JP4262078B2

JP4262078B2 - 遠隔操作ヘリコプタ

Info

Publication number: JP4262078B2
Application number: JP2003422022A
Authority: JP
Inventors: 和登安藤
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: JP2005178558A

Description

本発明は、遠隔操縦可能とする遠隔操作ヘリコプタの構成に関し、特に遠隔操作ヘリコプタを操縦するための送信機に関する。

従来から、圃場の施肥又は防除を行う際に、遠隔操作ヘリコプタに作業機として薬剤散布装置を搭載して、肥料又は薬剤の空中散布を行えるようにした技術が公知となっている（特許文献１参照。）。このような遠隔操作ヘリコプタを用いた散布作業は、ヘリコプタを操縦する主操縦者と、操縦者の操作を補完する共同作業者との共同で行われるものであり、作業時には主操縦者がメイン送信機を所持してヘリコプタの操縦を行う一方、共同作業者が圃場を挟んで主操縦者と反対側に位置して、ヘリコプタによる空中散布状況を確認し、状況に応じてヘリコプタからの散布の停止や飛行の静止を無線通信や手合図で主操縦者に指示するようになっている。

また、飛行中にメイン送信機から送信された操縦用電波をヘリコプタに搭載した受信機によって所定時間受信できなくなった場合には、ヘリコプタの飛行状態をホバリング状態（空中で移動せず静止する状態）に移行して、操縦用電波の受信状態の回復を待ち、受信状態が規定時間を超えて回復しない場合には、飛行状態を自動降下状態に移行して、地上に降りるように構成された遠隔操作ヘリコプタが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１１−１６８９３０号公報特許第３３２６５１９号公報

従来のように遠隔操作ヘリコプタを用いて、圃場への肥料又は薬剤の空中散布を行う場合、主操縦者はヘリコプタの操縦や作業機の操作等を行うが、共同作業者はサブ送信機を所持して作業機のＯＮ／ＯＦＦの操作は可能であったが、飛行中のヘリコプタを静止させることができなかった。そのため、共同作業者からの合図が主操縦者にうまく伝わらない場合には、ヘリコプタのオーバーランが発生して、無駄に肥料又は薬剤を散布したり、ヘリコプタが圃場外の電柱や立木等に衝突して墜落したりする恐れがあった。

そこで本発明は、ヘリコプタをホバリング状態にする操縦を主操縦者だけでなく、共同作業者もサブ送信機を用いて実行可能とすることを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

肥料又は薬剤の圃場への散布作業を、遠隔操縦とする遠隔操作ヘリコプタ（１）を用いて行う場合に、該ヘリコプタ（１）を操縦する操縦者として、主操縦者（３０）と共同作業者（３１）の二人の共同操作で行う遠隔操作ヘリコプタにおいて、該主操縦者（３０）はメイン送信機（２０）を所持して操作し、該メイン送信機（２０）によりヘリコプタ（１）及び散布作業機を遠隔操作し、該共同作業者（３１）はサブ送信機（５０）を所持して操作し、該サブ送信機（５０）により散布作業機を操作可能とし、該共同作業者（３１）は圃場（３２）を挟んで、該主操縦者（３０）と反対側の離れた位置に待機し、飛行中に主操縦者（３０）が操作するメイン送信機（２０）から送信された操縦用電波を、ヘリコプタ（１）に搭載した制御用受信機（１６）により、所定時間受信できなくなった場合に、該ヘリコプタ（１）の飛行状態を空中の略一定位置で静止飛行するホバリング状態に移行し、該ホバリング状態において操縦用電波の受信状態の回復を待ち、受信状態が規定時間を超えて回復しない場合には、規定時間後に自動降下状態に移行して、地上に降りるように制御し、前記サブ送信機（５０）には、散布作業機の操作の他に、飛行状態をホバリング状態に移行させる操作手段を設け、前記共同作業者（３１）がサブ送信機（５０）の操作手段を操作し、ホバリング状態に移行させる時には、該ヘリコプタ（１）に妨害電波を送信し、該ヘリコプタ（１）の制御用受信機（１６）が受信できない状態と略同じ状態とし、前記サブ送信機（５０）よりヘリコプタ（１）に妨害電波を送信する時間は、前記メイン送信機（２０）からの受信状態が規定時間を超えて回復しない場合に、規定時間後に自動降下状態に移行するまでの、該規定時間を超えないように構成したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１の如く構成したので、メイン送信機とは別に設けられるサブ送信機を簡単な構造で構成できる。そして、遠隔操作ヘリコプタを用いて圃場への肥料又は薬剤の空中散布を行う際に、サブ送信機を所持する共同作業者から主操縦者へ合図がうまく伝わらずに、共同作業者からの指示に応じて主操縦者がヘリコプタを静止できない場合でも、共同作業者自身がサブ送信機を操作して飛行中のヘリコプタをホバリング状態にして静止させることができる。

したがって、圃場上からのヘリコプタのオーバーランを防止でき、圃場外の電柱や立木等に衝突してヘリコプタが墜落するような事故の発生を防止することができる。さらに、主操縦者からは発見しにくい鳥やゴミ等がヘリコプタに突然に接近した場合においても、共同作業者が状況に応じて飛行中のヘリコプタを静止させることで、ヘリコプタとの衝突を回避させることができる。また、主操縦者よりもヘリコプタの静止位置に近い場所に共同作業者が位置する場合には、主操縦者ではなく共同作業者がヘリコプタを静止させることができるので、ヘリコプタの静止精度を向上させることができる。

また、妨害電波でヘリコプタの受信機が受信できない状態と同じ状態を作り出すので、電波を遮断するような構造物を用意する必要がなく、簡単な通信装置で静止させることが可能となり、従来からの受信機や制御手段をそのまま使用することができる。

また、サブ送信機を用いて共同作業者が飛行中のヘリコプタを静止させた場合には、ヘリコプタは自動降下せずに、静止位置でホバリング状態に移行するだけとなるため、散布作業を中断させることなく素早く再開することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１はヘリコプタ及びメイン送信機を示す図、図２はヘリコプタの正面図、図３は散布状況を示す図である。

図４は従来のサブ送信機を示す図、図５は本発明のサブ送信機を示す図、図６は別実施例の静止用送信機を示す図である。

従来の遠隔操作ヘリコプタは、飛行中に主操縦者が所持するメイン送信機から送信された操縦用電波を、ヘリコプタに搭載した受信機によって所定時間受信できなくなった場合には、ヘリコプタの飛行状態を空中の略一定位置で静止飛行するホバリング状態に移行するようにしている。そして、このホバリング状態で操縦用電波の受信状態の回復を待ち、受信状態が規定時間を超えて回復しない場合には、自動降下状態に移行して、地上に降りるように構成していた。

本発明は、従来のヘリコプタが有する、操縦用電波が届かなくなったり、混信したりした場合には、ホバリングさせるように制御する機能を利用するものであり、故意に操縦用電波が届かないようにするためにヘリコプタに妨害電波を送信し、敢えて操縦用電波の受信不良を発生させることで、飛行中のヘリコプタを静止（ホバリング）させることを可能とするものである。

図１及び図２に示すように、前述の機能を有するヘリコプタ１において、その胴体２上側にメインロータ３とスタビライザ４が設けられ、胴体２下側にスキッド５が固定されている。また、胴体２後側から水平後方にテールブーム６が延設され、該テールブーム６の後端にテールロータ７が設けられている。

前記ヘリコプタ１の胴体２内部には、メインフレーム１１を介してエンジン１２とミッションケース１３が取り付けられるとともに、マフラー１４及び燃料タンク１５が配設されている。また、前記テールブーム６前部には、ヘリコプタ制御用受信機１６が配設されている。こうして、セルモータ（図示せず）によりエンジン１２を始動させ、前記メインロータ３及びテールロータ７をエンジン１２によって駆動し、図３に示すようにメイン送信機（メインの遠隔操縦装置）２０を主操縦者３０が操作することでヘリコプタ１を飛行させるように構成している。

また、前記ヘリコプタ１には作業機として薬剤散布装置が搭載されており、該薬剤散布装置の散布薬剤タンク１７が胴体２下側に固定されている。そして、該薬剤タンク１７の左右両側にアトマイザアーム１８・１８が外側に突出するように配設され、各アトマイザアーム１８・１８の先端にアトマイザ１９・１９が取り付けられている。こうして、散布薬剤タンク１７内の肥料又は薬剤をアトマイザ１９・１９より空中散布させるように構成している。

また、前記メイン送信機２０は、四角箱形等のケース２１に前後左右傾倒可能な前後進や左右旋回等を操作する左右のスティック２２・２３や液晶ディスプレイ２４、薬剤タンク１７内の肥料又は薬剤をアトマイザ１９・１９より散布させる散布スイッチ２５等を備えるとともに、送信用アンテナ２６を突出して構成され、主操縦者３０によるヘリコプタ１の遠隔操縦を可能としている。こうして、主操縦者３０はメイン送信機２０を携帯して操作することにより、ヘリコプタ１を飛行させながら薬剤散布装置を駆動して肥料又は薬剤を空中散布し、圃場３２への施肥又は防除を行うことができるようになっている。

ところで、遠隔操縦可能とする遠隔操作ヘリコプタ１を用いた肥料又は薬剤の圃場への散布作業は、従来からヘリコプタ１を操縦する主操縦者３０と共同作業者３１との共同で行われる。この散布作業時には、図３に示すように主操縦者３０が前記メイン送信機２０を所持してヘリコプタ１の操縦を行う一方、共同作業者３１は圃場３２を挟んで主操縦者３０と反対側の離れた位置に待機して、ヘリコプタ１による空中散布状況を確認し、状況に応じて無線通信や手合図でヘリコプタ１からの肥料又は薬剤の散布を停止したり、ヘリコプタ１の飛行を停止したりするように主操縦者３０に指示するようになっている。また、従来では共同作業者３１はメイン送信機２０とは別に設けられた、薬剤散布装置の駆動を制御するサブ送信機４０を所持して操作することで、自ら薬剤散布装置の駆動を停止して肥料又は薬剤の散布を終了させて、余分な肥料や薬剤の散布や薬害等を防止できようにしていた。

前記共同作業者３１が使用するサブ送信機４０は、図４に示すように、四角箱形等のケース４１に電源スイッチ４２や薬剤散布装置のＯＮ／ＯＦＦを行う散布スイッチ４３、薬剤散布装置による散布量を半減させる半減スイッチ４４等を備えるとともに、送信用アンテナ４５を突出して構成されている。ケース４１内部には電波送信モジュール（回路基板）４６が設けられ、該電波送信モジュール４６を用いて送信用アンテナ４５からヘリコプタ１に作業機操作用電波、つまり、散布装置をＯＮ／ＯＦＦさせる電波を送信できるようになっている。

そして更に本実施例においては、前記サブ送信機４０にヘリコプタ１にホバリング状態にさせるための操作手段を加えたサブ送信機５０とすることも可能である。すなわち、図５に示すように、サブ送信機５０は、共同作業者３１が所持するものであり、前記サブ送信機４０と略同様のケース５１に電源スイッチ５２や薬剤散布装置のＯＮ／ＯＦＦを行う散布スイッチ５３、薬剤散布装置による散布量を半減させる半減スイッチ５４に加えて、飛行中のヘリコプタ１に操作用の電波（後述する妨害電波）を送信してホバリングさせるスイッチ５５を設けている。該操作用の電波の周波数が、他の操縦用の電波の周波数と異なる場合には、それぞれの周波数帯に合わせた二本の送信用アンテナ５６・５７が突出して構成される。

前記ケース５１内部には電波送信モジュール５８・５９が設けられ、該電波送信モジュール５８・５９を用いて送信用アンテナ５６・５７からヘリコプタ１に散布用電波又は妨害電波を送信できるようになっている。すなわち、一方の電波送信モジュール５８は従来と同様の操作をするための基板であり、その操作用の周波数帯は、例えば４０ＭＨｚ帯で散布用電波が送信用アンテナ５６からヘリコプタ１の受信機１６に送信される。他方の電波送信モジュール５９は、ホバリングさせるための操作用の電波が前記と異なる場合の周波数帯、例えば７３ＭＨｚ帯で送信するようにしており、本実施例ではこの７３ＭＨｚ帯を妨害電波として送信用アンテナ５７から送信されるようにしている。つまり、従来ではヘリコプタ１を飛行させているときに、ヘリコプタ１が操縦用の電波を受信できなくなると、飛行中のヘリコプタを空中で留まる（ホバリングする）ように飛行を静止させ、設定時間その操縦電波の回復を待ち、受信状態が回復しない場合にはその位置で降下（着地）するように制御していた。本発明はこの機能を利用して、一時的に妨害電波を発することで操縦用電波が受信できない状態として、任意位置で散布作業を停止してホバリングさせようとするものである。但し、前記電波送信モジュール５８・５９は一つのモジュール（基板）とすることもできる。また、妨害電波を発して任意位置で静止させるとき、散布装置はそのまま駆動させて、散布スイッチ５３の操作で散布作業を停止するようにすることも、ホバリングと同時に散布装置を停止させるようにすることも可能である。

こうして、メイン送信機２０の散布スイッチ５３を操作することで、ヘリコプタ１の受信機に散布用電波を送信して薬剤散布装置のＯＮ／ＯＦＦを操作し、肥料又は薬剤の空中散布を開始又は停止することができるようになっている。また、スイッチ５５を操作することで、ヘリコプタ１に妨害電波を所定時間送信し、従来のヘリコプタが有する機能を利用してヘリコプタ１の飛行を静止できるようになっている。

前記サブ送信機５０から送信される妨害電波の形式は、本実施例では前記無線メイン送信機２０から送信される操縦用電波の形式がＰＣＭ（ｐｕｌｓｃｏｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）となっていることから、ＰＰＭ（ｐｕｌｓｐｏｓｉｔｉｏｎｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）となっている。つまり、静止用電波の電波形式を操縦用電波の電波形式と異なるようにすることで、サブ送信機５０から送信される電波を妨害電波としてヘリコプタ１に認識させ、主操縦者３０側からメイン送信機２０により送信される操縦用電波と共同作業者側からサブ送信機５０により送信される散布用電波との混信によるヘリコプタ１の誤作動を防止するのである。なお、各送信機２０・５０から送信される電波の形式は特に限定するものではない。

前記サブ送信機５０から送信される妨害電波は、一度スイッチ５５を押すと、所定時間だけヘリコプタ１に送信されるようになっている。ここで、妨害電波の送信時間は、ヘリコプタ１の飛行状態をホバリング状態から自動降下状態に移行させるまでの規定時間を超えないものとして、ヘリコプタ１がホバリング状態から自動降下状態に移行して地上に降りて圃場を荒らさないようにしている。なお、サブ送信機５０のスイッチ５５を押し続けた場合でも、妨害電波の送信時間は前記の規定時間を超えることはない。

このような構成において、サブ送信機５０のスイッチ５５を押すとヘリコプタ１の送信機に妨害電波が所定時間送信され、ヘリコプタ１に受信不良が生じる。前述のようにヘリコプタ１は飛行中にメイン送信機２０から送信される操縦用電波の受信不良が所定時間継続すると、その飛行状態をホバリング状態へと移行するように構成されているので、飛行中のヘリコプタ１はサブ送信機５０から送信された妨害電波によりホバリング状態となって静止する。このとき、サブ送信機５０からの妨害電波は規定時間を超えない範囲で送信されるように構成されているので、ヘリコプタ１はホバリング状態から自動降下状態に移行することなく、その場で静止飛行することになる。

以上により、メイン送信機２０とは別に設けられるサブ送信機５０を簡単な構造で構成できる。そして、遠隔操作ヘリコプタ１を用いて圃場３２への肥料又は薬剤の空中散布を行う際に、共同作業者３１から主操縦者３０へ合図がうまく伝わらずに、共同作業者３１からの指示に応じて主操縦者３０がヘリコプタ１を静止させない場合でも、共同作業者３１自身がサブ送信機５０を操作して飛行中のヘリコプタ１をホバリング状態にして静止させることができる。

したがって、ヘリコプタ１による圃場３２への肥料又は薬剤の空中散布時等において、圃場３２上からのヘリコプタ１のオーバーランを防いで、肥料又は薬剤の無駄な散布や、ヘリコプタが圃場外の電柱や立木等に衝突して墜落するような事故の発生を防止することができる。さらに、主操縦者３０からは発見しにくい鳥やゴミ等がヘリコプタ１に突然に接近した場合においても、共同作業者３１が状況に応じて飛行中のヘリコプタ１を静止させることで、ヘリコプタ１との衝突を回避させることができる。

また、主操縦者３０よりもヘリコプタ１に近い場所に共同作業者３１が位置する場合には、主操縦者３０ではなく共同作業者３１がヘリコプタを静止させることができるので、ヘリコプタ１の静止精度を向上させることができる。

さらに、前記サブ送信機５０よりヘリコプタ１に妨害電波を送信する時間を、ホバリング状態から自動降下状態に移行するまでの規定時間を超えないように構成したので、共同作業者３１が飛行中のヘリコプタ１を静止させた場合、ヘリコプタ１は自動降下せずに、静止位置でホバリング状態に移行するだけとなるため、散布作業を中断させることなく素早く再開することができる。つまり、主操縦者３０はヘリコプタ１がホバリングの状態となることで圃場端に至ったことが認識でき、次の散布位置まで移動させて散布作業を続行でき、無駄な動作がなく、薬剤等の無駄な散布も防止できるのである。

また、図６に示すように、サブ送信機４０とは別に、静止用送信機（緊急停止送信機）６０を設けることもできる。この場合、静止用送信機６０は、四角箱形等のケース６１に飛行中のヘリコプタ１の受信機１６に妨害電波を送信するスイッチ６２を備えるとともに、送信用アンテナ６３を突出して構成されている。そして、該ケース６１の内部に電波送信モジュール６４が設けられ、該電波送信モジュール６４を用いて、前記と同様に送信用アンテナ６３からヘリコプタ１に妨害電波を送信できるようにしている。このように構成することで、従来の共同作業者３１が使用するサブ送信機４０はそのまま使用でき、静止用送信機６０のみ追加することで、前述のように圃場端でホバリングさせて無駄な動作をなくすことができるのである。また、完全に別の送信機であるため、誤操作も防止することができ、別の作業者がいる場合等でも、容易に追加できるのである。

ヘリコプタ及びメイン送信機を示す図。ヘリコプタの正面図。散布状況を示す図。従来のサブ送信機を示す図。本発明のサブ送信機を示す図。別実施例の静止用送信機を示す図。

符号の説明

１ヘリコプタ
２０メイン送信機
５０サブ送信機

Claims

肥料又は薬剤の圃場への散布作業を、遠隔操縦とする遠隔操作ヘリコプタ（１）を用いて行う場合に、該ヘリコプタ（１）を操縦する操縦者として、主操縦者（３０）と共同作業者（３１）の二人の共同操作で行う遠隔操作ヘリコプタにおいて、該主操縦者（３０）はメイン送信機（２０）を所持して操作し、該メイン送信機（２０）によりヘリコプタ（１）及び散布作業機を遠隔操作し、該共同作業者（３１）はサブ送信機（５０）を所持して操作し、該サブ送信機（５０）により散布作業機を操作可能とし、該共同作業者（３１）は圃場（３２）を挟んで、該主操縦者（３０）と反対側の離れた位置に待機し、飛行中に主操縦者（３０）が操作するメイン送信機（２０）から送信された操縦用電波を、ヘリコプタ（１）に搭載した制御用受信機（１６）により、所定時間受信できなくなった場合に、該ヘリコプタ（１）の飛行状態を空中の略一定位置で静止飛行するホバリング状態に移行し、該ホバリング状態において操縦用電波の受信状態の回復を待ち、受信状態が規定時間を超えて回復しない場合には、規定時間後に自動降下状態に移行して、地上に降りるように制御し、前記サブ送信機（５０）には、散布作業機の操作の他に、飛行状態をホバリング状態に移行させる操作手段を設け、前記共同作業者（３１）がサブ送信機（５０）の操作手段を操作し、ホバリング状態に移行させる時には、該ヘリコプタ（１）に妨害電波を送信し、該ヘリコプタ（１）の制御用受信機（１６）が受信できない状態と略同じ状態とし、前記サブ送信機（５０）よりヘリコプタ（１）に妨害電波を送信する時間は、前記メイン送信機（２０）からの受信状態が規定時間を超えて回復しない場合に、規定時間後に自動降下状態に移行するまでの、該規定時間を超えないように構成したことを特徴とする遠隔操作ヘリコプタ。