JP2017136914A - Unmanned rotary wing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、複数のロータユニットを備え、無線通信制御で飛行する無人回転翼機に関し、特に、カメラを備えて対象物を撮影可能な無人回転翼機に関する。 The present disclosure relates to an unmanned rotary wing aircraft including a plurality of rotor units and flying by wireless communication control, and more particularly to an unmanned rotary wing aircraft equipped with a camera and capable of photographing an object.
複数のロータユニットを備え、無線通信制御で飛行する無人回転翼機として、カメラを備えた無人回転翼機が知られている。例えば、橋梁などの構造物の検査において、この種の無人回転翼機が用いられ得る。具体的には、無人回転翼機を、検査対象の構造物近傍まで飛行させてカメラにてその構造物の表面を撮影し、これにより、構造物表面のクラック、損傷、その他劣化の有無などを観察することが可能である。 2. Description of the Related Art An unmanned rotorcraft equipped with a camera is known as an unmanned rotorcraft that includes a plurality of rotor units and flies by wireless communication control. For example, this type of unmanned rotorcraft can be used in the inspection of structures such as bridges. Specifically, an unmanned rotary wing aircraft flies to the vicinity of the structure to be inspected, and the surface of the structure is photographed with a camera. This allows the surface of the structure to be checked for cracks, damage, and other deterioration. It is possible to observe.
ところで、このような検査においては、無人回転翼機と構造物との位置関係等によっては、無人回転翼機のロータユニットによって発生する空気の流れが乱れ、無人回転翼機の移動(飛行)又は姿勢制御が難しくなることが懸念される。例えば、飛行中の無人回転翼機の上部に構造物(例えば天井)が存在する場合などにおいては、無人回転翼機の上部の気圧が乱れて飛行が安定せず機体が上下動してしまう可能性がある。 By the way, in such an inspection, depending on the positional relationship between the unmanned rotorcraft and the structure, the air flow generated by the rotor unit of the unmanned rotorcraft is disturbed, and the unmanned rotorcraft moves (flies) or There is concern that posture control will be difficult. For example, when there is a structure (for example, a ceiling) above the unmanned rotary wing aircraft in flight, the air pressure at the top of the unmanned rotary wing aircraft may be disturbed, resulting in unstable flight and the aircraft moving up and down. There is sex.
また、無人回転翼機が構造物における隅の領域等を飛行する場合などにおいては、特に顕著となる。また、回転翼機において発生し得る特有の現象として、ロータユニットのロータ周辺部で、下方への気流がロータ上部に戻り、揚力を失う現象(いわゆる、ボルテックス・リング・ステート)も知られている。無人回転翼機の飛行が不安定であると、無人回転翼機が構造物に接触(衝突)する危険性が大きくなる。 This is particularly noticeable when an unmanned rotary wing aircraft flies in a corner area or the like of a structure. Also, as a unique phenomenon that can occur in a rotary wing machine, a phenomenon (so-called vortex ring state) is known in which a downward airflow returns to the upper part of the rotor around the rotor of the rotor unit and loses lift. . If the flight of the unmanned rotorcraft is unstable, the risk of the unmanned rotorcraft contacting (collising) the structure increases.
この点、非特許文献1には、機体フレームの外側にホイールユニットが設けられた無人回転翼機が開示されている。この無人回転翼機は、ホイールユニットが天井又は壁面に接触することで、機体部分が天井等に接触(衝突)することを回避できるようになっている。 In this regard, Non-Patent Document 1 discloses an unmanned rotary wing machine in which a wheel unit is provided outside the fuselage frame. In this unmanned rotary wing machine, the wheel unit comes into contact with the ceiling or the wall surface, so that the body part can be prevented from contacting (collising) with the ceiling or the like.
また、非特許文献2には、スケルトン状の球体構造が機体全体を包むように設けられた無人回転翼機が開示されている。この無人回転翼機でも、球体構造が天井又は壁面に接触することで、機体部分が天井等に接触(衝突)することを回避できる。 Further, Non-Patent Document 2 discloses an unmanned rotary wing machine in which a skeleton-like sphere structure is provided so as to wrap the entire body. Even in this unmanned rotary wing machine, it is possible to prevent the airframe part from contacting (collising) the ceiling or the like by contacting the spherical structure with the ceiling or the wall surface.
しかしながら、非特許文献1の技術では、ホイールユニットと機体フレームとの位置関係は固定されている。また、ホイールユニットは1軸のみにおいて回転可能である。この場合、ホイールユニットと構造物との接触の仕方によっては、接触時に大きな抵抗が生じる。具体的には、ホイールユニットが構造物に対し例えば正対せず斜めに接触すると、ホイールユニットの回転が抑制され接触抵抗を低減されない。よって、無人回転翼機の移動(飛行)が阻害される可能性がある。つまり、飛行の安定性の点ではやはり弱点がある。 However, in the technique of Non-Patent Document 1, the positional relationship between the wheel unit and the body frame is fixed. Further, the wheel unit can rotate only on one axis. In this case, depending on the manner of contact between the wheel unit and the structure, a large resistance is generated at the time of contact. Specifically, when the wheel unit contacts the structure obliquely without facing the structure, for example, the rotation of the wheel unit is suppressed and the contact resistance is not reduced. Therefore, there is a possibility that the movement (flight) of the unmanned rotorcraft is hindered. In other words, there are still weak points in terms of flight stability.
非特許文献2の技術では、機体にカメラを搭載して周囲を撮影しようとすると、球体構造の骨組みがカメラの視野に入ってしまう。よって、カメラにて構造物を検査する場面においては、検査精度に問題が生じ得る。 In the technique of Non-Patent Document 2, when a camera is mounted on an airframe and an attempt is made to photograph the surroundings, a skeleton structure enters the field of view of the camera. Therefore, in a scene where a structure is inspected with a camera, there may be a problem in inspection accuracy.
カメラを備えて対象物を撮影可能な無人回転翼機において、撮影品質を損なうことなく、飛行の安定性又は安全性を高めることが望まれる。 In an unmanned rotary wing aircraft equipped with a camera and capable of photographing an object, it is desired to improve flight stability or safety without impairing photographing quality.
本開示の一局面の無人回転翼機は、飛行体フレームと、前記飛行体フレームに取り付けられて揚力を発生するロータユニットと、前記飛行体フレームに搭載され、前記ロータユニットの駆動を制御する制御ユニットと、前記飛行体フレームと連結され、周囲を撮影するカメラと、を備える無人回転翼機である。飛行体フレームは、無人回転翼機の骨格をなす部材である。 An unmanned rotorcraft according to one aspect of the present disclosure includes an airframe, a rotor unit that is attached to the airframe and generates lift, and a control that is mounted on the airframe and controls driving of the rotor unit An unmanned rotary wing aircraft comprising a unit and a camera connected to the flying body frame and photographing the surroundings. The flying object frame is a member that forms the skeleton of an unmanned rotorcraft.
当該無人回転翼機は、さらに、傾きを補正するジンバル装置を介して前記カメラと前記飛行体フレームとを連結する支持ユニットを備える。
該支持ユニットは、前記カメラを支持するアーム状のアーム部材と、前記アーム部材に回転自在に取り付けられた円形又は球状の回転機構であって当該無人回転翼機において最も外側に張り出している回転機構と、を備え、前記飛行体フレームと前記カメラとの間の相対距離を変更可能なように構成されている。
The unmanned rotorcraft further includes a support unit that connects the camera and the flying body frame via a gimbal device that corrects an inclination.
The support unit includes an arm-shaped arm member that supports the camera, and a circular or spherical rotating mechanism that is rotatably attached to the arm member and that projects outwardly in the unmanned rotorcraft. And the relative distance between the flying body frame and the camera can be changed.
かかる無人回転翼機によれば、アーム部材に取り付けられた回転機構が、当該無人回転翼機において最も外側に張り出しているため、飛行領域の壁面又は天井等に飛行体フレーム及びロータユニット等が接触することを回避し得る。具体的には、回転機構が張り出していることによりその回転機構が壁面又は天井等に先に接触し得る。 According to such an unmanned rotary wing aircraft, since the rotation mechanism attached to the arm member projects outwardly in the unmanned rotary wing aircraft, the flying body frame, the rotor unit, etc. are in contact with the wall surface or ceiling of the flight area. You can avoid doing that. Specifically, since the rotating mechanism is overhanging, the rotating mechanism can first come into contact with the wall surface or the ceiling.
しかも、回転機構は円形又は球状の形状を有しており回転自在にアーム部材に取り付けられているため、回転機構が壁面又は天井等に接触した際の抵抗を、回転機構の回転を許容することにより最小限に抑えることができる。従って、無人回転翼機の安定した飛行を実現することができる。 In addition, since the rotation mechanism has a circular or spherical shape and is rotatably attached to the arm member, the rotation mechanism allows the rotation of the rotation mechanism when the rotation mechanism contacts the wall surface or ceiling. Can be minimized. Therefore, stable flight of the unmanned rotorcraft can be realized.
また、回転機構が対象物と接触した状態で無人回転翼機が飛行している場合、カメラと対象物との距離を一定に保って、そのカメラによって対象物を撮影することができる。これにより、撮影の精度を向上させることができ、ひいては対象物の検査等を容易かつ確実に行うことができるようになる。 Further, when the unmanned rotary wing aircraft is flying while the rotating mechanism is in contact with the object, the object can be photographed with the camera while keeping the distance between the camera and the object constant. As a result, the accuracy of photographing can be improved, and as a result, the inspection of the object can be performed easily and reliably.
本開示の無人回転翼機によれば、飛行体フレーム及びロータユニット等がカメラによる撮影の対象物等に接触することを回避して安全性を高めることができる。また、カメラのよる撮影の精度・品質等をより向上させることができる。 According to the unmanned rotorcraft of the present disclosure, it is possible to improve safety by preventing the flying object frame, the rotor unit, and the like from coming into contact with an object to be photographed by the camera. In addition, the accuracy and quality of shooting by the camera can be further improved.
また、本開示の無人回転翼機では、前記カメラが前記ジンバル装置と連結され、該ジンバル装置が前記アーム部材に支持されていても良い。
かかる無人回転翼機によれば、カメラの傾き(又は姿勢)がジンバル装置により常時補正される。換言すれば、カメラの傾き(又は姿勢)が、ジンバル装置により所望の傾き(又は姿勢)に保持され得る。これにより、カメラによる撮影の精度・品質等を向上させ得る。
In the unmanned rotorcraft of the present disclosure, the camera may be connected to the gimbal device, and the gimbal device may be supported by the arm member.
According to such an unmanned rotary wing machine, the tilt (or posture) of the camera is always corrected by the gimbal device. In other words, the tilt (or posture) of the camera can be held at a desired tilt (or posture) by the gimbal device. As a result, the accuracy and quality of shooting by the camera can be improved.
また、本開示の無人回転翼機では、前記カメラが前記アーム部材により支持され、前記アーム部材が前記ジンバル装置を介して前記飛行体フレームと連結されていても良い。
かかる無人回転翼機によれば、アーム部材の傾き(又は姿勢)がジンバル装置により補正され所望の傾き(又は姿勢)に保持され得る。結果、カメラの傾き(又は姿勢)が所望の傾き(又は姿勢)に保持され得る。よって、前述した場合と同様に、カメラによる撮影の精度・品質等を向上させ得る。
In the unmanned rotary wing aircraft of the present disclosure, the camera may be supported by the arm member, and the arm member may be coupled to the flying body frame via the gimbal device.
According to such an unmanned rotary wing machine, the tilt (or posture) of the arm member can be corrected by the gimbal device and held at a desired tilt (or posture). As a result, the tilt (or posture) of the camera can be maintained at a desired tilt (or posture). Therefore, as in the case described above, the accuracy and quality of shooting by the camera can be improved.
また、本開示の無人回転翼機では、前記アーム部材は前記飛行体フレームに対し揺動可能に構成されていても良い。
かかる無人回転翼機によれば、アーム部材が揺動し得る分だけ、回転機構と対象物との接触抵抗をより低減し得る。このため、無人回転翼機の飛行の安定性をより高めることができる。ひいては飛行の安全性をより高めることができる。また、回転機構が対象物に接触した際の接触抵抗を低減し得ることにより、回転機構が対象物に接触した際の無人回転翼機のぶれを抑えることができ、カメラによる撮影の精度・品質等の低下も抑制し得る。換言すれば、カメラによる撮影の精度・品質等を向上させ得る。
In the unmanned rotary wing aircraft of the present disclosure, the arm member may be configured to be swingable with respect to the flying body frame.
According to such an unmanned rotary wing machine, the contact resistance between the rotation mechanism and the object can be further reduced by the amount that the arm member can swing. For this reason, the flight stability of the unmanned rotorcraft can be further enhanced. As a result, flight safety can be further enhanced. In addition, by reducing the contact resistance when the rotating mechanism comes into contact with the object, it is possible to suppress the shake of the unmanned rotorcraft when the rotating mechanism comes into contact with the object. Etc. can also be suppressed. In other words, the accuracy and quality of shooting by the camera can be improved.
また、本開示の無人回転翼機では、駆動のための電力を供給するバッテリを備え、該バッテリが、前記アーム部材において、該アーム部材が揺動する支点を挟んで前記回転機構とは反対側に取り付けられていても良い。 Further, the unmanned rotary wing machine of the present disclosure includes a battery that supplies electric power for driving, and the battery is opposite to the rotation mechanism across the fulcrum on which the arm member swings in the arm member. It may be attached to.
かかる構成によれば、アーム部材により支持される回転機構、カメラ、及びバッテリの位置(アーム部材における取り付け位置)を調整することで、アーム部材のバランスのとりやすさを向上させることができる。よって、上述したような効果を得やすくなる。 According to this configuration, it is possible to improve the balance of the arm member by adjusting the position of the rotation mechanism, the camera, and the battery supported by the arm member (attachment position on the arm member). Therefore, it becomes easy to obtain the effects as described above.
以下、本開示の一実施形態について、図面とともに説明する。本実施形態の無人回転翼機は、複数のロータユニットを備えており、以下、本実施形態の無人回転翼機をマルチコプターと称する。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The unmanned rotorcraft of this embodiment includes a plurality of rotor units. Hereinafter, the unmanned rotorcraft of this embodiment is referred to as a multicopter.
[全体構成]
本実施形態のマルチコプター1は、機体10と、支持ユニット20と、バッテリユニット40と、カメラユニット60と、回転機構80と、を備える。
[overall structure]
The multicopter 1 according to the present embodiment includes an
1.機体10
機体10は、飛行体フレーム11と、支持脚17と、機体カバー19と、受信ユニット29と、フライトコントローラ(以下、FC:Flight Controllerと称する)31と、慣性ユニット(以下、IMU:Inertial Measurement Unitと称する)33と、電子スピードコントローラ(以下、ESC:Electronic Speed Controllerと称する)35と、モータ37と、ロータ39と、を含む。
1.
The
飛行体フレーム11は、マルチコプター1の骨格をなす部材である。具体的には、マルチコプター1を構成する各種部材を取り付け、或いは搭載するための土台となる部材である。
The flying
飛行体フレーム11には強度と軽量さとが要求され、飛行体フレーム11は例えばカーボンにより形成される。飛行体フレーム11の他、支持脚17、及び機体カバー19もカーボンにより形成される。
The flying
飛行体フレーム11は、X字状に延びる4本のフレーム15を有し、フレーム15は、長手状の長手部15aと、モータ37が取り付けられる先端部15bと、配線13を挿通するための配線孔15cとを有する。長手部15aのうち、飛行体フレーム11側の根元の部分には、ESC35が取り付けられている。
The flying
先端部15bには、モータ37が取り付けられ、ESC35とモータ37とが配線13により電気的に接続されている。
支持脚17は、機体10を支持するための脚であり、本実施形態ではフレーム15に対応して4箇所に設けられている。
A
The
機体カバー19は、飛行体フレーム11に搭載される受信ユニット29、FC31、及びIMU33等を覆うように飛行体フレーム11に配設される。
受信ユニット29は、マルチコプター1を遠隔から制御するための操縦装置(図示省略)から送信される信号を受信する装置である。受信ユニット29には、操縦装置からの信号を受信するためのアンテナが内蔵されている。操縦装置から送信されて受信ユニット29により受信された信号は、FC31に入力される。
The
The receiving
FC31は、機体10の飛行制御を司るコントローラであり、図示は省略するが周知のCPU,ROM,RAM等を備える。また、FC31は、カメラ制御ユニット31aを備える(図2参照)。カメラ制御ユニット31aは、後述するジンバル装置62とカメラ64とを制御するためのユニットである。
The
IMU33は、ジャイロセンサ33aと、加速度センサ33bと、気圧センサ33cとを備え(図2参照)、各センサにて取得したデータをFC31に送信するように構成されている。
The
ジャイロセンサ33aは、角度の変化量(換言すれば、マルチコプター1の傾きの変化量)を検出するセンサである。ジャイロセンサ33aは、3軸ジャイロであり、ジャイロセンサ33aにより、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸のそれぞれの方向に対して傾きの変化量が検出される。
The
加速度センサ33bは、マルチコプター1の加速度を検出するセンサである。加速度センサ33bは、XYZ軸の3方向の加速度を検出する3軸加速度センサである。
気圧センサ33cは、気圧センサ33cは、気圧の検知に加えて、検知した気圧に基づき高度検出を行うために設けられ得る。
The
The
なお、図示は省略するが、マルチコプター1は周知の全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)を搭載している。FC31は、GNSSデータ(具体的には、位置情報のデータ)を、IMU33から取得する、或いはアンテナ(図示省略)から直接受信するように構成されている。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the multicopter 1 is equipped with the well-known global navigation satellite system (GNSS: Global Navigation Satellite System). The
ESC35は、モータ37の回転速度(回転数)を制御するコントローラである。
モータ37は、U相、V相、W相を有する3相ブラシレスDCモータであり、FC31及びESC35による制御により所望の回転数で回転する。
The
The
ロータ39は、モータ37の回転軸37aにそれぞれに取り付けられ、モータ37の駆動に伴って回転して揚力を発生させる。マルチコプター1では、向かい合う1組のロータ39が同方向に回転し、他の組のロータ39が逆方向に回転することにより、機体10のヨー軸まわりの回転トルクが打ち消されるようになっている。
The
FC31は、ESC35を介して各モータ37の駆動、即ち各ロータ39の回転数を個別に制御することにより、マルチコプター1の姿勢制御等を行う。マルチコプター1は、各ロータ39の回転速度(回転数)が個別に制御されることによって、自在に飛行(移動)が可能となっている。
The
2.支持ユニット20
支持ユニット20は、飛行体フレーム11に固定される支柱22と、支柱22に揺動可能に接続されるアーム24と、モータ26と、を備える。
2.
The
支柱22は、機体10に対して固定される固定部22aと、アーム24を接続するための接続部22bと、を備える(図3参照)。接続部22bには、アーム24を揺動させるためのモータ26が配設される。モータ26は、接続部22bに対し、図示しないブラケットを介して固定される。モータ26の回転軸は、アーム24と連結される。これにより、モータ26の駆動(回転)に伴い、アーム24が揺動(回転)する。
The
アーム24の揺動範囲、換言すれば、モータ26の駆動範囲は、アーム24がマルチコプター1自身(例えば、飛行体フレーム11、ロータ39等)に接触しない範囲で予め設定され、FC31の図示しないメモリ等に記憶されている。FC31は、図示しない操縦装置からの指令に基づき、モータ26の駆動、即ちアーム24の揺動を制御する。
The swing range of the
マルチコプター1が水平方向に移動(飛行)しており、対象物の側壁面への距離(水平方向における距離)が予め定められた距離以下となり、かつ、マルチコプター1の上方に存在する壁面又は構造物に対する距離が予め定められた距離以上である場合、アーム24が略水平状態になるように、アーム24の揺動が制御されても良い。
The multicopter 1 is moving (flying) in the horizontal direction, the distance to the side wall surface of the object (the distance in the horizontal direction) is equal to or less than a predetermined distance, and the wall surface existing above the multicopter 1 or When the distance to the structure is equal to or greater than a predetermined distance, the swing of the
また、上方に存在する壁面又は構造物に対する距離が予め定められた距離以下となり、対象物の側壁面への水平距離が予め定められた距離以上である場合、アーム24が略垂直状態になるように、アーム24の揺動が制御されても良い。
Further, when the distance to the wall surface or structure existing above is not more than a predetermined distance and the horizontal distance to the side wall surface of the object is not less than the predetermined distance, the
3.バッテリユニット40
支持ユニット20のアーム24には、バッテリユニット40が取り付けられる。
バッテリユニット40は、筐体42と、該筐体42に保持され、マルチコプター1が駆動するための電力を供給するバッテリ44と、アーム24に筐体42を固定するための接続部材46と、を有する。バッテリユニット40は、アーム24において、接続部22bを挟んで、後述するカメラユニット60及び回転機構80と反対側に取り付けられている。
3.
A
The
バッテリ44としては、リチウムポリマー充電池が用いられ得る。バッテリ44には、PMU(Power Management Unit)が接続され、バッテリ直接、或いはPMUを介して、バッテリ44から各部に駆動電力が供給される。
A lithium polymer rechargeable battery can be used as the
4.カメラユニット60
アーム24には、カメラユニット60が取り付けられる。カメラユニット60は、ジンバル装置62と、該ジンバル装置62に配設されるカメラ64と、ジンバル装置62とアーム24とを接続する接続部材66とを備える。ジンバル装置62は、2軸の自由度を有する。このジンバル装置62は、サーボモータを有しており、サーボモータの駆動により傾きをキャンセルしてカメラ64の姿勢(水平度合い、俯角等)を一定に保つ周知の装置である。ジンバル装置62及びカメラ64の動作は、前述のようにカメラ制御ユニット31aにより制御される。カメラ64は、CCDもしくはCMOSなどの撮像素子を有するカメラであるが、例えば赤外線カメラであっても良い。
4).
A
5.回転機構80
アーム24において、バッテリユニット40と反対側の先端には、回転機構80が設けられる。回転機構80について、図1,3,6に基づき具体的に説明する。
5. Rotating
A
回転機構80は、支持軸82と、支持軸82に回転可能に支持される2つのホイール部材84と、回動部86と、を備える。支持軸82は、回転軸本体82aと、回転軸本体82aに保持される中心軸82bとを有する。
The
この回転機構80は、アーム24に固定された状態において、機体10及びロータ39等より外側に張り出している。より具体的には、アーム24の揺動可能な範囲において、回転機構80は、常に、機体10及びロータ39等より外側に張り出している。
The
支持軸82は、回転軸本体82aにてアーム24の先端と連結固定される。中心軸82bの両端には、それぞれ、ベアリング(図示省略)を介してホイール部材84が固定されている。各ホイール部材84は、ベアリングを介して、中心軸82bに対し回転自在に構成されている。2つのホイール部材84は、それぞれ独立して回転することが可能である。なお、2つのホイール部材84が共通の中心軸に固定されて連動するように構成されても良い。
The
回動部86は、アーム24と支持軸82との間に介在して設けられており、アーム24の軸回りに回動自在に構成されている。
回転機構80の動作について図4,5を用いて説明する。まず、前述したように、ホイール部材84は支持軸82に対して回転自在である。図4,5に示すとおり、ホイール部材84が矢印Xの方向に回転自在に構成されている。
The rotating
The operation of the
また、回動部86がアーム24の軸回りに回転自在に構成され、これにより、支持軸82及びホイール部材84を含む部分が、矢印Yで示す方向に回動自在に構成されている。
[作用効果]
以上、本実施形態のマルチコプター1は、回転機構80が、機体10及びロータ39等より外側に張り出しており、例えば壁面や天井面に回転機構80が接触した状態で飛行可能なように構成されている。特に、壁面や天井面に対して回転機構80の接触を許容し、機体10及びロータ39等が壁面や天井面に接触することを回避する。
In addition, the
[Function and effect]
As described above, the multicopter 1 of the present embodiment is configured such that the
マルチコプター1が撮影対象(検査対象)の構造物に接近する場合において、ホイール部材84が最も外側に張り出しているため、ホイール部材84がその構造物の壁面や天井面に接触しても、機体10の本体やロータ39等が構造物に接触することはない。このため、マルチコプター1を安全に飛行させることができる。
When the multicopter 1 approaches a structure to be imaged (inspected), the
また、ホイール部材84が構造物の壁面や天井面に接触して回転し得ることにより、ホイール部材84が構造物の壁面や天井面に接触しながらマルチコプター1が飛行することが実現され得る。特に、この際、モータ26を駆動してアーム24の角度を所望の角度に調整することにより、ホイール部材84と、壁面又は天井面との接触を最適化することができる。そして、回転機構80及びホイール部材84は回転自在であるため、マルチコプター1の姿勢によらず、ホイール部材84と壁面又は天井面とが滑らかに接触することを実現できる。
In addition, since the
そして、このようなマルチコプター1によれば、ホイール部材84を壁面や天井面に接触させながらマルチコプター1を飛行させることにより、壁面や天井面とカメラ64との距離を一定距離に保つことが可能となる。従って、撮影対象を適切に撮影でき、特に、構造物表面のクラック、損傷、その他劣化の有無などを検査する場合において、精度の高い検査を実現することができる。
And according to such a multicopter 1, the distance between the wall surface or ceiling surface and the
[他の実施形態]
以上、実施形態の一例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の形態を採ることができる。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although an example of embodiment was explained, the present invention is not restricted to the above-mentioned embodiment, and can take various forms in the range which does not deviate from the meaning of the present invention.
例えば、マルチコプター1は、図6に示すサスペンション機構90を有しても良い。
具体的には、回転機構80が、図6に示すようにサスペンション機構90を介してアーム24と接続されても良い。この場合、サスペンション機構90は、回動部86と支持軸82との間に介在して設けられることが好ましい。
For example, the multicopter 1 may have a
Specifically, the
サスペンション機構90は、弾性部材92と、リンク94,96と、ジョイント98と、を有する。
弾性部材92は、具体的にはバネであり、アーム24の軸方向に伸縮可能に設けられている。
The
The
リンク94の一端は、支持軸82に接続され、リンク94の他端は、ジョイント98に接続される。リンク96の一端は、アーム24において、弾性部材92の一方の端部側に接続され、リンク96の他端は、ジョイント98に接続される。
One end of the
ジョイント98は、リンク94,96を、その接続箇所において回動自在に接続する。
このようなサスペンション機構90は、回転機構80に作用する外力(具体的にはホイール部材84に作用する外力)を吸収する。換言すれば、ホイール部材84が構造物の壁面や天井等に接触した際の衝撃を吸収する。
The joint 98 connects the
Such a
かかるサスペンション機構90を備えることにより、ホイール部材84が構造物の壁面や天井等に接触した際の衝撃を吸収し、マルチコプター1の安定性及び安全性をより一層高めることができる。
By providing such a
図7は、回転機構80の他の配設形態を示す図である。
図7では、図1の構成と異なり、回転機構80が支柱22の上部先端に配設されている。図7の例において、回転機構80は、風見鶏の如く、支柱22の軸回りに360°回転自在に配設される。回転機構80の他の構成については、図1,3〜5等にて説明したのと同様である。なお、図7において、カメラユニット60の図示は省略されているが、カメラユニット60は支柱22に取り付けられても良い。或いは、カメラユニット60は機体カバー19に配設されても良い。
FIG. 7 is a view showing another arrangement form of the
In FIG. 7, unlike the configuration of FIG. 1, the
図7の構成によれば、特に、マルチコプター1を構造物の天井に接近させてその天井を撮影する場合において、天井とカメラとの距離を一定距離に保つのに有利である。また、機体10やロータ39等が天井へ接触することをより効果的に回避し得る。
According to the configuration of FIG. 7, in particular, when the multicopter 1 is brought close to the ceiling of the structure and the ceiling is photographed, it is advantageous to keep the distance between the ceiling and the camera at a constant distance. Moreover, it can avoid more effectively that the
また、上記実施形態では、回転機構80が取り付けられるアーム24が揺動可能に支柱22に取り付けられる例について説明したが、アーム24が水平、垂直、或いは所定の角度に固定されていても良い。
In the above embodiment, the example in which the
また、上記実施形態では、ホイール部材84が2つ設けられる構成(2輪構成)について説明したが、ホイール部材84は3つ以上設けられても良い。また、支持軸82及びホイール部材84に代えて、球状に形成されて回転自在な回転部材を設けても良い。なお、そのような部材は、対象物との接触抵抗を低減する観点からもちろん回転し得ることが好ましいが、対象物との接触抵抗を許容範囲に抑えることができる限り、回転しない構成としても良い。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the structure (two-wheel structure) provided with two
また、上記実施形態では、アーム24にカメラユニット60が設けられる構成、具体的にはアーム24にジンバル装置62が配置され、ジンバル装置62にてカメラ64が保持される構成について説明したが、アーム24又は支柱22がジンバル装置を介して機体10に固定され、そのアーム24又は支柱22に直接カメラが固定されても良い。この場合、ジンバル装置62により、アーム24又は支柱22が所望の角度に維持され、これを介してカメラ64が所望の角度に維持されるようにすることができ、同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the configuration in which the
1・・・マルチコプター、10・・・機体、11・・・飛行体フレーム、15・・・フレーム、17・・・支持脚、19・・・機体カバー、20・・・支持ユニット、22・・支柱、24・・・アーム、26・・・モータ、29・・・受信ユニット、31・・・フライトコントローラ(FC)、33・・・慣性ユニット(IMU)、35・・・電子スピードコントローラ(ESC)、37・・・モータ、39・・・ロータ、42・・・筐体、44・・・バッテリ、46・・・接続部材、62・・・ジンバル装置、64・・・カメラ、66・・・接続部材、80・・・回転機構、82・・・支持軸、84・・・ホイール部材、86・・・回動部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multicopter, 10 ... Airframe, 11 ... Airframe frame, 15 ... Frame, 17 ... Support leg, 19 ... Aircraft cover, 20 ... Support unit, 22. Support column, 24 ... arm, 26 ... motor, 29 ... receiving unit, 31 ... flight controller (FC), 33 ... inertia unit (IMU), 35 ... electronic speed controller ( ESC), 37 ... motor, 39 ... rotor, 42 ... casing, 44 ... battery, 46 ... connecting member, 62 ... gimbal device, 64 ... camera, 66. ..Connecting member, 80 ... rotation mechanism, 82 ... support shaft, 84 ... wheel member, 86 ... rotating part
Claims (5)
前記飛行体フレームに取り付けられて揚力を発生するロータユニットと、
前記飛行体フレームに搭載され、前記ロータユニットの駆動を制御する制御ユニットと、
前記飛行体フレームと連結され、周囲を撮影するカメラと、を備えた無人回転翼機であって、
傾きを補正するジンバル装置を介して前記カメラと前記飛行体フレームとを連結する支持ユニットを備え、該支持ユニットは、
前記カメラを支持するアーム状のアーム部材と、前記アーム部材に回転自在に取り付けられた円形又は球状の回転機構であって当該無人回転翼機において最も外側に張り出している回転機構と、を備える、無人回転翼機。 A flying body frame,
A rotor unit attached to the flying body frame for generating lift;
A control unit mounted on the flying body frame for controlling the driving of the rotor unit;
An unmanned rotary wing aircraft comprising a camera connected to the flying body frame and photographing the surroundings,
A support unit that connects the camera and the flying body frame via a gimbal device that corrects an inclination;
An arm-shaped arm member that supports the camera, and a circular or spherical rotation mechanism that is rotatably attached to the arm member, and a rotation mechanism that projects outwardly in the unmanned rotorcraft. Unmanned rotorcraft.
該バッテリが、前記アーム部材において、該アーム部材が揺動する支点を挟んで前記回転機構とは反対側に取り付けられている、請求項4に記載の無人回転翼機。 It has a battery to supply power for driving,
The unmanned rotorcraft according to claim 4, wherein the battery is attached to the arm member on a side opposite to the rotation mechanism across a fulcrum on which the arm member swings.
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