JP2020182416A - Aerial spraying device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粒材などの散布物を空中散布する空中散布装置に関するものである。 The present invention relates to an aerial spraying device that sprays a sprayed material such as granules in the air.
ヘリコプターに搭載されて空中散布を行う散布装置として、粉粒状の散布物を収容するタンクと、回転軸を中心に回転駆動されるインペラと、インペラの上側を覆うインペラカバー(散布カバー)とを備え、インペラカバーが、インペラを覆う円板状の上面カバーと、インペラの側面側を覆う円錐状の側面カバーとを備え、タンク内の散布物をインペラの上面側に供給する吐出口を回転軸線を中心に等間隔で複数配設したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a spraying device mounted on a helicopter for aerial spraying, it is equipped with a tank for accommodating powdered particles, an impeller that is rotationally driven around a rotation axis, and an impeller cover (spray cover) that covers the upper side of the impeller. The impeller cover is provided with a disk-shaped top cover that covers the impeller and a conical side cover that covers the side surface side of the impeller, and the discharge port that supplies the spray in the tank to the top surface side of the impeller has a rotation axis. It is known that a plurality of them are arranged at equal intervals in the center (see, for example, Patent Document 1).
空中散布を行う散布装置は、散布中の機体重量のバランスが安定していることが重要になる。前述した特許文献1に記載された従来技術は、タンク内の散布物をインペラ上に供給する吐出口を、回転軸中心の周りに等間隔で複数配置することで、重量バランスを得ようとしている。
For a spraying device that performs aerial spraying, it is important that the balance of the weight of the aircraft during spraying is stable. The prior art described in
しかしながら、前述した従来技術は、回転軸の周りに送出筒を配置して、タンク内にインペラを回転駆動するモータを配置しているので、タンク内の有効容積がモータ本体の設置スペースによって減じられてしまい、十分な散布物の収容量を確保しようとすると、タンクが大型にならざるを得ない。また、前述した従来技術は、タンク内にモータを配置するために、駆動軸をタンクの外に伸ばしており、駆動部のレイアウトが軸の配置によって制限されてしまうと共に、重心バランスが縦に延びてしまう問題があった。 However, in the above-mentioned conventional technique, since the delivery cylinder is arranged around the rotating shaft and the motor that rotationally drives the impeller is arranged in the tank, the effective volume in the tank is reduced by the installation space of the motor body. If you try to secure a sufficient capacity for the sprayed material, the tank will have to be large. Further, in the above-mentioned conventional technique, in order to arrange the motor in the tank, the drive shaft is extended to the outside of the tank, the layout of the drive unit is limited by the arrangement of the shaft, and the balance of the center of gravity is extended vertically. There was a problem that it would end up.
また近年、ドローンと呼ばれるマルチコプターが普及しつつあり、薬剤等の空中散布にマルチコプターを用いることが検討されているが、前述した従来技術のようにタンク内にモータを配置した散布装置をマルチコプターに搭載させると、タンクの大型化や重量バランスの問題で小型のマルチコプターでは散布作業を安定的に行い難くなる問題があった。 Further, in recent years, a multicopter called a drone has become widespread, and it has been considered to use a multicopter for aerial spraying of chemicals and the like. When mounted on a copter, there was a problem that it was difficult to stably perform spraying work with a small multicopter due to the problem of large tank size and weight balance.
本発明は、このような事情に対処することを課題としている。すなわち、粒材などの散布物の空中散布を行う粒材散布装置において、重量バランスをコンパクト化して重心集中化し易い構造でありながら、タンクの収容量を高め、タンクや駆動部を含めた機体をコンパクトにすること、などを課題としている。 An object of the present invention is to deal with such a situation. That is, in a grain material spraying device that sprays a sprayed material such as a grain material in the air, the weight balance is made compact and the center of gravity is easily concentrated, but the tank capacity is increased, and the machine body including the tank and the drive unit is installed. The issue is to make it compact.
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
散布物が収容されるタンクと、前記タンクの下端開口部が接続される供給口を有し、該供給口の中心と同軸の回転駆動軸を備えるモータを収容する本体枠と、前記本体枠の下端に取り付けられ、前記回転駆動軸に取り付けられたインペラを内部に収容する散布カバーとを備え、前記本体枠は、前記モータを含む駆動部が収容される収容室を備えると共に、前記供給口から前記収容室の外側を通って前記インペラ上に散布物を投下させる散布物供給路を備えることを特徴とする空中散布装置。
In order to solve such a problem, the present invention has the following configurations.
A main body frame for accommodating a tank for accommodating a spray material, a supply port to which the lower end opening of the tank is connected, and a rotation drive shaft coaxial with the center of the supply port, and the main body frame. A spray cover attached to the lower end and accommodating an impeller attached to the rotary drive shaft is provided, and the main body frame is provided with an accommodating chamber in which a drive unit including the motor is accommodated, and is provided from the supply port. An aerial spraying device including a spray material supply path for dropping a spray material onto the impeller through the outside of the storage chamber.
このような構成を備えた空中散布装置は、重量バランスをコンパクト化して重心集中化し易い構造でありながら、タンクの収容量を高め、タンクや駆動部を含めた機体をコンパクトにすることができる。これによって、小型のマルチコプターに搭載する場合にも、重量バランスを保ちながら、安定した空中散布作業を行うことができる。 The aerial spraying device having such a configuration can increase the capacity of the tank and make the airframe including the tank and the drive unit compact, while having a structure in which the weight balance is made compact and the center of gravity is easily concentrated. As a result, even when mounted on a small multicopter, stable aerial spraying work can be performed while maintaining a weight balance.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。なお、以下の説明では、散布物の一例として粒材を例に説明する。ここでの粒材は、薬剤や肥料や種子などを含むと共に、粒径が微小な粉材を含むものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in different figures indicate parts having the same function, and duplicate description in each figure will be omitted as appropriate. In the following description, a grain material will be described as an example of the sprayed material. The granule material here includes chemicals, fertilizers, seeds, etc., and also contains powder material having a fine particle size.
空中散布装置(以下、散布装置)1は、図1に示すように、外観的には、タンク2と、タンク2に接続される本体枠3と、散布カバー4を備えている。散布装置1は、タンク2の中心Tcが本体枠3及び散布カバー4の中心と一致しており、機体の重量バランスが中心Tcに対して軸対称になっている。
As shown in FIG. 1, the aerial spraying device (hereinafter, spraying device) 1 includes a
タンク2は、散布物である粒材が収容される容器であり、本体枠3の上端に設けられる供給口3Aに下端開口部2Aが接続されている。タンク2は、上方から下方に至るほど小径断面になる漏斗状の側面部2Bを有しており、タンク2内には、粒材のみが収容される体積容量が確保されている。タンク2内に収容された粒材は、自重で下端開口部2Aから本体枠3に供給される。
The
本体枠3は、前述したタンク2の下端開口部2Aに接続される供給口3Aを上端に備え、本体枠3の下端に散布カバー4が取り付けられている。本体枠3内には、散布カバー4内に収容されるインペラを回転駆動するモータを含めた駆動部50が配備されていると共に、タンク2から供給された粒材を、散布カバー4内のインペラ上に投下させる散布物供給路が形成されている。また、図示の例では、本体枠3の側面には、着脱自在な側面カバー3Bが両側面に設けられている。
The
図2は、散布装置1の底面図であり、散布カバー4の中央部には、回転駆動軸5Aに取り付けられたインペラ5が配置されている。散布カバー4は、インペラ5の上側を覆う上面部40とインペラ5の側方の一部を囲む側壁部41とを有しており、インペラ5の上側で本体枠3の下端に取り付けられている。散布カバー4の上面部40には、インペラ5の回転中心の軸対称位置に、インペラ5上に粒材を投下する投下口4A,4Bが一対設けられている。
FIG. 2 is a bottom view of the
また、散布カバー4は、投下口4A,4Bに対応して主拡散流路4C,4Dを備えている。主拡散流路4C,4Dを設けることで、投下口4A,4Bから投下された粒材を主に180°の方向に向けて拡散することができる。また、散布カバー4は、主拡散流路4C,4D以外の側壁部41に、ギザギザ状の落下面41A〜41Dを設けている。これにより、インペラ5の周囲にも効果的に粒材を投下させ、円周方向に飛んでしまう粒材を整流でき、散布範囲内での均一散布が可能になる。よって、より高い指向性で散布範囲を広げることができる。
Further, the
このような機能を備える散布カバー4は、比較的簡単な構造であって、直線的な側壁部41とギザギザ状の落下面41A〜41Dを備える軸対称形状の単体部品であり、樹脂材などの成形部品として形成することができる。これによって、量産性を高めて低コスト及び低重量の部品を得ることができる。
The
本体枠3は、図3に示すように、面対称な一対の分割成形体31,32を締結部材33で結合する構造になっている。本体枠3は、内部に駆動部50を備えている。駆動部50は、インペラ5を回転駆動するDCモータ51、DCモータ51などを制御する制御基板52、制御基板52に接続される電子部品53、計量板11に対してシャッタ10を駆動するサーボモータ54及びその駆動部材55などを含んでいる。
As shown in FIG. 3, the
本体枠3は、内部に前述した駆動部50を収容する収容室30を備えている。収容室30は、分割成形体31,32の内側に形成された区画部分S1,S2によって、分割成形体31,32を結合することで形成される。一方、本体枠3は、収容部30の外側を通って供給口3Aから前述した投下口4A,4Bに至る一対の散布物供給路60を備えている。収容室30は、本体枠3内の散布物供給路60から駆動部50を隔離するために設けられており、収容室30の内側には粒材が入り込まない。
The
散布物供給路60の途中には図4に示すように、計量板11が設けられている。散布物供給路60は、供給口3Aの直下に傾斜流路60Aが形成され、その傾斜流路60Aの下端に配置されている計量板11に設けた2つの計量口11A,11Bによって、その下側が一対の流路に分けられている。その一方の流路は、計量口11Aから分割成形体31における収容室30の外側に形成され、そこから投下口4Aに至ることになり、他方の流路は、計量口11Bから分割成形体32における収容室30の外側に形成され、そこから投下口4Bに至ることになる。
As shown in FIG. 4, a
計量板11とシャッタ10は、サーボモータ54によるシャッタ10の駆動によって、計量板11の計量口11A,11Bを閉止することで、投下口4A,4Bに投下される粒材を遮断し、計量口11A,11Bの開口面積を調整することで、投下口4A,4Bに投下される粒材の量を調整する調量機構を構成している。調量機構は、シャッタ10が計量板11に沿ってスライドする。計量口11A,11Bは、全閉から初期段階の調整での開口変化が、その後の調整での開口変化より大きくなるような開口形状を有している。
The measuring
計量板11の下側の散布物供給路60は、図5に示すように、分割成形体31,32における収容室30の外側の空間と側面カバー3Bの内側の空間を合わせて、内部流路60Bが形成されている。この内部流路60Bは、収容室30の外側を経由してインペラ5上の回転軸周りに投下される一対の供給路であり、本体枠3に着脱自在な側面カバー3Bを取り外すことで、開放できるようになっている。このように、側面カバー3Bを取り外して内部流路60Bを開放できるようにすることで、内部流路60B内での粒材の詰まり除去や使用後のメンテナンス(清掃)を簡易に行うことができる。
As shown in FIG. 5, the spray
また、側面カバー3Bの内側には、内部流路60B(散布物供給路60)の幅を調整する調整プレート12が着脱自在に設けられている。調整プレート12は、内部流路60Bの空間を仕切るものであり、調整プレート12を装着すると、調整プレート12の内側の空間が内部流路60Bとなり、投下口4A,4Bの有効面積もそれに応じて小さくなる。調整プレート12を取り外すと、内部流路60Bは、前述したように、分割成形体31,32における収容室30の外側の空間と側面カバー3Bの内側の空間を合わせた空間になり、側面カバー3Bの内側に所定の体積の流通空間を形成することで、内部流路60Bを拡大することができる。調整プレート12を外した場合には、投下口4A,4Bは、その全体が有効な開口面積になる。このような調整プレート12を設けることで、粒径・比重の異なる様々な粒材の散布に対応することができる。
Further, inside the
本体枠3においては、供給口3Aの中心(タンク2の中心Tc)と、収容室30内に収容されたDCモータ51の出力軸が同軸になっており、散布カバー4内のインペラ5の回転駆動軸5Aと供給口3Aの中心とが同軸になっている。更に、本体枠3内に形成される一対の散布物供給路60が、供給口3Aの中心(すわわち、回転駆動軸5A)に対して軸対称に形成されている。
In the
これによって、散布装置1は、重量バランスがとれた状態で作業を行うことができ、また、本体枠3の内部に駆動部50などの重力物をコンパクトに配置して重心を集中化しているので、空中散布を行う場合に、安定した状態で飛行させながら作業を行うことができる。また、散布装置1の中心(タンク2の中心Tc)がインペラ5の駆動中心になっており、その中心に対して軸対称に散布カバー4が形成されているので、散布装置1の機体中心から左右に等しく散布範囲を広げることができ、マルチコプターなどを操作しながら散布作業を行う作業者にとっては、全体の散布範囲を明確に把握しながら、散布作業を行うことができる。
As a result, the
図6には、マルチコプターMに散布装置を搭載した状態を示している。この例では、散布装置1は、マルチコプターMの接続部に接続される設置フレーム100に支持されており、設置フレーム100の上部にタンク2の上部が取り付けられている。
FIG. 6 shows a state in which the spraying device is mounted on the multicopter M. In this example, the
このようにマルチコプターMに搭載された散布装置1は、散布装置1の中心(タンク2の中心Tc)を全体の重心に近づけることができ、散布装置1自体が重量バランスの取れた機体を有していることで、マルチコプターMを安定した状態で飛行させながら散布作業を行うことができる。
In this way, the
また、散布装置1内のタンク2内には、粒材のみが収容されているので、タンク2内に駆動部50を配備する従来技術と比較して、同等の収容量であってもタンクを小型化することができる。また、散布装置1は、本体枠3内に駆動部をコンパクトに配置しているので、駆動軸をタンク内から外に延ばした従来技術と比較して、重心を本体枠2の内部に集中することができる。
Further, since only the granules are stored in the
これによって、重量バランスをコンパクト化して重心集中化し易い構造でありながら、タンクの収容量を高め、タンクや駆動部を含めた機体をコンパクトにすることができ、小型のマルチコプターMに搭載する場合にも、重量バランスを保ちながら、安定した空中散布作業を行うことができる。また、散布装置1は、強制的な粒材の繰り出し機構を省いていることで軽量化できるので、作業中のマルチコプターMの自立飛行を安定して継続させることができる。
As a result, the weight balance can be made compact and the center of gravity can be easily concentrated, but the tank capacity can be increased and the aircraft including the tank and the drive unit can be made compact. When mounted on a small multicopter M In addition, stable aerial spraying work can be performed while maintaining the weight balance. Further, since the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design changes, etc. within the range not deviating from the gist of the present invention, etc. Even if there is, it is included in the present invention. Further, each of the above-described embodiments can be combined by diverting the technologies of each other as long as there is no particular contradiction or problem in the purpose and configuration thereof.
1:空中散布装置(散布装置),
2:タンク,2A:下端開口部,2B:側面部,
3:本体枠,3A:供給口,3B:側面カバー,30:収容室,
31,32:分割成形体,33:締結部材,
4:散布カバー,4A,4B:投下口,4C,4D:主拡散流路,
40:上面部,41:側壁部,41A〜41D:落下面,
5:インペラ,5A:回転駆動軸,
50:駆動部,51:DCモータ,52:制御基板,53:電子部品,
54:サーボモータ,55:駆動部材,
60:散布物供給路,60A:傾斜流路,60B:内部流路,
10:シャッタ,11:計量板,11A,11B:計量口,
12:調整プレート,100:設置フレーム,
M:マルチコプター,S1,S2:区画部分,Tc:中心
1: Aerial spraying device (spraying device),
2: Tank, 2A: Lower end opening, 2B: Side surface,
3: Body frame, 3A: Supply port, 3B: Side cover, 30: Storage room,
31, 32: split molded body, 33: fastening member,
4: Spray cover, 4A, 4B: Drop port, 4C, 4D: Main diffusion channel,
40: upper surface, 41: side wall, 41A to 41D: falling surface,
5: Impeller, 5A: Rotary drive shaft,
50: Drive unit, 51: DC motor, 52: Control board, 53: Electronic components,
54: Servo motor, 55: Drive member,
60: Spray supply path, 60A: Inclined flow path, 60B: Internal flow path,
10: Shutter, 11: Weighing plate, 11A, 11B: Weighing port,
12: Adjustment plate, 100: Installation frame,
M: Multicopter, S1, S2: Section, Tc: Center
Claims (4)
前記タンクの下端開口部が接続される供給口を有し、該供給口の中心と同軸の回転駆動軸を備えるモータを収容する本体枠と、
前記本体枠の下端に取り付けられ、前記回転駆動軸に取り付けられたインペラを内部に収容する散布カバーとを備え、
前記本体枠は、前記モータを含む駆動部が収容される収容室を備えると共に、前記供給口から前記収容室の外側を通って前記インペラ上に散布物を投下させる散布物供給路を備えることを特徴とする空中散布装置。 A tank that houses the spray and
A main body frame for accommodating a motor having a supply port to which the lower end opening of the tank is connected and having a rotary drive shaft coaxial with the center of the supply port.
It is provided with a spray cover attached to the lower end of the main body frame and accommodating the impeller attached to the rotary drive shaft inside.
The main body frame includes a storage chamber in which a drive unit including the motor is housed, and also includes a spray material supply path for dropping the spray material onto the impeller from the supply port through the outside of the storage chamber. A featured aerial spraying device.
前記散布カバーには、散布物を投下させる投下口が、前記回転駆動軸周りの軸対称位置に一対設けられていることを特徴とする請求項1記載の空中散布装置。 A pair of the spray material supply paths are provided on the outside of the storage chamber.
The aerial spraying device according to claim 1, wherein the spraying cover is provided with a pair of dropping ports for dropping a sprayed object at axially symmetrical positions around the rotary drive shaft.
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