JP2024030260A - 無人飛行体 - Google Patents
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Abstract
【課題】非常時にパラシュート射出等のために適した姿勢になるように機体の重心移動ができるようにする。【解決手段】無人飛行体は、本体部と、本体部に対して重心制御体が第1位置にある状態を維持するロック機構と、ロック機構による維持状態が解除されることに応じて、重心制御体を第2位置に移動させる移動ガイドと、を備えるようにする。【選択図】図3
Description
本発明は無人飛行体に関し、特に異常時の機体の姿勢制御についての技術に関する。
無人飛行体としてドローンや小型のヘリコプター、或いは固定翼の小型飛行機などがある。特にドローンは、機体の下部に積載物が搭載されることも多く、貨物を積載することで輸送に利用したり、カメラを搭載することで空撮や点検に利用したりすることが可能である。
なお下記特許文献1には飛行時の姿勢を安定化するために、機体下部に伸縮可能な下部ロッドを設けることが記載されている。
ドローンは、制御装置等が格納された機体本体と、飛行のために機体本体を囲むように配置された複数のロータ/プロペラを有する構成を備えている。
そしてドローンは基本的に重心が機体中心に位置するように設計されるが、ロータ/プロペラの破損や、それらを駆動するモータの故障など不慮の事態が生じた際には、どのような姿勢で落下するのか予測がつかない。
そしてドローンは基本的に重心が機体中心に位置するように設計されるが、ロータ/プロペラの破損や、それらを駆動するモータの故障など不慮の事態が生じた際には、どのような姿勢で落下するのか予測がつかない。
このため、例えば安全のためにパラシュートを機体に搭載していたとしても、落下時の機体の姿勢によっては、射出したパラシュートが機体に絡まるようなこともあり、良好にパラシュートを発射できないという問題が生じうる。
本提案はこのような背景に基づいて発明されたもので、非常時に機体姿勢を安定化することを目的とする。
本発明に係る無人飛行体は、本体部と、前記本体部に対して重心制御体が第1位置にある状態を維持するロック機構と、前記ロック機構による維持状態が解除されることに応じて、前記重心制御体を第2位置に移動させる移動ガイドと、を備える。
例えばドローン等の無人飛行体において重心移動体をロック機構の解除により第2の位置に移動させることができるようにする。
例えばドローン等の無人飛行体において重心移動体をロック機構の解除により第2の位置に移動させることができるようにする。
このような本発明によれば、異常時に緊急に第2位置に重心制御体が位置する状態として、機体の重心を移動させることができ、機体を目的の姿勢状態とすることができる。
<1.第1の実施の形態>
以下、本発明の無人飛行体の実施の形態を説明していく。実施の形態では無人飛行体の例としてドローンを挙げる。
以下、本発明の無人飛行体の実施の形態を説明していく。実施の形態では無人飛行体の例としてドローンを挙げる。
図1はドローン1の斜視図である。公知のとおりドローンと呼ばれる範疇の無人飛行体としては各種の形状、構造が知られており、図1は一例に過ぎない。
実施の形態のドローン1は、本体部2が中央に配置される。そして本体部2には四方に突出する4本のアーム14が取り付けられ、各アーム14の先端付近にモータ23及びモータ23で回転されるプロペラ3が装着されている。
また各アーム14の先端付近の下方には、スキッド4が取り付けられる。4本のスキッド4は、着地時の脚として機能する。
また各アーム14の先端付近の下方には、スキッド4が取り付けられる。4本のスキッド4は、着地時の脚として機能する。
本体部2の上面側には、本体部2の内部に収納されたパラシュートを射出するパラシュート射出孔10が設けられている。
本体部2の下部には、重心制御体5が積載されている。図1の例では、ボックス状のものを重心制御体5として示している。
本明細書では「重心制御体」という用語を用いているが、これはある程度の重量物であればよく、特に物品が限定されるものではない。
例えばドローン1が輸送用途で用いられる場合は、重心制御体5は、その貨物或いは貨物を収納するボックス等であることが想定される。
またドローン1が撮影用途で用いられる場合は、重心制御体5は、カメラやジンバル等であることが想定される。
或いは本体部2の構造が、上部ユニットと下部ユニット等のように複数のユニットで構成される場合に、例えば下部ユニットが重心制御体5として機能するものでもよい。
本明細書では「重心制御体」という用語を用いているが、これはある程度の重量物であればよく、特に物品が限定されるものではない。
例えばドローン1が輸送用途で用いられる場合は、重心制御体5は、その貨物或いは貨物を収納するボックス等であることが想定される。
またドローン1が撮影用途で用いられる場合は、重心制御体5は、カメラやジンバル等であることが想定される。
或いは本体部2の構造が、上部ユニットと下部ユニット等のように複数のユニットで構成される場合に、例えば下部ユニットが重心制御体5として機能するものでもよい。
重心制御体5は、後述するように位置を変化させたときに、機体の重心位置を変位させ、所望の姿勢状態を得るだけの重量を備えたものであればよい。
図2に、本体部2の下部に重心制御体5を保持している状態を示している。
重心制御体5は、例えば両側がホルダ7によって固定されている。そしてホルダ7はスライドレール6に対してスライド可能とされている。
図3に、ホルダ7及び重心制御体5が、スライドレール6に沿って下方に移動した状態を示している。
重心制御体5は、例えば両側がホルダ7によって固定されている。そしてホルダ7はスライドレール6に対してスライド可能とされている。
図3に、ホルダ7及び重心制御体5が、スライドレール6に沿って下方に移動した状態を示している。
図2の状態における重心制御体5の位置を第1位置とする。第1位置は重心制御体5の本来の位置であり、通常はこの第1位置に維持される。
図3の状態における重心制御体5の位置を第2位置とする。第2位置は重心制御体5が非常時に機体の重心位置を変化させるために移動する先の位置である。具体的には第2位置は、重心制御体5が第1位置にある状態における機体の重心から見て第1位置よりも離れた位置としている。
また第2位置は、重心制御体5が第1位置にある状態における機体の重心から見て第1位置よりも離れ、かつプロペラ3の回転面からみて第1位置よりも離れた位置でもある。
さらに第2位置は、パラシュート射出孔10を上方(上空側)に向けるように機体の重心位置を移動させる位置でもある。
このように第2位置は、機体の重心位置を移動させ落下時の姿勢を安定させる位置とされている。
また第2位置は、重心制御体5が第1位置にある状態における機体の重心から見て第1位置よりも離れ、かつプロペラ3の回転面からみて第1位置よりも離れた位置でもある。
さらに第2位置は、パラシュート射出孔10を上方(上空側)に向けるように機体の重心位置を移動させる位置でもある。
このように第2位置は、機体の重心位置を移動させ落下時の姿勢を安定させる位置とされている。
図2の状態は、電磁ロック8などのロック機構により維持される。電磁ロック8は通電によりロック機能がオンとされる機構である。電磁ロック8によって重心制御体5が第1位置の状態に維持されることで、通常時は図2の状態を保つ。
電磁ロック8の通電がオフとされると、第1位置でのロックが解除される。その場合、バネ9の付勢により、重心制御体5はスライドレール6に沿って第2位置に向かって移動する。バネ9の付勢力にもよるが、重心制御体5は第2位置の状態である程度、維持される。第2位置に達したときに、重心制御体5を第2位置に維持する係止機構などを設けても良い。
図2のように重心制御体5が第1位置にあるときに比べて、図3のように第2位置に変位することで、機体の重心位置が、機体の下方に移動することになる。
これにより正常飛行ができなくなったときの空中での姿勢として、重心制御体5の側が地上側を向き、パラシュート射出孔10が上方(上空側)を向く姿勢となる。
これにより正常飛行ができなくなったときの空中での姿勢として、重心制御体5の側が地上側を向き、パラシュート射出孔10が上方(上空側)を向く姿勢となる。
なお、バネ9を設けて付勢しているのは、異常発生時のドローン1の姿勢が不明なためである。ドローン1が空中で本来の姿勢(少なくとも上下方向の本来の姿勢)を保っていれば、電磁ロック8を解除することで重心制御体5は自重により第2位置に変位する。
ところが異常発生時のドローン1の空中姿勢は予測できない。例えば機体下部が水平方向を向いている等、機体の姿勢を崩している場合、電磁ロック8を解除しても重心制御体5は第1位置にとどまってしまう。そこで、バネ9の付勢力により、重心制御体5が電磁ロック8の解除の際に第2位置に移動するようにしている。
ところが異常発生時のドローン1の空中姿勢は予測できない。例えば機体下部が水平方向を向いている等、機体の姿勢を崩している場合、電磁ロック8を解除しても重心制御体5は第1位置にとどまってしまう。そこで、バネ9の付勢力により、重心制御体5が電磁ロック8の解除の際に第2位置に移動するようにしている。
以上のようなドローン1の内部構成例を図4に示す。
図4に示すようにドローン1内部の制御構成として、フライトコントローラ20、バッテリー21、電源ユニット22、モータ23、ESC(Electric Speed Controller)24、GPS(Global Positioning System)モジュール25、状態表示LED(Light Emitting Diode)26、前後表示LED27、6軸ジャイロセンサ28、気圧センサ29、制御器30、ロック機構31、パラシュート機構32、テレメトリモジュール33、磁気センサ34、受信機35、ブザー36等を有する。
図4に示すようにドローン1内部の制御構成として、フライトコントローラ20、バッテリー21、電源ユニット22、モータ23、ESC(Electric Speed Controller)24、GPS(Global Positioning System)モジュール25、状態表示LED(Light Emitting Diode)26、前後表示LED27、6軸ジャイロセンサ28、気圧センサ29、制御器30、ロック機構31、パラシュート機構32、テレメトリモジュール33、磁気センサ34、受信機35、ブザー36等を有する。
フライトコントローラ20は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等を備えたマイクロコンピュータ(演算処理装置)により構成され、飛行動作に関して各部を制御する。フライトコントローラ20は例えば受信機35で受信する地上側の通信機からの指示に応じてESC24を制御し、機体の姿勢や速度などを制御する。またフライトコントローラ20は自律飛行などとして目的地への自動飛行のための制御も行うことができる。
電源ユニット22はバッテリー21を電源として上記各部に必要な電源電圧を生成し、動作電源電圧として各部に供給する。なお煩雑化を避けるため各部への電源電圧線の図示は省略している。また電源ユニット22はバッテリー21の充電動作を行う。
また電源ユニット22は給電動作や充電動作をフライトコントローラ20及び制御器30の制御に基づいて実行する。
また電源ユニット22は給電動作や充電動作をフライトコントローラ20及び制御器30の制御に基づいて実行する。
図4におけるモータ23は、図1に示したように、各アーム14の先端に取り付けられた4つのモータ23をまとめて示しているものである。
モータ23のそれぞれに対してESC24が設けられる。図では4つのESC24もまとめて1つで示している。各モータ23はESC24によって回転速度制御されながら駆動される。
モータ23のそれぞれに対してESC24が設けられる。図では4つのESC24もまとめて1つで示している。各モータ23はESC24によって回転速度制御されながら駆動される。
GPSモジュール25はGPSアンテナ及び受信機を有してなり、位置情報を検出し、位置情報をフライトコントローラ20に通知する。
状態表示LED26は、フライトコントローラ20の制御により、点灯、点滅、発光色などによりドローン1の各種の状態を表示する。
前後表示LED27は、フライトコントローラ20の制御に基づく発光でドローン1の前後について表示する。
前後表示LED27は、フライトコントローラ20の制御に基づく発光でドローン1の前後について表示する。
6軸ジャイロセンサ28は、X,Y,Z方向の角速度と角軸の回転方向の加速度を検出するセンサであり、検出情報をフライトコントローラ20に通知する。フライトコントローラ20は6軸ジャイロセンサ28の検出情報に基づいて機体の姿勢判定や姿勢制御を行う。
気圧センサ29は気圧を検出し、フライトコントローラ20に通知する。これによりフライトコントローラ20は高度を検出できる。
テレメトリモジュール33は、ドローン1の各種状態、センシング情報、画像などを地上側の装置に送信する処理を行う。これにより操縦者側でドローン1の飛行状況、高度、バッテリー状況、映像などが確認できるようになる。
磁気センサ34は磁気により方位を検出し、フライトコントローラ20に通知する。
受信機35は操縦者側の通信装置からの遠隔指示を受信する。
ブザー36はフライトコントローラ20の制御により、アラート、通知のためのブザー音を発生させる。
ブザー36はフライトコントローラ20の制御により、アラート、通知のためのブザー音を発生させる。
制御器30は、非常時の動作制御を行う。この制御器30はフライトコントローラ20からは独立した別個のマイクロコンピュータで構成されても良いし、フライトコントローラ20の内部機能として構成されても良い。
また制御器30は、必ずしもマイクロコンピュータにより構成されなくてもよく、フライトコントローラ20によって制御される回路であってもよい。
また制御器30は、必ずしもマイクロコンピュータにより構成されなくてもよく、フライトコントローラ20によって制御される回路であってもよい。
制御器30は、ロック機構31とパラシュート機構32を制御する。
ロック機構31は電磁ロック8及び電磁ロック8に対する通電回路を有する。
パラシュート機構32は、パラシュート及びパラシュートの射出装置を有する。
ロック機構31は電磁ロック8及び電磁ロック8に対する通電回路を有する。
パラシュート機構32は、パラシュート及びパラシュートの射出装置を有する。
制御器30はロック機構31については通電のオン/オフによりロックの維持/解除の制御を行う。制御器30は通常は、ロック機構31に対して常時通電させることで、重心制御体5が図2の第1位置にある状態を維持させる。
また制御器30は緊急指示や異常判定、バッテリー21の残量が所定の閾値以下に低下したこと等に応じて、ロック機構31に対する通電を遮断し、電磁ロック8をロック解除させる。
また制御器30はパラシュート機構32に対してパラシュートの射出制御を行うことができる。
また制御器30は緊急指示や異常判定、バッテリー21の残量が所定の閾値以下に低下したこと等に応じて、ロック機構31に対する通電を遮断し、電磁ロック8をロック解除させる。
また制御器30はパラシュート機構32に対してパラシュートの射出制御を行うことができる。
このような制御器30の処理例を図5に示す。
制御器30(又はフライトコントローラ20)は飛行中に図5のステップS101,S02,S103の処理を繰り替えし実行する。
制御器30(又はフライトコントローラ20)は飛行中に図5のステップS101,S02,S103の処理を繰り替えし実行する。
ステップS101で制御器30は落下異常判定を行う。例えば6軸ジャイロセンサ28の加速度、角速度の情報によって判定される姿勢状態、安定状態、衝撃や、高度の変化などから、落下状態にあるか、もしくは落下につながる異常な状況にあることの判定を行う。
落下異常と判定されていないときは、制御器30はステップS102からステップS103に進み、受信機35により緊急指示を受信したか否かを確認する。例えば操縦者側からの、落下に対応する処置をとることの緊急指示があったか否かを確認する。
制御器30は、ステップS101の落下異常判定で、自身で落下異常と判定した場合はステップS102からステップS104に進む。また落下対応処置の緊急指示を受信したときはステップS103からステップS104に進む。
ステップS104で制御器30は、電磁ロック8のロック解除制御を行う。つまり電磁ロック8に対する通電をオフとする処理を行う。
ステップS105で制御器30は、機体が適切な姿勢となったか否かを判定する。この場合は、パラシュート射出のための適切な姿勢となったか否かの判定となる。従って制御器30は、6軸ジャイロセンサ28の検出情報を用いて、パラシュート射出孔10が上空側を向いている状態か否かを判定する。
先にステップS104で電磁ロック8のロック解除が行われ、重心制御体5が第2位置に移動するため、これに伴う重心移動で、機体の空中姿勢が変化し、落下中に、パラシュート射出孔10が上空側を向く状態になる。
このような適切な姿勢になるまでの間は、制御器30はステップS106でタイムアップ判定を行う。制御部30は例えばステップS104のロック解除の時点からタイムカウントを開始し、ステップS106で所定時間を経過したか否かを判定する。所定時間を経過していなければ制御部30はステップS105に戻る。つまり所定時間を経過するまでは、機体が適切な姿勢になることを待機することになる。
適切な姿勢となったら、制御器30はステップS105からステップS107に進み、落下対応発動の処理を行う。即ちパラシュート射出制御を行う。
何らかの原因で適切な姿勢にならないままタイムアップとなった場合は、制御器30はステップS106からステップS107に進み、落下対応発動の処理としてパラシュート射出制御を行う。
この図5の処理により、不慮の事態により落下に至るときに、パラシュート射出を適切に行うことができる。
また機体姿勢が不明である状態で、適切な姿勢になることを待ってパラシュート射出を行うことで、パラシュートが正しく開かれる確度を高くできる。
さらに、所定時間待機しても適切な姿勢にならない場合は、パラシュートは一応射出されるようにしているため、パラシュートが射出されずそのまま落下するという事態を避けることもできる。
また機体姿勢が不明である状態で、適切な姿勢になることを待ってパラシュート射出を行うことで、パラシュートが正しく開かれる確度を高くできる。
さらに、所定時間待機しても適切な姿勢にならない場合は、パラシュートは一応射出されるようにしているため、パラシュートが射出されずそのまま落下するという事態を避けることもできる。
なお、バッテリー切れなどでモータ23が回転できずに落下するような場合は、電磁ロック8の通電も切れるため、重心制御体5は第2位置に移動し、重心位置が変化する。これによってもパラシュート射出孔10が上空側を向くためパラシュート射出孔10を適切に行うことができる。つまりバッテリー切れの場合は、図5の制御によらなくとも、パラシュート射出のための適切な姿勢をとることができる。
この場合、予備電池等を搭載したり、電荷を蓄えたコンデンサから一定時間電力供給できるような回路を設けたりすると、バッテリー切れの場合もパラシュートの射出動作や射出制御が可能となる。
この場合、予備電池等を搭載したり、電荷を蓄えたコンデンサから一定時間電力供給できるような回路を設けたりすると、バッテリー切れの場合もパラシュートの射出動作や射出制御が可能となる。
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態としてのドローン1Aを図6,図7に示す。
図6は重心制御体5が第1位置にある状態、図7は重心制御体5が第2位置にある状態を示している。
第2の実施の形態としてのドローン1Aを図6,図7に示す。
図6は重心制御体5が第1位置にある状態、図7は重心制御体5が第2位置にある状態を示している。
この例では、パラシュート射出孔10が図中右側に向かって射出するように形成されている。
これに応じて、第2位置は、機体の図中左側に変位した位置とされている。
これに応じて、第2位置は、機体の図中左側に変位した位置とされている。
通常時は図6のように、重心制御体5は電磁ロック8によって第1位置に維持されている。この場合、スライドレール6は水平方向に設けられる。
異常時は、電磁ロック8が解除され、バネ9の付勢力によって、図7のように重心制御体5が第2位置に変位される。
これにより重心位置が移動し、落下中には、パラシュート射出孔10が上空側を向くようにされる。
異常時は、電磁ロック8が解除され、バネ9の付勢力によって、図7のように重心制御体5が第2位置に変位される。
これにより重心位置が移動し、落下中には、パラシュート射出孔10が上空側を向くようにされる。
<第3の実施の形態>
第3の実施の形態としてのドローン1Bを図8,図9に示す。
図8は重心制御体5が第1位置にある状態、図9は重心制御体5が第2位置にある状態を示している。
第3の実施の形態としてのドローン1Bを図8,図9に示す。
図8は重心制御体5が第1位置にある状態、図9は重心制御体5が第2位置にある状態を示している。
この例では、パラシュート射出孔10が図中、本体部2の左斜め上方向に向かって射出するように形成されている。
また重心制御体5を保持するホルダ11には軸部12が設けられている。そして通常時は図8のように、重心制御体5(及びホルダ11)を電磁ロック8によって第1位置に維持している。
軸部12によって回転するホルダ11は、バネ19(例えばトーションバネ)によって付勢されているため、ロックが解除されると、図9のように軸部12で回転し、重心制御体5が第2位置に変位される。これにより重心位置が移動し、落下中には、パラシュート射出孔10が上空側を向くようにされる。
<第4の実施の形態>
第4の実施の形態としてのドローン1Cを図10,図11,図12で説明する。
図10は重心制御体5が第1位置にある状態、図11は重心制御体5が第2位置にある状態を示している。この例では、パラシュート射出孔10が図中右側に向かって射出するように形成されている。
これに応じて、第2位置は、機体の図中左側に変位した位置とされている。つまり第2の実施の形態と同様に、スライドレール6は水平方向に設けられ、電磁ロック8が解除されるとバネ9の付勢力によって、図11のように重心制御体5が第2位置に変位される。
第4の実施の形態としてのドローン1Cを図10,図11,図12で説明する。
図10は重心制御体5が第1位置にある状態、図11は重心制御体5が第2位置にある状態を示している。この例では、パラシュート射出孔10が図中右側に向かって射出するように形成されている。
これに応じて、第2位置は、機体の図中左側に変位した位置とされている。つまり第2の実施の形態と同様に、スライドレール6は水平方向に設けられ、電磁ロック8が解除されるとバネ9の付勢力によって、図11のように重心制御体5が第2位置に変位される。
図12にドローン1Cの内部構成例を示している。図12の構成例は前述の図4の構成に、制御器40、衝撃検出部42、エアバッグユニット41を加えたものである。他は同様であるため、同一符号を付し、重複説明を避ける。
衝撃検出部42が落下時(パラシュートによる落下時)に地面等との衝撃を検知するセンサである。例えば図10のように、プロペラガード15が設けられ、衝撃検出部42はプロペラガード15の外縁部分などに配置される。
エアバッグユニット41は、図10のように本体部2の側面側(図中左側)に設けられている。
衝撃検出部42は、4つのプロペラ3のプロペラガード15のうち、少なくともエアバッグユニット41に近い側の2つのプロペラ3のプロペラガード15に設けられればよい。
エアバッグユニット41は、図10のように本体部2の側面側(図中左側)に設けられている。
衝撃検出部42は、4つのプロペラ3のプロペラガード15のうち、少なくともエアバッグユニット41に近い側の2つのプロペラ3のプロペラガード15に設けられればよい。
制御器40は、衝撃検出部42により衝撃が検出されたときに、エアバッグユニット41を制御してエアバッグを瞬間的に膨らませる動作を実行させる。
この第4の実施の形態では、異常時に電磁ロック8が解除されると図11のように重心制御体5が第2位置に変位される。これによって重心位置が変化し、落下時にはパラシュート射出孔10が上空側を向くような姿勢となる。従ってパラシュートを適切に射出できる。
さらにパラシュートで落下する際は、エアバッグユニット41が設けられた側が地面側に向く姿勢となる。つまりエアバッグユニット41が設けられた側のプロペラガード15が、最初に地面に接触する。
そのため地面に接触した際に衝撃検出部42がそれを即座に検出し、エアバッグユニット41が起動される。これにより衝撃を和らげたランディングが可能となる。
そのため地面に接触した際に衝撃検出部42がそれを即座に検出し、エアバッグユニット41が起動される。これにより衝撃を和らげたランディングが可能となる。
<実施の形態の効果及び変形例>
以上の実施の形態によれば次のような効果が得られる。
以上の実施の形態によれば次のような効果が得られる。
第1,第2,第3,第4の実施の形態のドローン1,1A,1B,1Cは、本体部2と、本体部2に対して重心制御体5が第1位置にある状態を維持するロック機構31(例えば電磁ロック8)と、ロック機構31による維持状態が解除されることに応じて、重心制御体5を第2位置に移動させる移動部材とを備える。
これにより機体の重心を変化させることができる。緊急時、例えば飛行動作が極めて不安定になったときや、落下しているときなどに、重心を移動させることで、空中で所望の姿勢状態とすることができる。
移動部材はスライドレール6、ホルダ7、バネ9で構成されたり、ホルダ11、軸部12、バネ19で構成されたりするが、これらの移動部材により、ある特定の第2位置へ移動されることで、変位後の重心位置を規定できる。
移動部材の構成は多様に考えられる。少なくともロック解除により重心制御体5をロック状態の位置から他の位置に移動させる構成であればよい。
移動部材はスライドレール6、ホルダ7、バネ9で構成されたり、ホルダ11、軸部12、バネ19で構成されたりするが、これらの移動部材により、ある特定の第2位置へ移動されることで、変位後の重心位置を規定できる。
移動部材の構成は多様に考えられる。少なくともロック解除により重心制御体5をロック状態の位置から他の位置に移動させる構成であればよい。
第1,第2,第3,第4の実施の形態のドローン1,1A,1B,1Cは、第2位置が、機体の重心位置を移動させ落下時の姿勢を安定させる位置とされている。即ちドローン1,1A,1B,1Cは重心制御体5が第2位置に移動した状態で、重心制御体5が下方側となる機体姿勢で安定する。これにより落下時の姿勢変動を抑え、パラシュート機構32やエアバッグユニット41の機能が適切に発揮できるようになる。
第1,第2,第3,第4の実施の形態のドローン1,1A,1B,1Cは、第2位置が、重心制御体5が第1位置にある状態における機体の重心から見て第1位置よりも離れた位置である。
重心制御体5が本体部2の重心から離れることにより、重心移動が適切に行われることになり、落下時の機体姿勢の安定化に好適である。
重心制御体5が本体部2の重心から離れることにより、重心移動が適切に行われることになり、落下時の機体姿勢の安定化に好適である。
第1の実施の形態のドローン1は、第2位置が、重心制御体5が第1位置にある状態における機体の重心から見て第1位置よりも離れ、かつプロペラ3の回転面からみて第1位置よりも離れた位置である。ドローン1のような回転翼の飛行体では、プロペラ3の位置(プロペラ3の回転面の位置)は、機体の重心を考慮した位置となるように設計されている。そのため重心制御体5がプロペラ3の回転面から離れる方向に移動するようにすることは、重心移動に適した動作となる。
第1,第2,第3,第4の実施の形態のドローン1,1A,1B,1Cは、パラシュート射出孔10を備え、第2位置は、パラシュート射出孔10を上方(上空側)に向けるように機体の重心位置を移動させる位置である。
機体の重心を、パラシュート射出孔10の反対側に移動させ、これによりパラシュート射出孔10が略上方(上空側)に向くようにする。これにより落下時に、良好にパラシュートを射出できるようになる。またパラシュートが機体に邪魔されずに開くように射出できる。
機体の重心を、パラシュート射出孔10の反対側に移動させ、これによりパラシュート射出孔10が略上方(上空側)に向くようにする。これにより落下時に、良好にパラシュートを射出できるようになる。またパラシュートが機体に邪魔されずに開くように射出できる。
各実施の形態のロック機構31は、通電により重心制御体5を第1位置にある状態を維持し、通電オフにより維持状態を解除する電磁ロック8であるとした。
電磁ロック8により重心制御体5を第1位置に維持し、通電オフによりロック解除する。これにより、事故や不具合、或いはバッテリー切れにより通電不能となり、制御不能となった場合に、無制御で重心制御体5が第2位置に移動し、非常時に緊急の重心移動が実行できるようになる。
電磁ロック8により重心制御体5を第1位置に維持し、通電オフによりロック解除する。これにより、事故や不具合、或いはバッテリー切れにより通電不能となり、制御不能となった場合に、無制御で重心制御体5が第2位置に移動し、非常時に緊急の重心移動が実行できるようになる。
なお変形例として、逆に通電によりロック解除するようなロック機構31を設けるようにしてもよい。例えば電力消費を削減するためには、非通電でロック状態を保ち、通電で解除するようなロック機構31が望ましい場合もある。
またロック機構31は電磁ロック8に限らずサーボ機構等でもよい。
またロック機構31は電磁ロック8に限らずサーボ機構等でもよい。
また各実施の形態では、ロック機構31のロック状態を制御する制御器30を備える例とした。
電磁ロック8により重心制御体5のロック/ロック解除を制御器30により制御する。例えば各種センサにより、機体のふらつき、衝撃、異常姿勢、落下などを検出した場合や、地上からの遠隔操作により非常状態の指示があった場合などに、制御器30は電磁ロック8のロック解除を行う。これにより、非常時の重心移動が実行できる。
電磁ロック8により重心制御体5のロック/ロック解除を制御器30により制御する。例えば各種センサにより、機体のふらつき、衝撃、異常姿勢、落下などを検出した場合や、地上からの遠隔操作により非常状態の指示があった場合などに、制御器30は電磁ロック8のロック解除を行う。これにより、非常時の重心移動が実行できる。
なお、制御器30によるロック解除を行うことに加えて、通電オフによるロック解除も行われることで、制御不能となっても、重心移動を実現できるため、より望ましい。
また電磁ロック8以外のロック機構31を用いるようにし、制御のみによって各種センサの検出や操作指示によってロック解除が行われるようにしてもよい。
また電磁ロック8以外のロック機構31を用いるようにし、制御のみによって各種センサの検出や操作指示によってロック解除が行われるようにしてもよい。
第1,第2,第4の実施の形態では、移動部材は、重心制御体5を第1位置と第2位置との間で移動可能とするスライドレール6を含んで構成されるものとした。
スライドレール6により第1位置と第2位置の間でのみ、重心制御体5を移動可能とさせる。これにより緊急時であっても、重心制御体5である荷物やカメラなどを第2位置に安定的に変位させることができるため、荷物やカメラへのダメージを少なくできる。
スライドレール6により第1位置と第2位置の間でのみ、重心制御体5を移動可能とさせる。これにより緊急時であっても、重心制御体5である荷物やカメラなどを第2位置に安定的に変位させることができるため、荷物やカメラへのダメージを少なくできる。
なお重心制御体5が非常時に第2位置に移動した後は、その直前の空中での姿勢に関わらず、重心移動により重心制御体5が下方に向く姿勢となる。すると、重心制御体5はスライドレール6のスライド先の第2位置に自重によりとどまることで、機体に対して大きく揺れたりすることはない。このため、落下時等の姿勢も安定し、またその点でも荷物やカメラ等へのダメージを受けにくい。
また重心制御体5が下方となる姿勢となった後は、自重によって重心制御体5は第2位置にとどまるため、バネ9による付勢は、それほど強力でなくてもよい場合もある。
また重心制御体5が下方となる姿勢となった後は、自重によって重心制御体5は第2位置にとどまるため、バネ9による付勢は、それほど強力でなくてもよい場合もある。
実施の形態では無人飛行体の例としてドローン1を挙げたが、本発明は他の種類の無人飛行体にも適用できる。
無人飛行体として例えば遠隔操縦により飛行する小型のヘリコプターや固定翼の小型飛行機などがあるが、それらについても緊急の重心移動のために適用できる。
また遠隔操縦の飛行体に限らず、目的地へ自動航行する無人飛行体などでも本発明は適用可能である。
無人飛行体として例えば遠隔操縦により飛行する小型のヘリコプターや固定翼の小型飛行機などがあるが、それらについても緊急の重心移動のために適用できる。
また遠隔操縦の飛行体に限らず、目的地へ自動航行する無人飛行体などでも本発明は適用可能である。
1,1A,1B,1C ドローン
2 本体部
5 重心制御体
6 スライドレール
7 ホルダ
8 電磁ロック
9 バネ
10 パラシュート射出部
11 ホルダ
12 軸部
20 フライトコントローラ
21 バッテリー
22 電源ユニット
30 制御器
31 ロック機構
32 パラシュート機構
2 本体部
5 重心制御体
6 スライドレール
7 ホルダ
8 電磁ロック
9 バネ
10 パラシュート射出部
11 ホルダ
12 軸部
20 フライトコントローラ
21 バッテリー
22 電源ユニット
30 制御器
31 ロック機構
32 パラシュート機構
Claims (8)
- 本体部と、
前記本体部に対して重心制御体が第1位置にある状態を維持するロック機構と、
前記ロック機構による維持状態が解除されることに応じて、前記重心制御体を第2位置に移動させる移動部材と、を備えた
無人飛行体。 - 前記第2位置は、機体の重心位置を移動させ落下時の姿勢を安定させる位置である
請求項1に記載の無人飛行体。 - 前記第2位置は、前記重心制御体が前記第1位置にある状態における機体の重心から見て前記第1位置よりも離れた位置である
請求項1に記載の無人飛行体。 - 回転翼を有する無人飛行体であって、
前記第2位置は、前記重心制御体が前記第1位置にある状態における機体の重心から見て前記第1位置よりも離れ、かつ前記回転翼の回転面からみて前記第1位置よりも離れた位置である
請求項1に記載の無人飛行体。 - パラシュート射出孔を備え、
前記第2位置は、前記パラシュート射出孔を上方に向けるように機体の重心位置を移動させる位置である
請求項1に記載の無人飛行体。 - 前記ロック機構は、通電により前記重心制御体を前記第1位置にある状態を維持し、通電オフにより維持状態を解除する電磁ロック機構である
請求項1から請求項5のいずれかに記載の無人飛行体。 - 前記ロック機構のロック状態を制御する制御器を備える
請求項1から請求項5のいずれかに記載の無人飛行体。 - 前記移動部材は、前記重心制御体を前記第1位置と前記第2位置との間で移動可能とするスライドレールを含んで構成される
請求項1から請求項5のいずれかに記載の無人飛行体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022132999A JP2024030260A (ja) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 無人飛行体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022132999A JP2024030260A (ja) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 無人飛行体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024030260A true JP2024030260A (ja) | 2024-03-07 |
Family
ID=90106206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022132999A Pending JP2024030260A (ja) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 無人飛行体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024030260A (ja) |
-
2022
- 2022-08-24 JP JP2022132999A patent/JP2024030260A/ja active Pending
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