JP2018062324A - 複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電動回転翼を有する作業用無人飛行機3と、当該作業用無人飛行機3に電気ケーブル4を介して電気を供給する給電用バッテリー2aを搭載した電動回転翼を有する給電用無人飛行機2とで構成され、互いに電気ケーブル4で連繋された状態で飛行する遠隔操縦の複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機1であることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
この無人飛行機は、小型コンピュータや加速度計及び3軸ジャイロ、高度計等を備え、専用の無線操縦器だけでなくスマートフォンやタブレット等により使用者が比較的容易に遠隔操縦できることから急速に普及している。その利用方法としては、撮影用カメラを搭載し、上空からの空撮や高所や狭隘部等の人が容易に近づけない所の撮影に便利に使用される他、薬液を入れたタンクとスプレーノズルを搭載して農地への薬剤散布にも使用されている。その他、蜂駆除、測量、点検、運搬等、幅広い用途への技術開発が進められている。
当該無人飛行機の飛行可能時間を長くするためには、電気容量のより大きなバッテリーや搭載するバッテリーを数多くすることで一応の解決は可能である。しかし、電気容量の大きなバッテリーは重量が増大するため、無人飛行機の重量増加を招き、飛行にはより大きな揚力が必要となり、消費電力の増加を招く。そのため、バッテリー容量の増加がそのまま飛行時間の増加に比例しないという悩みがあった。また、バッテリーによる無人飛行機の機体重量の増加は、作業に必要な器材や薬剤等の搭載制限を招くという問題もあった。
電動回転翼を有する無人飛行機の飛行時間が十分ではないという問題点を解消するために、有線給電型無人飛行機やバッテリー自動交換システム等の開発が進められているが、前者は無人飛行機に繋がる給電線が樹木や電線、建造物等に絡まる恐れがあり、障害物の無い平地等での使用に制限され、後者は複雑な制御システムと新たな設備が必要となる等の問題があった。
上記の問題を解決するための電動回転翼式の無人飛行機に関する従来技術は見当たらない。
作業用無人飛行機と、給電用無人飛行機を電気ケーブルで連繋することにより、当該作業用無人飛行機の作業用電気や作業時間を確保することが可能な複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機を提供する。
一つの機体に作業に必要な器材や薬剤と、飛行し作業するために必要な電気を蓄えたバッテリーとを搭載した電動回転翼を有する無人飛行機の場合と比較して、作業に必要な器材や薬剤等を搭載した作業用無人飛行機と、飛行し作業するために必要な電気を蓄えたバッテリーを搭載した給電用無人飛行機とに分割し、電気ケーブルで連繋した複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機は、一機当たりの搭載重量を抑制できるため、各々の無人飛行機を飛行させるために必要な揚力を小さくすることができ、ひいては飛行に必要な電力を抑制することが可能となる。
すなわち、電動回転翼を有する無人飛行機を複数機で構成し、作業用器材や薬剤等を搭載する作業用無人飛行機とバッテリーを搭載する給電用無人飛行機とに役割を分割することにより、飛行時間及び作業時間の確保を容易にすることが可能になる。
当該作業用無人飛行機は、飛行用電気及び薬剤散布や設備点検等の作業を行うための作業用電気を前記給電用無人飛行機から給電されることにより飛行及び作業を行うことができ、重いバッテリーを搭載しないので、一つの機体に作業に必要な器材や薬剤と、飛行し作業するために必要な重いバッテリーとを搭載した電動回転翼を有する無人飛行機の場合と比較して、作業に必要な作業用器材や薬剤の搭載量や作業時間が厳しく制約されることも少なくなる。
また、前記給電用無人飛行機は、前記作業用無人飛行機と電気ケーブルで連繋された複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機を構成する無人飛行機であるので、作業に必要な作業用器材や薬剤を搭載する必要が無く、電気容量の大きいバッテリー又は複数のバッテリーを搭載する余裕ができ、電気ケーブルで複数機が連繋された電動回転翼式無人飛行機の編隊飛行時間や作業時間の確保が容易になる。
一台の無線制御器で作業用無人飛行機と交信し、さらに当該作業用無人飛行機の中継器を介して給電用無人飛行機と交信することにより、複数の制御盤を使用することなく、一台の無線制御器で容易に複数の機体の制御を行うことが可能となる。
給電用無人飛行機と作業用無人飛行機相互を信号ケーブルを兼ねた電気ケーブルで連繋して制御信号を交信することにより、互いの飛行状況に合わせて、常に連繋した状態で安定に飛行させることが可能である。
なお、図1は、1機の作業用無人飛行機3に2機の給電用無人飛行機2を連繋した事例を示す。前記給電用無人飛行機2は、少なくとも一機以上で構成するものとする。
給電用無人飛行機2は、機体の中央部に、バッテリー2aを搭載した構造とし、当該バッテリー2aから飛行用電気を回転翼のモーターに供給して、当該回転翼を回転させて飛行する。
作業用無人飛行機3は、電力源となるバッテリーは搭載せず、4軸の回転翼3bと、飛行用モーターと、作業用モーターと、作業用器材や薬剤等を搭載した構造とし、飛行用電気及び作業用電気を給電用無人飛行機2のバッテリー2aから電気ケーブル4を介して供給され、飛行や作業を行う。
電気ケーブル4は、その両端部をそれぞれ給電用無人飛行機2及び作業用無人飛行機3に配置されたコネクタ(図示せず)に接続する。
また、電気ケーブル4は、給電用の電力ケーブル4aと、制御用の信号ケーブル4bとで構成され、当該電力ケーブル4aと信号ケーブル4bを同一被覆内に内包した一本のケーブルとした形態、または電力ケーブル4aと信号ケーブル4bを分けて二本のケーブルに分離した形態の何れでも良い。図1は、電気ケーブル4を一本のケーブルとした事例を示している。
また、図1は、電気ケーブル4が、作業用無人飛行機3のプロペラ3bに巻き込まれないように、作業用無人飛行機3の機体下部に電気ケーブル4のコネクタ(図示せず)を配置した事例を示している。
一つの機体に作業に必要な器材や薬剤と、飛行し作業するために必要な電気を蓄えたバッテリーとを搭載した電動回転翼を有する無人飛行機の場合と比較して、作業に必要な器材や薬剤等を搭載した作業用無人飛行機3と、飛行し作業するために必要な電気を蓄えたバッテリー2aを搭載した給電用無人飛行機2とに分割し、電気ケーブル4で連繋した複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機1は、一機当たりの搭載重量を抑制できるため、各々の無人飛行機を飛行させるために必要な揚力を小さくすることができ、ひいては飛行に必要な電力を抑制することが可能となる。
すなわち、電動回転翼を有する無人飛行機を複数機で構成し、作業用器材や薬剤等を搭載する作業用無人飛行機3とバッテリー2aを搭載する給電用無人飛行機2とに役割を分割することにより、飛行時間及び作業時間の確保を容易にすることが可能になる。
なお、作業用無人飛行機3をスズメバチの駆除に使用する場合は、作業用無人飛行機3に搭載されたカメラ(図示せず)で撮影された画像を無線制御器10のモニター画面で確認しながら、当該作業用無人飛行機3をスズメバチ或いはその巣近傍まで接近させ、無線制御器10で噴射筒6を上下方向に回動してその方向を調節し、スズメバチ或いはその巣穴に向けて薬剤を噴射して駆除する。
複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機1は、一台の無線制御器10で使用者が遠隔操縦する。
作業用無人飛行機3は、無線送受信機3fと制御器3eとを備え、当該無線送受信機3fと無線制御器10との間で、飛行位置、高度、速度等の制御信号11が直接交信された後、無線送受信機3fと制御器3eとの間で制御信号11が交信され、当該制御器3eにより、作業用無人飛行機3の飛行及び作業が制御される。
また、前記作業用無人飛行機3は、障害物等を検知する各種センサー3dを備えた構成とし、当該センサー3dと制御器3eとの間で制御信号11を交信し、当該制御器3eにより、障害物等の環境に合わせて当該作業用無人飛行機3の飛行や作業を制御するように構成しても良い。
また、当該給電用無人飛行機2は、バッテリー2aの残量や障害物等を検知する各種センサー2dを備えた構成とし、当該センサー2dと制御器2eとの間で制御信号11を交信し、当該制御器2eにより、バッテリー2aの残量や障害物等の環境に合わせて当該給電用無人飛行機2の飛行を制御するように構成しても良い。
電力供給切替器3aの制御信号11は、無線制御器10から無線送受信機3fを経て、作業用無人飛行機3の制御器3eに送信された後、当該制御器3eから電力供給切替器3aに送信される。
例えば、作業用無人飛行機3が作業を開始する際に、電力供給切替器3aのスイッチをONにして複数機の給電用無人飛行機2から作業用無人飛行機3に給電7したり、ある給電用無人飛行機2のバッテリー2aの残量が所定量を下回った場合に、電力供給切替器3aのスイッチをOFFにして、その給電用無人飛行機2からの給電7を止めるといった調節を行うことも可能である。
一台の無線制御器10で作業用無人飛行機3と交信し、さらに当該作業用無人飛行機3の中継器3gを介して給電用無人飛行機2と交信することにより、複数の制御盤を使用することなく、一台の無線制御器10で容易に複数の機体の制御を行うことが可能となる。
給電用無人飛行機2と作業用無人飛行機3相互を信号ケーブル4bを兼ねた電気ケーブル4で連繋して制御信号11を交信することにより、互いの飛行状況に合わせて、常に連繋した状態で安定に飛行させることが可能である。
2 給電用無人飛行機
2a (給電用無人飛行機2の)バッテリー
2b (給電用無人飛行機2の)回転翼
2c (給電用無人飛行機2の)回転翼ガード
2d (給電用無人飛行機2の)センサー
2e (給電用無人飛行機2の)制御器
3 作業用無人飛行機
3a (作業用無人飛行機3の)電力供給切替器
3b (作業用無人飛行機3の)回転翼
3c (作業用無人飛行機3の)回転翼ガード
3d (作業用無人飛行機3の)センサー
3e (作業用無人飛行機3の)制御器
3f (作業用無人飛行機3の)無線送受信機
3g (作業用無人飛行機3の)中継器
4 電気ケーブル
4a 電力ケーブル
4b 信号ケーブル
5 タンク
6 噴射筒
7 給電
8 筐体
9 開口
10 無線制御器
11 制御信号
Claims (3)
- 電動回転翼を有する作業用無人飛行機と、当該作業用無人飛行機に電気ケーブルを介して電気を供給する給電用バッテリーを搭載した電動回転翼を有する給電用無人飛行機とで構成され、互いに電気ケーブルで連繋された状態で飛行する遠隔操縦の複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機であることを特徴とする複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機。
- 請求項1記載の複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機にあって、前記電動回転翼を有する給電用無人飛行機は、当該給電用無人飛行機が飛行するための飛行用電気と、前記作業用無人飛行機が飛行するための飛行用電気と、当該作業用無人飛行機が作業をするための電気とを蓄えたバッテリーを搭載した電動回転翼式の給電用無人飛行機であって、前記電動回転翼を有する作業用無人飛行機は、電源としてのバッテリーを搭載することなく、作業用の器材や薬剤等を搭載した複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機を構成する無人飛行機であって、前記給電用無人飛行機と電気ケーブルで連繋されていることを特徴とする請求項1記載の複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機。
- 請求項1記載の複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機にあって、電気ケーブルで連繋された電動回転翼を有する作業用無人飛行機と電動回転翼を有する給電用無人飛行機が、一台の無線制御器で同時に制御される構成であって、前記作業用無人飛行機は、当該無線制御器と直接交信する無線送受信機と、前記電気ケーブルを介して給電用無人飛行機との交信を中継する中継器とを搭載していることを特徴とする請求項1記載の複数機連繋方式の電動回転翼式無人飛行機。
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