JP2019156242A - Flight body system - Google Patents

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Abstract

To provide a flight body system comprising a reel device with good responsibility.SOLUTION: A flight body system comprises: a ground part 10 with a power supply 11; a cable 20; a flight body 30; a reel device 70 for winding a cable 20; and a controller 50 of the flight body 30. The flight body 30 comprises an atmospheric pressure sensor 47, and a GPS receiver 48, the reel device 70 comprises a drum 72, a motor 77, a rotary sensor 78, current detection means 771a for detecting a motor current 77, a motor controller 772 for controlling a torque based on a detected current value, an atmospheric pressure sensor 773, and a GPS receiver 774. The motor controller 772 can cause the detected current value to match a reference set value, basically, for generating torque in a winding direction for controlling the motor 77, when the controller 50 is operated, then, it is determined that, the flight body 30 is separated from the reel device 70 at a prescribed or faster speed, the motor controller sets a set value of the current value to be smaller than the reference set value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、有線給電の飛行体システムに関するものである。   The present invention relates to a wired powered aircraft system.

この種の飛行体システムとして、特許文献1に記載のものが提案されている。特許文献1に記載の飛行体システムでは、飛行体と電源装置とを繋ぐケーブルの余剰分を巻き取るケーブル巻取機を備えている。   As this type of aircraft system, the one described in Patent Document 1 has been proposed. The aircraft system described in Patent Document 1 includes a cable winder that winds up an excess of a cable connecting the aircraft and the power supply device.

しかし、特許文献1のケーブル巻取機は、ケーブルの送り出し及び巻き取りを飛行体と電源装置との距離のみによって調整するため、応答性の良い制御を行うことができなかった。   However, since the cable winder of Patent Document 1 adjusts the feeding and winding of the cable only by the distance between the flying object and the power supply device, it cannot perform control with good responsiveness.

特表2016−121008号公報JP-T-2006-121008

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、応答性の良いリール装置を備えた、有線給電の飛行体システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wired power supply flying object system including a reel device with good responsiveness.

上記課題を解決するために、本発明に係る飛行体システムは、モータの駆動力によって飛行する飛行体のシステムであって、地上に設置され、電源装置を有する地上部と、第一の端部が前記地上部に接続されたケーブルと、前記ケーブルの第二の端部に接続された飛行体と、地上に設置され、前記ケーブルの余剰分を巻取るリール装置と、前記飛行体を操縦するコントローラを備え、前記飛行体は、主回転翼を駆動するDCモータと、自身の高度を計測する飛行体高度計測手段と、自身の位置を把握する飛行体位置把握手段と、を有し、前記リール装置は、前記ケーブルが巻取られる円筒状のドラムと、前記ドラムを回転駆動させるモータと、前記ドラムの回転方向及び回転速度を計測可能な回転センサと、前記モータのコイルを流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出される電流値を基に前記モータが発生するトルクを制御するモータコントローラと、 自身の高度を計測するリール装置高度計測手段と、自身の位置を把握するリール装置位置把握手段と、を有し、前記モータコントローラは、基本的には、前記電流検出手段によって検出される電流値が予め設定された標準設定値と一致するようにすることで、前記ドラムが前記ケーブルを巻き取る方向にトルクを発生させてモータを制御し、操縦者が前記コントローラを操作した時に、前記飛行体高度計測手段と、前記飛行体位置把握手段と、前記リール装置高度計測手段と、前記リール装置位置把握手段と、から得られた情報と、前記コントローラの操作情報を基に、その後、前記飛行体が前記リール装置から所定の速度以上で離れて行くと判定した場合は、検出される電流値の設定値を前記標準設定値よりも小さくなるように補正して制御することを要旨とする。   In order to solve the above-described problem, a flying object system according to the present invention is a flying object system that flies by a driving force of a motor, and is provided on the ground and has a ground unit having a power supply unit, and a first end part. A cable connected to the ground part, a flying object connected to the second end of the cable, a reel device installed on the ground and winding the excess of the cable, and maneuvering the flying object The vehicle includes a DC motor that drives the main rotor, a vehicle altitude measuring unit that measures its own altitude, and a vehicle location grasping unit that grasps its own position, The reel device includes a cylindrical drum around which the cable is wound, a motor that rotationally drives the drum, a rotation sensor that can measure a rotation direction and a rotation speed of the drum, and a current that flows through a coil of the motor. Current detecting means for detecting; motor controller for controlling torque generated by the motor based on the current value detected by the current detecting means; reel device height measuring means for measuring its own altitude; Reel device position grasping means for grasping, and the motor controller is basically configured so that the current value detected by the current detection means matches a preset standard setting value, The drum generates torque in the direction of winding the cable to control the motor, and when the operator operates the controller, the flying object height measuring means, the flying object position grasping means, and the reel device height Based on the information obtained from the measuring means, the reel device position grasping means, and the operation information of the controller, the flying object is then The gist is that when it is determined to move away from the reel device at a predetermined speed or more, the set value of the detected current value is corrected and controlled to be smaller than the standard set value.

また別の本発明は、モータの駆動力によって飛行する飛行体のシステムであって、地上に設置され、電源装置を有する地上部と、第一の端部が前記地上部に接続されたケーブルと、前記ケーブルの第二の端部に接続された飛行体と、地上に設置され、前記ケーブルの余剰分を巻取るリール装置と、を備え、前記飛行体は、主回転翼を駆動するDCモータと、 自身の高度を計測する飛行体高度計測手段と、自身の位置を把握する飛行体位置把握手段と、を有し、前記リール装置は、前記ケーブルが巻取られる円筒状のドラムと、前記ドラムを回転駆動させるモータと、前記ドラムの回転方向及び回転速度を計測可能な回転センサと、前記モータのコイルを流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出される電流値を基に前記モータが発生するトルクを制御するモータコントローラと、自身の高度を計測するリール装置高度計測手段と、自身の位置を把握するリール装置位置把握手段と、を有し、前記モータコントローラは、基本的には、前記電流検出手段によって検出される電流値が予め設定された標準設定値と一致するようにすることで、前記ドラムが前記ケーブルを巻き取る方向にトルクを発生させてモータを制御し、前記飛行体高度計測手段と、前記飛行体位置把握手段と、前記リール装置高度計測手段と、前記リール装置位置把握手段と、から得られた情報を基に、前記リール装置から前記飛行体を見た時の仰角を算出し、前記仰角が所定の値よりも大きい場合は、大きくなるほど検出される電流値の設定値が前記標準設定値よりも連続的又は段階的に小さくなるように補正して制御し、前記仰角が所定の値よりも小さい場合は、小さくなるほど検出される電流値の設定値が前記標準設定値よりも連続的又は段階的に大きくなるように補正して制御することを要旨とする。   Another aspect of the present invention is an aircraft system that flies by a driving force of a motor, the ground unit having a power supply device installed on the ground, and a cable having a first end connected to the ground unit, A flying object connected to the second end of the cable, and a reel device installed on the ground and winding the excess of the cable, wherein the flying object drives a main rotor. And a flying object height measuring means for measuring its own altitude, and a flying object position grasping means for grasping its own position, wherein the reel device includes a cylindrical drum around which the cable is wound, A motor for rotationally driving the drum, a rotation sensor capable of measuring the rotation direction and rotation speed of the drum, current detection means for detecting a current flowing through the coil of the motor, and a current value detected by the current detection means. A motor controller for controlling the torque generated by the motor, a reel device altitude measuring means for measuring its own altitude, and a reel device position grasping means for grasping its own position. Specifically, the motor is controlled by generating torque in the direction in which the drum winds up the cable by making the current value detected by the current detection means coincide with a preset standard setting value. Based on the information obtained from the flying object height measuring means, the flying object position grasping means, the reel device height measuring means, and the reel device position grasping means, the flying object is removed from the reel device. The elevation angle when viewed is calculated, and when the elevation angle is greater than a predetermined value, the set value of the detected current value is more continuous or stepped than the standard set value as it increases. When the elevation angle is smaller than a predetermined value, the set value of the detected current value becomes larger continuously or stepwise than the standard set value when the elevation angle is smaller than a predetermined value. The gist of this is to control with correction.

本発明の飛行体システムによれば、リール装置は、基本的に巻取り方向にトルクを発生させてモータを制御するため、飛行体がリール装置に近づいてくる時の応答性を良くすることができる。また、状況に応じてモータが発生するトルクを変更するため、飛行体がリール装置から離れる時の移動抵抗も軽減することができる。   According to the aircraft system of the present invention, the reel device basically generates torque in the winding direction to control the motor, so that the responsiveness when the aircraft approaches the reel device can be improved. it can. Further, since the torque generated by the motor is changed according to the situation, the movement resistance when the flying object leaves the reel device can be reduced.

第一の実施形態に係る飛行体システムの概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the flying body system which concerns on 1st embodiment. 複合ケーブルの断面図である。It is sectional drawing of a composite cable. 飛行体システムの概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a flying body system. 第二の実施形態に係る飛行体システムの概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the flying body system which concerns on 2nd embodiment. 複合ケーブルの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a composite cable. リール装置の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a reel apparatus.

以下、本発明を具現化した実施形態のリール装置を含む飛行体システムについて、図面を用いて説明するが、本発明の技術的範囲は、もちろんこれだけに限定されるものではない。なお、周知の技術に関しては、詳細な説明を省略する。   Hereinafter, an aircraft system including a reel device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to this, of course. A detailed description of known techniques is omitted.

(第一の実施形態)
まず、飛行体システム1の構成について、主に図1〜3、及び図6を参照して説明する。飛行体システム1は、図3に示すように、主に地上部10、複合ケーブル20(ケーブルに相当)、飛行体30、リール装置70で構成されている。地上部10及びリール装置70は、地上に設置されており、図示しないキャスタにより移動可能な構造になっている。複合ケーブル20の一端は、地上部10に接続され、他端は、リール装置70を介し、飛行体30に接続されている。すなわち、地上部10と飛行体30は、リール装置70を介し、複合ケーブル20によって繋がれている。
(First embodiment)
First, the configuration of the flying object system 1 will be described with reference mainly to FIGS. As shown in FIG. 3, the flying vehicle system 1 mainly includes a ground unit 10, a composite cable 20 (corresponding to a cable), a flying vehicle 30, and a reel device 70. The ground unit 10 and the reel device 70 are installed on the ground and are movable by a caster (not shown). One end of the composite cable 20 is connected to the ground unit 10, and the other end is connected to the flying object 30 via the reel device 70. That is, the ground unit 10 and the flying object 30 are connected by the composite cable 20 via the reel device 70.

図1は、飛行体システム1の概略を示すブロック図である。図1において、電源装置11から制御装置44までの間は、DCモータ33を駆動するための電力の流れを示し、それ以外は電気信号又は光信号の流れを示している。図1に示すように、地上部10は、360Vの直流電圧を発生する電源装置11を備えている。電源装置11は、周知の技術である。なお、本実施形態では、電源装置11が発生する直流電圧は360Vであるが、200V以上であれば、これに限らない。   FIG. 1 is a block diagram showing an outline of the air vehicle system 1. In FIG. 1, a power flow for driving the DC motor 33 is shown between the power supply device 11 and the control device 44, and a flow of an electric signal or an optical signal is shown otherwise. As shown in FIG. 1, the ground unit 10 includes a power supply device 11 that generates a DC voltage of 360V. The power supply device 11 is a known technique. In the present embodiment, the DC voltage generated by the power supply device 11 is 360V, but is not limited thereto as long as it is 200V or more.

直流電圧の上限は特に定めないが、あまりに高圧だと後述のDC−DCコンバータ41が大型に、またコスト高になることから、400V程度までが望ましい。
また、電源装置11は、後述する複合ケーブル20内の導電線21が短絡又は断線した場合、電力の供給を自動的に停止する機能を有している。この仕組みは周知の技術である。
The upper limit of the DC voltage is not particularly defined. However, if the voltage is too high, a DC-DC converter 41 (to be described later) will be large and costly, so that it is preferably about 400V.
Further, the power supply device 11 has a function of automatically stopping power supply when a conductive wire 21 in a composite cable 20 described later is short-circuited or disconnected. This mechanism is a well-known technique.

また、地上部10は、飛行体30から送られてきた光信号を電気信号に変換する光電気変換器12(第一の光電気変換器)を備えている。この光電気変換器12も周知の技術である。   The ground unit 10 includes a photoelectric converter 12 (first photoelectric converter) that converts an optical signal transmitted from the flying object 30 into an electrical signal. This photoelectric converter 12 is also a well-known technique.

(リール装置)
リール装置70は、地上部10の近傍に設置され、複合ケーブル20の余剰分を巻き取る装置である。図6に示すように、リール装置70は、主に支持体71、ドラム72、第一側板73、送風装置74、第二側板77で構成される。
図6(a)は、リール装置70の概略を示した平面図及び付属部品のブロック図である。図6(b)は、リール装置70の概略を示した左側面図である。図6(c)は、リール装置70の概略を示した正面図である。図6(d)は、リール装置70の概略を示した右側面図である。
(Reel device)
The reel device 70 is a device that is installed in the vicinity of the ground portion 10 and winds up the excess of the composite cable 20. As shown in FIG. 6, the reel device 70 mainly includes a support 71, a drum 72, a first side plate 73, a blower device 74, and a second side plate 77.
FIG. 6A is a plan view schematically showing the reel device 70 and a block diagram of accessory parts. FIG. 6B is a left side view schematically showing the reel device 70. FIG. 6C is a front view showing an outline of the reel device 70. FIG. 6D is a right side view illustrating the outline of the reel device 70.

支持体71は、丸パイプを湾曲させて矩形枠状に形成されている。上下に枠がある部分には橋架部711が設けられており、橋架部711の中心部に軸受部712が設けられている。軸受部712にドラム72が図示しない回転軸を介して片持ち式に回転可能に取り付けられている。より詳細には、図示しない回転軸に第一側板73及び第二側板75が固定されることで、ドラム72が支持体71に対し回転可能に支持されている。   The support 71 is formed in a rectangular frame shape by curving a round pipe. A bridge portion 711 is provided at a portion where the frame is located above and below, and a bearing portion 712 is provided at the center of the bridge portion 711. A drum 72 is attached to the bearing portion 712 in a cantilevered manner via a rotating shaft (not shown). More specifically, the first side plate 73 and the second side plate 75 are fixed to a rotation shaft (not shown), so that the drum 72 is rotatably supported with respect to the support 71.

ドラム72は、円筒状でドラム72の内部と外部とを連通する多数の孔721が形成されている。前述のとおり、ドラム72は、支持体71に回転可能に支持されている。ドラム72は、複合ケーブル20が巻きつけられる部分である。   The drum 72 has a cylindrical shape and is formed with a large number of holes 721 that allow communication between the inside and the outside of the drum 72. As described above, the drum 72 is rotatably supported by the support 71. The drum 72 is a portion around which the composite cable 20 is wound.

第一側板73は、ドラム72の軸方向1方端(図6(c)中、右方向)に取付けられている。第一側板73には、中心軸を中心とする円周上に等間隔で、送風装置74が4個設けられている。送風装置74は、ドラム72外部の空気をドラム72の内部に送り込む周知のAC電動ファンである。なお、本実施形態では、ドラム72外部の空気をドラム72の内部に送り込むようにしているが、ドラム72内部の空気をドラム72外部に送り出すようにしてもよい。   The first side plate 73 is attached to one end in the axial direction of the drum 72 (rightward in FIG. 6C). The first side plate 73 is provided with four air blowers 74 at equal intervals on a circumference centered on the central axis. The blower 74 is a known AC electric fan that sends air outside the drum 72 into the drum 72. In this embodiment, the air outside the drum 72 is sent into the drum 72, but the air inside the drum 72 may be sent out to the outside of the drum 72.

第二側板75は、ドラム72の軸方向他方端に取付けられ、ドラム72内部とドラム72外部とを連通する多数の孔751が形成されている。   The second side plate 75 is attached to the other end of the drum 72 in the axial direction, and has a plurality of holes 751 that communicate the inside of the drum 72 with the outside of the drum 72.

第二側板75は、前述のとおり、図示しない回転軸に固定されている。また、第二側板75は、図示しないハンドルが設けられており、ドラム72が図示しないハンドルにより手動で回転操作できるようになっている。   As described above, the second side plate 75 is fixed to a rotation shaft (not shown). The second side plate 75 is provided with a handle (not shown) so that the drum 72 can be manually rotated by a handle (not shown).

また、第一側板73の回転軸周りには、ロータリージョイント(スリップリング)76が設けられている。ロータリージョイント76は、静止体から回転体に対して電力と電気信号(光信号を含む)を伝達することのできる回転コネクタであり、周知の技術である。   A rotary joint (slip ring) 76 is provided around the rotation axis of the first side plate 73. The rotary joint 76 is a rotary connector that can transmit electric power and electric signals (including optical signals) from a stationary body to a rotating body, and is a well-known technique.

ロータリージョイント76は、地上部10側の複合ケーブル20と飛行体30側の複合ケーブル20とを接続する役割を果たしている。また、送風装置74に対する送電線を接続する役割を果たしている。   The rotary joint 76 serves to connect the composite cable 20 on the ground portion 10 side and the composite cable 20 on the aircraft 30 side. Further, it plays a role of connecting a power transmission line to the blower 74.

また、リール装置70は、モータ77と、回転センサ78を備えている。
モータ77は本実施形態ではブラシ付きDCモータであり、支持体71の橋架部711に固定され、内蔵のギアトレインを介して図示しない回転軸に連結されている。
The reel device 70 includes a motor 77 and a rotation sensor 78.
In this embodiment, the motor 77 is a DC motor with a brush, is fixed to the bridge portion 711 of the support 71, and is connected to a rotating shaft (not shown) via a built-in gear train.

回転センサ78は、ロータリーエンコーダであり、モータ77(ひいてはドラム72)の回転時に、ドラム72の所定角度回転毎にパルス信号を出力するものである。周知のように、このパルス信号は位相の異なる2つのパルスからなり、この2つの信号の位相差によってドラム72の回転方向を見分けられるようになっている。   The rotation sensor 78 is a rotary encoder, and outputs a pulse signal for every predetermined angle rotation of the drum 72 when the motor 77 (and consequently the drum 72) rotates. As is well known, this pulse signal is composed of two pulses having different phases, and the rotation direction of the drum 72 can be discriminated by the phase difference between the two signals.

図6に示すように、リール装置70はさらに、モータドライバ771、マイクロプロセッサ等を含むモータコントローラ772、気圧センサ773(リール装置高度計測手段に相当)、GPS受信機774(リール装置位置把握手段に相当)を備えている。
モータドライバ771は、モータ77への駆動電流を供給する駆動回路を含むとともに、モータ77のコイルを流れる電流を検出する電流検出回路771a(電流検出手段に相当)を含んでいる。
As shown in FIG. 6, the reel device 70 further includes a motor driver 771, a motor controller 772 including a microprocessor, an atmospheric pressure sensor 773 (corresponding to a reel device altitude measuring means), a GPS receiver 774 (as a reel device position grasping means). Equivalent).
The motor driver 771 includes a drive circuit that supplies a drive current to the motor 77, and also includes a current detection circuit 771 a (corresponding to a current detection unit) that detects a current flowing through the coil of the motor 77.

モータコントローラ772は、回転センサ78、電流検出回路771a、気圧センサ773、GPS受信機774からの情報、及び飛行体30の高度及び位置情報、飛行体30のコントローラ操作情報に基づき、モータドライバ30に制御信号を送り、モータ77をPWM制御する。   The motor controller 772 controls the motor driver 30 based on the information from the rotation sensor 78, the current detection circuit 771a, the atmospheric pressure sensor 773, the GPS receiver 774, the altitude and position information of the flying object 30, and the controller operation information of the flying object 30. A control signal is sent, and the motor 77 is PWM-controlled.

以下、モータコントローラ772によるモータ77の具体的な制御について説明する。   Hereinafter, specific control of the motor 77 by the motor controller 772 will be described.

モータコントローラ772は、基本的に、巻取り方向にトルクを発生させるようにモータ77を制御する。具体的には、電流検出回路771aでの検出電流が所定の値になるように、モータ77への供給電流をPWM制御する。   The motor controller 772 basically controls the motor 77 so as to generate torque in the winding direction. Specifically, the supply current to the motor 77 is PWM-controlled so that the current detected by the current detection circuit 771a becomes a predetermined value.

検出電流は、ゼロから所定の値の範囲内で段階的に(本実施形態では小、中、大の3段階)、設定できるようになっている。設定値は、小<中<大であり、小より中、中より大のほうが巻取りトルクは大きい。なお、本実施形態ではこのような構成としたが、3段階である必要はなく、例えば5段階としてもよい。また、段階は等間隔である必要はない。また、段階的にではなく連続的に設定できるようにしてもよい。さらにいえば、送り出し方向に対してもトルクを発生可能としてもよい。   The detection current can be set stepwise within the range of zero to a predetermined value (in this embodiment, three steps of small, medium, and large). The set value is small <medium <large, and the winding torque is larger in the middle and larger than the middle. In the present embodiment, such a configuration is used, but it is not necessary to have three stages, and for example, five stages may be used. Also, the steps need not be equally spaced. Moreover, you may enable it to set continuously instead of stepwise. More specifically, torque may be generated in the delivery direction.

(標準状態)
標準状態では、モータコントローラ772は、電流検出回路771aでの検出電流が中となるようにモータ77を制御する。これにより、適度な張力を持って複合ケーブル20を巻き取ることができる。
(Standard condition)
In the standard state, the motor controller 772 controls the motor 77 so that the current detected by the current detection circuit 771a is medium. Thereby, the composite cable 20 can be wound up with appropriate tension.

(補正1)
検出電流の設定には、下記の情報に基づき補正が加えられ得る。
(Correction 1)
The detection current can be set based on the following information.

(1)回転方向
飛行体30が地上部10から離れる方向に移動した時には、複合ケーブル20に張力が生じ、ドラム72が複合ケーブル20を繰出す方向に回転する。モータコントローラ772は、回転センサ78からの情報に基づき、ドラム72が所定の速度以上で繰出し方向に回転していると検出した時に、検出電流の設定を1段階小さいものに変更する。例えば、中を小にするという具合である。ただし、別の補正で既に小であった場合は、変更しない。
(1) Rotation direction When the flying body 30 moves in a direction away from the ground portion 10, tension is generated in the composite cable 20, and the drum 72 rotates in a direction in which the composite cable 20 is fed out. When the motor controller 772 detects that the drum 72 is rotating in the feeding direction at a predetermined speed or higher based on information from the rotation sensor 78, the motor controller 772 changes the setting of the detection current to one smaller by one step. For example, the inside is made small. However, if it is already small by another correction, it is not changed.

(2)仰角
複合ケーブル20の質量によって生ずるたるみを考慮してのものである。リール装置70の位置から飛行体30を見た時の仰角が0度から45度の時は、検出電流の設定を1段階大きいものに変更する。一方76度から90度の時は、検出電流の設定を1段階小さいものに変更する。46度から75度の時は、変更しない。仰角は、飛行体30に内蔵された気圧センサ47及びGPS受信機48によって得られた飛行体30の高度・位置情報と、リール装置70に内蔵された気圧センサ773及びGPS受信機774によって得られたリール装置70の高度・位置情報と、から算出する。モータコントローラ77は、飛行体30の高度・位置情報を無線式コントローラ50を介して取得する。また、リール装置70の高度・位置情報は、気圧センサ773及びGPS受信機774から直接取得する。なお、本実施形態では、このような構成としたが、閾値の設定等は随時変更すべきものである。
(2) Elevation angle Considering the slack caused by the mass of the composite cable 20. When the elevation angle when the flying object 30 is viewed from the position of the reel device 70 is 0 degree to 45 degrees, the setting of the detection current is changed to one step larger. On the other hand, when the angle is between 76 degrees and 90 degrees, the setting of the detection current is changed to one smaller. No change is made when the angle is between 46 and 75 degrees. The elevation angle is obtained by the altitude / position information of the flying object 30 obtained by the pressure sensor 47 and the GPS receiver 48 built in the flying object 30 and the pressure sensor 773 and the GPS receiver 774 built in the reel device 70. It is calculated from the altitude / position information of the reel device 70. The motor controller 77 acquires altitude / position information of the flying object 30 via the wireless controller 50. Further, the altitude / position information of the reel device 70 is directly acquired from the atmospheric pressure sensor 773 and the GPS receiver 774. In the present embodiment, such a configuration is used, but the threshold setting and the like should be changed as needed.

(3)ケーブルの繰出し長
仰角と同様に複合ケーブル20の質量によって生ずるたるみを考慮してのものである。例えば、複合ケーブル20の繰出し長さが50メートル以上になったら検出電流の設定を1段階大きいものに変更するというようなものである。仰角が76度以上の場合は変更しないなど、仰角によって繰出し長さの閾値を変えてもよい。
ただし、本実施形態では、複合ケーブル20の繰出し長によって、検出電流の設定を変更することはしていない。複合ケーブル20の繰出し長が長くなると、複合ケーブル20をより強い力で巻き取るように大きいトルクをかける(検出電流の設定を大きくする)必要があるが、ドラム72に巻かれた複合ケーブル20のうち最も外側に位置する複合ケーブル20の一巻き部分の外形は小さくなって、同じ検出電流の設定であっても複合ケーブル20に与える張力はより大きくなる。このようにある程度相殺されると考えてのことである。
(3) Cable feeding length This is in consideration of the slack caused by the mass of the composite cable 20 as well as the elevation angle. For example, when the feeding length of the composite cable 20 becomes 50 meters or more, the setting of the detection current is changed to one step larger. If the elevation angle is 76 degrees or more, the feeding length threshold may be changed depending on the elevation angle, such as not changing.
However, in the present embodiment, the setting of the detection current is not changed depending on the feeding length of the composite cable 20. When the payout length of the composite cable 20 becomes long, it is necessary to apply a large torque so as to wind the composite cable 20 with a stronger force (increase the setting of the detection current). Of these, the outer shape of one turn of the composite cable 20 located on the outermost side is reduced, and the tension applied to the composite cable 20 is increased even with the same detection current setting. In this way, it is considered that it is offset to some extent.

複合ケーブル20の繰出し長によって検出電流の設定を変更する場合、複合ケーブル20の繰出し長を求めるには、回転センサ78の積算エンコーダ値Nを演算する。この積算エンコーダ値Nは、ドラム72に複合ケーブル30が目一杯巻かれている状態をゼロとして演算する。ドラム72が巻取り方向に回転している時には、回転センサ78のパルス数を減算し、ドラム72が繰出し方向に回転している時には、回転センサ78のパルス数を加算することにより、積算エンコーダ値Nが得られる。   When the detection current setting is changed depending on the feeding length of the composite cable 20, the integrated encoder value N of the rotation sensor 78 is calculated in order to obtain the feeding length of the composite cable 20. The integrated encoder value N is calculated assuming that the state where the composite cable 30 is fully wound around the drum 72 is zero. When the drum 72 is rotating in the winding direction, the number of pulses of the rotation sensor 78 is subtracted. When the drum 72 is rotating in the feeding direction, the number of pulses of the rotation sensor 78 is added. N is obtained.

積算エンコーダ値Nと複合ケーブル20を送り出した長さLは比例関係ではなく、積算エンコーダ値Nが多くなるほど、その勾配は徐々に減少する。これは、複合ケーブル20が多く巻かれているほど、ドラム72の1回転で巻かれる複合ケーブル20の長さが増大するからである。この点も踏まえて積算エンコーダ値Nから複合ケーブル20の送出長Lを算出してもよいし、単純に、一巻き当たりの平均長さ×Nとしてもよい。   The integrated encoder value N and the length L of the composite cable 20 sent out are not in a proportional relationship, and the gradient gradually decreases as the integrated encoder value N increases. This is because the length of the composite cable 20 wound by one rotation of the drum 72 increases as the composite cable 20 is wound more. Based on this point, the transmission length L of the composite cable 20 may be calculated from the integrated encoder value N, or simply the average length per turn × N.

ドラム72に巻かれた複合ケーブル20のうち最も外側に位置する複合ケーブル20の一巻き部分の外形Dを求める必要がある場合も、積算エンコーダ値Nによって変化することを踏まえて算出してもよいし、平均径を用いてもよい。   Even when it is necessary to obtain the outer shape D of one turn portion of the composite cable 20 located on the outermost side of the composite cable 20 wound around the drum 72, it may be calculated based on the fact that it varies depending on the integrated encoder value N. The average diameter may be used.

(補正2)
補正1における、回転方向の補正では、飛行体30が地上部10から離れる方向に移動した時に、ドラム72が複合ケーブル20を繰出す方向に回転してから、検出電流の設定変更が行われる。これに対し、補正2は、飛行体30の無線式コントローラ50操作情報に基づき、ドラム72が繰出し方向に回転する前に、検出電流の設定の変更を行う。
すなわち、飛行体30に内蔵された気圧センサ47(飛行体高度計測手段に相当)及びGPS受信機48(飛行体位置把握手段に相当)によって得られた飛行体30の高度・位置情報と、リール装置70に内蔵された気圧センサ773及びGPS受信機774によって得られたリール装置70の高度・位置情報とを基に、無線式コントローラ50のレバー(図示せず)の傾き等によって生じる電気的な信号の大きさ等から、飛行体30が地上部10から離れる速度を算出し、この速度が所定の値を超える場合は、検出電流の設定を1段階小さいものに変更する。
(Correction 2)
In the correction of the rotation direction in the correction 1, when the flying object 30 moves in the direction away from the ground portion 10, the setting of the detected current is changed after the drum 72 rotates in the direction in which the composite cable 20 is fed out. On the other hand, the correction 2 changes the setting of the detection current before the drum 72 rotates in the feeding direction based on the operation information of the wireless controller 50 of the flying object 30.
That is, the altitude / position information of the flying object 30 obtained by the atmospheric pressure sensor 47 (corresponding to the flying object height measuring means) and the GPS receiver 48 (corresponding to the flying object position grasping means) incorporated in the flying object 30, and the reel Based on the altitude and position information of the reel device 70 obtained by the atmospheric pressure sensor 773 and the GPS receiver 774 built in the device 70, the electrical generated by the inclination of the lever (not shown) of the wireless controller 50 or the like. The speed at which the flying object 30 moves away from the ground part 10 is calculated from the magnitude of the signal, and when this speed exceeds a predetermined value, the setting of the detection current is changed to one smaller.

なお、補正1及び/又は補正2によって、検出電流の設定を変更する場合は、瞬時に変更するのではなく、緩やかに変更するようになっている。   Note that when the detection current setting is changed by the correction 1 and / or the correction 2, the detection current is not changed instantaneously but is gradually changed.

なお、本実施形態では、モータ77を用い、電流検出回路771aでの検出電流が所定の値になるようにすることで、ドラム72に対するトルクを制御しているが、回転トルクを制御することができ、設定トルクを超えて逆回転方向にトルクが与えられた場合は、逆回転が可能であるものであれば代用が可能である。代用の可能性としては、例えばエアフリクションシャフトなどが考えられる。   In this embodiment, the motor 77 is used to control the torque for the drum 72 by setting the current detected by the current detection circuit 771a to a predetermined value. However, the rotational torque can be controlled. When the torque is applied in the reverse rotation direction beyond the set torque, a substitute can be used as long as the reverse rotation is possible. As an alternative possibility, for example, an air friction shaft can be considered.

なお、本実施形態には、図示されていないが、リール装置70に整列機構が設けられている。整列機構とは、ドラム72に複合ケーブル20を巻き取る際に、ドラム72の回転に伴い複合ケーブル20をドラム72の軸方向に移動させ、その移動工程の終端位置に達したら複合ケーブル20の移動方向を逆転させ、これを繰り返すことによって、複合ケーブル20をドラム72に、その軸心方向にほぼ均一に巻くことができる周知の機構である。   In the present embodiment, although not shown, the reel device 70 is provided with an alignment mechanism. When the composite cable 20 is wound around the drum 72, the alignment mechanism moves the composite cable 20 in the axial direction of the drum 72 as the drum 72 rotates, and moves the composite cable 20 when reaching the end position of the moving process. This is a well-known mechanism capable of winding the composite cable 20 around the drum 72 substantially uniformly in the axial direction by reversing the direction and repeating this.

複合ケーブル20は、図2に示すように、2本の給電用の導電線21と、1本の光ファイバ22と、アラミド繊維からなるテンションメンバ23とで構成されている。
導電線21は、断面積が略0.5平方ミリメートルの軟銅撚線である。より具体的には、直径0.10ミリメートルの導線を64本撚り合わせたものである。複合ケーブル20に柔軟性を持たせるためには、本実施形態のように軟銅撚線が望ましい。導電線21には、ポリプロピレン製の被覆24が設けられている。
As shown in FIG. 2, the composite cable 20 is composed of two conductive wires 21 for feeding power, one optical fiber 22, and a tension member 23 made of aramid fiber.
The conductive wire 21 is an annealed copper stranded wire having a cross-sectional area of approximately 0.5 square millimeters. More specifically, 64 conductors having a diameter of 0.10 mm are twisted together. In order to give the composite cable 20 flexibility, an annealed copper stranded wire is desirable as in this embodiment. The conductive wire 21 is provided with a coating 24 made of polypropylene.

光ファイバ22は、シングルモード(SM)の光ファイバである。光ファイバ22は、0.9mm心線にアラミド繊維製の外被25が設けられ、その外側にポリエチレン製の外被26が設けられている。
テンションメンバ23は、ポリパラフェニレンテレフタルアミドであり、同心円状に3本配設されている。
これら全ての導電線21、光ファイバ22及びテンションメンバ23の外側に押え巻きテープ(プラスチックテープ)27が設けられ、その外側にポリオレフィン製の外被28が設けられている。複合ケーブル20の質量は、1メートル当たり略30グラムである。
The optical fiber 22 is a single mode (SM) optical fiber. The optical fiber 22 is provided with an aramid fiber outer sheath 25 on a 0.9 mm core and a polyethylene outer sheath 26 on the outer side thereof.
The tension members 23 are polyparaphenylene terephthalamide, and three concentric circles are arranged.
A press-wound tape (plastic tape) 27 is provided on the outer side of all the conductive wires 21, the optical fiber 22, and the tension member 23, and a polyolefin jacket 28 is provided on the outer side thereof. The mass of the composite cable 20 is approximately 30 grams per meter.

図3に示すように、飛行体30は、機体31と、6個の主回転翼(ローター)32と、6個のDCモータ33と、撮影装置35と、収容部40で構成される。図1に示すように、収容部40には、2個のDC−DCコンバータ41と、電気光変換器42(第一の電気光変換器)と、バッテリ43と、制御装置44と、ジャイロセンサ45と、加速度センサ46と、気圧センサ(飛行体高度計測手段に相当)47と、GPS受信機48(飛行体位置把握手段に相当)と、無線通信部51が収容されている。   As shown in FIG. 3, the flying body 30 includes an airframe 31, six main rotor blades (rotors) 32, six DC motors 33, an imaging device 35, and a housing unit 40. As shown in FIG. 1, the accommodating portion 40 includes two DC-DC converters 41, an electro-optical converter 42 (first electro-optical converter), a battery 43, a control device 44, and a gyro sensor. 45, an acceleration sensor 46, an atmospheric pressure sensor (corresponding to a flying body altitude measuring means) 47, a GPS receiver 48 (corresponding to a flying object position grasping means), and a wireless communication unit 51 are accommodated.

飛行体30は、いわゆるヘキサコプター(6枚ローター)と呼ばれるタイプのマルチコプターであり、主な機構は周知の技術と同様のものである。例えば、姿勢制御には、ジャイロセンサ45と加速度センサ46を用いている。主回転翼32の数は、6個に限定されるものではなく適宜選択されるものであるが、4個、6個、8個のいずれかが好ましい。
また、本実施形態ではDC−DCコンバータ41の数は2個であるが、DC−DCコンバータ41の出力電流と飛行体30全体が消費する消費電力の関係によっては、1個とすることもできるし、3個以上とすることもできる。
The flying body 30 is a so-called hexacopter (six-rotor) type multi-copter, and the main mechanism is similar to a well-known technique. For example, a gyro sensor 45 and an acceleration sensor 46 are used for posture control. The number of the main rotor blades 32 is not limited to six and is appropriately selected, but any of four, six, and eight is preferable.
In the present embodiment, the number of DC-DC converters 41 is two, but may be one depending on the relationship between the output current of the DC-DC converter 41 and the power consumption consumed by the entire vehicle 30. And it can also be 3 or more.

DCモータ33は、定格電圧が24Vのブラシレスモータであり、回転数は、制御装置44によりPWM制御される。それぞれのDCモータ33は、それぞれの主回転翼32に連結されている。   The DC motor 33 is a brushless motor with a rated voltage of 24 V, and the rotation speed is PWM-controlled by the control device 44. Each DC motor 33 is connected to each main rotor blade 32.

DC−DCコンバータ41は、地上部10から送電された高電圧の直流をDCモータ33の定格電圧まで降圧させるものであり、周知の技術である。なお、電源装置11が高電圧の電力を送電するのは、複合ケーブル20内の導電線21を流れる電流を少なくするためである。また、直流としているのは、交流だと高電圧を降圧する変圧器が直流の場合と比較して大きく重くなってしまうからである。   The DC-DC converter 41 lowers the high-voltage direct current transmitted from the ground unit 10 to the rated voltage of the DC motor 33, and is a well-known technique. The reason why the power supply device 11 transmits high-voltage power is to reduce the current flowing through the conductive wire 21 in the composite cable 20. In addition, the reason why the direct current is used is that when the alternating current is used, the transformer for stepping down the high voltage becomes heavier than the direct current.

撮影装置35は、静止画や動画を撮影するためのものであり、いわゆるカラーカメラである。   The photographing device 35 is for photographing a still image or a moving image, and is a so-called color camera.

電気光変換器42は、撮影装置35から出力された電気信号を光信号に変換するものであり、周知の技術である。   The electro-optical converter 42 converts the electric signal output from the photographing device 35 into an optical signal, and is a well-known technique.

バッテリ43は、飛行体30が最高高度で飛行中に、何らかの理由で地上部10からの送電が停止した場合であっても、安全に着陸できる(数分程度飛行可能な)容量のものである。バッテリ43は、通常時は、充電回路に接続されており、送電停止時に、自動的に制御装置44に接続されるようになっている。   The battery 43 has a capacity capable of landing safely (can fly for several minutes) even when power transmission from the ground unit 10 stops for some reason while the flying object 30 is flying at the highest altitude. . The battery 43 is normally connected to a charging circuit, and is automatically connected to the control device 44 when power transmission is stopped.

飛行体システム1は、飛行体30への給電と飛行体からの映像及び画像信号の送信を複合ケーブル20によって行うが、操縦は一般的な無線方式によって行う。無線方式の飛行体システムは一般に市販されており、その機能の多くを使用したほうが安価に製造できるためである。   The air vehicle system 1 performs power feeding to the air vehicle 30 and transmission of video and image signals from the air vehicle by the composite cable 20, but the maneuvering is performed by a general wireless system. This is because a wireless flying object system is generally commercially available and can be manufactured at a lower cost by using many of its functions.

操縦者は、飛行体30を目視しながら、無線式コントローラ50を用いて飛行体30と撮影装置35の角度を操縦する。その際、飛行体30から送信された高度・位置情報を参考にしてもよい。本実施形態では、飛行体30に気圧センサ(高度計)47及びGPS受信機48を搭載しており、高度・位置情報が制御装置44、無線通信部51を経由して無線式コントーラ50に送信されるようになっている。高度・位置情報は、無線式コントローラ50に設けられた表示画面に表示されるようになっている。無線式コントローラ50は、リール装置70のモータコントローラ772に電気的に接続されている。   The operator controls the angle between the flying object 30 and the imaging device 35 using the wireless controller 50 while visually checking the flying object 30. At that time, the altitude / position information transmitted from the flying object 30 may be referred to. In this embodiment, the air pressure sensor (altimeter) 47 and the GPS receiver 48 are mounted on the flying object 30, and altitude / position information is transmitted to the wireless controller 50 via the control device 44 and the wireless communication unit 51. It has become so. The altitude / position information is displayed on a display screen provided in the wireless controller 50. The wireless controller 50 is electrically connected to the motor controller 772 of the reel device 70.

無線通信部51は、無線式コントローラ50から無線送信された信号を受信し、制御装置44と撮影装置35に発信する。制御装置44は、その信号を基にDCモータ33の回転数を制御し、飛行体30の高度や進行方向を制御する。撮影装置35は、その信号を基に撮影方向を変える。   The wireless communication unit 51 receives a signal wirelessly transmitted from the wireless controller 50 and transmits the signal to the control device 44 and the imaging device 35. The control device 44 controls the rotational speed of the DC motor 33 based on the signal, and controls the altitude and the traveling direction of the flying object 30. The photographing device 35 changes the photographing direction based on the signal.

飛行体システム1では、バッテリの残量を気にすることなく長時間使用することができる。また、撮影装置35とモニタディスプレイ60とが有線で繋がっているため、ノイズのない綺麗な映像及び画像をリアルタイムに見ることができる。有線であるため、電波法の制約に縛られることもない。また、映像が機密情報等の場合、無線と比較して情報漏えいの危険が少ない。
モニタディスプレイ60は、ノートパソコンやタブレットパソコン等を用いることができる。
The aircraft system 1 can be used for a long time without worrying about the remaining amount of the battery. In addition, since the photographing device 35 and the monitor display 60 are connected by a cable, it is possible to view beautiful images and images free from noise in real time. Because it is wired, it is not bound by the restrictions of the Radio Law. In addition, when the video is confidential information, there is less risk of information leakage compared to wireless.
The monitor display 60 can be a notebook computer, a tablet computer, or the like.

(第二の実施形態)
次に、第二の実施形態である飛行体システム2の構成について、主に図4を参照して説明する。なお、以下の説明にあたって、飛行体システム1と同一もしくは均等な構成の部材には、図面において同一符号を付すこととし、説明を省略する。
飛行体システム2は、図4に示すように、地上部210と、複合ケーブル220と、飛行体230、地上部210の近傍に設けられたリール装置70で構成されている。複合ケーブル220の一端は、地上部210に接続され、他端は、地上部210にリール装置70を介し、飛行体230に接続されている。すなわち、地上部210と飛行体230は、リール装置70を介し、複合ケーブル220によって繋がれている。
(Second embodiment)
Next, the structure of the air vehicle system 2 which is 2nd embodiment is demonstrated mainly with reference to FIG. In the following description, members having the same or equivalent configuration as the aircraft system 1 are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 4, the flying vehicle system 2 includes a ground unit 210, a composite cable 220, a flying object 230, and a reel device 70 provided in the vicinity of the ground unit 210. One end of the composite cable 220 is connected to the ground unit 210, and the other end is connected to the flying object 230 via the reel device 70 to the ground unit 210. That is, the ground unit 210 and the flying object 230 are connected by the composite cable 220 via the reel device 70.

地上部210は、100Vの交流電圧を発生するエンジン式の発電機213を備えている。地上部210は、100Vの交流電圧から360Vの直流電圧を発生する電源装置11を備えている。なお、本実施形態では発電機213が発生する交流電圧は100Vであるが、100V以外でも構わないのはもちろんである。また、本実施形態では発電機によって交流電圧を発生させて、その交流電圧から高圧の直流電圧を発生させる構成であるが、発電機を用いず、大型の高電圧バッテリ(200V以上)を電源としてもよい。   The ground unit 210 includes an engine generator 213 that generates an AC voltage of 100V. The ground unit 210 includes a power supply device 11 that generates a DC voltage of 360 V from an AC voltage of 100 V. In the present embodiment, the AC voltage generated by the generator 213 is 100V, but it goes without saying that the voltage may be other than 100V. In this embodiment, an AC voltage is generated by a generator and a high-voltage DC voltage is generated from the AC voltage. However, a large high-voltage battery (200 V or more) is used as a power source without using the generator. Also good.

地上部210は、飛行体230を手動で操縦するためのコントローラ250と、通信部251を備えている。地上部210は、通信部251から発信された電気信号を光信号に変換する電気光変換器214(第二の電気光変換器)を備えている。
これにより、無線障害によって飛行が不安定になるということがなくなる。
また、地上部210は、モニタディスプレイ60を備えている。これにより、飛行体を目視できない状況でも、飛行体230から送られる映像及び情報(高度情報等)を見ながら、操縦することができる。
なお、通信部251は、リール装置70にも接続されている。
The ground unit 210 includes a controller 250 for manually maneuvering the flying object 230 and a communication unit 251. The ground unit 210 includes an electro-optic converter 214 (second electro-optic converter) that converts an electrical signal transmitted from the communication unit 251 into an optical signal.
As a result, the flight does not become unstable due to radio interference.
Further, the ground unit 210 includes a monitor display 60. As a result, even in a situation where the flying object cannot be seen, it is possible to maneuver while viewing the video and information (such as altitude information) sent from the flying object 230.
Note that the communication unit 251 is also connected to the reel device 70.

地上部210は、4個の車輪215と、4個のDCモータ216と、DCモータを制御する制御装置217と、カメラ218を備えている。車輪215は、DCモータ216に連結されている。制御装置217は、カメラ218の映像によって目標物を認識し、それによって自らの位置を認識することができるようになっている。また制御装置217は、認識した自己の位置情報を基にDCモータ216を制御し、地上部210を設定された移動経路に沿って自律移動させる。これらの技術は、すべて周知の技術を用いている。   The ground unit 210 includes four wheels 215, four DC motors 216, a control device 217 that controls the DC motors, and a camera 218. The wheel 215 is connected to the DC motor 216. The control device 217 can recognize a target by the video of the camera 218 and thereby recognize its own position. Further, the control device 217 controls the DC motor 216 based on the recognized position information of the self, and autonomously moves the ground unit 210 along the set movement route. These techniques are all known techniques.

制御装置217の電源は、エンジン式発電機213から出力された100Vの交流を図示しないAC−DCコンバータによって、直流の24Vに降圧し、用いている。
本実施形態では、四輪駆動であるが、二輪駆動としてもよい。車輪215は、手押しの場合は、フリーになるようになっている。地上部210の位置信号は、通信部251に送られ、電気光変換器214を経由して飛行体230に送られるようになっている。
飛行体230に加えて、地上部210も自律移動することで、より広範囲を自動監視することができる。
As a power source for the control device 217, 100V AC output from the engine generator 213 is stepped down to 24V DC by an AC-DC converter (not shown).
In this embodiment, four-wheel drive is used, but two-wheel drive may be used. The wheel 215 is free when manually pushed. The position signal of the ground unit 210 is sent to the communication unit 251 and sent to the flying object 230 via the electro-optical converter 214.
In addition to the flying object 230, the ground unit 210 also moves autonomously, so that a wider range can be automatically monitored.

複合ケーブル220は、図5に示すように、2本の給電用の導電線21と、2本の光ファイバ22と、アラミド繊維からなるテンションメンバ23とで構成されている。
テンションメンバ23は、複合ケーブル220の中心に1本配設されている。複合ケーブル220の質量は、1メートル当たり略34グラムである。
As shown in FIG. 5, the composite cable 220 includes two power supply conductive wires 21, two optical fibers 22, and a tension member 23 made of an aramid fiber.
One tension member 23 is disposed at the center of the composite cable 220. The mass of the composite cable 220 is approximately 34 grams per meter.

飛行体230は、飛行体30と同様に、機体31と、6個の主回転翼(ローター)32と、6個のDCモータ33と、撮影装置35と、収容部40で構成され、図4に示すように、収容部40には、2個のDC−DCコンバータ41と、電気光変換器42と、バッテリ43と、制御装置44と、ジャイロセンサ45と、加速度センサ46と、気圧センサ(高度計)47と、GPS受信機48と、光電気変換器249(第二の光電気変換器)が収容されている。本実施形態ではDC−DCコンバータ41の数は2個であるが、DC−DCコンバータ41の出力電流と飛行体230全体が消費する消費電力の関係によっては、1個とすることもできるし、3個以上とすることもできるのは、飛行体システム1と同様である。   Like the flying object 30, the flying object 230 includes an airframe 31, six main rotor blades (rotors) 32, six DC motors 33, an imaging device 35, and a housing 40, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the housing unit 40 includes two DC-DC converters 41, an electro-optical converter 42, a battery 43, a control device 44, a gyro sensor 45, an acceleration sensor 46, and an atmospheric pressure sensor ( An altimeter 47, a GPS receiver 48, and a photoelectric converter 249 (second photoelectric converter) are accommodated. In the present embodiment, the number of DC-DC converters 41 is two. However, depending on the relationship between the output current of the DC-DC converter 41 and the power consumption consumed by the entire vehicle 230, it may be one, It is the same as the air vehicle system 1 that three or more can be used.

光電気変換器249は、地上部100から送られた光信号を電気信号に変換するものであり、周知の技術である。   The photoelectric converter 249 converts the optical signal sent from the ground unit 100 into an electrical signal, and is a well-known technique.

飛行体230は、気圧センサ(高度計)47により、高度を認識することができるようになっている。また、撮影装置35と制御装置44により、目標物を認識し、自らの位置を認識することができるようになっている。また制御装置44は、認識した高度情報と自己の位置情報を基にDCモータ33を制御し、飛行体230を設定された飛行経路に沿って自律飛行させる。これらの技術は、すべて周知の技術を用いている。   The flying object 230 can recognize the altitude by an atmospheric pressure sensor (altimeter) 47. Further, the photographing device 35 and the control device 44 can recognize a target and recognize its own position. The control device 44 controls the DC motor 33 based on the recognized altitude information and its own position information, and causes the flying object 230 to fly autonomously along the set flight path. These techniques are all known techniques.

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。例えば、所定の条件を満たした場合(例えば、飛行体30が飛行禁止区域に進入してしまった場合)に、飛行体30が抗えないほどの巻取りトルクで巻き取る、強制巻取りモード(検出電流の設定値:特大)を設けてもよい。
また、飛行体システム2では、2本の光ファイバ22を有する複合ケーブル220を用いているが、飛行体システム1と同様に光ファイバ22が1本の複合ケーブル20を用いてもよいことはもちろんである。この場合は、1本の光ファイバ22で双方向の通信をする周知の技術を用いればよい。
また、飛行体30には、赤外線センサ、化学物質検出センサ、温度センサ、放射線センサ等のセンサを含んでもよい。
また、本実施形態で記載されている数値(寸法)は、これに限られるものでなく、設計的な事項である。
The contents described above relate to an embodiment of the present invention, and do not mean that the present invention is limited to the above contents. For example, when a predetermined condition is satisfied (for example, when the flying object 30 has entered a prohibited flight area), the forced winding mode (detection) in which the flying object 30 is wound with a winding torque that cannot be resisted. A current setting value (extra large) may be provided.
In the aircraft system 2, the composite cable 220 having the two optical fibers 22 is used. Of course, the optical fiber 22 may use the single composite cable 20 as in the aircraft system 1. It is. In this case, a well-known technique for performing bidirectional communication with one optical fiber 22 may be used.
The flying object 30 may include a sensor such as an infrared sensor, a chemical substance detection sensor, a temperature sensor, and a radiation sensor.
Further, the numerical values (dimensions) described in the present embodiment are not limited to this, but are design matters.

1飛行体システム(第一の実施形態)
2飛行体システム(第二の実施形態)
10 地上部
11 電源装置 12 光電気変換器(第二の光電気変換器)
13 気圧センサ 14 GPS受信機
20 複合ケーブル 21 導電線 22 光ファイバ 23 テンションメンバ
30 飛行体
31 機体 32 主回転翼 33 DCモータ 35 撮影装置
40 収容部
41 DC−DCコンバータ 42 電気光変換器(第一の電気光変換器)
43 バッテリ 44 制御装置 45 ジャイロセンサ
46 加速度センサ 47 気圧センサ 48 GPS受信機
50 無線式コントローラ 60 モニタディスプレイ
70 リール装置 71 支持体 72 ドラム 73 第一側板
74 送風装置 77 第二側板
210 地上部 213 エンジン式発電機
214 電気光変換器(第二の電気光変換器) 215 車輪
216 モータ 217 制御装置 218 カメラ
220 複合ケーブル
230 飛行体
249 光電気変換器(第二の光電気変換器)
250 コントローラ 251 通信部

1-aircraft system (first embodiment)
Two-aircraft system (second embodiment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ground part 11 Power supply device 12 Photoelectric converter (2nd photoelectric converter)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Barometric pressure sensor 14 GPS receiver 20 Composite cable 21 Conductive wire 22 Optical fiber 23 Tension member 30 Aircraft body 31 Aircraft body 32 Main rotor blade 33 DC motor 35 Imaging device
40 housing part 41 DC-DC converter 42 electro-optic converter (first electro-optic converter)
43 Battery 44 Control Device 45 Gyro Sensor 46 Acceleration Sensor 47 Air Pressure Sensor 48 GPS Receiver 50 Wireless Controller 60 Monitor Display 70 Reel Device 71 Support 72 Drum 73 First Side Plate 74 Blower 77 Second Side Plate 210 Ground Unit 213 Engine Type Generator 214 Electric light converter (second electric light converter) 215 Wheel 216 Motor 217 Control device 218 Camera 220 Composite cable 230 Aircraft 249 Photoelectric converter (second photoelectric converter)
250 controller 251 communication unit

Claims (2)

モータの駆動力によって飛行する飛行体のシステムであって、
地上に設置され、電源装置を有する地上部と、
第一の端部が前記地上部に接続されたケーブルと、
前記ケーブルの第二の端部に接続された飛行体と、
地上に設置され、前記ケーブルの余剰分を巻取るリール装置と、
前記飛行体を操縦するコントローラを備え、
前記飛行体は、
主回転翼を駆動するDCモータと、
自身の高度を計測する飛行体高度計測手段と、
自身の位置を把握する飛行体位置把握手段と、を有し、
前記リール装置は、
前記ケーブルが巻取られる円筒状のドラムと、
前記ドラムを回転駆動させるモータと、
前記ドラムの回転方向及び回転速度を計測可能な回転センサと、
前記モータのコイルを流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段によって検出される電流値を基に前記モータが発生するトルクを制御するモータコントローラと、
自身の高度を計測するリール装置高度計測手段と、
自身の位置を把握するリール装置位置把握手段と、を有し、
前記モータコントローラは、
基本的には、前記電流検出手段によって検出される電流値が予め設定された標準設定値と一致するようにすることで、前記ドラムが前記ケーブルを巻き取る方向にトルクを発生させてモータを制御し、
操縦者が前記コントローラを操作した時に、前記飛行体高度計測手段と、前記飛行体位置把握手段と、前記リール装置高度計測手段と、前記リール装置位置把握手段と、から得られた情報と、前記コントローラの操作情報を基に、その後、前記飛行体が前記リール装置から所定の速度以上で離れて行くと判定した場合は、検出される電流値の設定値を前記標準設定値よりも小さくなるように補正して制御する飛行体システム。
A flying object system that flies by the driving force of a motor,
A ground unit installed on the ground and having a power supply;
A cable having a first end connected to the ground portion;
An aircraft connected to the second end of the cable;
A reel device installed on the ground and winding the excess of the cable;
A controller for maneuvering the flying object;
The aircraft is
A DC motor for driving the main rotor blade;
Aircraft altitude measuring means for measuring its own altitude,
Air vehicle position grasping means for grasping its own position,
The reel device is
A cylindrical drum around which the cable is wound;
A motor for rotating the drum;
A rotation sensor capable of measuring the rotation direction and rotation speed of the drum;
Current detecting means for detecting a current flowing through the coil of the motor;
A motor controller for controlling the torque generated by the motor based on the current value detected by the current detection means;
Reel device altitude measuring means for measuring its own altitude,
Reel device position grasping means for grasping its own position,
The motor controller is
Basically, the motor is controlled by generating torque in the direction in which the cable winds the cable by making the current value detected by the current detection means coincide with a preset standard setting value. And
When the operator operates the controller, information obtained from the flying object height measuring means, the flying object position grasping means, the reel device height measuring means, and the reel device position grasping means, On the basis of the operation information of the controller, if it is determined that the flying object moves away from the reel device at a predetermined speed or higher, the set value of the detected current value is made smaller than the standard set value. Aircraft system that compensates and controls.
モータの駆動力によって飛行する飛行体のシステムであって、
地上に設置され、電源装置を有する地上部と、
第一の端部が前記地上部に接続されたケーブルと、
前記ケーブルの第二の端部に接続された飛行体と、
地上に設置され、前記ケーブルの余剰分を巻取るリール装置と、を備え、
前記飛行体は、
主回転翼を駆動するDCモータと、
自身の高度を計測する飛行体高度計測手段と、
自身の位置を把握する飛行体位置把握手段と、を有し、
前記リール装置は、
前記ケーブルが巻取られる円筒状のドラムと、
前記ドラムを回転駆動させるモータと、
前記ドラムの回転方向及び回転速度を計測可能な回転センサと、
前記モータのコイルを流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段によって検出される電流値を基に前記モータが発生するトルクを制御するモータコントローラと、
自身の高度を計測するリール装置高度計測手段と、
自身の位置を把握するリール装置位置把握手段と、を有し、
前記モータコントローラは、
基本的には、前記電流検出手段によって検出される電流値が予め設定された標準設定値と一致するようにすることで、前記ドラムが前記ケーブルを巻き取る方向にトルクを発生させてモータを制御し、
前記飛行体高度計測手段と、前記飛行体位置把握手段と、前記リール装置高度計測手段と、前記リール装置位置把握手段と、から得られた情報を基に、前記リール装置から前記飛行体を見た時の仰角を算出し、前記仰角が所定の値よりも大きい場合は、大きくなるほど検出される電流値の設定値が前記標準設定値よりも連続的又は段階的に小さくなるように補正して制御し、前記仰角が所定の値よりも小さい場合は、小さくなるほど検出される電流値の設定値が前記標準設定値よりも連続的又は段階的に大きくなるように補正して制御する飛行体システム。
A flying object system that flies by the driving force of a motor,
A ground unit installed on the ground and having a power supply;
A cable having a first end connected to the ground portion;
An aircraft connected to the second end of the cable;
A reel device installed on the ground and winding the excess of the cable,
The aircraft is
A DC motor for driving the main rotor blade;
Aircraft altitude measuring means for measuring its own altitude,
Air vehicle position grasping means for grasping its own position,
The reel device is
A cylindrical drum around which the cable is wound;
A motor for rotating the drum;
A rotation sensor capable of measuring the rotation direction and rotation speed of the drum;
Current detecting means for detecting a current flowing through the coil of the motor;
A motor controller for controlling the torque generated by the motor based on the current value detected by the current detection means;
Reel device altitude measuring means for measuring its own altitude,
Reel device position grasping means for grasping its own position,
The motor controller is
Basically, the motor is controlled by generating torque in the direction in which the cable winds the cable by making the current value detected by the current detection means coincide with a preset standard setting value. And
Based on the information obtained from the flying object height measuring means, the flying object position grasping means, the reel device height measuring means, and the reel device position grasping means, the flying object is viewed from the reel device. When the elevation angle is larger than a predetermined value, the detected current value setting value is corrected so as to be continuously or stepwise smaller than the standard setting value. A vehicle system that controls and corrects and controls so that the set value of the detected current value becomes larger or larger than the standard set value as the elevation angle is smaller than a predetermined value. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022224874A1 (en) * 2021-04-19 2022-10-27 ソフトバンク株式会社 Aerial vehicle, wireless relay system, and program

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000289695A (en) * 1999-04-06 2000-10-17 Hitachi Ltd Moored flight body and its utilizing system
WO2007141795A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Israel Aerospace Industries Ltd. Unmanned air vehicle system
JP2010208623A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Honeywell Internatl Inc Tether energy feeding system
JP2011528637A (en) * 2008-07-18 2011-11-24 ベースロード・エナジー・インコーポレイテッド Tether processing system and method for flight generator
US20130134261A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 Leonid Goldstein Airborne wind energy conversion system with fast motion transfer
JP2016074257A (en) * 2014-10-02 2016-05-12 株式会社フカデン Flight body system and composite cable used for the flight body system
JP2016121008A (en) * 2014-12-25 2016-07-07 株式会社瑞光 Carrying device and carrying method
JP2017169395A (en) * 2016-03-17 2017-09-21 株式会社空撮技研 Striped body feeding device for unmanned flying object
JP2017226248A (en) * 2016-06-20 2017-12-28 ソフトバンク株式会社 Captive balloon

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000289695A (en) * 1999-04-06 2000-10-17 Hitachi Ltd Moored flight body and its utilizing system
WO2007141795A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Israel Aerospace Industries Ltd. Unmanned air vehicle system
JP2011528637A (en) * 2008-07-18 2011-11-24 ベースロード・エナジー・インコーポレイテッド Tether processing system and method for flight generator
JP2010208623A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Honeywell Internatl Inc Tether energy feeding system
US20130134261A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 Leonid Goldstein Airborne wind energy conversion system with fast motion transfer
JP2016074257A (en) * 2014-10-02 2016-05-12 株式会社フカデン Flight body system and composite cable used for the flight body system
JP2016121008A (en) * 2014-12-25 2016-07-07 株式会社瑞光 Carrying device and carrying method
JP2017169395A (en) * 2016-03-17 2017-09-21 株式会社空撮技研 Striped body feeding device for unmanned flying object
JP2017226248A (en) * 2016-06-20 2017-12-28 ソフトバンク株式会社 Captive balloon

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022224874A1 (en) * 2021-04-19 2022-10-27 ソフトバンク株式会社 Aerial vehicle, wireless relay system, and program
JP2022165047A (en) * 2021-04-19 2022-10-31 ソフトバンク株式会社 Flight body and radio relay system
JP7166385B1 (en) 2021-04-19 2022-11-07 ソフトバンク株式会社 Aircraft and radio relay system

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