JP6928684B1 - Moving body and control method of moving body - Google Patents
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Abstract
【課題】従来技術と比較して移動自由度を向上した移動体及びこの移動体の制御方法を提供する。【解決手段】移動体1は、浮遊可能な浮遊体2と、浮遊体2に搭載され、浮遊体2を水平方向の少なくとも直交する2方向に沿って移動させる複数のプロペラ3と、を備える。複数のプロペラ3は、前方及び左方を向く第一プロペラ11と、後方及び左方を向く第二プロペラ12と、前方及び右方を向く第三プロペラ13と、後方及び右方を向く第四プロペラ14と、を有し、第一プロペラ11、第二プロペラ12、第三プロペラ13及び第四プロペラ14は、移動体の重心G回りに沿って等間隔となるように配置されている。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a moving body having an improved degree of freedom of movement as compared with the prior art and a method for controlling the moving body. A moving body 1 includes a floating body 2 that can float, and a plurality of propellers 3 that are mounted on the floating body 2 and move the floating body 2 along at least two directions orthogonal to each other in the horizontal direction. The plurality of propellers 3 include a first propeller 11 facing forward and left, a second propeller 12 facing backward and left, a third propeller 13 facing forward and right, and a fourth propeller facing backward and right. It has a propeller 14, and the first propeller 11, the second propeller 12, the third propeller 13 and the fourth propeller 14 are arranged at equal intervals along the center of gravity G of the moving body. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、移動体及び移動体の制御方法に関する。 The present invention relates to a moving body and a method for controlling the moving body.
従来、水面に浮遊し、遠隔操作により水面上等を移動可能な移動体の構成が知られている。これらの移動体では、浮遊体を推進させるための推進力発生部として種々の技術が提案されている。 Conventionally, there is known a configuration of a moving body that floats on the surface of the water and can move on the surface of the water by remote control. In these moving bodies, various techniques have been proposed as propulsive force generating parts for propelling the floating body.
例えば特許文献1には、浮遊体と、浮遊体に連結されるとともに水中に設けられた推進用エンジンと、を備えた浮遊体の推進装置の構成が開示されている。特許文献1に記載の技術によれば、推進用エンジンに連結されたプロペラが駆動することにより、浮遊体に推進力を発生させることができる。
For example,
ところで、このような移動体の用途として、例えば人が入れない狭い空間や危険な場所の情報を取得するために、カメラ等の計測機器を備えた無人の移動体を遠隔操作する場合がある。これらの場所の情報を取得するためには、移動体の位置等を微調整しながら操縦する必要があるため、移動体には高い移動自由度が望まれていた。
しかしながら、特許文献1に記載の技術のように、エンジン等の駆動源を用いて推進力を発生させる従来技術にあっては、横方向への平行移動やその場での回転を行うことができない。このため、従来技術にあっては、例えば右へ移動する際に、移動体を旋回させる必要があり、移動距離が増えることが問題となる。このように、従来技術にあっては小回りが利き難いので、移動自由度を確保できず、特に狭い場所において端部を十分に点検できないおそれがあった。また、例えばカメラを搭載する場合には、旋回によりカメラの向きも変わってしまうため、カメラにジンバル等を乗せて移動方向に応じて向きを制御する必要があり、現在位置や方向の把握が煩雑となるおそれがあった。
By the way, as an application of such a moving body, for example, in order to acquire information on a narrow space or a dangerous place where a person cannot enter, there is a case where an unmanned moving body equipped with a measuring device such as a camera is remotely controlled. In order to acquire information on these locations, it is necessary to maneuver while finely adjusting the position of the moving body, and therefore a high degree of freedom of movement has been desired for the moving body.
However, in the conventional technique of generating propulsive force by using a drive source such as an engine like the technique described in
そこで、本発明は、従来技術と比較して移動自由度を向上した移動体及びこの移動体の制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a moving body having an improved degree of freedom of movement as compared with the prior art and a method for controlling the moving body.
本発明の一態様は、浮遊可能な浮遊体と、前記浮遊体に搭載され、前記浮遊体を水平方向の少なくとも直交する2方向に沿って移動させる複数の推進力発生部と、を備え、複数の前記推進力発生部により囲まれた領域内に重心が位置し、前記推進力発生部は、回転軸を中心として回転するプロペラを有し、複数の前記推進力発生部の前記回転軸は、少なくとも前記浮遊体の前方、後方、左方及び右方、左回転及び右回転に沿う4つの方向成分を有する向きを指向する移動体である。 One aspect of the present invention includes a plurality of floating bodies and a plurality of propulsive force generating units mounted on the floating body and moving the floating body along at least two directions orthogonal to each other in the horizontal direction. The center of gravity is located in the region surrounded by the propulsion force generating portion, the propulsion force generating portion has a propeller that rotates about a rotation axis, and the rotation shafts of the plurality of propulsion force generating portions are It is a directional moving body having at least four directional components along the front, rear, left and right, left rotation and right rotation of the floating body.
本発明の一態様は、上記の移動体であって、前記プロペラは、前記浮遊体の上部に配置される。 One aspect of the present invention is the moving body, wherein the propeller is placed on top of the floating body.
本発明の一態様は、上記の移動体であって、複数の前記プロペラは、前方及び左方を向く第一プロペラと、後方及び左方を向く第二プロペラと、前方及び右方を向き、前記重心を挟んで前記第二プロペラと対称となる位置に配置される第三プロペラと、後方及び右方を向き、前記重心を挟んで前記第一プロペラと対称となる位置に配置される第四プロペラと、を有し、前記第一プロペラ、前記第二プロペラ、前記第三プロペラ及び前記第四プロペラは、前記重心回りに沿って等間隔となるように配置されている。 One aspect of the present invention is the moving body, wherein the plurality of propellers face forward and right, a first propeller facing forward and left, a second propeller facing backward and left, and so on. A third propeller arranged at a position symmetrical with the second propeller with the center of gravity in between, and a fourth propeller arranged at a position symmetrical with the first propeller with the center of gravity in between, facing backward and to the right. It has a propeller, and the first propeller, the second propeller, the third propeller, and the fourth propeller are arranged at equal intervals along the center of gravity.
本発明の一態様は、上記の移動体であって、前記第一プロペラ、前記第二プロペラ、前記第三プロペラ及び前記第四プロペラの前記回転軸は、前記浮遊体の前後方向及び左右方向に対して45°の方向に沿う。 One aspect of the present invention is the moving body, in which the first propeller, the second propeller, the third propeller and the rotation axis of the fourth propeller are oriented in the front-rear direction and the left-right direction of the floating body. On the other hand, it follows the direction of 45 °.
本発明の一態様は、上記の移動体であって、前記プロペラは、前記浮遊体に対して、前記水平方向に沿って回転可能に取り付けられている。 One aspect of the present invention is the moving body, wherein the propeller is rotatably attached to the floating body along the horizontal direction.
本発明の一態様は、上記の移動体であって、前記プロペラの前記回転軸は、前記プロペラにより発生する流体の流れ方向における上流側から下流側へ向かうにつれて上方へ位置するように傾斜している。 One aspect of the present invention is the moving body, in which the rotation axis of the propeller is inclined so as to be located upward from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the fluid generated by the propeller. There is.
本発明の一態様は、上述の移動体の制御方法であって、前記浮遊体の進行方向と異なる方向成分の推進力を打ち消すように、前記プロペラの回転数と、複数の前記プロペラのうち駆動される前記プロペラと、を決定する移動体の制御方法である。 One aspect of the present invention is the above-mentioned method for controlling a moving body, in which the number of rotations of the propeller and the driving of the plurality of propellers are driven so as to cancel the propulsive force of a directional component different from the traveling direction of the floating body. It is a control method of a moving body which determines the propeller to be made.
本発明によれば、従来技術と比較して移動自由度を向上した移動体及びこの移動体の制御方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a moving body having an improved degree of freedom of movement as compared with the prior art and a method for controlling the moving body.
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は第1実施形態に係る移動体1の斜視図である。
図1に示すように、移動体1は、水面に浮遊して水面上を移動する。
以下の説明においては、水面と直交する方向を上下方向といい、上下方向と直交する方向を前後方向及び左右方向という場合がある。図中のUPは上方を表し、FRは前方を表し、LHは左方を表す。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of the moving
As shown in FIG. 1, the moving
In the following description, the direction orthogonal to the water surface may be referred to as a vertical direction, and the direction orthogonal to the vertical direction may be referred to as a front-back direction and a left-right direction. In the figure, UP represents the upper side, FR represents the front side, and LH represents the left side.
(第1実施形態)
(移動体)
図2は、第1実施形態に係る移動体1の上面図である。図3は、第1実施形態に係る移動体1の側面図である。
移動体1は、浮遊体2と、推進力発生部3と、撮影装置4と、制御装置5と、を備える。
(First Embodiment)
(Mobile)
FIG. 2 is a top view of the moving
The moving
浮遊体2は、水面に対して浮遊可能となっている。浮遊体2は、例えば発泡材料や低密度な樹脂材料、中空構造を有する金属材料等により形成されている。浮遊体2は、上下方向を厚み方向とする板状に形成されている。浮遊体2は、上下方向から見て、上下方向と直交する一の方向に沿って長軸を有する楕円形状に形成されている。本実施形態において、一の方向に沿う方向を前後方向と定義する。上下方向及び前後方向と直交する方向を左右方向と定義する。
The
推進力発生部3は、浮遊体2に搭載されている。推進力発生部3は、浮遊体2を水平方向の少なくとも直交する2方向(本実施形態では前後方向及び左右方向)に沿って移動させる。本実施形態において、推進力発生部3は、プロペラ3である。プロペラ3は、浮遊体2上に複数設けられている。
The propulsion
プロペラ3は、第一プロペラ11と、第二プロペラ12と、第三プロペラ13と、第四プロペラ14と、を有する。図2に示すように、第一プロペラ11、第二プロペラ12、第三プロペラ13及び第四プロペラ14は、移動体1の重心G回りに沿って等間隔となるように配置されている。換言すれば、複数のプロペラ3により囲まれた領域内に移動体1の重心Gが位置している。ここで、移動体1の重心Gとは、浮遊体2、複数のプロペラ3、後述する撮影装置4及び制御装置5を含む移動体1全体の重心Gである。
The
第一プロペラ11は、移動体1の重心Gに対して左方及び後方に離間した位置に配置されている。図1に示すように、第一プロペラ11は、第一支持体21と、第一回転軸C1と、第一羽体31と、を有する。
第一支持体21は、浮遊体2の上面に固定されている。第一支持体21は、三角形板状に形成されている(図3も参照)。第一支持体21の1個の斜辺は、浮遊体2と接続されている。
The
The
図3に示すように、第一回転軸C1は、第一支持体21の上端部に位置する。第一回転軸C1は、三角形板状に形成された第一支持体21のうち、浮遊体2に接続された斜辺の対角と対応する部分に位置する。図2に示すように、第一回転軸C1は、上下方向から見て、後方から前方へ向かうにつれて左方を向くように傾斜している。本実施形態において、上下方向から見た第一回転軸C1の傾斜角度は、前後方向及び左右方向に対して45°となっている。さらに、図3に示すように、第一回転軸C1は、左右方向から見て、後方から前方へ向かうにつれて上方を向くように傾斜している。
As shown in FIG. 3, the first rotation shaft C1 is located at the upper end of the
第一羽体31は、第一回転軸C1の前端部回りに回転可能に取り付けられている。第一羽体31は、回転することにより、第一回転軸C1の軸方向に沿って前方及び左方に向けて風を発生させる。この風の反力により、第一プロペラ11及び第一プロペラ11が取り付けられた浮遊体2は、風の吹き出し方向と反対向きの方向成分を有する推進力を得る。つまり、第一羽体31は、水平方向において、前方及び左方の間の斜め方向(45°方向)に向けて風を吹き出すことにより、後方及び右方の間の斜め方向への推進力を発生させる。
The
第二プロペラ12は、移動体1の重心Gに対して左方及び前方に離間した位置に配置されている。第二プロペラ12のうち回転軸の向き以外の構成は、第一プロペラ11の構成と同等となっている。すなわち、第二プロペラ12は、第二支持体22と、第二回転軸C2と、第二羽体32と、を有する。以下の説明では、第一プロペラ11と同等の構成についての説明を省略する場合がある。
図1に示すように、第二支持体22は、浮遊体2の上面に固定されている。第二支持体22は、三角形板状に形成されている。
The
As shown in FIG. 1, the
第二回転軸C2は、第二支持体22の上端部に位置する。図2に示すように、第二回転軸C2は、上下方向から見て、後方から前方へ向かうにつれて右方を向くように傾斜している。本実施形態において、上下方向から見た第二回転軸C2の傾斜角度は、前後方向及び左右方向に対して45°となっている。図3に示すように、第二回転軸C2は、左右方向から見て、前方から後方へ向かうにつれて上方を向くように傾斜している。
The second rotation shaft C2 is located at the upper end of the
第二羽体32は、第二回転軸C2の後端部回りに回転可能に取り付けられている。第二羽体32は、回転することにより、第二回転軸C2の軸方向に沿って風を発生させる。つまり、第二羽体32は、水平方向において、後方及び左方の間の斜め方向(45°方向)に向けて風を吹き出すことにより、前方及び右方の間の斜め方向への推進力を発生させる。
The
図2に示すように、第三プロペラ13は、移動体1の重心Gに対して右方及び後方に離間した位置に配置されている。第三プロペラ13は、移動体1の重心Gを挟んで第二プロペラ12と対称となる位置に配置されている。第三プロペラ13のうち回転軸の向き以外の構成は、第一プロペラ11の構成と同等となっている。すなわち、第三プロペラ13は、第三支持体23と、第三回転軸C3と、第三羽体33と、を有する。以下の説明では、第一プロペラ11と同等の構成についての説明を省略する場合がある。
図1に示すように、第三支持体23は、浮遊体2の上面に固定されている。第三支持体23は、三角形板状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 1, the
第三回転軸C3は、第三支持体23の上端部に位置する。図2に示すように、第三回転軸C3は、上下方向から見て、後方から前方へ向かうにつれて右方を向くように傾斜している。本実施形態において、上下方向から見た第二回転軸C2の傾斜角度は、前後方向及び左右方向に対して45°となっている。第三回転軸C3は、左右方向から見て、後方から前方へ向かうにつれて上方を向くように傾斜している。
The third rotation shaft C3 is located at the upper end of the
図1に示すように、第三羽体33は、第三回転軸C3の前端部回りに回転可能に取り付けられている。第三羽体33は、回転することにより、第三回転軸C3の軸方向に沿って風を発生させる。つまり、第三羽体33は、水平方向において、前方及び右方の間の斜め方向(45°方向)に向けて風を吹き出すことにより、後方及び左方の間の斜め方向への推進力を発生させる。
As shown in FIG. 1, the
第四プロペラ14は、移動体1の重心Gに対して右方及び前方に離間した位置に配置されている。第四プロペラ14は、移動体1の重心Gを挟んで第一プロペラ11と対称となる位置に配置されている。第四プロペラ14のうち回転軸の向き以外の構成は、第一プロペラ11の構成と同等となっている。すなわち、第四プロペラ14は、第四支持体24と、第四回転軸C4と、第四羽体34と、を有する。以下の説明では、第一プロペラ11と同等の構成についての説明を省略する場合がある。
第四支持体24は、浮遊体2の上面に固定されている。第四支持体24は、三角形板状に形成されている。
The
The
第四回転軸C4は、第四支持体24の上端部に位置する。図2に示すように、第四回転軸C4は、上下方向から見て、後方から前方へ向かうにつれて左方を向くように傾斜している。本実施形態において、上下方向から見た第四回転軸C4の傾斜角度は、前後方向及び左右方向に対して45°となっている。第四回転軸C4は、左右方向から見て、前方から後方へ向かうにつれて上方を向くように傾斜している。
The fourth rotation shaft C4 is located at the upper end of the
第四羽体34は、第四回転軸C4の後端部回りに回転可能に取り付けられている。第四羽体34は、回転することにより、第四回転軸C4の軸方向に沿って風を発生させる。つまり、第四羽体34は、水平方向において、後方及び右方の間の斜め方向(45°方向)に向けて風を吹き出すことにより、前方及び左方の間の斜め方向への推進力を発生させる。
The
このように形成された複数のプロペラ3の回転軸の方向は、合計で、浮遊体2の前方、後方、左方及び右方に沿う方向成分を有する。具体的に、本実施形態において、第二プロペラ12及び第四プロペラ14は、前方に沿う方向成分を有する。第一プロペラ11及び第三プロペラ13は、後方に沿う方向成分を有する。第一プロペラ11及び第二プロペラ12は、右方に沿う方向成分を有する。第三プロペラ13及び第四プロペラ14は、左方に沿う方向成分を有する。
The directions of the rotation axes of the plurality of
加えて、第一プロペラ11、第二プロペラ12、第三プロペラ13及び第四プロペラ14は、上下方向において、上方に向けて風を吹き出すことにより、浮遊体2を水面に押し付ける方向への押圧力を発生させる。これにより、プロペラ3が回転した際の浮遊体2の浮き上がりが抑制されている。
In addition, the
撮影装置4は、各プロペラ3よりも前方かつ左右方向の中央部に配置されている。撮影装置4は、例えば移動体1の周囲の様子を撮影するカメラ等である。撮影装置4は、浮遊体2の上面に固定されている。なお、撮影装置4は、カメラの他に、例えばカメラの向きや角度を調節するためのカメラスタンド等を有してもよい。
The photographing
制御装置5は、浮遊体2に内蔵されている。本実施形態において、制御装置5は、複数のプロペラ3より後方かつ左右方向の中央部に配置されている。このように撮影装置4及び制御装置5が配置されることにより、浮遊体2の中央部に移動体1の重心Gが位置している。
制御装置5は、複数のプロペラ3のうち駆動するプロペラ3の種類及びプロペラ3の回転数を制御している。各プロペラ3は、制御装置5からの信号により駆動するタイミングや回転時の回転数が決められている。制御装置5は、離れた位置で操作された不図示のコントローラの信号を受信する受信部(不図示)を有する。移動体1の操作者は、コントローラを操作することにより、移動体1の動作を制御する。
The
The
(移動体の制御方法)
次に、上述の移動体1を制御するための移動体の制御方法について説明する。
移動体の制御方法は、浮遊体2の進行方向と異なる方向成分の推進力を打ち消すように、プロペラ3の回転数と、複数のプロペラ3のうち駆動されるプロペラ3と、を決定する。これにより、移動体1の進行方向及び移動体1全体の回転を制御する。具体的に、移動体の制御方法では、移動したい方向に推進力を発生させ得るプロペラ3を選定して駆動するとともに、移動したい方向と異なる方向成分の推進力が発生した場合に異なる方向成分の推進力を打ち消すようにプロペラ3及び回転数(出力)を制御する。
(Mobile control method)
Next, a method of controlling the moving body for controlling the above-mentioned moving
The method of controlling the moving body determines the rotation speed of the
図4は、前方へ推進する際の移動体の制御方法を示す移動体1の上面図である。
図4に示すように、例えば移動体1を前方へ向けて推進させる場合、前方を向く方向成分を有するプロペラ3を駆動する。具体的には、後方に向けて風を吹き出す第二プロペラ12及び第四プロペラ14を駆動する。このとき、第二プロペラ12の出力W1と、第四プロペラ14の出力W2と、は同等となるように設定されている(W1=W2)。これにより、第二プロペラ12のうち右方向きの方向成分の推進力と、第四プロペラ14のうち左方向きの方向成分の推進と、が相殺される。よって、プロペラ3全体として、前方への推進力のみが残り、移動体1が前方へ推進する。
FIG. 4 is a top view of the moving
As shown in FIG. 4, for example, when the moving
図5は、右方へ推進する際の移動体の制御方法を示す移動体1の上面図である。
図5に示すように、例えば移動体1を右方へ向けて推進させる場合、右方を向く方向成分を有するプロペラ3を駆動する。具体的には、左方に向けて風を吹き出す第一プロペラ11及び第二プロペラ12を駆動する。このとき、第一プロペラ11の出力W3と、第二プロペラ12の出力W4と、は同等となるように設定されている(W3=W4)。これにより、第一プロペラ11のうち後方向きの方向成分の推進力と、第二プロペラ12のうち前方向きの方向成分の推進力と、が相殺される。よって、プロペラ3全体として、右方への推進力のみが残り、移動体1が右方へ推進(平行移動)する。
FIG. 5 is a top view of the moving
As shown in FIG. 5, for example, when the moving
図6は、回転する際の移動体の制御方法を示す移動体1の上面図である。
図6に示すように、例えば移動体1を重心G回りの一方向(図6では時計回り)に回転させる場合、重心Gに対して回転モーメントが働く方向成分を有するプロペラ3を駆動する。具体的には、左後方に向けて風を吹き出す第二プロペラ12及び右前方に向けて風を吹き出す第三プロペラ13を駆動する。このとき、第二プロペラ12の出力W5と、第三プロペラ13の出力W6と、は同等となるように設定されている(W5=W6)。これにより、プロペラ3全体として、重心Gを中心として一方向に回転可能な方向成分の推進力のみが残り、移動体1が一方向に回転する。
FIG. 6 is a top view of the moving
As shown in FIG. 6, for example, when the moving
図7は、右前方へ推進する際の移動体の制御方法を示す移動体1の上面図である。
図7に示すように、例えば移動体1を前方及び右方に対して45°の斜め方向へ向けて推進させる場合、右前方を向く方向成分を有するプロペラ3を駆動する。具体的には、左方に向けて風を吹き出す第一プロペラ11と、後方に向けて風を吹き出す第四プロペラ14と、左方及び後方に向けて風を吹き出す第二プロペラ12と、を駆動する。このとき、第一プロペラ11の出力W7と、第四プロペラ14の出力W8と、は同等となるように設定されている(W7=W8)。また、第二プロペラ12の出力W9は、第一プロペラ11の出力W7の約2倍となっている(W9=2×W7)。これにより、第一プロペラ11のうち後方向きの方向成分の推進力と、第四プロペラ14のうち左方向きの方向成分の推進力と、が第二プロペラ12の出力W9により相殺される。よって、プロペラ3全体として、右前方への推進力のみが残り、移動体1が右前方へ推進(平行移動)する。
FIG. 7 is a top view of the moving
As shown in FIG. 7, for example, when the moving
(作用、効果)
次に、上述の移動体1及び移動体の制御方法の作用、効果について説明する。
本実施形態の移動体1によれば、推進力発生部3(プロペラ3)は、浮遊体2を水平方向の少なくとも直交する2方向に沿って移動させる。このため、移動体1は、例えば前後方向に沿う第一方向の他に、左右方向に沿う第二方向へ平行移動することができる。これにより、前後方向にのみ移動可能な従来技術と比較して、移動体1の移動自由度を向上できる。さらに、第一方向への移動と第二方向への移動とを組み合わせることにより、第一方向及び第二方向に対応する斜め方向へ移動させることが可能となる。よって、簡素な構成により操作者の意図に応じた任意の方向に移動体1を移動させることができる。また、浮遊体2にカメラを搭載した場合には、移動体1を平行移動させることにより、同一の方向で撮影をすることができる。さらに、カメラの向きが旋回動作により変わることがないので、位置把握が容易になり、移動体1の使い勝手を向上できる。
複数のプロペラ3は、移動体1の重心Gを囲うように配置されるので、例えば重心Gを中心とした回転方向に沿って推進力を発生させることにより、移動体1を回転移動させることができる。これにより、上述の平行移動と併せてより移動体1を任意の方向へ移動させ易くなる。
したがって、従来技術と比較して移動自由度を向上した移動体1を提供できる。
(Action, effect)
Next, the actions and effects of the above-mentioned moving
According to the moving
Since the plurality of
Therefore, it is possible to provide the moving
移動体1は、推進力発生部3としてプロペラ3を有する。プロペラ3が回転軸C1,C2,C3,C4回りに回転することにより、推進力が発生する。プロペラ3の回転軸C1,C2,C3,C4は、少なくとも浮遊体2の前方、後方、左方及び右方に沿う方向成分を有する。このため、複数のプロペラ3のうち移動させたい方向の方向成分を有する所定のプロペラ3を駆動することで、所定の方向に推進力を発生させることができる。よって、所望の方向に移動体1を移動させることができる。
The moving
プロペラ3は、浮遊体2の上部に配置される。このため、浮遊体2の上部に配置されたプロペラ3により推進力を発生させることができる。よって、推進力発生部3を簡素な構成とすることができるとともに、プロペラ3のメンテナンス性を向上できる。
The
複数のプロペラ3は、第一プロペラ11と、第二プロペラ12と、第三プロペラ13と、第四プロペラ14と、を有する。このように、4個のプロペラ3により、少なくとも前方、後方、左方及び右方に沿う方向成分の推進力が得られる。これにより、4個のプロペラ3のうち所定のプロペラ3を所定の回転数で駆動させることにより、任意の方向に推進力を発生させることができる。4個のプロペラ3は、重心G回りに沿って等間隔となるように配置されている。これにより、移動体1全体の重心Gの偏りが抑制される。さらに、重心G回りの回転方向に沿って推進力が発生するように所定のプロペラ3を駆動することで、移動体1を重心G回りに回転させることができる。よって、少ない個数のプロペラ3で、効率よく所望の方向に移動体1を移動させることができる。
The plurality of
各プロペラ3の回転軸C1,C2,C3,C4は、前後方向及び左右方向に対して45°傾斜して配置されている。これにより、移動体1を移動させたい方向に対して、各プロペラ3の組み合わせによる移動体1の移動方向を容易に決定できる。よって、移動方向の制御を容易にした移動体1とすることができる。
The rotation axes C1, C2, C3, and C4 of each
プロペラ3の回転軸C1,C2,C3,C4は、回転軸C1,C2,C3,C4の基端部から先端部、すなわちプロペラ3により発生する風の上流側から下流側へ向かうにつれて上方を向くように傾斜しているので、プロペラ3が駆動すると、その反力によりプロペラ3及び浮遊体2が下方へ押し付けられる。このため、特に水面上を移動する移動体1に適用した場合に、浮遊体2が水面に押し付けられることにより、浮遊体2が水面から浮くことを抑制できる。よって、移動体1の安定性を高く維持することができる。
The rotation shafts C1, C2, C3, and C4 of the
本実施形態の移動体の制御方法によれば、浮遊体2の進行方向と異なる方向成分の推進力を打ち消すように、プロペラ3の回転数と、複数のプロペラ3のうち駆動されるプロペラ3と、を決定する。このため、例えば複数のプロペラ3のうち、浮遊体2の進行方向に沿う方向成分の推進力と、進行方向と異なる方向成分の推進力と、を有するプロペラ3を駆動した場合に、その異なる方向成分の推進力を打ち消すように他のプロペラ3の回転数及び駆動されるプロペラ3を決定する。このように、複数のプロペラ3を組み合わせた際に進行方向と異なる方向成分の推進力を相互に打ち消し合うことで、複数のプロペラ3の推進力の合力を進行方向に沿う方向とすることができる。よって、例えば浮遊体2に対してプロペラ3の向きが固定されている場合であっても、駆動するプロペラ3の組み合わせ等により移動体1を所望の方向に移動させることができる。
したがって、従来技術と比較して移動自由度を向上した移動体の制御方法を提供できる。
According to the method for controlling the moving body of the present embodiment, the number of rotations of the
Therefore, it is possible to provide a method for controlling a moving body having an improved degree of freedom of movement as compared with the prior art.
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。図8は、第2実施形態に係る移動体1の斜視図である。以下の説明において、上述した第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。第2実施形態では、プロペラ3がそれぞれ浮遊体2に対して回転可能に設けられている点において上述した第1実施形態と相違している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. FIG. 8 is a perspective view of the moving
第2実施形態において、プロペラ3は、浮遊体2に対して、水平方向に沿って回転可能に取り付けられている。具体的に、第一プロペラ11の第一支持体21は、浮遊体2に対して、上下方向に沿う第一水平回転軸O1を中心として回転可能に取り付けられている。第二プロペラ12の第二支持体22は、浮遊体2に対して、上下方向に沿う第二水平回転軸O2を中心として回転可能に取り付けられている。第三プロペラ13の第三支持体23は、浮遊体2に対して、上下方向に沿う第三水平回転軸O3を中心として回転可能に取り付けられている。第四プロペラ14の第四支持体24は、浮遊体2に対して、上下方向に沿う第四水平回転軸O4を中心として回転可能に取り付けられている。
In the second embodiment, the
第2実施形態によれば、プロペラ3が浮遊体2に対して回転するので、1個のプロペラ3に対して推進力を発生させる方向を任意に設定できる。このように、1個のプロペラ3により任意の方向に推進力を発生させることができるので、方向成分毎に複数のプロペラ3を設ける必要がない。よって、搭載するプロペラ3の個数を削減し、移動体1を軽量化できる。また、移動したい方向に合わせて各プロペラ3の向きを変えることで、搭載された全てのプロペラ3の推進力を移動体1の推進力として利用できる。よって、プロペラ3の効率を向上できる。
According to the second embodiment, since the
なお、上述した実施形態では、推進力発生部3として、浮遊体2の上部に配置されたプロペラ3が用いられる構成について説明したが、これに限られない。推進力発生部3として、例えば回転軸を有しない送風装置や、水面下に設けられるスクリュー等を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
プロペラ3の個数は、上述した実施形態に限られない。但し、浮遊体2に対して固定されたプロペラ3を用いて浮遊体2の前方、後方、左方及び右方への平行移動と、重心Gを中心とした回転運動と、を可能とするためには、少なくとも3個以上のプロペラ3を有することが望ましい。また、移動体1の制御が行い易い点において、4個のプロペラ3の回転軸C1,C2,C3,C4が各方向に対して45°の方向を向き、かつ重心G回りに等間隔に配置された本実施形態の構成は優位性がある。
The number of
各羽体31,32,33,34は、逆回転することにより正回転時とは反対向きの推進力を発生可能に構成されてもよい。
浮遊体2の形状は、上述した実施形態に限られない。
移動体1は、カメラ等の撮影装置の他に、各種のセンサやその他の計測機器等を搭載してもよい。
Each of the
The shape of the floating
The moving
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to replace the components in the above-described embodiments with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention, and the above-described embodiments may be combined as appropriate.
1…移動体、2…浮遊体、3…プロペラ(推進力発生部)、11…第一プロペラ、12…第二プロペラ、13…第三プロペラ、14…第四プロペラ、C1…第一回転軸(回転軸)、C2…第二回転軸(回転軸)、C3…第三回転軸(回転軸)、C4…第四回転軸(回転軸)、G…重心 1 ... moving body, 2 ... floating body, 3 ... propeller (propulsive force generating part), 11 ... first propeller, 12 ... second propeller, 13 ... third propeller, 14 ... fourth propeller, C1 ... first rotation axis (Rotation axis), C2 ... Second rotation axis (rotation axis), C3 ... Third rotation axis (rotation axis), C4 ... Fourth rotation axis (rotation axis), G ... Center of gravity
Claims (7)
前記浮遊体に搭載され、前記浮遊体を水平方向の少なくとも直交する2方向に沿って移動させる複数の推進力発生部と、
を備え、
複数の前記推進力発生部により囲まれた領域内に重心が位置し、
前記推進力発生部は、回転軸を中心として回転するプロペラを有し、
複数の前記推進力発生部の前記回転軸は、少なくとも前記浮遊体の前方、後方、左方及び右方、左回転及び右回転に沿う4つの方向成分を有する向きを指向する、移動体。 Floating bodies that can float and
A plurality of propulsive force generating portions mounted on the floating body and moving the floating body along at least two directions orthogonal to each other in the horizontal direction.
With
The center of gravity is located in the area surrounded by the plurality of propulsive force generating parts, and the center of gravity is located.
The propulsive force generating portion has a propeller that rotates about a rotation axis, and has a propeller.
The rotation axis of the plurality of propulsion force generating portions is a moving body that directs a direction having at least four directional components along the front, rear, left and right, left rotation and right rotation of the floating body.
前方及び左方を向く第一プロペラと、
後方及び左方を向く第二プロペラと、
前方及び右方を向き、前記重心を挟んで前記第二プロペラと対称となる位置に配置される第三プロペラと、
後方及び右方を向き、前記重心を挟んで前記第一プロペラと対称となる位置に配置される第四プロペラと、
を有し、
前記第一プロペラ、前記第二プロペラ、前記第三プロペラ及び前記第四プロペラは、前記重心回りに沿って等間隔となるように配置されている、請求項2に記載の移動体。 The plurality of propellers
The first propeller facing forward and left,
The second propeller facing backwards and to the left,
A third propeller that faces forward and to the right and is arranged at a position symmetrical with the second propeller across the center of gravity.
A fourth propeller that faces backward and to the right and is arranged at a position symmetrical to the first propeller with the center of gravity in between.
Have,
The moving body according to claim 2 , wherein the first propeller, the second propeller, the third propeller, and the fourth propeller are arranged at equal intervals along the center of gravity.
前記浮遊体の進行方向と異なる方向成分の推進力を打ち消すように、前記プロペラの回転数と、複数の前記プロペラのうち駆動される前記プロペラと、を決定する、移動体の制御方法。 The method for controlling a moving body according to any one of claims 2 to 6.
A method for controlling a moving body, which determines the number of rotations of the propeller and the propeller driven among the plurality of propellers so as to cancel the propulsive force of a directional component different from the traveling direction of the floating body.
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