JP2017169395A - Striped body feeding device for unmanned flying object - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a striped body feeding device for an unmanned flying object capable of feeding the striped body without damaging operability of the unmanned flying object.SOLUTION: A striped body feeding device 1 includes: a reel 10 which is rotatably supported and around which a striped body 11 is wound; a drive motor 20 for driving the reel 10 to be rotated; and control means 40 for controlling driving of the drive motor 20, and is used by connecting the tip of the striped body 11 of an unmanned flying object 50. The control means 40 controls the driving of the drive motor 20 so that tensile force acting on the striped body 11 increases when the feeding length of the striped body 11 fed from the reel 10 becomes long.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、無人飛行体用の線状体繰出装置に関する。   The present invention relates to a linear body feeding device for an unmanned air vehicle.

無人飛行体に用いられる線状体繰出装置として、特許文献１には、パイロットロープを巻回したドラムを無人ヘリコプターに取り付け、遠隔操作により飛行させて架線を行う延線装置が開示されている。ドラムにはホバリング時にパイロットロープの繰り出しを防止するブレーキ装置が設けられており、無人ヘリコプターの加速等によりパイロットロープの張力が大きくなったときには、ブレーキ装置によるドラムの回転ブレーキを弱めることにより、ドラムからパイロットロープがスムーズに繰り出される。   As a linear body feeding device used for an unmanned aerial vehicle, Patent Document 1 discloses a wire-drawing device that attaches a drum around which a pilot rope is wound to an unmanned helicopter and performs flying by remote control. The drum is equipped with a brake device that prevents the pilot rope from being pulled out during hovering.When the tension of the pilot rope increases due to acceleration of an unmanned helicopter, etc. The pilot rope is drawn out smoothly.

特開平７−１４３６２８号公報JP-A-7-143628

ところが、上記従来の延線装置は、パイロットロープの繰り出し長さに拘わらず張力をなるべく一定に維持するように構成されているため、無人ヘリコプターの離着陸時などパイロットロープの繰り出し長さが短い場合に、パイロットロープの張力が無人ヘリコプターの飛行に悪影響を与えるおそれがあった。   However, the conventional wire drawing device is configured to maintain the tension as constant as possible regardless of the extension length of the pilot rope, so when the extension length of the pilot rope is short, such as when an unmanned helicopter takes off and landing. The pilot rope tension could adversely affect unmanned helicopter flight.

そこで、本発明は、無人飛行体の操作性を損なうことなく線状体を繰り出すことができる無人飛行体用の線状体繰出装置の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a linear body feeding device for an unmanned air vehicle that can feed the linear body without impairing the operability of the unmanned air vehicle.

本発明の前記目的は、回転可能に支持されて線状体が巻回されたリールと、前記リールを回転駆動する駆動モータと、前記駆動モータの駆動を制御する制御手段とを備え、無人飛行体に前記線状体の先端部を接続するか、あるいは、無人飛行体に搭載して使用する線状体繰出装置であって、前記制御手段は、前記リールから繰り出される前記線状体の繰り出し長さが長くなると前記線状体に作用する張力が増加するように、前記駆動モータの駆動を制御する無人飛行体用の線状体繰出装置により達成される。   The object of the present invention includes a reel that is rotatably supported and on which a linear body is wound, a drive motor that rotationally drives the reel, and a control unit that controls the drive of the drive motor. A linear body feeding device that is used by connecting the tip of the linear body to a body or mounted on an unmanned air vehicle, wherein the control means feeds the linear body fed from the reel. This is achieved by a linear body feeding device for an unmanned air vehicle that controls the drive of the drive motor so that the tension acting on the linear body increases as the length increases.

この無人飛行体用の線状体繰出装置において、前記制御手段は、前記線状体の繰り出し長さと張力指令値との関係を示す張力指令テーブルに基づいて、前記繰り出し長さが基準長さ以上になると、前記線状体に作用させる張力を増加することが好ましい。   In this linear body feeding device for an unmanned air vehicle, the control means is configured such that the feeding length is equal to or greater than a reference length based on a tension command table indicating a relationship between a feeding length of the linear body and a tension command value. Then, it is preferable to increase the tension applied to the linear body.

前記張力指令テーブルは、前記繰り出し長さと前記張力との関係が無人飛行体の重量毎に設定されていることが好ましく、前記制御手段は、入力された無人飛行体の重量に基づいて前記線状体に作用する張力を決定することが好ましい。   In the tension command table, it is preferable that a relationship between the feeding length and the tension is set for each weight of the unmanned air vehicle, and the control unit is configured to perform the linear operation based on the input weight of the unmanned air vehicle. It is preferable to determine the tension acting on the body.

本発明の無人飛行体用の線状体繰出装置によれば、無人飛行体の操作性を損なうことなく線状体を繰り出すことができる。   According to the linear body feeding device for an unmanned air vehicle of the present invention, the linear body can be fed without impairing the operability of the unmanned air vehicle.

本発明の一実施形態に係る無人飛行体用の線状体繰出装置の概略側面図である。1 is a schematic side view of a linear body feeding device for an unmanned air vehicle according to an embodiment of the present invention. 図１に示す線状体繰出装置の正面図である。It is a front view of the linear body feeding apparatus shown in FIG. 図１に示す線状体繰出装置のブロック図である。It is a block diagram of the linear body feeding apparatus shown in FIG. 張力指令テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a tension command table.

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、発明の一実施形態に係る無人飛行体用の線状体繰出装置の概略側面図である。また、図２および図３は、それぞれ図１に示す線状体繰出装置の正面図およびブロック図である。図１から図３に示すように、線状体繰出装置１は、ケーシング２の外部に配置されたリール１０と、ケーシング２の内部にそれぞれ収容された駆動モータ２０、サーボドライバ３０および制御装置４０とを備えている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic side view of a linear body feeding device for an unmanned air vehicle according to an embodiment of the invention. 2 and 3 are a front view and a block diagram of the linear body feeding device shown in FIG. 1, respectively. As shown in FIGS. 1 to 3, the linear body feeding device 1 includes a reel 10 arranged outside the casing 2, a drive motor 20, a servo driver 30, and a control device 40 respectively housed inside the casing 2. And.

駆動モータ２０は、水平に延びる駆動軸２１の先端部がケーシング２の外部に突出するように、ブラケット２２に支持されている。駆動モータ２０は、サーボドライバ３０により駆動され、内蔵するエンコーダ２２により駆動軸２１の回転速度が検出される。サーボドライバ３０は、制御装置４０により制御される。エンコーダ２２により検出された回転速度は、サーボドライバ３０を介して制御装置４０に入力される。   The drive motor 20 is supported by the bracket 22 so that the tip end of the horizontally extending drive shaft 21 protrudes outside the casing 2. The drive motor 20 is driven by a servo driver 30, and the rotation speed of the drive shaft 21 is detected by a built-in encoder 22. The servo driver 30 is controlled by the control device 40. The rotational speed detected by the encoder 22 is input to the control device 40 via the servo driver 30.

駆動モータ２０の駆動軸２１には、円板状のブレーキディスク６が設けられており、ケーシング２の把持部３に取り付けられたレバー４を使用者が握ると、ブレーキ本体５が内蔵するブレーキパッド（図示せず）によりブレーキディスク６が挟持され、駆動軸２１の回転を緊急停止できるように構成されている。   The drive shaft 21 of the drive motor 20 is provided with a disc-like brake disk 6, and when the user grips the lever 4 attached to the grip portion 3 of the casing 2, a brake pad incorporated in the brake body 5 The brake disc 6 is sandwiched by (not shown) so that the rotation of the drive shaft 21 can be stopped urgently.

リール１０は、ケーシング２の正面から突出する駆動軸２１に回転可能に支持されており、ワイヤ、ケーブル、ロープ、テープ等の線状体１１が巻回されている。図２に示すように、ケーシング２の正面には、使用者の操作により情報が入力される入力部４１と、各種情報を表示する表示部４２とが設けられており、更に、ブラケット１２を介してロッド１３が取り付けられている。線状体１１は、ロッド１３の先端に設けられたガイドリング１１に挿通されて、無人ヘリコプター等の無線操縦式の無人飛行体５０に接続される。なお、図２に破線で示すように、リール１０の周囲を覆うように保護カバー１４を設けることも可能である。   The reel 10 is rotatably supported by a drive shaft 21 that protrudes from the front surface of the casing 2, and a linear body 11 such as a wire, a cable, a rope, or a tape is wound around the reel 10. As shown in FIG. 2, an input unit 41 for inputting information by a user's operation and a display unit 42 for displaying various types of information are provided on the front surface of the casing 2. The rod 13 is attached. The linear body 11 is inserted into a guide ring 11 provided at the tip of the rod 13 and connected to a radio-operated unmanned air vehicle 50 such as an unmanned helicopter. In addition, as shown with a broken line in FIG. 2, it is also possible to provide the protective cover 14 so that the circumference | surroundings of the reel 10 may be covered.

上記の構成を備える線状体繰出装置１は、線状体１１がリール１０の繰り出し方向に引っ張られると、制御装置４０は、リール１０の巻き取り方向に駆動モータ２０の駆動力を生じさせることにより、線状体１１に所定の張力を作用させる。より具体的には、制御装置４０は、エンコーダ２２の検出に基づいて取得したリール１０に対する線状体１１の巻き径と、駆動モータ２０の負荷電流（負荷トルク）から、線状体１１に作用する張力を算出し、算出した張力が張力指令値に一致するように、駆動モータ２０の駆動電圧を制御する。したがって、線状体繰出装置１を地面Ｇ等に固定した状態で、線状体１１の先端部が取り付けられた無人飛行体５０を飛行させると、無人飛行体５０の飛行方向や速度等にかかわらず、線状体１１のたるみが防止される。   In the linear body feeding device 1 having the above-described configuration, when the linear body 11 is pulled in the reel 10 feeding direction, the control device 40 generates the driving force of the driving motor 20 in the reel 10 winding direction. Thus, a predetermined tension is applied to the linear body 11. More specifically, the control device 40 acts on the linear body 11 from the winding diameter of the linear body 11 around the reel 10 acquired based on the detection of the encoder 22 and the load current (load torque) of the drive motor 20. The tension to be calculated is calculated, and the drive voltage of the drive motor 20 is controlled so that the calculated tension matches the tension command value. Therefore, when the unmanned aerial vehicle 50 to which the tip of the linear body 11 is attached in a state where the linear body feeding device 1 is fixed to the ground G or the like, the flying direction or speed of the unmanned aerial vehicle 50 is affected. Therefore, sagging of the linear body 11 is prevented.

このような線状体１１の張力制御は、従来から行われている一般的なものであるが、本実施形態においては、上述した張力指令値が、制御装置４０のメモリに格納された張力指令テーブルに基づいて決定される。図４は、張力指令テーブルの一例を示しており、リール１０から繰り出される線状体１１の繰り出し長さ（ｍ）と、線状体１１に作用させる張力指令値（ｇｆ）との関係が、無人飛行体５０の重量毎に設定されている。図４に示すように、張力指令テーブルは、基準長さ（１５ｍ）を境に張力指令値が異なるように設定されており、繰り出し長さが基準長さ以上になると、張力指令値が増加する。また、張力指令値の増加は、無人飛行体５０の重量が大きいほど大きくなる。   Such tension control of the linear body 11 is generally performed conventionally, but in the present embodiment, the tension command value described above is stored in the memory of the control device 40. Determined based on the table. FIG. 4 shows an example of a tension command table. The relationship between the feeding length (m) of the linear body 11 fed out from the reel 10 and the tension command value (gf) applied to the linear body 11 is as follows. It is set for each weight of the unmanned air vehicle 50. As shown in FIG. 4, the tension command table is set so that the tension command value differs from the reference length (15 m) as a boundary, and the tension command value increases when the feeding length becomes equal to or greater than the reference length. . Further, the increase in the tension command value increases as the weight of the unmanned air vehicle 50 increases.

制御装置４０は、エンコーダ２２の検出に基づいて取得したリール１０の回転数および線状体１１の巻き径変化量から、リール１０からの線状体１１の繰り出し長さを算出する。そして、得られた繰り出し長さと、入力部４１から入力された無人飛行体５０の重量から、張力指令テーブルを検索して、張力指令値を取得する。こうして、無人飛行体５０の飛行中における線状体１１の張力が、設定された張力指令値に一致するように制御が行われる。制御装置４０は、算出した線状体１１の繰り出し長さと張力を、表示部４１にリアルタイムで表示する。   The control device 40 calculates the feeding length of the linear body 11 from the reel 10 from the rotation speed of the reel 10 and the winding diameter change amount of the linear body 11 acquired based on the detection of the encoder 22. Then, the tension command table is retrieved from the obtained feed length and the weight of the unmanned air vehicle 50 input from the input unit 41 to acquire the tension command value. In this way, control is performed so that the tension of the linear body 11 during the flight of the unmanned air vehicle 50 matches the set tension command value. The control device 40 displays the calculated feeding length and tension of the linear body 11 on the display unit 41 in real time.

更に、制御装置４０は、エンコーダ２２の検出に基づきリール１０による線状体１１の繰り出し速度または巻き取り速度を算出し、表示部４１にリアルタイムで表示する。制御装置４０は、この繰り出し速度または巻き取り速度が線状体繰出装置１の対応限界速度に近づくと、音声アラーム等を発生して無人飛行体５０の操縦者に認識させる。発生音は、常時発生するピッチ音であってもよく、繰り出し速度または巻き取り速度に応じて音の発生間隔を変化させることにより、無人飛行体５０の速度を操縦者が音で正確に把握することができるので、例えば、無人飛行体５０による撮影等に便利である。   Further, the control device 40 calculates the feeding speed or winding speed of the linear body 11 by the reel 10 based on the detection of the encoder 22 and displays it on the display unit 41 in real time. When the feeding speed or the winding speed approaches the corresponding limit speed of the linear body feeding device 1, the control device 40 generates a voice alarm or the like to make the driver of the unmanned air vehicle 50 recognize it. The generated sound may be a pitch sound that is always generated. By changing the sound generation interval according to the feeding speed or the winding speed, the operator can accurately grasp the speed of the unmanned air vehicle 50 by sound. For example, it is convenient for photographing with the unmanned air vehicle 50.

本実施形態の線状体繰出装置１によれば、図１に示すように無人飛行体５０が離陸直後の状態では、リール１０からの線条体１１の繰り出し長さが短いため、線条体１１に作用する張力が低い値に維持される。したがって、線条体１１の張力が無人飛行体５０の飛行に悪影響を与えるおそれがなく、無人飛行体５０の操作性を良好にすることができる。そして、無人飛行体５０が破線で示す位置まで飛行して、線条体１１の繰り出し長さが基準長さ以上になると、線条体１１に作用する張力が増加する。   According to the linear body feeding device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, in the state immediately after take-off of the unmanned air vehicle 50, the feeding length of the linear body 11 from the reel 10 is short. 11 is maintained at a low value. Therefore, there is no possibility that the tension of the striate body 11 adversely affects the flight of the unmanned air vehicle 50, and the operability of the unmanned air vehicle 50 can be improved. Then, when the unmanned aerial vehicle 50 flies to the position indicated by the broken line and the feeding length of the linear body 11 becomes equal to or longer than the reference length, the tension acting on the linear body 11 increases.

線条体１１がある程度繰り出された後は、線条体１１の張力を高くしても無人飛行体５０の不意な動作が抑制され、線条体１１の高い張力により無人飛行体５０が慣性や風の影響を受け難くなるというメリットが大きくなるため、無人飛行体５０の安定した飛行が可能になる。このような線条体１１の張力増加によるメリットは、無人飛行体５０の重量が大きくなると、これに合わせて線条体１１の張力も増加することで、より確実に得ることができる。   After the striate body 11 is drawn out to some extent, even if the tension of the striate body 11 is increased, the unexpected operation of the unmanned aerial vehicle 50 is suppressed. Since the merit that it becomes difficult to be influenced by the wind increases, the unmanned air vehicle 50 can stably fly. The merit by the tension | tensile_strength increase of the linear body 11 can be acquired more reliably by the tension | tensile_strength of the linear body 11 also increasing according to this when the weight of the unmanned air vehicle 50 becomes large.

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態の張力指令テーブルは、単一の基準長さ（１５ｍ）を基準として張力指令値を２段階で変化させているが、基準長さを複数設けて、張力指令値を多段階で変化させてもよい。この場合、線条体１１の繰り出し長さが長くなるほど張力指令値が増加するように設定することが好ましい。また、張力指令値は、段階的に変化させる代わりに、線条体１１の繰り出し長さが長くなるにつれて、連続的に増加するようにしてもよい。張力指令テーブルにおける無人飛行体５０の重量についても、３段階以上の多段階に設定することが可能である。なお、入力部４１からの重量の入力は、使用者の手動操作による代わりに、重量計等に接続して自動入力することも可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the tension command table of the present embodiment, the tension command value is changed in two steps with a single reference length (15 m) as a reference. However, a plurality of reference lengths are provided and the tension command value is set in multiple steps. It may be changed with. In this case, it is preferable to set so that the tension command value increases as the feeding length of the filament 11 increases. Further, the tension command value may be continuously increased as the feeding length of the linear body 11 becomes longer, instead of changing in stages. The weight of the unmanned air vehicle 50 in the tension command table can be set in multiple stages of three or more stages. It should be noted that the input of the weight from the input unit 41 can be automatically input by connecting to a weighing scale or the like instead of being manually operated by the user.

本発明の線条体繰出装置は、架線を行うためのパイロットロープ等の延線装置として使用することができる。また、線条体を給電ケーブルや信号ケーブルとすることで、地上と無人飛行体との間で有線による電力供給や通信を行うことができる。更に、本発明の線条体繰出装置は、無人飛行体が故障、通信障害、操縦者の技量不足等により無線操縦不能になった場合に備えて、無人飛行体の暴走を防止する安全装置として使用することもできる。いずれの場合も、線状体繰出装置は地上等に固定して、線条体の先端部を無人飛行体の下部等に接続して使用する。あるいは、線状体繰出装置を無人飛行体に搭載して、線条体の先端部を地上の建物等に固定して使用することもできる。   The linear body feeding device of the present invention can be used as a wire drawing device such as a pilot rope for performing an overhead wire. In addition, by using the wire body as a power feeding cable or a signal cable, wired power supply and communication can be performed between the ground and the unmanned air vehicle. Furthermore, the wire rod feeding device of the present invention is a safety device that prevents the unmanned air vehicle from running out of control in the event that the unmanned air vehicle becomes out of control due to a failure, communication failure, lack of skill of the pilot, etc. It can also be used. In either case, the linear body feeding device is fixed to the ground or the like, and the distal end portion of the linear body is connected to the lower portion of the unmanned air vehicle. Alternatively, the linear body feeding device can be mounted on an unmanned aerial vehicle, and the tip of the linear body can be fixed to a building or the like on the ground.

１ 線状体繰出装置
１０ リール
１１ 線状体
２０ 駆動モータ
４０ 制御装置
５０ 無人飛行体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear body supply apparatus 10 Reel 11 Linear body 20 Drive motor 40 Control apparatus 50 Unmanned flying body

Claims (3)

回転可能に支持されて線状体が巻回されたリールと、前記リールを回転駆動する駆動モータと、前記駆動モータの駆動を制御する制御手段とを備え、
無人飛行体に前記線状体の先端部を接続するか、あるいは、無人飛行体に搭載して使用する線状体繰出装置であって、
前記制御手段は、前記リールから繰り出される前記線状体の繰り出し長さが長くなると前記線状体に作用する張力が増加するように、前記駆動モータの駆動を制御する無人飛行体用の線状体繰出装置。 A reel that is rotatably supported and wound with a linear body, a drive motor that rotationally drives the reel, and a control unit that controls driving of the drive motor,
Connect the tip of the linear body to an unmanned aerial vehicle, or a linear body feeding device that is mounted and used on an unmanned aerial vehicle,
The control means is a linear for an unmanned aerial vehicle that controls driving of the drive motor such that a tension acting on the linear body increases as a length of the linear body extended from the reel increases. Body feeding device. 前記制御手段は、前記線状体の繰り出し長さと張力指令値との関係を示す張力指令テーブルに基づいて、前記繰り出し長さが基準長さ以上になると、前記線状体に作用させる張力を増加する請求項１に記載の無人飛行体用の線状体繰出装置。   The control means increases the tension applied to the linear body when the feed length exceeds a reference length based on a tension command table indicating a relationship between the feed length of the linear body and a tension command value. The linear body feeding device for an unmanned aerial vehicle according to claim 1. 前記張力指令テーブルは、前記繰り出し長さと前記張力との関係が無人飛行体の重量毎に設定されており、
前記制御手段は、入力された無人飛行体の重量に基づいて前記線状体に作用する張力を決定する請求項２に記載の無人飛行体用の線状体繰出装置。 In the tension command table, the relationship between the extension length and the tension is set for each weight of the unmanned air vehicle,
The linear body feeding device for an unmanned air vehicle according to claim 2, wherein the control means determines a tension acting on the linear body based on an input weight of the unmanned air vehicle.
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