の図示しない制御装置より無線で発せられる本発明の小型飛行装置の使用目的に応じた飛行指令を受信して、上記コントローラ18に入力するための無線受信器19及び指令設定器20を設けるようにしてある。更に、上記コントローラ18より出力される本発明の小型飛行装置の現在位置や飛行状況等を、上記外部の制御装置へ無線で送信するための状態監視器21並びに無線送信器22を設けるようにしてある。   Furthermore, at the required position of the fuselage 1, wireless reception for receiving a flight command according to the purpose of use of the small flying device of the present invention, which is issued wirelessly from an external control device (not shown), and for inputting to the controller 18. A device 19 and a command setting device 20 are provided. Furthermore, a state monitor 21 and a wireless transmitter 22 are provided for wirelessly transmitting the current position, flight status, etc. of the small flight device of the present invention output from the controller 18 to the external control device. is there.

上記コントローラ18について詳述すると、その機能の一つとしては、先ず、姿勢制御機能がある。これは、上述したように本発明の小型飛行装置は、飛行中に乱流によって容易に姿勢が乱される虞があることから、上記コントローラ18は、搭載してある姿勢センサ16より入力される信号に基づいて、前後左右方向の傾斜を常時監視し、傾きが検出されると、該検出された傾きが解消されて水平姿勢に戻るように、前部左右位置及び後部左右位置の各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき速度を適宜変更すべく、翼駆動用モータ3及び角度制御用モータ7へ指令を与えるようにしてある。   The controller 18 will be described in detail. One of its functions is an attitude control function. As described above, since the attitude of the small flight apparatus of the present invention may be easily disturbed by turbulence during flight, the controller 18 is input from the mounted attitude sensor 16. Based on the signal, the front / rear / left / right inclination is constantly monitored, and when the inclination is detected, the flapping wings at the front left / right position and the rear left / right position are returned so that the detected inclination is canceled and the horizontal posture is restored. Commands are given to the blade driving motor 3 and the angle control motor 7 in order to appropriately change the angles and flapping speeds of 2a, 2b, 2c and 2d.

具体的に説明すると、たとえば、姿勢センサ16の信号により左側が下がるように傾斜していることが検出されたときには、そのときの飛行状態における各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動状態に比して、胴体左側の前後の羽ばたき翼2a,2cによる揚力をやや増加させると共に、この揚力の増加に伴って所望の飛行コースより外れて上昇しないようにするために、胴体右側の前後の羽ばたき翼2b,2dによる揚力をやや減少させ、更に、この際、所望の飛行コースから左右方向に逸れないようにするために、左側及び右側の各羽ばたき翼2a,2c及び2b,2dによる胴体1の左右に作用する推進力は変化させないよう、それぞれの羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角及び羽ばたき速度を、それぞれ対応する翼駆動用モータ3及び角度制御用モータ7により調整させるようにする。これにより、胴体1の左側と右側に作用する揚力のバランスを調整して傾斜を修正して水平姿勢を保持することができるようにしてある。   More specifically, for example, when it is detected by the signal from the attitude sensor 16 that the left side is tilted down, the flapping operation state of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d in the current flight state In order to slightly increase the lift by the front and rear flapping wings 2a and 2c on the left side of the fuselage, and to prevent the lift from deviating from the desired flight course as this lift increases, The fuselage 1 with the left and right flapping wings 2a, 2c and 2b, 2d in order to slightly reduce the lift by the flapping wings 2b, 2d and to prevent the flapping wings 2a, 2c and 2b, 2d from deviating from the desired flight course in the horizontal direction. Corresponding to the angle of attack and the flapping speed of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d so that the propulsive force acting on the left and right of the So as to adjust the drive motor 3 and the angle control motor 7. Thereby, the balance of lift acting on the left side and the right side of the body 1 is adjusted to correct the inclination so that the horizontal posture can be maintained.

同様に、右側が下がるような傾斜が検出された場合や、前後方向の傾斜が検出された場合にも、それぞれ胴体1の下がった側と上がった側に存在する各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dにて発生させる揚力のバランスを変化させることにより、傾斜を修正して水平姿勢を保持することができるようにしてある。   Similarly, when a tilt with a lower right side is detected or when a tilt in the front-rear direction is detected, each flapping wing 2a, 2b, 2c existing on the lower side and the higher side of the fuselage 1, respectively. , 2d, the inclination is corrected by changing the balance of the lift generated at 2d so that the horizontal posture can be maintained.

上記コントローラ18の別の機能としては、飛行制御機能がある。これは、本発明の小型飛行装置を所定の目標位置まで飛行させ、その後、所望の作業の終了後に初期位置又は所定の場所まで戻らせるためのものである。したがって、GPSや、GPS電波の届かないところでは磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ等の位置センサ15より入力される信号に基づいて本発明の小型飛行装置自体の位置(たとえば、三次元座標)を検出することができるようにしてある。又、外部の制御装置より無線受信器19、指令設定器20を介して飛行指令、たとえば、目標位置がGPS座標等により設定されると、上記検出された自己の初期位置(離陸位置)から目標位置に至るための方向、距離等を求めて、飛行コースを、たとえば、先ず、垂直に離陸して所要高さ位置まで垂直上昇した後、目標位置に向けて所要方位へ前進飛行するというような飛行コースを自動的に判断して設定できるようにしてあり、該設定された飛行コースに沿って飛行するために要求される揚力及び推進力の変化に応じて、すなわち、上記飛行コースに設定された高度に合せて上昇又は下降するために揚力を調整したり、左右方向へ旋回させるために左右の推進力のバランスを調整したり、更には、飛行速度を設定するために全体に作用する推進力を調整できるよう、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの翼駆動用モータ3及び角度制御用モータ7へそれぞれ指令を与えて、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき速度を適宜独立に制御できるようにしてある。これにより、本発明の小型飛行装置は、上記設定された飛行コースに沿って上記目標位置まで飛行することができるようにしてある。   Another function of the controller 18 is a flight control function. This is to fly the small flight apparatus of the present invention to a predetermined target position, and then return to the initial position or the predetermined position after completion of the desired work. Therefore, the position of the small flying device of the present invention itself (for example, based on a signal input from the position sensor 15 such as a position sensor consisting of a magnetic sensor, a speedometer, and a flight altimeter when GPS or GPS radio waves do not reach (for example, 3D coordinates) can be detected. Further, when a flight command, for example, a target position is set by a GPS coordinate or the like from the external control device via the wireless receiver 19 and the command setting unit 20, the target is detected from the detected initial position (takeoff position). Find the direction, distance, etc. to reach the position, for example, first take off vertically and then ascend vertically to the required height position, then fly forward to the required direction toward the target position The flight course can be automatically determined and set, and is set according to changes in lift and propulsion required to fly along the set flight course, that is, set to the flight course. It adjusts the lift to ascend or descend according to the altitude, adjusts the balance of left and right propulsive forces to turn left and right, and acts on the whole to set the flight speed. Commands are given to the blade driving motor 3 and the angle control motor 7 of each of the flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d so that the propulsive force can be adjusted, and the angle of each flapping blade 2a, 2b, 2c, 2d is given. The flapping speed can be controlled independently and appropriately. Thereby, the small flight apparatus of the present invention can fly to the target position along the set flight course.

又、本発明の小型飛行装置は上記したように乱流によって飛行コースを容易に乱され易いことから、上記コントローラ18の飛行制御機能としては、本発明の小型飛行装置を上記のように所定の飛行コースに沿って飛行させる際に、GPS座標等の上記位置センサ15からの信号に基づいて本発明の小型飛行装置の現在の飛行位置を常時監視し、検出される現在の飛行位置が、上記所定の飛行コースからずれていることが検出された場合には、このずれを修正するように左右の各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの翼駆動用モータ3及び角度制御用モータ7へ適宜指令を与えて、左右方向へ旋回させたり、上昇あるいは下降を行わせることができるようにする。これにより、飛行コースが乱されても随時修正しながら本発明の小型飛行装置を目標位置まで飛行させることができる機能も有するようにしてある。   In addition, since the small flight device of the present invention is easily disturbed by the turbulent flow as described above, the flight control function of the controller 18 has the predetermined small flight device of the present invention as described above. When flying along a flight course, the current flight position of the small flight device of the present invention is constantly monitored based on signals from the position sensor 15 such as GPS coordinates, and the detected current flight position is If it is detected that there is a deviation from a predetermined flight course, the right and left flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are appropriately applied to the wing driving motor 3 and the angle control motor 7 so as to correct the deviation. A command is given so that it can be swung left and right, or raised or lowered. Thereby, even if a flight course is disturbed, it has a function which can fly the small flight apparatus of this invention to a target position, correcting it at any time.

更に、上記コントローラ18の飛行制御機能としては、目標位置における所定の目的が達成された後に、本発明の小型飛行装置を初期位置(離陸位置)あるいは予め設定された所定の位置まで戻るように帰還用の飛行コースを設定すると共に、該帰還用飛行コースに沿って上記したと同様の制御を行うことで飛行させることもできるようにしてあるものとする。   Further, as the flight control function of the controller 18, after a predetermined purpose at the target position is achieved, the small flight apparatus of the present invention is returned to the initial position (takeoff position) or to a predetermined position set in advance. It is assumed that the flight course can be made to fly by performing the same control as described above along the return flight course.

上記コントローラ18の更に別の機能としては、飛行コース上に存在する障害物を自動的に回避する障害物回避機能も備えているものとする。これは、衝突防止センサ17より入力される信号に基づいてコントローラ18が進行方向前方を常に監視し、飛行コースの前方に障害物の存在が検出されると、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの翼駆動用モータ3及び角度制御用モータ7へ適宜指令を与えることにより、飛行方向を上下左右方向へ適宜変更して上記障害物を迂回させるようにしてある。このようにして障害物を避けた後は、コントローラ18の有する上記飛行制御機能に基づいて、目標位置に至る飛行コースあるいは帰還用飛行コースに戻させるようにすればよい。   As another function of the controller 18, an obstacle avoidance function for automatically avoiding an obstacle present on the flight course is provided. This is because the controller 18 always monitors the front in the traveling direction based on the signal input from the collision prevention sensor 17 and if the presence of an obstacle is detected in front of the flight course, each flapping wing 2a, 2b, 2c, By appropriately giving instructions to the 2d wing drive motor 3 and the angle control motor 7, the flight direction is appropriately changed in the vertical and horizontal directions to bypass the obstacle. After avoiding the obstacle in this way, the flight course to the target position or the return flight course may be returned based on the flight control function of the controller 18.

上記衝突防止センサ17としては、たとえば、光フロー(Optic Flow)センサを採用すればよい。これは、ある移動体が移動しているときに該移動体より外部を視覚的に観測すると、得られる外部の像は、進行方向前方の一点より放射状に拡大し、移動体の上下左右位置では後方へ該移動体の速度と対応する速さで最も速く流れた後、進行方向後方の一点に集約されるように変化する。この際、上記移動体の進行方向の前方に位置している物体は、視界上における相対位置が変化せず、進行方向の前方からずれた位置に存在している物体は、その進行方向から上下左右へずれる方向に応じて、視界上では上下左右方向にその相対位置が変化すること、又、これらの進行方向前方からずれた位置に存在する物体は、進行方向からのずれが小さいほど、視界上における相対位置の変化率が大きくなる、という原理を利用して進行方向前方の障害物を検出できるようにしてある。   For example, an optical flow sensor may be employed as the collision prevention sensor 17. This is because, when a moving body is moving and the outside is visually observed, the external image obtained expands radially from one point in front of the traveling direction. After flowing fastest at a speed corresponding to the speed of the moving body to the rear, it changes so as to be concentrated at one point behind the traveling direction. At this time, the object positioned in front of the moving direction of the moving body does not change the relative position in the field of view, and the object existing in the position deviating from the front of the moving direction moves up and down from the moving direction. The relative position changes in the vertical and horizontal directions on the field of view depending on the direction of shifting to the left and right, and the object that exists at a position deviated from the front of the traveling direction is smaller in the field of view. Obstacles ahead in the direction of travel can be detected using the principle that the rate of change of the relative position on the top increases.

更に又、胴体1の図示しない所定位置には、本発明の小型飛行装置の使用目的に応じて、たとえば、遠隔地の情報収集を目的とする場合には、画像撮影用のCCDセンサ23aや、雰囲気ガス中に存在する物質を検出するための化学センサ23b、バイオセンサ23c等の各種センサや、搬送対象物の離脱操作や把持操作等を行わせるための把持装置(図示せず)のようなペイロード23を搭載できるようにしてある。該ペイロード23が、各種センサである場合には、図3に示す如く、該センサによる計測結果を、上記状態監視器21へ送り、上記コントローラ18より入力される本発明の小型飛行装置の現在位置や飛行状況等と一緒に無線送信器22を経て外部の制御装置へ無線で送信させるようにしてもよい。   Furthermore, at a predetermined position (not shown) of the fuselage 1, depending on the purpose of use of the small flight apparatus of the present invention, for example, for the purpose of collecting information on a remote place, the CCD sensor 23a for image capturing, Various sensors such as a chemical sensor 23b and a biosensor 23c for detecting a substance present in the atmospheric gas, and a gripping device (not shown) for performing a detachment operation and a gripping operation of the object to be transported The payload 23 can be loaded. When the payload 23 is various sensors, as shown in FIG. 3, the current position of the small flight apparatus of the present invention is sent to the state monitor 21 and input from the controller 18 as shown in FIG. In addition, it may be transmitted wirelessly to an external control device via the wireless transmitter 22 together with the flight status and the like.

図1(イ)(ロ)に示す如く、胴体1の下部所要位置には、本発明の小型飛行装置を離着陸させるときに接地させるための脚24を設けるようにしてある。又、胴体1の所要位置には各モータ3,7や上記制御機構における各機器に電力供給を行なうためのバッテリー等の図示しない電源を搭載するようにしてある。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), legs 24 are provided at the lower required position of the fuselage 1 for grounding when the small flight apparatus of the present invention is taken off and landing. A power source (not shown) such as a battery for supplying power to the motors 3 and 7 and the devices in the control mechanism is mounted at a required position of the body 1.

なお、本発明の小型飛行装置は飛行体であることから、上記した各種構成要素は、いずれも軽量であることが重要になる。したがって、上記各種構成要素は、いずれも、要求される強度や機能が満たされる範囲内において軽い材質のものを適宜選択して用いるようにすればよい。   Since the small flying device of the present invention is a flying object, it is important that all of the various components described above are lightweight. Therefore, the various components described above may be appropriately selected and used from light materials within a range in which required strength and function are satisfied.

上記構成としてあることにより、本発明の小型飛行装置を使用する場合は、作業者が所要の離陸位置まで搬送して地上や所要個所に載置した状態にて、外部の制御装置より無線にて目標位置までの飛行及び所要の目的、たとえば、ペイロード23として搭載してある各種センサによる上記目標位置の状況観測等を行うよう飛行指令を発すると、該指令が本発明の小型飛行装置の無線受信器19及び指令設定器20を経てコントローラ18に入力される。このようにコントローラ18へ指令が入力されると、該コントローラ18では、上記指定された目標位置までの飛行コースが設定され、この所定の飛行コースに沿って飛行できるような揚力及び推進力が得られるように各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの翼駆動用モータ3と角度制御用モータ7をそれぞれ駆動させるための指令が個別に発せられる。これにより、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角が角度制御用モータ7により所要の角度に調整されると共に、翼駆動用モータ3により所要の羽ばたき速度で上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dが羽ばたき作動されることから、本発明の小型飛行装置は上記所定の飛行コースに沿って目標位置まで飛行するようになる。   Due to the above configuration, when using the small flying device of the present invention, the operator can wirelessly transfer from the external control device to the required takeoff position and place it on the ground or at the required location. When a flight command is issued so that the flight to the target position and the desired purpose, for example, the status of the target position is observed by various sensors mounted as the payload 23, the command is wirelessly received by the small flight device of the present invention. The data is input to the controller 18 via the device 19 and the command setting device 20. When the command is input to the controller 18 in this way, the controller 18 sets a flight course up to the designated target position, and obtains lift and propulsive force that can fly along the predetermined flight course. As shown, commands for individually driving the blade driving motor 3 and the angle control motor 7 of each flapping blade 2a, 2b, 2c, 2d are issued. Thereby, the angle of attack of each of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d is adjusted to a required angle by the angle control motor 7, and each of the flapping wings 2a, 2a, Since 2b, 2c, and 2d are operated by flapping, the small flight device of the present invention flies to the target position along the predetermined flight course.

この飛行の際、乱流等により姿勢が乱れると、姿勢センサ16より入力される信号によりコントローラ18にて該姿勢の乱れが検出されて、この姿勢の乱れを修正するよう上記コントローラ18より各翼駆動用モータ3及び各角度制御用モータ7へ指令が発せられて、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき速度が適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置は常に水平姿勢を保持したまま飛行できるようになる。   During the flight, if the posture is disturbed due to turbulent flow or the like, the posture of the posture is detected by the controller 18 based on a signal input from the posture sensor 16, and each wing is corrected by the controller 18 so as to correct the disturbance of the posture. A command is issued to the drive motor 3 and each angle control motor 7 so that the angles and flapping speeds of the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are appropriately adjusted. You can fly while holding

又、風の影響等により所定の飛行コースから逸脱すると、位置センサ15からの信号によりコントローラ18にて飛行コースからのずれが検出されて、この飛行コースからのずれを修正するよう上記コントローラ18より各翼駆動用モータ3及び各角度制御用モータ7へ指令が発せられて、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき速度が適宜調整されて揚力や推進力が調整されるため、本発明の小型飛行装置は目標位置へ向けて飛行できるようになる。   Further, when the vehicle deviates from a predetermined flight course due to the influence of wind or the like, a deviation from the flight course is detected by the controller 18 based on a signal from the position sensor 15, and the controller 18 corrects the deviation from the flight course. Since a command is issued to each blade driving motor 3 and each angle control motor 7, the angle and flapping speed of each flapping blade 2 a, 2 b, 2 c, 2 d are appropriately adjusted to adjust lift force and propulsive force. The small flight device of the present invention can fly toward the target position.

更に、飛行コース上に障害物がある場合には、衝突防止センサ17からの信号によりコントローラ18にて上記障害物が検出され、この障害物を迂回して飛行できるよう上記コントローラ18より各翼駆動用モータ3及び各角度制御用モータ7へ指令が発せられて、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき速度が適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置は障害物を避けて飛行できるようになる。   Further, when there is an obstacle on the flight course, the controller 18 detects the obstacle by a signal from the collision prevention sensor 17, and the controller 18 drives each wing so as to fly around the obstacle. Since a command is issued to the motor 3 and each angle control motor 7 and the angles and flapping speeds of the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are adjusted as appropriate, the small flying device of the present invention avoids obstacles. Will be able to fly.

本発明の小型飛行装置が目標位置に達すると、ペイロード23に搭載したセンサによる上記目標位置の状況が計測されて、たとえば、上記センサをCCDセンサ23aとした場合には、上記目標位置の状況の映像が撮影でき、又、化学センサ23bとしたりバイオセンサ23cとした場合には、上記目標位置における雰囲気ガスの分析等を行わせて、該目標位置の映像や雰囲気中のガス成分の分析結果等を、状態監視器21、無線送信器22を介し外部の制御装置へ送信させることができるようになる。   When the small flight device of the present invention reaches the target position, the status of the target position is measured by a sensor mounted on the payload 23. For example, when the sensor is a CCD sensor 23a, the status of the target position is determined. When an image can be taken and the chemical sensor 23b or the biosensor 23c is used, the atmosphere gas at the target position is analyzed, the image of the target position, the analysis result of the gas component in the atmosphere, and the like. Can be transmitted to an external control device via the state monitor 21 and the wireless transmitter 22.

その後、上記目標位置における目的の作業が終了すると、コントローラ18により離陸位置あるいは予め指定された所定位置まで帰還するための飛行コースに沿って飛行できるよう上記コントローラ18より各翼駆動用モータ3及び各角度制御用モータ7へ指令が発せられて、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき速度が適宜調整されて発生される揚力及び推進力が調整されるため、本発明の小型飛行装置は上記離陸位置あるいは所定位置まで帰還させられるようになる。   Thereafter, when the target work at the target position is completed, the controller 18 allows the wing drive motor 3 and each of the wing driving motors 3 to fly along the flight course for returning to the take-off position or a predetermined position specified in advance by the controller 18. A command is issued to the angle control motor 7, and the lift and propulsion generated by adjusting the angles and flapping speeds of the flapping wings 2a, 2b, 2c and 2d are adjusted accordingly. The device can be returned to the take-off position or a predetermined position.

このように、本発明の小型飛行装置によれば、前部左右位置及び後部左右位置に設けてある羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角及び羽ばたき速度を独立に制御して羽ばたき作動できるようにしてあるため、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度及び羽ばたき速度をそれぞれ制御することにより、胴体1の前部左右位置及び後部左右位置に作用する揚力や推進力を独立して調整できる。このために、本発明の小型飛行装置は、そのサイズからレイノルズ数が10〜10程度と低いものであるため、メーターサイズの飛行体とは大幅に異なる流体との相互作用を受けて、常に乱流の中を飛行するような状況となるが、姿勢センサ16にて検出される姿勢の乱れを常時修正して水平姿勢に保持したまま、高度な飛行性能を達成することができる。 Thus, according to the small flight apparatus of the present invention, the flapping operation can be performed by independently controlling the angle of attack and flapping speed of the flapping wings 2a, 2b, 2c and 2d provided at the front left and right positions and the rear left and right positions. Therefore, by controlling the angle and the flapping speed of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d, the lift and propulsive force acting on the front left / right position and the rear left / right position of the fuselage 1 are independent. Can be adjusted. For this reason, since the small flight device of the present invention has a Reynolds number as low as about 10 4 to 10 5 due to its size, it receives interaction with a fluid that is significantly different from a meter-sized aircraft, Although the situation is such that the aircraft always flies in a turbulent flow, advanced flight performance can be achieved while the posture disturbance detected by the posture sensor 16 is always corrected and held in a horizontal posture.

更に目標位置と使用目的に関する飛行指令を与えることにより、上記目標位置までの自律飛行を行わせた後、該目標位置における所定の作業を行わせ、しかる後、離陸位置あるいは所定位置まで戻るように飛行させることができる。そのため、たとえば、災害発生現場や人が容易に近づけない個所の撮影を行ったり、該個所の雰囲気中に含まれるガスの成分を分析して、有害ガスの発生の有無を確認したりする等、遠隔地から上記目標位置の情報収集を行なうことが可能になる。   Further, by giving a flight command related to the target position and the purpose of use, after allowing autonomous flight to the target position, the predetermined operation at the target position is performed, and then the take-off position or the predetermined position is returned. You can fly. Therefore, for example, taking a picture of a disaster occurrence site or a place where people can not easily approach, analyzing the components of gas contained in the atmosphere of the place, and confirming the occurrence of harmful gas, etc. It is possible to collect information on the target position from a remote location.

更に、ペイロード23に把持装置を搭載しておけば、所要の搬送物を、目標位置として設定される人が容易に近付けない個所や、遠隔地まで搬送させたり、回収させたりすることも可能になる。   Furthermore, if a gripping device is mounted on the payload 23, it is possible to transport a required transported object to a place where a person set as a target position cannot easily approach or to a remote place or to collect it. Become.

次に、図4(イ)(ロ)及び図5は本発明の実施の他の形態を示すもので、図1(イ)(ロ)乃至図3に示した実施の形態において、前部左右位置と後部左右位置に設ける各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角の角度調整と羽ばたき作動を、角度制御用モータ7と翼駆動用モータ3により別々に行わせるようにしてあることに代えて、前部左右位置と後部左右位置に設ける各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角の調整と羽ばたき作動を、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dごとに対応する一つの駆動モータ25にて行わせることができるようにしたものである。   Next, FIGS. 4 (a) (b) and 5 show other embodiments of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. The angle control motor 7 and the blade driving motor 3 perform the angle adjustment and the flapping operation of the flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d provided at the position and the rear left and right positions separately. Instead, the adjustment of the angle of attack and the flapping operation of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d provided at the front left / right position and the rear left / right position correspond to each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d. This can be performed by the drive motor 25.

すなわち、上記駆動モータ25は、胴体1の前部左右位置と後部左右位置に、出力軸25aがそれぞれ左右方向の外向きとなるように設けてある。該各駆動モータ25の出力軸25aには、軸心方向に沿って胴体1の外方へ所要寸法突出する駆動ロッド9aの一端部をそれぞれ連結して固定する。該各駆動ロッド9aの他端部には、該駆動ロッド9aと平行に配置してある図1(イ)(ロ)乃至図3に示した実施の形態における翼本体10と同様の翼本体10の前縁部の幅方向中央部を、駆動ロッド9aと直角方向の連結ロッド11を介し取り付ける。これにより、上記各駆動モータ25の出力軸25aを回転させることにより、該出力軸25aに取り付けてある駆動ロッド9aと連結ロッド11と翼本体10とからなる羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを、上記駆動ロッド9aを中心に連結ロッド11とともに上下方向に回転させることができるようになる。したがって、上記各駆動モータ25にて出力軸25aの向き(回転角度)を調整することにより、駆動ロッド9aを中心とする翼本体10の平均迎角(後述するように、翼本体10は上記出力軸25aを中心に所要の角度範囲で羽ばたき作動させるため、この羽ばたき作動させる角度範囲の中心となる上下方向の角度を平均迎角と云うものとする)を、所定方向に設定できるようになる。更に、上記各駆動モータ25により、出力軸25aを、上記設定された向きを中心に所要の角度範囲、たとえば、30度程度の角度範囲で交互に正、逆転駆動させることにより、駆動ロッド9aを中心として、対応する羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを、上記設定される平均迎角を中心として上記所要の角度範囲で羽ばたき作動させることができるようにしてある。又、この際、上記各駆動モータ25を正、逆転駆動する速度を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動速度(羽ばたき速度)を独立して制御できるようにしてある。なお、上記駆動モータ25は、電磁モータ又は超音波モータのいずれの形式であってもよい。   That is, the drive motor 25 is provided at the front left and right positions and the rear left and right positions of the body 1 so that the output shafts 25a are outward in the left and right directions. One end of a drive rod 9a protruding to the outside of the body 1 along the axial direction is connected and fixed to the output shaft 25a of each drive motor 25. At the other end of each drive rod 9a, a blade body 10 similar to the blade body 10 in the embodiment shown in FIGS. 1 (a) to (b) is arranged in parallel with the drive rod 9a. The center part in the width direction of the front edge part is attached via the connecting rod 11 perpendicular to the drive rod 9a. As a result, by rotating the output shaft 25a of each drive motor 25, the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d composed of the drive rod 9a, the connecting rod 11 and the wing body 10 attached to the output shaft 25a are moved. The drive rod 9a can be rotated in the vertical direction together with the connecting rod 11 around the drive rod 9a. Therefore, by adjusting the direction (rotation angle) of the output shaft 25a by each drive motor 25, the average angle of attack of the blade body 10 around the drive rod 9a (as will be described later, the blade body 10 outputs the output). Since the flapping operation is performed around the shaft 25a within a required angle range, the vertical angle at the center of the flapping angle range is referred to as an average angle of attack) can be set in a predetermined direction. Further, by driving the output shaft 25a by the drive motors 25 alternately in the required angle range around the set direction, for example, in the angle range of about 30 degrees, the drive rod 9a is driven. As a center, the corresponding flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d can be operated to flutter within the required angle range with the set average angle of attack as the center. At this time, by individually controlling the speeds at which the drive motors 25 are driven forward and reverse, the flapping operation speeds (flapping speeds) of the corresponding flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are independently controlled. I can do it. The drive motor 25 may be either an electromagnetic motor or an ultrasonic motor.

更に、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角(平均迎角)の調整と羽ばたき作動を、それぞれ対応する一つの駆動モータ25にて行わせるようにしてあることに伴い、姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dにて発生させる揚力と推進力をそれぞれ独立して制御するためのコントローラとしては、図5に示す如く、図1(イ)(ロ)乃至図3に示した如き各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの翼駆動用モータ3と角度制御用モータ7へそれぞれ指令を与えるコントローラ18に代えて、駆動モータ25へ、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの平均迎角と羽ばたき速度をそれぞれ制御する指令を与える機能を有するコントローラ18aを設けるようにしてある。   Further, in the present embodiment, as described above, the adjustment of the angle of attack (average angle of attack) of each of the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d and the flapping operation are performed by the corresponding one drive motor 25. Therefore, the attitude control function, flight control function, and obstacle avoidance function are provided, and the lift and propulsion generated by each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d based on each control function are independent of each other. As shown in FIG. 5, the controller for controlling the blades includes the blade driving motors 3 of the flapping blades 2a, 2b, 2c, and 2d as shown in FIGS. In place of the controller 18 for giving commands to the motor 7 for driving, the drive motor 25 has a function for giving commands for controlling the average angle of attack and the flapping speed of the flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d. It is acceptable to provide controller 18a.

その他の構成は図1(イ)(ロ)乃至図3に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。   Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B to FIG. 3, and the same components are denoted by the same reference numerals.

本実施の形態によれば、上記駆動モータ25の回転を制御することのみにより、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの平均迎角を図4(イ)に示すように90度として、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dをそれぞれ垂直方向上向きの姿勢とさせた状態で羽ばたき作動させたり、図4(ロ)に示すように平均迎角をゼロとして、水平方向前向きの姿勢とさせた状態で羽ばたき作動させることができる。したがって、図1(イ)(ロ)乃至図3に示した実施の形態におけるコントローラ18によるそれぞれ対応する角度制御用モータ7と翼駆動用モータ3の制御を介した各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dごとに独立した迎角及び羽ばたき速度の制御と同様に、コントローラ18aの有する姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能に基づいて、駆動モータ25へ制御指令を与えることにより、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの平均迎角、及び、羽ばたき速度をそれぞれ独立に制御することで、図1(イ)(ロ)乃至図3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態では、使用するモータの数を減らすことができることから、構成をよりシンプルなものとすることができて、機体重量の軽量化を図る点でより有利なものとすることができる。   According to the present embodiment, only by controlling the rotation of the drive motor 25, the average angle of attack of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d is set to 90 degrees as shown in FIG. Each of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d is fluttered in a state where the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are in the vertical upward direction, or the average angle of attack is set to zero as shown in FIG. It can be operated in a fluttering state. Accordingly, each of the flapping blades 2a, 2b, 2c through the control of the corresponding angle control motor 7 and blade driving motor 3 by the controller 18 in the embodiment shown in FIGS. , 2d flapping by giving control commands to the drive motor 25 based on the attitude control function, flight control function, and obstacle avoidance function of the controller 18a as well as control of the angle of attack and the flapping speed independent of each other. By independently controlling the average angle of attack and the flapping speed of the blades 2a, 2b, 2c, and 2d, the same effects as those of the embodiments of FIGS. 1 (A) to (B) to FIG. 3 can be obtained. . Furthermore, in this embodiment, since the number of motors to be used can be reduced, the configuration can be made simpler and more advantageous in terms of reducing the weight of the fuselage. it can.

次いで、図6(イ)(ロ)乃至図9は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図1(イ)(ロ)乃至図3に示した実施の形態において、前部左右位置と後部左右位置に設ける各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動を、上下方向に角度変更できるようにしてある翼駆動用モータ3により行わせるようにしてあることに代えて、前部左右位置と後部左右位置にそれぞれ設ける各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動を、各々独立して上下方向に角度変更できるようにしてある線形アクチュエータとして、たとえば、ムービングコイル形の線形アクチュエータ26によりそれぞれ行わせるようにしたものである。   6 (a) (b) to FIG. 9 show still another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 1 (b) (b) to FIG. The flapping operation of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d provided at the position and the rear left and right positions is performed by a vane driving motor 3 that can change the angle in the vertical direction. As a linear actuator in which the flapping operation of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d provided at the left and right positions of the rear part and the rear left and right positions can be independently changed in the vertical direction, for example, a moving coil type linear actuator Each of them is performed by the actuator 26.

すなわち、上記ムービングコイル形の線形アクチュエータ26は、図8(イ)(ロ)に示す如く、一端側を閉塞した円筒状の支持容器27の他端側を、中央部に所要口径の開口部28を有する蓋部27aで閉鎖できるようにし、且つ該支持容器27の内部に、半径方向の磁界を発生させる環状のギャップ(溝)29aを備えた永久磁石製の磁気回路29を設置して、該磁気回路29と蓋部27aとの間に所要の空間部を形成すると共にギャップ29aが蓋部27a側に開放するようにする。上記磁気回路29のギャップ29a内には、コイル30を、軸心方向に往復移動できるように挿入配置して、該コイル30の蓋部27a側の軸方向端部に、取付部材32を取り付け、更に、該取付部材32の中央部に、蓋部27aの中央部の開口部28にスライド自在に挿入させた出力軸31の一端を取り付けた構成としてある。これにより、上記コイル30に所要周波数の交流電力を給電すると、該コイル30を上記磁気回路29のギャップ29a内における磁界との相互作用により軸心方向に往復運動させることができて、このコイル30の軸心方向の往復運動に伴い、取付部材32を上記空間部内で移動させて、上記出力軸31を、上記給電する交流電力の周波数と同様の周波数で軸心方向に振動(往復移動)させることができるようにしてある。なお、たとえば、上記コイル30の外周部所要個所と、その外周に位置する支持容器27の内面とを、放射方向に配したばねの如き弾性部材(図示せず)を介して接続すれば、上記線形アクチュエータ26への給電停止時に、上記出力軸31を中立位置に保持できるようになる。   That is, the moving coil type linear actuator 26 has a cylindrical support container 27 whose one end is closed at the other end of the cylindrical support container 27 as shown in FIGS. A permanent magnet magnetic circuit 29 having an annular gap (groove) 29a for generating a magnetic field in the radial direction is installed inside the support container 27, A required space is formed between the magnetic circuit 29 and the lid 27a, and the gap 29a is opened to the lid 27a side. In the gap 29a of the magnetic circuit 29, the coil 30 is inserted and arranged so as to be reciprocally movable in the axial direction, and an attachment member 32 is attached to the axial end of the coil 30 on the lid portion 27a side. Furthermore, one end of the output shaft 31 that is slidably inserted into the opening 28 in the central portion of the lid portion 27a is attached to the central portion of the mounting member 32. Thus, when AC power having a required frequency is supplied to the coil 30, the coil 30 can be reciprocated in the axial direction by the interaction with the magnetic field in the gap 29 a of the magnetic circuit 29. With the reciprocating motion in the axial direction, the mounting member 32 is moved in the space, and the output shaft 31 is vibrated (reciprocated) in the axial direction at a frequency similar to the frequency of the AC power to be fed. I can do it. For example, if the outer peripheral portion of the coil 30 is connected to the inner surface of the support container 27 located on the outer periphery via an elastic member (not shown) such as a spring arranged in the radial direction, When the power supply to the linear actuator 26 is stopped, the output shaft 31 can be held in the neutral position.

上記構成としてある線形アクチュエータ26は、支持容器27の外側面に、図8(イ)(ロ)に示す如く、コイル30の往復動方向とは直交する方向で且つ相対する方向に回転支持軸4を取り付けて、該支持容器27の両側へ延びる回転支持軸4を、胴体1の前部左右位置と後部左右位置にそれぞれ設けてある左右一対の軸受5に回転自在に支持させるようにして、図7に示す如く胴体1上に設置させる。更に、一方(片側)の回転支持軸4、たとえば、各線形アクチュエータ26の胴体1の中心側に位置する各々の回転支持軸4に、角度変更用ギア6をそれぞれ取り付け、且つ該各ギア6に噛合させた各ピニオン8を、胴体1に設置してある各々独立させた角度制御用モータ7の出力軸7aに取り付け、各角度制御用モータ7によりピニオン8を独立して回転させることにより、上記角度変更用ギア6、回転支持軸4を介して線形アクチュエータ26を、それぞれ独立して前後方向に沿う垂直面内で上下方向に回転(角度変更)できるようにしてある。   The linear actuator 26 having the above-described configuration is arranged on the outer surface of the support container 27 in the direction perpendicular to and opposite to the reciprocating direction of the coil 30 as shown in FIGS. The rotation support shaft 4 extending to both sides of the support container 27 is rotatably supported by a pair of left and right bearings 5 provided at the front left and right positions and the rear left and right positions of the body 1, respectively. As shown in FIG. Furthermore, angle changing gears 6 are respectively attached to one (one side) of the rotational support shafts 4, for example, the respective rotational support shafts 4 located on the center side of the body 1 of each linear actuator 26, and Each of the meshed pinions 8 is attached to an output shaft 7a of each independent angle control motor 7 installed on the body 1, and each pinion 8 is independently rotated by each angle control motor 7, thereby The linear actuator 26 can be independently rotated (angle changed) in a vertical plane along the front-rear direction via the angle changing gear 6 and the rotation support shaft 4.

更に、上記線形アクチュエータ26の出力軸31には、図1(イ)(ロ)乃至図3に示した実施の形態における各翼駆動用モータ3の出力軸3aに連結した場合と同様に、左右方向に延びて胴体1の外方へ所要寸法突出するようにしてある駆動ロッド9の一端部(胴体1側の端部)を図8(イ)に示す如く直角の状態で連結して固定すると共に、該駆動ロッド9の胴体1外方へ突出した他端側に、図1(イ)(ロ)乃至図3に示した実施の形態における翼本体10と同様の構成とし且つ上記線形アクチュエータ26の出力軸31と直角な面内に配置してある翼本体10の前縁部を、複数の連結ロッド11を介し取り付けて、出力軸31の往復移動で駆動ロッド9、連結ロッド11を介し翼本体10が羽ばたき作動するようにした構成としてある。本実施の形態の各図では、線形アクチュエータ26の出力軸31を垂直方向上向きとするときに、翼本体10は翼前縁が水平方向前向きの姿勢となり、線形アクチュエータ26の出力軸31を水平方向後向きとするときに、翼本体10は翼前縁が垂直方向上向きの姿勢となるように設定してある。   Further, the output shaft 31 of the linear actuator 26 has left and right as in the case where it is connected to the output shaft 3a of each blade driving motor 3 in the embodiment shown in FIGS. One end (end on the body 1 side) of the drive rod 9 extending in the direction and projecting the required dimension outward from the body 1 is connected and fixed at a right angle as shown in FIG. In addition, the other end of the drive rod 9 protruding outward from the body 1 has the same configuration as that of the wing body 10 in the embodiment shown in FIGS. The front edge portion of the blade body 10 arranged in a plane perpendicular to the output shaft 31 is attached via a plurality of connecting rods 11, and the blade is passed through the drive rod 9 and the connecting rod 11 by reciprocating movement of the output shaft 31. As a configuration in which the main body 10 is operated to flapping, . In each figure of the present embodiment, when the output shaft 31 of the linear actuator 26 is directed upward in the vertical direction, the blade body 10 is in a posture in which the blade leading edge is directed forward in the horizontal direction, and the output shaft 31 of the linear actuator 26 is moved in the horizontal direction. When facing backward, the wing body 10 is set so that the leading edge of the wing has a vertically upward posture.

かかる構成としてあることから、上記各線形アクチュエータ26の出力軸31を軸心方向に所要の振幅で振動させることにより、該出力軸31に連結してある駆動ロッド9と連結ロッド11と翼本体10とからなる各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dが、上記翼本体10の面に垂直な方向へ振動させられて羽ばたき作動させられるようになり、この際、上記各線形アクチュエータ26の出力軸31の振動する速度を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動速度(羽ばたき速度)が独立して制御されるようになる。更に、上記各角度制御用モータ7の回転数を適宜制御することにより、それぞれ対応する線形アクチュエータ26と一緒に該線形アクチュエータ26に取り付けてある羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの上下方向の迎角(向き)がそれぞれ独立に変更されるようになる。   With this configuration, the drive rod 9, the connecting rod 11, and the blade body 10 connected to the output shaft 31 are vibrated by vibrating the output shaft 31 of each linear actuator 26 in the axial direction with a required amplitude. Each of the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d consisting of the above is oscillated in a direction perpendicular to the surface of the wing body 10 to be fluttered. At this time, the output shaft 31 of each linear actuator 26 is operated. By individually controlling the vibration speed, the flapping operation speeds (flapping speeds) of the corresponding flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are independently controlled. Further, by appropriately controlling the number of rotations of each angle control motor 7, the vertical wings of the flapping wings 2 a, 2 b, 2 c, 2 d attached to the linear actuator 26 together with the corresponding linear actuator 26 are received. Each corner (orientation) is changed independently.

更に又、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動を、それぞれ線形アクチュエータ26にて行わせるようにしてあることに伴い、姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dにて発生させる揚力と推進力をそれぞれ独立して制御するためのコントローラとしては、図3に示した各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの翼駆動用モータ3と角度制御用モータ7へそれぞれ指令を与えるコントローラ18に代えて、図9に示す如く、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの線形アクチュエータ26と角度制御用モータ7へそれぞれ指令を与えて、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき速度と上下方向の角度姿勢をそれぞれ制御する指令を与える機能を有するコントローラ18bを設けるようにしてある。   Furthermore, in the present embodiment, as described above, the flapping operation of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d is performed by the linear actuator 26, so that the attitude control function and the flight control are performed. FIG. 3 shows a controller that has a function and an obstacle avoidance function and independently controls the lift and propulsion generated by the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d based on the control functions. As shown in FIG. 9, each flapping blade 2a, 2b, 2c, 2c, 2c, 2d, instead of the controller 18 that gives commands to the blade driving motor 3 and the angle control motor 7 of each flapping blade 2a, 2b, 2c, 2d shown. A command is given to each of the linear actuator 26 of 2d and the angle control motor 7, and the flapping speed and the vertical attitude of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d are given. It is acceptable to provide the controller 18b has a function of giving a command to control, respectively.

その他の構成は図1(イ)(ロ)乃至図3に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。   Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B to FIG. 3, and the same components are denoted by the same reference numerals.

本実施の形態によれば、上記角度制御用モータ7の回転を制御して線形アクチュエータ26と一緒に各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを上下方向に回転させて、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度姿勢を、図6(イ)に示すように、90度として該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dをそれぞれ垂直方向上向きの姿勢とさせた状態で羽ばたき作動させたり、図6(ロ)に示すように、水平方向前向きの姿勢とさせた状態で羽ばたき作動させることができる。   According to the present embodiment, the rotation of the angle control motor 7 is controlled to rotate the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d together with the linear actuator 26 in the vertical direction so that each flapping wing 2a, As shown in FIG. 6 (a), the angle postures 2b, 2c, and 2d are set to 90 degrees, and the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are fluttered in a state in which they are in the vertically upward posture. As shown in FIG. 6 (b), the flapping operation can be performed in a state where the posture is in the horizontal forward direction.

したがって、図1(イ)(ロ)乃至図3に示した実施の形態におけるコントローラ18によるそれぞれ対応する角度制御用モータ7と翼駆動用モータ3の制御により各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dごとに独立した迎角及び羽ばたき速度の制御と同様に、コントローラ18bの有する姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能に基づいて、角度制御用モータ7と線形アクチュエータ26へ制御指令を与えることにより、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度姿勢としての迎角、及び、羽ばたき速度をそれぞれ独立に制御することで、図1(イ)(ロ)乃至図3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Accordingly, the flapping blades 2a, 2b, 2c, and 2d are controlled by the control of the corresponding angle control motor 7 and blade driving motor 3 by the controller 18 in the embodiment shown in FIGS. Control commands are given to the angle control motor 7 and the linear actuator 26 based on the attitude control function, flight control function, and obstacle avoidance function of the controller 18b, as well as control of the angle of attack and flapping speed independent of each other. Thus, the angle of attack as the angle posture of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d and the flapping speed are controlled independently, respectively, so that it is the same as the embodiment of FIGS. The effect of can be obtained.

上記のように本実施の形態における小型飛行装置を飛行させるときに水平方向前方に飛行させる場合には、上記各線形アクチュエータ26に単なる交流電力を給電しているときに、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを所要迎角で前方やや上向きの姿勢となるようにすることにより、後流を後方やや下向きに発生させて、該後流の反力中における垂直方向上向きの成分により本発明の小型飛行装置の機体重量を支えるための揚力を得るようにすればよい。又、上記各線形アクチュエータ26に対し、交流電力を供給するときに直流分を同時に負荷して、対応する各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの打下げ時の速度が打上げ時の速度よりも大となるように上記各線形アクチュエータ26の駆動を制御し、これにより、該各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dで発生させる後流の向きを、羽ばたき翼2a,2b,2c,2dに設定されている迎角よりも下方へ偏らせて、該下方へ偏った後流の反力により機体重量を支えるための揚力を得ることができれば、上記各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの迎角を、水平方向前方に向けた姿勢とすることができる。   As described above, when the small flying device according to the present embodiment is caused to fly in the horizontal direction, each flapping wing 2a, By causing 2b, 2c, and 2d to be in a slightly upward posture at the required angle of attack, the wake is generated slightly backward and the present invention is based on the upward component in the vertical direction in the reaction force of the wake. What is necessary is just to obtain the lift to support the weight of the small aircraft. Also, when supplying AC power to each of the linear actuators 26, a DC component is simultaneously loaded so that the speed at which the corresponding flapping blades 2a, 2b, 2c, 2d are lowered is higher than the speed at the time of launch. The drive of each linear actuator 26 is controlled to be large, and thereby the direction of the wake generated by each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d is set to flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d. If the lift force for supporting the weight of the fuselage can be obtained by biasing downward from the angle of attack that is made downward and the reaction force of the wake that is biased downward, the attack of each of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d The corners can be in a posture directed forward in the horizontal direction.

図10(イ)(ロ)はいずれも図6(イ)(ロ)乃至図9の実施の形態の応用例を示すもので、図10(イ)に示すものは、図6(イ)(ロ)乃至図9の実施の形態に示したように、線形アクチュエータ26の出力軸31に、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの駆動ロッド9の一端部(胴体1側の端部)を直接固定する構成に代えて、各線形アクチュエータ26の支持容器27の蓋部27aの前面における出力軸31より胴体1外側寄りとなる左右方向の一側位置に、出力軸31と平行に所要寸法突出するブラケット33を設けて、該ブラケット33の先端部に、それぞれ対応する羽ばたき翼2a,2b,2c,2d(図では羽ばたき翼2aについてのみ示してある)の駆動ロッド9の基端側となる一端寄りの所要個所を、ピン34によりそれぞれ回動自在に枢着して支持させ、該各駆動ロッド9の基端側としての一端部には、軸心方向に沿って所要の寸法を有する長孔35を設ける。一方、上記線形アクチュエータ26の出力軸31の先端部には、先端側に左右方向に連通する隙間を備えたクレビス形状の連結部材36を取り付けて、該連結部材36の先端側の隙間に上記駆動ロッド9の一端部を沿わせて配置させるようにし、上記駆動ロッド9の長孔35に挿通させた動力伝達用ピン37の両端部を、上記連結部材36の先端部に取り付けて連結部材36と駆動ロッド9の一端部とを係合させ、線形アクチュエータ26の出力軸31が軸心方向へ振動することにより、上記動力伝達用ピン37と長孔35を介し駆動ロッド9が揺動させられるようにした構成としたものである。   FIGS. 10 (a) and 10 (b) show application examples of the embodiment shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) to FIG. 9, and what is shown in FIG. (B) As shown in the embodiment of FIG. 9, one end portion (end portion on the body 1 side) of the drive rod 9 of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d is provided on the output shaft 31 of the linear actuator 26. Instead of the direct fixing configuration, the required dimension protrudes in parallel with the output shaft 31 at one side position in the left-right direction closer to the outer side of the body 1 than the output shaft 31 on the front surface of the lid portion 27a of the support container 27 of each linear actuator 26. One end of the bracket 33 corresponding to the base end side of the drive rod 9 of the corresponding flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d (only the flapping wing 2a is shown in the figure) is provided at the tip of the bracket 33. Pin 34 is used for the required location Is supported each pivoted rotatably to one end portion of the base end side of each of the drive rods 9, provided with a long hole 35 having the required dimension along the axial direction. On the other hand, a clevis-shaped connecting member 36 having a gap communicating in the left-right direction is attached to the tip end of the output shaft 31 of the linear actuator 26, and the drive is inserted into the gap on the tip end side of the connecting member 36. One end portion of the rod 9 is arranged along the both ends, and both end portions of the power transmission pin 37 inserted through the long hole 35 of the drive rod 9 are attached to the distal end portion of the connecting member 36 to connect the connecting member 36 and One end of the drive rod 9 is engaged, and the output shaft 31 of the linear actuator 26 vibrates in the axial direction so that the drive rod 9 is swung through the power transmission pin 37 and the long hole 35. It is set as the structure made into.

又、図10(ロ)に示すものは、各線形アクチュエータ26の支持容器27の蓋部27aの前面における出力軸31より胴体1中心側寄りとなる左右方向の他側位置に、出力軸31と平行に所要寸法突出するブラケット33を設けて、該ブラケット33の先端部に、それぞれ対応する羽ばたき翼2a,2b,2c,2d(図では羽ばたき翼2aについてのみ示してある)の駆動ロッド9の基端側としての一端部を、ピン34によりそれぞれ回動自在に枢着して支持させると共に、図10(イ)に示したと同様に、駆動ロッド9の基端側となる所要個所に長孔35を設け、線形アクチュエータ26の出力軸31の先端に固定した図10(イ)と同様の連結部材36に、上記駆動ロッド9の長孔35形成部を沿わせて、動力伝達用ピン37を長孔35に通すことにより係合させるようにし、線形アクチュエータ26の出力軸31が軸心方向へ振動することにより、駆動ロッド9がブラケット33への枢着点を中心に揺動させられるようにした構成としたものである。   10B, the output shaft 31 and the output shaft 31 are located on the other side of the front side of the lid portion 27a of the support container 27 of each linear actuator 26 in the left-right direction closer to the center of the body 1 than the output shaft 31. A bracket 33 protruding in parallel with a required dimension is provided, and the base of the drive rod 9 of the corresponding flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d (only the flapping wing 2a is shown in the figure) is provided at the tip of the bracket 33. One end as an end side is pivotally supported by a pin 34 so as to be pivotable, and a long hole 35 is provided at a required position on the base end side of the drive rod 9 as shown in FIG. 10 and is fixed to the distal end of the output shaft 31 of the linear actuator 26, and along the connecting member 36 similar to that shown in FIG. Hole The drive rod 9 can be swung around the pivot point on the bracket 33 when the output shaft 31 of the linear actuator 26 vibrates in the axial direction. It is what.

その他の構成は、いずれも図6(イ)(ロ)乃至図9に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。又、たとえば、上記コイル30の外周部所要個所と、その外周に位置する支持容器27の内面とを、放射方向に配したばねの如き所要の弾性部材(図示せず)を介し接続して、上記線形アクチュエータ26への給電停止時に、上記出力軸31を中立位置に保持できるようにしてもよい。   Other configurations are all the same as those shown in FIGS. 6 (a) to 6 (b) to FIG. 9, and the same components are denoted by the same reference numerals. Further, for example, the required portion of the outer periphery of the coil 30 and the inner surface of the support container 27 located on the outer periphery thereof are connected via a required elastic member (not shown) such as a spring arranged in the radial direction, When the power supply to the linear actuator 26 is stopped, the output shaft 31 may be held in a neutral position.

上記図10(イ)及び図10(ロ)に示したものでは、いずれも、線形アクチュエータ26の出力軸31を軸心方向に振動させることにより、該出力軸31に連結部材36を介して取り付けてある動力伝達用ピン37が、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの駆動ロッド9における長孔35の部分を上記出力軸31の軸心方向に押し引き駆動させるようにする。これにより、該各駆動ロッド9は、図10(イ)及び図10(ロ)にそれぞれ一点鎖線及び二点鎖線で示す如く、線形アクチュエータ26の支持容器27の蓋部27aの前面所要位置に設けたブラケット33の先端部のピン34を支点として揺動させられるようになることから、該各駆動ロッド9の他端部に取り付けてある翼本体10を、羽ばたき作動させることができるようになる。更に、このように各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを羽ばたき作動させる際には、各線形アクチュエータ26の出力軸31の振動の振幅を、該出力軸31に取り付けてある連結部材36先端部の上記動力伝達用ピン37にて押し引き駆動される駆動ロッド9の長孔35の位置から支点、すなわち、上記ブラケット33の先端部のピン34までの距離L1と、該支点となるブラケット33の先端部のピン34から上記駆動ロッド9の胴体1外方へ突出した他端側における翼本体10の取付位置までの距離L2との比(L2/L1)に応じて増幅させて各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dへ伝達することができる。このために、線形アクチュエータ26の出力軸31の振動の振幅が小さくても、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動の振幅を大きく設定することが容易になり、したがって、線形アクチュエータ26の小型化を図るのに有利なものとすることができる。   10 (b) and 10 (b), both are attached to the output shaft 31 via the connecting member 36 by vibrating the output shaft 31 of the linear actuator 26 in the axial direction. The power transmission pin 37 pushes and pulls the portion of the long hole 35 in the drive rod 9 of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d in the axial direction of the output shaft 31. Accordingly, each drive rod 9 is provided at a required position on the front surface of the lid portion 27a of the support container 27 of the linear actuator 26, as indicated by a one-dot chain line and a two-dot chain line in FIGS. 10 (a) and 10 (b), respectively. Since the pin 34 at the tip of the bracket 33 can be swung around the fulcrum, the wing body 10 attached to the other end of each drive rod 9 can be operated to flapping. Further, when the flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are fluttered as described above, the vibration amplitude of the output shaft 31 of each linear actuator 26 is set to the tip of the connecting member 36 attached to the output shaft 31. The distance L1 from the position of the elongated hole 35 of the drive rod 9 driven by the power transmission pin 37 to the fulcrum, that is, the pin 34 at the tip of the bracket 33, and the bracket 33 serving as the fulcrum Each flapping wing 2a is amplified in accordance with the ratio (L2 / L1) to the distance L2 from the pin 34 at the tip end to the mounting position of the wing body 10 on the other end projecting outward of the body 1 of the driving rod 9. , 2b, 2c, 2d. For this reason, even if the amplitude of the vibration of the output shaft 31 of the linear actuator 26 is small, it is easy to set the amplitude of the flapping operation of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d. This can be advantageous for downsizing.

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、以下に述べるようにしたものも含むものである。たとえば、本発明の小型飛行装置のサイズは、適宜増減してもよい。胴体1は、たとえば、流線形のような本発明の小型飛行装置の飛行時に抵抗とならないような形状としてあれば、形状は自在に決定してよい。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, The thing as described below is also included. For example, you may increase / decrease the size of the small flight apparatus of this invention suitably. As long as the fuselage 1 has a shape that does not become a resistance during flight of the small flight device of the present invention, such as a streamline, the shape may be freely determined.

駆動ロッド9,9aと翼本体10を繋ぐ連結ロッド11の本数は、図1(イ)(ロ)及び図2、図6(イ)(ロ)及び図7では3本、図4(イ)(ロ)では1本として示してあるが、適宜増減してもよい。翼本体10は、軽量で且つ羽ばたき作動により本発明の小型飛行装置を飛行させるために必要とされる所要の揚力及び推進力を得られるような面積、及び、羽ばたき作動時にフェザリングを生じさせるための柔軟性を備えた平面状のものとしてあれば、横骨部材12の本数を増やしたり、縦骨部材13の本数を増減させてもよい。更には、一枚板状のものとする等、横骨部材12と縦骨部材13とフィルム14とからなる構成以外のものとしてもよい。又、形状は低アスペクト比の矩形状とすることが好ましいが、低アスペクト比でなくてもよく、その形状を多少変更してもよい。翼本体10と連結ロッド11は共に柔軟性を備えていることが望ましいが、いずれか一方の柔軟性のみで翼本体10にフェザリングを生じさせることができれば、他方は柔軟性を備えていなくてもよい。翼本体10を、連結ロッド11を介在させることなく駆動ロッド9,9aに直接取り付けるようにしてもよい。   The number of connecting rods 11 that connect the drive rods 9, 9a and the wing body 10 is three in FIGS. 1 (a) and (b), FIG. 6 (a), (b) and FIG. 7, and FIG. In (B), it is shown as one, but it may be increased or decreased as appropriate. The wing body 10 is lightweight and has an area capable of obtaining the necessary lift and propulsion necessary for flying the small flight apparatus of the present invention by flapping operation, and causes feathering during flapping operation. If it is a flat thing provided with the flexibility, the number of the horizontal bone members 12 may be increased, or the number of the vertical bone members 13 may be increased or decreased. Furthermore, it is good also as things other than the structure which consists of the transverse bone member 12, the longitudinal bone member 13, and the film 14, such as making it a sheet-like thing. The shape is preferably a rectangular shape with a low aspect ratio, but the shape may not be a low aspect ratio, and the shape may be slightly changed. It is desirable that both the wing body 10 and the connecting rod 11 have flexibility. However, if feathering can be generated in the wing body 10 with only one of the flexibility, the other does not have flexibility. Also good. The wing body 10 may be directly attached to the drive rods 9 and 9a without the connection rod 11 interposed.

図1(イ)(ロ)乃至図3の実施の形態においては、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの角度を変更させる場合、軸受5に回転支持軸4を介して回動自在に支持させてある翼駆動用モータ3を、又、図6(イ)(ロ)乃至図9の実施の形態においては、軸受5に回転支持軸4を介して回動自在に支持させてある線形アクチュエータ26を、それぞれ角度制御用モータ7によりピニオン8、角度変更用ギア6を介して上下方向に回転させるものとして示したが、本発明の小型飛行装置を飛行させるときに各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dに所望される迎角を取らせることができるように所要の角度範囲で回転でき、且つ軽量であれば、上記翼駆動用モータ3や線形アクチュエータ26を上下方向に回転させる機構は、ラック、ピニオン機構や、所要のアクチュエータによる直接あるいはリンクを介した押し引き機構、その他のいかなる機構を採用してもよい。   In the embodiments of FIGS. 1 (a) to (b) to FIG. 3, when changing the angle of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d, the bearing 5 is supported rotatably via the rotation support shaft 4. A linear actuator in which the blade driving motor 3 is supported by a bearing 5 via a rotation support shaft 4 so as to be freely rotatable in the embodiments shown in FIGS. 26 is shown as being rotated up and down by the angle control motor 7 via the pinion 8 and the angle changing gear 6, respectively, but when the small flying device of the present invention is made to fly, each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d can rotate in a required angle range so that a desired angle of attack can be taken, and if it is lightweight, the mechanism for rotating the blade drive motor 3 and the linear actuator 26 in the vertical direction is as follows: Rack-and-pinion Structure and the required push-pull mechanism directly or via a link by the actuator, may be employed any other mechanism.

図6(イ)(ロ)乃至図9の実施の形態、及び、図10(イ)(ロ)の実施の形態における線形アクチュエータ26の胴体1の外側寄りに取り付けてある回転支持軸4の軸受5を、線形アクチュエータ26を上下方向に回転させて角度姿勢を変更させるときにも、該軸受5が出力軸31に取り付けてある駆動ロッド9と干渉しないようにしてあれば、線形アクチュエータ26の出力軸31を垂直方向下向きとするときに翼本体10が水平方向前向きの姿勢となり、且つ線形アクチュエータ26の出力軸31を水平方向前向きとするときに翼本体10が垂直方向上向きの姿勢となるように設定してもよい。又、羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを羽ばたき作動させるための線形アクチュエータとしては、磁気回路29のギャップ29a内における磁界とコイル30との電磁的な相互作用を利用して出力を得るようにしてあるボイスコイル形の線形アクチュエータ26を例示したが、出力軸を軸心方向に振動させることができる形式としてあれば、上記ボイスコイル形の線形アクチュエータ26に代えて、線形超音波モータや電磁式の線形モータを用いるようにしてもよい。   Bearings of the rotary support shaft 4 attached to the outside of the body 1 of the linear actuator 26 in the embodiment of FIGS. 6 (a) (b) to FIG. 9 and the embodiment of FIGS. 10 (b) (b). 5 when the linear actuator 26 is rotated in the vertical direction to change the angular posture, the bearing 5 does not interfere with the drive rod 9 attached to the output shaft 31. When the shaft 31 is in the vertically downward direction, the wing body 10 is in a horizontally forward posture, and when the output shaft 31 of the linear actuator 26 is in the horizontally forward direction, the wing body 10 is in a vertically upward posture. It may be set. As a linear actuator for flapping the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d, an output is obtained by utilizing the electromagnetic interaction between the magnetic field in the gap 29a of the magnetic circuit 29 and the coil 30. The voice coil type linear actuator 26 is illustrated as an example. However, if the output shaft can be vibrated in the axial direction, a linear ultrasonic motor or electromagnetic type may be used instead of the voice coil type linear actuator 26. The linear motor may be used.

図10(イ)(ロ)の実施の形態において、線形アクチュエータ26のブラケット33に回動可能に取り付けてある羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの駆動ロッド9の基端側を、線形アクチュエータ26の出力軸31に、該出力軸31の軸心方向への振動により揺動できるように連結できれば、駆動ロッド9の長孔35と、出力軸31側に取り付けた動力伝達用ピン37とを係合させる構成以外のいかなる連結手段を採用してもよい。   10 (a) and 10 (b), the base end side of the drive rod 9 of the flapping wings 2a, 2b, 2c, 2d that is rotatably attached to the bracket 33 of the linear actuator 26 is connected to the linear actuator 26. If it can be connected to the output shaft 31 so that it can be swung by vibration in the axial direction of the output shaft 31, the elongated hole 35 of the drive rod 9 and the power transmission pin 37 attached to the output shaft 31 side are engaged. Any connecting means other than the configuration to be combined may be adopted.

又、上記各実施の形態では、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dの羽ばたき作動によって発生させる揚力や推進力の出力を増減させる場合には、羽ばたき速度を変化させるものとして説明したが、翼駆動用モータ3や駆動モータ25による交互正、逆転駆動の角度範囲を増減させたり、線形アクチュエータ26の出力軸31の振幅を増減させて、各羽ばたき翼2a,2b,2c,2dを羽ばたき作動させるときの角度範囲あるいは振幅を増減することで、羽ばたき翼2a,2b,2c,2dにて発生させる揚力や推進力を増減させるようにしてもよい。   Further, in each of the above embodiments, when the output of the lift and propulsion generated by the flapping operation of each flapping wing 2a, 2b, 2c, 2d is increased or decreased, the flapping speed is changed. The flapping wings 2a, 2b, 2c, and 2d are fluttered by increasing / decreasing the angle range of alternating forward / reverse driving by the driving motor 3 and the driving motor 25 or increasing / decreasing the amplitude of the output shaft 31 of the linear actuator 26. The lift and propulsion generated by the flapping wings 2a, 2b, 2c and 2d may be increased or decreased by increasing or decreasing the angular range or amplitude.

位置センサ15は、本発明の小型飛行装置の位置を検出することができれば、GPSや磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ以外にも、加速度センサ等、任意のものを採用してもよい。姿勢センサ16は、たとえば、GPS受信機及びアンテナを3台ずつ用いる等、ジャイロ以外のものを採用するようにしてもよい。衝突防止センサ17は、飛行方向の前方に位置する障害物を検出できれば、光フローセンサ以外にも、超音波や赤外線のエコーにより障害物を検出するセンサ等、任意の形式のものを採用してもよい。   As long as the position sensor 15 can detect the position of the small flight apparatus of the present invention, an arbitrary sensor such as an acceleration sensor is adopted in addition to a position sensor composed of a GPS, a magnetic sensor, a flight speed meter, and a flight altimeter. Also good. The posture sensor 16 may employ a device other than the gyro such as three GPS receivers and three antennas. The collision prevention sensor 17 adopts an arbitrary type of sensor such as a sensor that detects an obstacle by an ultrasonic wave or an infrared echo in addition to the optical flow sensor as long as the obstacle located in the front of the flight direction can be detected. Also good.

本発明の小型飛行装置の飛行に支障を来たさないサイズ、重量としてあれば、ペイロード23は、本発明の小型飛行装置の所望の使用目的に応じて、任意のものとしてよい。したがって、本発明の小型飛行装置は、上記積載するペイロード23に応じた任意の使用目的に適用できる。   If the size and weight do not hinder the flight of the small flight device of the present invention, the payload 23 may be arbitrary depending on the desired use purpose of the small flight device of the present invention. Therefore, the small flight device of the present invention can be applied to any purpose of use according to the payload 23 to be loaded.

更に、上記実施の形態ではコントローラ18,18a,18bは、姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能を有するものとして説明したが、これらは基本的な機能であり、本発明の小型飛行装置に、別の小型飛行装置との通信装置を設けて、コントローラ18,18a,18bに、別の小型飛行装置と相互に連係した働きをさせるための機能を追加したり、飛行に関わる別の外部情報を収集するための別のセンサを追加して、該センサの信号に基づいて上記姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能等にそれぞれ修正を加えることができるようにしたり、更に、上記ペイロード23に搭載する機器の制御機能を追加する等、任意の機能を併せ持つようにしてもよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Further, in the above embodiment, the controllers 18, 18a, and 18b have been described as having an attitude control function, a flight control function, and an obstacle avoidance function. However, these are basic functions, and the small flight device of the present invention. In addition, a communication device with another small flying device is provided, and the controller 18, 18a, 18b is added with a function for interworking with another small flying device or another external device related to the flight. Another sensor for collecting information can be added so that the attitude control function, the flight control function, the obstacle avoidance function, etc. can be modified based on the signal of the sensor. You may make it have arbitrary functions, such as adding the control function of the apparatus mounted in the payload 23. FIG. Of course, various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の小型飛行装置の実施の一形態を示すもので、(イ)は垂直方向上向きの揚力を発生させている状態、(ロ)は前進飛行する状態をそれぞれ示す概略斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a small-sized flying device according to the present invention, in which (a) shows a state in which a vertical upward lifting force is generated, and (b) shows a state of flying forward. 図1の装置の概略切断平面図である。FIG. 2 is a schematic cut plan view of the apparatus of FIG. 1. 図1の装置の制御機構を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the control mechanism of the apparatus of FIG. 本発明の実施の他の形態を示すもので、(イ)は各羽ばたき翼を垂直方向上向き姿勢として垂直方向上向きの揚力を発生させている状態を、(ロ)は前進飛行する状態をそれぞれ示す概略斜視図である。FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, where (a) shows a state in which each flapping wing is in a vertically upward posture and a vertical upward lift is generated, and (b) shows a state of flying forward. It is a schematic perspective view. 図4の装置の制御機構を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the control mechanism of the apparatus of FIG. 本発明の実施の更に他の形態を示すもので、(イ)は各羽ばたき翼を垂直方向上向き姿勢として垂直方向上向きの揚力を発生させている状態を、(ロ)は前進飛行する状態をそれぞれ示す概略斜視図である。FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention, in which (a) shows a state in which each flapping wing is in a vertically upward posture and a vertical upward lift is generated, and (b) shows a state of forward flight. It is a schematic perspective view shown. 図6の装置の概略切断平面図である。FIG. 7 is a schematic cut plan view of the apparatus of FIG. 6. 図7に用いられている線形アクチュエータとその支持構造を示すもので、(イ)は図7のA−A方向からの一部切断拡大図、(ロ)は(イ)のB−B方向矢視断面図である。7 shows the linear actuator used in FIG. 7 and its supporting structure, in which (A) is a partially cut enlarged view from the AA direction of FIG. 7, and (B) is a BB direction arrow of (A). FIG. 図6の装置の制御機構を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the control mechanism of the apparatus of FIG. (イ)(ロ)はいずれも図6の装置に用いる線形アクチュエータの他の形態を示すもので、図8(イ)(ロ)の応用例を示す図である。FIGS. 8A and 8B show other forms of the linear actuator used in the apparatus of FIG. 6, and are diagrams showing application examples of FIGS.

符号の説明Explanation of symbols

1 胴体
2a,2b,2c,2d 羽ばたき翼
3 翼駆動用モータ
3a 出力軸
9,9a 駆動ロッド
10 翼本体
11 連結ロッド
16 姿勢センサ
18,18a,18b コントローラ
25 駆動モータ
25a 出力軸
26 線形アクチュエータ
31 出力軸
33 ブラケット
1 Body 2a, 2b, 2c, 2d Flapping wing 3 Blade driving motor 3a Output shaft 9, 9a Drive rod 10 Blade body 11 Connecting rod 16 Attitude sensor 18, 18a, 18b Controller 25 Drive motor 25a Output shaft 26 Linear actuator 31 Output Shaft 33 Bracket

Claims (12)

胴体の左右位置の複数個所に、羽ばたき翼を、それぞれ独立して上下方向に角度調整可能に設けて、各羽ばたき翼を羽ばたき作動が独立に制御できるようにしてなり、該各羽ばたき翼を所要の角度姿勢に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなることを特徴とする小型飛行装置。   Flapping wings are provided at a plurality of positions on the left and right sides of the fuselage so that the angle can be adjusted independently in the vertical direction, and the flapping operation of each flapping wing can be controlled independently. A small-sized flying device characterized by being able to fly while flapping while maintaining an angular posture. 胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、羽ばたき翼を、それぞれ独立して上下方向に角度調整可能に設けて、各羽ばたき翼を羽ばたき作動が独立に制御できるようにしてなり、該各羽ばたき翼を所要の角度姿勢に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなることを特徴とする小型飛行装置。   Flapping wings are provided at a plurality of positions on the front left and right positions of the fuselage and the left and right positions of the rear so that the angle can be adjusted independently in the vertical direction, and the flapping operation of each flapping wing can be controlled independently. A small-sized flying device characterized in that each flapping wing is operated by flapping while holding the flapping wing in a required angle posture. 胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、翼駆動用モータを、出力軸が前後方向又は上下方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータの出力軸に、それぞれ取り付けた構成を有することを特徴とする小型飛行装置。   Blade drive motors are provided at multiple positions in the front left and right positions and rear left and right positions of the fuselage so that the angle of the output shaft can be changed so that the output shaft faces in the front-rear direction or the up-down direction. A small-sized flying device having a configuration in which the drive rod of the flapping wing formed by integrally holding the front edge of the wing is attached to the output shaft of each wing drive motor. 胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータの出力軸の上下方向の角度の制御と、該各翼駆動用モータの交互の正、逆転駆動による羽ばたき翼の羽ばたき作動の制御を行うコントローラを備えた請求項3記載の小型飛行装置。   A posture sensor for detecting the posture of the fuselage, control of the vertical angle of the output shaft of each blade driving motor based on a signal input from the posture sensor, and alternating positive and negative of each blade driving motor The small-sized flying device according to claim 3, further comprising a controller that controls flapping operation of the flapping wing by reverse rotation driving. 胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、駆動モータを、出力軸が胴体の外方向に向くようにそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各駆動モータの出力軸に、該出力軸の軸心方向と平行になるように取り付けた構成を有することを特徴とする小型飛行装置。   Drive motors are installed at multiple locations in the front left and right positions of the fuselage and the left and right positions of the rear so that the output shaft faces the outside of the fuselage, and the front edge of the wing body is integrated with the drive rod that extends in the left and right directions A small-sized flying device having a configuration in which the drive rod of the flapping wing held is attached to the output shaft of each drive motor so as to be parallel to the axial direction of the output shaft. 胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各駆動モータによる駆動ロッドの角度の制御による羽ばたき翼の平均迎角の制御と、該平均迎角を中心とした各駆動モータの交互の正、逆転駆動による羽ばたき翼の羽ばたき作動の制御を行うコントローラを備えた請求項5記載の小型飛行装置。   The attitude sensor for detecting the attitude of the fuselage, the control of the average angle of attack of the flapping wing by controlling the angle of the drive rod by each drive motor based on the signal input from the attitude sensor, and the average angle of attack 6. A small flight apparatus according to claim 5, further comprising a controller for controlling flapping operation of flapping wings by alternating forward and reverse driving of each driving motor. 胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、線形アクチュエータを、出力軸が上下方向又は前後方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各線形アクチュエータの出力軸に、それぞれ取り付けた構成を有することを特徴とする小型飛行装置。   Linear actuators are provided at multiple positions in the front left and right positions of the fuselage and rear left and right positions so that the angle of the output shaft can be changed so that the output shaft is directed in the vertical direction or the front-rear direction. A small-sized flying device having a configuration in which the drive rod of a flapping wing having an edge held is attached to an output shaft of each linear actuator. 胴体の前部左右位置と後部左右位置の複数個所に、線形アクチュエータを、出力軸が上下方向又は前後方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ上記線形アクチュエータの左右方向の片側位置にブラケットを設け、該ブラケットに、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドの基端側を、回動可能に取り付けると共に、該駆動ロッドの基端側を、上記線形アクチュエータの出力軸に、該出力軸の軸心方向への振動により揺動できるよう連結してなる構成を有することを特徴とする小型飛行装置。   Linear actuators are provided at a plurality of positions in the front left and right positions and rear left and right positions of the fuselage so that the angle of the output shaft can be changed so that the output shaft is directed in the vertical direction or the front-rear direction. The base end side of the flapping wing formed by holding the front edge of the wing body on a drive rod extending in the left-right direction is rotatably attached to the bracket, and the base end of the drive rod A small-sized flying device characterized in that the side is connected to the output shaft of the linear actuator so as to be swingable by vibration in the axial direction of the output shaft. 胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の制御と、該各線形アクチュエータの出力軸の軸心方向の振動による羽ばたき翼の羽ばたき作動の制御を行うコントローラを備えた請求項7又は8記載の小型飛行装置。   A posture sensor for detecting the posture of the fuselage, control of the vertical angle of the output shaft of each linear actuator based on a signal input from the posture sensor, and the axial direction of the output shaft of each linear actuator The small flight apparatus according to claim 7 or 8, further comprising a controller that controls flapping operation of the flapping wing by vibration. 駆動ロッドと翼本体の前縁部との間に、上記駆動ロッドと直角方向に延びる柔軟性を備えた連結ロッドを介在させるようにした請求項3、4、5、6、7、8又は9記載の小型飛行装置。   A connection rod having flexibility extending in a direction perpendicular to the drive rod is interposed between the drive rod and the front edge of the blade body. The described small flying device. 翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとした請求項3、4、5、6、7、8、9又は10記載の小型飛行装置。   The small flight device according to claim 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, wherein the wing body is provided with flexibility in a direction perpendicular to the front edge portion. 翼本体を低アスペクト比とした請求項3、4、5、6、7、8、9、10又は11記載の小型飛行装置。   The small flight apparatus according to claim 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11, wherein the wing body has a low aspect ratio.
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