JP6830663B2 - Rotorcraft for aerial photography - Google Patents
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Description
本発明は、空撮用回転翼機に関する。更に詳しくは、回転翼機を元の位置に引き戻す際に繋留ロープを引いてもバランスを崩すことがなく、被写体により近づいて撮影することができる空撮用回転翼機に関する。 The present invention relates to a rotary wing aircraft for aerial photography. More specifically, the present invention relates to an aerial rotary wing aircraft capable of taking a picture closer to the subject without losing the balance even if the mooring rope is pulled when the rotary wing aircraft is pulled back to the original position.
いわゆるドローン又はマルチコプターと呼ばれる回転翼機は、セキュリティ、農業、インフラ監視等の様々な分野で使用されている。回転翼機を活用することにより、災害現場や未開拓地等の人間が近づくことができない場所で発生している現象を観測し、観測したビックデータを解析することも可能となっている。回転翼機の中でも、特に小型で軽量の回転翼機は、主として空撮用回転翼機として好適に使用されている。このような回転翼機を用いることによって、タワーマンション等の高層ビル建築現場を高解像度にて撮影することができる、「パノラマ空撮」が可能となっている。 Rotorcraft, so-called drones or multicopters, are used in various fields such as security, agriculture, and infrastructure monitoring. By utilizing the rotorcraft, it is possible to observe phenomena occurring in places that humans cannot approach, such as disaster sites and undeveloped land, and analyze the observed big data. Among the rotary wing aircraft, particularly small and lightweight rotary wing aircraft are preferably used mainly as rotary wing aircraft for aerial photography. By using such a rotary wing aircraft, it is possible to take a high-resolution image of a high-rise building construction site such as a tower condominium, which enables "panoramic aerial photography".
近年、小型、軽量で操縦が簡単であり、風の影響が少なく、安定した姿勢を維持することが可能な空撮用回転翼機が提案されている(例えば、特許文献1)。この空撮用回転翼機は、第一支持棒を回転翼機中心部から当該回転翼機の鉛直下方に位置するように設置しており、第一支持棒の下部に搭載部を設置している。さらに、この空撮用回転翼機は、搭載部の下部に第二支持棒を備えており、第二支持棒から繋留ロープが連接されている。 In recent years, a rotary wing aircraft for aerial photography has been proposed, which is small in size, lightweight, easy to maneuver, less affected by wind, and capable of maintaining a stable posture (for example, Patent Document 1). In this rotary wing aircraft for aerial photography, the first support rod is installed so as to be located vertically below the rotary wing aircraft from the center of the rotary wing aircraft, and the mounting portion is installed below the first support rod. There is. Further, this rotary wing aircraft for aerial photography is provided with a second support rod at the lower part of the mounting portion, and a mooring rope is connected from the second support rod.
空撮用回転翼機の飛行範囲は、繋留ロープの長さによって限定されているため、当該回転翼機が操縦不能に陥っても見失うことがない。また、この空撮用回転翼機は、繋留ロープを備えており、当該繋留ロープを巻き上げることにより、墜落や暴走を防ぐことができる。 Since the flight range of the rotorcraft for aerial photography is limited by the length of the mooring rope, it will not be lost even if the rotorcraft becomes uncontrollable. In addition, this rotary wing aircraft for aerial photography is equipped with a mooring rope, and by winding the mooring rope, it is possible to prevent a crash or runaway.
一方、無人航空機等を含む回転翼機を規制する改正航空法によれば、回転翼機を飛行させる際には、当該回転翼機に繋留ロープを取り付けなければならないことが義務付けられる事が多い。なお、本件特許出願人は、本件発明に関連する文献公知発明として、以下の特許文献を提示する。 On the other hand, according to the revised Aviation Law that regulates rotary wing aircraft including unmanned aerial vehicles, it is often obligatory to attach a mooring rope to the rotary wing aircraft when flying the rotary wing aircraft. The Patent Applicant presents the following patent documents as well-known inventions related to the present invention.
しかしながら、従来の空撮用回転翼機は、当該回転翼機本体の鉛直下方に繋留ロープを有しているため、当該回転翼機付近の被写体には、十分近づけないという問題点を有する。しかも、空撮用回転翼機の飛行範囲は、第一支持部、搭載部、繋留ロープ等によって構成させる部材の長さを半径とする円弧で形成される領域に限定されてしまうという問題点を有する。 However, since the conventional rotary wing aircraft for aerial photography has a mooring rope vertically below the main body of the rotary wing aircraft, there is a problem that the subject in the vicinity of the rotary wing aircraft cannot be sufficiently approached. Moreover, the flight range of the rotary wing aircraft for aerial photography is limited to the region formed by the arc whose radius is the length of the member composed of the first support portion, the mounting portion, the mooring rope, and the like. Have.
特に、被写体が人間である場合には、上記空撮用回転翼が被写体に近づくことができる距離に限界がある。すなわち、上記空撮用回転翼機は、当該回転翼機が墜落した場合に備えて、被写体から一定の距離を保持しなくてはならない。その結果、上記空撮用回転翼機を用いて空撮を行っても、被写体に十分近づくことができないことになり、臨場感のある撮影をすることができない。 In particular, when the subject is a human being, there is a limit to the distance that the rotary blade for aerial photography can approach the subject. That is, the rotary wing aircraft for aerial photography must maintain a certain distance from the subject in case the rotary wing aircraft crashes. As a result, even if aerial photography is performed using the above-mentioned rotary wing aircraft for aerial photography, it is not possible to sufficiently approach the subject, and it is not possible to take a realistic image.
さらに、従来の空撮用回転翼機は、当該回転翼機本体の鉛直下方に繋留ロープを有しているため、被写体が橋梁、トンネル内部等の建築物、海、河川における水面、洞窟内部等の自然物である場合には、当該回転翼機は被写体に近づくことさえできない。 Furthermore, since the conventional rotorcraft for aerial photography has a mooring rope vertically below the rotorcraft body, the subject is a building such as a bridge or a tunnel, the water surface in the sea or river, the inside of a cave, etc. In the case of a natural object, the rotorcraft cannot even approach the subject.
また、上記空撮用回転翼機が飛行中に気流等により横揺れが発生した場合には、操縦者は、横揺れを元に戻して呼び戻すために繋留ロープを引っ張る。しかしながら、上記空撮用回転翼機の繋留ロープは、当該回転翼機の鉛直下方に取り付けられているから、繋留ロープを引っ張ることによって当該回転翼機の飛行態勢は、不安定になるという問題点を有する。 In addition, when the above-mentioned rotary wing aircraft for aerial photography causes rolling due to air flow or the like during flight, the operator pulls the mooring rope in order to undo the rolling and recall it. However, since the mooring rope of the rotorcraft for aerial photography is attached vertically below the rotorcraft, there is a problem that the flight posture of the rotorcraft becomes unstable by pulling the mooring rope. Has.
そこで、本発明の目的は、回転翼機を元の位置に引き戻す際に繋留ロープを引いてもバランスを崩すことがなく、被写体が人間、橋梁、海、河川における水面、地表等であっても、当該被写体により近づくことができる空撮用回転翼機を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is that the balance is not lost even if the mooring rope is pulled when the rotorcraft is returned to the original position, and even if the subject is a human being, a bridge, the sea, the water surface in a river, the ground surface, or the like. The present invention is to provide a rotary wing machine for aerial photography that can be closer to the subject.
本件発明者等は、鋭意検討を行った結果、回転翼機の飛行位置を制御するための誘導部材を回転翼機の中心部の中心点から鉛直上方に延伸する中心軸部材と中心軸部材に平行して鉛直方向に延伸し回転翼を保護するための外縁軸部材と中心軸部材と外縁軸部材とを橋架けして接合するための架橋部材とから形成して、外縁軸部材上に繋留ロープの端部を所定の位置に取り付けることによって、回転翼機を元の位置に引き戻す際に繋留ロープを引いてもバランスを崩すことがなく、被写体により近づくことができることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には本発明は以下の技術的事項から構成される。 As a result of diligent studies, the present inventors have made a central shaft member and a central shaft member that extend the guide member for controlling the flight position of the rotorcraft vertically upward from the central point of the central part of the rotorcraft. It is formed from an outer edge shaft member that extends in the vertical direction in parallel and protects the rotor blade, and a bridging member that bridges and joins the central shaft member and the outer edge shaft member, and is moored on the outer edge shaft member. Completed the present invention by finding that by attaching the end of the rope to a predetermined position, it is possible to get closer to the subject without losing the balance even if the mooring rope is pulled when pulling the rotorcraft back to its original position. I came to do it. Specifically, the present invention comprises the following technical matters.
(1) 複数の回転翼と、
前記回転翼を支持する複数のアーム部が接続された中心部と、
前記中心部の鉛直下方に設置された搭載部と、
回転翼機の飛行位置を制御するための誘導部材と、を備えた回転翼機であって、
前記誘導部材は、前記中心部の中心点から鉛直上方に延伸する中心軸部材と、前記中心軸部材に平行して鉛直方向に延伸し前記回転翼を保護するための外縁軸部材と、前記中心軸部材と前記外縁軸部材とを橋架けして接合するための架橋部材と、から形成され、
前記外縁軸部材上に繋留ロープの端部が取り付けられていることを特徴とする空撮用回転翼機。
(1) With multiple rotors
A central portion to which a plurality of arm portions supporting the rotor blades are connected, and
The mounting part installed vertically below the central part and
A rotary wing aircraft equipped with a guide member for controlling the flight position of the rotary wing aircraft.
The guide member includes a central shaft member extending vertically upward from the center point of the central portion, an outer edge shaft member extending vertically in parallel with the central shaft member to protect the rotary blade, and the center. It is formed of a bridging member for bridging and joining the shaft member and the outer edge shaft member.
A rotary wing aircraft for aerial photography, characterized in that an end portion of a mooring rope is mounted on the outer edge shaft member.
(2) 前記繋留ロープの下端部が、前記外縁軸部材上であって、
前記回転翼機にかかる重力の中心点である重心を水平方向に前記外縁軸部材上に対応させた繋留ポイントPxの位置以上に取り付けられていることを特徴とする(1)に記載の空撮用回転翼機。
(2) The lower end of the mooring rope is on the outer edge shaft member.
The aerial view according to (1), wherein the center of gravity, which is the center point of gravity applied to the rotorcraft, is attached to the position of the mooring point Px corresponding to the outer edge shaft member in the horizontal direction. Rotorcraft for.
(3) 前記繋留ロープの上端部が、前記外縁軸部材であって、
下記一般式[1]にて規定される繋留ポイントPyの位置以下に取り付けられていることを特徴とする(1)又は(2)に記載の空撮用回転翼機。
(式1)
繋留ポイントPy= R・tanθ ・・・[1]
(上記一般式[1]中、R:前記中心軸部材から前記外縁軸部材までの距離、θ:前記中心軸部材の端部から前記外縁軸部材の上端部を見たときの頂角を表す。)
(3) The upper end of the mooring rope is the outer edge shaft member.
The rotary wing aircraft for aerial photography according to (1) or (2), which is mounted below the position of the mooring point Py specified by the following general formula [1].
(Equation 1)
Tethering point Py = R · tanθ ・ ・ ・ [1]
(In the general formula [1], R: the distance from the central shaft member to the outer edge shaft member, θ: the apex angle when the upper end portion of the outer edge shaft member is viewed from the end portion of the central shaft member. .)
(4) 前記中心部が、前記中心軸部材を支点として回転させるための駆動手段を備えていることを特徴とする(1)〜(3)いずれか1に記載の空撮用回転翼機。 (4) The rotary wing machine for aerial photography according to any one of (1) to (3), wherein the central portion includes a driving means for rotating the central shaft member as a fulcrum.
本発明によれば、空撮用回転翼機が横揺れした後、元の位置に引き戻す際に繋留ロープを引いてもバランスを崩すことがなく、被写体により近づくことができる空撮用回転翼機が提供される。 According to the present invention, after the rotary wing aircraft for aerial photography rolls, even if the mooring rope is pulled when pulling back to the original position, the balance is not lost and the rotary wing aircraft for aerial photography can be closer to the subject. Is provided.
<実施形態1>
図1は、本発明の空撮用回転翼機1の概要を示した斜視図である。図1に示されるように空撮用回転翼機1は、複数の回転翼12、回転翼12を支持する複数のアーム部16が接続された中心部20と、複数のアーム部16の外周方向端部に設けられた複数の回転翼部10を備えている。さらに、空撮用回転翼機1は、中心部20の直下に、取り付け用部材42を備えている。取り付け用部材42は、外側水平方向に延伸する2本の支持部材46、支持部材48を備えている。支持部材46の外側水平方向の端部には空撮用回転翼機1を制御するための制御部44が取り付けられている。また、支持部材48の外部方向端部には、被写体を撮影するために用いる撮影部50が設置されている。
<
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the
図1に示された空撮用回転翼機1は、アーム部を4本備えているが、アーム部の本数は、これに限定されない。例えば、空撮用回転翼機1のアーム部を6本、8本、12本等のアーム部を設けてもよい。本発明の空撮用回転翼機1が安定して飛行して、かつ重量が大きく、精度の高いカメラを搭載する場合には、アーム部の数は、6本以上であることが好ましい。実施形態1では、最も簡易な回転翼機である4本のアーム部を備えている空撮用回転翼機1を説明する。
The
空撮用回転翼機1の中心部20は、当該回転翼機1を真上から見た場合にアーム部16の先端部を結んで形成される円環内の中心に位置している。中心部20は、平板から構成された平面形状が円盤形状をしている。中心部20の側面からアーム部16の先端部を結んで形成される円環の外周方向に向けて4本のアーム部16A〜16Dが延伸している。4本のアーム部16A〜16Dは、上記円環において等間隔となるように4方向に設けられている。すなわち、4本のアーム部16A〜16Dは、隣接するアーム部の間隔が、90°となるように設けられている。なお、アーム部16A〜16Dは、直線形状を有していても、設計上の観点から直線形状を基調として、折れ曲がった形状を有していてもよい。中心部20の中心には、中心軸部材22が鉛直上向き方向に延伸している。
The
中心部20の直下には、着陸用脚部30、32が設けられている。着陸用脚部30、32は、空撮用回転翼機1が着陸するときにその自重を支える2本の支持部材をそれぞれ備えている。したがって、空撮用回転翼機1は、4本の支持部材からなる脚部によって支えられている。着陸用脚部30、32が備えている支持部材は、到着表面に対して鉛直下向きに延伸していてもよいし、下方向に向かって開くようにして斜め方向に延出していてもよい。
Landing
さらに、着陸用脚部30、32が備えている支持部材を当該支持部材と直交する1本の部材をさらに接続させてT文字型としてもよい。上記1本の部材が着陸する地表面に縦長に接触することになり、着陸する地表面との接触面積が増加するので、より安定して着陸することができる。
Further, the support members provided by the landing
アーム部16A〜16Dは、それぞれ対応する回転翼部10A〜10Dを支持している部材である。アーム部16A〜16Dを安定とするために、中心部20の側面からアーム部16の端部を結んで形成される円環の外周を円環形状の部材等(図示せず)を用いて繋いでもよい。上記円環形状の側面には、回転翼機の飛行状態を示すためにLED等の発色体を設置してもよい。
The
アーム部16A〜16Dは、アーム部16Aが回転翼機の飛行位置を制御するための誘導部材を備えている点を除けば、同一の構造を備えている。主として、アーム部16Aの構造を説明する。中心部20からみて外周方向となるアーム部16Aの先端部には、回転翼部10Aが設けられている。回転翼部10Aは、回転翼12Aと動力部14Aを備えている。回転翼12Aは、動力部14Aからの出力を受けて回転する。回転翼12Aが回転することによって、空撮用回転翼機1を出発地から離陸させ、水平移動させ、目的地に着陸させるための推進力が発生する。なお、回転翼12Aは、右方向への回転、停止及び左方向への回転が可能である。
The
動力部14Aは、回転翼12Aを回転させるための駆動装置である。動力部14Aとしては、回転翼12Aを駆動させることができる手段であれば、特に制限されるものではない。例えば、内燃エンジン、電気モーター等であってもよい。動力部14A〜14Dは、回転翼12A〜12Dにそれぞれ対応している。
The
図1に示されるように回転翼12Aは、回転翼12Cと対角線上に向かい合っており、同じ回転方向で回転している。回転翼12Bは、回転翼12Dと対角線上に向かい合っており、同じ回転方向で回転している。回転翼12Aと回転翼12Bの回転方向は異なっている。例えば回転翼12Aを駆動する動力部14Aを右回転用電機モーターとし、回転翼12Bを駆動する動力部14Bを左回転用電機モーターとしてもよい。
As shown in FIG. 1, the
空撮用回転翼機1は、搭載部40を備えている。搭載部40は取り付け用部材42、制御部44、撮影部50を備えている。搭載部40は、中心部20の直下に位置しており、アタッチメントである取り付け用部材42を介して、中心部20に取り付けられている。取り付け用部材42は、中心部20に嵌合することができるようになっている。取り付け用部材42は、その端に支持部材48を介して、撮影部50を搭載している。撮影部50に搭載されたカメラは、被写体を撮影する際に傾きが発生しないように、常に意図した角度に保持される。なお、搭載部40は、サポートモータ(図示せず)を備えていてもよい。サポートモータを設けることによって、より安定して搭載部40に搭載されたカメラの位置を保持することができる。
The
取り付け用部材42は、もう一方の端に支持部材46を介して、制御部44を搭載している。制御部44は、中心部20からみて、撮影部50と180°反対側に位置している。制御部44は、主として空撮用回転翼機1を駆動、制御させるために必要な部材、装置を搭載する。必要な部材、装置としては、例えば、駆動バッテリー、操縦者が操作する送信機からの信号を受信するための受信機、制御装置、赤外線センサ、測位用の信号を受信するGPSアンテナ等が挙げられる。
The mounting
制御装置には、空撮用回転翼機の位置及び向きを計測するためのセンサ、当該回転翼機の速度、加速度を計測するためのセンサ、当該回転翼の回転方向及び回転数を計測するための測定器、当該回転翼機の重量、荷物積載時の負荷(ペイロード)を計測するための測定器、中央演算処理装置(CPU)等が含まれる。 The control device includes a sensor for measuring the position and orientation of the rotorcraft for aerial photography, a sensor for measuring the speed and acceleration of the rotorcraft, and a sensor for measuring the rotation direction and rotation speed of the rotorcraft. The measuring instrument, the weight of the rotorcraft, the measuring instrument for measuring the load (loading) at the time of loading luggage, the central processing unit (CPU), and the like are included.
本発明の空撮用回転翼機1は、当該回転翼機の飛行位置を制御するための誘導部材186を備えている。ここで、「回転翼機の飛行位置を制御する」とは、被写体が人間、橋梁、海、河川における水面、地表等であっても、当該被写体に近づいて飛行することができるように回転翼機の位置、方向を保持すること、及び当該回転翼機を元の位置に引き戻す際に繋留ロープを引いてもバランスを崩すことがない飛行状態を提供することをいう。誘導部材186は、少なくとも3本の軸部材から構成される。誘導部材186は中心部20の中心から鉛直上方に延伸する中心軸部材22と、中心軸部材22に平行して鉛直方向に延伸しており、かつ当該回転翼10Aを保護するための外縁軸部材182と中心軸部材22とを接合する架橋部材184を備えている。
The
回転翼部10Aを支持するアーム部16Aは、回転翼部10Aを貫通し、その方向をそのまま維持しながら延伸する延伸アーム部18Aを備えている。すなわち、回転翼部10Aは、アーム部16Aと延伸アーム部18Aとから形成される直線上に取り付けられる。延伸アーム部18Aは、アーム部16Aと延伸アーム部18Aとから形成される直線上であって、回転翼12Aが回転する領域を越えた位置を末端部としている。そして、延伸アーム部18Aは、上記末端部を接合ポイントとして、鉛直上向き及び下向き方向に折れ曲がり、外縁軸部材182と繋がっている。
The
図1に示された空撮用回転翼機1において、誘導部材186は、回転翼部10Aを保護するように固定されている。また、中心軸部材22を中心として、外縁軸部材182を回転させることによって誘導部材186を回転させてもよい。誘導部材186を回転させることによって、回転翼10A〜10Dが備えている回転翼12A〜12Dを保護することができる。誘導部材186を回転させる場合は、延伸アーム部18Aと外縁軸部材182とを接合ポイントにおいて、分離することができる構造とする。
In the
図2は、空撮用回転翼機1の側面図である。図2は、図1に示された空撮用回転翼機1をX方向から見た側面図である。図2に示されるように、空撮用回転翼機1の誘導部材186を構成する外縁軸部材182上には、繋留ロープ190が取り付けられる。繋留ロープ190は、繋留ポイントP1の位置にて固定部材188を介して取り付けられる。繋留ポイントP1は、1つの位置に固定されていてもよいし、移動した位置に固定されていてもよい。すなわち、空撮用回転翼機1が飛行する条件に応じて、繋留ポイントP1を変化させて当該位置において固定させてもよい。
FIG. 2 is a side view of the
図3は、空撮用回転翼機1に取り付けられる繋留ロープ190の繋留ポイントP1が移動する範囲を示したモデル図である。繋留ポイントP1は、外縁軸部材182上を鉛直方向に上下動することができる。図3において、繋留ポイントP1は、Pxを下端部として外縁軸部材182上を移動し、かつ繋留ポイントPyを上端部として外縁軸部材182上を移動する。繋留ポイントPxは、繋留ポイントP1が外縁軸部材182上を移動することができる下端部である。繋留ポイントPxは、空撮用回転翼機1にかかる重力の中心点である重心Gを水平方向に外縁軸部材182上に投影して形成されたポイントである。空撮用回転翼機1の重心Gは、回転翼12A〜12Dよりも下方である中心部20の中心に位置する。図3に示されたように、繋留ポイントPxは、延伸アーム部18Aを基準として、回転翼12Aが鉛直上向き方向に有している高さをそのまま水平方向に延長して外縁軸部材182上に対応させたポイントであるP0よりもさらに下方に位置する。
FIG. 3 is a model diagram showing a range in which the mooring point P1 of the
繋留ポイントPyは、中心軸部材22の頂点から外縁軸部材182を所定の角度θをもって上方向に見たときに外縁軸部材182上に形成されるポイントである。繋留ポイントPyは、以下のように定められる。
The mooring point Py is a point formed on the outer
(式1)
繋留ポイントPy= R・tanθ ・・・[1]
(上記一般式[1]中、R:前記中心軸部材から前記外縁軸部材までの距離、θ:前記中心軸部材の端部から前記外縁軸部材を上端部に見たときの頂角を表す。)
(Equation 1)
Tethering point Py = R · tanθ ・ ・ ・ [1]
(In the general formula [1], R: the distance from the central shaft member to the outer edge shaft member, θ: the apex angle when the outer edge shaft member is viewed from the end portion of the central shaft member to the upper end portion. .)
上記一般式[1]において、前記中心軸部材の頂点から前記外縁軸部材を上方向に見たときの頂角を表すθは、0〜30°であることが好ましい。θが0°以上であると、回転翼機に発生する浮力が回転翼機の重心よりも上方に位置する観点から好ましく、30°以下であると空撮用回転翼機1を元の位置に引き戻す際に繋留ロープを引いても、当該回転翼機がバランスを崩し、転倒することがないため好ましい。
ここで、繋留ポイントPxは、繋留ポイントP1が外縁軸部材182上を移動することができる下端部であり、空撮用回転翼機1の重心Gに対応して外縁軸部材182上に設定されたポイントである。繋留ポイントPxは、延伸アーム部18Aを基準として、回転翼12Aが鉛直上向き方向に有している高さをそのまま水平方向に延長して外縁軸部材182上に対応させたポイントであるP0(θが0°に対応)よりもさらに下方に位置する。このため、中心軸部材22の頂点から外縁軸部材182を下方に見たときの頂角αは−10°となる。
したがって、繋留ポイントP1が外縁軸部材上182移動する範囲は、繋留ポイントPxから繋留ポイントPyである。繋留ポイントPxから繋留ポイントPyに対応し、中心軸部材22の頂点から外縁軸部材を上方向及び下方向に見たときの頂角(θ+α)は、−10〜30°となる。
In the general formula [1], θ representing the apex angle when the outer edge shaft member is viewed upward from the apex of the central shaft member is preferably 0 to 30 °. When θ is 0 ° or more, the buoyancy generated in the rotorcraft is preferable from the viewpoint of being located above the center of gravity of the rotorcraft, and when it is 30 ° or less, the
Here, the tethering point Px is a lower end portion where the tethering point P1 can move on the outer
Therefore, the range in which the mooring point P1 moves 182 on the outer edge shaft member is from the mooring point Px to the mooring point Py. Corresponding to the mooring point Py from the mooring point Px, the apex angle (θ + α) when the outer edge shaft member is viewed from the apex of the
空撮用回転翼機1は、外縁軸部材182上に繋留ロープ190を取り付ける繋留ポイントP1を有している。かかる繋留ポイントP1は、外縁軸部材182上のPxからPyの間を移動し、空撮用回転翼機1が飛行する際に、最も条件の好ましい位置において固定される。外縁軸部材182上の繋留ポイントP1がPxの位置よりも下方に移動することを回避するためにストッパーを設けてもよい。同様に外縁軸部材182上のPyに繋留ポイントP1がPyの位置よりも上方に移動することを回避するためにストッパーを設けてもよい。なお、空撮用回転翼機1は、繋留ポイントP1が外縁軸部材182と架橋部材184との交差ポイント、及び外縁軸部材182と延伸アーム部18Aとの交差ポイントを通過することができる構造を有している。
The
図4は、従来の空撮用回転翼機Zが横揺れした場合のモデル図である。図4は、空撮用回転翼機Zが横揺れをした場合において、当該回転翼機の飛行状態を元に戻すために、中心部の直下に取り付けられた繋留ロープを操縦者の手元方向に引張った状態を示している。図4において、地表に対して水平に飛行している空撮用回転翼機Zは、上昇気流等の力を受けて、左下がりに傾く。図4において、実線で示された空撮用回転翼機Zが左下がりに傾いて飛行している状態を示し、破線で示された空撮用回転翼機Zが水平に飛行している状態を示し、矢印(1)が上昇気流等の力を示している。 FIG. 4 is a model diagram when the conventional rotary wing aircraft Z for aerial photography rolls. In FIG. 4, when the rotary wing aircraft Z for aerial photography rolls, in order to restore the flight state of the rotary wing aircraft, the mooring rope attached directly under the center is moved toward the operator's hand. It shows the pulled state. In FIG. 4, the rotary wing aircraft Z for aerial photography flying horizontally with respect to the ground surface is tilted downward to the left by receiving a force such as an updraft. In FIG. 4, the state in which the aerial rotary wing aircraft Z shown by the solid line is tilted downward to the left is shown, and the state in which the aerial rotary wing aircraft Z shown by the broken line is flying horizontally. Is shown, and the arrow (1) indicates the force such as an updraft.
空撮用回転翼機Zが左下がりに傾くと、撮影部50に搭載されたカメラも傾くことになり、被写体を希望する方向から撮影することができない。そこで、操縦者は、空撮用回転翼機Zの中心部の下方に取り付けられた繋留ロープを操縦者の手元方向に引っ張る。図4において、実線で示された空撮用回転翼機Zは、左下がりに傾いて飛行している状態を示し矢印(2)が繋留ロープによる力を示している。
When the rotary wing aircraft Z for aerial photography is tilted downward to the left, the camera mounted on the photographing
しかしながら、矢印(2)に示された繋留ロープによる力は、空撮用回転翼機Zが転倒する方向の力となる。さらに、矢印(2)による繋留ロープによる力は、空撮用回転翼機Zの中心部の下方に取り付けられた繋留ロープの繋留ポイントから離れる力となる。その結果、空撮用回転翼機Zは、矢印(2)による繋留ロープによる力を加えることによって、さらに不安定な飛行状態となってしまう。 However, the force due to the mooring rope shown by the arrow (2) is the force in the direction in which the rotary wing aircraft Z for aerial photography falls. Further, the force of the mooring rope according to the arrow (2) becomes a force away from the mooring point of the mooring rope attached below the center of the rotary wing machine Z for aerial photography. As a result, the rotary wing aircraft Z for aerial photography becomes more unstable in flight state by applying the force of the mooring rope indicated by the arrow (2).
空撮用回転翼機が不安定な飛行状態を回避するために空撮用回転翼機中心部の下方に取り付けられた繋留ロープの繋留ポイントを上向きに移動させることが考えられる。理想的には、この繋留ポイントを空撮用回転翼機にかかる重力の中心点である重心Gと繋留地点を結んだ軸線上とすることが好ましい。しかしながら、上記繋留ポイントを空撮用回転翼機の浮力発生点と一致させた場合には、繋留ロープが当該回転翼機の回転翼部と絡み易くなってしまうという事態が発生する。 In order to avoid an unstable flight condition of the aerial rotorcraft, it is conceivable to move the mooring point of the mooring rope attached below the center of the aerial rotorcraft upward. Ideally, this mooring point is preferably on the axis connecting the center of gravity G, which is the center point of gravity applied to the rotorcraft for aerial photography, and the mooring point. However, when the mooring point is made to coincide with the buoyancy generation point of the rotary wing machine for aerial photography, a situation occurs in which the mooring rope is likely to be entangled with the rotary wing portion of the rotary wing machine.
図5は、本発明の一実施形態に係る空撮用回転翼機1が横揺れした場合のモデル図である。図5は、空撮用回転翼機1が横揺れをした場合において、当該回転翼機の飛行状態を元に戻すために、誘導部材186に取り付けられた繋留ロープ190を操縦者の手元方向に引張った状態を示している。空撮用回転翼機1は、上昇気流等の力を受けて、右下がりに傾いている。
FIG. 5 is a model diagram when the
しかしながら、矢印(3)に示された繋留ロープ190による力は、空撮用回転翼機1の誘導部材186の外縁軸部材182上に設定された繋留ポイントP1を支点にしている。かかる繋留ポイントP1は、空撮用回転翼機1の重心よりも上方に位置しており、上記空撮用回転翼機1の重心よりも高い位置にある。このため、空撮用回転翼機1が横揺れをした後、当該回転翼機を引き戻す際に当該回転翼機の傾きに無理が発生しない。
However, the force of the
本発明の空撮用回転翼機1は、誘導部材186の外縁軸部材182上に設定された繋留ポイントP1に繋留ロープ190を有している。繋留ポイントP1の位置を空撮用回転翼機1の傾きとの関係において、設定することによって、ストレスなく、空撮用回転翼機1の飛行状態を水平に維持することができる。
The
<実施形態2>
実施形態2の空撮用回転翼機1Aは、実施形態1の空撮用回転翼機において、誘導部材186の形態及び撮影部50の位置を変更した回転翼機である。
図6は、実施形態2の空撮用回転翼機1Aの側面図である。空撮用回転翼機1Aが備えている誘導部材286は中心部22から鉛直上向きに延伸する中心軸部材22を中心軸として水平方向に回転する。空撮用回転翼機1Aは、中心部22の直下に中心軸部材22を回転させるための駆動手段288を備えている。撮影部50は、駆動手段288の直下に設けられており、中心部20を貫通した中心軸部材22上に位置している。空撮用回転翼機1Aは、中心軸部材22を中心にして、誘導部材286を回転させることができる。誘導部材286を回転させるためには、駆動手段288を用いて、中心軸部材22を回転方向に駆動させる。例えば、駆動手段288を軸受け部としてもよい。具体的には、駆動手段288は、中心軸部材22を軸受けする軸受部を中心部20の下方に設け、当該軸受部を外筒として、繋留ロープから一定の力を加えることによって、中心軸部材22を回転させるようにしてもよい。
誘導部材286を回転させることによって、すべての回転翼10A〜10Dを保護することができる。
<
The aerial photography
FIG. 6 is a side view of the
By rotating the
誘導部材286は、中心軸部材22と、中心軸部材22の頂点から折れ曲がって地表に対して水平に延伸している架橋部材284と、架橋部材284の外側端部から垂直に鉛直下向きの延伸する外縁軸部材282から構成される。架橋部材284は、中心軸部材22を中心に回転翼部10A及び10Bをガードするために十分な長さを備えている。
The
空撮用回転翼機1Aの繋留ロープ190は、外縁軸部材282と架橋部材284とか交差するポイントから当該回転翼機にかかる重力の中心点である重心Gを水平方向に外縁軸部材182上に対応させた繋留ポイントPxを下端部として移動する。
The
<実施形態3>
実施形態3は、本発明の空撮用回転翼機1を用いて、屋外スポーツ、マラソン等の陸上競技、お祭り、街頭パレード等の被写体に接近して空撮を行った利用形態である。図7は、本発明の空撮用回転翼機1及び従来の空撮用回転翼機Zを用いてマラソン競技の空撮を行った場合のモデル図である。図7に示されるように、本発明の空撮用回転翼機1及び従来の空撮用回転翼機Zは、ホバリングをすることによって一定の位置に留まり、地表からの高度H及び被写体からの距離Dを保持している。
<
The third embodiment is an embodiment in which the
従来の空撮用回転翼機Zは、当該回転翼機が墜落した場合であっても被写体と接触することがないように被写体からの距離D1を保持している。被写体からの距離D1は、空撮用回転翼機Zが備えている繋留ロープの長さR1と被写体から一定の距離を確保したセーフティゾーンDsの合計となる。空撮用回転翼機Zがホバリングする際の高度H1(R1)は、繋留ロープの長さR1に等しい。空撮用回転翼機Zは、被写体から距離D1離れた地表を繋留ロープの地表固定点O1として、高度H1(R1)にてホバリングを行い、空撮用カメラを地表に対して水平に維持して、被写体を空撮することができる。 The conventional rotary wing aircraft Z for aerial photography maintains a distance D1 from the subject so that the rotary wing aircraft does not come into contact with the subject even if the rotary wing aircraft crashes. The distance D1 from the subject is the sum of the length R1 of the mooring rope included in the rotary wing machine Z for aerial photography and the safety zone Ds that secures a certain distance from the subject. The altitude H1 (R1) when the aerial rotary wing aircraft Z is hovering is equal to the length R1 of the mooring rope. The rotary wing machine Z for aerial photography performs hovering at an altitude of H1 (R1) with the ground surface at a distance of D1 away from the subject as the ground surface fixed point O1 of the mooring rope, and maintains the aerial camera horizontally with respect to the ground surface. You can take aerial shots of the subject.
本発明の空撮用回転翼機1は、当該回転翼機が墜落した場合であっても被写体と接触することがないように被写体からの距離D2を保持している。被写体からの距離D2は空撮用回転翼機1が備えている繋留ロープの長さR2と被写体から一定の距離を確保したセーフティゾーンDsの合計となる。
The
ここで、空撮用回転翼機1は、繋留ロープ190を誘導部材186の外縁軸部材182上に固定している。このため、繋留ロープ190の長さR2は、空撮用回転翼機Zが備えている繋留ロープの長さR1よりも長く設定することができる。
Here, in the aerial photography
空撮用回転翼機1は、被写体から距離D2離れた地表を繋留ロープ190の地表固定点O2として、高度H2にてホバリングを行い、空撮用カメラを地表に対して水平に維持して、被写体を空撮することができる。空撮用回転翼機1は、繋留ロープ190の地表固定点O2を中心点として繋留ロープ190のR2半径とする円弧上を移動することができる。空撮用回転翼機1の高度H2は、当該回転翼機の位置に対応して、高度H2(0:地表)から高度H2までの高度をとることができる。本発明の空撮用回転翼機1は、従来の空撮用回転翼機Zに比較して被写体からの水平距離を短くすることができ、飛行する高度を低く設定することができる。
The
<実施形態4>
実施形態4は、本発明の空撮用回転翼機1を用いて、高層ビルの間で行われる、屋外スポーツ、マラソン・駅伝等の陸上競技、お祭り、街頭パレード等の被写体に接近して空撮を行った利用形態である。
図8は、空撮用回転翼機1を用いて、高層ビルのフロアに固定点を置いて、高層ビルの谷間にて行われるマラソン競技の空撮を行った場合のモデル図である。図8に示されるように、空撮用回転翼機1は、高層ビル16階のフロアに空撮用回転翼機1の繋留ロープの固定点を置き、当該固定点を中心にホバリングをすることによって一定の位置に留まることができる。
<Embodiment 4>
In the fourth embodiment, the
FIG. 8 is a model diagram in the case where a fixed point is placed on the floor of a high-rise building and an aerial photograph of a marathon competition held in a valley of the high-rise building is performed using the
図8において、一方の空撮用回転翼機1は、上記固定点を地表(地面)ではなく、地表から一定の高度を有する地上(高層ビル16階)に設定している。このため、空撮用回転翼機1を当該固定点から下方に向かって(高層ビル4階付近)まで、ホバリングさせることができる。また、もう一方の空撮用回転翼機1は、固定点を地表(地面)ではなく、地表から一定の高度を有する地上(高層ビル7階)に設定している。このため、空撮用回転翼機1を当該固定点から下方に向かって(高層ビル地上付近)まで、ホバリングさせることができる。
In FIG. 8, one of the rotary wing machines for
図8に示されるように、本発明の空撮用回転翼機1は、高層ビル間において、地表から一定の高度を有する高層ビルに固定点を設定し、当該固定点を中心に上方階のフロア付近及び下方階のフロア付近の両方を空撮することができる。
すなわち、本発明の空撮用回転翼機1は、その繋留ロープの固定点を地表ではなく、地上に設定することによって、当該固定点から見て下方にも上方にも空撮用回転翼機1を飛行させることができる。
As shown in FIG. 8, in the
That is, in the rotary wing machine for
<実施形態5>
実施形態5は、本発明の空撮用回転翼機1を用いて、被写体である人物に接近して空撮を行った利用形態である。図9は、本発明の空撮用回転翼機1を人物の空撮を行った場合のモデル図である。図9に示されるように、本発明の空撮用回転翼機1は、ホバリングをすることによって一定の位置に留まり、地表からの高度及び人物からの距離を保持している。本発明の空撮用回転翼機1は、従来の空撮用回転翼機よりも人物に近づくことができるため、バストアップサイズの人物寄りの撮影をすることができる。その結果、カットを割らず広大な画像を撮影することができる。さらに空撮用回転翼機1は、人物と共に地面沿った、いわゆるローアングルの画像を撮影することができる。
<Embodiment 5>
The fifth embodiment is an embodiment in which the
<実施形態6>
実施形態6は、本発明の空撮用回転翼機1を用いて、橋梁Bに接近して空撮を行った利用形態である。図10は、本発明の空撮用回転翼機1を用いて橋梁Bの空撮を行った場合のモデル図である。図10に示されるように、本発明の空撮用回転翼機1は、ホバリングをすることによって、橋梁Bの一定の位置に留まり、水面Wからの高度及び橋梁Bからの距離を保持している。従来の空撮用回転翼機Zは、繋留ロープが中心部の直下に設けられているため、当該回転翼機の操縦者は、橋梁Bの下で操作しなければならなかった。しかしながら、本発明の空撮用回転翼機1は、誘導部材186に取り付けられた繋留ロープ190を備えているので、橋梁Bの下で操作する必要がない。
<Embodiment 6>
The sixth embodiment is a use mode in which the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は、全て本発明の適用範囲である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and changes in conditions that do not deviate from the gist are all within the scope of the present invention.
本発明の空撮用回転翼機は、回転翼機を元の位置に引き戻す際に繋留ロープを引いても、バランスを崩すことがなく、被写体により近づくことができる。従って、本発明の空撮用回転翼機は、橋梁、トンネル内部、自然物が海、河川における水面、洞窟内部を対象とした空撮用回転翼機としての利用が期待できる。また、本発明の空撮用回転翼機は、マルチコプター・ドローン等の飛行機関連産業において利用することができ、さらに、本発明は、セキュリティ分野、農業、インフラ監視等の様々な産業にも利用することができる。 The rotary wing aircraft for aerial photography of the present invention can be closer to the subject without losing the balance even if the mooring rope is pulled when the rotary wing aircraft is pulled back to the original position. Therefore, the rotary wing machine for aerial photography of the present invention can be expected to be used as a rotary wing machine for aerial photography for bridges, tunnel interiors, water surfaces in seas and rivers with natural objects, and caves. Further, the rotary wing aircraft for aerial photography of the present invention can be used in airplane-related industries such as multicopter drones, and further, the present invention can be used in various industries such as security field, agriculture, and infrastructure monitoring. can do.
1 空撮用回転翼機
1A 空撮用回転翼機(回転式)
10A〜10D 回転翼部
12A〜12D 回転翼
14A〜14D 動力部
16A〜16D アーム部
18A 延伸アーム部
182 外縁軸部材
184 橋架部材
186 誘導部材
188 固定部材
190 繋留ロープ
20 中心部
22 中心軸部材
30 着陸用脚部
32 着陸用脚部
40 制御部
42 取り付け用部材
44 支持部材(制御部側)
46 支持部材(撮影部側)
50 撮影部
282 外縁軸部材
284 橋架部材
286 誘導部材
288 駆動手段
1 Rotorcraft for
10A-
44 Support member (control unit side)
46 Support member (photographing part side)
50 Photographing
Claims (3)
前記回転翼を支持する複数のアーム部が接続された中心部と、
前記アーム部に接続され、鉛直方向に延伸する外縁軸部材を少なくとも含む誘導部材と、
前記外縁軸部材に取り付けられる繋留ロープと、を備える回転翼機であって、
前記繋留ロープの取り付け位置は、機体の重心より鉛直方向上方である、
ことを特徴とする回転翼機。 With multiple rotors,
A central portion to which a plurality of arm portions supporting the rotor blades are connected, and
Connected to the arm portion, and a guide member comprising at least an outer edge shaft member extending in the vertical direction,
A rotary wing aircraft including a mooring rope attached to the outer edge shaft member.
The attachment position of the mooring rope is vertically above the center of gravity of the aircraft.
A rotary wing aircraft characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の回転翼機。 The attachment position of the mooring rope is vertically above the central portion.
The rotary wing aircraft according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の回転翼機。
The attachment position of the mooring rope is vertically upward from the arm portion.
The rotary wing aircraft according to claim 1.
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