JP5890569B1 - Multi-rotor type helicopter and method of spraying medicine using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】構造がシンプルなマルチコプターを使用して、農薬などの薬剤を所定の散布領域内にムラなく一様に、且つ効率的に散布することができるようにする。【解決手段】薬剤貯留タンク7とノズルを機体3に装備してマルチコプター1を構成する。ノズル8は、マルチコプター1のローター4の直下に配置し、ローター4の回転により生ずる吹き下ろしの気流の中にノズルから薬剤を噴出させて薬剤を散布する。【選択図】図1A multicopter having a simple structure is used to uniformly and efficiently spray a chemical such as an agricultural chemical in a predetermined spraying area without unevenness. A multicopter is configured by mounting a medicine storage tank and a nozzle on a body. The nozzle 8 is disposed immediately below the rotor 4 of the multicopter 1, and sprays the medicine from the nozzle into the downflow airflow generated by the rotation of the rotor 4. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、三つ以上のローターを有するマルチロータ型ヘリコプター(以下、「マルチヘリコプター」又は「マルチコプター」という。)を使用して農薬などの薬剤を空中散布する方法と、この方法の実施に用いるマルチコプターの構造に関する。 The present invention relates to a method of spraying chemicals such as agricultural chemicals in the air using a multi-rotor type helicopter having three or more rotors (hereinafter referred to as “multi-helicopter” or “multi-copter” ), and implementation of this method. It relates to the structure of the multicopter used.
電動型のマルチコプターは、シングルロータ型のヘリコプターと比較して機構が簡単でローターを駆動するモータの回転数制御のみで飛行が可能であることから製作が容易であり、例えば空撮や、人が立ち入ることのできない海辺や火口の調査、災害時の上空からの情報収集などの主として上空から地上の情報を収集する利用分野に、シングルロータ型のヘリコプターに代えて、カメラを搭載したマルチコプターが広く利用されてきている(例えば特許文献1,2参照)。
An electric multicopter is simpler than a single-rotor helicopter and can be manufactured simply by controlling the number of rotations of the motor that drives the rotor. Multi-copters equipped with cameras instead of single-rotor helicopters are mainly used to collect ground information from the sky, such as surveying beaches and craters that cannot be accessed, and collecting information from the sky during disasters. It has been widely used (see, for example,
上空から情報を収集する利用分野以外のマルチコプターの用途として、農薬を散布する無人ヘリコプターとしての利用が検討されている。
この場合の農薬散布用の無人ヘリコプターは、通常、図5に示されるように、複数のローター102を備えたマルチヘリコプター100の機体101の中央下部或いは中央上部に、薬剤が貯留されたタンク103を取り付けるとともに、シングルロータ式のヘリコプターを農薬の散布に用いるときと同様に(図6参照)、機体101の下方でアーム104を左右に張り出して固定し、このアーム104の下側にタンク103に貯留された薬剤を噴出するノズル105を複数個取り付けて、各ノズル105から噴出される薬剤がアーム104の両端部間の幅で帯状に散布されるように構成される。かかる構成のマルチヘリコプター100を用いて農薬の散布が試験的に行なわれている。
As an application of multicopters outside the field of use for collecting information from the sky, use as an unmanned helicopter for spraying agricultural chemicals is being studied.
As shown in FIG. 5, the unmanned helicopter for spraying agricultural chemicals in this case usually has a
ヘリコプターの機体の左右にノズル付きのアームを張り出して農薬を散布する場合、図6に示されるように、シングルロータ式のヘリコプターではローター径Dが大きいため、ローター102の回転による吹き下ろしの気流がアーム104の略全体に亘ってムラなく当たり、ノズル105から噴出される薬剤を一様に下向きに散布することが可能である。
When pesticides are sprayed by projecting arms with nozzles to the left and right of the helicopter aircraft, the rotor diameter D of the single rotor helicopter is large as shown in FIG. It is possible to uniformly spread the medicine ejected from the
しかし、前記図5に示されたマルチヘリコプター100の構成では、アーム104の端部側に取り付けられたノズル105にはローター102の吹き下ろしの気流が十分に当たらず、同図中に破線で示されるように、ノズル105から噴出された薬剤は周辺に飛散したり地表に当たって吹き上がった気流や風に乗ってローター102に吸い込まれたりするなどして、薬剤を均一に散布することは困難である。
マルチヘリコプター100の同一円周上に配置されるローター102の下側にノズル105を配置すれば薬剤を均等に散布することが可能であるが、それでは薬剤が散布される幅が狭くなり、広い農地に農薬を散布するのには著しく時間がかかってしまう。
However, in the configuration of the
If the
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、構造がシンプルなマルチコプターを使用して、農薬などの薬剤を所定の散布領域内にムラなく一様に、且つ効率的に散布することができるようにすることを課題とする。 In view of such problems of the prior art, the present invention uses a multi-copter with a simple structure to uniformly and efficiently spread a chemical such as an agricultural chemical within a predetermined spraying area. The challenge is to be able to.
前記課題を解決するため本発明は、薬剤貯留タンクと貯留された薬剤を噴出するノズルを備えたマルチコプターであって、
機体の平面視における機体中心を通って機体の左右に延びた一本の仮想線上に、機体の正面から見て左右それぞれに同数の複数のローターが並設された構成を有するとともに、
少なくとも当該機体の左右に並設された各ローターの、各々のローターの回転により生ずる吹き下ろしの気流の中に前記ノズルが各々配置された構成を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is a multicopter provided with a medicine storage tank and a nozzle for ejecting the stored medicine ,
On one imaginary line that extends to the left and right of the aircraft through the center of the aircraft in plan view, the same number of rotors are arranged in parallel on the left and right as viewed from the front of the aircraft,
At least the rotors arranged side by side on the left and right sides of the machine body have a configuration in which the nozzles are respectively disposed in a downdraft generated by rotation of the rotors .
本発明は、前記構成のマルチコプターを用いて薬剤を空中散布する方法において、
機体の左右にそれぞれ並設された複数のローターの配置方向が当該マルチコプターの進行方向と直交する向きとなるように機体を制御して、薬剤の散布領域上を飛行させつつローターの回転により生ずる吹き下ろしの気流の中にノズルから薬剤を噴出させて薬剤を散布することを特徴とする。
The present invention, in the method of spraying the drug in the air using the multicopter of the above configuration ,
It is generated by rotating the rotor while flying over the spraying area of the medicine by controlling the aircraft so that the arrangement direction of the plurality of rotors arranged in parallel on the left and right of the aircraft is perpendicular to the traveling direction of the multicopter. It is characterized in that the medicine is sprayed from a nozzle in a down-flowing air current .
本発明によれば、マルチコプターのローターの直下に薬剤を噴出するノズルを配置することで、ローターが回転することで生ずる吹き下ろしの気流の中にノズルから噴出された薬剤が混ざって、ローターの真下に向けて薬剤を一様に散布することができる。ノズルをローターの直下に配置することで、噴出される薬剤の殆どが吹き下ろしの気流に混じって下向きに散布され、ローターの周辺に向けて飛散する薬剤の量が少なくなり、下方に向けて散布される薬剤の散布密度を一定に維持することができる。
機体の左右に複数のローターを配置し、各ローターの直下に薬剤を噴出するノズルを配置することで、マルチコプターで薬剤を散布することができる幅が広がり、広い農地に農薬を散布する場合であっても一様な散布密度で効率的に薬剤を散布することが可能となる。
According to the present invention, by disposing the nozzle for ejecting the medicine directly under the rotor of the multicopter, the medicine ejected from the nozzle is mixed in the airflow generated by the rotation of the rotor, and the rotor The medicine can be uniformly sprayed directly below. By disposing the nozzle directly under the rotor, most of the sprayed medicine is mixed downward in the blown-down air stream, and the amount of the medicine scattered toward the periphery of the rotor is reduced, so that it is sprayed downward. The spraying density of the drug to be maintained can be kept constant.
By arranging multiple rotors on the left and right sides of the aircraft, and arranging nozzles that spray the drugs directly under each rotor, the width of spraying drugs with a multicopter is widened, and pesticides are spread over a wide agricultural land. Even if it exists, it becomes possible to spray a chemical | medical agent efficiently with a uniform spraying density.
本発明の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施形態のマルチコプターを示しており、このマルチコプター1は、平面視十字形に形成されたフレーム2の四箇所の端部に、回転軸にローター4を固着した電動モータ5を各々取り付け、フレーム2の中央部に各モータ5を制御する制御部6を設置して機体3を構成し、この機体3の下側に農薬である薬剤を貯留するタンク7とノズル8を設置して、上空を飛行しながらタンク6に貯留した薬剤を散布することができるように構成してある。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a multicopter according to an embodiment of the present invention. The
詳しくは、マルチコプター1の四つのローター4は、フレーム2の各端部に取り付けられたモータ5の回転軸に軸支されて同一円周上に配置されており、図示されないプロポからの操縦信号を制御部6で受信し、操縦信号に基づいて制御部6が各モータ5を駆動し、機体3の正面側と背面側に配置された前側ローター4aと後側ローター4b及び左右両側に配置された左側ローター4cと右側ローター4dの各ローター4の回転数を制御することで、機体3を上昇及び下降させるとともに前後及び左右方向へ飛行させることができるように構成してある。モータ5を駆動するバッテリーは制御部6に一体に設けてある。
Specifically, the four
マルチコプター1の下部に装備された薬剤を貯留するタンク7は、その内部に液状、粉状又は粒状の薬剤を適宜な容量で貯留する薬剤貯留領域を有するとともに、貯留した薬剤をノズル8へと送出する薬剤送出機構とプロポからの制御信号を受信して薬剤送出機構の動作を制御する制御部を備えて形成されており、機体3の中央下側に一体に取り付けてある。
ノズル8は、タンク7の側方から左右両側へ張り出したフレーム9の下側であって、前記マルチコプター1の左側ローター4cと右側ローター4dの直下に配置され、前記タンク7から送出された薬剤を下方へ噴出するように取り付けてある。
The tank 7 for storing medicines installed in the lower part of the
The
図2は本発明の他の実施形態のマルチコプターを示しており、このマルチコプター1は、前記図1に示された形態に対応する左右のローター4c,4dの外側にそれぞれローター4e,4fを配置し、これら四つのローター4c,4d,4e,4fの直下に薬剤を散布するノズル8を各々配置して、薬剤が幅広な面状に散布されるように構成したものである。
FIG. 2 shows a multicopter according to another embodiment of the present invention. This
詳しくは、図2に示されるように、本形態のマルチコプター1のフレーム2は、平面視における機体3の中心Oを通って機体3の左右に延びた仮想線L上に沿って左右に長い十字形に形成されており、左右のローター4c,4dの外側のフレーム2上にそれぞれローター4e,4fが軸着されたモータ5,5を取り付けて、機体3の正面から見て左側にローター4c、4e、右側にローター4d,4fが並設された構成とし、これら各ローター4の直下にノズル8を各々配置して、薬剤を散布することができるように構成してある。
なお、機体3の正面側と背面側に配置された前側ローター4aと後側ローター4b及び左右両側に配置されたローター4c,4d,4e,4fの各ローター4の回転数を各ローター4毎に制御可能であることは前記形態と同じある。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
Note that the rotational speeds of the
図3は本発明のさらに他の実施形態のマルチコプターを示しており、このマルチコプター1は、それぞれ二つの前側ローター41a,4a2と後側ローター4b1,4b2を同一円周上に配置するとともに、前記形態と同様に、平面視における機体3の中心Oを通って機体3の左右に延びた仮想線L上に沿って左右に延びたフレーム2上に等間隔を空けて四つのモータ5を取り付け、各モータに左右のローター4c,4d,4e,4fを軸着するとともに、フレーム2の中央下側に配置されたタンク7の側方から左右両側に張り出したフレーム9の下側であって前記左右のローター4c,4d,4e,4fの直下にノズル8を各々配置し、左右のローター4c,4d,4e,4fの回転により生ずる吹き下ろしの気流の中に各ノズル8から噴出される薬剤を混ぜて散布することができるように構成してある。
本形態においても機体3の正面側と背面側に配置された前側ローター4a1.4a2と後側ローター4b1,4b2及び左右両側に配置されたローター4c,4d,4e,4fの各ローター4の回転数を各ローター4毎に制御可能に設けてある。
FIG. 3 shows a multicopter according to still another embodiment of the present invention. The
Also in this embodiment, the rotational speeds of the front rotor 4a1.4a2 and the rear rotors 4b1 and 4b2 arranged on the front side and the rear side of the
本発明によれば、マルチコプター1のローター4の直下に薬剤を噴出するノズル8を配置することで、ローター4の回転により生ずる吹き下ろしの気流の中にノズル8から噴出された薬剤が混ざって、ローター4の真下に向けて薬剤を一様に散布することが可能である。
また、機体3の左右に複数のローター4を配置し、各ローター4の直下にノズル8を配置することで、マルチコプター1で薬剤を散布することができる幅が広がり、広い農地に対して効率的に農薬を散布することが可能となる。
According to the present invention, by disposing the
Further, by arranging a plurality of
すなわち、図2、図3に示された、機体3の左右に張り出したフレーム2に四つのモータ5を取り付け、それぞれにローター4c,4d,4e,4fを軸着するとともに各ローター4の直下にノズル8を配置した形態のマルチコプター1を用いて、図4に示される、平面視矩形の散布領域10に薬剤を散布する場合、四つのローター4の配置方向がマルチコプター1の進行方向と直交する向きとなるように機体3を制御し、散布領域10の一側の端部に沿ってマルチコプター1を飛行させつつ薬剤を散布し(図4中の矢符(1))、散布領域10の他端まで薬剤を散布したならば、散布領域10の中央にマルチコプター1を移動させ、手前側の端部までマルチコプター1を飛行させつつ薬剤を散布することで(矢符(2))、散布領域10内の広い面積内に薬剤を散布することが可能である。
そして、散布領域10の他側の端部に残った薬剤未散布の領域には、四つのローター4の配置がマルチコプター1の進行方向と同じ向きとなるように機体3を制御し、マルチコプター1の飛行の向きを変えて、薬剤未散布の領域に沿って飛行させつつ薬剤を散布することで(矢符(3))、散布領域10に隣接する田畑や民家、道路といった薬剤散布が不要な領域に薬剤が誤って散布されることを防止しつつ、広い散布領域10に対して短時間で効率的に薬剤を散布することができる。
That is, four
And in the area | region where the chemical | medical agent non-spreading which remained at the other end part of the spreading | spreading area |
また、マルチコプター1を飛行させて薬剤を散布するときに、ノズル8が直下に配置された各ローター4の回転数を上げることで、薬剤の農作物への付着性が向上し、散布品質を上げることが可能である。各ローター4を可変ピッチ構造とした場合は、ノズル8が直下に配置された各ローター4のピッチが高くなるように制御して薬剤を散布することで散布品質を向上させることが可能である。
Further, when the medicine is sprayed by flying the
なお、図示した形態は一例であり、本発明のマルチコプター1は、三つ以上のローターを装備するものであれば、ローターの配置を適宜に設定して他の適宜な形態で構成することが可能である。薬剤貯留タンク7は、機体3の中央下側に一体に取り付けたが、機体3の中央上側に設置されていてもよい。また、二つ以上の薬剤貯留タンク7を機体3に装備し、各タンクから各ノズルに薬剤が送出されるようにしてもよい。
The illustrated form is an example, and the
1 マルチコプター、2 フレーム、3 機体、4(4a〜4f) ローター、5 モータ、6 制御部、7 薬剤貯留タンク、8 ノズル、9 フレーム、10 散布領域
1 Multicopter, 2 frames, 3 bodies, 4 (4a-4f) rotor, 5 motor, 6 control unit, 7 medicine storage tank, 8 nozzles, 9 frames, 10 spraying area
Claims (2)
機体(3)の平面視における機体中心を通って機体(3)の左右に延びた仮想線(L)上に、機体(3)の正面から見て左右それぞれに同数の複数のローター(4)が並設された構成を有するとともに、
少なくとも当該機体(3)の左右に並設された各ローター(4)の、各々のローター(4)の回転により生ずる吹き下ろしの気流の中に前記ノズル(8)が各々配置された構成を有することを特徴とするマルチロータ型ヘリコプター(1)。 A multi-rotor helicopter (1) comprising a medicine storage tank (7) and a nozzle (8) for ejecting the stored medicine,
The same number of rotors (4) on the left and right as viewed from the front of the airframe (3) on an imaginary line (L) extending to the left and right of the airframe (3) through the airframe center in plan view of the airframe (3) Are arranged side by side,
At least each of the rotors (4) arranged side by side on the left and right sides of the machine body (3) has a configuration in which the nozzles (8) are arranged in the downflow airflow generated by the rotation of the rotors (4). A multi-rotor type helicopter (1).
機体(3)の左右にそれぞれ並設された複数のローター(4)の配置方向が当該マルチロータ型ヘリコプター(1)の進行方向と直交する向きとなるように機体(3)を制御して、薬剤の散布領域上を飛行させつつローター(4)の回転により生ずる吹き下ろしの気流の中にノズル(8)から薬剤を噴出させて薬剤を散布することを特徴とするマルチロータ型ヘリコプター(1)を使用した薬剤の空中散布方法。 In the method of spraying a medicine in the air using the multi-rotor helicopter (1) according to claim 1,
Controlling the fuselage (3) so that the direction of arrangement of the plurality of rotors (4) arranged side by side on the left and right of the fuselage (3) is perpendicular to the traveling direction of the multirotor helicopter (1), A multi-rotor type helicopter (1), characterized in that a medicine is sprayed from a nozzle (8) into a downdraft generated by rotation of a rotor (4) while flying over a medicine spraying area. Aerial spraying method for drugs.
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