JP2694246B2 - 遠隔操縦式ヘリコプタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ラジオコントロール等で遠隔操縦される、
例えば農薬散布用の無人ヘリコプタに関し、特にその飛
行領域を容易にかつ精度よく制御できるようにしたもの
に関する。

〔従来の技術〕

無人ヘリコプタを例えば農薬散布に使用する場合は、
例えばラジオコントロールによってヘリコプタの飛行領
域を制御することとなる。この場合、操縦者が発信器の
操縦稈を操作することによって、位置制御信号をヘリコ
プタに搭載された受信器に送信し、該信号によって制御
装置がサーボ機構を制御し、該サーボ機構によってメイ
ンロータのピッチ角等を変化させ、これによってヘリコ
プタの前後方向，上下方向，左右方向の位置を制御する
ようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のヘリコプタによって農薬散布を行う
場合、散布を要する領域上を正確に飛行させる必要があ
る。しかしながら一般に、散布領域は相当に広いので、
ヘリコプタは操縦者からはるかに離れた位置を飛行する
こととなり、操縦者がヘリコプタの飛行位置を精度良く
制御するのは非常に困難となる。その結果、従来の遠隔
操縦による場合は、大まかな位置制御しかできないのが
実情であり、また場合によってヘリコプタが操縦不能の
領域まで飛んでしまうこともある。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、飛行領域を容易にかつ精度よくコントロール
できる遠隔操縦式ヘリコプタを提供することを目的とし
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

本願の第１項の発明は、メインロータと、該ロータに
よる反転トルクを打ち消すためのテールロータとを備
え、遠隔操縦されるヘリコプタにおいて、機体後部に支
持部を設け、該支持部を機体側方から見て上記テールロ
ータの回転軌跡外まで機体後方に延長し、該延長端部を
飛行領域を規制するための規制ワイヤにより地上と連結
したことを特徴としている。

また、本願の第２項の発明は、機体の上記テールロー
タ側部分に設けた支持部を、規制ワイヤによりテンショ
ナを介して地上と連結したことを特徴としている。

ここで、本発明における遠隔操縦とは、ラジオコント
ロール等のいわゆる無線操縦，及び有線操縦の両方を含
む。有線操縦の場合は、上記規制ワイヤによって信号線
を支持するようにすればよい。

また、本発明の規制ワイヤは、長さが一定の場合，及
びワイヤをリールに巻いておき、これを送り出したり、
巻き取ったりすることによりワイヤ長を伸縮させる場合
の両方を含む。

さらにまた、本発明におけるテンショナは、機体側に
設ける場合，及び地上側に設ける場合の両方が含まれ
る。

〔作用〕

本発明に係るヘリコプタは、その機体が規制ワイヤに
よって地上と連結されているので、その前後方向位置は
その規制ワイヤ長によって規制され、該ワイヤを半径と
する円弧状を飛行することとなる。従って、操縦者は該
ヘリコプタの操縦にあたっては、その上下位置，及び左
右位置のみを制御すればよいから、それだけ操縦が容易
となる。また、規制ワイヤで前後方向の位置が規制され
ているから、操縦不能領域まで飛んでしまうことはな
く、これらの結果、飛行領域を精度良くコントロールで
きる。

また請求項１の発明では、支持部をテールロータの回
転軌跡より後方に延長し、該延長端部を規制ワイヤで地
上に連結したので、規制ワイヤがメインロータだけでな
くテールロータとも干渉しにくく、その結果、飛行可能
領域の制約をほとんどなくすことができ、遠隔操縦が容
易となる。

また請求項２の発明では、機体支持部をテンショナを
介して地上と連結したので、規制ワイヤを常に張力が作
用することとなり、飛行が安定化する。またこの場合機
体のテールロータ側部分を地上と連結したので、例えば
メインロータから見てテールロータと反対側を連結した
場合に比べてより安定化する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本願の第１項の発明の第１実施
例による無人ヘリコプタを説明するための図である。

図において、１は農薬散布用の無線操縦式無人ヘリコ
プタであり、このヘリコプタ１の機体２の、前部下方に
はこれを支持する脚部３が形成され、また前部内方には
エンジン，受信器，制御装置，サーボ機構等が搭載され
ている。上記エンジンから略垂直上方に延びる出力軸に
メインロータ４が取り付けられており、また、上記機体
２の後端にはテールロータ５が取り付けられている。こ
れは上記メインロータ４による反転トルクを打ち消すた
めのものであり、水平方向でかつ進行方向に向かって左
側に延びる回転軸を有している。なお、６は尾翼であ
る。このようにして、このヘリコプタ１は地上の操縦者
による発信器からの操縦信号を上記受信器で受信し、該
受信信号に応じて制御装置がサーボ機構によって上下，
左右方向の位置等を制御するように構成されている。

そして上記機体２の後部には、後方に延びる支持ブラ
ケット７が固定されており、該ブラケット７の後端は上
記テールロータ５の回転範囲の外方でかつ後方に位置し
ている。この支持ブラケット７の後端には、規制ワイヤ
８の一端が固定されている。このワイヤ８は該ヘリコプ
タ１の飛行領域を、特にその前後方向において規制する
ためのものであり、該ワイヤ８の他端は地上に設けられ
たワイヤ巻回装置９に接続されている。

上記ワイヤ巻回装置９は、上記ワイヤ８を巻き取るリ
ール10と、該リール10を回転駆動するモータ11と、該リ
ール10の回転量から上記ヘリコプタ１までのワイヤ長さ
を検出表示するエンコーダ12とから構成されている。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例のヘリコプタ１を所定の飛行領域内で飛行さ
せるには、まず、規制ワイヤ８の長さを、ワイヤ巻回装
置９のモータ11によってリール10を回転させて変化さ
せ、エンコーダ12の指示によってその前後位置を確認す
る。そして、この状態で操縦者が発信器から操縦信号を
ヘリコプタ１に搭載された受信器に送信するすることに
よって、ヘリコプタ位置をコントロールする。この場
合、ヘリコプタ１は上記ワイヤ巻回装置９を中心とし、
ワイヤ長さを半径とする円弧に沿って飛行することとな
り、操縦者は、この前提のもとで上下，及び左右方向の
位置だけについて留意すればよく、前後方向には若干の
推進力が作用するようにメインロータが若干前下がりの
状態に保持するだけでよい。

このように、本実施例では、ヘリコプタ１の前後位置
を規制ワイヤ８によって規制したので、前後方向につい
ては制御不要となり、操縦者は上下，左右位置について
のみ注意を集中すればよく、それだけ飛行位置の制御が
容易であるとともに、制御精度を向上できる。また、規
制ワイヤ８によってヘリコプタ１の位置を規制している
ので、ヘリコプタ１が制御不能位置まで飛んでしまうこ
とはなく、この点からも制御精度を向上できる。

また機体後部に設けた支持ブラケット７をテールロー
タ５の回転軌跡外まで後方に延長し、該延長端部を地上
に規制ワイヤ８で連結したので、ヘリコプタを遠隔操縦
している場合に、規制ワイヤ８がメインロータ４だけで
なくテールロータ５とも干渉しにくく、その結果、飛行
可能領域の制約をほとんどなくすことができ、遠隔操縦
が容易となる。

上述のように、本発明ではヘリコプタの前後位置を規
制ワイヤで規制しているが、この場合、該ワイヤに常に
張力が作用した状態で飛行させることが望ましく、この
ようにしたのが本願の第２項の発明である。

第４図及び第５図は、規制ワイヤに張力が常時作用す
るようにした本願の第２項の発明の第１実施例によるヘ
リコプタを説明するための図であり、これはテンショナ
を機体側に装着した例である。図中、第１図ないし第３
図と同一符号は同一又は相当部分を示す。

13は機体２に固定された支持ブラケット７と規制ワイ
ヤ８との間に介設された張力検出装置であり、これは支
持ブラケット７とワイヤ８とを接続する張力検出用ばね
14と、電源VCC〜アース（機体）間に接続された可変抵
抗15とからなり、該ばね14のワイヤ８側端部に取り付け
たスライド端子15aが抵抗15上をスライドするようにな
っている。これによりワイヤ８の張力が大きいほど上記
スライド端子15aからの電圧が大きくなるように構成さ
れている。

また、上記スライド端子15aによる検出電圧はA/D変換
器16を経てCPU17に入力される。このCPU17は、地上の発
信器18からの、例えば所定パルス間隔，パルス幅の矩形
波からなる制御指示信号が受信器19を経て入力され、該
信号に応じてアンプ20に各駆動信号を出力し、該アンプ
20により各サーボ21がリンク機構22を介して上記メイン
ロータ４のピッチ，前後方向の傾斜角θ等を制御する。
そしてこの場合、上記CPU17は上記検出電圧、ひいては
張力が予め設定された値になるように、上記発信器19か
らの指示信号を例えばそのパルス幅を変化させることに
よって補正しつつ上記サーボ機構を制御する。

本実施例では、規制ワイヤ８の張力に応じて張力検出
ばね14が伸縮し、これに応じてスライド端子15aからの
電圧が変化し、該電圧値がA/D変換器16を経てCPU17に入
力される。すると、該CPU17は上記張力が予め設定され
た値になるように、受信器19からの指示信号を補正した
後アンプ20に出力し、これによりメインロータ４の傾斜
角θ、ひいては張力が所定値に制御されることとなる。
その結果、ワイヤ８に常時所定の張力が作用し、常に安
定して飛行できることとなる。

第６図は第２項の発明の第２実施例を説明するための
図であり、これは地上側にテンショナを配設した例であ
る。図中、第４図及び第５図と同一符号は同一又は相当
部分を示す。

ヘリコプタ１に接続されたワイヤ８は、ガイドプーリ
10a,テンションプーリ10bを介してリール10に巻回され
ている。そして上記テンションプーリ10bは張力検出ば
ね14によって基部10cに連結されている。この検出ばね1
4とプーリ10bとの接続点に配設されたスライド端子15a
が抵抗15上をスライドするようになっている。

また、上記スライド端子15aによる検出電圧はA/D変換
器16を経てCPU17に入力され、このCPU17が、上記検出電
圧、ひいてはワイヤ張力を所定値に保持するためのエレ
ベータ信号21を出力し、該信号21が発信器18から受信器
19に発信される。

本実施例においても、上記第４図，第５図の実施例と
同様に、規制ワイヤ８の張力に応じて張力検出ばね14が
伸縮し、これに応じた検出電圧がA/D変換器16を経てCPU
17に入力され、該CPU17から上記張力を予め設定された
値にするためのエレベータ信号21が出力される。

またこのとき、上記張力検出ばね14はヘリコプタ１に
よる衝撃を吸収する役目を果たしている。

なお非常時等においてワイヤ８が緩み過ぎたり、張り
過ぎたりした場合、つまり張力が最低値以下，又は最高
値以上となったときは、これをランプ等で表示し、手動
で、又は自動的に駆動モータ11を作動させ、上記緩み等
を吸収するようにしても良い。

なお、上記実施例では無人ヘリコプタについて説明し
たが、本発明は有人ヘリコプタにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように請求項１の発明によれば、支持部をテー
ルロータの回転軌跡より後方に延長し、該延長端部を規
制ワイヤで地上に連結したので、規制ワイヤがメインロ
ータだけでなくテールロータとも干渉しにくく、その結
果、飛行可能領域の制約をほとんどなくすとができ、遠
隔操縦性を向上できる効果がある。

また請求項２の発明によれば、機体支持部をテンショ
ナを介して地上と連結したので、規制ワイヤに常に張力
が作用することとなり、飛行が安定し、遠隔操縦性を向
上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は第１項の発明の第１実施例を説明
するための図であり、第１図はその斜視図、第２図，第
３図はその平面図，側面図、第４図及び第５図は第２項
の発明の第１実施例を説明するための図であり、第４図
はその側面図、第５図はそのブロック図、第６図は第２
項の発明の第２実施例を説明するためのブロック図、第
７図は第１項の発明の第２実施例を説明するための平面
図である。 図において、１はヘリコプタ、２は機体、４はメインロ
ータ、５はテールロータ、７は支持ブラケット（支持
部）、８は規制ワイヤ、13は張力検出器（テンショナ）
である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メインロータと、該ロータによる反転トル
   クを打ち消すためのテールロータとを備え、遠隔操縦さ
   れるヘリコプタにおいて、機体後部に支持部を設け、該
   支持部を機体側方から見て上記テールロータの回転軌跡
   外まで機体後方に延長し、該延長端部を飛行領域を規制
   するための規制ワイヤにより地上と連結したことを特徴
   とする遠隔操縦式ヘリコプタ。
2. 【請求項２】メインロータと、該ロータによる反転トル
   クを打ち消すためのテールロータとを備え、遠隔操縦さ
   れるヘリコプタにおいて、機体の上記テールロータ側部
   分に支持部を形成し、該支持部を飛行領域を規制するた
   めの規制ワイヤによりテンショナを介して地上と連結し
   たことを特徴とする遠隔操縦式ヘリコプタ。