JP6229184B2 - 飛行体および飛行体の制御方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の一実施の形態に係る飛行体の平面図であり、図2は図1の飛行体の一方側面図である。図1および図2に示すように、飛行体100は、本体部10、第1の支持軸20A、第2の支持軸20B、第3の支持軸20Cおよび第4の支持軸20Dを含む。また、飛行体100は、第1の可動支持機構30A、第2の可動支持機構30B、第3の可動支持機構30C、第4の可動支持機構30D、第1の推進器40A、第2の推進器40B、第3の推進器40Cおよび第4の推進器40Dを含む。
(2−1)第1の飛行制御
第1の飛行制御は、基準面rsを水平状態に保ちつつ本体部10を空中に浮かせて停止させる(ホバリング)際に行われる。図4は、第1の飛行制御により図1の本体部10が空中に浮いている状態を示す平面図および一方側面図である。図4(a)に飛行体100の平面図が示される。図4(b)に図4(a)の点PPの位置から見た飛行体100の側面図が示される。図4(b)では、第1および第4の可動支持機構30A,30Dが簡略化して図示される。
以下の説明では、図1の交差部Oから第1および第2の推進器40A,40Bの間に向かう方向を第1の方向と呼び、図1の交差部Oから第2および第3の推進器40B,40Cの間に向かう方向を第2の方向と呼ぶ。また、交差部Oから第3および第4の推進器40C,40Dの間に向かう方向を第3の方向と呼び、交差部Oから第4および第1の推進器40D,40Aの間に向かう方向を第4の方向と呼ぶ。第2の飛行制御は、基準面rsを水平状態に保ちつつ本体部10を第1、第2、第3および第4の方向のうちのいずれかの方向に前進飛行させる際に行われる。
第3の飛行制御は、基準面rsを水平状態に保ちつつ本体部10を第3の軸zaの周りで一方向または逆方向に回転飛行させる際に行われる。基準面rsを水平状態に保ちつつ本体部10を第3の軸zaの周りで一方向に回転飛行させる場合の例を説明する。図6は、第3の飛行制御により図1の本体部10が第3の軸zaの周りで一方向に回転飛行している状態を示す平面図および一方側面図である。図6(a)に飛行体100の平面図が示され、図6(b)に図6(a)の点PPの位置から見た飛行体100の側面図が示される。図6(b)では、第1および第4の可動支持機構30A,30Dが簡略化して図示される。また、図6(a)では、本体部10が回転飛行する一方向が一点鎖線の矢印D11で示される。
第4の飛行制御は、基準面rsを水平状態に保ちつつ本体部10を第1の軸xaの方向または第2の軸yaの方向に沿って前進飛行させる際に行われる。基準面rsを水平状態に保ちつつ本体部10を第1の軸xaに沿って前進飛行させる場合の例を説明する。
図7は、図1の飛行体100を備える飛行体システムの制御系を示すブロック図である。図7では、第1、第2、第3および第4の推進器40A,40B,40C,40Dの推進モータ42を、それぞれ推進モータ42A,42B,42C,42Dと表記する。また、第1、第2、第3および第4の可動支持機構30A,30B,30C,30Dの傾斜モータ32を、それぞれ傾斜モータ32A,32B,32C,32Dと表記する。
(4−1)第2の飛行制御によれば、第1および第2の推進力の方向が第1の方向D1に関して斜め内方かつ斜め上方かつ斜め前方を向くように、第1および第2の可動支持機構30A,30Bが制御される。また、第3および第4の推進力の方向が第1の方向D1に関して斜め外方かつ斜め上方かつ斜め前方を向くように、第3および第4の可動支持機構30C,30Dが制御される。
(5−1)第3の飛行制御においては、上記の制御方法に代えて、第2および第4の推進力の方向が上方を向くようにかつ第1および第3の推進力の方向が斜め上方を向くとともに基準面rs上の第1および第3の推進力の成分が図6の一方向D11(または逆方向)を向くように、第1、第2、第3および第4の可動支持機構30A,30B,30C,30Dが制御されてもよい。
10 本体部
20A 第1の支持軸
20B 第2の支持軸
20C 第3の支持軸
20D 第4の支持軸
30A 第1の可動支持機構
30B 第2の可動支持機構
30C 第3の可動支持機構
30D 第4の可動支持機構
31 モータ固定部
32,32A,32B,32C,32D 傾斜モータ
32s 回転軸
33 第1のリンク部材
34 第2のリンク部材
34a リンク部
34b 台座部
35 ピン部材
39 連結部材
40A 第1の推進器
40B 第2の推進器
40C 第3の推進器
40D 第4の推進器
41 ロータ
42,42A,42B,42C,42D 推進モータ
100 飛行体
101,201 アンテナ
110 制御部
120 受信部
200 遠隔操作装置
210 操作部
220 送信部
AA 回転軸
as1,as2,as3 加速度センサ
D1 第1の方向
D2 第2の方向
D3 第3の方向
D4 第4の方向
D11 一方向
gs1,gs2,gs3 ジャイロセンサ
O 交差部
PP 点
rs 基準面
xa 第1の軸
ya 第2の軸
za 第3の軸
Claims (4)
- 本体部と、
前記本体部を飛行させるための第1、第2、第3および第4の推進力をそれぞれ発生する第1、第2、第3および第4の推進器と、
前記第1、第2、第3および第4の推進力の方向を変更可能なように前記第1、第2、第3および第4の推進器を前記本体部に支持する可変支持機構と、
前記可変支持機構を制御する制御手段とを備え、
基準面上に互いに交差する第1および第2の軸が定義され、
前記第1および第3の推進器は、前記第1の軸上で前記第1および第2の軸の交差部を挟んで互いに反対側に配置され、
前記第2および第4の推進器は、前記第2の軸上で前記交差部を挟んで互いに反対側に配置され、
前記可変支持機構は、前記第1および第3の推進器を前記第1の軸の周りでそれぞれ回転可能に支持するとともに、前記第2および第4の推進器を前記第2の軸の周りでそれぞれ回転可能に支持し、
前記制御手段は、前記基準面が水平となる状態で前記本体部を前記交差部から前記第1および第2の推進器の間に向かう第1の方向に前進飛行させる際に、前記第1および第2の推進力の方向が前記第1の方向に関して斜め内方かつ斜め上方かつ斜め前方を向き、前記第3および第4の推進力の方向が前記第1の方向に関して斜め外方かつ斜め上方かつ斜め前方を向くように、前記可変支持機構を制御する、飛行体。 - 前記交差部を通って前記第1および第2の軸に直交する第3の軸が定義され、
前記第1、第2、第3および第4の推進器は、この順で前記交差部を取り囲むように配置され、
前記制御手段は、前記基準面が水平となる状態で本体部を前記第3の軸の周りで一方向に回転飛行させる際に、前記第1、第2、第3および第4の推進力の方向が斜め上方を向くとともに、前記基準面上の前記第1、第2、第3および第4の推進力の成分が前記一方向を向くように、前記可変支持機構を制御する、請求項1記載の飛行体。 - 飛行体の制御方法であって、
前記飛行体は、
前記本体部を飛行させるための第1、第2、第3および第4の推進力をそれぞれ発生する第1、第2、第3および第4の推進器と、
前記第1、第2、第3および第4の推進力の方向を変更可能なように前記第1、第2、第3および第4の推進器を前記本体部に支持する可変支持機構とを備え、
基準面上に互いに交差する第1および第2の軸が定義され、
前記第1および第3の推進器は、前記第1の軸上で前記第1および第2の軸の交差部を挟んで互いに反対側に配置され、
前記第2および第4の推進器は、前記第2の軸上で前記交差部を挟んで互いに反対側に配置され、
前記可変支持機構は、前記第1および第3の推進器を前記第1の軸の周りでそれぞれ回転可能に支持するとともに、前記第2および第4の推進器を前記第2の軸の周りでそれぞれ回転可能に支持し、
前記制御方法は、
前記基準面が水平となる状態で前記本体部を前記交差部から前記第1および第2の推進器の間に向かう第1の方向に前進飛行させる際に、前記第1および第2の推進力の方向が前記第1の方向に関して斜め内方かつ斜め上方かつ斜め前方を向き、前記第3および第4の推進力の方向が前記第1の方向に関して斜め外方かつ斜め上方かつ斜め前方を向くように、前記可変支持機構を制御するステップを備える、飛行体の制御方法。 - 前記交差部を通って前記第1および第2の軸に直交する第3の軸が定義され、
前記第1、第2、第3および第4の推進器は、この順で前記交差部を取り囲むように配置され、
前記制御方法は、
前記基準面が水平となる状態で本体部を前記第3の軸の周りで一方向に回転飛行させる際に、前記第1、第2、第3および第4の推進力の方向が斜め上方を向くとともに、前記基準面上の前記第1、第2、第3および第4の推進力の成分が前記一方向を向くように、前記可変支持機構を制御するステップをさらに備える、請求項3記載の飛行体の制御方法。
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