JP5984545B2

JP5984545B2 - シミュレーション装置

Info

Publication number: JP5984545B2
Application number: JP2012157674A
Authority: JP
Inventors: 敏彰高木; 義一下村
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-07-13
Also published as: JP2014021193A

Description

本発明は、無線操縦式ヘリコプターの機体の異常や飛行の状況を警告灯の点灯または点滅により表示するようにした無線操縦式ヘリコプターにおいて、無線操縦式ヘリコプターを作動させることなく、警告灯を点灯または点滅させて機体の異常内容や飛行の状態を再現させるシミュレーション装置に関する。

無線操縦式ヘリコプターを用いて広い圃場への薬剤散布を空中から行うことは従来から行われている。無線操縦式ヘリコプターはオペレータが無線機（遠隔操縦装置）を操縦して圃場上空を飛行させ、散布機を装着した場合には同時に薬剤を散布するものである。無線操縦式ヘリコプターには自己診断機能を有しており、機体に異常が発生した場合やＧＰＳの使用状況等の飛行状況は、その内容を機体に設けた警告灯により表示する構成となっている。前記警告灯は多数のＬＥＤを配列し、点灯パターンまたは点滅パターンを変更することにより、異常内容や飛行状況が判るようにしていた。

この警告灯の表示は何を意味しているかは、無線操縦式ヘリコプターの操縦の講習を受けるときに習うのであるが、その講習では取扱い説明書等で点灯パターン及び点滅パターンを本などで学習するものであった。従って、実際の警告灯の表示を見てどのような点灯または点滅するかを体験していないため、無線操縦式ヘリコプターを飛行させた状態で異常が発生したときには、瞬時に判断できないことがあった。そして、異常に対する対処が遅れると、無線操縦式ヘリコプターは墜落して機体が壊れるだけでなく、墜落時に人や建物等に衝突するおそれもある。しかも、警告灯の表示は点灯パターン及び点滅パターンの違いだけで警告を行うので、オペレータにとっては、点灯・点滅パターンの違いは単純で似ているため紛らわしく、何の異常が発生しているか特定するのに時間がかかっていた。このような現状に鑑みて、点灯パターン及び点滅パターンの違いを学習・練習できるように、飛行しない状態で表示を再現できるシミュレーション装置が求められているが、従来、防災シミュレーション装置は公知となっている（特許文献１参照）が、無線操縦式ヘリコプターの異常や飛行状況を表すシミュレーション装置の技術はなかった。

特開平８−９５４８２号公報

本発明は、以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、無線操縦式ヘリコプターを飛行させることなく、シミュレーション装置を用いて警告灯を点灯または点滅させて、容易に無線操縦式ヘリコプターにどのような異常が発生しているか、飛行状況はどのようになっているかを把握するトレーニングができるようにする。

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。
即ち、請求項１においては、無線操縦式ヘリコプターの作動状況を警告灯の点灯または点滅により表示する警告灯ユニットに接続して、疑似的に作動状況（異常内容及び飛行状態を含む）を表示させるシミュレーション装置であって、該シミュレーション装置は、無線操縦式ヘリコプターに搭載される警告灯ユニットに着脱可能に接続するカプラと、作動状況に対応する警報信号を出力して警告灯に表示させる操作手段とを備えるものである。

請求項２においては、前記警告灯ユニットは機体系警告灯とＧＰＳ系警告灯とを備え、前記操作手段は、複数のスイッチからなる機体系シミュレーションスイッチ群とＧＰＳ系シミュレーションスイッチ群とを備えるものである。

請求項３においては、前記シミュレーション装置は、複数の異常内容や作動状況のパターンの信号をランダムに発生させるランダム発生手段を備え、前記操作手段はランダム発生手段を作動させるランダムスイッチを有するものである。

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においては、無線操縦式ヘリコプターの異常内容や作動状況が、警告灯により表示されても、警告灯の点灯と点滅だけの単純な組み合わせでは、他の警告と紛らわしく、実機を飛行させて、異常状態を再現させることが難しかったが、シミュレーション装置を警告灯ユニットと接続することで、無線操縦式ヘリコプターを作動させることなく、つまり、飛行させることなく、容易に異常内容や作動状況が警告灯により表示して再現できるようになり、オペレータは、再現された警告灯ユニットの点灯または点滅を視認して、どのような状況であるかを、判断して、どのように対応するかをトレーニングできる。

請求項２においては、警告灯が機体系とＧＰＳ系とに独立して設けられて、別々に異常状態や飛行状況をシミュレーションでき、いくつかの異常パターンのなかで、まず、大きく二つに分類できて絞り込みができ、異常内容の判断がし易くなる。また、異常内容の種類も覚えやすくなる。

請求項３においては、教官とオペレータの間でトレーニングするとき、警告灯を表示させる順番の傾向が偏らず、また、オペレータ単独で容易にトレーニングすることができる。

無線操縦式ヘリコプターの後方斜視図。警告灯の拡大図。無線操縦式ヘリコプターの電気ブロック図。シミュレーション装置を示す図。シミュレーション装置の電気ブロック図。

以下では、図１を参照して、無線操縦式ヘリコプター１の全体的な構成について説明する。なお、以下では図中の矢印Ｆの方向を前方向と定義して説明を行う。無線操縦式ヘリコプター１は胴体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内部にエンジンが収納されて、該エンジンの動力によりメインロータ３とスタビライザ４が回転駆動される。胴体２下側にスキッド５が固定され無線操縦式ヘリコプター１全体を支持している。なお、スキッド５上に図示しない散布装置が装着される。また、胴体２後側から水平後方にテールボディ６が延設され、該テールボディ６後端にテールロータ７が設けられている。

前記胴体２内部には、エンジンや燃料タンクや制御装置２０や受信機２４等が配設され、胴体２の後下部の左右中央に警告灯ユニット８が配置されている。こうして、セルモータ（図示せず）によりエンジンを始動させ、前記メインロータ３とスタビライザ４及びテールロータ７をエンジンによって駆動し、遠隔操縦装置３１（図３）をオペレータが操作することで無線操縦式ヘリコプター１を飛行させことができる。

前記警告灯ユニット８は、図２に示すように、警報ボックス１１の後面に機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３が左右所定距離離れて配置されている。機体系警告灯１２はエンジンや受信機２４や飛行状態等、機体側に関係する異常が発生したときに点灯または点滅させる。ＧＰＳ系警告灯１３はグローバル・ポジショニング・システム（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ、以下ＧＰＳと称する）の受信状態やＧＰＳ制御状態等に関係する異常が発生したときに点灯または点滅させる。ＧＰＳ制御とは、ＧＰＳを用いて飛行速度・高度・方位を安定させる制御である。

機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３は略同じ構成であり、円環状の外周灯１２ａ・１３ａと該外周灯１２ａ・１３ａの中心側に配置される内灯１２ｂ・１３ｂよりなる。但し、警告灯の形状は限定するものではなく、四角形や三角形でもよく、外側と内側が別々に点灯・点滅できるものであればよい、また、外周灯１２ａ・１３ａ及び内灯１２ｂ・１３ｂの光源はＬＥＤとしているが限定するものではなく、蛍光管や電球等を用いる構成であってもよい。外周灯１２ａ・１３ａ及び内灯１２ｂ・１３ｂの光源となるＬＥＤは、図３に示すように、カプラ１４・１５を介して制御装置２０と接続されている。

前記制御装置２０には、無線操縦式ヘリコプター１に取り付けられる、エンジンの回転数を検知する回転数センサ２１、燃料が規定量以下となっていないかを検知する燃料センサ２２、飛行速度を検知する速度センサ２３、オペレータが操縦する遠隔操縦装置（ラジコン）３１からの信号を受信する受信機２４、ＧＰＳ３２がそれぞれ接続されている。

前記カプラ１４・１５は、制御装置２０側に接続される雄体１４ａ・１５ａと、機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３側に接続される雌体１４ｂ・１５ｂからなる。但し、雄体と雌体は逆であってもよい。雄体１４ａと雌体１４ｂ、雄体１５ａと雌体１５ｂを嵌合することにより、導通して機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３に電力を供給して点灯可能としている。カプラ１４とカプラ１５の形状は異なる形状として、組立時やメンテナンス時に間違って接続しないようにしている。

機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３に接続される雌体１４ｂ・１５ｂには、カプラ１６・１７を介して本発明のシミュレーション装置４０と接続可能に構成している。シミュレーション装置４０は後述する操作手段となる操作スイッチを操作することにより、機体に異常が発生した時と同様に機体系警告灯１２を点灯または点滅可能に構成し、飛行状況をＧＰＳ系警告灯１３により点灯または点滅可能に構成している。なお、カプラ１６は雄体１４ａと同じ形状に構成され、カプラ１７は雄体１５ａと同じ形状に構成されて、嵌合できるようにしている。

シミュレーション装置４０を使用するときには、カプラ１４・１５を外して雌体１４ｂ・１５ｂとカプラ１６・１７を嵌合して接続し、所定の操作を行うことにより、無線操縦式ヘリコプター１の制御設定中または飛行中に、機体に何らかの異常が発生した場合と同様に、また、飛行中と同様に飛行状況を機体系警告灯１２またはＧＰＳ系警告灯１３により点灯または点滅させて表示できるようにしている。

シミュレーション装置４０の具体的な構成を図４、図５より説明する。シミュレーション装置４０は操作ボックス４１と、該操作ボックス４１上に配置される操作手段となる操作スイッチと、該操作ボックス４１内に収納される疑似信号発生装置４４と、該操作ボックス４１から延出される接続コード４２からなる。接続コード４２先端にはカプラ１６・１７が設けられている。

操作スイッチは電源スイッチ４３と、機体系シミュレーションスイッチ群４５とＧＰＳ系シミュレーションスイッチ群４６からなる。機体系シミュレーションスイッチ群４５は操作することによって、エンジンや受信機や飛行状態等、機体側に関係する異常が発生したときと同様の疑似警報信号を出すスイッチ群である。ＧＰＳ系シミュレーションスイッチ４６は操作することによって、ＧＰＳの受信状態や方位センサ等に関係する異常が発生したときと同様の疑似警報信号を出すスイッチ群である。電源スイッチ４３は電源となる電池と疑似信号発生装置４４との間に配置される。但し、操作ボックス４１はタッチパネルで構成することも可能であり、画面に機体系シミュレーションスイッチ群４５とＧＰＳ系シミュレーションスイッチ群４６を表示させて操作可能とする。

機体系シミュレーションスイッチ群４５は、具体的には、燃料警報スイッチ５１と、回転数警報スイッチ５２と、受信不良警報スイッチ５３と、速度警報スイッチ５４と、マニュアル警報スイッチ５５とを備え、疑似信号発生装置４４と接続される。ＧＰＳ系シミュレーションスイッチ群４６は、具体的には、ＧＰＳ制御未使用スイッチ５６と、ＧＰＳ制御使用中スイッチ５７と、ＧＰＳ受信悪化スイッチ５８とを備え、疑似信号発生装置４４と接続される。但し、前記スイッチの操作による異常警報パターンを表す点灯および点滅は限定するものではなく、他の異常状態を表してもよく、更に別の異常警報パターンの追加または減少させてもよい。

前記燃料警報スイッチ５１は押すことによって、燃料が規定値以下となったとき、つまり、燃料センサ２２が規定値以下を検知した時と同様の警報信号を疑似信号発生装置４４から出力するスイッチである。警報信号による表示パターンは例えば、機体系警告灯１２の内灯１２ｂのみが点滅する。前記回転数警報スイッチ５２は押すことによって、エンジン回転数が設定回転数以下になったとき、つまり、回転数センサ２１が検知した値が設定値以下となったときと同様の警報信号を疑似信号発生装置４４から出力するスイッチである。警報信号による表示パターンは例えば、機体系警告灯１２の外周灯１２ａのみが点滅する。前記受信不良警報スイッチ５３は押すことによって、操縦電波受信不良、つまり、受信機２４が受ける遠隔操縦装置３１からの信号を受信できない時と同様の警報信号を疑似信号発生装置４４から出力するスイッチである。警報信号による表示パターンは例えば、機体系警告灯１２の外周灯１２ａと内灯１２ｂが交互に点滅する。前記速度警報スイッチ５４は押すことによって、飛行速度が設定値以上となったとき、つまり、速度センサ２３が検知した値が設定値以上となったときと同様の警報信号を疑似信号発生装置４４から出力するスイッチである。警報信号による表示パターンは例えば、機体系警告灯１２の外周灯１２ａのみが点灯する。前記マニュアル警報スイッチ５５は押すことによって、何らかの異常が発生したことが原因でマニュアルに切り替わったと同様の警報信号を疑似信号発生装置４４から出力するスイッチである。警報信号による表示パターンは例えば、機体系警告灯１２の外周灯１２ａと内灯１２ｂが点灯する。

前記ＧＰＳ制御未使用スイッチ５６は押すことによって、ＧＰＳ受信状況が良好で、ＧＰＳ制御が未使用の時の状況信号を疑似信号発生装置４４から出力するスイッチである。状況信号による表示パターンは例えば、ＧＰＳ系警告灯１３の外周灯１３ａのみ点灯する。前記ＧＰＳ制御使用中スイッチ５７は押すことによって、ＧＰＳ受信状況が良好で、ＧＰＳ制御を使用中である状況信号を疑似信号発生装置４４から出力するスイッチである。状況信号による表示パターンは例えば、ＧＰＳ系警告灯１３の外周灯１３ａと内灯１３ｂが点灯する。前記ＧＰＳ受信悪化スイッチ５８は押すことによって、ＧＰＳ受信状況が悪化して、ＧＰＳ制御ができない状況信号を疑似信号発生装置４４から出力するスイッチである。状況信号による表示パターンは例えば、ＧＰＳ系警告灯１３の外周灯１３ａが点灯、次に内灯１３ｂが点灯、次に外周灯１３ａと内灯１３ｂが消灯、これを繰り返す。

このように構成されたシミュレーション装置４０を用いて、無線操縦式ヘリコプター１にどのような異常が発生しているのか、どのような飛行状況であるのか、その異常や状況に対してどのような対処を行わなければならないのか、等のトレーニングを行う場合には、次の工程で行う。まず、無線操縦式ヘリコプター１の制御装置２０に接続されているカプラ１４・１５を外し、シミュレーション装置４０の接続コード４２先端のカプラ１６・１７を雌体１４ｂ・１５ｂと接続する。または、教室内等で無線操縦式ヘリコプター１を持ち込むことができない場合には、図４に示すように、シミュレーション装置４０のコード４２先端のカプラ１６・１７を別体で構成した機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３の雌体１４ｂ・１５ｂと接続する。

次に、シミュレーション装置４０の電源スイッチ４３をオンにして、トレーナ（教官）が機体系シミュレーションスイッチ群４５及びＧＰＳ系シミュレーションスイッチ群４６の中から任意のスイッチを押す。すると、押したスイッチに対応して疑似信号発生装置４４から疑似信号が出力されて、機体系警告灯１２またはＧＰＳ系警告灯１３が点灯または点滅する。この機体系警告灯１２またはＧＰＳ系警告灯１３の表示を見て、オペレータは何の警告・状況であるかを答える。正解を確認した後、トレーナは別のスイッチを押し、オペレータは警告灯を見て何を表しているか答える。これを繰り返して、点灯・点滅の意味を理解する練習を行い、全て正解できるように学習する。さらに、この警告・状況に対してどのような処置を施さなければならないか（対応しなければならないか）を答える練習を同時に行ってもよい。

更に、図５に示すように、別実施例として、シミュレーション装置４０にランダム発生手段４８とランダムスイッチ４９とを設けてもよい。ランダム発生手段４８は疑似信号発生装置４４に設けられ、各警告・状況に対応する数（本実施例では１から９）をそれぞれ前記操作スイッチに対応させ、１から９をランダムに発生させて、その数に対応した表示（点灯または点滅）を行う。このランダムスイッチ４９はランダム発生手段４８を作動させるスイッチである。こうして、ランダムスイッチ４９を押すことにより、機体系警告灯１２またはＧＰＳ系警告灯１３が点灯または点滅を行い、不規則に異常・警告パターンが変更されて表示される。こうして、問題を提起する傾向や偏りを防止してトレーニングを行うことができる。

また、シミュレーション装置４０は地上において機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３を配置するが、無線操縦式ヘリコプター１が飛行しているときにトレーニングできるようにすることもできる。この場合図３に示すように、シミュレーション装置４０の替わりに、疑似異常信号発生装置５０を無線操縦式ヘリコプター１に搭載し、疑似異常信号発生装置５０を受信機２６及びカプラ５１と接続し、カプラ５１はカプラ１４・１５と並列接続する。一方、遠隔操縦装置３１にテストスイッチ３１ａを設け、テストスイッチ３１ａを押したときのみ疑似異常信号発生装置５０からランダムに機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３に点灯または点滅信号を送信するように構成する。このように構成することで、無線操縦式ヘリコプター１が飛行しているときに、実際の警報または飛行状況を機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３とにより表示できるので、現実に近い状態で再現でき、判りやすく、理解度を向上することができる。

以上のように、無線操縦式ヘリコプター１の作動状況を警告灯の点灯または点滅により表示する警告灯ユニット８に接続して、疑似的に作動状況（異常状態及び飛行状態を含む）を表示させるシミュレーション装置４０であって、該シミュレーション装置４０は、無線操縦式ヘリコプター１に搭載される警告灯ユニット８に着脱可能に接続するカプラ１６・１７と、作動状況に対応する警報信号を出力して警告灯１２・１３に表示させる操作手段とを備えるので、無線操縦式ヘリコプターの異常や作動状況が、警告灯により表示されても、警告灯の点灯と点滅だけの単純な組み合わせでは、他の警告と紛らわしく、実機を飛行させて、異常状態を再現させることが難しかったが、シミュレーション装置を警告灯ユニットと接続することで、無線操縦式ヘリコプターを作動させることなく、つまり、飛行させることなく、容易に異常や作動状況が警告灯により表示して再現できるようになり、オペレータは、再現された警告灯ユニットの点灯または点滅を視認して、どのような状況であるかを、判断して、どのように対応するかをトレーニングできる。

また、前記警告灯ユニット８は機体系警告灯１２とＧＰＳ系警告灯１３とを備え、前記操作手段は、複数のスイッチからなる機体系シミュレーションスイッチ群４５とＧＰＳ系シミュレーションスイッチ群４６とを備えるので、警告灯が機体系とＧＰＳ系とに独立して設けられて、別々に異常状態や飛行状況をシミュレーションでき、いくつかの異常パターンのなかで、まず、大きく二つに分類できて絞り込みができ、異常内容の判断がし易くなる。また、異常内容の種類も覚えやすくなる。

また、前記シミュレーション装置４０は、複数の異常内容や作動状況のパターンの信号をランダムに発生させるランダム発生手段４８を備え、前記操作手段はランダム発生手段４８を作動させるランダムスイッチ４９を有するので、教官とオペレータの間でトレーニングするとき、警告灯を表示させる順番の傾向が偏らず、また、オペレータ単独で容易に学習することができる。

１無線操縦式ヘリコプター
８警告灯ユニット
１２機体系警告灯
１３ＧＰＳ系警告灯
１６・１７カプラ
４０シミュレーション装置

Claims

無線操縦式ヘリコプターの作動状況を警告灯の点灯または点滅により表示する警告灯ユニットに接続して、疑似的に作動状況を表示させるシミュレーション装置であって、該シミュレーション装置は、無線操縦式ヘリコプターに搭載される警告灯ユニットに着脱可能に接続するカプラと、作動状況に対応する警報信号を出力して警告灯に表示させる操作手段とを備えることを特徴とするシミュレーション装置。
前記警告灯ユニットは機体系警告灯とＧＰＳ系警告灯とを備え、前記操作手段は、複数のスイッチからなる機体系シミュレーションスイッチ群と、ＧＰＳ系シミュレーションスイッチ群とを備えることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
前記シミュレーション装置は、複数の異常や作動状況のパターンの信号をランダムに発生させるランダム発生手段を備え、前記操作手段はランダム発生手段を作動させるランダムスイッチを有することを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。