JP7011476B2 - 飛行装置 - Google Patents
飛行装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7011476B2 JP7011476B2 JP2018008789A JP2018008789A JP7011476B2 JP 7011476 B2 JP7011476 B2 JP 7011476B2 JP 2018008789 A JP2018008789 A JP 2018008789A JP 2018008789 A JP2018008789 A JP 2018008789A JP 7011476 B2 JP7011476 B2 JP 7011476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressed air
- control unit
- flight
- flight device
- drive unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 23
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical group C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Description
従来、この種の飛行装置は、複数のプロペラと、各プロペラを駆動する複数のモータと、モータに電力を供給するバッテリとを備え、各モータの回転数を個別に制御することで飛行装置の移動方向、移動速度、姿勢などを制御するように構成されている。
また、滞空時間を長く確保するために大容量のバッテリを飛行装置に搭載することが考えられるが、バッテリはその容量が大きくなるほどバッテリの重量が重くなるため、飛行装置の可搬重量が低下し、飛行装置に搭載するカメラなどの機器が制約される不利がある。
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、滞空時間および可搬重量を確保する上で有利な飛行装置を提供することにある。
また、本発明は、前記機体に前記各回転駆動部に接続された分岐管が設けられ、前記圧縮空気タンクは前記分岐管に接続されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記分岐管毎に圧縮空気供給弁が設けられ、前記各圧縮空気供給弁の開度を制御する弁制御部とが設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記圧縮空気タンクは、コンプレッサにより圧縮空気が充填される充填式であることを特徴とする。
また、本発明は、前記圧縮空気タンクは、複数のエアスプレー缶の空気噴出口を並列に接続して構成されていることを特徴とする。
したがって、従来のようにプロペラを回転駆動するモータに電力を供給する重量が重いバッテリを省略でき、圧縮空気タンクに圧縮空気を満タンに充填しても、バッテリのように重量が重くないため、飛行装置の軽量化を図る上で有利となり、飛行装置の滞空時間および可搬重量を確保する上で有利となる。
また、本発明によれば、各回転駆動部に確実に圧縮空気を供給でき、飛行体の姿勢制御、移動制御を確実に行なう上で有利となる。
また、本発明によれば、飛行体の構成を簡素化し飛行装置の軽量化を図る上でより有利となり、飛行装置の滞空時間および可搬重量を確保する上でより有利となる。
また、本発明によれば、圧縮空気タンクを繰り返して使用でき、ランニングコストの低減を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、コンプレッサなどの装置を用意する必要がないため、設備コストの低減を図る上で有利となる。
図1に示すように、飛行装置10は、飛行体12と、圧縮空気タンク14(図5)と、制御用通信ケーブル16と、カメラ用通信ケーブル18と、電力供給用ケーブル20と、電源装置22と、操作制御部24など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30を備える場合について説明するが、プロペラ30の数は、機体28が安定して飛行するために、3つ以上であればよい。
図2に示すように、機体28は、平面視した状態で、中央に位置するフレーム2802と、アーム2804とを含んで構成されている。
フレーム2802の外周部には、フレーム2802の周方向に90度の間隔をおいて突出する4つの突出部2806が設けられ、アーム2804は隣り合う突出部2806の間に位置するフレーム2802の箇所から突設され、したがって、アーム2804は4つ設けられている。
図5に示すように、回転駆動部32はプロペラ30毎に設けられている。
図4に示すように、回転駆動部32は、タービン42と、動力伝達機構44とを含んで構成されている。
タービン42は、タービンケース4202と、羽根車4204を含んで構成されている。
タービンケース4202は、アーム2804の先部で支持され、タービンケース4202の一端には、後述する分岐管46、圧縮空気供給弁48が連結され、タービンケース4202の他端は下方に向けられている。
羽根車4204は、2つの軸受部4206、4208を介してタービンケース4202の内部に回転可能に支持された出力軸4210と、出力軸4210の周方向に間隔をおいて設けられた複数の羽根体4212とを備え、タービンケース4202内を流れる圧縮空気により高速回転する。
動力伝達機構44は、タービンケース4202から突出する出力軸4210に取着された第1傘歯車4402、プロペラ30のシャフト3002の下端に取着された第2傘歯車4404、それら第1、第2傘歯車4402、4404を連結する歯車機構4406とを含んで構成され、高速回転する出力軸4210の回転力が動力伝達機構44を介してシャフト3002に伝達され、プロペラ30が高速回転する。
なお、圧縮空気流の中心に羽根車4204の軸心を配置して羽根車4204を回転させる方式のものや、圧縮空気流を羽根車4204の個々の羽根体4212に衝突させて羽根車4204を回転させる方式のものなど、回転駆動部32には流体エネルギーを回転力に変換する従来公知の様々な構造が採用可能である。
カメラ38は、パン、チルト、ズーム機能を備えており、カメラ制御部40の制御によって撮像する方向や倍率(画角)が制御される。
なお、カメラ38の数やカメラ38の配置位置は限定されるものではない。
例えば、複数のカメラ38をそれらの撮影方向が異なるように設けることで、同時に異なる方向の撮影を行なうようにしてもよい。また、複数のカメラ38を設けると、一部のカメラ38が故障しても飛行装置10の周囲の状況を確実に撮像できるため有利である。
圧縮空気タンク14は、例えば、地上に設置されたコンプレッサにより圧縮空気が充填され、圧縮空気が排出されたのちは圧縮空気を充填することで繰り返して使用されるものであり、ランニングコストの低減が図られている。
図4に示すように、圧縮空気タンク14の空気噴出口と各圧縮空気供給弁48とは、機体28で支持された分岐管46で接続されている。すなわち、圧縮空気タンク14と各回転駆動部32とは分岐管46で接続されている。
本実施の形態では、圧縮空気タンク14は、機体28に着脱可能に設けられており、圧縮空気タンク14単体をコンプレッサに接続して圧縮空気を充填できるように構成されている。
なお、圧縮空気タンク14は、機体28に一体的に設けても良いが、本実施の形態のようにすると、圧縮空気タンク14を単体で運ぶことができ、取り扱いの向上を図る上で有利となる。
また、圧縮空気タンク14を、多数の市販品であるエアスプレー缶と、それらエアスプレー缶の空気噴射口を並列に接続する配管とで構成してもよい。この場合、エアスプレー缶は容易に入手でき、コンプレッサなどの装置を用意する必要がないため、設備コストの低減を図る上で有利となる。
飛行制御部34による飛行装置10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34として従来公知の様々な構成が使用可能である。
本実施の形態では、圧縮空気供給部36は、圧縮空気タンク14と、分岐管46と、圧縮空気供給弁48と、弁制御部50とを含んで構成されている。
圧縮空気供給弁48は電磁弁で構成され、各分岐管46に設けられ、開度が制御されることで回転駆動部32(タービンケース4202)への圧縮空気の供給量を制御するものである。
したがって、弁制御部50によって、回転駆動部32(タービンケース4202)に供給される圧縮空気の噴射量が個別に制御される。
すなわち、飛行制御部34から弁制御部50を介して各回転駆動部32に供給される圧縮空気の噴射量が個別に制御されることで、各タービン42の回転量、すなわち、各プロペラ30の回転量が個別に制御され、これにより、飛行装置10の姿勢制御、飛行装置10の移動制御などが行われる。
カメラ用通信ケーブル18は、後述する操作制御部24と、カメラ制御部40とを接続するものであり、カメラ制御部40に供給すべき制御情報の通信を行ない、また、操作制御部24に供給すべきカメラ38の画像情報の通信を行なう。
制御用通信ケーブル16、カメラ用通信ケーブル18、電力供給用ケーブル20は、柔軟性を有し、かつ、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16、カメラ用通信ケーブル18、電力供給用ケーブル20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。
また、これら制御用通信ケーブル16、カメラ用通信ケーブル18、電力供給用ケーブル20は、飛行装置10の飛行範囲を確保するような全長で構成されている。
図6に示すように、本実施の形態では、操作制御部24は、コンピュータ52によって構成されている。
コンピュータ52は、CPU5202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ROM5204、RAM5206、ハードディスク装置5208、キーボード5210、マウス5212、ジョイスティック5214、ディスプレイ5216、インターフェース5218などを有している。
ROM5204は制御プログラムなどを格納し、RAM5206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5208は、飛行制御部34、カメラ制御部40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5210、マウス5212、ジョイスティック5214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5210、マウス5212、ジョイスティック5214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34を介して飛行装置10の飛行が遠隔制御され、また、カメラ38のパン、チルト、ズームが遠隔制御される。
ディスプレイ5216はデータを表示出力するものである。
本実施の形態では、飛行装置10のカメラ38の画像情報に基づいた飛行装置10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5218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5218は、制御用通信ケーブル16、カメラ用通信ケーブル18を介して飛行制御部34、カメラ制御部40と接続されている。
以下では、飛行装置10が空中を飛行しながらカメラ38で地上の様子や空中の様子の撮影を行なう場合について説明する。
まず、図1に示すように、地面に、電源装置22、操作制御部24、飛行装置10を設置する。
次に、圧縮空気が充填された圧縮空気タンク14を機体28に搭載し、圧縮空気タンク14と各回転駆動部32とを分岐管46を介して接続する。
また、飛行装置10と電源装置22を電力供給用ケーブル20で接続し、飛行装置10と操作制御部24とを制御用通信ケーブル16、カメラ用制御ケーブル18で接続する。
作業者は、操作制御部24のディスプレイ5216に表示されるカメラ38からの画像情報に基づいて操作制御部24のキーボード5210やジョイスティック5214を操作し、カメラ制御部40を介して各カメラ38のパン、チルト、ズームを制御しつつ、て飛行装置10の位置、姿勢を制御し、カメラ38による撮影を行なう。
これにより、一連の撮影作業が終了する。
この場合、機体28に液体を蓄えるタンク、タンクからの液体をノズルを散布するノズル、ノズルにタンクからの液体を圧送するポンプなどを設ければよい。
また、散布する液体は、塗料、モルタル、農薬剤、殺虫剤、消火剤、水であってもよい。
塗料を散布する場合、散布対象物は、建築物の壁面や屋根である。
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。
したがって、従来のようにプロペラ30を回転駆動するモータと、モータに電力を供給するバッテリとを設ける場合に比較して、重量が重いバッテリを省略でき、圧縮空気タンク14に圧縮空気を満タンに充填しても、バッテリのように重量が重くないため、飛行装置10の軽量化を図る上で有利となり、飛行装置10の滞空時間および可搬重量を確保する上で有利となる。
また、バッテリを充電する必要が無いため、バッテリをいちいち充電する手間や充電に要する時間を節約できるため、飛行装置10の取り扱いの向上を図る上で有利となる。
また、プロペラ30を回転駆動するための電力が不要となるため、省電力化を図る上で有利となる。
また、高価なバッテリを省略できるため、飛行装置10の製造コストを低減する上で有利となることは無論のこと、バッテリのように充電回数に応じて劣化するおそれがないため、バッテリの交換が不要となることからランニングコストを低減する上でも有利となる。
しかしながら、操作制御部24と飛行制御部34およびカメラ38とを無線回線で接続し、また、飛行装置10の機体28にバッテリを搭載しこのバッテリから飛行制御部34、弁制御部50、カメラ制御部40に電力を供給するようにしてもよい。
この場合、バッテリは、プロペラ30を駆動するモータへ電力を供給する必要がないため、バッテリは、飛行制御部34、弁制御部50、カメラ制御部40に供給する比較的小さな電力を供給できればよいから、バッテリは小容量で軽い重量のもので足りる。
そのため、実施の形態よりも多少飛行装置10の重量が増えるものの、従来のようにモータを駆動する大容量のバッテリを搭載する場合に比較して飛行装置10の軽量化を図る上で有利となる。
また、操作制御部24と飛行制御部34およびカメラ38とを無線回線で接続すると共に、実施の形態と同様に、飛行装置10と電源装置22とを電力供給用ケーブル20で接続し、電力供給用ケーブル20を介して飛行制御部34、弁制御部50、カメラ制御部40に電力を供給するようにしてもよい。
この場合は、飛行装置10の機体28からバッテリを省略できるため、飛行装置10の軽量化を図る上でより有利となる。
12 飛行体
14 圧縮空気タンク
28 機体
30 プロペラ
32 回転駆動部
46 分岐管
48 圧縮空気供給弁
50 弁制御部
Claims (5)
- 複数のプロペラと前記各プロペラに対応して設けられ前記プロペラを回転駆動する回転駆動部と、前記回転駆動部を支持する機体とを有し、前記回転駆動部は圧縮空気が供給されることで前記プロペラを回転駆動する飛行体と、
前記機体に設けられ前記回転駆動部に圧縮空気を供給する圧縮空気タンクとを備え、
前記機体は、前記圧縮空気タンクを支持するフレームと、前記フレームの外周から周方向に等間隔をおいて前記機体から離れる方向に突出され前記回転駆動部を支持すると共にその先端で前記プロペラを支持する複数のアームとを有し、
前記飛行体を平面視した状態で前記圧縮空気タンクは前記フレームの中央に配置されている、
ことを特徴とする飛行装置。 - 前記機体に前記各回転駆動部に接続された分岐管が設けられ、
前記圧縮空気タンクは前記分岐管に接続されている、
ことを特徴とする請求項1記載の飛行装置。 - 前記分岐管毎に圧縮空気供給弁が設けられ、前記各圧縮空気供給弁の開度を制御する弁制御部とが設けられている、
ことを特徴とする請求項2記載の飛行装置。 - 前記圧縮空気タンクは、コンプレッサにより圧縮空気が充填される充填式である、
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項記載の飛行装置。 - 前記圧縮空気タンクは、複数のエアスプレー缶の空気噴出口を並列に接続して構成されている、
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項記載の飛行装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018008789A JP7011476B2 (ja) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 飛行装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018008789A JP7011476B2 (ja) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 飛行装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019127091A JP2019127091A (ja) | 2019-08-01 |
JP7011476B2 true JP7011476B2 (ja) | 2022-01-26 |
Family
ID=67471743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018008789A Active JP7011476B2 (ja) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 飛行装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7011476B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6759435B1 (ja) * | 2019-09-17 | 2020-09-23 | 株式会社かもめや | 飛行装置、測定システム及び測定方法 |
CN111483604B (zh) * | 2020-04-17 | 2023-05-05 | 桂林理工大学 | 一种基于无人机的静态爆破危岩治理装置及方法 |
CN111452960A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-28 | 桂林理工大学 | 一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006056364A (ja) | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Toyota Motor Corp | 垂直離着陸機 |
JP2007154708A (ja) | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | 飛翔機の制御装置 |
JP2009107609A (ja) | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Sadafumi Toyoda | エアロゾル物質散布のための旅客用航空機、エアロゾル物質散布用システム、およびエアロゾル物質散布方法 |
JP2017132378A (ja) | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 株式会社Soken | 飛行装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2811352T3 (es) * | 2015-02-12 | 2021-03-11 | San Jorge Tecnologicas S L | Dron neumático |
-
2018
- 2018-01-23 JP JP2018008789A patent/JP7011476B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006056364A (ja) | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Toyota Motor Corp | 垂直離着陸機 |
JP2007154708A (ja) | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | 飛翔機の制御装置 |
JP2009107609A (ja) | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Sadafumi Toyoda | エアロゾル物質散布のための旅客用航空機、エアロゾル物質散布用システム、およびエアロゾル物質散布方法 |
JP2017132378A (ja) | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 株式会社Soken | 飛行装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019127091A (ja) | 2019-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7011474B2 (ja) | 散布用飛行装置 | |
JP7011476B2 (ja) | 飛行装置 | |
US10011352B1 (en) | System, mobile base station and umbilical cabling and tethering (UCAT) assist system | |
US10220919B2 (en) | Unmanned fluid-propelled aerial vehicle | |
JP2017206066A (ja) | 薬液散布用無人航空機 | |
JPWO2017094842A1 (ja) | 無人飛行体による薬剤散布装置 | |
WO2018084104A1 (ja) | 有線式ドローン群 | |
JP3208973U (ja) | ドローン散水システム | |
US20170129601A1 (en) | Drone having a coupled propulsion support | |
WO2017184898A1 (en) | Surface washing drone | |
KR20170061884A (ko) | 동축반전을 이용한 멀티콥터 | |
JP6906621B2 (ja) | 風防空中散布方法及びシステム | |
US20180133741A1 (en) | Propeller Lift Suspension Boom Truss Spray Combination Module System | |
JP2013525185A (ja) | 無人空中車両および操作方法 | |
CN105752353B (zh) | 一种飞行器、云台及喷洒器 | |
JP6596631B1 (ja) | 無人飛行体 | |
CN111699455A (zh) | 飞行航线生成方法、终端和无人机 | |
CN107624171A (zh) | 无人机及控制无人机姿态的控制方法、控制装置 | |
JP7045034B2 (ja) | 被覆材被覆用無人航空機、無人航空機を用いた被覆材の被覆方法 | |
US11420742B2 (en) | Unmanned aerial vehicle driven by pressurized content | |
WO2020095842A1 (ja) | ドローン | |
JP6733949B2 (ja) | 薬剤散布用無人マルチコプター、ならびにその制御方法および制御プログラム | |
WO2020071305A1 (ja) | 運転経路生成装置、運転経路生成方法、運転経路生成プログラム、およびドローン | |
JP7011475B2 (ja) | 飛行装置および飛行体 | |
US11891179B2 (en) | Method and system of remote egg oiling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201208 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220114 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7011476 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |