JP7011474B2 - Flying device for spraying - Google Patents
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Description
本発明は、液体を散布対象物に向けて散布する散布用飛行装置に関する。 The present invention relates to a spraying flight device that sprays a liquid toward a spraying object.
特許文献1には、ドローン(無人飛行体)を用いて薬剤などの液体の散布を行なう技術が開示されている。
上記従来技術では、ドローンは、液体を貯えたタンク、液体を散布するノズル、タンクの液体をノズルに圧送するポンプなどを搭載している。
In the above-mentioned prior art, the drone is equipped with a tank for storing liquid, a nozzle for spraying the liquid, a pump for pumping the liquid in the tank to the nozzle, and the like.
上記従来技術では、液体の散布量がタンクの容量で制約され、また、ドローンに搭載可能なタンクの重量も制約されることから、液体の散布量や液体を散布する面積が限定されるので、液体の散布を大量にあるいは広範囲にわたって行なうことは困難であり、液体を散布する作業効率の向上を図る上で不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利な散布用飛行装置を提供することにある。
In the above-mentioned prior art, the amount of liquid sprayed is limited by the capacity of the tank, and the weight of the tank that can be mounted on the drone is also limited, so that the amount of liquid sprayed and the area where the liquid is sprayed are limited. It is difficult to spray the liquid in a large amount or over a wide area, which is disadvantageous in improving the work efficiency of spraying the liquid.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a flight device for spraying, which is advantageous for improving the work efficiency of liquid spraying work.
上述の目的を達成するため、本発明は、散布対象物に沿って飛行する飛行体と、前記飛行体に設けられた液体散布用のノズルと、前記ノズルに液体を供給する液体供給用ホースと、前記ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホースと、前記飛行体の飛行制御を行なう飛行制御部と、前記液体および前記圧縮空気の前記ノズルからの噴射を制御する噴射制御部と、前記飛行制御部および前記噴射制御部との間で制御情報の通信を行なう通信ケーブルと、を備えた散布用飛行装置であって、前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとが前記制御用通信ケーブルにより束ねられ、前記通信ケーブルは束線材料として機能し、前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとは、スパイラル状に巻き癖が付けられ、それらホースに張力が加わっていない状態で、前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとはそれらの弾性により螺旋状に積み重ねられ、全長が最も短かい収納状態となることを特徴とする。
また、本発明は、前記飛行体は、プロペラと、前記プロペラを回転駆動する電気モータを含んだプロペラ駆動部とを有し、前記プロペラ駆動部に電力を供給する電力供給用ケーブルをさらに備え、前記電力供給用ケーブルは前記通信ケーブルと束ねられ、前記電力供給用ケーブルは前記通信ケーブルと共に前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとの束線材料として機能していることを特徴とする。
また、本発明は、前記ノズルと前記プロペラはN個(ただしNは3以上の自然数)ずつ設けられ、飛行体は前記ノズルと前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースと前記プロペラを支持する機体を備え、平面視した場合、各ノズルは、前記機体の中心を中心としN個の前記プロペラの旋回軌跡の外周部に接する仮想円の半径方向外側に離れた箇所に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記飛行体は、カメラと、前記カメラの制御を行なうカメラ制御部とを有し、前記カメラ制御部との間で制御情報および画像情報の通信を行なうカメラ用通信ケーブルをさらに備え、前記カメラ用通信ケーブルは前記通信ケーブルと束ねられ、前記カメラ用通信ケーブルは前記通信ケーブルと共に前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとの束線材料として機能していることを特徴とする。
また、本発明は、前記液体は、塗料またはモルタルまたは農薬剤または殺虫剤または消火剤または水であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a flying object flying along an object to be sprayed, a liquid spraying nozzle provided on the flying object, and a liquid supply hose for supplying a liquid to the nozzle. , The compressed air supply hose that supplies compressed air to the nozzle, the flight control unit that controls the flight of the flying object, the injection control unit that controls the injection of the liquid and the compressed air from the nozzle, and the above. A spraying flight device including a communication cable for communicating control information between the flight control unit and the injection control unit, wherein the liquid supply hose and the compressed air supply hose are for control. The communication cable is bundled by a communication cable, the communication cable functions as a bundle wire material, and the liquid supply hose and the compressed air supply hose are spirally wound and no tension is applied to the hoses. The liquid supply hose and the compressed air supply hose are stacked in a spiral shape due to their elasticity, and are characterized in that the total length is the shortest in the stored state .
Further, in the present invention, the flying object has a propeller and a propeller drive unit including an electric motor for rotationally driving the propeller, and further includes a power supply cable for supplying power to the propeller drive unit. The power supply cable is bundled with the communication cable, and the power supply cable functions together with the communication cable as a bundle wire material between the liquid supply hose and the compressed air supply hose. ..
Further, in the present invention, the nozzle and the propeller are provided with N pieces each (where N is a natural number of 3 or more), and the flying object supports the nozzle, the liquid supply hose, the compressed air supply hose, and the propeller. When viewed in a plan view, each nozzle shall be located at a location distant from the center of the aircraft and in contact with the outer peripheral portion of the turning locus of the N propellers in the radial direction. It is characterized by.
Further, in the present invention, the flying object has a camera and a camera control unit that controls the camera, and a communication cable for a camera that communicates control information and image information between the camera control unit. Further, the camera communication cable is bundled with the communication cable, and the camera communication cable functions together with the communication cable as a bundle wire material between the liquid supply hose and the compressed air supply hose. It is a feature.
The present invention is also characterized in that the liquid is a paint, a mortar, a pesticide, an insecticide, a fire extinguisher, or water.
本発明によれば、飛行体に設けられた液体散布用のノズルに液体を供給する液体供給用ホースと、ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホースとを設けたので、散布する液体の量が制約されないため、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、液体供給用ホースと圧縮空気供給用ホースと通信ケーブルとが絡むことがなく、飛行体の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、プロペラ駆動部に電力を供給する電力供給用ケーブルを備えているので、飛行体の飛行時間が飛行体に搭載されたバッテリの容量に制約されないため、液体を散布する作業効率の向上を図る上で有利となり、また、液体供給用ホースと圧縮空気供給用ホースと電力供給用ケーブルとが絡むことがなく、飛行体の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、プロペラの回転により生ずる気流の影響を受けず、ノズルによる液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、液体供給用ホースと圧縮空気供給用ホースとカメラ用通信ケーブルとが絡むことがなく、飛行体の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、ノズルにより散布する液体として、塗料またはモルタルまたは農薬剤または殺虫剤または消火剤または水を用いることができ、様々な液体の散布作業を行なう上で有利となる。
According to the present invention, since the liquid supply hose for supplying the liquid to the liquid spraying nozzle provided in the flying object and the compressed air supply hose for supplying the compressed air to the nozzles are provided, the liquid to be sprayed is provided. Since the amount is not restricted, it is advantageous in improving the work efficiency of the liquid spraying work.
In addition, the hose for supplying liquid, the hose for supplying compressed air, and the communication cable do not get entangled, so that the flying object can fly smoothly, which is advantageous in improving the work efficiency of the liquid spraying work.
Further, according to the present invention, since the power supply cable for supplying power to the propeller drive unit is provided, the flight time of the air vehicle is not limited by the capacity of the battery mounted on the air vehicle, and therefore the liquid is sprayed. It is advantageous in improving work efficiency, and the hose for supplying liquid, the hose for supplying compressed air, and the cable for power supply do not get entangled, so that the flying object can fly smoothly and the liquid spraying work. It is advantageous in improving efficiency.
Further, according to the present invention, it is not affected by the air flow generated by the rotation of the propeller, which is advantageous in improving the work efficiency of the liquid spraying work by the nozzle.
Further, according to the present invention, the liquid supply hose, the compressed air supply hose, and the camera communication cable are not entangled, the flying object can fly smoothly, and the work efficiency of the liquid spraying work is improved. It will be advantageous on.
Further, according to the present invention, paint, mortar, pesticide, insecticide, fire extinguishing agent, or water can be used as the liquid to be sprayed by the nozzle, which is advantageous in spraying various liquids.
以下、本発明に係る散布用飛行装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
図1に示すように、散布用飛行装置10は、飛行体12と、ノズル14と、カメラ16と、液体供給用ホース18と、圧縮空気供給用ホース20と、飛行制御部22(図6)と、噴射制御部24(図6)と、カメラ制御部26(図6)と、制御用通信ケーブル28と、カメラ用通信ケーブル30と、電力供給用ケーブル32と、電源装置34と、コンプレッサ36と、液体タンク38と、液体圧送ポンプ40と、操作制御部42などを含んで構成されている。
Hereinafter, embodiments of the spraying flight device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
なお、本明細書において、液体とは、塗料、モルタル、農薬剤、殺虫剤、消火剤、水などの散布可能な液体を含み、液体の散布とは、液体を霧状にして散布することに加え、塗料やモルタルを対象物に吹付けることを含むものとする。 In the present specification, the liquid includes paints, mortars, pesticides, pesticides, fire extinguishing agents, water and other sprayable liquids, and the liquid spraying refers to spraying the liquid in the form of a mist. In addition, it shall include spraying paint or mortar onto the object.
飛行体12は、散布対象物に沿って飛行するものであり、いわゆるドローンなどの無人飛行体を含む。
図2、図3、図4に示すように、飛行体12は、機体44と、4つのプロペラ46(回転翼)と、プロペラ駆動部48と、飛行制御部22(図6)とを含んで構成されている。
なお、本実施の形態では、飛行体12が4つのプロペラ46を備える場合について説明するが、プロペラ46の数は、機体44が安定して飛行するために、3つ以上であればよい。
機体44は、平面視した状態で、中央に位置するフレーム4402と、アーム4404と、支持部材4406とを含んで構成されている。
フレーム4402の外周部には、フレーム4402の周方向に90度の間隔をおいて突出する4つの突出部4408が設けられ、アーム4404は隣り合う突出部4408の間に位置するフレーム4402の箇所から突設され、したがって、アーム4404は4つ設けられている。
また、支持部材4406は、各突出部4408の先端から突設され、それらの先部でそれぞれノズル14を支持している。したがって、ノズル14は、4つの支持部材4406の先部にそれぞれ設けられた第1~第4ノズル14A~14Dで構成されている。
The
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the
In the present embodiment, the case where the
The
On the outer peripheral portion of the frame 4402, four projecting
Further, the
プロペラ46は、4つのアーム4404の先端にそれぞれ回転可能に支持されている。
図3、図4、図6に示すように、プロペラ駆動部48は、プロペラ46を回転駆動する電気モータ4802を含んで構成され、本実施の形態では、プロペラ46毎に電気モータ4802が設けられている。
すなわち、本実施の形態では、各アーム4404の先端に電気モータ4802が支持され、電気モータ4802の出力軸にプロペラ46が支持されている。
それら電気モータ4802は、電力供給用ケーブル32を介して供給される電力に基づいて動作する。
The
As shown in FIGS. 3, 4, and 6, the
That is, in the present embodiment, the
The
ノズル14は、液体を圧縮空気と混合して噴射することで液体を対象物に散布するものである。
図2に示すように、平面視した場合、各支持部材4406は隣り合うプロペラ46の旋回軌跡Pの間を延在している。
そして、第1~第4ノズル14A~14Dは、機体44の中心を中心とし4つのプロペラ46の旋回軌跡Pの外周部に接する仮想円Cの半径方向外側に離れた箇所に配置されている。
これによりプロペラ46の回転により生ずる気流の影響を受けず、ノズル14による液体の散布作業を効率よく行えるように図られている。
The
As shown in FIG. 2, when viewed in a plan view, each
The first to
As a result, the liquid spraying work by the
図6に示すように、第1~第4ノズル14A~14Dは、圧縮空気が供給される圧縮空気入口1402と、液体が供給される液体入口1404と、液体および圧縮空気を噴射する噴射口1406とを備え、圧縮空気と液体が供給されることで、圧縮空気と液体を混合して噴射口1406から噴射する。
図2、図3に示すように、第1ノズル14Aと第2ノズル14Bは、互いに180度位相が異なる2つの支持部材4406に設けられ、それぞれ機体44の中心軸に対して直交する方向に噴射口1406を向けて、すなわち、機体44の中心軸に対して直交する方向に液体の散布方向を向けて設けられている。
図2、図4に示すように、第3ノズル14Cは、残りの2つの支持部材4406の一方に設けられ、機体44の中心軸に対して機体44の斜め上方に噴射口1406を向けて、すなわち、機体44の中心軸に対して機体44の斜め上方に液体の散布方向を向けて設けられている。
図2、図4に示すように、第4ノズル14Dは、残りの2つの支持部材4406の他方に設けられ、機体44の中心軸に対して機体44の斜め下方に噴射口1406を向けて、すなわち、機体44の中心軸に対して機体44の斜め下方に液体の散布方向を向けて設けられている。
As shown in FIG. 6, the first to
As shown in FIGS. 2 and 3, the
As shown in FIGS. 2 and 4, the
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図2、図3、図4に示すように、カメラ16は、飛行体12の周辺を撮像して画像情報(静止画、動画)を生成するものであり、本実施の形態では、第1~第4カメラ16A~16Dで構成されている。
第1~第4カメラ16A~16Dは、何れもパン、チルト、ズーム機能を備えており、カメラ制御部26の制御によって撮像する方向や倍率(画角)が制御される。
第1カメラ16Aと第2カメラ16Bは、対向する2つの突出部4408の上面と下面とに設けられ、第3カメラ16Cと第4カメラ16Dは、残りの対向する2つの突出部4408の上面と下面とに設けられている。
したがって、第1カメラ16A、第3カメラ16Cは、主として飛行体12の上方あるいは側方を撮像可能であり、第2カメラ16B、第4カメラ16Dは、主として飛行体12の下方あるいは側方を撮像可能としている。
このように複数のカメラ16を設けることで、一部のカメラ16が故障しても飛行体12の周囲の状況を確実に撮像できるように図られている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the
The first to
The
Therefore, the
By providing the plurality of
図1に示すように、液体供給用ホース18は、第1~第4ノズル14A~14Dに液体を供給するものであり、その基端が液体圧送ポンプ40の吐出口4002に連結され、先端が噴射制御部24(図6、図7)に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
圧縮空気供給用ホース20は、第1~第4ノズル14A~14Dに圧縮空気を供給するものであり、その基端がコンプレッサ36の吐出口3602に連結され、先端が後述する噴射制御部24(図6、図7)に接続されている。
図1に示すように、圧縮空気供給用ホース20および液体供給用ホース18は、弾性を有しスパイラル状に巻き癖が付けられており、それらホース20、18に張力が加わっていない状態では、圧縮空気供給用ホース20および液体供給用ホース18の弾性により螺旋状に積み重ねられ、全長が最も短かい収納状態に復帰するように構成されている。
したがって、図4に示すように、圧縮空気供給用ホース20および液体供給用ホース18は、飛行体12の上昇によって張力が加わることで伸長し、図1に示すように、飛行体12が下降することにより張力が減ることで収縮する。そのため、圧縮空気供給用ホース20および液体供給用ホース18は、飛行体12の昇降に応じて伸縮することでたるみが生じにくく、それらホース20、18が絡むことが防止されるように図られている。
The compressed
As shown in FIG. 1, the compressed
Therefore, as shown in FIG. 4, the compressed
図6に示すように、飛行制御部22は、後述する操作制御部42から制御用通信ケーブル28を介して供給される制御情報と、電力供給用ケーブル32を介して供給される電力とに基づいてプロペラ駆動部48を制御することにより、飛行体12を飛行させるものであり、飛行体12の姿勢制御、飛行体12の移動制御などを行わせるものである。
飛行制御部22による飛行体12の制御は、GPS測位装置やジャイロセンサなどの従来公知の様々なセンサを用いて行なわれ、飛行制御部22として従来公知の様々な構成が使用可能である。
As shown in FIG. 6, the
The
噴射制御部24は、後述する操作制御部42から制御用通信ケーブル28を介して供給される制御情報に基づいて液体および圧縮空気のノズル14からの噴射を制御するものである。
本実施の形態では、噴射制御部24は、第1~第4ノズル14A~14Dのそれぞれに設けられた液体供給弁50および圧縮空気供給弁52と、それら液体供給弁50および圧縮空気供給弁52の開閉制御を行なう弁制御部54とを含んで構成されている。
The
In the present embodiment, the
液体供給用ホース18は、第1~第4ノズル14A~14Dに対応して分岐した液体分岐管58を介して第1~第4ノズル14A~14Dの液体入口1404に接続されている。
液体供給弁50は、電磁弁で構成され各液体分岐管58に設けられている。
圧縮空気供給用ホース20は、第1~第4ノズル14A~14Dに対応して分岐した圧縮空気分岐管56を介して第1~第4ノズル14A~14Dの圧縮空気入口1402に接続されている。
圧縮空気供給弁52は、電磁弁で構成され各圧縮空気分岐管56に設けられている。
弁制御部54は、操作制御部42から供給される制御情報に基づいて各ノズル14の液体供給弁50および圧縮空気供給弁52の開閉制御を行なう。
したがって、弁制御部54によって、第1~第4ノズル14A~14Dから選択された1または2以上のノズル14からの液体および圧縮空気の噴射の実行、停止が制御される。
また、弁制御部54によって、液体供給弁50および圧縮空気供給弁52の開度を制御することでノズル14からの液体の噴射量を制御するようにしてもよいことは無論である。
The
The
The compressed
The compressed
The
Therefore, the
Further, it goes without saying that the
なお、噴射制御部24は、液体および圧縮空気のノズル14からの噴射を制御するものであればよく、噴射制御部24の構成は実施の形態に限定されず、従来公知の様々な構成が採用可能である。
例えば、圧縮空気供給弁52を省き、圧縮空気をノズル14に常時供給した状態としておき、液体供給弁50の開閉制御のみによって液体および圧縮空気のノズル14からの噴射を制御するようにしてもよい。
なお、本実施の形態のように、液体供給弁50および圧縮空気供給弁52の双方を開閉制御するようにすると、圧縮空気がノズル14から常時噴出する場合に比較してコンプレッサ36の負荷を低減する上で有利となる。
また、液体供給弁50、圧縮空気供給弁52を液体分岐管58、圧縮空気分岐管56に設ける代わりに、液体供給弁50、圧縮空気供給弁52を第1~第4ノズル14A~14Dに組み込んでもよい。
また、第1~第4ノズル14A~14Dのそれぞれに対応して液体供給弁50および圧縮空気供給弁52を設ける代わりに、液体供給用ホース18と各ノズル14との間に液体を各ノズル14に分配して供給する液体分配弁を設けると共に、圧縮空気供給用ホース20と各ノズル14との間に圧縮空気を各ノズル14に分配して供給する圧縮空気分配弁を設け、それら液体分配弁および圧縮空気分配弁を弁制御部54によって制御するなど任意である。
The
For example, the compressed
If both the
Further, instead of providing the
Further, instead of providing the
カメラ制御部26は、後述する操作制御部42からカメラ用通信ケーブル30を介して供給される制御情報に基づいて第1~第4カメラ16A~16Dのオンオフ制御、パン制御、チルト制御、ズーム制御などを行なうと共に、第1~第4カメラ16A~16Dで撮像された画像情報を通信ケーブルを介して操作制御部42へ供給するものである。
The
制御用通信ケーブル28は、後述する操作制御部42と、飛行制御部22、噴射制御部24とを接続するものであり、飛行制御部22、噴射制御部24に供給すべき制御情報の通信を行なう。
カメラ用通信ケーブル30は、後述する操作制御部42と、カメラ制御部26とを接続するものであり、カメラ制御部26に供給すべき制御情報の通信を行ない、また、操作制御部42に供給すべき第1~第4カメラ16A~16Dの画像情報の通信を行なう。
本実施の形態では、制御用通信ケーブル28は、操作制御部42と飛行制御部22とを接続する飛行制御用通信ケーブル28Aと、操作制御部42と噴射制御部24とを接続する噴射制御用通信ケーブル28Bとを含んで構成されている。
なお、飛行制御用通信ケーブル28Aと噴射制御用通信ケーブル28Bを1つの通信ケーブル、例えば、LANケーブルで兼用し、操作制御部42と、飛行制御部22および噴射制御部24との間でLAN通信を行なうようにするなど任意である。
The
The
In the present embodiment, the
The flight
電力供給用ケーブル32は、電源装置34からの電力を、飛行制御部22、噴射制御部24、カメラ制御部26を介してプロペラ駆動部48、第1~第4ノズル14A~14Dの液体供給弁50および圧縮空気供給弁52、第1~第4カメラ16A~16Dに供給するものである。
制御用通信ケーブル28、カメラ用通信ケーブル30、電力供給用ケーブル32は、それらの径が、液体供給用ホース18おび圧縮空気供給用ホース20に比較して小さい寸法で形成され、また、柔軟性を有している。
図5に示すように、制御用通信ケーブル28、カメラ用通信ケーブル30、電力供給用ケーブル32はあたかも1本のケーブルの如き束ねられている。この束ねる構造には従来公知の様々な構造が採用可能であり、例えば、制御用通信ケーブル28、カメラ用通信ケーブル30、電力供給用ケーブル32を撚り合わせてもよく、あるいは、所定の寸法毎に束線バンドにより束ねるなど任意である。
本実施の形態では、液体供給用ホース18および圧縮空気供給用ホース20の外周に、束ねられた制御用通信ケーブル28、カメラ用通信ケーブル30および電力供給用ケーブル32がスパイラル状に巻回されることで液体供給用ホース18と圧縮空気供給用ホース20が束ねられており、したがって、制御用通信ケーブル28、カメラ用通信ケーブル30、電力供給用ケーブル32は束線材料として機能している。
The
The
As shown in FIG. 5, the
In the present embodiment, the bundled
電源装置34は、前述したように、飛行制御部22を介してプロペラ駆動部48に電力を供給し、また、弁制御部54を介して第1~第4ノズル14A~14Dの液体供給弁50および圧縮空気供給弁52に電力を供給し、また、カメラ制御部26を介して第1~第4カメラ16A~16Dに電力を供給するものであり、例えば、地上に設置された発電装置で構成され、あるいは、商用電源で構成される。
As described above, the
コンプレッサ36は、圧縮空気を圧縮空気供給用ホース20を介して第1~第4ノズル14A~14Dに供給するものである。
The
液体タンク38は、第1~第4ノズル14A~14Dから噴射し散布する液体を貯留するものであり、地上に設置されている。
液体圧送ポンプ40は、液体タンク38からの液体を液体供給用ホース18を介して第1~第4ノズル14A~14Dに供給するものであり、地上に設置されている。
The
The
操作制御部42は、制御用通信ケーブル28、カメラ用通信ケーブル30を介して飛行制御部22、噴射制御部24、カメラ制御部26と制御情報の授受や画像情報の受信を行なうものである。
図7に示すように、本実施の形態では、操作制御部42は、コンピュータ60によって構成されている。
コンピュータ60は、CPU6002と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたROM6004、RAM6006、ハードディスク装置6008、キーボード6010、マウス6012、ジョイスティック6014、ディスプレイ6016、インターフェース6018などを有している。
ROM6004は制御プログラムなどを格納し、RAM6006はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置6008は、飛行制御部22、噴射制御部24、カメラ制御部26と制御情報の授受や画像情報の受信を行なうための制御プログラムなどを格納している。
キーボード6010、マウス6012、ジョイスティック6014は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
本実施の形態では、キーボード6010、マウス6012、ジョイスティック6014の何れかを操作することで、あるいは、それらの操作を組み合わせることにより飛行制御部22を介して飛行体12の飛行が遠隔制御され、また、第1~第4ノズル14A~14Dを用いた液体の噴射が遠隔制御され、第1~第4カメラ16A~16Dのパン、チルト、ズームが遠隔制御される。
ディスプレイ6016はデータを表示出力するものである。
本実施の形態では、飛行体12の第1~第4カメラ16A~16Dの画像情報に基づいた飛行体12周囲の状況を撮像した映像がディスプレイに表示される。
インターフェース6018は、外部機器とデータ、信号の授受を行うためのものであり、本実施の形態では、インターフェース6018は、飛行制御用通信ケーブル28A、噴射制御用通信ケーブル28B、カメラ用通信ケーブル30を介して飛行制御部22、噴射制御部24、カメラ制御部26と接続されている。
The
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the
The
The
The
The
In the present embodiment, the flight of the flying
The
In the present embodiment, an image of the situation around the flying
The
CPU6002が、ハードディスク装置6008に格納されている制御プログラムを実行することによりコンピュータ60によって、飛行制御部22、噴射制御部24、カメラ制御部26との間での制御情報の授受や画像情報の受信がなされる。
By executing the control program stored in the
次に、散布用飛行装置10の使用方法について説明する。
以下では、液体がペンキなどの塗料であり、散布対象物が建築物の壁面である場合について説明する。
まず、図1に示すように、建築物の近傍の地面に、散布用飛行装置10を構成するコンプレッサ36、塗料が充填された液体タンク38、液体圧送ポンプ40、電源装置34、操作制御部42、飛行体12を設置する。
飛行体12とコンプレッサ36とを圧縮空気供給用ホース20で接続し、飛行体12と液体圧送ポンプ40とを液体供給用ホース18で接続し、飛行体12と電源装置34を電力供給用ケーブル32で接続し、飛行体12と操作制御部42とを制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30で接続する。
飛行体12はまだ地上に設置されているため、圧縮空気供給用ホース20と液体供給用ホース18は、電力供給用ケーブル32、制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30によって束ねられた状態で収縮状態となっている。
Next, a method of using the
In the following, a case where the liquid is a paint such as paint and the object to be sprayed is the wall surface of a building will be described.
First, as shown in FIG. 1, a
The
Since the
次に、作業者が操作制御部42を操作することにより飛行体12の各プロペラ46が回転駆動され、飛行体12が地面から上昇すると、図4、図5に示すように、電力供給用ケーブル32、制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30によって束ねられた圧縮空気供給用ホース20と液体供給用ホース18は、飛行体12の高さに追従して伸長する。
作業者は、操作制御部42のディスプレイ6016に表示される各カメラ16からの画像情報に基づいて操作制御部42のキーボード6010やジョイスティック6014を操作し、カメラ制御部26を介して各カメラ16のパン、チルト、ズームを制御しつつ、塗料を散布すべき建物の壁部の近傍に飛行体12を位置させる。
そして、第1~第4ノズル14A~14Dの何れか1つ、あるいは、2つ以上を選択し、その選択したノズル14が壁部に対向するように飛行制御部22を介して飛行体12の位置、姿勢を制御する。
塗料を噴射する第1~第4ノズル14A~14Dは、壁部の形状に応じて適宜選択すればよく、例えば、壁部が水平方向を向いている場合は、機体44の中心軸に対して直交する方向に噴射口1406を向けた第1ノズル14Aあるいは第2ノズル14Bを選択すればよい。
また、壁部が斜め下方を向いている場合は、機体44の中心軸に対して機体44の斜め上方に噴射口1406を向けた第3ノズル14Cを選択すればよい。
また、壁部が斜め上方を向いている場合は、機体44の中心軸に対して機体44の斜め下方に噴射口1406を向けた第4ノズル14Dを選択すればよい。
Next, when the operator operates the
The operator operates the
Then, one or two or more of the first to
The first to
When the wall portion faces diagonally downward, the
When the wall portion faces diagonally upward, the
飛行体12の位置、姿勢が定まったならば、作業者は、操作制御部42のキーボードやジョイスティック6014を操作し、塗料が選択したノズル14から壁部に噴射されるように噴射制御部24を制御する。
これにより、ノズル14から塗料が噴射され、壁部に対する塗装が開始される。
これ以降は、飛行制御部22を介して飛行体12を制御して壁部に沿って移動させ、塗装すべき壁部の範囲の全域にわたって塗料を噴射させ、塗装を行なう。
この際、電力供給用ケーブル32および制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30によって束ねられた圧縮空気供給用ホース20と液体供給用ホース18は、飛行体12の高さに追従して伸長あるいは収縮し、たるみが生じない状態を維持する。
Once the position and attitude of the flying
As a result, the paint is sprayed from the
After that, the flying
At this time, the compressed
壁部への塗装が終了したならば、作業者は、操作制御部42を操作し、噴射制御部24を制御してノズル14からの塗料の噴射を停止させ、次いで、飛行制御部22によって飛行体12を降下させ着陸させる。
これにより、圧縮空気供給用ホース20と液体供給用ホース18は、元の収納状態に復帰し、一連の塗装作業が終了する。
When the painting on the wall is completed, the operator operates the
As a result, the compressed
なお、本実施の形態では、散布する液体が塗料である場合について説明したが、液体は、モルタル、農薬剤、殺虫剤、消火剤、水であってもよい。
モルタルを散布する場合、散布対象物は、構造物の壁部や屋上である。
この場合、モルタルの硬化を促進する凝結剤をモルタルに予め混合しておくことで、モルタルの吹付け、硬化を迅速に行なえ、緊急な対応を必要とする工事現場において有利となる。
農薬剤や殺虫剤を散布する場合、散布対象物は、例えば、農地や有害な虫が存在する建物の箇所である。
消火剤を散布する場合、散布対象物は、火災現場である。
水を散布する場合、散布対象物は、例えば、洗浄を必要とする建物や構造物の壁面や屋上である。
In the present embodiment, the case where the liquid to be sprayed is a paint has been described, but the liquid may be a mortar, a pesticide, an insecticide, a fire extinguisher, or water.
When spraying mortar, the object to be sprayed is the wall or roof of the structure.
In this case, by mixing the mortar with a coagulant that promotes the curing of the mortar in advance, the mortar can be sprayed and cured quickly, which is advantageous at the construction site requiring an urgent response.
When spraying pesticides and pesticides, the spray target is, for example, agricultural land or the location of a building where harmful insects are present.
When spraying a fire extinguishing agent, the object to be sprayed is the fire site.
When spraying water, the sprayed object is, for example, the wall surface or rooftop of a building or structure that requires cleaning.
以上説明したように、本実施の形態によれば、飛行体12に設けられた液体散布用のノズル14に液体を供給する液体供給用ホース18と、ノズル14に圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホース20とを設けたので、散布する液体の量が制約されないため、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
また、液体供給用ホース18と圧縮空気供給用ホース20とが制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30により束ねられ、制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30は束線材料として機能しているので、液体供給用ホース18と圧縮空気供給用ホース20と制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30とが絡むことがなく、飛行体12の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
As described above, according to the present embodiment, the
Further, the
また、本実施の形態によれば、プロペラ駆動部48に電力を供給する電力供給用ケーブル32を備え、電力供給用ケーブル32は制御用通信ケーブル28と束ねられ、電力供給用ケーブル32は制御用通信ケーブル28と共に液体供給用ホース18と圧縮空気供給用ホース20との束線材料として機能しているので、飛行体12の飛行時間が飛行体12に搭載されたバッテリの容量に制約されないため、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となり、また、液体供給用ホース18と圧縮空気供給用ホース20と電力供給用ケーブル32とが絡むことがなく、飛行体12の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、平面視した場合、各ノズル14は、機体44の中心を中心とし4つのプロペラ46の旋回軌跡Pの外周部に接する仮想円Cの半径方向外側に離れた箇所に配置されているので、プロペラ46の回転により生ずる気流の影響を受けず、ノズル14による液体の散布作業を効率よく行う上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, when viewed in a plan view, each
また、本実施の形態によれば、カメラ制御部26との間で制御情報および画像情報の通信を行なうカメラ用制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30をさらに備え、カメラ用制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30は制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30と束ねられ、カメラ用制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30は制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30と共に液体供給用ホース18と圧縮空気供給用ホース20との束線材料として機能しているので、液体供給用ホース18と圧縮空気供給用ホース20とカメラ用制御用通信ケーブル28、カメラ用制御ケーブル30とが絡むことがなく、飛行体12の飛行を円滑に行なえ、液体の散布作業の作業効率の向上を図る上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, the camera
また、本実施の形態によれば、ノズル14により散布する液体として、塗料またはモルタルまたは農薬剤または殺虫剤または消火剤または水を用いることができ、様々な液体の散布作業を行なう上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, paint, mortar, pesticide, insecticide, fire extinguishing agent, or water can be used as the liquid to be sprayed by the
10 散布用飛行装置
12 飛行体
14 ノズル
14A~14D 第1~第4ノズル
16 カメラ
16A~16D 第1~第4カメラ
18 液体供給用ホース
20 圧縮空気供給用ホース
22 飛行制御部
24 噴射制御部
26 カメラ制御部
28 制御用通信ケーブル
28A 飛行制御用通信ケーブル
28B 噴射制御用通信ケーブル
30 カメラ用通信ケーブル
32 電力供給用ケーブル
44 機体
46 プロペラ
48 プロペラ駆動部
4802 電気モータ
10
Claims (5)
前記飛行体に設けられた液体散布用のノズルと、
前記ノズルに液体を供給する液体供給用ホースと、
前記ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給用ホースと、
前記飛行体の飛行制御を行なう飛行制御部と、
前記液体および前記圧縮空気の前記ノズルからの噴射を制御する噴射制御部と、
前記飛行制御部および前記噴射制御部との間で制御情報の通信を行なう制御用通信ケーブルと、
を備えた散布用飛行装置であって、
前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとが前記制御用通信ケーブルにより束ねられ、前記通信ケーブルは束線材料として機能し、
前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとは、スパイラル状に巻き癖が付けられ、それらホースに張力が加わっていない状態で、前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとはそれらの弾性により螺旋状に積み重ねられ、全長が最も短かい収納状態となる、
ことを特徴とする散布用飛行装置。 An air vehicle that flies along the object to be sprayed, and
A nozzle for spraying liquid provided on the flying object,
A liquid supply hose that supplies liquid to the nozzle,
A hose for supplying compressed air that supplies compressed air to the nozzle,
A flight control unit that controls the flight of the flying object,
An injection control unit that controls the injection of the liquid and the compressed air from the nozzle,
A control communication cable that communicates control information between the flight control unit and the injection control unit.
It is a flight device for spraying equipped with
The liquid supply hose and the compressed air supply hose are bundled by the control communication cable, and the communication cable functions as a bundle wire material.
The liquid supply hose and the compressed air supply hose are spirally curled, and the liquid supply hose and the compressed air supply hose are in a state where tension is not applied to the hoses. It is stacked in a spiral shape due to the elasticity of the hose, and the total length is the shortest in the stored state.
A flight device for spraying that is characterized by that.
前記プロペラ駆動部に電力を供給する電力供給用ケーブルをさらに備え、
前記電力供給用ケーブルは前記通信ケーブルと束ねられ、
前記電力供給用ケーブルは前記制御用通信ケーブルと共に前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとの束線材料として機能している、
ことを特徴とする請求項1記載の散布用飛行装置。 The flying object has a propeller and a propeller driving unit including an electric motor for rotationally driving the propeller.
A power supply cable for supplying power to the propeller drive unit is further provided.
The power supply cable is bundled with the communication cable and is bundled with the communication cable.
The power supply cable functions as a bundle wire material between the liquid supply hose and the compressed air supply hose together with the control communication cable.
The flight device for spraying according to claim 1.
飛行体は前記ノズルと前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースと前記プロペラを支持する機体を備え、
平面視した場合、各ノズルは、前記機体の中心を中心としN個の前記プロペラの旋回軌跡の外周部に接する仮想円の半径方向外側に離れた箇所に配置されている、
ことを特徴とする請求項2記載の散布用飛行装置。 N nozzles and N propellers (where N is a natural number of 3 or more) are provided.
The air vehicle includes the nozzle, the liquid supply hose, the compressed air supply hose, and the aircraft that supports the propeller.
When viewed in a plan view, the nozzles are arranged at locations separated from each other in the radial direction of the virtual circle in contact with the outer peripheral portion of the turning locus of the N propellers centered on the center of the aircraft.
2. The flight device for spraying according to claim 2.
前記カメラ制御部との間で制御情報および画像情報の通信を行なうカメラ用通信ケーブルをさらに備え、
前記カメラ用通信ケーブルは前記制御用通信ケーブルと束ねられ、
前記カメラ用通信ケーブルは前記制御用通信ケーブルと共に前記液体供給用ホースと前記圧縮空気供給用ホースとの束線材料として機能している、
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項記載の散布用飛行装置。 The flying object has a camera and a camera control unit that controls the camera.
A camera communication cable for communicating control information and image information with the camera control unit is further provided.
The camera communication cable is bundled with the control communication cable.
The camera communication cable, together with the control communication cable, functions as a bundle wire material between the liquid supply hose and the compressed air supply hose.
The spraying flight device according to any one of claims 1 to 3, wherein the flight apparatus is for spraying.
ことを特徴とする請求項1~4の何れか1項記載の散布用飛行装置。 The liquid is a paint or mortar or pesticide or pesticide or fire extinguisher or water.
The spraying flight device according to any one of claims 1 to 4, wherein the flight apparatus is for spraying.
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