JP2019188946A - Unmanned aircraft - Google Patents

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Abstract

To provide a parachute device capable of preventing an unmanned aircraft from being dragged by a parachute after the unmanned aircraft falls using the parachute, as well as to provide the unmanned aircraft with the parachute device.SOLUTION: A parachute device for an unmanned aircraft comprises: a parachute having an umbrella part and multiple string parts; and parachute disable means for preventing an airframe after landing from being dragged by the parachute. The parachute disable means cuts off the multiple string parts, leaving a part of the multiple string parts. Thereby, the parachute device and the unmanned aircraft of the invention can solve the problem.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、無人航空機の安全技術に関する。   The present invention relates to safety technology for unmanned aerial vehicles.

下記特許文献1には小型無人航空機用のパラシュート装置が開示されている。   Patent Document 1 below discloses a parachute device for a small unmanned aerial vehicle.

国際公開第2015/059703号パンフレットInternational Publication No. 2015/059703 Pamphlet

近年、安全装備の一つとしてパラシュートが搭載された小型無人航空機が登場してきている。機体の重量や飛行高度に応じた適切なパラシュート装置が正常に作動することにより、飛行中に回復不能なトラブルが生じた場合でも墜落による被害を軽減することができる。一方、小型無人航空機の重量は数キロから数十キロと軽量であることが多く、パラシュート降下後の機体が突風を受けたパラシュートに引きずられることがある。この問題はパラシュートの減速効果が高いほど生じやすくなる。突風に飛ばされたパラシュートや機体はその流れ着いた先で二次災害を引き起こすおそれがある。   In recent years, small unmanned aerial vehicles equipped with parachutes have emerged as one of the safety features. By properly operating an appropriate parachute device according to the weight of the aircraft and the flight altitude, damage caused by a crash can be reduced even if an unrecoverable problem occurs during the flight. On the other hand, the weight of small unmanned aerial vehicles is often as light as several to several tens of kilometers, and the aircraft after the parachute descends may be dragged by a parachute that has received a gust of wind. This problem is more likely to occur as the parachute deceleration effect increases. Parachutes and aircraft that are blown by a gust of wind may cause secondary disasters at the point where they arrive.

上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、パラシュート降下後の無人航空機がパラシュートに引きずられることを防止可能なパラシュート装置、およびこれを備える無人航空機を提供することにある。   In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to provide a parachute device capable of preventing an unmanned aircraft after the parachute descends from being dragged by the parachute, and an unmanned aircraft including the same.

上記課題を解決するため、本発明の無人航空機用パラシュート装置は、傘部および複数の紐部を有するパラシュートと、着地後の機体が前記パラシュートに引きずられることを防ぐパラシュート無力化手段と、を備え、前記パラシュート無力化手段は前記無人航空機の着地後、自動的にまたは遠隔操作により作動し、前記傘部を前記機体から切り離すか、または前記複数の紐部の一部を切断することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a parachute device for an unmanned aerial vehicle according to the present invention includes a parachute having an umbrella part and a plurality of string parts, and a parachute neutralization means for preventing the aircraft after landing from being dragged by the parachute. The parachute disabling means operates automatically or remotely after landing of the unmanned aircraft, and separates the umbrella part from the fuselage or cuts a part of the plurality of string parts. To do.

パラシュート降下した無人航空機の着地後に、パラシュートの傘部を機体から切り離すか、または複数の紐部の一部を切断して傘部内に空気が溜まらないようにすることで、パラシュートの機能を無力化することができる。これにより、パラシュート降下後の無人航空機がパラシュートに引きずられることを防ぐことができる。   After landing on an unmanned aerial vehicle with a parachute descending, the parachute function is disabled by separating the parachute umbrella part from the fuselage or cutting a part of multiple string parts to prevent air from accumulating in the umbrella part. can do. Thereby, it is possible to prevent the unmanned aircraft after the parachute descending from being dragged by the parachute.

特に、前記パラシュート無力化手段は、前記複数の紐部の一部を切断することが好ましい。   In particular, the parachute neutralization means preferably cuts a part of the plurality of string portions.

パラシュートの複数の紐部のうち、例えば一本だけを機体につないだまま残りの紐部を切断することにより、パラシュートの機能を無力化しつつ、パラシュートが風に吹かれて飛んでいくことが防止される。これにより、パラシュートによる二次災害をより確実に防止することができる。このとき、パラシュートの紐部は一本を残して切断されており、傘部は空気を溜める機能を喪失している。そのため、パラシュートが突風に吹かれてもパラシュートには無人航空機の機体を引きずるほどの牽引力は生じない。   Of the multiple parachute parts, for example, by cutting the remaining string part while only one is connected to the fuselage, the parachute function is disabled and the parachute is prevented from being blown by the wind. Is done. Thereby, the secondary disaster by a parachute can be prevented more reliably. At this time, the string part of the parachute is cut except for one, and the umbrella part loses the function of accumulating air. Therefore, even if the parachute is blown by a gust, the parachute does not generate enough traction to drag the unmanned aircraft.

また、本発明のパラシュート装置は、前記無人航空機の着地を検知可能な着地検知手段と、電力源と、をさらに備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the parachute apparatus of the present invention further includes a landing detection unit capable of detecting the landing of the unmanned aircraft and a power source.

パラシュート装置が着地検知手段および電力源を独自に備えることにより、飛行中のトラブルで無人航空機側の制御機能や電力源が完全に沈黙した場合でも、単独で機体の着地を検知してパラシュートを無力化することが可能となる。   Since the parachute device has its own landing detection means and power source, even if the control function and power source of the unmanned aircraft are completely silenced due to trouble during flight, the parachute is disabled by detecting the landing of the aircraft alone Can be realized.

また、本発明のパラシュート装置は、飛行動作の異常を検知する異常検知手段と、前記異常検知手段が異常を検知したときに自動的に前記パラシュートを展開するパラシュート自動展開手段と、をさらに備えることが好ましい。   The parachute device according to the present invention further includes an abnormality detection unit that detects an abnormality in a flight operation, and an automatic parachute deployment unit that automatically deploys the parachute when the abnormality detection unit detects an abnormality. Is preferred.

飛行中に回復不能なトラブルが生じてから機体が地上に衝突するまでの時間はせいぜい数秒から十数秒である。パラシュート装置が飛行動作の異常を独自に検知して自動的にパラシュートを展開することにより、パラシュートによる軟着陸の成功率を高めることができる。   The time it takes for the aircraft to hit the ground after an irreparable trouble occurs during flight is at most a few seconds to a few tens of seconds. Since the parachute device independently detects abnormalities in flight operation and automatically deploys the parachute, the success rate of the soft landing by the parachute can be increased.

本発明の無人航空機は、本発明のパラシュート装置を備えることを特徴とする。   The unmanned aerial vehicle of the present invention includes the parachute device of the present invention.

また、本発明の無人航空機は、一又は複数の回転翼を備え、前記パラシュート自動展開手段が前記回転翼を強制的に停止可能な構成としてもよい。   Moreover, the unmanned aerial vehicle of the present invention may include one or a plurality of rotor blades, and the parachute automatic deployment means may forcibly stop the rotor blades.

パラシュートを展開したときに回転翼が駆動していると、傘部や紐部が回転翼に巻き込まれ、パラシュートが正常に展開されないおそれがある。パラシュート装置が回転翼を強制的に停止可能であることにより、このようなトラブルを未然に回避することができる。   If the rotor blades are driven when the parachute is deployed, the umbrella part or the string part may be caught in the rotor blades, and the parachute may not be normally deployed. Such a trouble can be avoided beforehand because the parachute device can forcibly stop the rotor blades.

このように、本発明のパラシュート装置および無人航空機によれば、パラシュート降下後の無人航空機がパラシュートに引きずられることを防止することができる。   Thus, according to the parachute device and the unmanned aircraft of the present invention, it is possible to prevent the unmanned aircraft after the parachute descending from being dragged by the parachute.

実施形態にかかる無人航空機の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the unmanned aerial vehicle concerning embodiment. パラシュート無効化手段の第1の態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st aspect of a parachute invalidation means. パラシュート無効化手段の第2の態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd aspect of a parachute invalidation means. パラシュート装置の制御方法の一変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of the control method of a parachute apparatus.

以下、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は複数基の水平回転翼を有する無人航空機であるマルチコプター10についての例である。なお、本発明でいう「無人航空機」の「無人」とは、「操縦者が搭乗していない」という程度の意味であり、ペイロードとして旅客が搭乗するいわゆるパッセンジャードローン(Passenger Drone)も本発明の「無人航空機」には含まれる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The following embodiment is an example of the multicopter 10 which is an unmanned aerial vehicle having a plurality of horizontal rotary wings. In the present invention, “unmanned” of “unmanned aircraft” means “no pilot is on board”, and so-called passenger drones (passenger drones) on which passengers board as payloads are also included in the present invention. Included in “unmanned aircraft”.

<基本構成>
図1はマルチコプター10の機能構成を示すブロック図である。マルチコプター10の飛行機能は、制御部であるフライトコントローラFC、複数のロータR、ロータRを構成するブラシレスモータ81の駆動回路であるESC27(Electric Speed Controller)、操縦者(送信機41)からの操縦信号を受信する受信器42、および、これらに電力を供給するバッテリー29により構成されている。本例のマルチコプター10はこれに加え、パラシュート51を展開するパラシュート装置50を備えている。
<Basic configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the multicopter 10. The flight function of the multicopter 10 is from a flight controller FC as a control unit, a plurality of rotors R, an ESC 27 (Electric Speed Controller) as a drive circuit of a brushless motor 81 constituting the rotor R, and a driver (transmitter 41). It comprises a receiver 42 that receives a steering signal, and a battery 29 that supplies power to them. In addition to this, the multicopter 10 of this example includes a parachute device 50 that deploys the parachute 51.

フライトコントローラFCはマイクロコントローラである制御装置20を有している。制御装置20は、中央処理装置であるCPU21と、RAMやROM・フラッシュメモリなどの記憶装置からなるメモリ22とを有している。   The flight controller FC has a control device 20 which is a microcontroller. The control device 20 includes a CPU 21 that is a central processing unit, and a memory 22 that includes a storage device such as a RAM, a ROM, and a flash memory.

フライトコントローラFCはさらに、IMU23(Inertial Measurement Unit:慣性計測装置)、GPS受信器24、高度センサ25、および電子コンパス26を含む飛行制御センサ群Sを有しており、これらは制御装置20に接続されている。   The flight controller FC further includes a flight control sensor group S including an IMU 23 (Inertial Measurement Unit), a GPS receiver 24, an altitude sensor 25, and an electronic compass 26, which are connected to the control device 20. Has been.

IMU23はマルチコプター10の機体の傾きを検出するセンサであり、主に3軸加速度センサおよび3軸角速度センサにより構成されている。本例の高度センサ25には気圧センサが用いられている。高度センサ25は、検出した気圧高度からマルチコプター10の海抜高度(標高)を算出する。高度センサ25の態様としてはこの他にも、例えばレーザや赤外線、超音波などを利用した測距センサを地表に向けて、対地高度を得る方法がある。本例の電子コンパス26には3軸地磁気センサが用いられている。電子コンパス26はマルチコプター10の機首の方位角を検出する。GPS受信器24は、正確には航法衛星システム(NSS:Navigation Satellite System)の受信器である。GPS受信器24は、全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)または地域航法衛星システム(RNSS:Regional Navigational Satellite System)から現在の経緯度値を取得する。   The IMU 23 is a sensor that detects the inclination of the airframe of the multicopter 10, and mainly includes a triaxial acceleration sensor and a triaxial angular velocity sensor. A barometric pressure sensor is used for the altitude sensor 25 of this example. The altitude sensor 25 calculates the altitude above sea level (altitude) of the multicopter 10 from the detected barometric altitude. As another aspect of the altitude sensor 25, for example, there is a method of obtaining a ground altitude by directing a distance measuring sensor using, for example, a laser, infrared rays, or ultrasonic waves to the ground surface. A triaxial geomagnetic sensor is used for the electronic compass 26 of this example. The electronic compass 26 detects the azimuth angle of the nose of the multicopter 10. The GPS receiver 24 is precisely a navigation satellite system (NSS) receiver. The GPS receiver 24 acquires the current longitude and latitude values from the Global Navigation Satellite System (GNSS) or the Regional Navigation Satellite System (RNSS).

フライトコンローラFCは、これら飛行制御センサ群Sにより、機体の傾きや回転のほか、飛行中の経緯度、高度、および機首の方位角を含む自機の位置情報を取得することが可能とされている。   With these flight control sensor groups S, the flight controller FC can acquire position information of its own aircraft, including the longitude and latitude of the aircraft, altitude, and azimuth of the nose, in addition to the tilt and rotation of the aircraft. Has been.

制御装置20は、マルチコプター10の飛行時における姿勢や基本的な飛行動作を制御するプログラムである飛行制御プログラムFSを有している。飛行制御プログラムFSは、飛行制御センサ群Sから取得した情報を基に個々のロータRの回転数を調節し、機体の姿勢や位置の乱れを補正しながらマルチコプター10を飛行させる。   The control device 20 has a flight control program FS that is a program for controlling the attitude and basic flight operation of the multicopter 10 during flight. The flight control program FS adjusts the rotational speed of each rotor R based on the information acquired from the flight control sensor group S, and causes the multicopter 10 to fly while correcting the posture and position disturbance of the airframe.

制御装置20はさらに、マルチコプター10を自律飛行させるプログラムである自律飛行プログラムAPを有している。そして、制御装置20のメモリ22には、マルチコプター10の目的地や経由地の経緯度、飛行中の高度や速度などが指定されたパラメータである飛行計画FPが登録されている。自律飛行プログラムAPは、送信機41からの指示や所定の時刻などを開始条件として、飛行計画FPに従ってマルチコプター10を自律的に飛行させることができる。   The control device 20 further includes an autonomous flight program AP that is a program for autonomously flying the multicopter 10. In the memory 22 of the control device 20, a flight plan FP, which is a parameter in which the destination of the multicopter 10, the longitude and latitude of the waypoint, the altitude and the speed during the flight, and the like are specified, is registered. The autonomous flight program AP can fly the multicopter 10 autonomously according to the flight plan FP using an instruction from the transmitter 41 or a predetermined time as a start condition.

このように、本例のマルチコプター10は高度な飛行制御機能を備えた無人航空機である。ただし、本発明の無人航空機はマルチコプター10の形態には限定されず、例えば飛行制御センサ群Sから一部のセンサが省略された機体や、自律飛行機能を備えず手動操縦のみにより飛行可能な機体を用いることもできる。   Thus, the multicopter 10 of this example is an unmanned aerial vehicle having an advanced flight control function. However, the unmanned aerial vehicle of the present invention is not limited to the form of the multicopter 10, for example, an aircraft in which some sensors are omitted from the flight control sensor group S, or can fly by only manual operation without an autonomous flight function. Airframes can also be used.

<パラシュート装置>
本例のパラシュート装置50は、キャノピー(傘部)および複数の吊索(紐部)を有するパラシュート51、パラシュート51を展開する展開機構53、吊索の全部または一部をマルチコプター10の機体から切り離す切断機構54、展開機構53および切断機構54を作動させるサーボ55、サーボ55の動作を制御するマイクロコントローラである制御装置52、制御装置52に接続されたIMU521、および、これらに電力を供給するパラシュート装置50専用の電力源であるバッテリー59により構成されている。
<Parachute device>
The parachute device 50 of the present example includes a parachute 51 having a canopy (umbrella part) and a plurality of suspension ropes (string parts), a deployment mechanism 53 for deploying the parachute 51, and all or part of the suspension ropes from the body of the multicopter 10. The cutting mechanism 54 for separating, the servo 55 for operating the deployment mechanism 53 and the cutting mechanism 54, the control device 52 which is a microcontroller for controlling the operation of the servo 55, the IMU 521 connected to the control device 52, and supplying power to them The battery 59 is a power source dedicated to the parachute device 50.

以下に説明するように、本例のパラシュート装置50では、切断機構54が、パラシュート降下後の機体がパラシュート51に引きずられることを防止するパラシュート無力化手段である。また、IMU521は、フライトコントローラFCのIMU23と同様に、主に3軸加速度センサおよび3軸角速度センサにより構成される慣性計測装置である。本例のIMU521は、マルチコプター10の着地を検知する着地検知手段と、マルチコプター10の飛行動作の異常を検知する異常検知手段と、を兼ねている。そして、展開機構53および制御装置52は、飛行動作に異常が生じたときにパラシュート51を自動的に展開するパラシュート自動展開手段である。   As will be described below, in the parachute device 50 of this example, the cutting mechanism 54 is a parachute neutralization unit that prevents the parachute 51 from being dragged by the parachute. Further, the IMU 521 is an inertial measurement device mainly composed of a triaxial acceleration sensor and a triaxial angular velocity sensor, like the IMU 23 of the flight controller FC. The IMU 521 of this example serves both as a landing detection unit that detects the landing of the multicopter 10 and an abnormality detection unit that detects an abnormality in the flight operation of the multicopter 10. The deployment mechanism 53 and the control device 52 are parachute automatic deployment means for automatically deploying the parachute 51 when an abnormality occurs in the flight operation.

本例の制御装置52は、マルチコプター10のIMU23やバッテリー29とは別に、独自のIMU521とバッテリー59とを備えている。これにより制御装置52は、マルチコプター10の機能や電力源が完全に沈黙した場合でも、単独で機体の自由落下を検知してパラシュート51を自動的に展開することが可能とされている。マルチコプター10の飛行中に回復不能なトラブルが生じてから機体が地上に衝突するまでの時間はせいぜい数秒から数十秒である。パラシュート装置50が飛行動作の異常を独自に検知して自動的にパラシュート51を展開することにより、自由落下の開始時、速やかにパラシュート51を展開することが可能とされており、パラシュート51による軟着陸の成功率が高められている。   The control device 52 of this example includes a unique IMU 521 and a battery 59 in addition to the IMU 23 and the battery 29 of the multicopter 10. Thereby, even when the function of the multicopter 10 and the power source are completely silenced, the control device 52 can independently detect the free fall of the aircraft and can automatically deploy the parachute 51. The time from when an unrecoverable trouble occurs during the flight of the multicopter 10 until the aircraft collides with the ground is at most several seconds to several tens of seconds. Since the parachute device 50 independently detects the abnormal flight operation and automatically deploys the parachute 51, it is possible to deploy the parachute 51 promptly at the start of free fall. The success rate of has been increased.

なお、本例のパラシュート装置50は機体の自由落下を条件としてパラシュート51を展開する構成とされているが、パラシュート51を自動展開する条件は任意に設定可能である。また、パラシュート51を自動展開する条件を検知可能であれば、IMU521以外の異常検知手段を採用してもよい。   In addition, although the parachute apparatus 50 of this example is set as the structure which expand | deploys the parachute 51 on condition of the free fall of a body, the conditions which expand | deploy the parachute 51 automatically can be set arbitrarily. Further, if it is possible to detect a condition for automatically deploying the parachute 51, an abnormality detection unit other than the IMU 521 may be employed.

また、本例では、パラシュート装置50が有する機能や機構のみでパラシュート自動展開手段が構成されているが、パラシュート51の展開要否の判断や展開指示など、制御装置52がソフトウェアで実現している機能はマルチコプター10の機外に設けることも可能である。例えば図4に示すように、マルチコプター10やパラシュート装置50からのテレメトリーデータを監視する運行管理システム41b(UTM:UAV Traffic Management)にそれらの機能を持たせ、パラシュート51の展開指示を運行管理システム41bからパラシュート装置50に自動的に送信する構成とすることが考えられる。   Further, in this example, the parachute automatic deployment means is configured only by the functions and mechanisms of the parachute device 50, but the control device 52 is realized by software, such as determining whether the parachute 51 needs to be deployed or instructing deployment. The function can be provided outside the multicopter 10. For example, as shown in FIG. 4, an operation management system 41b (UTM: UAV Traffic Management) for monitoring telemetry data from the multicopter 10 and the parachute device 50 is provided with these functions, and an instruction to deploy the parachute 51 is given to the operation management system. It can be considered that the transmission is automatically performed from 41b to the parachute device 50.

制御装置52はさらに、マルチコプター10のバッテリー29からESC27への導通をパワーMOSFET523(以下、単に「FET523」という。)で管理している。制御装置52がパラシュート51を展開するときには、ESC27への電力供給を停止し、ロータRを強制的に停止させる。   The control device 52 further manages the conduction from the battery 29 to the ESC 27 of the multicopter 10 with a power MOSFET 523 (hereinafter simply referred to as “FET 523”). When the control device 52 deploys the parachute 51, the power supply to the ESC 27 is stopped and the rotor R is forcibly stopped.

パラシュート51を展開したときにロータRが回転していると、パラシュート51の一部がロータRに巻き込まれてパラシュート51が正常に展開されないおそれがある。本例のマルチコプター10ではパラシュート装置50がロータRを強制停止可能であることにより、このようなトラブルが未然に回避されている。   If the rotor R is rotating when the parachute 51 is deployed, a part of the parachute 51 may be caught in the rotor R and the parachute 51 may not be deployed normally. In the multicopter 10 of this example, such a trouble is avoided beforehand because the parachute device 50 can forcibly stop the rotor R.

なお、本例のパラシュート装置50はESC27への電力供給を停止することでロータRを強制停止するが、ロータRを停止させる方法はこれに限られない。例えばフライトコントローラFCの制御装置20への電力供給を停止することでもロータRを停止することは可能と考えられる。また、電力の導通を制御する手段もFET523のような電子的な手段には限られず、例えばマルチコプター10側の電線やリード線を機械的に抜いたり切断したりしてもよい。なお、本例のマルチコプター10は回転翼航空機であるため、パラシュート装置50はロータRの強制停止機能を有することが望ましいが、本発明においてかかる機能は必須ではない。   In addition, although the parachute apparatus 50 of this example stops the rotor R by stopping the electric power supply to ESC27, the method of stopping the rotor R is not restricted to this. For example, it is considered possible to stop the rotor R also by stopping the power supply to the control device 20 of the flight controller FC. Further, the means for controlling the conduction of electric power is not limited to an electronic means such as the FET 523. For example, the electric wire and the lead wire on the multicopter 10 side may be mechanically disconnected or cut. In addition, since the multicopter 10 of this example is a rotary wing aircraft, the parachute device 50 desirably has a forced stop function of the rotor R, but such a function is not essential in the present invention.

本例の展開機構53はスプリング531を使ってパラシュート51を射出する。スプリング531は圧縮された状態でパラシュート51とともに図示しないコンテナに格納されており、コンテナは開放不能にロックされている。制御装置52がサーボ522を一方へ回転させることでこのロックは解錠され、パラシュート51はスプリング531の復元力によりコンテナ外に放出される。   The deployment mechanism 53 of this example uses a spring 531 to inject the parachute 51. The spring 531 is stored in a container (not shown) together with the parachute 51 in a compressed state, and the container is locked so as not to be opened. When the control device 52 rotates the servo 522 in one direction, the lock is unlocked, and the parachute 51 is released out of the container by the restoring force of the spring 531.

なお、展開機構53の具体構造は本例のものには限定されず、例えばガスや火薬を使ってパラシュート51を射出する機構としてもよい。また、本例の展開機構53ではパラシュート51を速やかに展開させるためにスプリング531を使ってパラシュート51をコンテナから強制的に排出しているが、例えば、パラシュート51が格納されたコンテナのロックを自動的に解錠するだけの構成とすることも考えられる(パラシュート51の放出はパラシュート51自体の自重や墜落時の空気抵抗、遠心力等で行う)。   The specific structure of the deployment mechanism 53 is not limited to the one in this example, and may be a mechanism that injects the parachute 51 using, for example, gas or explosives. Further, in the deployment mechanism 53 of this example, the parachute 51 is forcibly discharged from the container using the spring 531 in order to deploy the parachute 51 quickly. For example, the lock of the container in which the parachute 51 is stored is automatically released. It is also conceivable that the structure is simply unlocked (the parachute 51 is released by its own weight, air resistance at the time of crash, centrifugal force, etc.).

本例の切断機構54はラッチ541を有しており、ラッチ541は、パラシュート51の吊索をパラシュート51のコンテナまたはマルチコプター10の機体に連結している。制御装置52がサーボ522を他方へ回転させるとラッチ541は解錠され、吊索の全部または一部が機体から分離される。   The cutting mechanism 54 of this example has a latch 541, and the latch 541 connects the suspension line of the parachute 51 to the container of the parachute 51 or the body of the multicopter 10. When the control device 52 rotates the servo 522 to the other side, the latch 541 is unlocked, and all or a part of the suspension rope is separated from the airframe.

なお、切断機構54の具体構造は特に限定されず、パラシュート51のキャノピーをマルチコプター10の機体から分離可能であるか、または吊索の一部を切断可能であることを条件としてどのような機構を採用することもできる。また、本発明でいう「複数の紐部の一部」とは、紐部の全部ではないという程度の意味である。   The specific structure of the cutting mechanism 54 is not particularly limited, and any mechanism is provided on the condition that the canopy of the parachute 51 can be separated from the body of the multicopter 10 or a part of the suspension rope can be cut. Can also be adopted. In addition, the “part of the plurality of string portions” in the present invention means that it is not all of the string portions.

<切断機構の動作>
(第1の態様)
図2は切断機構54がパラシュート51の機能を無力化する第1の態様を示す模式図である。
<Operation of cutting mechanism>
(First aspect)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a first mode in which the cutting mechanism 54 disables the function of the parachute 51.

パラシュート装置50は飛行中にマルチコプター10の自由落下を検知すると、パラシュート51を自動的に射出する。射出されたパラシュート51は空気の力でキャノピー511が展開され、機体が吊索512に吊るされた状態で地上Gに着地する。   When the parachute device 50 detects a free fall of the multicopter 10 during flight, the parachute device 50 automatically injects the parachute 51. The ejected parachute 51 is landed on the ground G in a state where the canopy 511 is developed by the force of air and the body is suspended by the suspension cable 512.

ここで、本例のマルチコプター10は十キロ前後の軽量な機体であり、マルチコプター10のパラシュート降下後にパラシュート51が強い横風を受けたときには、機体はパラシュート51に引きずられて予測不能に飛去するおそれがある。パラシュート51や機体の流れ着いた先が例えば車道や線路であったり、パラシュート51が電線に絡まったりした場合には、深刻な二次災害が引き起こされるおそれがある。   Here, the multicopter 10 of this example is a lightweight aircraft of about 10 kilometers, and when the parachute 51 receives a strong crosswind after the parachute descending of the multicopter 10, the aircraft is dragged by the parachute 51 and flies unpredictably. There is a risk. If the destination of the parachute 51 or the aircraft is, for example, a roadway or a track, or if the parachute 51 is entangled with an electric wire, a serious secondary disaster may occur.

制御装置52はIMU521の出力値から機体の着地を検知し、直ちに吊索512全体をマルチコプター10の機体から切断する。これによりキャノピー511を含むパラシュート51全体が機体から分離され、パラシュート51が突風を受けても機体がこれに引きずられるおそれがなくなる。   The control device 52 detects the landing of the aircraft from the output value of the IMU 521 and immediately disconnects the entire suspension rope 512 from the aircraft of the multicopter 10. Thereby, the entire parachute 51 including the canopy 511 is separated from the airframe, and even if the parachute 51 receives a gust of wind, there is no possibility that the airframe is dragged by this.

なお、本例では機体の着地検知手段としてIMU521が利用されているが、例えば加速度センサのみでも着地を検知することは可能と考えられる。その他、本発明の着地検知手段には、パラシュート降下した機体が着地したことを検知可能であることを条件として、電子的手段/機械的手段を問わずどのような手段を採用することもできる。   In this example, the IMU 521 is used as the landing detection means of the airframe, but it is considered possible to detect the landing using only the acceleration sensor, for example. In addition, any means can be adopted as the landing detection means of the present invention regardless of electronic means / mechanical means, provided that it is possible to detect that the airframe that has descended the parachute has landed.

また、制御装置52は機体の着地を検知して直ちに吊索512を切断する必要はなく、例えば着地後の機体がパラシュート51に引きずられている徴候をIMU521の出力値から検知した場合にのみ吊索512を切断してもよい。さらには、切断機構54は吊索512を自動的に切断可能である必要もなく、例えば図4に示すように、マルチコプター10やパラシュート装置50からのテレメトリーデータを監視するオペレータの判断に基づいて運行管理システム41bから遠隔操作で吊索512を切断してもよい。   Further, the control device 52 does not need to detect the landing of the aircraft and immediately cut the suspension rope 512. For example, the control device 52 only hangs when the sign indicating that the landing aircraft is dragged by the parachute 51 is detected from the output value of the IMU 521. The cord 512 may be cut. Furthermore, the cutting mechanism 54 does not need to be able to automatically cut the suspension rope 512, and, for example, as shown in FIG. 4, based on the operator's judgment of monitoring telemetry data from the multicopter 10 or the parachute device 50. You may cut | disconnect the suspension rope 512 by remote control from the operation management system 41b.

(第2の態様)
図3は切断機構54がパラシュート51の機能を無力化する第2の態様を示す模式図である。
(Second aspect)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a second mode in which the cutting mechanism 54 disables the function of the parachute 51.

パラシュート装置50は飛行中にマルチコプター10の自由落下を検知すると、パラシュート51を自動的に射出する。射出されたパラシュート51は空気の力でキャノピー511が展開され、機体が吊索512に吊るされた状態で地上Gに着地する。   When the parachute device 50 detects a free fall of the multicopter 10 during flight, the parachute device 50 automatically injects the parachute 51. The ejected parachute 51 is landed on the ground G in a state where the canopy 511 is developed by the force of air and the body is suspended by the suspension cable 512.

制御装置52はIMU521の出力値から機体の着地を検知し、直ちに吊索512のうち一本だけを残して他の吊索512をすべて機体から切断する。これによりパラシュート51のキャノピー511は空気を溜めることができなくなり、横風に吹かれてもマルチコプター10を引きずるほどの牽引力は生じなくなる。そして、マルチコプター10の機体には吊索512が一本つながれているため、パラシュート51だけが風に流されて飛去することが防止される。これにより、パラシュート51による二次災害がより確実に防止されている。   The control device 52 detects the landing of the aircraft from the output value of the IMU 521 and immediately disconnects all the other suspension ropes 512 from the aircraft, leaving only one of the suspension ropes 512. As a result, the canopy 511 of the parachute 51 cannot collect air, and no traction force that drags the multicopter 10 is generated even when blown by a crosswind. And since the suspension rope 512 is connected to the airframe of the multicopter 10, only the parachute 51 is prevented from being swept away by the wind. Thereby, the secondary disaster by the parachute 51 is prevented more reliably.

なお、本例では、機体につながれたまま残される吊索512は、マルチコプター10のパラシュート降下中にも使用される吊索512であるが、例えば、吊索512とは別の紐部をパラシュート51に結んでおき、これを機体につないだまま残して、吊索512自体は第1の態様と同様に全て機体から切断する態様としてもよい。   In this example, the suspension rope 512 that is left connected to the fuselage is the suspension rope 512 that is also used during the parachute descent of the multicopter 10, but, for example, a string portion that is different from the suspension rope 512 is parachuteed. It is good also as an aspect cut | disconnected from the airframe like the 1st aspect, leaving it connected to 51 and leaving this connected to the airframe.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、本発明の無人航空機はマルチコプター10には限られず、無人であることを条件として、ヘリコプターや固定翼機、さらにはVTOL機(Vertical Take-Off and Landing:垂直離着陸機)であってもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the unmanned aerial vehicle of the present invention is not limited to the multicopter 10, and may be a helicopter, a fixed wing aircraft, or even a VTOL aircraft (Vertical Take-Off and Landing) on condition that it is unmanned. Good.

10 マルチコプター(無人航空機),R ロータ(回転翼),50 パラシュート装置,51 パラシュート,11 キャノピー(傘部),512 吊索(紐部),52 制御装置(パラシュート自動展開手段),521 IMU(着地検知手段,異常検知手段),53 展開機構(パラシュート自動展開手段),531 スプリング,54 切断機構(パラシュート無力化手段),541 ラッチ,522 サーボモータ,523 FET,59 バッテリー(電力源)

10 multicopter (unmanned aircraft), R rotor (rotary wing), 50 parachute device, 51 parachute, 11 canopy (umbrella part), 512 suspension rope (string part), 52 control device (automatic parachute deployment means), 521 IMU ( Landing detection means, abnormality detection means), 53 deployment mechanism (parachute automatic deployment means), 531 spring, 54 cutting mechanism (parachute neutralization means), 541 latch, 522 servo motor, 523 FET, 59 battery (power source)

上記課題を解決するため、本発明の無人航空機用パラシュート装置は、傘部および複数の紐部を有するパラシュートと、着地後の機体が前記パラシュートに引きずられることを防ぐパラシュート無力化手段と、を備え、前記パラシュート無力化手段は前記複数の紐部の一部を残して他の前記紐部を切断することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a parachute device for an unmanned aerial vehicle according to the present invention includes a parachute having an umbrella part and a plurality of string parts, and a parachute neutralizing means for preventing the aircraft after landing from being dragged by the parachute. The parachute neutralizing means cuts the other string portions while leaving a part of the plurality of string portions .

パラシュート降下した無人航空機の着地後に、パラシュートの傘部を機体から切り離すか、または複数の紐部の一部を切断して傘部内に空気が溜まらないようにすることで、パラシュートの機能を無力化することができる。そして、パラシュートの複数の紐部のうち、例えば一本だけを機体につないだまま残りの紐部を切断することにより、パラシュートの機能を無力化しつつ、パラシュートが風に吹かれて飛んでいくことが防止される。これにより、パラシュートによる二次災害をより確実に防止することができる。このとき、パラシュートの紐部は一本を残して切断されており、傘部は空気を溜める機能を喪失している。そのため、パラシュートが突風に吹かれてもパラシュートには無人航空機の機体を引きずるほどの牽引力は生じない。
After landing on an unmanned aerial vehicle with a parachute descending, the parachute function is disabled by separating the parachute umbrella part from the aircraft or by cutting some of the string parts to prevent air from accumulating in the umbrella part. can do. And, for example, the parachute is blown by the wind while disabling the function of the parachute by cutting off the remaining string part, for example, by connecting only one of the parachute parts to the aircraft. Is prevented. Thereby, the secondary disaster by a parachute can be prevented more reliably. At this time, the string part of the parachute is cut except for one, and the umbrella part loses the function of accumulating air. Therefore, even if the parachute is blown by a gust, the parachute does not generate enough traction to drag the unmanned aircraft.

また、本発明のパラシュート装置は、前記無人航空機の着地を検知可能な着地検知手段と、電力源と、をさらに備え、前記パラシュート無力化手段は前記無人航空機の着地後、自動的に作動することが好ましい。
The parachute device according to the present invention further includes a landing detection unit capable of detecting the landing of the unmanned aircraft and a power source, and the parachute neutralization unit automatically operates after the landing of the unmanned aircraft. Is preferred.

Claims (6)

無人航空機用のパラシュート装置であって、
傘部および複数の紐部を有するパラシュートと、
着地後の機体が前記パラシュートに引きずられることを防ぐパラシュート無力化手段と、を備え、
前記パラシュート無力化手段は前記無人航空機の着地後、自動的にまたは遠隔操作により作動し、前記傘部を前記機体から切り離すか、または前記複数の紐部の一部を切断することを特徴とするパラシュート装置。
A parachute device for unmanned aerial vehicles,
A parachute having an umbrella part and a plurality of string parts;
A parachute neutralization means for preventing the aircraft after landing from being dragged by the parachute,
The parachute neutralization means operates automatically or remotely after landing of the unmanned aircraft, and separates the umbrella part from the fuselage or cuts a part of the plurality of string parts. Parachute device.
前記パラシュート無力化手段は前記複数の紐部の一部を切断することを特徴とする請求項1に記載のパラシュート装置。   The parachute device according to claim 1, wherein the parachute neutralizing unit cuts a part of the plurality of string portions. 前記無人航空機の着地を検知可能な着地検知手段と、
電力源と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のパラシュート装置。
Landing detection means capable of detecting the landing of the unmanned aircraft;
The parachute device according to claim 1, further comprising a power source.
飛行動作の異常を検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段が異常を検知したときに自動的に前記パラシュートを展開するパラシュート自動展開手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のパラシュート装置。
An anomaly detection means for detecting anomalies in flight operation;
The parachute device according to claim 1, further comprising: a parachute automatic deployment unit that automatically deploys the parachute when the abnormality detection unit detects an abnormality.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のパラシュート装置を備えることを特徴とする無人航空機。   An unmanned aerial vehicle comprising the parachute device according to any one of claims 1 to 4. 一又は複数の回転翼と、
請求項4に記載のパラシュート装置と、を備え、
前記パラシュート自動展開手段は、前記パラシュートの展開時に前記回転翼を強制的に停止可能であることを特徴とする無人航空機。

One or more rotor blades;
A parachute device according to claim 4,
The unmanned aerial vehicle characterized in that the parachute automatic deployment means can forcibly stop the rotor blades when the parachute is deployed.

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07329892A (en) * 1994-06-13 1995-12-19 Nippon Koki Kk Parachute
US20090308979A1 (en) * 2005-09-23 2009-12-17 Ronen Nadir Parachute Release Device and Methods
CN105151304A (en) * 2015-08-04 2015-12-16 江西洪都航空工业集团有限责任公司 Automatic parachute cutting method for unmanned aerial vehicle
JP2016088111A (en) * 2014-10-29 2016-05-23 ヤンマー株式会社 helicopter
US20160318615A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 SkyFallX, LLC Autonomous safety and recovery system for unmanned aerial vehicles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07329892A (en) * 1994-06-13 1995-12-19 Nippon Koki Kk Parachute
US20090308979A1 (en) * 2005-09-23 2009-12-17 Ronen Nadir Parachute Release Device and Methods
JP2016088111A (en) * 2014-10-29 2016-05-23 ヤンマー株式会社 helicopter
US20160318615A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 SkyFallX, LLC Autonomous safety and recovery system for unmanned aerial vehicles
CN105151304A (en) * 2015-08-04 2015-12-16 江西洪都航空工业集团有限责任公司 Automatic parachute cutting method for unmanned aerial vehicle

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