JP2020024123A - Center-of-gravity position measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重心位置測定方法に関する。 The present invention relates to a method of measuring a center of gravity position.
近年、ドローン(Drone)や無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)などの飛行体(以下、「飛行体」と総称する)を利用して荷物の配達を行う試みがなされている。特許文献1には、飛行体による配達システムが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art In recent years, attempts have been made to deliver luggage using a flying object such as a drone (Drone) or an unmanned aerial vehicle (UAV) (hereinafter, collectively referred to as an “flying object”).
小型飛行体の姿勢がどの様に変化しても、安定して鉛直下方又は上方の画像を撮影可能である航空写真システムも提供されている(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)。図1及び図2に示されるように、飛行体は、ジンバルを介して任意の方向に傾斜自在に支持されたカメラを有している。 An aerial photographing system that can stably capture an image vertically below or above no matter how the attitude of the small aircraft changes (see, for example, Patent Documents 2 and 3). As shown in FIGS. 1 and 2, the flying object has a camera supported by a gimbal so as to be tiltable in an arbitrary direction.
特許文献2及び特許文献3に開示されている技術は、いずれも、飛行体の姿勢制御に資する構造であるが、これらの構造は、必ずしも飛行体の重心位置を考慮した構造とは言えない。従って、突発的な風向きの変化や重量物(ペイロード)の変化によって姿勢を崩した場合、機体のバランスが崩れやすく落下の原因となる。 Each of the technologies disclosed in Patent Documents 2 and 3 is a structure that contributes to attitude control of an air vehicle, but these structures are not necessarily structures that take into account the position of the center of gravity of the air vehicle. Therefore, if the posture is lost due to a sudden change in the wind direction or a change in the weight (payload), the balance of the airframe is likely to be lost, causing a drop.
一方で、複雑な構造の飛行体における重心の位置を事後的に特定する方法は今だ簡易的なものが提案されていない。 On the other hand, a simple method has not yet been proposed for a posteriori method of specifying the position of the center of gravity of a flying object having a complicated structure.
そこで、本発明は、飛行体の重心位置を簡易的な方法で特定する方法を提供することを一つの目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for specifying the position of the center of gravity of a flying object by a simple method.
本発明によれば、
飛行体の重心位置測定方法であって、
第1水平方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第1取付ステップと、
2本の前記冶具の夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第1水平方向における釣り合いの取れている第1重心点を特定するステップと、
前記第1水平方向と直交する第2水平方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第2取付ステップと、
2本の前記冶具の夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第2水平方向における釣り合いの取れている第2重心点を特定するステップと、
前記第1水平方向及び前記第2水平方向の双方と直交する垂直方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第3取付ステップと、
2本の前記冶具が前記第1水平方向及び前記第2水平方向で規定される水平面と平行になるように前記飛行体を横に倒した状態で、2本の当該冶具夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第2水平面における釣り合いの取れた第3重心点を特定するステップと、
前記第1重心点と、前記第2重心点と、前記第3重心点との交点を前記飛行体の前記重心位置として特定するステップと、
を備える、重心位置測定方法が得られる。
According to the present invention,
A method of measuring the center of gravity of a flying object,
A first attaching step of attaching two jigs extending in parallel to the first horizontal direction to the flying body while being separated from each other;
Identifying each of the two centrifugal points of the flying object that are balanced in the first horizontal direction when each of the two jigs is supported at one point;
A second attaching step of attaching two jigs extending in parallel to a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction to the flying object while being separated from each other;
Identifying a balanced second centroid point of the flying object in the second horizontal direction when each of the two jigs is supported at one point;
A third attachment step of attaching two jigs extending parallel to a vertical direction perpendicular to both the first horizontal direction and the second horizontal direction to the flying body in a state where the jigs are separated from each other;
Each of the two jigs is supported at one point while the flying object is laid down sideways so that the two jigs are parallel to a horizontal plane defined by the first horizontal direction and the second horizontal direction. Identifying a balanced third center of gravity of the flying object in the second horizontal plane when
Specifying an intersection of the first center of gravity, the second center of gravity, and the third center of gravity as the center of gravity of the flying object;
The method for measuring the position of the center of gravity, comprising:
本発明によれば、飛行体の重心位置を簡易的な方法で特定することができる。 According to the present invention, the position of the center of gravity of the flying object can be specified by a simple method.
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による電子部品は、以下のような構成を備える。
[項目1]
飛行体の重心位置測定方法であって、
第1水平方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第1取付ステップと、
2本の前記冶具の夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第1水平方向における釣り合いの取れている第1重心点を特定するステップと、
前記第1水平方向と直交する第2水平方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第2取付ステップと、
2本の前記冶具の夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第2水平方向における釣り合いの取れている第2重心点を特定するステップと、
前記第1水平方向及び前記第2水平方向の双方と直交する垂直方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第3取付ステップと、
2本の前記冶具が前記第1水平方向及び前記第2水平方向で規定される水平面と平行になるように前記飛行体を横に倒した状態で、2本の当該冶具夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第2水平面における釣り合いの取れた第3重心点を特定するステップと、
前記第1重心点と、前記第2重心点と、前記第3重心点との交点を前記飛行体の前記重心位置として特定するステップと、
を備える、重心位置測定方法。
[項目2]
前記第1取付ステップは、前記冶具を前記第1水平方向における仮想直線と前記飛行体とが交差する少なくとも2点に取り付けるステップであり、
前記第2取付ステップは、前記冶具を前記第2水平方向における仮想直線と前記飛行体とが交差する少なくとも2点に取り付けるステップである、
重心位置測定方法。
[項目3]
項目2に記載の重心位置測定方法であって、
前記飛行体は少なくとも前記第1水平方向又は前記第2水平方向に延びる仮想直線状に配置されるモータ部を有しており、前記2本の冶具は前記モータ部に取り付けられる、
重心位置測定方法。
[項目4]
項目2又は項目3に記載の重心位置測定方法であって、
前記飛行体は少なくとも前記第1水平方向又は前記第2水平方向に延びる仮想直線状と少なくとも2点で交差するフレーム部を有しており、前記2本の冶具は前記フレーム部の前記2点に取り付けられる、
重心位置測定方法。
[項目5]
項目2乃至項目4のいずれかに記載の重心位置測定方法であって、
前記飛行体は少なくとも前記第1水平方向又は前記第2水平方向に延びる仮想直線状と少なくとも2点で交差するプロペラガード部を有しており、前記2本の冶具は前記プロペラガード部の前記2点に取り付けられる、
重心位置測定方法。
[項目6]
項目1乃至項目5のいずれかに記載の重心位置測定方法であって、
前記第3取付ステップにおける前記冶具は、前記第1取付ステップ又は前記第2取付ステップにおいて取り付けられた冶具に取り付けられる、
重心位置測定方法。
[項目7]
項目1乃至項目6のいずれかに記載の重心位置測定方法に使用される冶具。
The contents of the embodiment of the present invention will be listed and described. The electronic component according to the embodiment of the present invention has the following configuration.
[Item 1]
A method of measuring the center of gravity of a flying object,
A first attaching step of attaching two jigs extending in parallel to the first horizontal direction to the flying body while being separated from each other;
Identifying each of the two centrifugal points of the flying object that are balanced in the first horizontal direction when each of the two jigs is supported at one point;
A second attaching step of attaching two jigs extending in parallel to a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction to the flying object while being separated from each other;
Identifying a balanced second centroid point of the flying object in the second horizontal direction when each of the two jigs is supported at one point;
A third attachment step of attaching two jigs extending parallel to a vertical direction perpendicular to both the first horizontal direction and the second horizontal direction to the flying body in a state where the jigs are separated from each other;
Each of the two jigs is supported at one point while the flying object is laid down sideways so that the two jigs are parallel to a horizontal plane defined by the first horizontal direction and the second horizontal direction. Identifying a balanced third center of gravity of the flying object in the second horizontal plane when
Specifying an intersection of the first center of gravity, the second center of gravity, and the third center of gravity as the center of gravity of the flying object;
A method of measuring the center of gravity, comprising:
[Item 2]
The first attaching step is a step of attaching the jig to at least two points where the virtual straight line in the first horizontal direction intersects with the flying object,
The second attaching step is a step of attaching the jig to at least two points where the virtual straight line in the second horizontal direction intersects with the flying object.
The method of measuring the center of gravity.
[Item 3]
A method of measuring a center of gravity position according to item 2, wherein
The flying object has a motor unit that is arranged in a virtual straight line extending at least in the first horizontal direction or the second horizontal direction, and the two jigs are attached to the motor unit.
The method of measuring the center of gravity.
[Item 4]
A method of measuring a center of gravity position according to item 2 or 3, wherein:
The flying object has a frame portion that intersects at least two points with a virtual straight line extending in at least the first horizontal direction or the second horizontal direction, and the two jigs are provided at the two points of the frame portion. It is attached,
The method of measuring the center of gravity.
[Item 5]
A method of measuring a center of gravity position according to any one of items 2 to 4, wherein
The flying object has a propeller guard portion that intersects at least two points with an imaginary straight line extending in at least the first horizontal direction or the second horizontal direction. Attached to a point,
Method of measuring the center of gravity.
[Item 6]
A method of measuring the position of the center of gravity according to any one of
The jig in the third attaching step is attached to the jig attached in the first attaching step or the second attaching step.
The method of measuring the center of gravity.
[Item 7]
A jig used in the method of measuring the position of the center of gravity according to any one of
<実施の形態の詳細>
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
<Details of Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<概略>
本発明の実施の形態による重心位置測定方法は、ドローン等の飛行体の重心位置を測定するための方法である。本実施の形態による重心位置測定方法は、X方向における重心が存在し得る仮想直線(「X方向重心線」と呼ぶ)と、Y方向における重心が存在し得る仮想直線及びZ方向における重心が存在し得る仮想直線の交点を飛行体の上記重心と推定するものである。
<Outline>
The center-of-gravity position measuring method according to the embodiment of the present invention is a method for measuring the center-of-gravity position of a flying object such as a drone. The center-of-gravity position measuring method according to the present embodiment includes a virtual straight line that may have a center of gravity in the X direction (referred to as “X-direction barycentric line”), a virtual straight line that may have a center of gravity in the Y direction, and a center of gravity in the Z direction. The intersection of the possible virtual straight lines is estimated as the center of gravity of the flying object.
以下、X方向重心線を測定するステップ(第1取付ステップおよび第3重心点を特定するステップ)、Y方向重心線を測定するステップ(第2取付ステップおよび第3重心点を特定するステップ)、Z方向重心線を測定するステップ(第3取付ステップおよび第3重心点を特定するステップ)の順に説明する。 Hereinafter, a step of measuring the X-direction barycentric line (a step of specifying the first mounting step and the third barycentric point), a step of measuring the Y-direction barycentric line (a step of specifying the second mounting step and the third barycentric point), The steps of measuring the Z-direction barycentric line (the third mounting step and the step of specifying the third barycentric point) will be described in this order.
第1取付ステップでは、まず、図1に示されるように、モータ1a、1b、1c、1dに2本の冶具を取り付ける。冶具はX向と平行な方向に長尺の細長い棒状のものである。第1治具2aはモータ1a、1bに取り付け、第2治具2bはモータ1c、1dに取り付ける。これにより、2本の冶具2a、2bは、機体に固定される。
In the first mounting step, first, as shown in FIG. 1, two jigs are mounted on the
第1重心点を特定するステップでは、この2つの治具を利用し、機体を釣り上げる。それぞれの治具のある1点ずつP1、P2を支持点として、機体を空中に釣り上げ、機体が水平なバランスを保持するようなP1、P2の位置を特定する。その位置のP1、P2を通る線分をG1とする。このとき、G1を含みZ方向に対して平行な平面に機体の重心が存在する。 In the step of specifying the first center of gravity, the aircraft is caught using these two jigs. With the P1 and P2 as supporting points for each of the jigs, the aircraft is lifted in the air, and the positions of P1 and P2 at which the aircraft maintains a horizontal balance are specified. A line segment passing through P1 and P2 at that position is defined as G1. At this time, the center of gravity of the aircraft exists on a plane that includes G1 and is parallel to the Z direction.
第2取付ステップでは、まず、図2に示されるように、モータ1a、1b、1c、1dに2本の治具を取り付ける。治具はY向と平行な方向に長尺の細長い棒状のものである。第3治具2cはモータ1a、1cに取り付け、第4治具2dはモータ1b、1dに取り付ける。これにより、2本の治具2、2dは、機体に固定される。
In the second mounting step, first, as shown in FIG. 2, two jigs are mounted on the
第2重心点を特定するステップでは、この2つの治具を利用し、機体を釣り上げる。それぞれの治具のある1点ずつP3、P4を支持点として、機体を空中に釣り上げ、機体が水平なバランスを保持するようなP3、P4の位置を特定する。その位置のP3、P4を両端とした線分をG2とする。G2を含んでおり、かつ、Z方向に対して平行な平面は、機体の重心を含んだ平面である。 In the step of specifying the second center of gravity, the aircraft is caught using these two jigs. Using the jigs at certain points P3 and P4 as supporting points, the aircraft is fished in the air, and the positions of P3 and P4 that maintain the horizontal balance of the aircraft are specified. A line segment having both ends of P3 and P4 at that position is defined as G2. A plane that includes G2 and that is parallel to the Z direction is a plane that includes the center of gravity of the aircraft.
第3取付ステップでは、まず、図3に示されるように、機体を水平方向に対して90°傾けた状態でおく。そして、Z方向の負の向き側にある、モータ1c、1dに、それぞれ、第5治具2e及び第6治具2fを取り付ける。治具はY向と平行な方向に長尺の細長い棒状のものである。これにより、2本の治具2e、2fは、機体に固定される。
In the third mounting step, first, as shown in FIG. 3, the body is inclined at 90 ° with respect to the horizontal direction. Then, the
第3重心点を特定するステップでは、この2つの治具を利用し、機体を釣り上げる。それぞれの治具のある1点ずつP5、P6を支持点として、機体を空中に釣り上げ、機体が水平なバランスを保持するようなP5、P6の位置を特定する。その位置のP5、P6を両端とした線分をG3とする。G3を含んでおり、かつZ方向に平行な平面は、機体の重心を含んだ平面である。 In the step of specifying the third center of gravity, the aircraft is caught using these two jigs. With the P5 and P6 as supporting points, each of the jigs is used as a support point, and the aircraft is caught in the air, and the positions of P5 and P6 at which the aircraft maintains a horizontal balance are specified. A line segment having both ends of P5 and P6 at that position is defined as G3. A plane that includes G3 and is parallel to the Z direction is a plane that includes the center of gravity of the aircraft.
上記の全ステップを踏んで得られた3平面が交わる一点は、機体の重心である。以上の手順により、機体重心位置を測定する。 One point where the three planes obtained by taking all the above steps intersect is the center of gravity of the aircraft. According to the above procedure, the position of the machine body weight is measured.
1a〜1d モータ
2a 第1治具
2b 第2治具
2c 第3治具
2d 第4治具
2e 第5治具
2f 第6治具
G1 第1重心線
G2 第2重心線
G3 第3重心線
P1〜6 支持点
1a to
Claims (7)
第1水平方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第1取付ステップと、
2本の前記冶具の夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第1水平方向における釣り合いの取れている第1重心点を特定するステップと、
前記第1水平方向と直交する第2水平方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第2取付ステップと、
2本の前記冶具の夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第2水平方向における釣り合いの取れている第2重心点を特定するステップと、
前記第1水平方向及び前記第2水平方向の双方と直交する垂直方向に平行に延びる2本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第3取付ステップと、
2本の前記冶具が前記第1水平方向及び前記第2水平方向で規定される水平面と平行になるように前記飛行体を横に倒した状態で、2本の当該冶具夫々を1点で支持した際に前記飛行体の前記第2水平面における釣り合いの取れた第3重心点を特定するステップと、
前記第1重心点と、前記第2重心点と、前記第3重心点との交点を前記飛行体の前記重心位置として特定するステップと、
を備える、重心位置測定方法。 A method of measuring the center of gravity of a flying object,
A first attaching step of attaching two jigs extending in parallel to the first horizontal direction to the flying body while being separated from each other;
Identifying each of the two centrifugal points of the flying object that are balanced in the first horizontal direction when each of the two jigs is supported at one point;
A second attaching step of attaching two jigs extending in parallel to a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction to the flying object while being separated from each other;
Identifying a balanced second centroid point of the flying object in the second horizontal direction when each of the two jigs is supported at one point;
A third attachment step of attaching two jigs extending parallel to a vertical direction perpendicular to both the first horizontal direction and the second horizontal direction to the flying body in a state where the jigs are separated from each other;
Each of the two jigs is supported at one point while the flying object is laid down sideways so that the two jigs are parallel to a horizontal plane defined by the first horizontal direction and the second horizontal direction. Identifying a balanced third center of gravity of the flying object in the second horizontal plane when
Specifying an intersection of the first center of gravity, the second center of gravity, and the third center of gravity as the center of gravity of the flying object;
A method of measuring the center of gravity, comprising:
前記第2取付ステップは、前記冶具を前記第2水平方向における仮想直線と前記飛行体とが交差する少なくとも2点に取り付けるステップである、
重心位置測定方法。 The first attaching step is a step of attaching the jig to at least two points where the virtual straight line in the first horizontal direction intersects with the flying object,
The second attaching step is a step of attaching the jig to at least two points where the virtual straight line in the second horizontal direction intersects with the flying object.
The method of measuring the center of gravity.
前記飛行体は少なくとも前記第1水平方向又は前記第2水平方向に延びる仮想直線状に配置されるモータ部を有しており、前記2本の冶具は前記モータ部に取り付けられる、
重心位置測定方法。 The method of measuring the position of the center of gravity according to claim 2, wherein
The flying object has a motor unit arranged at least in a virtual straight line extending in the first horizontal direction or the second horizontal direction, and the two jigs are attached to the motor unit.
The method of measuring the center of gravity.
前記飛行体は少なくとも前記第1水平方向又は前記第2水平方向に延びる仮想直線状と少なくとも2点で交差するフレーム部を有しており、前記2本の冶具は前記フレーム部の前記2点に取り付けられる、
重心位置測定方法。 The method of measuring the position of the center of gravity according to claim 2 or 3, wherein
The flying object has a frame portion that intersects at least two points with a virtual straight line extending in at least the first horizontal direction or the second horizontal direction, and the two jigs are provided at the two points of the frame portion. It is attached,
The method of measuring the center of gravity.
前記飛行体は少なくとも前記第1水平方向又は前記第2水平方向に延びる仮想直線状と少なくとも2点で交差するプロペラガード部を有しており、前記2本の冶具は前記プロペラガード部の前記2点に取り付けられる、
重心位置測定方法。 A method of measuring the position of the center of gravity according to any one of claims 2 to 4, wherein
The flying object has a propeller guard portion that intersects at least two points with an imaginary straight line extending in at least the first horizontal direction or the second horizontal direction, and the two jigs are connected to the propeller guard portion of the propeller guard portion. Attached to a point,
The method of measuring the center of gravity.
前記第3取付ステップにおける前記冶具は、前記第1取付ステップ又は前記第2取付ステップにおいて取り付けられた冶具に取り付けられる、
重心位置測定方法。 A method of measuring the position of the center of gravity according to any one of claims 1 to 5, wherein
The jig in the third attaching step is attached to the jig attached in the first attaching step or the second attaching step.
The method of measuring the center of gravity.
A jig used in the method of measuring the position of the center of gravity according to claim 1.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022191279A1 (en) | 2021-03-12 | 2022-09-15 | quintuple air株式会社 | Seat determination system |
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JPH0643061A (en) * | 1992-07-23 | 1994-02-18 | Ishikawajima Inspection & Instrumentation Co | Lifting-type center-of-gravity measuring apparatus |
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2018
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