JP2012176679A - Unmanned helicopter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圃場に向けて液体状の薬液を空中に散布する薬液散布装置を具備する無人ヘリコプターの技術に関する。 The present invention relates to a technique for an unmanned helicopter including a chemical solution spraying device for spraying a liquid chemical solution in the air toward a field.
従来、機体に配置されるエンジンと、機体に配置されるセンターノズルを備え圃場に向けて液体状の薬液を空中に散布する薬液散布装置と、を具備する、無人ヘリコプターの技術は公知となっている(特許文献1参照)。 Conventionally, the technology of an unmanned helicopter that includes an engine disposed in the airframe and a chemical liquid spraying device that includes a center nozzle disposed in the airframe and sprays a liquid chemical liquid in the air toward the field is known. (See Patent Document 1).
しかしながら、従来における無人ヘリコプターでは、薬液散布装置のセンターノズルは、エンジンに備えられるマフラーの近傍に配置され、マフラーからの熱の影響を受けやすいものであった。
そして、従来における無人ヘリコプターでは、マフラーからの熱の影響を受けることによって薬液散布装置のセンターノズル内で薬液が固着する、という問題があった。
However, in the conventional unmanned helicopter, the center nozzle of the chemical liquid spraying device is disposed in the vicinity of the muffler provided in the engine, and is easily affected by heat from the muffler.
And in the conventional unmanned helicopter, there existed a problem that a chemical | medical solution adheres in the center nozzle of a chemical | medical solution spraying apparatus by receiving the influence of the heat | fever from a muffler.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、マフラーからの熱の影響を受けることなく、効率よく薬液の散布を行うことができる無人ヘリコプターを提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the above situations, and makes it a subject to provide the unmanned helicopter which can spray a chemical | medical solution efficiently, without receiving the influence of the heat | fever from a muffler.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、機体に配置され動力源となるエンジンと、前記機体に配置される薬液散布装置とを備え、圃場に向けて薬液を空中に散布可能とする無人ヘリコプターであって、前記薬液散布装置は、機体に配置されるセンターノズルを備え、前記薬液散布装置の散布機本体は、前記センターノズルと前記エンジンのマフラーとで挟まれるように配置されるものである。
That is, in
請求項2においては、前記薬液散置は、前記機体の左右外側に配置される噴霧装置を備え、前記噴霧装置は、噴霧領域が前記メインロータの先端の回転軌跡における半径の長さに対して中心から70%の半径の長さの仮想の回転軌跡より内側に位置するように、配置されるものである。 In Claim 2, the said chemical | medical solution dispersion | distribution is equipped with the spraying device arrange | positioned on the right-and-left outer side of the said body, and the said spraying device has the spray area | region with respect to the length of the radius in the rotation locus | trajectory of the front-end | tip of the said main rotor. It is arranged so as to be located inside a virtual rotation trajectory having a radius of 70% from the center.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
即ち、本発明によれば、マフラーからの熱の影響を受けることなく、効率よく薬液の散布を行うことができる。 That is, according to the present invention, the chemical liquid can be efficiently sprayed without being affected by heat from the muffler.
次に、発明の実施形態に係る無人ヘリコプター1について図1から図4を用いて説明する。なお、以下の説明では、図1または図3に示す矢印Aの方向を無人ヘリコプター1の前方として定義する。
Next, an
まず、無人ヘリコプター1の全体構成について説明する。
無人ヘリコプター1は、遠隔操縦によって飛行して薬液を圃場に散布するものであり、図1または図2に示すように、メインロータ3と、テールロータ4と、薬液散布装置5と、エンジン7と、機体フレーム9等を具備する。
First, the overall configuration of the
The
無人ヘリコプター1では、機体フレーム9上にエンジン7と薬液散布装置5のポンプ等が載置され、エンジン7やポンプ等はカバー8により覆われ、機体フレーム9の下部にスキッド11が固定される。エンジン7の出力軸には、回転軸31やポンプが連動連結される。
回転軸31は、機体フレーム9から機体上方に突出するように構成される。回転軸31には、機体の上部においてメインロータ3とスタビライザ32が固定される。メインロータ3は、無人ヘリコプター1の機体の上部に設けられ、機体フレーム9に搭載されたエンジン7により回転駆動可能とされる。メインロータ3は、その回転駆動により機体に与えられる揚力を変化させて機体を空中に浮揚させ、機体を上昇または下降させる。メインロータ3は、その回転速度、およびメインロータ3の翼面とメインロータ3の回転軸31とが成す傾きを変更することができる。メインロータ3は、回転軸31を機体の前後方向または左右方向に傾けることにより、機体に前後方向または左右方向に移動するための力を付与する。
In the
The rotating
前記機体フレーム9の後部から後方にビーム10が突設され、該ビーム10の後部にテールロータ4が設けられ、エンジン7により回転駆動可能とされる。テールロータ4は、メインロータ3の回転により機体に作用する反動トルク(機体をメインロータ3が回転する方向の逆方向に回転させようとする力)を打ち消す力の大きさを変化させて、機体を右旋回または左旋回させる、あるいは機首の方向を略一定の方向に保持させる。テールロータ4は、その回転速度、およびテールロータ4の翼面とテールロータ4の回転軸とが成す傾きを変更することができる。
A
エンジン7は、本体となるシリンダブロックやシリンダヘッドやピストン等と、エアクリーナやマフラー6や燃料タンク等を備える。本体やエアクリーナはカバー8内に収納され、マフラー6は機体フレーム9の前下方でカバー8よりも下方に突出して配置され、排気がエアクリーナ側に入らないようにしている。但し、マフラー6はスキッド11下端よりも高い位置に配置される。
The engine 7 includes a cylinder block, a cylinder head, a piston, and the like as a main body, an air cleaner, a muffler 6, a fuel tank, and the like. The main body and the air cleaner are accommodated in the cover 8, and the muffler 6 is arranged to project downward from the cover 8 at the front lower side of the
薬液散布装置5は、飛行中の無人ヘリコプター1から圃場に向けて薬液を空中に散布する装置である。
無人ヘリコプター1の薬液散布装置5は、図2または図3に示すように、薬液タンク52と、散布機本体53と、センターノズル54と、ブーム55と、アトマイザー噴霧装置56と、を備える。
The chemical solution spraying device 5 is a device that sprays the chemical solution in the air from the
As shown in FIG. 2 or FIG. 3, the chemical solution spraying device 5 of the
散布装置本体53は、ポンプやフィルタや電磁弁等を備え、機体フレーム9の前後左右中央部に配置される。散布装置本体53のポンプは、エンジン7により駆動され、薬液タンク52に貯溜されている薬液を吸入して、フィルタや電磁弁を介してセンターノズル54またはアトマイザー60に圧送するものである。散布装置本体53の電磁弁は、電磁弁は遠隔操作により、薬液の散布または薬液タンク52への薬液の戻し等の薬液の流露を切り換えるものである。
The spraying device
薬液タンク52は、薬液を貯溜する容器である。薬液タンク52は、左右一対の薬液タンク52R・52Lからなり、それぞれ機体の左側部と右側部に近接してそれぞれ配置され、支持フレーム51を介して機体フレーム9にそれぞれ取付けられる。薬液タンク52R・52Lと散布装置本体53のポンプとは、ホースを介して連通される。
The chemical liquid tank 52 is a container for storing a chemical liquid. The chemical liquid tank 52 is composed of a pair of left and right
センターノズル54は、散布装置本体53の電磁弁およびホースを介して散布装置本体53のポンプと連通され、薬液タンク52から供給される薬液を噴霧する。センターノズル54は、機体フレーム9の後部よりの左右中央に下方に突出して取付けられ、噴口が下方を向くように配置され、機体下方へ噴霧するように構成される。また、センターノズル54は、散布機本体53の後下方に配置され、マフラー6から遠ざけるように配置される。つまり、センターノズル54は、センターノズル54とマフラー6とで薬液散布装置5の散布機本体53を挟むように配置される。言い換えれば、センターノズル54は、散布機本体53に対してマフラー6と前後逆方向に配置される。
The
このように、センターノズル54とマフラー6との間に散布機本体53を挟むように配置することにより、センターノズル54はマフラー6からの熱の影響を受けにくくなる。したがって、センターノズル54内の薬液が、マフラー6からの熱によって水分が蒸発し、固形成分がノズルの噴口部分に固着して、噴霧量を減少したり詰まったりすることを防止することができる。
As described above, the
ブーム55は、散布機本体53の下方における機体フレーム9の下部から左右水平外方向に延設され、左右両端が斜め下方に折り曲げられて、先端にアトマイザー噴霧装置56が取付られる。
The boom 55 extends from the lower part of the
アトマイザー噴霧装置56は、散布装置本体53の電磁弁およびホースを介して散布装置本体53のポンプと連通され、薬液タンク52から供給される薬液の粒経を小さくしてこれを噴霧する装置である。アトマイザー噴霧装置56は、ディスクがモータにより回転駆動され、該ディスク上に薬液を吐出して遠心力により微粒化して散布するものである。アトマイザー噴霧装置56は、図2に示すように、左右一対のアトマイザー噴霧装置56L・56Rからなり、それぞれがブーム55の左方端部と右方端部とに(機体外側に)取付られる。
The atomizer spraying device 56 is a device that communicates with the pump of the spraying device
アトマイザー噴霧装置56からは薬液は、放射状に噴霧される。アトマイザー噴霧装置56から噴霧された薬液は、その噴霧距離が長くなるにつれてその噴霧領域が広がり、また、その噴霧距離が長くなってその噴霧領域が広がるにつれて薬液の噴霧の勢いは弱まる。アトマイザー噴霧装置56から噴霧されて、その勢いが無くなるまでの領域を、噴霧領域Sと称する(図2または図4参照)。 The chemical liquid is sprayed radially from the atomizer spray device 56. As for the chemical | medical solution sprayed from the atomizer spraying apparatus 56, the spray area | region will spread as the spray distance becomes long, and the spraying force of a chemical | medical solution will weaken as the spray distance becomes long and the spray area | region widens. A region from when the atomizer spraying device 56 sprays until the momentum disappears is referred to as a spray region S (see FIG. 2 or FIG. 4).
ここで、従来より、無人ヘリコプターにより薬液散布を行う場合には、メインロータ3の回転による下方への気流を利用して、薬液が圃場の作物に届くように散布することが行われている。
しかしながら、メインロータ3の先端の回転軌跡Xとし、この回転軌跡Xの半径の長さに対して、中心から約70%の半径の長さ(0.7×回転軌跡Xの半径の長さ)の仮想の回転軌跡Yよりも外側の領域では、メインロータ3よって発生する気流は機体のやや外側方向に巻上がる気流となる。
そして、薬液散布装置のアトマイザー噴霧装置の噴霧領域Sが仮想の回転軌跡Yよりも外側にある場合には、当該仮想の回転軌跡Yよりも外側にある噴霧領域Sの薬液の多くは、前記メインロータ3による巻上がる気流に乗ることとなる。
従来では、アトマイザー噴霧装置56の配置位置は、メインロータ3によって発生する気流とアトマイザー噴霧装置56の噴霧領域Sとの関係を厳密に考慮していなかったために、前記仮想の回転軌跡Yよりも外側に噴霧領域Sの一部が位置することがあり、アトマイザー噴霧装置56から散布された薬液の一部が、巻上がる気流に乗って不必要に広範囲に広がり、効率よく所望の箇所に薬液の散布を行うことができない、という問題があった。
Here, conventionally, when a chemical solution is sprayed by an unmanned helicopter, the chemical solution is sprayed so as to reach the crops in the field by using a downward air flow due to the rotation of the
However, the rotation trajectory X of the tip of the
When the spray region S of the atomizer spray device of the chemical solution spraying device is outside the virtual rotation locus Y, most of the chemical solution in the spray region S outside the virtual rotation locus Y is the main It will ride on the airflow which rolls up by the
Conventionally, the arrangement position of the atomizer spraying device 56 is outside the virtual rotation locus Y because the relationship between the air flow generated by the
そこで、無人ヘリコプター1では、図2または図4に示すように、薬液散布装置5のアトマイザー噴霧装置56の噴霧領域Sが仮想の回転軌跡Yより内側に位置するように、アトマイザー噴霧装置56を配置している。つまり、アトマイザー噴霧装置56の噴霧領域Sが仮想の回転軌跡Yより内側に位置するように、アトマイザー噴霧装置56が配設される。
更に詳述すると、例えば、アトマイザー噴霧装置56の噴霧領域Sの直径が、メインロータ3の半径の70%の半分と設定した場合には、アトマイザー噴霧装置56の噴霧口は、メインロータ3の回転中心から、メインロータ3の半径(X/2)の35%の位置を半径とした仮想の回転軌跡Z上に配置される。噴霧領域Sの最外側位置はメインロータ3先端の回転軌跡Xの約70%の仮想の回転軌跡Yと接するように左右適宜間隔をあけて配置される。なお、アトマイザー噴霧装置56の噴霧角度は鉛直方向よりも外側に傾斜させて噴霧範囲を拡大させている。また、左右のアトマイザー噴霧装置56・56の噴霧領域S・Sの間の領域は、センターノズル54からの噴霧により薬液が散布され、散布されない領域ができないようにしている。
Therefore, in the
More specifically, for example, when the diameter of the spray region S of the atomizer spray device 56 is set to half of 70% of the radius of the
このように、薬液散布装置5のアトマイザー噴霧装置56の噴霧領域Sが仮想の回転軌跡Yよりも内側にある場合には、アトマイザー噴霧装置56から噴霧された薬液の多くは、メインロータ3による下方への気流に乗ることとなる。
即ち、無人ヘリコプター1では、薬液散布装置5のアトマイザー噴霧装置56から散布された薬液が、メインロータ3による巻上げる気流に乗って不要に機体外側方向に流されてしまうことを抑制することができる。
したがって、無人ヘリコプター1によれば、メインロータ3による下方への気流を利用しつつ、効率よく所望の箇所にアトマイザー噴霧装置56により薬液を散布することができる。
Thus, when the spray region S of the atomizer spray device 56 of the chemical solution spraying device 5 is inside the virtual rotation locus Y, most of the chemical sprayed from the atomizer spray device 56 is below the
That is, in the
Therefore, according to the
1 無人ヘリコプター
3 メインロータ
5 薬液散布装置
6 マフラー
7 エンジン
53 散布機本体
54 センターノズル
55 ブーム
56 アトマイザー散布装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記機体に配置される薬液散布装置とを備え、
圃場に向けて薬液を空中に散布可能とする無人ヘリコプターであって、
前記薬液散布装置は、機体に配置されるセンターノズルを備え、
前記薬液散布装置の散布機本体は、前記センターノズルと前記エンジンのマフラーとで挟まれるように配置される、無人ヘリコプター。 An engine that is placed on the fuselage and serves as a power source;
A chemical spraying device disposed on the aircraft,
An unmanned helicopter that can spray chemicals in the air toward the field,
The chemical spraying device includes a center nozzle disposed on the airframe,
An unmanned helicopter, wherein the sprayer body of the chemical solution spraying device is disposed so as to be sandwiched between the center nozzle and the muffler of the engine.
前記噴霧装置は、噴霧領域が前記メインロータの先端の回転軌跡における半径の長さに対して中心から70%の半径の長さの仮想の回転軌跡より内側に位置するように、配置される、請求項1に記載の無人ヘリコプター。 The medicinal solution dispersion includes a spray device disposed on the left and right outer sides of the aircraft,
The spray device is arranged such that the spray region is located inside a virtual rotation locus having a radius of 70% from the center with respect to the radius of the rotation locus at the tip of the main rotor. The unmanned helicopter according to claim 1.
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