JP7432238B2 - Object suspension stabilization device - Google Patents

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Description

本発明は、揺動する基体から吊るされた状態に保持される被吊持物体の揺動を抑制する物体吊持安定化装置に関する。 The present invention relates to an object suspension and stabilization device that suppresses the swinging of a suspended object that is held suspended from a swinging base.

従来の物体吊持安定化装置に関連する技術としては、飛行体の下部に装着され、2つの異なる面方向に独立にカメラの向きを変更できる可変式カメラ支持機構であって、カメラを収納したカプセルと、当該カプセルを前記2つの異なる面方向の一方の方向に回動自在に軸支する逆U字形のカプセル支持部材と、当該カプセル支持部材に固定され、駆動信号に応じて当該カプセルを回動する第1のモータと、当該カプセル支持部材を前記2つの異なる面方向の他方の方向に回動自在に軸支し、ヘリコプターの機体に固定されたブラケットと、駆動信号に応じて回転し、当該カプセル支持部材を回動させる第2のモータとからなることを特徴とする可変式カメラ支持機構(特許文献1参照)が提案されている。このような上下左右にカメラの撮影方向を自在に操作し得る可変式カメラ支持機構によれば、ジャイロセンサからの信号によって、被吊持物体であるカメラの姿勢を制御することが可能であるが、装置が複雑化すると共に、駆動機構が作動することによるタイムラグが発生するため、追従性の極めて高い姿勢制御は難しいことになる。 The technology related to conventional object suspension and stabilization devices is a variable camera support mechanism that is attached to the bottom of an aircraft and can independently change the direction of the camera in two different planes. a capsule, an inverted U-shaped capsule support member that rotatably supports the capsule in one of the two different surface directions, and a capsule support member that is fixed to the capsule support member and rotates the capsule in accordance with a drive signal. a first motor that moves; a bracket that rotatably supports the capsule support member in the other of the two different plane directions; and a bracket that is fixed to the body of the helicopter; and a bracket that rotates in response to a drive signal; A variable camera support mechanism (see Patent Document 1) has been proposed, which is characterized by comprising a second motor that rotates the capsule support member. According to such a variable camera support mechanism that can freely control the shooting direction of the camera vertically and horizontally, it is possible to control the attitude of the camera, which is a suspended object, by signals from the gyro sensor. As the device becomes more complex and a time lag occurs due to the operation of the drive mechanism, attitude control with extremely high followability becomes difficult.

また、従来の他の物体吊持安定化装置に関連する技術としては、ジンバルを介して任意の方向に傾斜自在に支持されたシャフトと、シャフトの上端に設けられたGPSアンテナを有するGPS装置と、シャフトの下端に設けられた写真装置本体とを有し、写真装置本体の光軸が常に鉛直下方に向く様構成され、写真装置本体はGPSアンテナと既知の関係に設けられた撮像部と、撮像部の撮像を制御する制御装置とを有し、制御装置は撮像部で静止画像を取得する様、撮像部を制御すると共にGPS装置により撮像時の撮像位置を取得する様構成し、小型飛行体の姿勢がどの様に変化しても、正確に写真測量用カメラの撮影位置を特定可能な写真測量用カメラ又は航空写真装置(特許文献2参照)が提案されている。 In addition, other technologies related to conventional object suspension and stabilization devices include a shaft supported via a gimbal so as to be tiltable in any direction, and a GPS device having a GPS antenna provided at the upper end of the shaft. , a photographic device main body provided at the lower end of the shaft, the optical axis of the photographic device main body is always directed vertically downward, and the photographic device main body has an imaging section provided in a known relationship with the GPS antenna; The control device is configured to control the imaging unit so that the imaging unit acquires a still image, and to acquire the imaging position at the time of imaging using a GPS device. A photogrammetry camera or an aerial photography device (see Patent Document 2) has been proposed that can accurately specify the photographing position of the photogrammetry camera no matter how the posture of the body changes.

特開昭61-91641号公報(特許請求の範囲(1))JP-A-61-91641 (Claim (1)) 特開2014-44067号公報(第1頁)JP 2014-44067 (Page 1)

物体吊持安定化装置に関して解決しようとする問題点は、従来のジンバルを用いたものでは、そのジンバルで支持されて下端側に被吊持物体が装着されるシャフトを長くすることが、そのシャフトを長くするとその長さに比例して末端での揺れ幅が大きくなるため難しく、その結果、被吊持物体の重心をより下側へ効果的に下げることが難しくなり、被吊持物体の自重による慣性を効果的に利用して揺動をより適切に抑制することができない点にある。 The problem to be solved with regard to object suspension and stabilization devices is that with conventional gimbals, it is necessary to lengthen the shaft supported by the gimbal and on which the suspended object is attached to the lower end. As it becomes longer, the amplitude of swing at the end increases in proportion to the length, which makes it difficult to effectively lower the center of gravity of the suspended object further downwards, which reduces the suspended object's own weight. The problem lies in the fact that it is not possible to effectively utilize the inertia caused by the oscillator to more appropriately suppress the rocking motion.

そこで本発明の目的は、被吊持物体の重心をより下側へ効果的に下げることができ、被吊持物体の揺動をより適切に抑制することができる物体吊持安定化装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an object suspension and stabilization device that can effectively lower the center of gravity of a suspended object to the lower side and more appropriately suppress the swinging of the suspended object. It's about doing.

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係る物体吊持安定化装置の一形態によれば、揺動する基体から吊るされた状態に保持される被吊持物体の揺動を抑制する物体吊持安定化装置であって、上下方向に立てた状態で配されて前記基体に装着されるようにシャフト状に設けられた吊持装着シャフトと、該吊持装着シャフトが、係合され、軸心を中心に回転しないで揺動自在に動作できるように、直交する2軸によって構成されるジンバル機構を備える吊持中心ジンバルと、該吊持中心ジンバルが中央部に保持され、該中央部の中心の上下方向へ延びる上下軸と直交する平面上に描かれる円の3以上の円周等分位置にリンク連結部を備える上側リンク連結基部と、該上側リンク連結基部の下方に配され、下側に前記被吊持物体が固定され、前記上側リンク連結基部のリンク連結部に対応して同数のリンク連結部を備える下側リンク連結基部と、前記上側リンク連結基部と前記下側リンク連結基部との上下で対応するリンク連結部の間に連結されるリンク部材と、該リンク部材と前記リンク連結部とを連結する継手であって、前記リンク部材が軸心を中心に回転しないで揺動自在に動作できるように、直交する2軸によって構成されるジンバル機構を備えるリンク連結用ジンバルとを具備する。
The present invention includes the following configuration to achieve the above object.
According to one embodiment of the object suspension and stabilization device according to the present invention, it is an object suspension and stabilization device that suppresses the swinging of a suspended object held in a suspended state from a swinging base, A suspension attachment shaft, which is provided in the shape of a shaft and is disposed vertically and is attached to the base body, is engaged with the suspension attachment shaft, and the suspension attachment shaft is oscillated without rotating around its axis. A hanging center gimbal is provided with a gimbal mechanism constituted by two orthogonal axes so as to be able to move freely, and the hanging center gimbal is held in a central part, and a vertical axis extends in the vertical direction of the center of the central part. an upper link connecting base provided with link connecting parts at three or more equal circumferential positions of a circle drawn on a plane perpendicular to a lower link connecting base that is fixed and has the same number of link connecting parts corresponding to the link connecting parts of the upper link connecting base; and link connections that correspond above and below the upper link connecting base and the lower link connecting base. a link member connected between the parts, and a joint that connects the link member and the link connecting part, the joint being orthogonal so that the link member can swing freely without rotating around an axis. and a link connection gimbal including a gimbal mechanism configured by two axes.

また、本発明に係る物体吊持安定化装置の一形態によれば、前記リンク部材が3個であることを特徴とすることができる。 Moreover, according to one form of the object suspension and stabilization device according to the present invention, the number of the link members is three.

また、本発明に係る物体吊持安定化装置の一形態によれば、前記吊持中心ジンバルが保持された前記上側リンク連結基部から下側に吊るされた状態の前記被吊持物体を含めた周囲を覆う風除カバーが設けられていることを特徴とすることができる。 Further, according to one embodiment of the object suspension and stabilization device according to the present invention, the suspended object is suspended downward from the upper link connecting base on which the suspension center gimbal is held. The device may be characterized by being provided with a windbreak cover that covers the surrounding area.

また、本発明に係る物体吊持安定化装置の一形態によれば、前記風除カバーに、前記被吊持物体の揺れを抑える揺れ抑え機構が設けられていることを特徴とすることができる。 Further, according to one embodiment of the object suspension stabilizing device according to the present invention, the windbreak cover may be provided with a sway suppressing mechanism that suppresses the sway of the suspended object. .

また、本発明に係る物体吊持安定化装置の一形態によれば、前記被吊持物体がカメラやセンサー機器であることを特徴とすることができる。 Moreover, according to one form of the object suspension and stabilization device according to the present invention, the suspended object may be a camera or a sensor device.

本発明に係る物体吊持安定化装置によれば、被吊持物体の重心をより下側へ効果的に下げることができ、被吊持物体の揺動をより適切に抑制することができるという特別有利な効果を奏する。 According to the object suspension and stabilization device according to the present invention, the center of gravity of the suspended object can be effectively lowered to the lower side, and the swinging of the suspended object can be suppressed more appropriately. It has a particularly advantageous effect.

本発明に係る物体吊持安定化装置の形態例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a form example of an object suspension and stabilization device according to the present invention. 図1の形態例のAの部分を拡大した拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion A of the embodiment of FIG. 1; 図1の形態例のBの部分を拡大した拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of a portion B of the embodiment of FIG. 1; 図1の形態例の中央縦断面図である。FIG. 2 is a central vertical cross-sectional view of the embodiment of FIG. 1; 図1の形態例の図4で示したC-C線で破断した横断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. 4 of the embodiment of FIG. 1. FIG. 図1の形態例の風除カバーを取り除いた状態の(a)平面図、及び(b)側面図である。They are (a) a top view and (b) a side view of the embodiment of FIG. 1 with a windbreak cover removed. 図1の形態例に用いられている吊持中心ジンバルの(a)斜視図、(b)平面図、及び(c)側面図である。They are (a) a perspective view, (b) a top view, and (c) a side view of a suspension center gimbal used in the embodiment of FIG. 1. 図1の形態例に用いられているリンク連結用ジンバルの(a)斜視図、(b)正面図、及び(c)側面図である。They are (a) a perspective view, (b) a front view, and (c) a side view of a gimbal for link connection used in the example of Drawing 1. 本発明に係る物体吊持安定化装置が装着されたドローンの形態例を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an example of a drone equipped with an object suspension and stabilization device according to the present invention.

以下、本発明に係る物体吊持安定化装置の形態例を、添付図面(図1~9)に基づいて詳細に説明する。この物体吊持安定化装置は、揺動する基体から吊るされた状態に保持される被吊持物体90の揺動を抑制するものであって、例えば図9に示すように、無人航空機(ドローン100)に装着して用いることができる。 Hereinafter, embodiments of the object suspension and stabilization device according to the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings (FIGS. 1 to 9). This object suspension and stabilization device suppresses the swinging of a suspended object 90 that is held suspended from a swinging base. For example, as shown in FIG. 100).

本発明に係る物体吊持安定化装置は、図1において二点鎖線で囲まれた部分であり、例えば図に示すようなレーザー鉛直器(被吊持物体90)を吊り下げた状態に保持し、その揺動を抑制するように用いられる。この本発明に係る被吊持物体90とは、揺動による影響を排除することが求められる物であり、例えば、カメラや各種のセンサー機器のことである。なお、本形態例のレーザー鉛直器によれば、一定の水平基準を満たした場合に、自動的に鉛直方向を調整し、鉛直にレーザー光を照射することができ、所望の地点を指し示すことができる。例えば、GPSシステムによって設定された地点の上空にホバリングするドローン100から、鉛直下方へレーザー光を照射することで設定された地点を指し示すことができる。 The object suspension and stabilization device according to the present invention is the part surrounded by the two-dot chain line in FIG. , is used to suppress the vibration. The suspended object 90 according to the present invention is an object that is required to eliminate the influence of rocking, and is, for example, a camera or various sensor devices. In addition, according to the laser plumber of this embodiment, when a certain horizontal standard is met, the vertical direction can be automatically adjusted and the laser beam can be irradiated vertically, making it possible to point to a desired point. can. For example, the drone 100 hovering above a point set by a GPS system can point to the set point by emitting a laser beam vertically downward.

10は吊持装着シャフトであり、上下方向に立てた状態で配されて前記基体(本形態例ではドローン100(図9参照))に装着されるようにシャフト状に設けられている。本形態例の吊持装着シャフト10は、ボルト形状に設けられており、ボルトの頭部に当たる部分が、装着される際に下端となるように配され、後述する吊持中心ジンバル20に係合する係合部11となっている。 Reference numeral 10 denotes a suspension mounting shaft, which is provided in the shape of a shaft so as to be vertically erected and mounted on the base body (in this embodiment, the drone 100 (see FIG. 9)). The suspension mounting shaft 10 of this embodiment is provided in the shape of a bolt, and the part that corresponds to the head of the bolt is arranged as the lower end when mounted, and is engaged with the suspension center gimbal 20 described later. The engaging portion 11 is configured to

吊持中心ジンバル20は、吊持装着シャフト10が、係合され、その吊持装着シャフト10の軸心を中心に回転しないで揺動自在に動作できるように、直交する2軸によって構成されるジンバル機構を備えている。 The suspension center gimbal 20 is constituted by two orthogonal axes so that the suspension mounting shaft 10 is engaged with the suspension mounting shaft 10 and can swing freely without rotating around the axis of the suspension mounting shaft 10. It has a gimbal mechanism.

本形態例の吊持中心ジンバル20は、図7に示すように、後述する上側リンク連結基部30の中央部31に固定される外枠21と、その外枠21に設けられた第1軸22よって回動自在に動作できる第1の回動枠23と、その第1の回動枠23に設けられた第2軸24よって回動自在に動作できる第2の回動枠25とを備えている。そして、第2の回動枠25の中央開口に、吊持装着シャフト10が挿通されて保持されることで両者が固定された状態になり、第2の回動枠25と吊持装着シャフト10とは一体となって動作するように設けられている。 As shown in FIG. 7, the suspension center gimbal 20 of this embodiment includes an outer frame 21 fixed to a central portion 31 of an upper link connecting base 30, which will be described later, and a first shaft 22 provided on the outer frame 21. Therefore, it includes a first rotating frame 23 that can be rotated freely, and a second rotating frame 25 that can be rotated freely by a second shaft 24 provided on the first rotating frame 23. There is. Then, the hanging attachment shaft 10 is inserted into the central opening of the second rotating frame 25 and held, thereby fixing both of them. It is designed to work in unison with the.

これによれば、吊持装着シャフト10が、直交する2軸によって構成されるジンバル機構によって、前後及び左右の方向に揺動自在に動作できると共に、第1軸22と第2軸24によって規制されることになるため、その吊持装着シャフト10の軸心を中心に回転(自転)しない揺動運動ができる構成になっている。すなわち、この吊持中心ジンバル20によれば、ドローン100のような揺動する基体の前後及び左右の傾きに対して、その傾きを打ち消し、被吊持物体90を水平に保つように作動することができる。 According to this, the suspension mounting shaft 10 can swing freely in the front-back and left-right directions by the gimbal mechanism constituted by two orthogonal axes, and is regulated by the first shaft 22 and the second shaft 24. Therefore, the suspension attachment shaft 10 is configured to be able to perform rocking motion without rotating (rotating) around the axis. In other words, the suspension center gimbal 20 operates to cancel out the longitudinal and horizontal inclinations of a swinging base such as the drone 100 and keep the suspended object 90 horizontal. Can be done.

上側リンク連結基部30は、吊持中心ジンバル20が中央部31に保持されて一体てきに固定された状態となり、その中央部31の中心の上下方向へ延びる上下軸と直交する平面上に描かれる円の3以上の円周等分位置にリンク連結部35を備える形態に設けられている。本形態例では、円周3等分の位置に、それぞれアーム部32が中央部31から径方向外側へ放射状に延設された状態に設けられており、そのアーム部32の先端にリンク連結部35が設けられている。 The upper link connecting base 30 is in a state in which the suspension center gimbal 20 is held in the central part 31 and fixed together, and is drawn on a plane perpendicular to the vertical axis extending in the vertical direction of the center of the central part 31. The link connecting portions 35 are provided at three or more equally spaced positions on the circumference of the circle. In this embodiment, arm portions 32 are provided at three equal positions on the circumference, extending radially outward from the center portion 31, and a link connecting portion is provided at the tip of each arm portion 32. 35 are provided.

なお、このアーム部32は、本形態例では3本が形成されたもの(リンク連結部35が3か所に設けられた形態)になっているが、本発明ではこれに限定されるものではなく、被吊持物体90をバランスよく三次元的に吊持できる形態として4本以上形成されたものであっても良い。また、本形態例の上側リンク連結基部30では、アーム部32を設けて軽量化した形態となっているが、これに限定されることはなく、剛性を高めるためなど、適宜選択的に補強形態などを設定してもよいのは勿論である。 In this embodiment, three arm portions 32 are formed (link connecting portions 35 are provided at three locations), but the present invention is not limited to this. Instead, four or more may be formed so that the suspended object 90 can be suspended three-dimensionally in a well-balanced manner. Further, in the upper link connecting base 30 of this embodiment, the arm portion 32 is provided to reduce the weight, but the present invention is not limited to this, and reinforcement forms may be selected as appropriate to increase the rigidity. Of course, you may also set the following.

40は下側リンク連結基部であり、上側リンク連結基部30の下方に配され、下側に被吊持物体90が固定されて一体的保持され、上側リンク連結基部30のリンク連結部35に対応して同数のリンク連結部45を備えている。なお、下側リンク連結基部40の中心が、吊り下げられた状態で、被吊持物体90の重心と鉛直方向に一致するように、この下側リンク連結基部40に被吊持物体90が固定されているとよい。 Reference numeral 40 denotes a lower link connecting base, which is disposed below the upper link connecting base 30, to which the suspended object 90 is fixed and integrally held, and corresponds to the link connecting part 35 of the upper link connecting base 30. The same number of link connecting portions 45 are provided. Note that the suspended object 90 is fixed to the lower link connecting base 40 so that the center of the lower link connecting base 40 vertically matches the center of gravity of the suspended object 90 in the suspended state. It would be good if it was done.

本形態例の下側リンク連結基部40は、上側リンク連結基部30と同様に、その中心の上下方向へ延びる上下軸と直交する平面上に描かれる円の3以上の円周等分位置にリンク連結部45を備える形態に設けられている。本形態例では、円周3等分の位置に、それぞれアーム部42が中心から径方向外側へ放射状に延設された状態に設けられており、そのアーム部42の先端にリンク連結部45が設けられている。 Like the upper link connecting base 30, the lower link connecting base 40 of this embodiment is linked at three or more equal circumferential positions of a circle drawn on a plane perpendicular to the vertical axis extending in the vertical direction of the center. A connecting portion 45 is provided. In this embodiment, arm portions 42 are provided at three equal positions on the circumference, extending radially outward from the center, and a link connecting portion 45 is provided at the tip of each arm portion 42. It is provided.

また、このアーム部42は、本形態例では3本が形成されたものになっているが、上側リンク連結基部30のアーム部32と同様に本発明ではこれに限定されるものではなく、被吊持物体90をバランスよく三次元的に吊持するための形態として4本以上形成されたものであっても良い。また、本形態例の下側リンク連結基部40では、アーム部42を設けて軽量化した形態となっているが、これに限定されることはなく、剛性を高めるためなど、適宜選択的に補強形態などを設定してもよいのは勿論である。 Further, although three arm portions 42 are formed in this embodiment, the present invention is not limited to this, like the arm portion 32 of the upper link connecting base 30, and is Four or more may be formed to suspend the suspended object 90 three-dimensionally in a well-balanced manner. Further, in the lower link connecting base 40 of this embodiment, the arm portion 42 is provided to reduce the weight, but the present invention is not limited to this, and the structure is selectively reinforced as appropriate, such as to increase rigidity. Of course, the format etc. may also be set.

50はリンク部材であり、上側リンク連結基部30と下側リンク連結基部40との上下で対応するリンク連結部35、45の間に連結されている。本形態例では、このリンク部材50が3個である構成になっており、同一長さの棒状に設けられている。従って、それぞれの上下で対応するリンク連結部35、45の間隔は同一となっており、上側リンク連結基部30にリンク部材50を介して下側リンク連結基部40が吊り下げられ、上側リンク連結基部30と下側リンク連結基部40とは平行に配された状態になって、四節平行リンクが3面形成されたような形態になっている。これによれば、3点支持と同様に、最小限の構成になっており、バランスよく被吊持物体90を吊持することができる。また、本形態例のリンク部材50では、棒状又はシャフト状の形態になっているが、これに限定されるものではなく、剛性を高めるためなど、適宜選択的に補強形態などを設定してもよいのは勿論である。 Reference numeral 50 denotes a link member, which is connected between corresponding link connecting parts 35 and 45 above and below the upper link connecting base 30 and the lower link connecting base 40. In this embodiment, there are three link members 50, which are provided in the shape of a bar with the same length. Therefore, the intervals between the corresponding upper and lower link connecting parts 35 and 45 are the same, and the lower link connecting base 40 is suspended from the upper link connecting base 30 via the link member 50. 30 and the lower link connecting base 40 are arranged in parallel, so that the four-section parallel links are formed on three sides. According to this, like the three-point support, the structure is minimal, and the suspended object 90 can be suspended in a well-balanced manner. Further, although the link member 50 of this embodiment has a rod-like or shaft-like form, it is not limited to this, and reinforcement forms may be selectively set as appropriate to increase rigidity. Of course it's good.

60はリンク連結用ジンバルであり、リンク部材50とリンク連結部35、45とを連結する継手であって、リンク部材50が軸心を中心に回転しないで揺動自在に動作できるように、直交する2軸によって構成されるジンバル機構を備えている。なお、このリンク部材50の軸心とは、上下で対応するリンク連結部35、45のそれぞれの中心の間を結ぶ線と重なるもので、本形態例のような長尺棒状のリンク部材50では、その長手方向に延びる軸心線のことである。 Reference numeral 60 denotes a link connecting gimbal, which is a joint that connects the link member 50 and the link connecting parts 35 and 45, and is orthogonally connected so that the link member 50 can swing freely without rotating around the axis. It is equipped with a gimbal mechanism consisting of two axes. Note that the axis of the link member 50 overlaps with a line connecting the centers of the upper and lower corresponding link connecting portions 35 and 45, and in the case of a long bar-shaped link member 50 as in this embodiment, , refers to the axis extending in the longitudinal direction.

本形態例のリンク連結用ジンバル60は、図8に示すように、上側リンク連結基部30及び下側リンク連結基部40のそれぞれに装着されるように、第1軸62と第2軸64に嵌まる部分を備える第1の回動片63と、第2軸64に嵌まる部分を備える第2の回動片65とを備えている。本形態例では、このリンク連結用ジンバル60が、上下に3個ずつ、合計で6個が装着されている。 As shown in FIG. 8, the link connecting gimbal 60 of this embodiment is fitted onto the first shaft 62 and the second shaft 64 so as to be attached to the upper link connecting base 30 and the lower link connecting base 40, respectively. The first rotating piece 63 includes a fitting portion, and the second rotating piece 65 includes a portion fitting into the second shaft 64. In this embodiment, a total of six link connection gimbals 60 are installed, three each on the upper and lower sides.

これによれば、リンク部材50が、直交する2軸によって構成されるリンク連結用ジンバル60のジンバル機構によって、前後及び左右の方向に揺動自在に動作できると共に、第1軸62と第2軸64によって規制されることになるため、そのリンク部材50の軸心を中心に回転(自転)しない揺動運動ができる構成になっている。すなわち、このリンク連結用ジンバル60によれば、前述の吊持中心ジンバル20の動作と同様に、ドローン100のような揺動する基体の前後及び左右の傾きに対して、その傾きを打ち消し、被吊持物体90を水平に保つように作動することができる。 According to this, the link member 50 can swing freely in the front-back and left-right directions by the gimbal mechanism of the link connection gimbal 60 constituted by two orthogonal axes, and the 64, the link member 50 is configured to be able to swing without rotating (rotating) about its axis. That is, according to this link connection gimbal 60, similar to the operation of the suspension center gimbal 20 described above, the tilt of the swinging base body such as the drone 100 is canceled out, and the tilt is canceled out. It can operate to keep the hanging object 90 horizontal.

本発明に係る物体吊持安定化装置によれば、被吊持物体90の重心をより下側へ効果的に下げることができ、被吊持物体90の揺動をより適切に抑制することができるという特別有利な効果を奏する。すなわち、この物体吊持安定化装置によれば、吊持中心ジンバル20とリンク連結用ジンバル60のどちらも2軸のジンバルによって構成されているため、軸心を中心に回転する動き(自転)が阻止されることで、捩じられる動作による揺動を阻止することができる。このため、被吊持物体90は、鉛直線に直交する水平面と平行に揺動するが、これと異なる他の方向の振れが可及的に抑制されることになり、被吊持物体90の揺動をより精密に抑制することができる。また、リンク部材50によって、被吊持物体90の重心をより下側へ位置させることができるため、揺動してもモーメントの作用で、その揺動を押さえる方向へ力が作用し易く、揺動を素早く減衰されることができることになり、揺動をより効果的に抑制し、被吊持物体90の安定化を促進できる。 According to the object suspension and stabilization device according to the present invention, the center of gravity of the suspended object 90 can be effectively lowered to the lower side, and the swinging of the suspended object 90 can be suppressed more appropriately. It has the particularly advantageous effect of being able to That is, according to this object suspension and stabilization device, since both the suspension center gimbal 20 and the link connection gimbal 60 are constituted by two-axis gimbals, rotational movement (rotation) about the axis is By being blocked, it is possible to prevent swinging due to the twisting action. Therefore, although the suspended object 90 swings parallel to the horizontal plane perpendicular to the vertical line, swinging in other directions different from this is suppressed as much as possible, and the suspended object 90 swings parallel to the horizontal plane perpendicular to the vertical line. Oscillation can be suppressed more precisely. In addition, since the center of gravity of the suspended object 90 can be positioned lower by the link member 50, even if the suspended object 90 swings, a force is easily applied in the direction of suppressing the swing due to the action of the moment. This means that the motion can be quickly attenuated, the swing can be suppressed more effectively, and the stabilization of the suspended object 90 can be promoted.

また、本形態例では、吊持中心ジンバル20が固定された上側リンク連結基部30から下側に吊るされた状態の被吊持物体90を含めた周囲を覆う風除カバー70が設けられている。本形態例の風除カバー70は、風除カバー取付部材71を介して吊持装着シャフト10によって保持される形態となっており、風除カバー70と吊持装着シャフト10の両者が一体的に動作できる状態に配されている。 Further, in this embodiment, a windbreak cover 70 is provided to cover the surrounding area including the suspended object 90 suspended downward from the upper link connection base 30 to which the suspension center gimbal 20 is fixed. . The windbreak cover 70 of this embodiment is held by the suspension attachment shaft 10 via the windbreak cover attachment member 71, and both the windbreak cover 70 and the suspension attachment shaft 10 are integrated. It is placed in a working condition.

この風除カバー70によれば、本発明に係る物体吊持安定化装置が、例えばドローン100に装着される場合、ドローン100が移動する際に受ける風を含めて、揺動の主な原因となる風圧(空気圧)を除ける風除けとなって、揺動を抑制することができる。 According to this windbreak cover 70, when the object suspension and stabilization device according to the present invention is attached to, for example, the drone 100, the main cause of shaking, including the wind received when the drone 100 moves, is eliminated. It acts as a windbreak that removes the wind pressure (air pressure) that occurs, and can suppress rocking.

なお、風除カバー70の取付位置は、本形態例に限定されるものではなく、例えばドローン100に装着される場合、そのドローン100の本体側に取り付けることができる。すなわち、本発明に係る物体吊持安定化装置の被吊持物体90が吊持される側であって、吊持中心ジンバル20が固定される上側リンク連結基部30から下側部分とは、別々に動作するように、吊持装着シャフト10よりも上側の部材に装着されることになる。 Note that the mounting position of the windbreak cover 70 is not limited to this embodiment. For example, when mounted on the drone 100, it can be mounted on the main body side of the drone 100. That is, the side on which the suspended object 90 of the object suspension and stabilization device according to the present invention is suspended, and the lower part from the upper link connecting base 30 to which the suspension center gimbal 20 is fixed, are separate from each other. It is mounted on a member above the suspension mounting shaft 10 so as to operate as shown in FIG.

さらに、本形態例では、風除カバー70に、被吊持物体90の揺れを抑える揺れ抑え機構75が設けられている。本形態例の揺れ抑え機構75は、図1に示すように、揺れ抑え板76と揺れ抑え板駆動ソレノイド77とを備え、円周3等分の位置にそれぞれ配されており、遠隔操作によって駆動できるように設けられている。 Furthermore, in this embodiment, the windbreak cover 70 is provided with a shaking suppressing mechanism 75 that suppresses shaking of the suspended object 90. As shown in FIG. 1, the shaking suppressing mechanism 75 of this embodiment includes a shaking suppressing plate 76 and a shaking suppressing plate drive solenoid 77, which are arranged at three equal positions on the circumference, and are driven by remote control. It is set up so that you can.

これによれば、移動時や揺れが大きいときに、揺れ抑え板駆動ソレノイド77を作動させ、揺れ抑え板76によって被吊持物体90を保持して揺れを押さ込むことができる。そして、例えばドローン100に装着されて使用される場合、安定的なホバリング状態になった時点で、揺れ抑え板駆動ソレノイド77を作動させて揺れ抑え板76による被吊持物体90の保持を解除し、被吊持物体90の自重による慣性を利用して、その被吊持物体90が静止状態になるように安定化させることができる。なお、揺れ抑え板76の動作は、本形態例のようなソレノイドに限定されるものではなく、他の既知の駆動機構を適宜選択的に採用できるのは勿論である。 According to this, when moving or when the shaking is large, the shaking suppressing plate drive solenoid 77 can be activated, and the suspended object 90 can be held by the shaking suppressing plate 76 to suppress the shaking. For example, when used attached to the drone 100, when a stable hovering state is achieved, the vibration suppression plate drive solenoid 77 is activated to release the suspended object 90 from being held by the vibration suppression plate 76. By using the inertia of the suspended object 90 due to its own weight, the suspended object 90 can be stabilized to a stationary state. Note that the operation of the vibration suppressing plate 76 is not limited to a solenoid as in this embodiment, and it is of course possible to selectively employ other known drive mechanisms as appropriate.

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。 Although the present invention has been variously explained above using preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. It is about.

10 吊持装着シャフト
11 係合部
20 吊持中心ジンバル
21 外枠
22 第1軸
23 第1の回動枠
24 第2軸
25 第の2回動枠
30 上側リンク連結基部
31 中央部
32 アーム部
35 リンク連結部
40 下側リンク連結基部
42 アーム部
45 リンク連結部
50 リンク部材
60 リンク連結用ジンバル
62 第1軸
63 第1の回動片
64 第2軸
65 第2の回動片
70 風除カバー
71 風除カバー取付部材
75 揺れ抑え機構
76 揺れ抑え板
77 揺れ抑え板駆動ソレノイド
90 被吊持物体
100 ドローン
10 Hanging installation shaft 11 Engagement part 20 Hanging center gimbal 21 Outer frame 22 First shaft 23 First rotation frame 24 Second shaft 25 Second rotation frame 30 Upper link connection base 31 Central part 32 Arm part 35 Link connection portion 40 Lower link connection base 42 Arm portion 45 Link connection portion 50 Link member 60 Link connection gimbal 62 First shaft 63 First rotation piece 64 Second axis 65 Second rotation piece 70 Wind shield Cover 71 Windbreak cover mounting member 75 Shake suppression mechanism 76 Shake suppression plate 77 Shake suppression plate drive solenoid 90 Suspended object 100 Drone

Claims (5)

揺動する基体から吊るされた状態に保持される被吊持物体の揺動を抑制する物体吊持安定化装置であって、
上下方向に立てた状態で配されて前記基体に装着されるようにシャフト状に設けられた吊持装着シャフトと、
該吊持装着シャフトが、係合され、軸心を中心に回転しないで揺動自在に動作できるように、直交する2軸によって構成されるジンバル機構を備える吊持中心ジンバルと、
該吊持中心ジンバルが中央部に保持され、該中央部の中心の上下方向へ延びる上下軸と直交する平面上に描かれる円の3以上の円周等分位置にリンク連結部を備える上側リンク連結基部と、
該上側リンク連結基部の下方に配され、下側に前記被吊持物体が固定され、前記上側リンク連結基部のリンク連結部に対応して同数のリンク連結部を備える下側リンク連結基部と、
前記上側リンク連結基部と前記下側リンク連結基部との上下で対応するリンク連結部の間に連結されるリンク部材と、
該リンク部材と前記リンク連結部とを連結する継手であって、前記リンク部材が軸心を中心に回転しないで揺動自在に動作できるように、直交する2軸によって構成されるジンバル機構を備えるリンク連結用ジンバルとを具備することを特徴とする物体吊持安定化装置。
An object suspension stabilization device that suppresses the swinging of a suspended object held in a suspended state from a swinging base,
a suspension mounting shaft provided in a shaft shape so as to be placed vertically and mounted on the base;
a suspension center gimbal including a gimbal mechanism constituted by two orthogonal axes so that the suspension mounting shaft is engaged and can swing freely without rotating around the axis;
an upper link in which the suspension center gimbal is held in a central portion, and link connecting portions are provided at three or more equal circumference positions of a circle drawn on a plane perpendicular to a vertical axis extending in the vertical direction from the center of the central portion; a connecting base;
a lower link connecting base disposed below the upper link connecting base, to which the suspended object is fixed, and comprising the same number of link connecting parts corresponding to the link connecting parts of the upper link connecting base;
a link member connected between corresponding link connecting parts above and below the upper link connecting base and the lower link connecting base;
A joint that connects the link member and the link connecting portion, and includes a gimbal mechanism configured by two orthogonal axes so that the link member can swing freely without rotating around an axis. An object suspension and stabilization device characterized by comprising a gimbal for link connection.
前記リンク部材が3個であることを特徴とする請求項1記載の物体吊持安定化装置。 2. The object suspension and stabilization device according to claim 1, wherein the number of link members is three. 前記吊持中心ジンバルが保持された前記上側リンク連結基部から下側に吊るされた状態の前記被吊持物体を含めた周囲を覆う風除カバーが設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の物体吊持安定化装置。 Claim 1 characterized in that a windbreak cover is provided to cover the surroundings of the suspended object including the suspended object suspended downward from the upper link connection base on which the suspension center gimbal is held. Or the object suspension stabilization device according to 2. 前記風除カバーに、前記被吊持物体の揺れを抑える揺れ抑え機構が設けられていることを特徴とする請求項3記載の物体吊持安定化装置。 4. The object suspension and stabilization device according to claim 3, wherein the windbreak cover is provided with a sway suppressing mechanism for suppressing sway of the suspended object. 前記被吊持物体がカメラやセンサー機器であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の物体吊持安定化装置。 5. The object suspension and stabilization device according to claim 1, wherein the suspended object is a camera or a sensor device.
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