JPH0277395A - 遠隔操縦式ヘリコプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ラジオコントール等で遠隔操縦される、例え
ば農薬散布用の無人ヘリコプタに関し、特にその飛行領
域を容易にかつ精度よく制御できるようにしたものに関
する。

〔従来の技術〕

無人ヘリコプタを例えば農薬散布に使用する場合は、例
えばラジオコントロールによってヘリコプタの飛行領域
を制御することとなる。この場合、操縦者が発信器の操
縦稈を操作することによって、位置制御信号をヘリコプ
タに搭載された受信器に送信し、該信号によって制御装
置がサーボ機構を制御し、該サーボ機構によってメイン
ロータのピッチ角等を変化させ、これによってヘリコプ
タの前後方向、上下方向、及び左右方向の位置を制御す
るようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のヘリコプタによって農薬散布を行う場
合、散布を要する領域上を正確に飛行させる必要がある
。しかしながら一般に、散布領域は相当に広いので、ヘ
リコプタは操縦者からはるかに離れた位置を飛行するこ
ととなり、操縦者がヘリコプタの飛行位置を精度良く制
御するのは非常に困難となる。その結果、従来の遠隔操
縦による場合は、大まかな位置制御しかできないのが実
情であり、また場合によってヘリコプタが操縦不能の領
域まで飛んでしまうこともある。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、飛行領域を容易にかつ精度よくコントロールで
きる遠隔操縦式ヘリコプタを提供することを目的として
いる。

〔問題点を解決するための手段〕

本願の第１項の発明は、メインロータと、該ロータによ
る反転トルクを打ち消すためのテールロータとを備え、
遠隔操縦されるヘリコプタにおいて、機体に支持部を形
成し、該支持部を飛行領域を規制するための規制ワイヤ
により地上と連結したことを特徴としている。

また、本願の第２項の発明は、機体の上記テールロータ
側部分に設けた支持部を、規制ワイヤによりテンショナ
を介して地上と連結したことを特徴としている。

ここで、本発明における遠隔操縦とは、ラジオコントロ
ール等のいわゆる無線操縦、及び有線操縦の両方を含む
、存線操縦の場合は、上記規制ワイヤによって信号線を
支持するようにすればよい。

また、本発明の規制ワイヤは、長さが一定の場合、及び
ワイヤをリールに巻いておき、これを送り出したり、巻
き取ったりすることによりワイヤ長を伸縮させる場合の
両方を含む。

さらにまた、本発明におけるテンシテナは、機体側に設
ける場合、及び地上側に設ける場合の両方が含まれる。

〔作用〕

本発明に係るヘリコプタは、その機体が規制ワイヤによ
って地上と連結されているので、その前後方向位置はこ
の規制ワイヤ長によって規制され、該ワイヤを半径とす
る円弧上を飛行することとなる。従うて、操縦者は該ヘ
リコプタの操縦にあたっては、その上下位置、及び左右
位置のみを制御すればよいから、それだけ操縦が容易と
なる。また、規制ワイヤで前後方向の位置が規制されて
いるから、操縦不能領域まで飛んでしまうことはなく１
．：れらの結果、飛行領域を精度良くコントロールでき
る。

また、テンショナを介して地上と連結した場合は、規制
ワイヤに常に張力が作用することとなり、飛行が安定化
する。またこの場合機体のテールロータ側部分を地上と
連結したので、例えばメインロータから見てテールロー
タと反対側を連結した場合に比べてより安定化する。。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本願の第１項の発明の第１実施例
による無人ヘリコプタを説明するための図である。

図において、１は農薬散布用の無線操縦式無人ヘリコプ
タであり、このヘリコプタ１の機体２の、前部下方には
これを支持する脚部３が形成され、また前部内方にはエ
ンジン、受信器、制御装置。

サーボ機構等が搭載されている。上記エンジンから略垂
直上方に延びる出力軸にメインロータ４が取り付けられ
ており、また、上記機体２の後端にはテールロータ５が
取り付けられている。これは上記メインロータ４による
反転トルクを打ち消すためのものであり、水平方向でか
つ進行方向に向かって左側に延びる回転軸を有している
。なお、６は尾翼である。このようにして、このヘリコ
プタｌは地上の操縦者による発信器からの操縦信号を上
記受信器で受信し、該受信信号に応じて制御装置がサー
ボ機構によって上下、左右方向の位置等を制御するよう
に構成されている。

そして上記機体２の後部には、後方に延びる支持ブラケ
ット７が固定されており、該ブラケット７の後端は上記
テールロータ５の回転範囲の外方でかつ後方に位置して
いる。この支持ブラケット７の後端には、規制ワイヤ８
の一端が固定されている。このワイヤ８は該ヘリコプタ
１の飛行領域を、特にその前後方向において規制するた
めのものであり、該ワイヤ８の他端は地上に設けられた
ワイヤ巻回装置９に接続されている。

上記ワイヤ巻回装置９は、上記ワイヤ８を巻き取るリー
ル１０と、該リール１０を回転駆動するモータ１１と、
該リール１０の回転量から上記ヘリコプタ１までのワイ
ヤ長さを検出表示するエンコーダ１２とから構成されて
いる。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例のヘリコプタ１を所定の飛行領域内で飛行させ
るには、まず、規制ワイヤ８の長さを、ワイヤ巻回装置
９のモータ１１によってリール１０を回転させて変化さ
せ、エンコーダ１２の指示によってその前後位置を確認
する。そして、この状態で操縦者が発信器から操縦信号
をヘリコプタ１に搭載された受信器に送信するすること
によって、ヘリコプタ位置をコントロールする。この場
合、ヘリコプタ１は上記ワイヤ巻回装置９を中心とし、
ワイヤ長さを半径とする円弧に沿って飛行することとな
り、操縦者は、この前提のもとて上下、及び左右方向の
位置だけについて留意すればよく、前後方向には若干の
推進力が作用するようにメインロータを若干部下がりの
状態に保持するだけでよい。

このように、本実施例では、ヘリコプタ１の前後位置を
規制ワイヤ８によって規制したので、前後方向について
は制御不要となり、操縦者は上下。

左右位置についてのみ注意を集中すればよく、それだけ
飛行位置の制御が容易であるとともに、制御精度を向上
できる。また、規制ワイヤ８によってヘリコプタ１の位
置を規制しているので、ヘリコプタ１が制御不能位置ま
で飛んでしまうことはなく、この点からも制御精度を向
上できる。

上述のように、本発明ではヘリコプタの前後位置を規制
ワイヤで規制しているが、この場合、該ワイヤに常に張
力が作用した状態で飛行させることが望ましく、このよ
うにしたのが本願の第２項の発明である。

第４図及び第５図は、規制ワイヤに張力が常時作用する
ようにした本願の第２項の発明の第１実施例によるヘリ
コプタを説明するための図であり、これはテンシヨナを
機体側に装着した例である。

図中、第１図ないし第３図と同一符号は同−又は相当部
分を示す。

１３は機体２に固定された支持ブラケット７と規制ワイ
ヤ８との間に介設された張力検出装置であり、これは支
持ブラケット７とワイヤ８とを接続する張力検出用ばね
１４と、電源ＶＣＣ〜アース（機体）間に接続された可
変抵抗１５とからなり、咳ハね１４のワイヤ８側端部に
取り付けたスライド端子１５ａが抵抗１５上をスライド
するようになっている。これによりワイヤ８の張力が大
きいほど上記スライド端子１５ａからの電圧が大きくな
るように構成されている。

また、上記スライド端子１５ａによる検出電圧はＡ／Ｄ
変換器１６を経てＣＰＵＩ　７に入力される。このＣＰ
Ｕ１７は、地上の発信器１日からの、例えば所定パルス
間隔、パルス幅の矩形波からなる制御指示信号が受信器
１９を経て入力され、該信号に応じてアンプ２０に各駆
動信号を出力し、該アンプ２０により各サーボ２１がリ
ンク機構２２を介して上記メインロータ４のピッチ、前
後方向の傾斜角θ等を制御する。そしてこの場合、上記
ＣＰＵ１７は上記検出電圧、ひいては張力が予め設定さ
れた値になるように、上記発信器１９からの指示信号を
例えばそのパルス幅を変化させることによって補正しつ
つ上記サーボ機構を制御する。

本実施例では、規制ワイヤ８の張力に応じて張力検出ば
ね１４が伸縮し、これに応じてスライド端子１５ａから
の電圧が変化し、該電圧値がＡ／Ｄ変換器１６を経てＣ
ＰＵ１７に入力される。すると、該ＣＰＵ１７は上記張
力が予め設定された値になるように、受信器１９からの
指示信号を補正した後アンプ２０に出力し、これにより
メインロータ４の傾斜角θ、ひいては張力が所定値に制
御されることとなる。その結果、ワイヤ８に常時所定の
張力が作用し、常に安定して飛行できることとなる。

第６図は第２項の発明の第２実施例を説明するための図
であり、これは地上側にテンシヨナを配設した例である
０図中、第４図及び第５図と同一符号は同−又は相当部
分を示す。

ヘリコプタ１に接続されたワイヤ８は、ガイドプーリ１
０ａ、テンションプーリ１０ｂを介してリールｌＯに巻
回されている。そして上記テンシぢンプーリ１．Ｏｂは
張力検出ばね１４によって基部１０Ｇに連結されている
。この検出ばね１４とプーリ１０ｂとの接続点に配設さ
れたスライド端子１５ａが抵抗１５上をスライドするよ
うになっている。

また、上記スライド端子１５ａによる検出電圧はＡ／Ｄ
変換器１６を経てＣＰＵ１７に入力され、このＣＰＵ１
７が、上記検出電圧、ひいてはワイヤ張力を所定値に保
持するためのエレベータ信号２１を出力し、該信号２１
が発信器１８から受信器１９に発信される。

本実施例においても、上記第４図、第５図の実施例と同
様に、規制ワイヤ８の張力に応じて張力検出ばね１４が
伸縮し、これに応じた検出電圧がＡ／Ｄ変換器１６を経
てＣＰＵＩ　７に入力され、該ＣＰＵ１７から上記張力
を予め設定された値にするためのエレベータ信号２１が
出力される。

またこのとき、上記張力検出ばね１４はへりコプタ１に
よる衝撃を吸収する役目も果たしている。

なお非常時等においてワイヤ８が緩み過ぎたり、張り過
ぎたりした場合、つまり張力が最低値以下。

又は最高値以上となったときは、これをランプ等で表示
し、手動で、又は自動的に駆動モータ１１を作動させ、
上記緩み等を吸収するようにしても良い。

ところで、ヘリコプタのように回転翼を有する飛行機で
は、回転翼が回転することによる反転トルクが必然的に
発生するが、通常のヘリコプタではこの反転トルクを打
ち消すために、テールロータを設けている。これに対し
て本発明では、このテールロータを小型化することがで
きる。

第７図はこのようにテールロータを小型化した本願の第
１項の発明の第２実施例を説明するための図であり、図
において、第１図と同一符号は同−又は相当部分を示す
。

本実施例では、支持ブラケット２３は、ワイヤ接続点と
機体軸心とのなす角度がθになるように、機体軸りに対
して幅方向外方に向けて取り付けられており、該外方端
部に規制ワイヤ８が接されている。そして本実施例のテ
ールロータ５はメインロータ４の反転トルクを打ち消す
容量より小さい容量に設定されている。

本実施例のヘリコプタ１では、反転トルクＴ。

テールロータ５による打ち消しトルクＴ′、張力Ｓ、ワ
イヤ接続点とロータ中心との距Ｍ１′とすると、 Ｔ＝Ｔ’＋５ｓｌｎ　θ×ｌ′ となる、即ち、テールロータ５の容量は、従来のもので
はＴに相当するものが必要であるのに対し、本実施例で
は５ｓｉｎ　θＸｌ′の分だけ小さくて済む、なお、上
記関係から、θを大きくすればテールロータ４の廃止も
可能であることが判る。

なお、上記各実施例ではテールロータより後方をワイヤ
で連結したが、このワイヤ連結位置は、メインロータと
テールロータとの間の部分であってもよく、要は各ロー
タと干渉しない部分を連結すればよい。

また、上記実施例では無人ヘリコプタについて説明した
が、本発明は有人ヘリコプタにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るヘリコプタでは、機体の後部
を規制ワイヤで地上と連結したので、飛行領域を容易に
、かつ精度良く制御できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は第１項の発明の第１実施例を説明
するための図であり、第１図はその斜視図、第２図、第
３図はその平面図、側面図、第４図及び第５図は第２項
の発明の第１実施例を説明するための図であり、第４図
はその側面図、第５図はそのブロック図、第６図は第２
項の発明の第２実施例を説明するためのブロック図、第
７図は第１項の発明の第２実施例を説明するための平面
図である。 図において、１はヘリコプタ、２は機体、４はメインロ
ータ、５はテールロータ、７は支持ブラケット（支持部
）、８は規制ワイヤ、１３は張力検出器（テンショナ）
である。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社 代理人　　　　弁理士　下布　努 第６図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メインロータと、該ロータによる反転トルクを打
   ち消すためのテールロータとを備え、遠隔操縦されるヘ
   リコプタにおいて、機体に支持部を形成し、該支持部を
   飛行領域を規制するための規制ワイヤにより地上と連結
   したことを特徴とする遠隔操縦式ヘリコプタ。
2. （２）メインロータと、該ロータによる反転トルクを打
   ち消すためのテールロータとを備え、遠隔操縦されるヘ
   リコプタにおいて、機体の上記テールロータ側部分に支
   持部を形成し、該支持部を飛行領域を規制するための規
   制ワイヤによりテンショナを介して地上と連結したこと
   を特徴とする遠隔操縦式ヘリコプタ。