JP6872822B2

JP6872822B2 - Rotorcraft

Info

Publication number: JP6872822B2
Application number: JP2020097958A
Authority: JP
Inventors: 紀代一菅木
Original assignee: Prodrone Co Ltd
Current assignee: Prodrone Co Ltd
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: JP2020147282A

Description

本発明は回転翼航空機に関し、特に、乗客を輸送する無人航空機技術に関する。 The present invention relates to rotary wing aircraft, and more particularly to unmanned aerial vehicle technology for transporting passengers.

下記特許文献１には、乗客が搭乗するキャビンと折り畳み式のロータアームとを備えるマルチコプターが開示されている。 Patent Document 1 below discloses a multicopter including a cabin on which passengers board and a foldable rotor arm.

米国特許出願公開第２０１７／０１８３０８１（Ａ１）号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2017/0183081 (A1)

近年、様々な事業分野への無人航空機の応用が進められている。現在の主流となっている無人航空機である小型のマルチコプターは、一般に、各ロータがＤＣモータとこれに装着された固定ピッチプロペラとにより構成されており、制御部であるフライトコントローラが個々のロータの回転数を調節することで機体の姿勢制御および操舵を行う。このようなマルチコプターはその制御機能の多くがソフトウェアで実現されているため、機械的要素が少なく、機体設計の自由度やメンテナンス性に優れている。 In recent years, the application of unmanned aerial vehicles to various business fields has been promoted. Small multicopters, which are the current mainstream unmanned aerial vehicles, generally consist of a DC motor and a fixed pitch propeller attached to each rotor, and the flight controller, which is the control unit, is an individual rotor. The attitude of the aircraft is controlled and steered by adjusting the number of revolutions of the aircraft. Since many of the control functions of such a multicopter are realized by software, there are few mechanical elements, and the degree of freedom in airframe design and maintainability are excellent.

例えば乗客を輸送する無人航空機（いわゆるパッセンジャードローン）など、重量物を運搬する無人航空機をマルチコプターで実現しようとする場合、部品の耐久性や、安全性、可搬性、保管時のスペース効率、航続時間の制約など、種々の課題の要求度合が小型のマルチコプターよりも高くなる。機体が大型化・複雑化するほどこのような課題の困難性は高くなる。 For example, when trying to realize an unmanned aerial vehicle that transports heavy objects with a multicopter, such as an unmanned aerial vehicle that transports passengers (so-called passenger drone), the durability, safety, portability, space efficiency during storage, and cruising of parts The demand for various tasks such as time constraints is higher than for small multicopters. The greater the size and complexity of the aircraft, the greater the difficulty of such tasks.

このような問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、簡易な構造で人を輸送可能な回転翼航空機を提供することにある。 In view of such a problem, an object to be solved by the present invention is to provide a rotary wing aircraft capable of transporting a person with a simple structure.

上記課題を解決するため、本発明の無人航空機は、機外から操縦可能であり、複数のロータを有する機体部と、人が搭乗可能なゴンドラ部と、前記ゴンドラ部内に向けられた撮影手段と、前記ゴンドラに搭乗した要救助者に装着させるヘルメットと、を備え、前記ヘルメットは、音声入力手段および音声出力手段を有することを要旨とする。これにより回転翼航空機の操縦者またはそのチームは、搭乗者の様子を確認しながら機体を操縦することが可能となる。また、搭乗者が装着するヘルメット内に音声入力手段と音声出力手段とを設けることにより、搭乗者は回転翼航空機の操縦者等の第三者と、ロータの風切り音等のノイズを抑えつつ会話することができる。 In order to solve the above problems, the unmanned aerial vehicle of the present invention can be operated from outside the aircraft, has an airframe portion having a plurality of rotors, a gondola portion on which a person can board, and a photographing means directed into the gondola portion. , A helmet to be worn by a person requiring rescue on board the gondola, and the helmet has a voice input means and a voice output means. This allows the operator of the rotorcraft or its team to operate the aircraft while checking the state of the passengers. In addition, by providing voice input means and voice output means in the helmet worn by the passenger, the passenger can talk with a third party such as a rotorcraft operator while suppressing noise such as wind noise of the rotor. can do.

このとき、前記ゴンドラ部の底部は前記複数のロータよりも低い位置に配置され、前記複数のロータのうち軸間距離が最長となる一対のロータ（以下、基準回転翼という）の軸間距離は、上下方向における前記基準回転翼の回転面の位置から前記ゴンドラ部の底部までの距離よりも長いことが好ましい。推力源であるロータの位置と搭乗者の重心位置とが上下に離れている場合、その距離が長くなるほど搭乗者が生じさせるモーメントは大きくなる。かかるモーメントは飛行中の機体の姿勢を乱し、また必要な姿勢変化を妨げる要因になる。上記構成の回転翼航空機は、ロータ（基準回転翼）の回転面の位置からゴンドラ部の底部までの距離がロータの軸間距離よりも短くされていることにより、上記モーメントによる機体の姿勢への影響が緩和される。 At this time, the bottom of the gondola portion is arranged at a position lower than that of the plurality of rotors, and the inter-axis distance of the pair of rotors (hereinafter referred to as reference rotors) having the longest inter-axis distance among the plurality of rotors is It is preferable that the distance is longer than the distance from the position of the rotating surface of the reference rotary blade in the vertical direction to the bottom of the gondola portion. When the position of the rotor, which is the thrust source, and the position of the center of gravity of the occupant are separated from each other in the vertical direction, the longer the distance, the larger the moment generated by the occupant. Such a moment disturbs the attitude of the aircraft during flight and becomes a factor that hinders the necessary attitude change. In the rotary wing aircraft having the above configuration, the distance from the position of the rotating surface of the rotor (reference rotary wing) to the bottom of the gondola portion is shorter than the distance between the axes of the rotor. The impact is mitigated.

また、搭乗者がロータよりも高い位置に搭乗する場合、搭乗者の衣服や髪、持ち物などがロータに吸い込まれないよう、搭乗者をロータから隔離するキャビンタイプの客室（上記特許文献１の図１に示されるような客室）が必要となる。本発明の回転翼航空機では、ゴンドラ部の底部がロータよりも低い位置に配置されるため、このような事故を未然に防止することができる。これにより、簡易な構造のゴンドラ部を採用することが可能となる。 Further, when the passenger boarding at a position higher than the rotor, a cabin type cabin that isolates the passenger from the rotor so that the passenger's clothes, hair, belongings, etc. are not sucked into the rotor (FIG. 1 of Patent Document 1 above). A guest room as shown in 1) is required. In the rotary wing aircraft of the present invention, since the bottom of the gondola portion is arranged at a position lower than the rotor, such an accident can be prevented. This makes it possible to adopt a gondola unit with a simple structure.

また、本発明において、前記ゴンドラ部は、人が搭乗する空間が外気から遮断されていない構造としてもよい。ゴンドラ部の搭乗空間を機外に露出させることにより、キャビンタイプの客室に比べてゴンドラ部を小型化・軽量化することができる。また、扉の開閉が必要な客室に比べ、人の乗り降りをスムーズに行うことができる。 Further, in the present invention, the gondola portion may have a structure in which the space on which a person is boarding is not blocked from the outside air. By exposing the boarding space of the gondola section to the outside of the aircraft, the gondola section can be made smaller and lighter than the cabin type cabin. In addition, people can get on and off smoothly compared to guest rooms that require the opening and closing of doors.

また、本発明において、前記ゴンドラ部は、人が搭乗可能な床面または座面と、上下に延びる複数の柱部と、を有し、前記床面または前記座面は、前記複数の柱部で囲まれた中に配置され、該複数の柱部に固定されていることが好ましい。人の搭乗に必要となる最小限の部品でゴンドラ部を構成することにより、ゴンドラ部のサイズや重量を最小化することができる。 Further, in the present invention, the gondola portion has a floor surface or a seat surface on which a person can board, and a plurality of pillar portions extending vertically, and the floor surface or the seat surface has the plurality of pillar portions. It is preferably arranged in the space surrounded by the pillars and fixed to the plurality of pillars. By configuring the gondola section with the minimum number of parts required for a person to board, the size and weight of the gondola section can be minimized.

また、本発明の回転翼航空機は、前記複数の柱部が前記機体部の不可動部に固定され、飛行中に前記機体部が傾いたときには前記ゴンドラ部もこれに連動して傾く構造にしてもよい。機体部とゴンドラ部とが固定されている場合、飛行中にゴンドラ部が振り子状に揺れ続けることが抑えられる一方、機体部はゴンドラ部のモーメントの影響を直に受けることとなる。本発明の回転翼航空機は、ロータ（基準回転翼）の回転面の位置からゴンドラ部の底部までの距離がロータの軸間距離よりも短くされており、これにより上記モーメントによる姿勢への影響が緩和される。そのため機体部とゴンドラ部とが直接固定される構造を採用した場合でも、安定して飛行を行うことができる。 Further, in the rotary wing aircraft of the present invention, the plurality of pillars are fixed to the immovable portion of the airframe portion, and when the airframe portion tilts during flight, the gondola portion also tilts in conjunction with the structure. May be good. When the airframe and the gondola are fixed, the gondola is prevented from continuing to swing like a pendulum during flight, while the airframe is directly affected by the moment of the gondola. In the rotary wing aircraft of the present invention, the distance from the position of the rotating surface of the rotor (reference rotary wing) to the bottom of the gondola portion is shorter than the distance between the axes of the rotor, which affects the attitude due to the above moment. It will be relaxed. Therefore, even if a structure in which the airframe portion and the gondola portion are directly fixed is adopted, stable flight can be performed.

また、本発明において、前記機体部は、前記複数のロータを支持する複数のアームと、前記複数のアームを支持するハブ部である胴部と、を有し、前記複数の柱部は前記胴部に支持されることが好ましい。このとき、前記複数の柱部は上下に伸縮可能であることがより好ましい。柱部を例えばテレスコピック構造にすることで、回転翼航空機の可搬性や保管時のスペース効率を改善することができる。 Further, in the present invention, the airframe portion has a plurality of arms that support the plurality of rotors and a body portion that is a hub portion that supports the plurality of arms, and the plurality of pillar portions are the body portions. It is preferable to be supported by the part. At this time, it is more preferable that the plurality of pillars can be expanded and contracted up and down. By making the pillars, for example, a telescopic structure, it is possible to improve the portability of the rotorcraft and the space efficiency during storage.

また、本発明において、前記機体部は、前記複数のロータを支持する複数のアームと、前記複数のアームを支持するハブ部である胴部と、を有し、前記アームは、前記胴部との接続部を回転中心として上下に旋回可能であることが好ましい。アームを折り畳み式にすることにより、回転翼航空機の可搬性や保管時のスペース効率を改善することができる。 Further, in the present invention, the airframe portion has a plurality of arms for supporting the plurality of rotors and a body portion which is a hub portion for supporting the plurality of arms, and the arm is the body portion. It is preferable that the connecting portion can be swiveled up and down with the connection portion of By making the arm foldable, the portability of the rotorcraft and the space efficiency during storage can be improved.

また、前記ゴンドラは、人が起立可能な床面を有し、前記ゴンドラ部の底部は前記床面であってもよい。 Further, the gondola may have a floor surface on which a person can stand, and the bottom portion of the gondola portion may be the floor surface.

また、本発明の回転翼航空機は、前記ゴンドラ部内に向けられた映像表示手段を備えることが好ましい。これにより回転翼航空機の操縦者またはそのチームは、搭乗者と会話したり搭乗者の様子を確認したりしながら機体を操縦することが可能となる。 Further, it is preferable that the rotary wing aircraft of the present invention is provided with an image display means directed into the gondola portion. This allows the operator of the rotorcraft or its team to steer the aircraft while talking to the passengers and checking the passengers' appearance.

このように、本発明の回転翼航空機によれば、簡易な構造で人を輸送することが可能となり、例えば部品の耐久性や、可搬性、保管時のスペース効率、必要な航続時間の確保など、パッセンジャードローンの実運用にあたっての様々な課題のハードルを下げることができる。 As described above, according to the rotary wing aircraft of the present invention, it is possible to transport a person with a simple structure, for example, durability of parts, portability, space efficiency during storage, securing of required cruising time, etc. , It is possible to lower the hurdles of various issues in the actual operation of passenger drones.

実施形態にかかるマルチコプターの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the multicopter which concerns on embodiment. マルチコプターに要救助者が搭乗したときの様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state when a rescue-requiring person boarded a multicopter. マルチコプターの平面図および正面図である。It is a plan view and a front view of a multicopter. マルチコプターのアームおよびゴンドラ部を折り畳んだ状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which the arm and the gondola part of a multicopter are folded. アームが折り畳まれたときの接続部およびアームホルダの状態を示す平面図および正面図である。It is a top view and the front view which shows the state of the connection part and the arm holder when the arm is folded. アームが水平に展開されたときの接続部およびアームホルダの状態を示す平面図および正面図である。It is a top view and the front view which shows the state of the connection part and the arm holder when the arm is deployed horizontally. アームを水平に展開するときの補助構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the auxiliary structure when the arm is deployed horizontally. マルチコプターの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of a multicopter.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明するマルチコプター１０は水平回転翼である複数のロータ３０を備える回転翼航空機である。マルチコプター１０は機外から操縦される無人航空機であり、要救助者を一人ずつピックアップして近くの安全な場所へ避難させることをその目的としている。なお、本発明でいう「水平回転翼」とは、回転軸の軸線方向が鉛直に向けられ、回転面が水平面となる回転翼をいう。回転軸や回転面を多少傾けたものであっても、その推力が主に上方への成分で構成されるものであれば本発明の「水平回転翼」に含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The multicopter 10 described below is a rotary wing aircraft including a plurality of rotors 30 which are horizontal rotary wings. The multicopter 10 is an unmanned aerial vehicle operated from outside the aircraft, and its purpose is to pick up rescuers one by one and evacuate them to a nearby safe place. The "horizontal rotor" as used in the present invention refers to a rotor whose axis direction is vertically oriented and whose surface of revolution is a horizontal plane. Even if the rotation axis or the rotation surface is slightly tilted, if the thrust is mainly composed of an upward component, it is included in the "horizontal rotary blade" of the present invention.

また、以下の説明における「上下」とは、各図に描かれた座標軸のＺ軸に平行な方向を意味しており、Ｚ_１側を「上」、Ｚ_２側を「下」とする。「前後」とは、同座標軸のＸ軸に平行な方向を意味しており、Ｘ_１側を「前」、Ｘ_２側を「後ろ」とする。同様に、「左右」とは、同座標軸のＹ軸に平行な方向を意味しており、Ｙ_１側を「右」、Ｙ_２側を「左」とする。また、「水平」とは、同座標軸に示されるＸＹ平面方向を意味している。 Further, "up and down" in the following description means a direction parallel to the Z axis of the coordinate axes drawn in each figure, and the Z ₁ side is "upper" and the Z ₂ side is "lower". “Front and back” means a direction parallel to the X axis of the same coordinate axis, and the X ₁ side is “front” and the X ₂ side is “back”. Similarly, “left and right” means a direction parallel to the Y axis of the same coordinate axis, and the Y ₁ side is “right” and the Y ₂ side is “left”. Further, "horizontal" means the XY plane direction shown on the same coordinate axis.

（構成概要）
図１は、マルチコプター１０の外観を示す斜視図である。図２は、マルチコプター１０に要救助者が搭乗したときの様子を示す斜視図である。図１および図２に示されるように、マルチコプター１０は、要救助者の搭乗部であるゴンドラ部Ｐと、ロータ３０の揚力によりゴンドラ部Ｐを吊り上げる機体部Ｂと、により構成されている。なお、図２では図示を省略しているが、要救助者は機体部Ｂまたはゴンドラ部Ｐに接続された安全帯を着用している。 (Outline of configuration)
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the multicopter 10. FIG. 2 is a perspective view showing a state when a person requiring rescue is on board the multicopter 10. As shown in FIGS. 1 and 2, the multicopter 10 is composed of a gondola portion P which is a boarding portion of a rescuer, and an airframe portion B which lifts the gondola portion P by the lift of the rotor 30. Although not shown in FIG. 2, the person requiring rescue wears a safety belt connected to the aircraft portion B or the gondola portion P.

（機体部）
本形態の機体部Ｂは、４基のロータ３０を支持する４本のアーム４０と、これらのアーム４０を支持するハブ部である胴部５０と、を有している。アーム４０は胴部５０から前後左右に水平に延びており、ロータ３０は各アーム４０の先端に固定されている。胴部５０は、胴部５０に取り付けられた電装類を保護するボディカバー５９を有している。 (Airframe part)
The machine body portion B of the present embodiment includes four arms 40 that support four rotors 30, and a body portion 50 that is a hub portion that supports these arms 40. The arm 40 extends horizontally from the body portion 50 to the front, back, left and right, and the rotor 30 is fixed to the tip of each arm 40. The body portion 50 has a body cover 59 that protects electrical components attached to the body portion 50.

アーム４０は円筒パイプからなる軸体であるアームパイプ４１を有しており、ロータ３０はその先端に取り付けられている。ロータ３０は、モータ３１（図８参照）と、モータ３１の出力軸に装着された折畳式固定ピッチプロペラ３２（以下、単に「プロペラ３２」という）とにより構成されている。本形態のモータ３１はアームパイプ４１の先端に被せられたモータカバー３３に覆われている。各アームパイプ４１の根元部分には、ロータ３０の回転速度を制御するＥＳＣ３６（electronic speed control）（図８参照）が収容されたＥＳＣケース４２が取り付けられている。 The arm 40 has an arm pipe 41 which is a shaft body made of a cylindrical pipe, and a rotor 30 is attached to the tip thereof. The rotor 30 is composed of a motor 31 (see FIG. 8) and a foldable fixed pitch propeller 32 (hereinafter, simply referred to as “propeller 32”) mounted on the output shaft of the motor 31. The motor 31 of this embodiment is covered with a motor cover 33 that covers the tip of the arm pipe 41. An ESC case 42 containing an ESC 36 (electronic speed control) (see FIG. 8) that controls the rotation speed of the rotor 30 is attached to the base of each arm pipe 41.

（ゴンドラ部）
ゴンドラ部Ｐは、パイプ材や平板材を組み合わせて構成されたケージ（檻）状の搭乗部である。ゴンドラ部Ｐのパイプ材や平板材にはＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）や金属材料が用いられており、ゴンドラ部Ｐは要救助者一人分の体重を十分な余裕をもって支持することができる。 (Gondola part)
The gondola portion P is a cage-shaped boarding portion formed by combining a pipe material and a flat plate material. CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) and metal materials are used for the pipe material and flat plate material of the gondola part P, and the gondola part P can support the weight of one person requiring rescue with sufficient margin.

ゴンドラ部Ｐは、要救助者が起立した姿勢で搭乗する床面７４と、上下に延びる４本の柱部７１とを有している。床面７４は、これら柱部７１に囲まれた中に配置されており、柱部７１に固定されている。 The gondola portion P has a floor surface 74 on which the person requiring rescue is boarded in an upright posture, and four pillar portions 71 extending vertically. The floor surface 74 is arranged inside the pillars 71 and is fixed to the pillars 71.

図１および図２に示されるように、本形態のゴンドラ部Ｐは、要救助者が搭乗する空間が外気から遮断されておらず、機外に露出している。本形態のマルチコプター１０はこのような簡易な構造のゴンドラ部Ｐを備えていることにより、例えば搭乗空間を壁で完全に覆うキャビンタイプの客室を備える構成に比べ、搭乗部が顕著に小型化・軽量化されている。また、乗り降りに際して扉の開閉が必要となるキャビンタイプの客室に比べ、本形態のゴンドラ部Ｐは要救助者がスムーズに乗り降りすることができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, in the gondola section P of the present embodiment, the space on which the rescuer is boarding is not shielded from the outside air and is exposed to the outside of the aircraft. Since the multicopter 10 of this embodiment is provided with the gondola portion P having such a simple structure, the boarding portion is significantly smaller than, for example, a configuration having a cabin type cabin in which the boarding space is completely covered with a wall. -It is lighter. Further, as compared with the cabin type cabin where the door needs to be opened and closed when getting on and off, the gondola unit P of this embodiment allows the person requiring rescue to get on and off smoothly.

本形態の柱部７１は４本の円筒パイプにより構成されている。柱部７１はその上端部が胴部５０に固定されており、下端部は床面７４の四隅に固定されている。右側の２本の柱部７１および左側の２本の柱部７１は、それぞれ、前後に延びる円筒パイプである補強部７２で連結されている。また、前側の２本の柱部７１は、タブレット端末Ｔを支持する左右に延びる円筒パイプであるタブレットアーム７３で連結されている。補強部７２またはタブレットアーム７３で連結された各柱部７１は、これら補強部７２およびタブレットアーム７３を介して互いのたわみを制限し合い、これによりゴンドラ部Ｐの剛性が高められている。 The pillar portion 71 of this embodiment is composed of four cylindrical pipes. The upper end of the pillar 71 is fixed to the body 50, and the lower end is fixed to the four corners of the floor surface 74. The two pillars 71 on the right side and the two pillars 71 on the left side are each connected by a reinforcing portion 72 which is a cylindrical pipe extending in the front-rear direction. Further, the two pillars 71 on the front side are connected by a tablet arm 73, which is a cylindrical pipe extending to the left and right to support the tablet terminal T. Each pillar portion 71 connected by the reinforcing portion 72 or the tablet arm 73 limits the deflection of each other via the reinforcing portion 72 and the tablet arm 73, whereby the rigidity of the gondola portion P is increased.

タブレット端末Ｔは、ゴンドラ部Ｐの内側に向けられた撮影手段であるカメラ８１、映像表示手段であるディスプレイ８２、および、音声出力手段であるスピーカー８３を有している。また、左前の柱部７１には、搭乗者の顔の位置にマイク８４が取り付けられている。これにより例えばマルチコプター１０の操縦者や救助スタッフは、要救助者の状態や被災現場の状況、他の要救助者の有無などを要救助者に質問したり、離陸前に要救助者に対して安全確保のための指示をしたり、飛行中の要救助者の様子を確認したりすることができる。特にカメラ８１は、安全帯が指示通り適切に装着されていることを確認したり、飛行中の要救助者の意識の有無、表情、顔色など把握する上で有意である。 The tablet terminal T has a camera 81 which is a shooting means directed to the inside of the gondola unit P, a display 82 which is a video display means, and a speaker 83 which is an audio output means. Further, a microphone 84 is attached to the front left pillar portion 71 at the position of the passenger's face. As a result, for example, the operator of the multicopter 10 and the rescue staff can ask the rescuer about the condition of the rescuer, the situation at the disaster site, the existence of other rescuers, etc., or ask the rescuer before takeoff. You can give instructions to ensure safety and check the situation of people in need of rescue during flight. In particular, the camera 81 is significant for confirming that the safety belt is properly worn as instructed, and for grasping the presence / absence of consciousness, facial expression, complexion, etc. of the person requiring rescue during flight.

なお、図２に示されるように、要救助者がヘルメットを装着可能な状態にあるときには、ヘルメットに設けられたスピーカー８３およびマイク８４を使用してもよい。これにより搭乗者はロータ３０の風切り音等のノイズを避けつつ、マルチコプター１０の操縦者や救助スタッフと会話することが可能となる。 As shown in FIG. 2, when the person requiring rescue can wear the helmet, the speaker 83 and the microphone 84 provided on the helmet may be used. As a result, the passenger can talk with the operator of the multicopter 10 and the rescue staff while avoiding noise such as wind noise of the rotor 30.

本形態の床面７４は、略正方形の板面を上下に向けて上下に平行に並べて配置された２枚のプレート７４１の上面である。これらプレート７４１にはマルチコプター１０のスキッド７５が接続されている。 The floor surface 74 of the present embodiment is the upper surface of two plates 741 arranged in parallel vertically with the substantially square plate surfaces facing up and down. The skid 75 of the multicopter 10 is connected to these plates 741.

また、本形態のマルチコプター１０は要救助者を起立した姿勢で搭乗させる構成とされているが、例えば要救助者を座らせて輸送する座面を柱部７１に固定してもよい。その他、床面７４をより広く設けて要救助者を横たえて搭乗させる構成も考えられる。 Further, the multicopter 10 of the present embodiment is configured to allow the person requiring rescue to be boarded in an upright posture. For example, the seating surface on which the person requiring rescue is seated and transported may be fixed to the pillar portion 71. In addition, a configuration in which the floor surface 74 is provided wider and the person requiring rescue is laid down for boarding is also conceivable.

（機体構造）
図３は、マルチコプター１０の機体構造の特徴を示す図である。図３（ａ）はマルチコプター１０の平面図である。図３（ｂ）はマルチコプター１０の正面図であり、ロータ３０（後述する基準回転翼３０ａ）の軸間距離Ｌ_１と、ロータ３０の回転面から床面７４までの距離Ｌ_２との関係を示している。 (Airframe structure)
FIG. 3 is a diagram showing the characteristics of the airframe structure of the multicopter 10. FIG. 3A is a plan view of the multicopter 10. 3 (b) is a front view of a multirotor 10, the center distance _{L 1} of the rotor 30 (described later reference rotor blade 30a), the relationship between the distance _{L 2} from the plane of rotation of the rotor 30 to the floor 74 Is shown.

本形態のマルチコプター１０は、ゴンドラ部Ｐが機体部Ｂの下に配置されている。マルチコプター１０が有するロータ３０のうち軸間距離が最長となる一対のロータ３０を基準回転翼３０ａとよぶものとして、基準回転翼３０ａである左右のロータ３０の軸間距離Ｌ_１は、上下方向におけるロータ３０ａの回転面の位置からゴンドラ部Ｐの底部である床面７４までの距離Ｌ_２よりも長い。なお、本形態のロータ３０は機体部Ｂの中心からの距離がどれも等しく、前後のロータ３０の軸間距離も左右のロータ３０の軸間距離も同じである。そのため前後のロータ３０を基準回転翼３０ａとしてもよい。 In the multicopter 10 of this embodiment, the gondola portion P is arranged below the body portion B. A pair of rotors 30 which axial distance is the longest among the rotor 30 multirotor 10 has as called the reference rotor blade 30a, the center distance L ₁ between the left and right rotors 30 is the reference rotor blade 30a is vertically longer than the distance L ₂ from the position of the plane of rotation of the rotor 30a to the floor 74 is a bottom of the gondola unit P in. The rotor 30 of this embodiment has the same distance from the center of the machine body portion B, and the distance between the front and rear rotors 30 and the distance between the left and right rotors 30 are the same. Therefore, the front and rear rotors 30 may be used as the reference rotor 30a.

推力源であるロータ３０の位置と搭乗者の重心位置とが上下に離れている場合、その距離が長くなるほど搭乗者が生じさせるモーメントは大きくなる。かかるモーメントは飛行中のマルチコプター１０の姿勢を乱し、またマルチコプター１０が移動するために必要な機体部Ｂの姿勢変化を妨げる要因となる。本形態のゴンドラ部Ｐは、柱部７１が機体部Ｂの不可動部に移動不能に固定されており、飛行中に機体部Ｂが傾いたときにはゴンドラ部Ｐもこれに連動して傾く。本形態のマルチコプター１０は固定ピッチのプロペラ３２を有しており、機体を水平に飛行させる際には機体部Ｂを傾ける必要がある。一方、ゴンドラ部Ｐとその搭乗者の重量は、傾いた機体部Ｂの姿勢を水平に戻す方向へ作用する。 When the position of the rotor 30 which is the thrust source and the position of the center of gravity of the occupant are separated from each other in the vertical direction, the longer the distance, the larger the moment generated by the occupant. Such a moment disturbs the attitude of the multicopter 10 during flight, and also becomes a factor that hinders the attitude change of the airframe portion B necessary for the multicopter 10 to move. In the gondola portion P of the present embodiment, the pillar portion 71 is immovably fixed to the immovable portion of the airframe portion B, and when the airframe portion B tilts during flight, the gondola portion P also tilts in conjunction with this. The multicopter 10 of this embodiment has a propeller 32 with a fixed pitch, and it is necessary to incline the airframe portion B when flying the airframe horizontally. On the other hand, the weights of the gondola portion P and its passengers act in the direction of returning the tilted aircraft portion B to the horizontal position.

本形態のマルチコプター１０は、ロータ３０（基準回転翼３０ａ）の回転面の位置からゴンドラ部Ｐの床面７４までの距離が基準回転翼３０ａの軸間距離よりも短くされていることにより、上記モーメントによるマルチコプター１０の姿勢への影響が抑えられている。なお、ゴンドラ部Ｐは常にその全体が機体部Ｂの下に配置されている必要はなく、ゴンドラ部Ｐの底部である床面７４がロータ３０よりも低い位置に配置されていれば上述の姿勢安定化効果の少なくとも一部は得られる。 In the multicopter 10 of this embodiment, the distance from the position of the rotating surface of the rotor 30 (reference rotary blade 30a) to the floor surface 74 of the gondola portion P is shorter than the inter-axis distance of the reference rotary blade 30a. The influence of the above moment on the posture of the multicopter 10 is suppressed. It is not always necessary that the entire gondola portion P be arranged under the machine body portion B, and if the floor surface 74, which is the bottom of the gondola portion P, is arranged at a position lower than the rotor 30, the above-mentioned posture is obtained. At least part of the stabilizing effect is obtained.

搭乗者がロータ３０よりも高い位置に搭乗する場合、搭乗者の衣服や髪、持ち物などがロータ３０に吸い込まれないよう、搭乗者をロータ３０から完全に隔離するキャビンタイプの客室が必要となる。本形態のマルチコプター１０では、ゴンドラ部Ｐがロータ３０よりも下に配置されているためこのような事故は生じない。これにより搭乗空間が外気にされされる簡易な構造のゴンドラ部Ｐを採用することが可能とされている。 When a passenger boarded at a position higher than the rotor 30, a cabin-type cabin that completely isolates the passenger from the rotor 30 is required so that the passenger's clothes, hair, belongings, etc. are not sucked into the rotor 30. .. In the multicopter 10 of this embodiment, since the gondola portion P is arranged below the rotor 30, such an accident does not occur. This makes it possible to adopt a gondola portion P having a simple structure in which the boarding space is exposed to the outside air.

本形態では、ゴンドラ部Ｐが機体部Ｂに固定されていることにより、マルチコプター１０の飛行中にゴンドラ部Ｐが振り子状に揺れ続けることが抑えられる。その一方、機体部Ｂはゴンドラ部Ｐのモーメントの影響を直に受けることとなる。上でも述べたように、本形態のマルチコプター１０は、ロータ３０（基準回転翼３０ａ）の回転面の位置からゴンドラ部Ｐの床面７４までの距離が基準回転翼３０ａの軸間距離よりも短くされており、これにより上記モーメントによる姿勢への影響が軽減されている。そのため本形態のマルチコプター１０のように機体部Ｂとゴンドラ部Ｐとが直接固定される構造を採用した場合でも、マルチコプター１０を安定して飛行させることができる。 In this embodiment, since the gondola portion P is fixed to the airframe portion B, it is possible to prevent the gondola portion P from continuing to swing like a pendulum during the flight of the multicopter 10. On the other hand, the airframe portion B is directly affected by the moment of the gondola portion P. As described above, in the multicopter 10 of this embodiment, the distance from the position of the rotating surface of the rotor 30 (reference rotary blade 30a) to the floor surface 74 of the gondola portion P is larger than the inter-axis distance of the reference rotary blade 30a. It is shortened, which reduces the influence of the moment on the posture. Therefore, even when the structure in which the body portion B and the gondola portion P are directly fixed as in the multicopter 10 of the present embodiment is adopted, the multicopter 10 can be stably flown.

なお、機体部Ｂとゴンドラ部Ｐの接続構造は本形態のものには限られず、例えばマルチコプター１０を前進させる垂直回転翼を機体部Ｂに別途搭載してもよく、機体部Ｂの傾きを吸収してゴンドラ部Ｐの姿勢を一定に維持する姿勢安定化機構を介してゴンドラ部Ｐを支持してもよい。その他、水平飛行時の機体部Ｂの傾きを抑える方法として、例えば各ロータ３０のプロペラ３２を可変ピッチプロペラにしたりすることが考えられる。 The connection structure between the machine body B and the gondola part P is not limited to that of the present embodiment. For example, a vertical rotary blade for advancing the multicopter 10 may be separately mounted on the body part B, and the inclination of the body part B may be adjusted. The gondola portion P may be supported via a posture stabilizing mechanism that absorbs and maintains the posture of the gondola portion P at a constant level. In addition, as a method of suppressing the inclination of the airframe portion B during level flight, for example, it is conceivable to change the propeller 32 of each rotor 30 to a variable pitch propeller.

このように本形態のマルチコプター１０は、その用途を要救助者の速やかな輸送に特化し、人の搭乗部であるゴンドラ部Ｐを必要最小限の部品で簡易な構造にすることにより、例えば部品の耐久性や、可搬性、保管時のスペース効率、必要な航続時間の確保など、パッセンジャードローンの実運用にあたっての様々な課題を現実的に解消可能としている。 As described above, the multicopter 10 of this embodiment is specialized in the rapid transportation of a person requiring rescue, and the gondola portion P, which is a boarding portion for a person, has a simple structure with the minimum necessary parts, for example. It makes it possible to practically solve various problems in the actual operation of passenger drones, such as durability of parts, portability, space efficiency during storage, and securing of required cruising time.

（折り畳み構造）
本形態のマルチコプター１０は、そのアーム４０およびゴンドラ部Ｐをコンパクトに折り畳むことができる。これによりマルチコプター１０の運搬時や保管時におけるスペース効率が高められる。図４は、マルチコプター１０のアーム４０およびゴンドラ部Ｐを折り畳んだ状態を示す斜視図である。 (Folding structure)
The multicopter 10 of this embodiment can compactly fold the arm 40 and the gondola portion P. This enhances the space efficiency of the multicopter 10 during transportation and storage. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the arm 40 of the multicopter 10 and the gondola portion P are folded.

マルチコプター１０のアーム４０は、胴部５０との接続部４５を回転中心としてその先端を上下に旋回させることができる。マルチコプター１０を運搬または保管するときには、アーム４０の先端を下に向けるように折り畳み、マルチコプター１０を使用するときにはアーム４０を水平に展開する。また、ゴンドラ部Ｐはテレスコピック構造の柱部７１を有しており、柱部７１を上下に伸縮させることができる。また、本形態のマルチコプター１０はプロペラ３２も折畳式プロペラであり、マルチコプター１０の運搬・保管の都度取り外す必要がない。 The arm 40 of the multicopter 10 can rotate its tip up and down with the connection portion 45 with the body portion 50 as the center of rotation. When transporting or storing the multicopter 10, the arm 40 is folded so that the tip of the arm 40 faces downward, and when the multicopter 10 is used, the arm 40 is horizontally deployed. Further, the gondola portion P has a pillar portion 71 having a telescopic structure, and the pillar portion 71 can be expanded and contracted up and down. Further, in the multicopter 10 of this embodiment, the propeller 32 is also a foldable propeller, and it is not necessary to remove the multicopter 10 each time the multicopter 10 is transported and stored.

胴部５０は、略８角形の板面を有する２枚のプレートであるセンタープレート５１を有している。これら２枚のプレートはその板面を上下に向けて上下に平行に並べて配置されている。センタープレート５１の内側には、柱部７１の上端部が固定される円筒形状の固定具である４つの柱部ホルダ５２と、接続部４５を回転可能に支持する固定具である４つのアームホルダ５３とが固定されている。アームホルダ５３は平面視コの字型に形成された軸受部材である。センタープレート５１にはアームホルダ５３の配置箇所に切欠き５１１が設けられており、これにより接続部４５はセンタープレート５１に接触することなく回転することができる。 The body portion 50 has a center plate 51, which is two plates having a substantially octagonal plate surface. These two plates are arranged side by side in parallel vertically with their plate surfaces facing up and down. Inside the center plate 51, there are four pillar holders 52, which are cylindrical fixtures to which the upper end of the pillar 71 is fixed, and four arm holders, which are fixtures that rotatably support the connection portion 45. 53 is fixed. The arm holder 53 is a bearing member formed in a U-shape in a plan view. The center plate 51 is provided with a notch 511 at a position where the arm holder 53 is arranged, whereby the connecting portion 45 can rotate without contacting the center plate 51.

図５は、アーム４０が折り畳まれたときの接続部４５およびアームホルダ５３の状態を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。図６は、アーム４０が水平に展開されたときの接続部４５およびアームホルダ５３の状態を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。 5A and 5B are a plan view (a) and a front view (b) showing the states of the connection portion 45 and the arm holder 53 when the arm 40 is folded. FIG. 6 is a plan view (a) and a front view (b) showing the states of the connecting portion 45 and the arm holder 53 when the arm 40 is horizontally deployed.

胴部５０のアームホルダ５３と、アーム４０の接続部４５とは、アーム４０の先端を上下に旋回可能に支持するヒンジ機構と、水平に展開されたアーム４０の位置を固定するロック機構とを構成している。 The arm holder 53 of the body portion 50 and the connecting portion 45 of the arm 40 have a hinge mechanism that supports the tip of the arm 40 so as to be able to swivel up and down, and a lock mechanism that fixes the position of the horizontally deployed arm 40. It is configured.

アームホルダ５３および接続部４５には、ピン９１，９２が挿通されるピン穴が形成されている。図５に示されるように、アームホルダ５３のピン穴５３１は、接続部４５のピン穴４５１に重ねられる。これらピン穴５３１，４５１にピン９１が挿通されることにより、接続部４５はピン穴４５１を回転中心として回転可能に支持される。 The arm holder 53 and the connecting portion 45 are formed with pin holes through which pins 91 and 92 are inserted. As shown in FIG. 5, the pin hole 531 of the arm holder 53 is overlapped with the pin hole 451 of the connecting portion 45. By inserting the pin 91 through these pin holes 531 and 451 the connecting portion 45 is rotatably supported with the pin hole 451 as the center of rotation.

図６に示されるように、アームホルダ５３のピン穴５３２は、アーム４０が水平に展開されたときに接続部４５のピン穴４５２に重ねられる。これらピン穴５３２，４５２にピン９２が挿通されることによりアーム４０は水平に展開された状態でその位置が固定される。 As shown in FIG. 6, the pin hole 532 of the arm holder 53 is overlapped with the pin hole 452 of the connecting portion 45 when the arm 40 is horizontally deployed. By inserting the pin 92 into these pin holes 532 and 452, the position of the arm 40 is fixed in a horizontally deployed state.

（アームの展開補助構造）
図７は、折り畳まれたアーム４０を水平に展開するときの作業者の負担を軽減する構造を示す模式図である。 (Auxiliary structure for arm deployment)
FIG. 7 is a schematic view showing a structure that reduces the burden on the operator when the folded arm 40 is horizontally deployed.

アーム４０は、その支持するロータ３０の動力源であるバッテリー３７が装着されるバッテリー保持部であるバッテリーケース４３を有している。そして、アーム４０の回転中心Ａをその軸線方向から見たときに、回転中心Ａを通る鉛直線Ｖにより区分けされる２つの領域のうち、胴部５０の中心側の領域（図７視左側）を回転中心Ａの背部としたときに、バッテリーケース４３に装着されたバッテリー３７の重心位置Ｇは、アーム４０の旋回により移動する軌道Ｒ上の一部において、回転中心Ａの背部に配置される。 The arm 40 has a battery case 43 which is a battery holding portion in which a battery 37 which is a power source of a rotor 30 which supports the arm 40 is mounted. Then, when the rotation center A of the arm 40 is viewed from its axial direction, of the two regions separated by the vertical line V passing through the rotation center A, the region on the center side of the body portion 50 (left side in FIG. 7). Is the back of the rotation center A, the center of gravity position G of the battery 37 mounted on the battery case 43 is arranged on the back of the rotation center A in a part of the trajectory R that is moved by the rotation of the arm 40. ..

本形態のアーム４０は、バッテリー３７の重心位置Ｇがアーム４０の長手方向（図７視上下方向）における回転中心Ａの位置よりもアーム４０の後端側にある。そのため、バッテリー３７の重心位置Ｇはバッテリー３７の旋回軌道Ｒ上の少なくとも一部においてアーム４０の回転中心Ａの背部を通る。アーム４０が旋回する角度範囲のうち、バッテリー３７の重心位置Ｇが回転中心Ａの背部に配置される範囲では、バッテリー３７の重量がアーム４０の先端を持ち上げるように作用する。これにより作業者はバッテリー３７の重量を利用してアーム４０を持ち上げることができる。 In the arm 40 of the present embodiment, the center of gravity position G of the battery 37 is closer to the rear end side of the arm 40 than the position of the rotation center A in the longitudinal direction of the arm 40 (vertical direction in FIG. 7). Therefore, the position G of the center of gravity of the battery 37 passes through the back of the rotation center A of the arm 40 at least in a part of the turning trajectory R of the battery 37. In the range of angles at which the arm 40 turns, in the range where the center of gravity position G of the battery 37 is arranged on the back of the rotation center A, the weight of the battery 37 acts to lift the tip of the arm 40. As a result, the operator can use the weight of the battery 37 to lift the arm 40.

また、本形態のバッテリーケース４３には複数のバッテリー３７が装着される。本形態のマルチコプター１０では、バッテリー３７の総重量が大きくなるほど作業者は容易にアーム４０を持ち上げることが可能となる。なお、本形態のマルチコプター１０は作業者が人力でアーム４０を水平展開する仕様とされているが、例えばサーボや油圧機構などを用いた昇降装置を使ってアーム４０を持ち上げる場合にも、昇降装置に要求される性能要件を下げることができる。 Further, a plurality of batteries 37 are mounted on the battery case 43 of this embodiment. In the multicopter 10 of this embodiment, the larger the total weight of the battery 37, the easier it is for the operator to lift the arm 40. The multicopter 10 of this embodiment is designed so that the operator manually deploys the arm 40 horizontally. However, for example, when the arm 40 is lifted by using a lifting device using a servo or a hydraulic mechanism, the arm 40 is lifted and lowered. The performance requirements for the device can be reduced.

また、本形態のアーム４０は、アームパイプ４１とバッテリーケース４３とを接続するリフト部４４を有している。リフト部４４を回転中心Ａの軸線に沿う方向から見たときに、つまりリフト部４４を図７に示される方向から見たときに、リフト部４４は、バッテリー３７の重心位置Ｇと回転中心Ａとの距離ｒを長くするように、つまりバッテリー３７の重心位置Ｇを回転中心Ａから遠ざけるようにバッテリーケース４３を支持している。バッテリー３７の重心位置Ｇと回転中心Ａとの距離ｒを長くすることにより、バッテリー３７の重量によるモーメントを大きくすることができる。これにより作業者はより容易にアーム４０を持ち上げることが可能となる。 Further, the arm 40 of this embodiment has a lift portion 44 that connects the arm pipe 41 and the battery case 43. When the lift portion 44 is viewed from the direction along the axis of the rotation center A, that is, when the lift portion 44 is viewed from the direction shown in FIG. 7, the lift portion 44 has the center of gravity position G of the battery 37 and the rotation center A. The battery case 43 is supported so as to increase the distance r from the above, that is, to keep the center of gravity position G of the battery 37 away from the center of rotation A. By increasing the distance r between the position G of the center of gravity of the battery 37 and the center of rotation A, the moment due to the weight of the battery 37 can be increased. This allows the operator to lift the arm 40 more easily.

本形態のバッテリーケース４３は、作業者がバッテリー３７を容易に着脱できるように、アーム４０を折り畳んだときにバッテリーケース４３の開口が作業者側を向くように配置されている。ここで、例えばアーム４０が折り畳まれているときのバッテリーケース３７の初期位置を、本形態においてアーム４０が水平展開されたときのバッテリーケース３７の位置（図７において破線で示されるバッテリー３７の位置）に変更すれば、アーム４０が折り畳まれた状態から水平に展開されるまでの全範囲において作業者の負担を軽減することができる。なおその場合、バッテリーケース４３とセンタープレート５１との干渉を防ぐため、例えばセンタープレート５１の切欠き５１１をより大きくしたり、切欠き５１１が極端に大きくなることを防ぐようにバッテリーケース４３の構造を変更したり、リフト部４４の形状を変更したりする必要がある。 The battery case 43 of the present embodiment is arranged so that the opening of the battery case 43 faces the operator side when the arm 40 is folded so that the operator can easily attach and detach the battery 37. Here, for example, the initial position of the battery case 37 when the arm 40 is folded is the position of the battery case 37 when the arm 40 is horizontally deployed in the present embodiment (the position of the battery 37 shown by the broken line in FIG. 7). ), The burden on the operator can be reduced in the entire range from the folded state of the arm 40 to the horizontal deployment. In that case, in order to prevent interference between the battery case 43 and the center plate 51, for example, the structure of the battery case 43 is such that the notch 511 of the center plate 51 is made larger or the notch 511 is prevented from becoming extremely large. It is necessary to change the shape of the lift portion 44 or change the shape of the lift portion 44.

マルチコプター１０は要救助者を輸送するいわゆるパッセンジャードローンであり、比較的大型の無人航空機である。ロータ３０を含むアーム４０は一本で１０ｋｇ程度の重量があり、さらに、一本のアーム４０に装着されるバッテリー３７も１０ｋｇ程度の重量がある。マルチコプター１０は緊急時に用いられる機体であり、出動時には少人数で速やかに離陸準備を行えることが好ましい。本形態のマルチコプター１０は、マルチコプター１０の一部であるバッテリー３７の重量を利用してアーム４０の展開を補助することにより、救助スタッフの人数が限られている場合でも、現場において速やかにマルチコプター１０の離陸準備を整えることができる。 The multicopter 10 is a so-called passenger drone that transports people requiring rescue, and is a relatively large unmanned aerial vehicle. One arm 40 including the rotor 30 weighs about 10 kg, and the battery 37 mounted on one arm 40 also weighs about 10 kg. The multicopter 10 is an aircraft used in an emergency, and it is preferable that a small number of people can quickly prepare for takeoff when dispatched. The multicopter 10 of this embodiment uses the weight of the battery 37, which is a part of the multicopter 10, to assist the deployment of the arm 40, so that even if the number of rescue staff is limited, it can be swiftly performed at the site. The multicopter 10 can be prepared for takeoff.

また、本形態のアーム４０は、ロータ３０、ＥＳＣ３６、およびバッテリーケース４３を備えている。これによりロータ３０がアーム４０を単位としてユニット化されており、機体設計時にロータ３０数の増減を簡便に行うことが可能とされている。 Further, the arm 40 of this embodiment includes a rotor 30, an ESC 36, and a battery case 43. As a result, the rotor 30 is unitized in units of the arm 40, and the number of rotors 30 can be easily increased or decreased when designing the airframe.

（機能構成）
図８はマルチコプター１０の機能構成を示すブロック図である。本形態のマルチコプター１０は、制御部であるフライトコントローラＦＣ、ロータ３０、および、操縦者（オペレータ端末６１）との通信を行う通信装置６２を備えている。また、操縦者と救助スタッフは、要救助者側のカメラ８１等のコミュニケーションツールＣ１と通信可能なコミュニケーションツールＣ２であるカメラ８６、ディスプレイ８７、スピーカー８８、およびマイク８９を備えている。 (Functional configuration)
FIG. 8 is a block diagram showing a functional configuration of the multicopter 10. The multicopter 10 of this embodiment includes a flight controller FC which is a control unit, a rotor 30, and a communication device 62 that communicates with an operator (operator terminal 61). Further, the operator and the rescue staff are provided with a camera 86, a display 87, a speaker 88, and a microphone 89, which are communication tools C2 capable of communicating with the communication tool C1 such as the camera 81 on the rescue-requiring side.

フライトコントローラＦＣはその主構成として制御装置２０を備えている。制御装置２０は、中央処理装置であるＣＰＵ２１と、ＲＡＭやＲＯＭ・フラッシュメモリなどの記憶装置からなるメモリ２２とを有している。 The flight controller FC includes a control device 20 as its main configuration. The control device 20 has a CPU 21 which is a central processing unit, and a memory 22 including a storage device such as a RAM, a ROM, and a flash memory.

フライトコントローラＦＣはさらに、ＩＭＵ２５（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）、ＧＰＳ受信器２６、気圧センサ２７、電子コンパス２８、およびレーザ測距センサ２９を含む飛行制御センサ群Ｓを有しており、これらは制御装置２０に接続されている。 The flight controller FC further includes a flight control sensor group S including an IMU 25 (Inertial Measurement Unit), a GPS receiver 26, a pressure sensor 27, an electronic compass 28, and a laser ranging sensor 29. Is connected to the control device 20.

ＩＭＵ２５はマルチコプター１０の傾きを検出するセンサであり、主に３軸加速度センサおよび３軸角速度センサにより構成されている。ＧＰＳ受信器２６は、正確には航法衛星システム（ＮＳＳ：Navigation Satellite System）の受信器である。ＧＰＳ受信器２６は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ:Global Navigation Satellite System）または地域航法衛星システム（ＲＮＳＳ:Regional Navigational Satellite System）から現在の経緯度値を取得する。気圧センサ２７は、検出した気圧高度からマルチコプター１０の海抜高度（標高）を特定する高度センサである。電子コンパス２８には３軸地磁気センサが用いられており、電子コンパス２８はマルチコプター１０の機首の方位角を検出する。また、本形態のマルチコプター１０は機体から下に向けられたレーザ測距センサ２９を有しており、これにより地面や床面からの対地高度を取得することができる。 The IMU 25 is a sensor that detects the inclination of the multicopter 10, and is mainly composed of a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis angular velocity sensor. The GPS receiver 26 is, to be exact, a receiver of a navigation satellite system (NSS). The GPS receiver 26 acquires the current latitude and longitude value from the Global Navigation Satellite System (GNSS) or the Regional Navigational Satellite System (RNSS). The barometric pressure sensor 27 is an altitude sensor that identifies the altitude above sea level (elevation) of the multicopter 10 from the detected barometric pressure altitude. A three-axis geomagnetic sensor is used in the electronic compass 28, and the electronic compass 28 detects the azimuth angle of the nose of the multicopter 10. Further, the multicopter 10 of the present embodiment has a laser ranging sensor 29 pointed downward from the airframe, whereby it is possible to acquire the altitude above ground level from the ground or the floor surface.

フライトコンローラＦＣは、これら飛行制御センサ群Ｓにより、機体の傾きや回転のほか、飛行中の経緯度、高度、および機首の方位角を含む自機の位置情報を取得することが可能とされている。 With these flight control sensor groups S, the Flight Control Sensor FC can acquire the position information of the aircraft including the latitude and longitude, altitude, and azimuth of the nose in addition to the tilt and rotation of the aircraft. Has been done.

なお、本形態の飛行制御センサ群Ｓは一例であり、フライトコンローラＦＣを構成するセンサ類は本形態の組み合わせには限られない。例えば、気圧センサ２７を省略した構成や、レーザ測距センサ２９を視差や赤外線・超音波など他の方式の測距センサにすることが考えられる。また、ＧＰＳ受信器２６が電波を受信不能な場所では、機体の水平移動をオプティカルフローセンサや画像認識等で検知することが考えられる。その他、レーザ測距センサ２９を追加して、上下前後左右の周辺物との距離を測定し、その距離からマルチコプター１０の空間位置を特定することも可能である。 The flight control sensor group S of this embodiment is an example, and the sensors constituting the flight controller FC are not limited to the combination of this embodiment. For example, it is conceivable that the barometric pressure sensor 27 is omitted, or the laser ranging sensor 29 is a ranging sensor of another type such as parallax, infrared rays, or ultrasonic waves. Further, in a place where the GPS receiver 26 cannot receive radio waves, it is conceivable that the horizontal movement of the aircraft is detected by an optical flow sensor, image recognition, or the like. In addition, it is also possible to add a laser ranging sensor 29 to measure the distance to peripheral objects in the vertical, front, rear, left, and right directions, and to specify the spatial position of the multicopter 10 from the distance.

制御装置２０は、マルチコプター１０の飛行時における姿勢や基本的な飛行動作を制御するプログラムである飛行制御プログラムＦＳを有している。飛行制御プログラムＦＳは、飛行制御センサ群Ｓから取得した情報を基にＥＳＣ３６を介して個々のロータ３０の回転数を調節し、機体の姿勢や位置の乱れを補正しながらマルチコプター１０を飛行させる。なお、本形態のマルチコプター１０では固定ピッチプロペラのロータ３０が採用されているが、例えば可変ピッチプロペラを備えるロータを採用し、そのピッチ角を個々に制御して飛行動作を制御することもできる。また、ロータ３０の駆動源もモータ３１には限られず、例えば機体部Ｂにエンジンを固定し、その駆動力を動力伝達機構で各ロータ３０に分岐させることも考えられる。 The control device 20 has a flight control program FS, which is a program for controlling the attitude and basic flight operations of the multicopter 10 during flight. The flight control program FS adjusts the rotation speed of each rotor 30 via the ESC36 based on the information acquired from the flight control sensor group S, and flies the multicopter 10 while correcting the disturbance of the attitude and position of the aircraft. .. Although the rotor 30 of the fixed pitch propeller is adopted in the multicopter 10 of this embodiment, for example, a rotor provided with a variable pitch propeller can be adopted, and the pitch angle thereof can be individually controlled to control the flight operation. .. Further, the drive source of the rotor 30 is not limited to the motor 31, and for example, it is conceivable that the engine is fixed to the machine body portion B and the driving force thereof is branched to each rotor 30 by the power transmission mechanism.

制御装置２０はさらに、マルチコプター１０を自律飛行させるプログラムである自律飛行プログラムＡＰを有している。そして、制御装置２０のメモリ２２には、マルチコプター１０の目的地や経由地の経緯度等の座標、飛行中の高度や速度などが指定されたパラメータである飛行計画ＦＰが登録されている。自律飛行プログラムＡＰは、オペレータ端末６１からの指示を開始条件として、飛行計画ＦＰに従ってマルチコプター１０を自律的に飛行させる。自律飛行プログラムＡＰは、例えば要救助者のピックアップ後にマルチコプター１０を離陸地点に戻すときや、要救助者が複数人いて同じ経路を繰り返し飛行させる場合などに用いられる。 The control device 20 further has an autonomous flight program AP, which is a program for autonomously flying the multicopter 10. Then, in the memory 22 of the control device 20, a flight plan FP, which is a parameter in which coordinates such as the latitude and longitude of the destination and waypoints of the multicopter 10 and the altitude and speed during flight are specified, is registered. The autonomous flight program AP autonomously flies the multicopter 10 according to the flight plan FP, starting from the instruction from the operator terminal 61. The autonomous flight program AP is used, for example, when returning the multicopter 10 to the takeoff point after picking up a rescuer, or when there are a plurality of rescuers and the same route is repeatedly flown.

このように、本形態のマルチコプター１０は高度な飛行制御機能を備えた無人航空機である。ただし、本発明の無人航空機はマルチコプター１０の形態には限定されず、例えば飛行制御センサ群Ｓから一部のセンサが省略された機体や、自律飛行機能を備えず手動操縦のみにより飛行可能な機体を用いることもできる。 As described above, the multicopter 10 of this embodiment is an unmanned aerial vehicle having an advanced flight control function. However, the unmanned aerial vehicle of the present invention is not limited to the form of the multicopter 10, for example, an aircraft in which some sensors are omitted from the flight control sensor group S, or an aircraft that does not have an autonomous flight function and can fly only by manual control. You can also use the aircraft.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

１０：マルチコプター（回転翼航空機），ＦＣ：フライトコントローラ，ＦＳ：飛行制御プログラム，Ｓ：飛行制御センサ群，３０：ロータ（水平回転翼），３０ａ：基準回転翼，Ｌ１：軸間距離，Ｌ２：基準回転翼からゴンドラ部底部までの長さ，３１：モータ，３２：プロペラ，３６：ＥＳＣ（スピードコントローラ），３７：バッテリー，Ｇ：重心，Ｂ：機体部，４０：アーム，４１：アームパイプ，４２：ＥＳＣケース，４３：バッテリーケース（バッテリー支持部），４４：リフト部，４５：接続部，４５１：ピン穴，４５２：ピン穴，５０：胴部，５１：センタープレート，５３：アームホルダ，５３１：ピン穴，５３２：ピン穴，６１：オペレータ端末，６２：通信装置，Ｐ：ゴンドラ部，７１：柱部，７２：補強部，７３：タブレットアーム，７４：床面（底部），Ｔ：タブレット端末，Ｃ１，Ｃ２：コミュニケーションセット，８１，８６：カメラ（撮影手段），８２，８７：ディスプレイ（映像表示手段），８３，８８：スピーカー（音声出力手段），８４，８９：マイク（音声入力手段），９１：ピン，９２：ピン 10: Multicopter (rotorcraft), FC: Flight controller, FS: Flight control program, S: Flight control sensor group, 30: Rotor (horizontal rotorcraft), 30a: Reference rotor, L1: Inter-axis distance, L2 : Length from reference rotor to bottom of gondola, 31: Motor, 32: Propeller, 36: ESC (speed controller), 37: Battery, G: Center of gravity, B: Airframe, 40: Arm, 41: Arm pipe , 42: ESC case, 43: Battery case (battery support part), 44: Lift part, 45: Connection part, 451: Pin hole, 452: Pin hole, 50: Body part, 51: Center plate, 53: Arm holder , 531: Pin hole, 532: Pin hole, 61: Operator terminal, 62: Communication device, P: Gondola part, 71: Pillar part, 72: Reinforcement part, 73: Tablet arm, 74: Floor surface (bottom), T : Tablet terminal, C1, C2: Communication set, 81,86: Camera (shooting means), 82,87: Display (video display means), 83,88: Speaker (audio output means), 84,89: Microphone (voice) Input means), 91: Pin, 92: Pin

Claims

It is a rotary wing aircraft that can be operated from outside the aircraft and fly freely in the air.
Airframe with multiple rotors and
A gondola section where rescuers can board,
The shooting means directed into the gondola section and
It is equipped with a helmet to be worn by the rescuer on board the gondola.
The helmet is a rotary wing aircraft comprising voice input means and voice output means.

The bottom of the gondola portion is arranged at a position lower than the plurality of rotors.
The inter-axis distance of the pair of rotors (hereinafter referred to as reference rotary blades) having the longest inter-axis distance among the plurality of rotors is from the position of the rotating surface of the reference rotary blade in the vertical direction to the bottom of the gondola portion. The rotorcraft according to claim 1, characterized in that it is longer than a distance.

The rotary wing aircraft according to claim 1 or 2, wherein the gondola portion is exposed to the outside of the aircraft without being shielded from the outside air in the space on which the rescue-requiring person is boarded.

The gondola part
On the floor or seat where rescuers can board,
It has a plurality of pillars extending up and down,
Any one of claims 1 to 3, wherein the floor surface or the seat surface is arranged inside the plurality of pillars and is fixed to the plurality of pillars. Rotorcraft described in.

The plurality of pillars are fixed to the immovable portion of the airframe, and the plurality of pillars are fixed to the immovable portion.
The rotary wing aircraft according to claim 4, wherein when the airframe portion tilts during flight, the gondola portion also tilts in conjunction with the tilt.

The body part
A plurality of arms supporting the plurality of rotors,
It has a body portion that is a hub portion that supports the plurality of arms, and has a body portion.
The rotorcraft according to claim 4 or 5, wherein the plurality of pillars are supported by the fuselage.

The rotary wing aircraft according to any one of claims 4 to 6, wherein the plurality of pillars can be expanded and contracted up and down.

The body part
A plurality of arms supporting the plurality of rotors,
It has a body portion that is a hub portion that supports the plurality of arms, and has a body portion.
The rotary wing aircraft according to any one of claims 1 to 7, wherein the arm can turn up and down with a connection portion with the body portion as a rotation center.

The gondola section has a floor surface on which rescuers can stand up.
The rotary wing aircraft according to any one of claims 1 to 8, wherein the bottom portion of the gondola portion is the floor surface.

The rotary wing aircraft according to any one of claims 1 to 9, further comprising an image display means directed into the gondola portion.