JP5362488B2 - 無人ヘリコプタの運搬用車載装置 - Google Patents

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Description

本発明は、無人ヘリコプタを運搬するための運搬用車載装置に関する。
無人ヘリコプタは、農薬等の薬剤を散布するため(例えば特許文献1)、あるいは航空写真撮影等のために用いられている。この無人ヘリコプタは、無線操縦機で使用者が地上から機体を見ながら飛行状態に応じて遠隔操作できるものである。
ところで、車輪の代わりにソリ状のランナー(スキッドともいう)を備えた無人ヘリコプタを、地上に降着させた後、運搬車両の荷台などに対して積卸し、固定する運搬用車載装置として種々のものが提案されている。
例えば、特許文献1では、軽トラックなどの車両の荷台に載置される脚部を有する左右長手の2本の水平部材と、2本の水平部材の両端部に設けられ荷台の左右両側壁部に当接する水平固定部と、2本の水平部材に前後方向に架設されて、無人ヘリコプタのスキッドがそれぞれ載置される左右2本の支持部材と、各支持部材にそれぞれ配置され、スキッドを固定するためのスキッドとを備えた無人ヘリコプタの車載固定具が開示している。
しかしながら、この構成では、地上にスキッドが設置している無人ヘリコプタを荷台上の車載固定具の個所まで人力で担ぎ上げたり、逆に車載固定具に載置されている無人ヘリコプタを地上まで下ろす作業に非常に手間取り、その途中で無人ヘリコプタの姿勢が傾き易いから、作業者の手から滑るなどして、無人ヘリコプタに損傷を与えるおそれが多かった。
他方、特許文献2では、運搬車両(トラック)の荷台に載置する運搬用車載補助具(車載補助具セット)が開示されている。当該運搬用車載補助具は、荷台に固定された基部とこの基部上で後部に向かって延びる2本のスライドレールと、この2本のスライドレールの後部に跨がって装着されたヘリ載置台とを備える。ヘリ載置台はスライドレールに固定された下板と、この下板の後端にヒンジを介して回動可能に連結された上板と、この上板を後ろ下向きの傾斜状に保持するための支持板とを備え、上板の左右両側には無人ヘリコプタのスキッドを支持するための溝部材が固定されている。
特開2007−302103号公報(図1〜図3参照) 特開平08−142740号公報(図1〜図3参照)
しかしながら、特許文献2の構成では、ヘリコプタの機体の尾部を荷台の前方(運転室側)に向けて、且つヘリ載置台に、ヘリコプタの機体の尾部が上方となり、機体前部が下向きとなる傾斜状にて固定された状態で、荷台に搭載しなければならず、ヘリコプタを極めて不安定な姿勢のまま運搬することになる。
また、荷台から地上まで無人ヘリコプタを下ろす際には、上記姿勢のヘリコプタをヘリ載置台に載せたままスライドレールを荷台の後方に向かって突き出すので、移動中のヘリコプタの姿勢バランスを崩しやすく不安定であるという問題があった。
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであって、無人ヘリコプタを安定して運搬させることができ、且つ少人数で移動させることが可能な運搬用車載装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明の無人ヘリコプタの運搬用車載装置は、無人ヘリコプタを運搬する少なくとも一対の車輪を備えたカートを運搬車両の荷台に対して積卸しするための着脱可能なラダーレールと、前記荷台に固定されて無人ヘリコプタを搭載した前記カートを載置できるカート架台とを有し、前記カート架台は、前記カートにおける一対の車輪を支持する車輪支持レールが備えられ、この車輪支持レールの下方に前記ラダーレールを収納可能とするラダーレール収納空間が設けられており、前記カート架台には、前記車輪支持レールに向かって前記一対の車輪を案内するとき、無人ヘリコプタにおけるランナーの進行を許容し、前記車輪支持レールにおける所定位置に前記一対の車輪が収まるとき、前記ランナーを支持するランナー支持体が備えられていることを特徴とするものである。
請求項1の発明によれば、無人ヘリコプタの運搬用車載装置は、無人ヘリコプタを運搬する少なくとも一対の車輪を備えたカートを運搬車両の荷台に対して積卸しするための着脱可能可能なラダーレールと、無人ヘリコプタを搭載した前記カートを載置できる、前記荷台に固定されたカート架台とを有するものであるため、ラダーレールを介して当該カート架台に無人ヘリコプタを搭載した状態のカートを押し込むまたは引き出すだけの簡単な操作で無人ヘリコプタの積卸し作業が可能となる。
また、カート架台は、前記カートにおける一対の車輪を支持する車輪支持レールが備えられ、この車輪支持レールの下方にラダーレールを収納可能とするラダーレール収納空間が設けられているものであるから、運搬時に、カートとラダーレールとが互いに干渉せず、且つコンパクトにして運搬できるのである。
更に、前記カート架台には、前記車輪支持レールに向かって前記一対の車輪を案内するとき、無人ヘリコプタにおけるランナーの進行を許容し、前記車輪支持レールおける所定位置に前記一対の車輪が収まるとき、前記ランナーを支持するランナー支持体が備えられているものである。
従って、車輪支持レールおける所定位置に前記一対の車輪が収まった時だけ、ランナー支持体で無人ヘリコプタにおけるランナーを支持できるから、一層安定して無人ヘリコプタを運搬できる。
本発明に係るカートの斜視図である。 無人ヘリコプタを載置した状態のカートの側面図である。 図2のの上面図である。 図2の正面図である。 ランナー受け部の位置及び断面を示す図である。 後部橇を支持固定するためのロック手段の拡大正面図である。 (A)は本発明に係る無人ヘリコプタの運搬用車載装置を示す概略側面図、(B)は同じく平面図である。 運搬用車載装置の要部平面図である。 ランナーの支持状態を示す側面作用説明図である。 (A)、(B)、(C)は運搬用車載装置へのカートの移動状況を示す側面説明図である。 無人ヘリコプタのメインロータの固定装置及び姿勢保持装置を示す斜視図である。 運搬車両に運搬用車載装置のみを搭載したときの概略側面図である。
[無人ヘリコプタ]
図2及び図4に示すように、無人ヘリコプタ1は、メインボディ3とテールボディ4からなる機体2を備える。メインボディ3の上部にメインロータ5が設けられ、テールボディ3の後部にテールロータ6が設けられている。機体2のほぼ中央部のメインボディ3の左右下部に前後対の支持脚8を介してランナー9が設けられている。テールボディ4の後部には下後向きに延びる後部橇12が設けられている。
ランナー9は、機体2の前後方向に延びる下片とそれに平行な上片の前後部位を半円部で連結したパイプ製である。ランナー9及び支持脚8はアルミ材または非導電体であるグラスファイバーのFRPで形成されていて良い。
ランナー9の前端部上方の機体下部には、機体内のエンジン(不図示)に接続された排気管10に備わるマフラー11が配設される。
メインボディ3の後部上側に不図示のコントロールパネルと不図示の自律制御ボックスとが設けられ、自律制御に必要な、GPS制御装置、地上と通信するデータ通信機や画像送信機、及び制御プログラムを組込んだ制御基板などが収容される。自律制御は、機体の位置や速度などの飛行データ、機体の姿勢や方位などの機体データ、エンジン回転数やスロットル開度などの運転状態データ等に基づいて、予め定められた運転モードや制御プログラムを自動的にあるいは地上局からの指令によって選択し、運転状態に応じて最適な操縦制御を行う。
この無人ヘリコプタ1は、このような自律制御で飛行できるとともに、飛行状態を目で確認しながら、この飛行状態や機体から送信された各種運転状態データに基づいて、無線操縦機によりマニュアル操作が可能である。
[カート]
図1〜図6は上記無人ヘリコプタ1を地上で運搬するためのカート20を示す。
カート20は、少なくとも左右一対の車輪22が備えられている支持車体21と、この支持車体21から延設されたハンドルフレーム23と、このハンドルフレーム23の先端に設けられた把持部24と、支持車体21に設けられて左右のランナー9を支持するためのランナー受け部25とを有する。そして、無人ヘリコプタ1の機体後部の後部橇12を支持固定するためのロック手段26がハンドルフレーム23に備えられているものである。
支持車体21は、基本的には1本の車軸21aであり、この車軸21aの左右両側にタイヤ製の車輪22が回転自在に枢支されている。車軸21aの左右中央からカートの進行と平行状に延びる1本のパイプ状のハンドルフレーム23と車軸21aとを一対の補強フレーム27にて連結している。
ランナー受け部25は左右一対の車輪22より外側に配置されるものである。従って、カート20全体の左右幅寸法をコンパクトにできる。
図5に示すように、車軸21aの端部に下向きのブラケット28が溶接などにて固着され、ブラケット28の下部から外向きに突出させた支持ボス29の上にランナー受け部25が溶接などにて固着されている。各ランナー受け部25は車軸21aと直交する方向(ランナー9の延びる方向と直交する方向)の断面が上向き円弧状に形成されている。そして、両ランナー受け部25は、左右一対の車軸21aより若干より下側に設けられている。実施例では、車輪22の直径は200mm程度であり、ランナー受け部25の前後方向の中央部における底面(ランナー9の載置面)は車輪22の軸線から20mm程度下側に配置されている。
さらに、カートの側面視(図2参照)において、ハンドルフレーム23の軸線とランナー受け部25の軸線とのなす夾角θは10度程度に設定され、且つハンドルフレーム23の延びる方向に対してランナー受け部25は下方に配置されている。
ハンドルフレーム23の後端部に設けられた把持部24は、上下逆L字状の丸パイプ材などの支持部材30にて形成されている。支持部材30の上部後端のゴム材などからなるグリップが把持部24となる。支持部材30の下端の石突31はゴム材などからなる緩衝体にて構成されている。
ロック手段26は、把持部24を揺する支持部材30の近傍に配置されている。実施例では、図6に示すように、ハンドルフレーム23の後端部の上面に、支持金具32が固定されている。支持金具32に貼着されたゴム製などのパッド33の上に後部橇12の下端部12aが載るように構成されている。支持金具32の外面に固定されたブラケット34には、押えアーム35が枢支軸35aの周りに回動可能に装着されている。二股状の押えアーム35の先端側には、下端に押えゴム体36を備えた調節ボルト37が上下のナット38a、38b及び座金39を介して装着されている。この押えゴム体36にて後部橇12の下端部12aをパッド33上に挟むことができる構成である。
押えアーム35における枢支軸35aより上側には、L字状の操作レバー40の先端部が第2枢支軸41を介して回動可能に装着されている。また、ブラケット34に回動支点43を有するリンク42が操作レバー40の中途部と連結ピン44にて連結されている。
上記の構成により、図6において実線で示すごとく、操作レバー40を時計周りに回動させると、リンク42の回動を介して 押えアーム35が反時計周りに下降する。そして、リンク42の連結ピン44が回動支点43と第2枢支軸41とを結ぶ線を反時計周りに越える(死点越えする)と、押えゴム体36にて後部橇12の下端部12aをパッド33上に固く押圧下状態でロックされるのである。
逆に、図7の二点鎖線で示すように、操作レバー40を反時計周りに引き上げると、リンク42が回動支点43を中心にして図6の右方向に回動し、押えアーム35を引き上げ、ロック解除できることになる。
カート20に無人ヘリコプタ1を載せるには、まず、カート1の支持車体21をランナー9の後部に接近させる。ついで、平面視において機体2の前後方向に延びる中心軸線とハンドルフレーム23の軸線とがほぼ一致するように配置すると、左右両側のランナー9の前後方向に延びる軸線とランナー受け部25の軸線とがほぼ一致する。この状態で、作業者はテールボディ4を持ち上げ、両ランナー9の後端と地面45との間に適宜高さの隙間を作る。次いで、この隙間にランナー受け部25を挿入するように、カート1を前進させる。テールボディ4における後部橇12の下端部12aがロック手段26の支持金具32上のパッド33の位置に合わさると、当該ロック手段26により、上述のごとくの操作で下端部12aを位置固定させる。この状態では、左右両ランナー9の前後方向の中途部が左右両ランナー受け部25にきっちりと安定して支持される。
このようにして、無人ヘリコプタ1はその左右一対のランナー9と後部橇12の下端部12aとの3箇所が、カート20における左右一対のランナー受け部25と後部のロック手段26との個所で、所謂3点支持される結果、支持状態が安定する。しかも、固定個所は、ロック手段26の1箇所だけで済み、固定作業が簡便となる。
ランナー9の延びる方向と直交する方向のランナー受け部25の断面形状が上向き開放の実質的に円弧状に形成されているので、両ランナー受け部25に載置支持されたランナー9がその延びる方向と直交する左右両側方向にずれ動くことや、ひいては無人ヘリコプタ1がカート20上で左右にずれ動いたり左右に対して傾くことが効果的に抑止(防止)でき、安定して無人ヘリコプタ1を地上で運搬できるという効果を奏する。
ランナー受け部25の配置高さが車輪22の軸線より低いので、ランナー受け部25にランナー9を載せるための無人ヘリコプタ1のテールボディ4側を持ち上げる高さを少なくでき、作業者の負担が軽減できる。
しかも、ランナー受け部25の前後方向に延びる軸線に対しハンドルフレーム23が後方に延びる軸線が上側に向かって適宜角度θで傾斜するよう配置しているから、ランナー受け部25にランナー9を実質的に水平状態で載置したときは、無人ヘリコプタ1の機体2がほぼ水平状であるので、無人ヘリコプタ1の前後方向の荷重の大部分が左右両ランナー受け部25で支持される結果、無人ヘリコプタ1の後部橇12を支持するロック手段26の個所に大きい負荷が作用せず、ハンドルフレーム23の後端の把持部24では作業者が立ち姿勢でカート20を軽快に押し進めることができるという効果を奏する。
また、トラックなどの運搬車両に運び上げるとき、スロープ状のラダーレール49上にカート20を容易に押し上げることができる。
カート1の支持車体21やハンドルフレーム23、ランナー受け部25などの強度部品はアルミ等の金属材料であっても良いし、ガラス繊維強化プラスチック材などであっても良い。
[運搬用車載装置]
次に、上記無人ヘリコプタ1をカート20に載せたまま、トラックなどの運搬車両46における荷台47上に移動させて載置・固定することができる運搬用車載装置48の構成について説明する。
運搬用車載装置48は、カート20を運搬車両46の荷台47に対して積卸しするための着脱可能なラダーレール49と、荷台47に載置・固定されて、無人ヘリコプタ1を搭載したカート20を載置できるようにしたカート架台50とを有している。
[ラダーレール]
ラダーレール49は、断面上向きコ字状の左右一対の第1レール51と、この両第1レール51の端部に対してヒンジ部52を介して折り畳み可能に連結された第2レール53とを有している(図7(A)及び図7(B)参照)。一対の第1レール51は荷台47の全長よりも適宜所定寸法だけ長く形成され、第2レール53は第1レール51に対して折り畳んだ状態で後述するように、荷台47に収納するとき、荷台47の後端からはみ出している長さである。また、一対の第1レール51及び一対の第2レール53はカート20における左右の車輪22が通過できるような幅で平行に保持されるために複数の連結部材55a〜55eにて連結されている。なお、第1レール51と第2レール53と連結個所近傍の連結部材55dの下端片が地面に当接して、ラダーレール49の長手方向の中途部で荷重を支持可能に構成されている(図7(A)参照)。そして、後述するカート架台50におけるベースフレーム56の後端に設けられた係合ピン64に対して第1レール51の先端のフック65を係脱できる構成である(図9参照)。
[カート架台]
カート架台50は、荷台47上に載置する前後長手のベースフレーム56と、カート20における一対の車輪22を支持する一対の車輪支持レール57とが備えられている。各車輪支持レール57はベースフレーム56から立設する枠部58を介して取り付けられている。両車輪支持レール57とその下方のベースフレーム56と枠部58とに囲まれた空間が、ラダーレール49を収納可能とするラダーレール収納空間59として形成されている。
各車輪支持レール57は、本体部60とこの本体部60の後端に対してヒンジ61を介して上下回動可能に連結される後端部材62とが備えられている。本体部60は、後端部材62が連設される前上がりの第1部材60aと、第1部材60aの前端に連設される高位置の第2部材60bと、第2部材60bの前端に連設される前下がり状の第3部材60cと、第3部材60cの前端に連設され、且つ最低位置の水平部分を有する側面視略V字状の第4部材60dとが備えられている(図9参照)。
カート架台50には、左右両車輪支持レール57より外側であってベースフレーム56から立設するランナー支持体63が備えられている。ランナー支持体63は左右及び前後の計4つである。各ランナー支持体63の上端に実質的に水平状の載置部63aが固定されている(図8及び図9参照)。
そして、各ランナー支持体63の上端の載置部63aの高さ位置は、左右両車輪支持レール57に向かって一対の車輪22を案内するとき、無人ヘリコプタにおけるランナー9の進行を許容し、車輪支持レール57おける所定位置である第4部材60dに一対の車輪22が収まるとき、ランナー9を支持できるように設定されている(図10(A)〜図10(C)参照)。なお、載置部63a付のランナー支持体63を備えていないカート架台50では、カート20におけるランナー受け部25にランナー9を支持した状態で、セットできることはいうまでもない。
左右両ベースフレーム56と荷台47の左右両側壁とを4箇所以上の連結帯66などで緊張連結することにより、カート架台50が荷台47に移動不能に固定されているが、荷台47に対すカート架台50の固定手段は公知の任意の手段を用いることができる。
また、一対の車輪22を車輪支持レール57の所定位置に位置するときのみ後端部材62が上動する連動機構を備えている。その実施例では、図8及び図9に示すように、後端部材62の基端部側を連結する横連結部材68と、横連結部材68から荷台47の前方に延びて先端に上向き開放状のフック部70が形成されているフックアーム69とにより、連動機構が構成されている。
[無人ヘリコプタの積卸し作業]
上記構成により、無人ヘリコプタ1をカート20に載せたまま、運搬車両46の荷台47上のカート架台50に載せる作業について説明する。まず、カート架台50の後端の係合ピン64にラダーレール49の前端部のフック65を係合させる。ラダーレール49の第1レール51と第2レール53とを直線状に延ばした状態にして、第2レール53の後端を地面45に接地させる。この状態では、一対の後端部材62は、その後端側が下動して後下向き傾斜状となって、ベースフレーム56に係合しているラダーレール49(第1レール51)の前端部上に重なっている。
把持部24を持って作業者がカート20を前進させて、一対の車輪22が第2レール53から第1レール51を通るようにカート20を順次押し上げる。一対の車輪22がラダーレール49及び後端部材62を通り、次いで、一対の車輪22が車輪支持レール57における前上がりの第1部材60a及びその前端に連設する高位置の第2部材60bの個所を通過している間は、カート20に載せられた無人ヘリコプタ1の左右両ランナー9の下辺(水平棒、接地部)の部分は 各ランナー支持体63の上端の載置部63aよりも高い個所を通過することができる(図10(A)及び図10(B)参照)。
一対の車輪22が前下向き傾斜の第3部材60cを下るとき、左右両ランナー9の下辺が4つの載置部63aに向かって順次下降し接近する。そして、一対の車輪22が第4部材60dの最低位置に来ると、左右両ランナー9の下辺が、前後左右で4個所の載置部63aに載る(支持される)ことになる(図9及び図10(C)参照)。なお、この状態では、ランナー受け部25の底部はランナー9の下辺よりも若干下方に位置する。従って、無人ヘリコプタ1の前部は4箇所のランナー支持体63の載置部63aにて支持される一方、第4部材60dの最低位置にてカート20の車輪22が前後移動不能となるので、カート20の後部のロック手段6で固定されている後部橇12の位置も移動しないので、無人ヘリコプタ1は安定した状態で荷台47上に支持されることになる。なお、各車輪支持レール57は、断面形状が上向き開放のコ字状または、底体の内側または外側に立ち上がり壁を有しているため、車輪22が荷台47の左右方向にずれ移動不能である。
一対の車輪22が前下向き傾斜の第3部材60cを下るとき、フックアーム69が支持車体21にて押下されるので、フックアーム69に連結された一対の後端部材62が上動する。一対の車輪22が第4部材60dの最低位置に来ると、支持車体21における車軸21aがフックアーム69のフック70に係合するので、後端部材62の後端が大きく上動した姿勢が保持できる(図9参照)。これにより、車輪支持レール57の下方のラダーレール収納空間59が開放されるのである。
また、一対の車輪22が側面視V字状の第4部材60dの最低位置にセットされていることと、支持車体21における車軸21aがフックアーム69のフック70にて荷台47の前方向への移動が阻止されていることが相俟って、運搬車両46による運搬中にカート20の前後移動ひいては、載置部63aにて支持される無人ヘリコプタ1の前後移動も一層効果的に防止できることになる。
この開放されたラダーレール収納空間59に、ラダーレール49の第1レール51を荷台47の前方向に押し込む。第2レール53を折り畳み、図示しないロック部で第1レール51に対して固定する。押し込まれた第1レール51の前部も、ベースフレーム56の前部に設けられた不図示のロック部で脱落しないように固定する。
カート架台50に載せられた無人ヘリコプタ1の一対のメインロータ5が運搬中に大きく振れることがないように、カート架台50の前側には、左右一対の支柱(ポール)71を立設する。この一対の支柱71の上端間にメインロータの規制手段として発砲樹脂材などの表面が柔らかいフロントローダ受け部材72を取り付ける。このフロントローダ受け部材72は、上面のみ開放された上向きコ字状であるため、運搬車両46にて運搬中に前側のメインロータ5が上下などに振れないようにフロントローダ受け部材72にて支持できる(図7(A)及び図11参照)。
また、後側のメインロータ5を回動しないように固定する固定手段として、発砲樹脂材などの表面が柔らかい板状である固定板73を、機体2に対して着脱可能に構成する。固定板73の下端部にはテールボディ4を挟むことができる下向き開放された実質的に円弧の取付け部74を有し、固定板73の上端部には後側のメインロータ5を略水平に差し込む挿入孔75が穿設された形状である(図11参照)。
図12は、無人ヘリコプタ1を運搬しないとき、換言すれば、ラダーレール49とカート20のみを運搬するときを示す。この場合、ラダーレール49がラダーレール収納空間59に収まり、押し込まれた第1レール51の前部も、ベースフレーム56の前部に設けられた不図示のロック部で脱落しないように固定し、第2レール53を折り畳み、図示しないロック部で第1レール51に対して固定する点は、上記と同じである。
他方、車輪支持レール57における側面視V字状の第4部材60dの最低位置に車輪22がセットされている時には、カート20のハンドルフレーム23はラダーレール49と実質的に平行な水平状となる。その場合、各車輪22の外側に配置されているランナー受け部25は後下向き傾斜状の姿勢となる。このランナー受け部25の後ろ側(車軸21aよりも荷台の後端に近い側)を、ロック手段77の縦軸78周りに回動可能なロック片79を図8において矢印方向にほぼ90度回動させ、ロック片79にてランナー受け部25の後ろ側の上部を下向きに押圧しておけば、カート20の前後方向の動きが阻止できるのである。
なお、ラダーレール49における第2レール53は、第1レール51の後部に対して伸縮可能に装着した構造であっても良い。
1:無人ヘリコプタ
2:機体
4:テールボディ
5:メインロータ
8:支持脚
9:ランナー
12:後部橇
20:カート
21:支持車体
22:車輪
23:ハンドルフレーム
24:把持部
25:ランナー受け部
26:ロック手段
47:荷台
48:運搬用車載装置
49:ラダーレール
50:カート架台
56:ベースフレーム
57:車輪支持レール
62:後端部材
63:ランナー支持体

Claims (1)

  1. 無人ヘリコプタを運搬する少なくとも一対の車輪を備えたカートを運搬車両の荷台に対して積卸しするための着脱可能なラダーレールと、前記荷台に固定されて無人ヘリコプタを搭載した前記カートを載置できるカート架台とを有し、
    前記カート架台は、前記カートにおける一対の車輪を支持する車輪支持レールが備えられ、この車輪支持レールの下方に前記ラダーレールを収納可能とするラダーレール収納空間が設けられており、
    前記カート架台には、前記車輪支持レールに向かって前記一対の車輪を案内するとき、無人ヘリコプタにおけるランナーの進行を許容し、前記車輪支持レールにおける所定位置に前記一対の車輪が収まるとき、前記ランナーを支持するランナー支持体が備えられている、
    無人ヘリコプタの運搬用車載装置。
JP2009198852A 2009-08-28 2009-08-28 無人ヘリコプタの運搬用車載装置 Expired - Fee Related JP5362488B2 (ja)

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