JP2019170014A - 電源装置およびこれを用いた飛行装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数の電源の電圧または電流を用いて、複数の電源の相互間で電力の伝送を制御することより、長期間の安定した電力の供給を達成する電源装置およびこれを用いた飛行装置を提供する。【解決手段】電源装置11は、第一電源部21、第二電源部22、ダイオード23、ダイオード24、検出部25、検出部26および電力制御部27を備える。第一電源部21および第二電源部22は、負荷であるスラスタ13に電力を供給する。ダイオード23、24は、第一電源部21および第二電源部22にそれぞれ設けられ、これらの電源への電力の逆流を制限する。検出部25、26は、第一電源部21とスラスタ13との間、および第二電源部22とスラスタ13との間にそれぞれ設けられ、電圧または電流の少なくともいずれか一方を検出する。電力制御部27は、検出部25、26で検出した検出値に基づいて、第一電源部21と第二電源部22との間の電力の伝送を制御する。【選択図】図1
Description
本発明は、電源装置およびこれを用いた飛行装置に関する。
負荷に電力を供給する電源装置は、基礎となる安定的な電力を供給するための基礎的な電源と、必要に応じて瞬間的に比較的大きな電力を供給するための電源とがある。例えば、特許文献1の場合、いわゆるドローンと称される飛行装置において、基礎的な電源として燃料電池を用いるとともに、瞬間的な電力の供給のためにリチウムイオン電池などの二次電池を用いている。燃料電池は、一般的な二次電池と比較して電力容量が大きく、電力を長期間供給できるという利点がある。一方、二次電池は、燃料電池と比較して瞬間的に大きな電力を供給できるという利点がある。
しかしながら、リチウムイオン電池などの二次電池は、電力容量が小さいことから、使用が限定的であっても、燃料電池に先立って電力容量が不足する傾向にある。そのため、特許文献1の場合、二次電池の電力容量が電源全体の供給能力を制限することとなり、長期間の安定した電力の供給は困難であるという問題がある。
そこで、本発明の目的は、複数の電源の電圧または電流を用いて、複数の電源の相互間で電力の伝送を制御することにより、長期間の安定した電力の供給を達成する電源装置およびこれを用いた飛行装置を提供することにある。
請求項1記載の発明では、検出部を備えている。検出部は、複数の電源と負荷との間にそれぞれ設けられており、複数の電源から負荷へ供給される電力の電圧または電流の少なくともいずれか一方を検出する。電力制御部は、この検出部で検出した電圧または電流に基づいて、複数の電源の相互間における電力の伝送を制御する。すなわち、電力制御部は、複数の電源のうちいずれか一方の電源の電圧が低下したとき、他方の電源から電力を供給する。その結果、電圧が低下した電源は、残る電源から供給される電力によって充電される。これにより、複数の電源のうち一方の電力容量が小さい場合でも、電力容量の小さな電源は供給余力が大きな電源によって充電される。したがって、長期間の安定した電力の供給を達成することができる。
請求項5記載の発明のように電源装置を備える飛行装置は、飛行時間の延長を図ることができる。飛行装置の場合、瞬間的に大きな電力が必要となるのは、高速での飛行時や風などの外乱に対して高い応答性で制御が求められる場面である。このような高速での飛行時や外乱に対する制御を除くと、飛行装置は例えば燃料電池などのような基礎的な電源からの電力の供給で飛行を維持可能である。また、飛行装置の飛行を維持するための基礎的な電源は、十分な供給余力を有している。そのため、例えばホバリング時のように飛行装置が基礎的な電源だけで飛行しているとき、基礎的な電源は瞬間的な電力の供給に対応する電源に電力を供給可能である。電力制御部は、このように基礎的な電源からの電力の供給だけで飛行装置が飛行しているとき、基礎的な電源から瞬間的な電力の供給に対応する電源を充電する。その結果、瞬間的な電力の供給に対応する電源は、電力容量が小さい場合であっても、基礎的な電源による電力が供給可能な間、充電によって電力の供給能力が維持される。したがって、長期間の安定した飛行の継続を達成することができる。
以下、電源装置を適用した飛行装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に共通する構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
図2に示す第1実施形態による飛行装置10は、電源装置11、基体12、スラスタ13、状態取得部14、受信部15および飛行制御部16を備える。電源装置11は、図1および図2に示すように第一電源部21、第二電源部22、ダイオード23、ダイオード24、検出部25、検出部26および電力制御部27を備えている。第一電源部21は、基体12の飛行に用いられる電源の一つである。具体的には、第一電源部21は、瞬間的に電力が必要となるときに、高い応答性で基体12へ電力を供給することができる電源である。そのため、第一電源部21は、例えばリチウムイオン電池などの応答性が高く、繰り返し充電および放電が可能な電源を有している。リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池は、繰り返しの充電および放電が可能であるとともに、電力の供給に対する応答性が高い。このことから、二次電池を有する第一電源部21は、基体12の補助的な電源として適している。すなわち、第一電源部21は、例えば風などの外乱などに対して高い応答性で基体12の制御が求められる、あるいは基体12が高速で飛行するときなど、短期間に大きな電力が必要となるとき、基体12へ電力を供給する。
(第1実施形態)
図2に示す第1実施形態による飛行装置10は、電源装置11、基体12、スラスタ13、状態取得部14、受信部15および飛行制御部16を備える。電源装置11は、図1および図2に示すように第一電源部21、第二電源部22、ダイオード23、ダイオード24、検出部25、検出部26および電力制御部27を備えている。第一電源部21は、基体12の飛行に用いられる電源の一つである。具体的には、第一電源部21は、瞬間的に電力が必要となるときに、高い応答性で基体12へ電力を供給することができる電源である。そのため、第一電源部21は、例えばリチウムイオン電池などの応答性が高く、繰り返し充電および放電が可能な電源を有している。リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池は、繰り返しの充電および放電が可能であるとともに、電力の供給に対する応答性が高い。このことから、二次電池を有する第一電源部21は、基体12の補助的な電源として適している。すなわち、第一電源部21は、例えば風などの外乱などに対して高い応答性で基体12の制御が求められる、あるいは基体12が高速で飛行するときなど、短期間に大きな電力が必要となるとき、基体12へ電力を供給する。
第二電源部22は、基体12の飛行に用いられる基礎的な電源の一つである。具体的には、第二電源部22は、長期の間、基体12へ安定して電力を供給することができる電源である。第二電源部22は、例えば燃料電池やエンジン発電機などのように発電を行なう電源、または電力容量が大きな電池もしくはキャパシタなどを有している。燃料電池は、電力が大きく長期にわたり安定した発電ができる。このことから、燃料電池を有する第二電源部22は、基体12の基礎的な電源として適している。また、エンジン発電機は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンエンジンなどが用いられる。これらのエンジン発電機は、重量が比較的大きくなるものの、電力が大きく長期にわたり安定した発電ができる。特に、ガスタービンエンジンは、重量が小さいにもかかわらず、出力が大きい。これらのことから、エンジン発電機を有する第二電源部22も、基体12の基礎的な電源として適している。第二電源部22は、例えばホバリングなどのように基体12が安定して飛行しているとき、基体12へ基礎的な電力を供給する。
ダイオード23は、第一電源部21と電源装置11の電力を消費する負荷との間に設けられている。第1実施形態の場合、ダイオード23は、図2に示すように第一電源部21と負荷であるスラスタ13との間に設けられている。また、ダイオード24は、第二電源部22と負荷との間に設けられている。第1実施形態の場合、ダイオード24は、第二電源部22と負荷であるスラスタ13との間に設けられている。これらダイオード23およびダイオード24は、いずれも電力の逆流を制限する。すなわち、ダイオード23は、負荷であるスラスタ13側から第一電源部21への電力の逆流を制限する。同様に、ダイオード24は、負荷であるスラスタ13側から第二電源部22への電力の逆流を制限する。
検出部25は、ダイオード23と第一電源部21との間に設けられている。また、検出部26は、ダイオード24と第二電源部22との間に設けられている。検出部25および検出部26は、いずれも電圧または電流の少なくとも一方を検出する。具体的には、検出部25は、第一電源部21とダイオード23との間における電圧、または第一電源部21とダイオード23との間を流れる電流を検出する。同様に、検出部26は、第二電源部22とダイオード24との間における電圧、または第二電源部22とダイオード24との間を流れる電流を検出する。検出部25および検出部26は、電圧または電流のいずれか一方を検出値として検出する構成でもよく、電圧および電流の双方を検出値として検出する構成でもよい。
第1実施形態の電源装置11の場合、負荷で消費される電力が小さいとき、第一電源部21は、その電圧が第二電源部22よりも低くなるように設定されている。すなわち、負荷で消費される電力が小さいとき、第一電源部21の電圧は第二電源部22の電圧よりも低い。そのため、負荷で消費される電力が小さいとき、負荷は第二電源部22から電力の供給を受ける。一方、負荷で消費される電力が大きくなると、第一電源部21の電圧は、第二電源部22の電圧よりも高くなるように設定されている。すなわち、第一電源部21を構成する二次電池のセル数は、負荷で消費される電力が大きくなると、第二電源部22の電圧を上回るように設定されている。そのため、負荷で消費される電力が大きくなると、負荷は第一電源部21から電力の供給を受ける。
電力制御部27は、制御部28および変換器29を有している。電力制御部27は、検出部25および検出部26で検出した検出値に基づいて、第一電源部21と第二電源部22との相互間における電力の伝送を制御する。制御部28は、CPU、ROMおよびRAMを有するマイクロコンピュータで構成されている。制御部28は、ROMに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、変換器29を制御する。これにより、制御部28は、第一電源部21と第二電源部22との間における電力の伝送を制御する。変換器29は、例えばDC/DCコンバータなどの変圧機器や整流機器などを有している。制御部28は、検出部25で検出した検出値、および検出部26で検出した検出値に基づいて、第一電源部21の電圧が第二電源部22の電圧よりも低く、かつ第一電源部21が電力を供給していないとき、変換器29をオンにする。これにより、第二電源部22が発電した電力は、変換器29を通して第一電源部21へ供給される。その結果、第一電源部21は、第二電源部22で発電された電力によって充電される。
次に、上記の構成による電源装置11を備える飛行装置10について説明する。
飛行装置10は、上述のように電源装置11に加え、基体12、スラスタ13、状態取得部14、受信部15および飛行制御部16を備える。基体12は、図3および図4に示すように本体31および腕部32を有している。本体31は、基体12の重心またはその近傍に設けられている。腕部32は、本体31から放射状に延びている。スラスタ13は、この基体12の腕部32の先端に設けられている。なお、基体12は、本体31から腕部32が放射状に延びる構成に限らず、円環状に形成して周方向へ複数のスラスタ13を設ける構成など、任意の構成とすることができる。スラスタ13および腕部32の数は、2つ以上であれば任意に設定することができる。
飛行装置10は、上述のように電源装置11に加え、基体12、スラスタ13、状態取得部14、受信部15および飛行制御部16を備える。基体12は、図3および図4に示すように本体31および腕部32を有している。本体31は、基体12の重心またはその近傍に設けられている。腕部32は、本体31から放射状に延びている。スラスタ13は、この基体12の腕部32の先端に設けられている。なお、基体12は、本体31から腕部32が放射状に延びる構成に限らず、円環状に形成して周方向へ複数のスラスタ13を設ける構成など、任意の構成とすることができる。スラスタ13および腕部32の数は、2つ以上であれば任意に設定することができる。
スラスタ13は、電源装置11から電力の供給を受ける負荷に相当する。スラスタ13は、いずれもモータ33、軸部材34およびプロペラ35を有している。モータ33は、プロペラ35を駆動する駆動源である。モータ33は、電源装置11から供給される電力によって駆動される。モータ33の回転は、図示しない回転子と一体になった軸部材34を通してプロペラ35に伝達される。プロペラ35は、モータ33によって回転駆動される。また、スラスタ13は、ピッチ変更機構部36を有してもよい。このピッチ変更機構部36は、各スラスタ13に設けられている。ピッチ変更機構部36は、サーボモータ37が発生する駆動力によってプロペラ35のピッチを変更する。サーボモータ37は、電源装置11から供給される電力によって駆動される。スラスタ13は、モータ33でプロペラ35を駆動することによって推進力を発生する。このとき、スラスタ13から発生する推進力の大きさおよび推進力の向きは、モータ33の回転数およびプロペラ35のピッチを変更することによって制御される。
飛行装置10は、制御ユニット40を備えている。制御ユニット40は、図2に示すように制御演算部41および記憶部42を有している。制御演算部41は、CPU、ROMおよびRAMを有するマイクロコンピュータで構成されている。制御演算部41は、CPUでROMに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、基体12の全体を制御する。制御演算部41は、コンピュータプログラムを実行することにより、状態取得部14および飛行制御部16をソフトウェア的に実現している。なお、状態取得部14および飛行制御部16は、ソフトウェア的に限らず、ハードウェア的、あるいはソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現してもよい。また、制御ユニット40は、電源装置11の電力制御部27と共用してもよい。
記憶部42は、例えば不揮発性メモリなどを有している。記憶部42は、予め設定された飛行計画をデータとして記憶している。飛行計画は、基体12が飛行する飛行ルートや飛行高度が含まれている。受信部15は、図2および図4に示すように基体12と別体に設けられている遠隔操作装置43との間で無線または有線で通信する。受信部15は、遠隔操作装置43から送信された信号を受信する。
状態取得部14は、基体12の傾きや基体12に加わる加速度などから基体12の飛行状態を取得する。具体的には、状態取得部14は、GPSセンサ51、加速度センサ52、角速度センサ53、地磁気センサ54および高度センサ55などと接続している。GPSセンサ51は、GPS衛星から出力されるGPS信号を受信する。また、加速度センサ52は、3次元の3つの軸方向において基体12に加わる加速度を検出する。角速度センサ53は、3次元の3つの軸方向において基体12に加わる角速度を検出する。地磁気センサ54は、3次元の3つの軸方向における地磁気を検出する。高度センサ55は、天地方向における高度を検出する。
状態取得部14は、これらGPSセンサ51で受信したGPS信号、加速度センサ52で検出した加速度、角速度センサ53で検出した角速度、地磁気センサ54で検出した地磁気などから基体12の飛行姿勢、飛行方向および飛行速度を検出する。また、状態取得部14は、GPSセンサ51で検出したGPS信号と各種のセンサによる検出値から基体12の飛行位置を検出する。さらに、状態取得部14は、高度センサ55で検出した高度から基体12の飛行高度を検出する。このように、状態取得部14は、基体12の飛行姿勢、飛行速度、飛行位置および飛行高度など、基体12の飛行に必要な情報を飛行状態として検出する。状態取得部14は、これらに加え、可視的な画像を取得する図示しないカメラ、あるいは周囲の物体までの距離を測定する図示しないLIDAR(Light Detection And Ranging)などに接続してもよい。
飛行制御部16は、基体12の飛行を、自動制御モードまたは手動制御モードによって制御する。自動制御モードは、操作者の操作によらずに、基体12を自立的に飛行させる飛行モードである。自動制御モードのとき、飛行制御部16は、記憶部42に記憶されている飛行計画に沿って、基体12の飛行を自動的に制御する。すなわち、飛行制御部16は、この自動制御モードのとき、状態取得部14で検出した基体12の飛行状態などに基づいて、スラスタ13の推進力を制御する。これにより、飛行制御部16は、操作者の操作によらず、基体12を飛行計画に沿って自動的に飛行させる。一方、手動制御モードは、操作者の操作にしたがって基体12を飛行させる飛行モードである。手動制御モードのとき、操作者は、基体12と遠隔に設けられた遠隔操作装置43を用いて基体12の飛行状態を制御する。飛行制御部16は、遠隔操作装置43から入力された操作、および状態取得部14で取得した飛行状態に基づいてスラスタ13の推進力を制御する。これにより、飛行制御部16は、操作者の意思に沿って基体12の飛行を制御する。
電源装置11を飛行装置10に適用する場合、電源装置11は、基体12の飛行状態に応じて、第一電源部21または第二電源部22のいずれか一方から電力を供給する。例えば、ホバリングや一定速度の飛行などのように基体12が安定的に飛行しているとき、電源装置11は第二電源部22から基体12へ電力を供給する。このように基体12における電力の消費が小さいとき、第二電源部22の電圧は第一電源部21の電圧よりも高くなる。そのため、基体12のスラスタ13は、電圧の高い第二電源部22から電力の供給を受ける。一方、例えば風などの外乱、高速での移動時、あるいは不具合などの緊急時のように基体12の飛行姿勢の迅速な変化や移動が求められるとき、電源装置11は、第一電源部21から基体12へ電力を供給する。このように基体12における電力の消費が大きいとき、第二電源部22の電圧は第一電源部21の電圧よりも低くなる。そのため、スラスタ13は、電圧の高い第一電源部21から電力の供給を受ける。また、電源装置11の電力制御部27は、基体12における電力の消費が小さい、つまり第一電源部21の電圧が低く、かつ第一電源部21が基体12へ電力を供給していないとき、変換器29をオンにする。変換器29がオンになると、電圧の高い第二電源部22から電圧の低い第一電源部21へ電力が供給される。その結果、第一電源部21は充電される。
ところで、第1実施形態の電源装置11の場合、第二電源部22は、例えばホバリングなどのように基体12で消費される電力が小さいとき、第一電源部21を充電するための電力を供給する。そのため、第二電源部22は、例えば基礎供給電力の1.1倍程度の発電能力を有していることが好ましい。基礎供給電力とは、例えばホバリング時などのように基体12が安定した定常的な飛行を維持するために基体12で必要となる電力である。第二電源部22の発電能力を基礎供給電力の1.1倍程度とすることにより、第二電源部22は大型化および重量の増加を招くことがない。また、第二電源部22が第一電源部21を充電するとき、これに必要な電力は基礎供給電力の0.1倍程度である。そのため、電源装置11の変換器29は、大きな変換容量が要求されず、小型化および軽量化が図られ、基体12の性能に与える影響が小さい。
以下、上記の構成による電源装置11を備える飛行装置10における制御の流れを図5に基づいて説明する。
飛行装置10の電源がオン、つまり電源装置11から基体12へ電力の供給が開始されると、制御部28は、第一電源部21および第二電源部22の検出値を取得する(S101)。具体的には、検出部25は第一電源部21から供給される電力の電圧または電流のうち少なくともいずれか一方を検出し、検出部26は第二電源部22から供給される電力の電圧または電流のうち少なくとも一方を検出する。第1実施形態では、検出部25は、第一電源部21の電圧を検出値V1として検出し、第一電源部21から供給される電流を検出値I1として検出する。同様に、検出部26は、第二電源部22の電圧を検出値V2として検出し、第二電源部22から供給される電流を検出値I2として検出する。
飛行装置10の電源がオン、つまり電源装置11から基体12へ電力の供給が開始されると、制御部28は、第一電源部21および第二電源部22の検出値を取得する(S101)。具体的には、検出部25は第一電源部21から供給される電力の電圧または電流のうち少なくともいずれか一方を検出し、検出部26は第二電源部22から供給される電力の電圧または電流のうち少なくとも一方を検出する。第1実施形態では、検出部25は、第一電源部21の電圧を検出値V1として検出し、第一電源部21から供給される電流を検出値I1として検出する。同様に、検出部26は、第二電源部22の電圧を検出値V2として検出し、第二電源部22から供給される電流を検出値I2として検出する。
制御部28は、検出値V1および検出値V2がいずれも「0」より高いか否かを判断する(S102)。すなわち、制御部28は、第一電源部21および第二電源部22がスラスタ13へ電力を供給できる状態であるか否かを判断する。制御部28は、検出値V1または検出値V2のいずれか一方が「0」であるとき(S102:No)、処理を終了する。すなわち、検出値V1または検出値V2のいずれか一方が「0」であるとき、第一電源部21または第二電源部22のいずれか一方は基体12へ電力を供給できない状態である。そのため、制御部28は処理を終了し、基体12は飛行しない。
制御部28は、検出値V1および検出値V2がいずれも「0」より高いとき(S102:Yes)、充電条件を満たすか否かを判断する(S103)。すなわち、制御部28は、充電条件としてS101で検出した検出値V1よりも検出値V2が高く、検出値V1が予め設定された設定電圧Vrよりも低く、かつ検出値I1が「0」であるか否かを判断する。つまり、制御部28は、充電条件として、V1<V2、V1<Vr、I1=0のすべてを満たすか否かを判断する。第二電源部22から供給される電力で第一電源部21を充電する場合、第二電源部22の電圧は第一電源部21の電圧よりも高くなければならない。そのため、制御部28は、検出値V1よりも検出値V2が高いことを充電の条件とする。また、第一電源部21の電圧が高すぎると、第二電源部22の電力で第一電源部21を充電することはできない。そのため、制御部28は、設定電圧Vrよりも検出値V1が低いことを充電の条件とする。設定電圧Vrは、第一電源部21および第二電源部22の性能に応じて任意に設定することができる。さらに、第一電源部21が基体12へ電力を供給しているとき、第一電源部21を充電することはできない。そのため、制御部28は、検出値I1が「0」であることを充電の条件とする。
制御部28は、これらの充電条件をすべて満たすとき(S103:Yes)、変換器29をオンにする(S104)。これにより、第一電源部21は、第二電源部22で発電された電力によって充電される。そして、制御部28は、S103へリターンし、S103以降の処理を繰り返す。一方、制御部28は、S103における充電条件をいずれか一つでも満たさないとき(S103:No)、変換器29をオフにする(S105)。すなわち、充電条件を満たさないとき、第一電源部21は充電できない。そのため、制御部28は、変換器29をオフにし、第二電源部22から第一電源部21への電力の供給を遮断する。そして、制御部28は、S101へリターンし、S101以降の処理を繰り返す。制御部28は、飛行装置10の電源がオフされるまで上記の処理を繰り返す。
以上説明したように第1実施形態では、電力制御部27は、検出部25および検出部26で検出した検出値V1、検出値V2および検出値I1に基づいて、第一電源部21と第二電源部22との相互間における電力の伝送を制御する。電力制御部27は、複数の電源のうち第一電源部21の電圧が低下したとき、変換器29をオンにし、第二電源部22から第一電源部21へ電力を供給する。その結果、供給余力が低下した第一電源部21は、第二電源部22から供給される電力によって充電される。これにより、第一電源部21の電力容量が小さい場合でも、第一電源部21は供給余力が大きな第二電源部22によって充電される。したがって、長期間の安定した電力の供給を達成することができる。
また、第1実施形態では、飛行装置10は電源装置11を備える。そのため、電源装置11から長期間の安定した電力が供給される基体12は、飛行時間の延長を図ることができる。基体12において瞬間的に大きな電力が必要となるのは、高速での飛行時や風などの外乱に対して高い応答性で制御が求められる場面である。このような高速での飛行時や外乱に対する制御を除くと、基体12は燃料電池を有する第二電源部22のように基礎的な電源からの電力の供給で飛行を維持可能である。また、基体12の飛行を維持するための第二電源部22は、十分な供給余力を有している。そのため、例えばホバリング時のように飛行装置10が基礎供給電力だけで飛行しているとき、第二電源部22は瞬間的な電力の供給に対応する第一電源部21に電力を供給可能である。電力制御部27は、このように第二電源部22からの電力の基礎供給電力だけで基体12が飛行しているとき、第二電源部22の電力で第一電源部21を充電する。その結果、瞬間的な電力の供給に対応する第一電源部21は、電力容量が小さい場合であっても、第二電源部22が電力を供給可能な間、その充電によって電力の供給能力が維持される。したがって、長期間の安定した飛行の継続を達成することができる。
第1実施形態では、第二電源部22は、例えばホバリングなどのように基体12で消費される電力が小さいとき、第一電源部21を充電するための電力を供給する。そのため、第二電源部22は、例えば基礎供給電力の1.1倍程度の発電能力を有していればよい。第二電源部22の発電能力を基礎供給電力の1.1倍程度とすることにより、第二電源部22は大型化および重量の増加を招くことがない。また、第二電源部22が第一電源部21を充電するとき、これに必要な電力は基礎供給電力の0.1倍程度である。そのため、電源装置11の変換器29は、大きな変換容量が要求されず、小型化および軽量化が図られる。したがって、基体12の性能に与える影響を低減しつつ、長期間の安定した飛行の継続を達成することができる。
(第2実施形態)
第2実施形態による電源装置を備える飛行装置について説明する。
図6に示すように第2実施形態による飛行装置10は、第二電源部22が地上に設けられている。すなわち、第二電源部22は、基体12に搭載されることなく、地上の設備に設けられている。この第二電源部22と基体12との間は、有線によって電気的に接続されている。この場合、第二電源部22は、燃料電池などの搭載型の電源に限らず、商用電源などを用いることができる。一方、瞬間的な電力を供給する第一電源部21は、第1実施形態と同様に基体12に搭載されている。
第2実施形態による電源装置を備える飛行装置について説明する。
図6に示すように第2実施形態による飛行装置10は、第二電源部22が地上に設けられている。すなわち、第二電源部22は、基体12に搭載されることなく、地上の設備に設けられている。この第二電源部22と基体12との間は、有線によって電気的に接続されている。この場合、第二電源部22は、燃料電池などの搭載型の電源に限らず、商用電源などを用いることができる。一方、瞬間的な電力を供給する第一電源部21は、第1実施形態と同様に基体12に搭載されている。
第2実施形態の場合、地上の電源を用いることにより、基体12は実質的に飛行時間に制限が加えられることなく長期間の飛行が可能となる。また、第2実施形態の場合、基体12は、比較的重量の大きな第二電源部22を基体12に搭載する必要がない。そのため、軽量化による基体12の運動性の向上、ペイロードの増加あるいは小型化など、多くの利点を得ることができる。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば図7に示すように、検出部25、26は、ダイオード23、24よりも負荷である基体12のスラスタ13に近い側に接続してもよい。また、複数の実施形態では、第一電源部21および第二電源部22の2つの電源を備える電源装置11について説明した。しかし、電源装置11は、3つ以上の電源を有していてもよい。さらに、複数の実施形態では、電力制御部27は、制御部28によってソフトウェア的に変換器29を制御する構成について説明した。しかし、電力制御部27は、ハードウェア的、またはソフトウェアとハードウェアとの協働によって、第一電源部21と第二電源部22との間の電力のやりとりを制御する構成としてもよい。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
図面中、10は飛行装置、11は電源装置、12は基体、13はスラスタ(負荷)、14は状態取得部、15は受信部、16は飛行制御部、21は第一電源部、22は第二電源部、23、24はダイオード、25、26は検出部、27は電力制御部を示す。
Claims (6)
- 電力を消費する負荷(13)に電力を供給する複数の電源(21、22)と、
複数の前記電源(21、22)にそれぞれ設けられ、複数の前記電源(21、22)への電力の逆流を制限するダイオード(23、24)と、
複数の前記電源(21、22)と前記負荷(13)との間にそれぞれ設けられ、電圧または電流の少なくともいずれか一方を検出する検出部(25、26)と、
前記検出部(25、26)で検出した検出値に基づいて、複数の前記電源(21、22)の相互間における電力の伝送を制御する電力制御部(27)と、
を備える電源装置。 - 複数の前記電源(21、22)は、少なくとも1つ以上の発電装置と、少なくとも1つ以上の二次電池を有する請求項1記載の電源装置。
- 前記発電装置は、燃料電池である請求項2記載の電源装置。
- 前記発電装置は、エンジン発電機である請求項2記載の電源装置。
- 請求項1から4のいずれか一項記載の電源装置(11)と、
前記電源装置(11)の少なくとも一部が搭載されている基体(12)と、
前記基体(12)に設けられ、前記電源装置(11)から供給される電力で推進力を発生する複数のスラスタ(13)と、
前記基体(12)の飛行状態を取得する状態取得部(14)と、
外部から前記基体(12)へ送信される信号を受信する受信部(15)と、
前記状態取得部(14)で取得した前記基体(12)の飛行状態または前記受信部(15)で受信した信号のうち少なくともいずれか一方を用いて前記スラスタ(13)の推進力を制御して、前記基体(12)の飛行を制御する飛行制御部(16)と、
を備える飛行装置。 - 前記電源装置(11)の複数の前記電源(21、22)のうち少なくとも一つは、前記基体(12)の外部に設けられ、前記基体(12)と有線で電気的に接続されている請求項5記載の飛行装置。
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Citations (22)
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JP2003530268A (ja) * | 2000-04-03 | 2003-10-14 | エアロヴァイロンメント インコーポレイテッド | 液体水素成層圏航空機 |
JP2005310740A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池用電源システム及び電子機器、並びに電力供給方法 |
JP2006051217A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Seiko Epson Corp | 飛行体 |
JP2009232665A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Toshiba Corp | 電源装置および電源制御方法 |
US20120019190A1 (en) * | 2010-07-26 | 2012-01-26 | Energyor Technologies Inc. | Passive power management and battery charging for a hybrid fuel cell / battery system |
JP2015137092A (ja) * | 2014-01-20 | 2015-07-30 | 憲太 安田 | パラレルハイブリット方式によるマルチローター航空機 |
JP2015217901A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 株式会社快適空間Fc | マルチコプター |
JP2016088110A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | ヤンマー株式会社 | ヘリコプター |
JP2016088111A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | ヤンマー株式会社 | ヘリコプター |
WO2016121072A1 (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 株式会社自律制御システム研究所 | 飛行ロボット装置 |
JP2016147519A (ja) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 八洲電業株式会社 | 飛行体 |
JP2016179742A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 株式会社フジタ | ケーブルを有する飛行体 |
JP2016199144A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 三菱電機特機システム株式会社 | 無人機システム及び地上無人機及び無人飛行体 |
WO2017030034A1 (ja) * | 2015-08-14 | 2017-02-23 | 株式会社プロドローン | 発電装置およびこれを備える無人航空機 |
US20170066531A1 (en) * | 2014-03-13 | 2017-03-09 | Endurant Systems, Llc | Uav configurations and battery augmentation for uav internal combustion engines, and associated systems and methods |
JP2017109553A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | シャープ株式会社 | 飛行体 |
JP2017109512A (ja) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 株式会社Soken | 飛行装置 |
JP2017114186A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 株式会社プロドローン | マルチコプタ |
JP2017132447A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 充 佐野 | エンジンモーターハイブリッド駆動マルチコプター |
JP2017193321A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社石川エナジーリサーチ | エンジン搭載型マルチコプター |
WO2017203590A1 (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 中国電力株式会社 | 飛行体の飛行システム、及び飛行体の飛行方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017204407A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム及びその制御方法 |
-
2018
- 2018-03-22 JP JP2018054516A patent/JP2019170014A/ja active Pending
-
2019
- 2019-03-11 US US16/297,881 patent/US20190291599A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10119896A (ja) * | 1996-10-21 | 1998-05-12 | Tatsuno Co Ltd | 電気飛行機 |
JP2003530268A (ja) * | 2000-04-03 | 2003-10-14 | エアロヴァイロンメント インコーポレイテッド | 液体水素成層圏航空機 |
JP2005310740A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池用電源システム及び電子機器、並びに電力供給方法 |
JP2006051217A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Seiko Epson Corp | 飛行体 |
JP2009232665A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Toshiba Corp | 電源装置および電源制御方法 |
US20120019190A1 (en) * | 2010-07-26 | 2012-01-26 | Energyor Technologies Inc. | Passive power management and battery charging for a hybrid fuel cell / battery system |
JP2015137092A (ja) * | 2014-01-20 | 2015-07-30 | 憲太 安田 | パラレルハイブリット方式によるマルチローター航空機 |
US20170066531A1 (en) * | 2014-03-13 | 2017-03-09 | Endurant Systems, Llc | Uav configurations and battery augmentation for uav internal combustion engines, and associated systems and methods |
JP2015217901A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 株式会社快適空間Fc | マルチコプター |
JP2016088111A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | ヤンマー株式会社 | ヘリコプター |
JP2016088110A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | ヤンマー株式会社 | ヘリコプター |
WO2016121072A1 (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 株式会社自律制御システム研究所 | 飛行ロボット装置 |
JP2016147519A (ja) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 八洲電業株式会社 | 飛行体 |
JP2016179742A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 株式会社フジタ | ケーブルを有する飛行体 |
JP2016199144A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 三菱電機特機システム株式会社 | 無人機システム及び地上無人機及び無人飛行体 |
WO2017030034A1 (ja) * | 2015-08-14 | 2017-02-23 | 株式会社プロドローン | 発電装置およびこれを備える無人航空機 |
JP2017109512A (ja) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 株式会社Soken | 飛行装置 |
JP2017109553A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | シャープ株式会社 | 飛行体 |
JP2017114186A (ja) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | 株式会社プロドローン | マルチコプタ |
JP2017132447A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 充 佐野 | エンジンモーターハイブリッド駆動マルチコプター |
JP2017193321A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社石川エナジーリサーチ | エンジン搭載型マルチコプター |
WO2017203590A1 (ja) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 中国電力株式会社 | 飛行体の飛行システム、及び飛行体の飛行方法 |
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