JP7163114B2 - 無人移動装置及びターレット切替え装置 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。本発明の無人移動装置は、乗員を乗せずに遠隔操作または自動制御によって移動するものであり、図11に示すように、本実施形態ではドローン1である。ドローン1は移動体2を備えており、移動体2は、機体部分を構成する平面視X型のドローン本体3と、ドローン本体3の上部の四隅に配置された複数(図示例では4つ)の回転翼機4とを備えている。ドローン本体3には、図示しないが、ドローン本体3の飛行を制御するためのドローンコントローラとの間で信号を送受信する送受信機、飛行を行うために回転翼機4を制御するための制御装置、回転翼機4や送受信機を駆動するための駆動源であるバッテリ等が搭載されている。ドローン本体3の下部には一対の脚部5が設けられ、一対の脚部5間の空間にカメラ6がカメラ連結部16により連結されている。
図1、図2に示すように、カメラ6のレンズ8にはターレット切替え装置10が取り付けられている。ターレット切替え装置10は、ハウジング11内に、複数のフィルタ23A~23Gを含みカメラ6のレンズ8の前面に配置される第1、第2の各ターレット20A、20Bと、第1、第2の各ターレット20A、20Bを動かして、レンズ8の前面に位置させるフィルタ23A~23Gを切替えるフィルタ切替え機構30と、外部から受信した指示信号に基づいて、フィルタ23A~23Gを切替えるための切替信号を生成し、フィルタ切替え機構30に送信する制御装置14と、制御装置14およびフィルタ切替え機構30のモータ31を駆動させるバッテリ15とを備えている。フィルタ23A~23Gの切替えは、作業者が所有するコントローラ16(図8)からの信号に基づき行われる。
ハウジング11は、第1ハウジング12と第2ハウジング13とからなる。なお、図2において、第1ハウジング12と第2ハウジング13は一点鎖線で表されており、後述する第1ハウジング12の外壁12A、仕切り壁12C、モータ支持台12dの記載を省略している。第1ハウジング12の内部には第1、第2の各ターレット20A、20Bが収容されている。第2ハウジング13の内部には、モータ31と、制御装置14と、モータ31と制御装置14とを駆動するためのバッテリ15が収容されている。制御装置14とバッテリ15は、図2に示すように、モータ31を挟んで両側に配置されている。第1ハウジング12の外壁12Aには、第1、第2の各ターレット20A、20Bに対応する位置に開口12aが形成され、開口12aの周囲にカメラ6のレンズ8と連結されるカメラ連結部16が設けられている。第1、第2の各ターレット20A、20Bを挟んで第1ハウジング12の外壁12Aと対向する外壁12Bには、カメラ6のレンズ8と略同じ大きさの開口12bが形成されて、開口12bに透明ガラスからなるカバー用ガラス17が嵌め込まれている。光はカバー用ガラス17、第1、第2の各ターレット20A、20Bのフィルタ23A~23Gを介してカメラ6のレンズ8に入射される。
図1、図5に示すように、フィルタ切替え機構30は、モータ31と、ギア機構32と、モータ31とギア機構32との間に設けられモータ31の回転力をモータ31の回転軸方向と直交する方向に伝達するかさ歯車33とを備える。
第1のターレット20Aは、図3(A)に示すように、円板状のフィルタ板21Aの中心部に固定部材22が取り付けられたものであり、フィルタ板21Aには周方向に複数(本実施形態では4つ)のフィルタ23A~23Dが設けられている。第1のターレット20Aの4つの各フィルタ23A~23Dは、ぞれぞれ透過率が異なっており、本実施形態では、第1のフィルタ23Aを透明ガラスから構成し、第2~第4の各フィルタ23B~23DをNDフィルタから構成している。ND(Neutral Density)フィルタは、光量を減少させるために用いられるフィルタであり、本実施形態では、第2~第4の各フィルタ23B~23Dとして、ND8フィルタ、ND4フィルタ、ND2フィルタを用いている。
図1に示すように、第1のターレット20Aのいずれかのフィルタ23A~23Dおよび第2のターレット20Bのいずれかのフィルタ23E~23Gは、カメラ6のレンズ8の光軸上に重なって位置する。レンズ8に入射する光量は、第1のターレット20Aおよび第2のターレット20Bのフィルタ23A~23D、23E~23Gの合成ND濃度により減少する。合成ND濃度は、フィルタ23A~23GのND濃度の積で求められる。例えば、図7に示すように、第1のターレット20AのND8フィルタと、第2のターレット20BのND256フィルタとが重なるように配置した場合には、合成ND濃度は2048となり、このときの透過率は、図6に示すように、0.049%である。
第2のターレット20Bを回転させるための第2の駆動歯車35Bと第2の従動歯車36Bとのギア比(第2のギア比)は、第1のターレット20Aを回転させるための第1の駆動歯車35Aと第1の従動歯車36Aとのギア比(第1のギア比)と異なるように設定されている。本実施形態では、第1のターレット20Aが90度回転する間に、第2のターレット20Bが同方向に120度回転するように、第1のギア比、第2のギア比を設定している。第1のギア比に対する第2のギア比は、第1、第2の各ターレット20A、20Bが有するフィルタ23A~23Gの数に応じて定められ、第2のターレット20Bの回転角=第1のターレット20Aの回転角×(第1のターレット20Aのフィルタ23A~23Dの数/第2のターレット20Bのフィルタ23E~23Gの数)となるように設定される。
図8に制御装置14を含むターレット切替え装置10の電気的な回路構成を示す。制御装置14は、制御部14a、記憶部14b、通信部14cを備えたマイクロコンピュータであり、制御部14aはCPUから構成され、記憶部14bはROM、RAM等から構成される。制御部14aは各種の演算を実行するとともに、入出力各部を一連に制御する。記憶部14bのROMはプログラムや固定データなどを格納し、RAMは演算結果などのデータの読み書きに用いられる。
まず、ドローン本体3に連結されたカメラ6のレンズ8に、ターレット切替え装置10を取り付ける。レンズ8の外周のネジ部に、ターレット切替え装置10のカメラ連結部16のレンズ連結部材16aのネジ部を螺合させることで、レンズ8にターレット切替え装置10を取り付ける。
2 移動体
6 カメラ
8 レンズ
10 ターレット切替え装置
14 制御装置
23(23A~23D、23E~23G) フィルタ
20A、20B 第1、第2の各ターレット
30 フィルタ切替え機構
31 モータ
32 ギア機構
35A、35B 第1、第2の各駆動歯車
36A、36B 第1、第2の各従動歯車
Claims (4)
- 乗員を乗せずに遠隔操作または自動制御によって移動する無人移動装置であって、
移動のための駆動源を有する移動体と、
前記移動体に搭載されるカメラと、
前記カメラのレンズの前面に同軸に配置され、透過率の異なる複数のフィルタが周方向に配置されている、円板状の第1、第2の各ターレットと、
前記第1、第2の各ターレットを動かして、前記レンズの前面に位置させる前記フィルタを切替えるフィルタ切替え機構と、
外部から受信した指示信号または内部に記憶されたプログラムに基づいて、前記フィルタを切替えるための切替信号を生成して前記フィルタ切替え機構に送信する制御装置とを備え、
前記第1、第2の各ターレットは同形状の目印を有し、前記第1、第2の各ターレットを回転させたときに、前記第1、第2の各ターレットの軸方向から見て目印を重ねることができ、
前記第1、第2の各ターレットは、孔が中央部に形成された円板状の透明ガラスと、前記透明ガラスの上に貼り付けられ平面形状が略扇形の複数のフィルタ部材とを備え、前記各フィルタ部材は、前記透明ガラスの上に貼り付けられた状態で、前記透明ガラスの外周縁に沿い前記フィルタ部材の数に応じた中心角の円弧状の外周縁と、前記孔の外形に沿い前記フィルタ部材の数に応じた中心角の円弧状の内周縁と、前記外周縁の各端部と前記内周縁の各端部とをつなぐ直線状の両側縁とを有し、前記第1、第2の各ターレットの前記各フィルタ部材が貼り付けられた領域が前記フィルタを構成し、
前記第1、第2の各ターレットは、互いに異なる数の複数のフィルタを備え、
前記フィルタ切替え機構は、前記制御装置と接続される1つのモータと、前記モータの回転力を前記第1、第2の各ターレットに伝達するギア機構とを備え、前記モータは、前記切替信号に応じた回転角度で前記第1、第2の各ターレットを回転させ、
前記ギア機構は、前記モータの回転力が伝達され、同軸に連結された第1、第2の駆動歯車と、前記第1の駆動歯車と噛み合い、第1のターレットと一体に設けられる第1の従動歯車と、第2のターレットと一体に設けられ、前記第1の駆動歯車と前記第1の従動歯車とのギア比と異なるギア比で前記第2の駆動歯車と噛み合う第2の従動歯車とを備える、無人移動装置。 - 前記第1、第2の各ターレットの少なくとも一つの前記フィルタは、透明ガラスまたは開口部からなる請求項1に記載の無人移動装置。
- 前記第1、第2の各ターレットに設けられる前記フィルタは、それぞれ光の透過率の異なるNDフィルタを含む請求項1または2のいずれかに記載の無人移動装置。
- カメラのレンズの前面に同軸に配置され、透過率の異なる複数の前記フィルタが周方向に配置されている、円板状の第1、第2の各ターレットと、
前記第1、第2の各ターレットを動かして、前記レンズの前面に位置させるフィルタを切替えるフィルタ切替え機構と、 外部から受信した指示信号または内部に記憶されたプログラムに基づいて、前記フィルタを切替えるための切替信号を生成して前記フィルタ切替え機構に送信する制御装置とを備え、
前記第1、第2の各ターレットは同形状の目印を有し、前記第1、第2の各ターレットを回転させたときに、前記第1、第2の各ターレットの軸方向から見て目印を重ねることができ、
前記第1、第2の各ターレットは、孔が中央部に形成された円板状の透明ガラスと、前記透明ガラスの上に貼り付けられ平面形状が略扇形の複数のフィルタ部材とを備え、前記各フィルタ部材は、前記透明ガラスの上に貼り付けられた状態で、前記透明ガラスの外周縁に沿い前記フィルタ部材の数に応じた中心角の円弧状の外周縁と、前記孔の外形に沿い前記フィルタ部材の数に応じた中心角の円弧状の内周縁と、前記外周縁の各端部と前記内周縁の各端部とをつなぐ直線状の両側縁とを有し、前記第1、第2の各ターレットの前記各フィルタ部材が貼り付けられた領域が前記フィルタを構成し、
前記第1、第2の各ターレットは、互いに異なる数の複数のフィルタを備え、
前記フィルタ切替え機構は、前記制御装置と接続される1つのモータと、前記モータの回転力を前記第1、第2の各ターレットに伝達するギア機構とを備え、前記モータは、前記切替信号に応じた回転角度で前記第1、第2の各ターレットを回転させ、
前記ギア機構は、前記モータの回転力が伝達され、同軸に連結された第1、第2の駆動歯車と、前記第1の駆動歯車と噛み合い、第1のターレットと一体に設けられる第1の従動歯車と、第2のターレットと一体に設けられ、前記第1の駆動歯車と前記第1の従動歯車とのギア比と異なるギア比で前記第2の駆動歯車と噛み合う第2の従動歯車とを備える、ターレット切替え装置。
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JP2018169838A JP7163114B2 (ja) | 2018-09-11 | 2018-09-11 | 無人移動装置及びターレット切替え装置 |
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