JPWO2019208607A1 - Drug leak prevention system and method - Google Patents

Drug leak prevention system and method Download PDF

Info

Publication number
JPWO2019208607A1
JPWO2019208607A1 JP2020515507A JP2020515507A JPWO2019208607A1 JP WO2019208607 A1 JPWO2019208607 A1 JP WO2019208607A1 JP 2020515507 A JP2020515507 A JP 2020515507A JP 2020515507 A JP2020515507 A JP 2020515507A JP WO2019208607 A1 JPWO2019208607 A1 JP WO2019208607A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
drug
tank
discharge port
prevention system
drone
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.)
Granted
Application number
JP2020515507A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6746126B2 (en
Inventor
千大 和氣
千大 和氣
洋 柳下
洋 柳下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nileworks Inc
Original Assignee
Nileworks Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nileworks Inc filed Critical Nileworks Inc
Application granted granted Critical
Publication of JP6746126B2 publication Critical patent/JP6746126B2/en
Publication of JPWO2019208607A1 publication Critical patent/JPWO2019208607A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01MCATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

【課題】薬剤の散布を行なう農業用機械において、薬剤の漏出を防止する。【解決策】薬剤を散布する農業用機械に備えられ、当該薬剤の漏出を防止する薬剤の漏出防止システムは、常時閉弁するとともに、当該薬剤タンクからの薬剤の吐出による吐出圧に応じて開弁する逆止弁を有する。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent leakage of a chemical in an agricultural machine for spraying the chemical. SOLUTION: A drug leakage prevention system provided in an agricultural machine for spraying a drug and preventing the drug from leaking is always closed and opened according to the discharge pressure of the drug from the drug tank. It has a check valve to valve. [Selection diagram] Fig. 6

Description

本願発明は、圃場に対して農薬などの薬剤散布等を行なう農業用無人飛行体(ドローン)、特に、安全性を高めたドローン、その制御方法、および、プログラムに関する。 The present invention relates to an agricultural unmanned aerial vehicle (drone) for spraying chemicals such as pesticides on a field, particularly a drone with enhanced safety, a control method thereof, and a program.

一般にドローンと呼ばれる小型無人ヘリコプター(マルチコプター)の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地(圃場)への農薬や液肥などの薬剤散布が挙げられる(たとえば、特許文献1)。欧米と比較して農地が狭い日本においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。 The application of small unmanned helicopters (multicopters), which are generally called drones, is advancing. One of the important application fields is spraying chemicals such as pesticides and liquid fertilizers on farmland (fields) (for example, Patent Document 1). In Japan, where farmland is small compared to Europe and the United States, it is often appropriate to use drones instead of manned airplanes and helicopters.

準天頂衛星システムやRTK-GPS(Real Time Kinematic-Global Positioning System)などの技術によりドローンが飛行中に自機の絶対位置をセンチメートル単位で正確に知ることができるようになったことで、日本において典型的な狭く複雑な地形の農地でも、人手による操縦を最小限として自律的に飛行し、効率的かつ正確に薬剤散布を行なえるようになっている。 Technologies such as the Quasi-Zenith Satellite System and RTK-GPS (Real Time Kinematic-Global Positioning System) have made it possible for drones to accurately know the absolute position of their aircraft in centimeters during flight. Even in the typical narrow and complicated terrain of farmland, it is possible to fly autonomously with minimal manual maneuvering and to spray chemicals efficiently and accurately.

その一方で、農業用の薬剤散布向け自律飛行型ドローンについては安全性に対する考慮が十分とは言いがたいケースがあった。薬剤を搭載したドローンの重量は数10キログラムになるため、人の上に落下する等の事故が起きた場合に重大な結果を招きかねない。また、通常、ドローンの操作者は専門家ではないためフールプルーフの仕組みが必要であるが、これに対する考慮も不十分であった。今までに、人間による操縦を前提としたドローンの安全性技術は存在していたが(たとえば、特許文献2)、特に農業用の薬剤散布向けの自律飛行型ドローンに特有の安全性課題に対応するための技術は存在していなかった。 On the other hand, there were cases where it was difficult to say that safety was taken into consideration for autonomous flying drones for agricultural chemical spraying. Since the drone carrying the drug weighs several tens of kilograms, it can have serious consequences in the event of an accident such as falling onto a person. In addition, since the operator of the drone is usually not an expert, a foolproof mechanism is necessary, but consideration for this is insufficient. Until now, there have been drone safety technologies that are premised on human maneuvering (for example, Patent Document 2), but in particular, they address safety issues specific to autonomous flying drones for agricultural chemical spraying. There was no technology to do this.

特許公開公報 特開2001−120151Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-120151 特許公開公報 特開2017−163265Patent Publication Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-163265 特許公開公報 特開平11−94Patent Publication Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-94 特許公開公報 特開平11−98947Patent Publication Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-98947

薬剤の散布を行なう農業用機械において、薬剤の漏出を防止することを目的とする。 The purpose is to prevent the leakage of chemicals in agricultural machines that spray chemicals.

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る薬剤の漏出防止システムは、薬剤を保管する薬剤タンクと、当該薬剤を外部へ吐出する吐出口と、を有し、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、当該薬剤の漏出を防止するシステムであって、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する遮断機構、前記遮断機構を制御して、前記農業用機械が薬剤を吐出させない動作状態のときに、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する制御手段と、を有する。 In order to achieve the above object, the drug leakage prevention system according to one aspect of the present invention has a drug tank for storing the drug and a discharge port for discharging the drug to the outside, and is used for agriculture in which the drug is sprayed. A system provided in a machine for preventing the leakage of the drug, the agricultural machine discharges the drug by controlling a blocking mechanism for blocking the path from the drug tank to the discharge port and the blocking mechanism. It has a control means for blocking the path from the drug tank to the discharge port when the operation state is not allowed.

また、前記遮断機構は、逆止弁であるものとしてもよい。 Further, the shutoff mechanism may be a check valve.

また、前記遮断機構は、電磁弁であるものとしてもよい。 Further, the shutoff mechanism may be a solenoid valve.

また、前記遮断機構は、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路に複数、設けられているものとしてもよい。 Further, a plurality of the blocking mechanisms may be provided in the path from the drug tank to the discharge port.

また、前記遮断機構は少なくとも、前記薬剤タンクの吐出口に設けられているものとしてもよい。 Further, the blocking mechanism may be at least provided at the discharge port of the drug tank.

また、前記薬剤タンクから前記薬剤の外部への吐出口に至る経路において、前記複数の遮断機構は、所定の漏出許容量ごとに設けられているものとしてもよい。 Further, in the path from the drug tank to the discharge port of the drug to the outside, the plurality of blocking mechanisms may be provided for each predetermined leakage allowable amount.

また、前記薬剤タンクから前記薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーと、前記薬剤の漏出異常検知手段と、をさらに有し、前記漏出異常検知手段は、前記圧力センサーによって測定された薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、異常を検知するものとしてもよい。 Further, the pressure sensor provided in the path from the drug tank to the discharge port of the drug and the drug leakage abnormality detecting means are further provided, and the leakage abnormality detecting means is measured by the pressure sensor. The change with time of the discharge pressure of the drug may be acquired, and the abnormality may be detected based on the change with time of the discharge pressure of the acquired drug.

また、前記農業用機械は、前記薬剤タンク内に貯留された前記薬剤を下流へ吐き出すポンプ、を有し、前記ポンプ内において前記薬剤を前記薬剤タンクから吸い込むと共に下流へ吐き出す回転子の回転数を測定するポンプ用センサー、をさらに有し、前記漏出異常検知手段はさらに、前記圧力センサーによって測定された薬剤の吐出圧に基づき、異常を検知するものとしてもよい。 Further, the agricultural machine has a pump for discharging the drug stored in the drug tank downstream, and the number of rotations of a rotor that sucks the drug from the drug tank and discharges the drug downstream in the pump. The pump sensor for measuring may further be provided, and the leak abnormality detecting means may further detect an abnormality based on the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensor.

また、前記制御手段はさらに、前記漏出異常検知手段により異常が検知された場合、前記遮断機構を制御して、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断させ、前記農業用機械による前記薬剤の散布を規制するものとしてもよい。 Further, when an abnormality is detected by the leak abnormality detecting means, the control means further controls the blocking mechanism to block the path from the drug tank to the discharge port, and the drug by the agricultural machine. May be regulated for spraying.

また、前記制御手段はさらに、前記漏出異常検知手段により異常が検知された場合、前記農業用機械の駆動を規制するものとしてもよい。 Further, the control means may further regulate the driving of the agricultural machine when an abnormality is detected by the leak abnormality detecting means.

また、前記薬剤タンクの蓋に取り付けられ、開閉状態を検知可能な開閉センサー、を有し、前記漏出異常検知手段はさらに、前記開閉センサ―からの情報に基づき、蓋が開放された状態を異常状態とみなしてこれを検知するものとしてもよい。 Further, it has an open / close sensor that is attached to the lid of the drug tank and can detect the open / closed state, and the leak abnormality detecting means further abnormally changes the open state of the lid based on the information from the open / close sensor. It may be regarded as a state and this may be detected.

また、前記制御手段はさらに、前記遮断機構を制御して、主電源の停止時に前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断すると共に、遮断状態を維持するものとしてもよい。 Further, the control means may further control the shutoff mechanism to block the path from the drug tank to the discharge port when the main power supply is stopped, and maintain the shutoff state.

また、前記農業用機械の衝突又は墜落を検知する衝撃センサー、をさらに有し、前記制御手段はさらに、前記衝撃センサーにより前記農業用機械の衝突又は墜落を検知したときに、前記遮断機構を制御して、強制的に前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断するものとしてもよい。 Further, it further has an impact sensor for detecting a collision or a crash of the agricultural machine, and the control means further controls the blocking mechanism when the impact sensor detects a collision or a crash of the agricultural machine. Then, the path from the drug tank to the discharge port may be forcibly blocked.

また、前記農業用機械はドローンであるものとしてもよい。 Further, the agricultural machine may be a drone.

また、本発明の別の観点に係る薬剤の漏出防止方法は、薬剤を保管する薬剤タンクと、当該薬剤を外部へ吐出する吐出口と、を有し、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、当該薬剤の漏出を防止するシステムによって実行される方法であって、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する遮断機構と、を備えたシステムが、前記遮断機構を制御して、前記農業用機械が薬剤を吐出させない動作状態のときに、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する処理、を実行する。 Further, a method for preventing leakage of a drug according to another aspect of the present invention is provided in an agricultural machine having a drug tank for storing the drug and a discharge port for discharging the drug to the outside and spraying the drug. , A method executed by a system for preventing leakage of the drug, wherein the system including a blocking mechanism for blocking the path from the drug tank to the discharge port controls the blocking mechanism to obtain the above-mentioned When the agricultural machine is in an operating state in which the chemical is not discharged, the process of blocking the path from the chemical tank to the discharge port is executed.

また、本発明のさらに別の観点に係るコンピュータプログラムは、薬剤を保管する薬剤タンクと、当該薬剤を外部へ吐出する吐出口と、を有し、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、当該薬剤の漏出を防止するシステムが実行するコンピュータプログラムであって、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する遮断機構と、を備えたシステムに対し、前記遮断機構を制御して、前記農業用機械が薬剤を吐出させない動作状態のときに、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する処理、を実行させる。 Further, a computer program according to still another aspect of the present invention is provided in an agricultural machine having a drug tank for storing a drug and a discharge port for discharging the drug to the outside, and spraying the drug. A computer program executed by a system for preventing the leakage of a drug, which controls the blocking mechanism for a system including a blocking mechanism for blocking the path from the drug tank to the discharge port, and controls the agriculture. When the machine is in an operating state in which the drug is not discharged, a process of blocking the path from the drug tank to the discharge port is executed.

本発明によれば、薬剤の散布を行なう農業用機械において、薬剤の漏出を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent leakage of chemicals in an agricultural machine for spraying chemicals.

本願発明に係る薬剤の吐出防止システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例の平面図である。It is a top view of the Example of the drone for spraying a drug equipped with the drug discharge prevention system which concerns on this invention. 本願発明に係る薬剤の吐出防止システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例の正面図である。It is a front view of the Example of the drone for drug spraying equipped with the drug ejection prevention system which concerns on this invention. 本願発明に係る薬剤の吐出防止システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例の右側面図である。It is a right-side view of the Example of the drone for spraying a drug equipped with the drug discharge prevention system which concerns on this invention. 本願発明に係る薬剤の吐出防止システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例を使用した薬剤散布システムの全体概念図の例である。This is an example of an overall conceptual diagram of a drug spraying system using an example of a drug spraying drone equipped with a drug discharge prevention system according to the present invention. 本願発明に係る薬剤の吐出防止システムを搭載した薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表した模式図である。It is a schematic diagram which showed the control function of the Example of the drone for drug spraying equipped with the drug ejection prevention system which concerns on this invention. 本願発明に係る薬剤の吐出防止システムの構成を表した模式図である。It is a schematic diagram which showed the structure of the chemical discharge prevention system which concerns on this invention. 本願発明に係る薬剤の吐出防止システムが備える機能の一部を表した機能ブロック図である。It is a functional block diagram which showed a part of the function provided in the chemical discharge prevention system which concerns on this invention. 本願発明に係る薬剤の吐出防止システムによって実行される処理の一例を表した処理フロー図である。It is a processing flow diagram which showed an example of the processing executed by the chemical discharge prevention system which concerns on this invention. 本願発明に係る薬剤の吐出防止システムによって実行される処理の一例を表した処理フロー図である。It is a processing flow diagram which showed an example of the processing executed by the chemical discharge prevention system which concerns on this invention.

以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. All figures are illustrations.

図1に本願発明に係るドローン100の実施例の平面図を、図2にその(進行方向側から見た)正面図を、図3にその右側面図を示す。なお、本願明細書において、ドローンとは、動力手段(電力、原動機等)、操縦方式(無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等)を問わず、複数の回転翼または飛行手段を有する飛行体全般を指すこととする。 FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of the drone 100 according to the present invention, FIG. 2 shows a front view thereof (viewed from the traveling direction side), and FIG. 3 shows a right side view thereof. In the specification of the present application, the drone may be a power means (electric power, prime mover, etc.) and a maneuvering method (wireless or wired, autonomous flight type, manual maneuvering type, etc.). Instead, it refers to all vehicles that have multiple rotors or means of flight.

回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b(ローターとも呼ばれる)は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、バッテリー消費量のバランスを考慮し、8機(2段構成の回転翼が4セット)備えられていることが望ましい。 Rotors 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101-2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (also known as rotors) are the means by which the Drone 100 is flown. Considering the balance between flight stability, aircraft size, and battery consumption, it is desirable to have eight aircraft (four sets of two-stage rotor blades).

モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段(典型的には電動機だが発動機等であってもよい)であり、一つの回転翼に対して1機設けられていることが望ましい。1セット内の上下の回転翼(たとえば、101-1aと101-1b)、および、それらに対応するモーター(たとえば、102-1aと102-1b)は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転することが望ましい。なお、一部の回転翼101-3b、および、モーター102-3bが図示されていないが、その位置は自明であり、もし左側面図があったならば示される位置にある。図2、および、図3に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら上の構造であることが望ましい。衝突時に当該部材がローター側に座屈変形することを防ぎ、ローターと干渉することを防ぐためである。 Motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 102-4a, 102-4b are rotary blades 101-1a, 101-1b, 101-2a, 101- It is a means to rotate 2b, 101-3a, 101-3b, 101-4a, 101-4b (typically, it is an electric motor, but it may be a motor, etc.), and one is provided for one rotor. It is desirable that it is. The upper and lower rotors (eg, 101-1a and 101-1b) in one set, and the corresponding motors (eg, 102-1a and 102-1b), are used for drone flight stability, etc. It is desirable that the axes are on the same straight line and rotate in opposite directions. Although some rotors 101-3b and motor 102-3b are not shown, their positions are self-explanatory and are in the positions shown if there is a left side view. As shown in FIGS. 2 and 3, it is desirable that the radial member for supporting the propeller guard provided so that the rotor does not interfere with foreign matter has a structure that is not horizontal but rather on a ridge. This is to prevent the member from buckling and deforming toward the rotor at the time of a collision and to prevent interference with the rotor.

薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は、薬剤を下方に向けて散布するための手段であり4機備えられていることが望ましい。なお、本願明細書において、薬剤とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。 The drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, and 103-4 are means for spraying the drug downward, and it is desirable that four of them are provided. In the specification of the present application, the term “drug” generally refers to a liquid or powder sprayed in a field such as a pesticide, a herbicide, a liquid fertilizer, an insecticide, a seed, and water.

薬剤タンク104は散布される薬剤を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン100の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられていることが望ましい。薬剤ホース105-1、105-2、105-3、105-4は、薬剤タンク104と各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ106は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。 The medicine tank 104 is a tank for storing the medicine to be sprayed, and it is desirable that the medicine tank 104 is provided at a position close to the center of gravity of the drone 100 and at a position lower than the center of gravity from the viewpoint of weight balance. The drug hoses 105-1, 105-2, 1053, 105-4 are means for connecting the drug tank 104 and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and are rigid. It may be made of the above material and also serve to support the drug nozzle. The pump 106 is a means for discharging the drug from the nozzle.

図4に本願発明に係るドローン100の薬剤散布用途の実施例を使用したシステムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。操縦器401は、使用者402の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報(たとえば、位置、薬剤量、電池残量、カメラ映像等)を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されることが望ましいが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていることが望ましい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作機(図示していない)を使用してもよい(非常用操作機は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であることが望ましい)。操縦器401とドローン100はWi-Fi等による無線通信を行なうことが望ましい。 FIG. 4 shows an overall conceptual diagram of a system using an embodiment of the drone 100 for chemical spraying according to the present invention. This figure is a schematic diagram, and the scale is not accurate. The controller 401 is a means for transmitting a command to the drone 100 by the operation of the user 402 and displaying information received from the drone 100 (for example, position, amount of medicine, remaining battery level, camera image, etc.). Yes, it may be realized by a portable information device such as a general tablet terminal that runs a computer program. The drone 100 according to the present invention is preferably controlled to perform autonomous flight, but it is desirable that it can be manually operated during basic operations such as takeoff and return, and in an emergency. In addition to the portable information device, an emergency operation device (not shown) having a function dedicated to emergency stop may be used (the emergency operation device has a large emergency stop button, etc. so that an emergency response can be taken quickly. It is desirable that it is a dedicated device equipped with. It is desirable that the pilot 401 and the drone 100 perform wireless communication by Wi-Fi or the like.

圃場403は、ドローン100による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の障害物が存在する場合もある。 Field 403 is a rice field, a field, or the like that is the target of chemical spraying by the drone 100. In reality, the terrain of field 403 is complicated, and the topographic map may not be available in advance, or the topographic map and the situation at the site may differ. Normally, field 403 is adjacent to houses, hospitals, schools, other crop fields, roads, railroads, and the like. In addition, obstacles such as buildings and electric wires may exist in the field 403.

基地局404は、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であり、RTK-GPS基地局としても機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようにすることが望ましい(Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GPS基地局が独立した装置であってもよい)。営農クラウド405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピューター群と関連ソフトウェアであり、操縦器401と携帯電話回線等で無線接続されていることが望ましい。営農クラウド405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行なってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行なってもよい。 The base station 404 is a device that provides a master unit function for Wi-Fi communication, and it is desirable that it also functions as an RTK-GPS base station so that it can provide an accurate position of the drone 100 (Wi-Fi). The communication master function and the RTK-GPS base station may be independent devices). The farming cloud 405 is typically a group of computers and related software operated on a cloud service, and it is desirable that the farming cloud 405 is wirelessly connected to the controller 401 via a mobile phone line or the like. The farming cloud 405 may analyze the image of the field 403 taken by the drone 100, grasp the growing condition of the crop, and perform a process for determining the flight route. In addition, the topographical information of the stored field 403 may be provided to the drone 100. In addition, the history of the flight and captured images of the drone 100 may be accumulated and various analysis processes may be performed.

通常、ドローン100は圃場403の外部にある発着地点406から離陸し、圃場403に薬剤を散布した後に、あるいは、薬剤補充や充電等が必要になった時に発着地点406に帰還する。発着地点406から目的の圃場403に至るまでの飛行経路(侵入経路)は、営農クラウド405等で事前に保存されていてもよいし、使用者402が離陸開始前に入力してもよい。 Normally, the drone 100 takes off from the departure / arrival point 406 outside the field 403 and returns to the departure / arrival point 406 after spraying the chemicals on the field 403 or when the chemicals need to be replenished or charged. The flight route (invasion route) from the departure / arrival point 406 to the target field 403 may be stored in advance in the farming cloud 405 or the like, or may be input by the user 402 before the start of takeoff.

図5に本願発明に係る薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表した模式図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピューターであってよい。フライトコントローラー501は、操縦器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC(Electronic Speed Control)等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっていることが望ましい。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。 FIG. 5 shows a schematic diagram showing a control function of an embodiment of the drug spraying drone according to the present invention. The flight controller 501 is a component that controls the entire drone, and may be an embedded computer including a CPU, memory, related software, and the like. The flight controller 501 uses motors 102-1a and 102-1b via control means such as ESC (Electronic Speed Control) based on the input information received from the controller 401 and the input information obtained from various sensors described later. , 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, 104-b to control the flight of the drone 100. The actual rotation speeds of the motors 102-1a, 102-1b, 102-2a, 102-2b, 102-3a, 102-3b, 104-a, 104-b are fed back to the flight controller 501, and normal rotation is performed. It is desirable that the configuration is such that it can be monitored. Alternatively, the rotary blade 101 may be provided with an optical sensor or the like so that the rotation of the rotary blade 101 is fed back to the flight controller 501.

フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっていることが望ましい。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護を行なうことが望ましい。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操縦器401上、または、営農クラウド405上や他の場所に存在する別のコンピューターによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。 It is desirable that the software used by the flight controller 501 be rewritable through a storage medium or the like for function expansion / change, problem correction, etc., or through communication means such as Wi-Fi communication or USB. In this case, it is desirable to protect it with encryption, checksum, digital signature, virus check software, etc. so that it will not be rewritten by malicious software. In addition, a part of the calculation process used by the flight controller 501 for control may be executed by another computer located on the control controller 401, on the farming cloud 405, or elsewhere. Due to the high importance of the flight controller 501, some or all of its components may be duplicated.

バッテリー502は、フライトコントローラー501、および、ドローンのその他の構成要素に電力を供給する手段であり、充電式であることが望ましい。バッテリー502はヒューズ、または、サーキットブレーカー等を含む電源ユニットを介してフライトコントローラー501に接続されていることが望ましい。バッテリー502は電力供給機能に加えて、その内部状態(蓄電量、積算使用時間等)をフライトコントローラー501に伝達する機能を有するスマートバッテリーであることが望ましい。 The battery 502 is a means of supplying power to the flight controller 501 and other components of the drone, and is preferably rechargeable. It is desirable that the battery 502 is connected to the flight controller 501 via a fuse or a power supply unit including a circuit breaker or the like. It is desirable that the battery 502 is a smart battery having a function of transmitting the internal state (charge amount, total usage time, etc.) to the flight controller 501 in addition to the power supply function.

フライトコントローラー501は、Wi-Fi子機機能503を介して、さらに、基地局404を介して操縦器401とやり取りを行ない、必要な指令を操縦器401から受信すると共に、必要な情報を操縦器401に送信できることが望ましい。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておくことが望ましい。基地局404は、Wi-Fiによる通信機能に加えて、RTK-GPS基地局の機能も備えていることが望ましい。RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、GPSモジュール504により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。GPSモジュール504は重要性が高いため、二重化・多重化しておくことが望ましく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのGPSモジュール504は別の衛星を使用するよう制御することが望ましい。 The flight controller 501 communicates with the pilot 401 via the Wi-Fi slave unit function 503 and further via the base station 404, receives the necessary commands from the pilot 401, and receives the necessary information from the pilot. It is desirable to be able to send to 401. In this case, it is desirable to encrypt the communication so that fraudulent acts such as interception, spoofing, and device hijacking can be prevented. It is desirable that the base station 404 also has the function of an RTK-GPS base station in addition to the communication function by Wi-Fi. By combining the signal from the RTK base station and the signal from the GPS positioning satellite, the GPS module 504 makes it possible to measure the absolute position of the drone 100 with an accuracy of about several centimeters. Since GPS module 504 is very important, it is desirable to duplicate and multiplex it, and to cope with the failure of a specific GPS satellite, each redundant GPS module 504 should use a different satellite. It is desirable to control.

6軸ジャイロセンサー505はドローン機体の加速度を測定する手段(さらに、加速度の積分により速度を計算する手段)であり、6軸センサーであることが望ましい。地磁気センサー506は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサー507は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザーセンサー508は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、IR(赤外線)レーザーを使用することが望ましい。ソナー509は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサー類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサー(角速度センサー)、風力を測定するための風力センサーなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサー類は、二重化または多重化されていることが望ましい。同一目的複数のセンサーが存在する場合には、フライトコントローラー501はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサーに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサーを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。 The 6-axis gyro sensor 505 is a means for measuring the acceleration of the drone body (further, a means for calculating the speed by integrating the acceleration), and is preferably a 6-axis sensor. The geomagnetic sensor 506 is a means for measuring the direction of the drone body by measuring the geomagnetism. The barometric pressure sensor 507 is a means for measuring barometric pressure, and can also indirectly measure the altitude of the drone. The laser sensor 508 is a means for measuring the distance between the drone aircraft and the ground surface by utilizing the reflection of the laser beam, and it is desirable to use an IR (infrared) laser. The sonar 509 is a means for measuring the distance between the drone aircraft and the ground surface by utilizing the reflection of sound waves such as ultrasonic waves. These sensors may be selected according to the cost target and performance requirements of the drone. In addition, a gyro sensor (angular velocity sensor) for measuring the inclination of the aircraft, a wind power sensor for measuring wind power, and the like may be added. Further, it is desirable that these sensors are duplicated or multiplexed. If there are multiple sensors for the same purpose, the flight controller 501 may use only one of them, and if it fails, it may switch to an alternative sensor for use. Alternatively, a plurality of sensors may be used at the same time, and if the measurement results do not match, it may be considered that a failure has occurred.

流量センサー510は薬剤の流量を測定するための手段であり、薬剤タンク104から薬剤ノズル103に至る経路の複数の場所に設けられていることが望ましい。液切れセンサー511は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサーである。マルチスペクトルカメラ512は圃場403を撮影し、画像分析のためのデータを取得する手段である。障害物検知カメラ513はドローン障害物を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きがマルチスペクトルカメラ512とは異なるため、マルチスペクトルカメラ512とは別の機器であることが望ましい。スイッチ514はドローン100の使用者402が様々な設定を行なうための手段である。障害物接触センサー515はドローン100、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の障害物に接触したことを検知するためのセンサーである。カバーセンサー516は、ドローン100の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサーである。薬剤注入口センサー517は薬剤タンク104の注入口が開放状態であることを検知するセンサーである。これらのセンサー類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン100外部の基地局404、操縦器401、または、その他の場所にセンサーを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局404に風力センサーを設け、風力・風向に関する情報をWi-Fi通信経由でドローン100に送信するようにしてもよい。 The flow rate sensor 510 is a means for measuring the flow rate of the drug, and it is desirable that the flow rate sensor 510 is provided at a plurality of locations on the path from the drug tank 104 to the drug nozzle 103. The liquid drain sensor 511 is a sensor that detects that the amount of the drug has fallen below a predetermined amount. The multispectral camera 512 is a means of photographing the field 403 and acquiring data for image analysis. The obstacle detection camera 513 is a camera for detecting a drone obstacle, and since the image characteristics and the lens orientation are different from those of the multispectral camera 512, it is desirable that the device is different from the multispectral camera 512. The switch 514 is a means for the user 402 of the drone 100 to make various settings. The obstacle contact sensor 515 is a sensor for detecting that the drone 100, in particular, its rotor or propeller guard part, has come into contact with an obstacle such as an electric wire, a building, a human body, a standing tree, a bird, or another drone. .. The cover sensor 516 is a sensor that detects that the operation panel of the drone 100 and the cover for internal maintenance are in the open state. The drug inlet sensor 517 is a sensor that detects that the inlet of the drug tank 104 is in an open state. These sensors may be selected according to the cost target and performance requirements of the drone, and may be duplicated or multiplexed. Further, the read information may be transmitted to the drone by providing a sensor at the base station 404 outside the drone 100, the controller 401, or some other place. For example, a wind power sensor may be provided in the base station 404 to transmit information on the wind power and the wind direction to the drone 100 via Wi-Fi communication.

フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤吐出の停止を行なう。ポンプ106の現時点の状況(たとえば、回転数等)は、フライトコントローラー501にフィードバックされる構成となっていることが望ましい。 The flight controller 501 transmits a control signal to the pump 106 to adjust the drug discharge amount and stop the drug discharge. It is desirable that the current status of the pump 106 (for example, the number of revolutions) is fed back to the flight controller 501.

LED107は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。LEDに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザー518は、音声信号によりドローンの状態(特にエラー状態)を知らせるための出力手段である。Wi-Fi子機機能519は操縦器401とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピューター等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Wi-Fi子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、NFC等の他の無線通信手段、または、USB接続などの有線通信手段を使用してもよい。スピーカー520は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態(特にエラー状態)を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン100の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯521はドローンの状態(特にエラー状態)を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。 The LED 107 is a display means for informing the drone operator of the state of the drone. Display means such as a liquid crystal display may be used in place of or in addition to the LED. The buzzer 518 is an output means for notifying the state of the drone (particularly the error state) by an audio signal. The Wi-Fi slave unit function 519 is an optional component for communicating with an external computer or the like for transferring software, for example, in addition to the control unit 401. In place of or in addition to the Wi-Fi slave function, other wireless communication means such as infrared communication, Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), NFC, or wired communication means such as USB connection You may use it. The speaker 520 is an output means for notifying the state of the drone (particularly the error state) by means of recorded human voice, synthetic voice, or the like. Depending on the weather conditions, it may be difficult to see the visual display of the drone 100 in flight. In such cases, voice communication is effective. The warning light 521 is a display means such as a strobe light for notifying the state of the drone (particularly the error state). These input / output means may be selected according to the cost target and performance requirements of the drone, and may be duplicated / multiplexed.

自律飛行により薬剤等の散布を行なう農業用ドローンにおいては、ドローンの高度、および、速度の上限を維持することが安全性維持のためにきわめて重要である。使用者402に操縦器401に常に貼り付いてドローン100を操縦しているわけではないからである。ドローン100の高度が所定の高度を超えると万一の落下時の地上衝突時の衝撃が安全規制を超える可能性がある(万一、人に衝突した時に深刻な被害を与える可能性がある)。加えて、目的とする圃場外への薬剤の飛散(ドリフト)を最小化するためにも高度を制限することが望ましい。同様に、ドローン100の速度が所定の速度を超えると安全面で大きな問題となり得る。落下時に加えて、障害物(特に人間)に衝突した際の衝撃が安全基準を超える可能性がある。 In agricultural drones that spray chemicals by autonomous flight, it is extremely important to maintain the altitude and upper limit of speed of the drone in order to maintain safety. This is because the user 402 does not always stick to the controller 401 to control the drone 100. If the altitude of the drone 100 exceeds the specified altitude, the impact at the time of a ground collision in the event of a fall may exceed the safety regulations (in the unlikely event that it collides with a person, it may cause serious damage). .. In addition, it is desirable to limit the altitude in order to minimize the scattering (drift) of the chemicals out of the target field. Similarly, if the speed of the drone 100 exceeds a predetermined speed, it can be a big safety problem. In addition to falling, the impact of a collision with an obstacle (especially a human) can exceed safety standards.

安全基準を遵守するために、本願発明に係るドローン100は、フライトコントローラー501の入力とするための高度測定手段、速度測定手段、または、その両方を備えることが望ましい。加えて、重量測定手段を備えていてもよい。フライトコントローラー501は、これらの測定された情報を入力とし、ドローン100が所定の制限高度、所定の制限速度、または、その両方を超えないようモーター102を制御することが望ましい。 In order to comply with the safety standards, it is desirable that the drone 100 according to the present invention is provided with altitude measuring means, speed measuring means, or both for input to the flight controller 501. In addition, a weight measuring means may be provided. It is desirable that the flight controller 501 takes these measured information as an input and controls the motor 102 so that the drone 100 does not exceed a predetermined altitude limit, a predetermined speed limit, or both.

(高度測定)
本願発明に係るドローン100は複数のセンサーを使用して機体高度を測定することが望ましい。高度の測定には、GPS504、6軸ジャイロセンサー505、気圧センサー507、ソナー509、レーザーセンサー508の組み合わせを使用してよい。また、マルチスペクトルカメラ512、または、障害物検知カメラ513にパッシブ方式のオートフォーカス機能を備えることで対地距離を測定してもよい。この場合に、測定器やセンサーは故障に備えて二重化または多重化することが望ましい。二重化・多重化は同種のセンサーを複数使用することで行なってもよく、複数方式のセンサーを併用することで行なってもよく、その両方によって行なってもよい。
(Altitude measurement)
It is desirable that the drone 100 according to the present invention measures the aircraft altitude using a plurality of sensors. A combination of GPS 504, 6-axis gyro sensor 505, barometric pressure sensor 507, sonar 509, and laser sensor 508 may be used for altitude measurement. Further, the distance to the ground may be measured by providing the multispectral camera 512 or the obstacle detection camera 513 with a passive autofocus function. In this case, it is desirable that the measuring instrument or sensor be duplicated or multiplexed in case of failure. Duplication / multiplexing may be performed by using a plurality of sensors of the same type, may be performed by using a plurality of types of sensors in combination, or may be performed by both of them.

たとえば、ソナー509は圃場403が地面である場合には正確な測定が可能だが、圃場403が水面である場合には正確な測定が難しい(この場合には、レーザーセンサー508が適切である)等、測定方式により得手不得手があるため、複数方式のセンサーを併用することが望ましい。また、GPSの電波の外乱や基地局の異常等が発生した場合には仮にGPS504を多重化していたとしても全体障害となってしまうため、GPS以外の高度測定手段も備えることが望ましい。 For example, the sonar 509 can make accurate measurements when the field 403 is on the ground, but it is difficult to make accurate measurements when the field 403 is on the water surface (in this case, the laser sensor 508 is appropriate). Since there are strengths and weaknesses depending on the measurement method, it is desirable to use multiple types of sensors together. In addition, if GPS radio wave disturbance or base station abnormality occurs, even if GPS504 is multiplexed, it will be an overall obstacle, so it is desirable to provide an altitude measurement means other than GPS.

特に、離陸時の初期高度測定にはGPS504を使用し、飛行中はソナー509を使用することが望ましい。GPS504は最も正確な測定を行なえるが絶対高度しか測定できないため、用水路など凹凸のある圃場403では正確な対地高度を測定できないのに対して、ソナー509は地面に対する距離を測定するため対地高度を測定できるからである。水平飛行中にGPS504とソナー509の両方による測定を行なって結果を比較し、その差が所定の閾値(たとえば10センチメートル)以内であるときにはGPS504の測定値を高度測定に使用し、所定の閾値を超えたときには圃場403の凹凸が大きいと判断して、ソナー509の測定値を高度測定に使用するようにしてもよい。 In particular, it is desirable to use GPS504 for initial altitude measurement during takeoff and sonar 509 during flight. GPS504 can perform the most accurate measurement, but can only measure absolute altitude, so while field 403 with irregularities such as irrigation canals cannot measure altitude above ground level, Sonar 509 measures altitude above ground level. This is because it can be measured. During level flight, both GPS504 and sonar 509 measurements are taken and the results are compared, and if the difference is within a given threshold (eg 10 cm), the GPS504 readings are used for altitude measurements and the given threshold. When it exceeds, it may be determined that the unevenness of the field 403 is large, and the measured value of the sonar 509 may be used for the altitude measurement.

なお、GPS504は、ドローンの飛行位置の把握のためにいずれにせよ不可欠な機能となるため、離陸時にGPS504が故障や外乱等により機能しない場合にはドローンの離陸を禁止する制御(インターロック)を行なうことが望ましい。また、飛行中にGPS衛星からの電波がさえぎられて一時的な受信不能となる、通信妨害が発生し受信不能となる等によりGPSが機能しなくなった場合には、ドローン100をその場で上空停止(ホバリング)させる制御を行なうことが望ましい。所定時間経過後もGPSが機能しない場合には、ホバリングを停止し、その場でドローン100をその場で軟着陸、または、発着地点406等に帰還させる制御を行なってもよい。この際に、操縦器401にエラー・メッセージを表示し、使用者402の指示を仰いでもよい。 In addition, GPS504 is an indispensable function to grasp the flight position of the drone anyway, so if GPS504 does not function due to failure or disturbance at the time of takeoff, control (interlock) to prohibit the takeoff of the drone is performed. It is desirable to do it. In addition, if GPS does not work due to interruption of radio waves from GPS satellites during flight, temporary unreceivability, communication jamming, etc., the drone 100 will fly over the drone 100 on the spot. It is desirable to control to stop (hover). If the GPS does not function after a lapse of a predetermined time, the hovering may be stopped and the drone 100 may be soft-landed on the spot or controlled to return to the departure / arrival point 406 or the like. At this time, an error message may be displayed on the controller 401 and the instruction of the user 402 may be sought.

これらの高度測定手段により測定された高度情報をドローン100の飛行制御手段の入力とすることで、人間の目視による操縦がなくとも、ドローン100を法規制や安全基準等により定められた制限高度内で飛行させることが可能となる。 By inputting the altitude information measured by these altitude measuring means into the flight control means of the drone 100, the drone 100 can be operated within the restricted altitude stipulated by laws and regulations, safety standards, etc., even if there is no visual control by humans. It will be possible to fly with.

GPS504によって高度を測定している場合には、ソナー509により測定を行なっている場合と比較して、制限高度を低く設定することが望ましい。GPSはドローン100の高度の絶対値を測定しているのに対して、ソナー509はドローン100と地表との距離を測定しているため、地形の高低を考慮して制限高度に余裕を持たせることが望ましいからである。たとえば、ソナー509を使用した測定時の制限高度が2メートルである場合には、GPS504を使用した測定時の制限高度を1.5メートルとしてよい。 When the altitude is measured by GPS504, it is desirable to set the altitude limit lower than when measuring by sonar 509. While GPS measures the absolute value of the altitude of the drone 100, the sonar 509 measures the distance between the drone 100 and the ground surface, so allow a margin for the restricted altitude in consideration of the height of the terrain. Is desirable. For example, if the altitude limit during measurement using the sonar 509 is 2 meters, the altitude limit during measurement using GPS 504 may be 1.5 meters.

ドローン100の絶対的な高度の制限に加えて、上昇速度(高度の時間あたりの変化)を制限してもよい。上昇速度を制限しないとセンサーの測定の遅延、および、フライトコントローラー501の処理の遅延等により、ドローン100が制限高度を一時的に超えてしまうリスクがあるからである。この場合において、GPS504によって高度を測定している場合には、ソナー509等の他の方法によって高度を測定している場合と比較して上昇速度の上限値を低く設定してもよい。GPS504は、電波の外乱や測位衛星の状況により一時的に測定ができないことがあるため、ドローンが制限高度を一時的に超えるリスクが高くなるからである。 In addition to the absolute altitude limit of Drone 100, you may limit the rate of climb (change in altitude over time). This is because if the ascending speed is not limited, there is a risk that the drone 100 will temporarily exceed the restricted altitude due to the delay in sensor measurement and the delay in processing of the flight controller 501. In this case, when the altitude is measured by GPS 504, the upper limit of the ascending speed may be set lower than that when the altitude is measured by another method such as sonar 509. This is because the GPS504 may not be able to measure temporarily due to radio wave disturbance or the condition of the positioning satellite, so there is a high risk that the drone will temporarily exceed the restricted altitude.

(速度制限)
本願発明に係るドローン100は、複数のセンサーを使用して機体速度を測定してよい。速度の測定には、6軸ジャイロセンサー505(加速度の積分により速度が得られる)、GPSドップラー504-3(複数のGPS基地局からの電波の位相差をソフトウェアで処理することで機体速度を測定できる)、または、GPS504が測定した絶対座標の変化等を使用してよい。この場合に、測定器やセンサーは故障に備えて、二重化または多重化することが望ましい。二重化または多重化は同一方式内で行なうと共に、異なる方式間で行なうことが好ましい。たとえば、GPSが電波外乱や測位衛星の障害により利用できない場合には、GPSのみを二重化していた場合に全体障害となってしまうからである。
(Speed limit)
The drone 100 according to the present invention may measure the airframe speed using a plurality of sensors. To measure the speed, 6-axis gyro sensor 505 (speed is obtained by integrating acceleration), GPS Doppler 504-3 (measures the speed of the aircraft by processing the phase difference of radio waves from multiple GPS base stations with software). You can use) or you may use the change in absolute coordinates measured by GPS504. In this case, it is desirable to duplicate or multiplex the measuring instrument or sensor in case of failure. It is preferable that the duplication or multiplexing is performed within the same method and between different methods. For example, if GPS cannot be used due to radio wave disturbance or obstacles of positioning satellites, it will be an overall obstacle if only GPS is duplicated.

これらの高度測定手段により測定された速度情報をフライトコントローラー501の入力とすることで、人間の目視による操縦がなくとも、ドローン100を法規制や安全基準等により定められた制限速度内(たとえば、時速20Km)で飛行させることが可能となる。 By inputting the speed information measured by these altitude measuring means to the flight controller 501, the drone 100 can be operated within the speed limit stipulated by laws and regulations, safety standards, etc. (for example, even without human visual control). It will be possible to fly at a speed of 20 km / h).

(重量測定)
典型的なドローン100による農薬散布のケースでは、薬剤の重量は10キログラム以上となる。機体部分のみの重量は典型的には25キログラム程度であるため、散布開始時と散布終了間近の時では全体重量には大きな差が生じる。全体重量の変化に応じて、ドローン100の高度および速度を調整してもよい。たとえば、安全基準により、ドローン100の自然落下時の地表での衝撃力が規定されているのであれば、衝撃力は高度と速度と重量により決まる(速度の二乗に比例し、高度と重量に比例する)ため、機体重量が軽い時には制限高度を高くしてもよい。同様に、機体重量が軽い時には制限速度を速くしてもよい。また、飛行速度が速い時には制限高度を低く設定し、飛行高度が高い時には制限速度を遅く設定してもよい。
(Weight measurement)
In the case of a typical drone 100 pesticide application, the drug weighs more than 10 kilograms. Since the weight of only the airframe is typically about 25 kilograms, there is a large difference in the total weight between the start of spraying and the end of spraying. The altitude and speed of the drone 100 may be adjusted in response to changes in overall weight. For example, if safety standards specify the impact force on the ground surface of the drone 100 during free fall, the impact force is determined by altitude, speed, and weight (proportional to the square of speed, proportional to altitude and weight. Therefore, when the weight of the aircraft is light, the altitude limit may be increased. Similarly, when the weight of the aircraft is light, the speed limit may be increased. Further, when the flight speed is high, the speed limit may be set low, and when the flight altitude is high, the speed limit may be set slow.

機体重量は6軸ジャイロセンサー505によって測定された加速度、または、GPSドップラー504-3やGPS504等の手段によって測定された速度の微分値としての加速度を使用して推定してよい。上昇時であれば、モーター102の推力をT、重力加速度をg、測定された機体の加速度をαとすれば、機体全体の重量Mは、M=T/(α+g)として求められる。モーター102の推力Tはモーターの回転数によって決まり、フライトコントローラー501はモーター回転数を測定できることから、機体の重量を推定可能である。また、モーター回転数を直接的に測定できない場合には、フライトコントローラー501がモーター102に指令した目的回転数をモーター回転数とみなし、そこから推力を推定してもよい。 The weight of the aircraft may be estimated using the acceleration measured by the 6-axis gyro sensor 505 or the acceleration as a derivative of the velocity measured by means such as GPS Doppler 504-3 or GPS504. In the case of climbing, if the thrust of the motor 102 is T, the gravitational acceleration is g, and the measured acceleration of the airframe is α, the weight M of the entire airframe is obtained as M = T / (α + g). Since the thrust T of the motor 102 is determined by the rotation speed of the motor and the flight controller 501 can measure the rotation speed of the motor, the weight of the airframe can be estimated. If the motor rotation speed cannot be measured directly, the target rotation speed commanded by the flight controller 501 to the motor 102 may be regarded as the motor rotation speed, and the thrust may be estimated from the target rotation speed.

また、等速水平飛行中のドローン100の機体の傾きを測定することで機体重量を推定してよい。機体の傾きはジャイロセンサーを備えることで直接測定してもよいし、6軸方式の6軸ジャイロセンサー505の測定値を二回微分することで推定してもよい。等速水平飛行中には機体の空気抵抗力、重力、回転翼による推力が釣り合っている。空気抵抗力は機体の飛行速度の関数であり、回転翼による推力はモーターの回転数の関数であり、重力は機体重量の関数であることから、重量は機体の傾き、モーターの回転数、機体の飛行速度が既知であれば推定することができる。なお、風力センサーを設けて、風力と風向によって空気抵抗係数を補正してもよい。 In addition, the weight of the drone 100 may be estimated by measuring the inclination of the drone 100 during level flight at a constant velocity. The inclination of the airframe may be directly measured by providing a gyro sensor, or may be estimated by differentiating the measured value of the 6-axis gyro sensor 505 twice. During constant-velocity level flight, the air resistance of the aircraft, gravity, and thrust by the rotor are balanced. Since air resistance is a function of the flight speed of the aircraft, thrust by the rotor is a function of the rotation speed of the motor, and gravity is a function of the weight of the aircraft, the weight is the inclination of the aircraft, the rotation speed of the motor, and the aircraft. If the flight speed of is known, it can be estimated. A wind power sensor may be provided to correct the air resistance coefficient according to the wind power and the wind direction.

また、飛行中に重量が変化する最大の要因は薬剤の量であることから、薬剤タンク中のレベルセンサーで薬剤の液面の高さを測定することで薬剤の残量を測定し、そこから機体全体の重量を推定してもよい。この場合には、薬剤タンク中に水圧センサーを備え、薬剤タンク中の薬剤の重量を推定することで、機体全体の重量を推定してもよい。 In addition, since the biggest factor that changes the weight during flight is the amount of medicine, the remaining amount of medicine is measured by measuring the height of the liquid level of the medicine with the level sensor in the medicine tank, and from there. The weight of the entire aircraft may be estimated. In this case, the weight of the entire machine may be estimated by providing a water pressure sensor in the medicine tank and estimating the weight of the medicine in the medicine tank.

図6及び図7により、本願発明の実施例に係る薬剤の漏出防止システムの構成おっよび機能を示す。
本実施形態に係る薬剤の漏出防止システムは、薬剤を散布する農業用機械、特に本例では薬剤散布用ドローン100に備えられ、薬剤の漏出を防止する。なお、本実施形態において、「薬剤が漏出している状態」といった場合、農業用機械内において薬剤が漏出している状態や、薬剤が農業用機械外へ漏出している場合を含むほか、広く、薬剤が正常に管理された経路から漏出している状態を含む。
6 and 7 show the configuration and function of the drug leakage prevention system according to the embodiment of the present invention.
The drug leakage prevention system according to the present embodiment is provided in an agricultural machine for spraying the drug, particularly in this example, the drug spraying drone 100, and prevents the drug from leaking. In the present embodiment, the term "drug leaking state" includes a state in which the drug is leaking inside the agricultural machine and a case where the drug is leaking out of the agricultural machine. , Including the condition where the drug is leaking from a normally controlled route.

薬剤タンク104は上述の通り、散布される薬剤を保管するためのタンクである。
なお、この薬剤タンク104には、薬剤を充填したり、保管している薬剤を出したりするための開閉可能な蓋が取り付けられている。この開閉可能な蓋には、開閉状態を検知可能な開閉センサー104aが取り付けられている。この開閉センサー104aは例えば、蓋に取り付けられたマグネットと、本体に取り付けられて、このマグネットの磁力や接触を感知する感知器によって構成することができる。これにより蓋の開閉状態を判別して、使用者に蓋の開閉状態を認識可能とし、蓋が開いたまま薬剤の散布が行われるといった事態を防ぐことができる。
As described above, the drug tank 104 is a tank for storing the sprayed drug.
The drug tank 104 is provided with a lid that can be opened and closed for filling the drug and discharging the stored drug. An open / close sensor 104a capable of detecting an open / closed state is attached to the openable / closable lid. The open / close sensor 104a can be composed of, for example, a magnet attached to a lid and a sensor attached to a main body to detect the magnetic force or contact of the magnet. As a result, the open / closed state of the lid can be determined so that the user can recognize the opened / closed state of the lid, and it is possible to prevent a situation in which the drug is sprayed with the lid open.

また、薬剤タンク104には薬剤種別判別センサー104bが設けられている。薬剤種別判別センサー104bは、薬剤タンク104内に貯留されている薬剤の種別を判別することができる。
この薬剤種別判別センサー104bは例えば、薬剤タンク104内の薬剤の粘度や導電率、あるいはpHを測定することのできる装置によって構成され、測定された各項目の値と、薬剤ごとの基準となる値とを対比し、薬剤の種別を判別することができる。
Further, the drug tank 104 is provided with a drug type discrimination sensor 104b. The drug type discrimination sensor 104b can discriminate the type of drug stored in the drug tank 104.
The drug type discrimination sensor 104b is composed of, for example, a device capable of measuring the viscosity, conductivity, or pH of the drug in the drug tank 104, and the measured values of each item and the reference value for each drug. And can be compared to determine the type of drug.

ここで、薬剤は複数の種類のものが用いられる場合があるため、散布を予定している薬剤が薬剤タンク104内に保管されているかどうかを判別することは有用である。特に、薬剤の粒子径は種類に応じて異なるところ、散布を予定していた薬剤よりも粒子径の小さい薬剤を誤って散布してしまった場合には、ドリフト(薬剤の目的物以外への飛散、付着)を惹き起こす可能性が高く、看過できない。 Here, since a plurality of types of drugs may be used, it is useful to determine whether or not the drug to be sprayed is stored in the drug tank 104. In particular, the particle size of the drug differs depending on the type, and if a drug with a smaller particle size than the drug planned to be sprayed is accidentally sprayed, drift (scattering of the drug to other than the target object) , Adhesion) is likely to occur and cannot be overlooked.

また、薬剤タンク104には、薬剤の液切れを検知するための液切れセンサー511が取り付けられている。なお、薬剤の液切れには、薬剤がなくなった場合のほか、薬剤の量が所定の量以下になった場合を含み、任意に設定された量に応じて、薬剤の液切れを検知することができる。 Further, the medicine tank 104 is equipped with a liquid shortage sensor 511 for detecting the liquid shortage of the medicine. In addition, the case where the drug runs out includes the case where the amount of the drug falls below a predetermined amount, and the case where the drug runs out is detected according to an arbitrarily set amount. Can be done.

なお、薬剤タンク104内における薬剤の蒸散検知機能や、温度・湿度の測定機能などを薬剤タンク104に設け、薬剤が適切な状態に管理されるようにするとよい。 It is preferable that the drug tank 104 is provided with a function for detecting the evaporation of the drug in the drug tank 104 and a function for measuring temperature and humidity so that the drug is managed in an appropriate state.

ポンプ106は、薬剤タンク104内に保管されている薬剤を下流へ吐き出し、薬剤ホース105-1、105-2、105-3、105-4を介して各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へ送出する。
なお、薬剤は薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へ送出されるところ、本実施形態の説明では、この送出経路に沿って薬剤が送出される方向を下流方向と称し、これとは逆の方向を上流方向と称することがある。なお、薬剤は一部、薬剤タンク104から三方弁122を介して再び薬剤タンク104へ送出されるが、この経路に関しては、三方弁122側を下流方向、薬剤タンク104側を上流方向と称している。
The pump 106 discharges the drug stored in the drug tank 104 to the downstream, and the drug nozzles 103-1, 103-2, through the drug hoses 105-1, 105-2, 1053, 105-4, Send to 103-3 and 103-4.
The drug is delivered from the drug tank 104 to the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. In the description of the present embodiment, the drug is delivered along this delivery path. Is referred to as the downstream direction, and the opposite direction may be referred to as the upstream direction. A part of the medicine is sent from the medicine tank 104 to the medicine tank 104 again via the three-way valve 122. Regarding this route, the three-way valve 122 side is referred to as the downstream direction and the medicine tank 104 side is referred to as the upstream direction. There is.

拡張タンク141は、三方弁122から送出された薬剤を一時的に貯留させ、薬剤タンク104に戻すためのタンクである。
三方弁122から拡張タンク141を介して薬剤タンク104に至る経路は、薬剤中の気泡を除去(脱泡)するための経路である。この経路を循環させると共に、拡張タンク141に一時的に貯留させることで薬剤の脱泡を行うことができる。
The expansion tank 141 is a tank for temporarily storing the medicine delivered from the three-way valve 122 and returning it to the medicine tank 104.
The route from the three-way valve 122 to the drug tank 104 via the expansion tank 141 is a path for removing (defoaming) air bubbles in the drug. The drug can be defoamed by circulating this route and temporarily storing it in the expansion tank 141.

逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7は、薬剤を一定方向のみに送出し、当該一定方向とは逆の方向への流入、即ち逆流を防ぐための弁である。また、この逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7は、薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4に至る経路において、薬剤の吐出を遮断する遮断機構の役割を果たし、ドローン100が薬剤を散布させる動作状態でない場合には、制御部12による制御の下、閉弁して薬剤の送出経路を遮断し、薬剤の吐出を規制する。例えば、ドローン100が飛行し、薬剤散布の指令をドローン100が受け付けるまでの状態又は受けていない状態、ドローン100が異常状態となり、薬剤の散布を規制する指令をドローン100が受け付けている状態、主たる駆動電源が停止した状態などにおいて、薬剤の吐出を遮断する。 Check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 deliver the drug only in one direction and in the direction opposite to that direction. It is a valve to prevent the inflow, that is, the backflow. In addition, the check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 are from the drug tank 104 to the drug nozzles 103-1, 103-2, 103. In the route to -3 and 103-4, it acts as a blocking mechanism to block the discharge of the drug, and when the drone 100 is not in the operating state of spraying the drug, the valve is closed under the control of the control unit 12. Block the drug delivery route and regulate the drug discharge. For example, the drone 100 has flown and the drone 100 has not received the command for spraying the drug, the drone 100 has become abnormal, and the drone 100 has received the command to regulate the spraying of the drug. When the drive power supply is stopped, the discharge of chemicals is cut off.

本例では、逆止弁121-1が薬剤タンク104とポンプ106の間であって、薬剤タンク104に設けられた薬剤吐出口近傍に設けられ、逆止弁121-2が三方弁122と薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の間に設けられ、逆止弁121-4、121-5、121-6、121-7が薬剤の外部への吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4に設けられ、逆止弁121-3が三方弁122と拡張タンク141の間に設けられている。逆止弁121-1は、薬剤タンク104から送出された薬剤を下流方向へ送出させ、薬剤タンク104へ逆流不能に制御している。また、逆止弁121-2は、ポンプ106から送出された薬剤を下流方向へ送出させ、ポンプ106へ逆流不能に制御している。また、逆止弁121-3は、三方弁122から送出された薬剤を拡張タンク141のある上流方向へ送出させ、三方弁122へ逆流不能に制御している。さらに、逆止弁121-4、121-5、121-6、121-7は、吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4から薬剤が外部へ吐出するのを遮断可能にしている。これらの逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7は、常時閉弁(NC:ノーマルクローズ)するとともに、薬剤タンク104からの吐き出された薬剤の吐出圧に応じて開弁する。 In this example, the check valve 121-1 is between the drug tank 104 and the pump 106 and is provided near the drug discharge port provided in the drug tank 104, and the check valve 121-2 is the three-way valve 122 and the drug. Check valves 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 are provided between nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 and discharge ports 103a- to the outside of the drug. It is provided in 1, 103a-2, 103a-3, 103a-4, and a check valve 121-3 is provided between the three-way valve 122 and the expansion tank 141. The check valve 121-1 sends the medicine delivered from the medicine tank 104 in the downstream direction and controls the medicine so that it cannot flow back to the medicine tank 104. Further, the check valve 121-2 sends the medicine delivered from the pump 106 in the downstream direction and controls the pump 106 so that it cannot flow back. In addition, the check valve 121-3 sends the medicine delivered from the three-way valve 122 in the upstream direction where the expansion tank 141 is located, and controls the check valve 122 so that it cannot flow back. Furthermore, the check valves 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 can block the discharge of chemicals from the discharge ports 103a-1, 103a-2, 103a-3, 103a-4 to the outside. I have to. These check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 are always closed (NC: normally closed) and from the drug tank 104. The valve is opened according to the discharge pressure of the discharged drug.

また、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7は、薬剤タンク104から薬剤の外部への吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4に至る経路において、所定の漏出許容量ごとに設けられている。即ち、一の逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7と、上流方向又は下流方向において隣り合う逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7との間の経路の容積は、所定の漏出許容量以下になっている。 In addition, the check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 are the discharge ports 103a-1, 103a from the drug tank 104 to the outside of the drug. In the route to -2, 103a-3, 103a-4, it is provided for each predetermined leakage allowance. That is, one check valve 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 and a check valve 121-1 adjacent to each other in the upstream or downstream direction. , 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7, and the volume of the path is less than or equal to the prescribed leakage allowance.

さらに、逆止弁121-1とその上流側の薬剤タンク104の薬剤の吐出口の間の経路、逆止弁121-2とその下流側の吐出口(103a-1、103a-2、103a-3、103a-4)の間の経路についても、その容積は、所定の漏出許容量以下になっている。 Further, the path between the check valve 121-1 and the drug discharge port of the drug tank 104 on the upstream side thereof, the check valve 121-2 and the discharge port on the downstream side thereof (103a-1, 103a-2, 103a-). The volume of the route between 3, 103a-4) is also less than the prescribed leakage allowance.

ここで、漏出許容量とは、漏出した薬剤が圃場403へ局地的に一度に散布されたとしても、散布を受けた農作物等における薬剤の濃度が人体に影響しない量の上限、あるいは漏出した薬剤が圃場403へ散布されたとしても、散布時の周辺環境に影響を及ぼさない量の上限等を意味する。 Here, the permissible amount of leakage is the upper limit of the amount at which the concentration of the drug in the sprayed crops does not affect the human body even if the leaked drug is locally sprayed to the field 403 at one time, or leaked. Even if the drug is sprayed on the field 403, it means the upper limit of the amount that does not affect the surrounding environment at the time of spraying.

なお、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7には、スイング式、リフト式、ウエハ式など、各種のものを用いることができ、特に特定のものに限られることはない。また、本例に関わらず、本例よりも多くの逆止弁を適宜の箇所に設けてもよい。 For the check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7, various types such as swing type, lift type, and wafer type are used. It can be, and is not limited to a specific one. Further, regardless of this example, more check valves than in this example may be provided at appropriate locations.

なお、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7に限らず、薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4に至る経路において、薬剤の吐出を遮断する役割を果たすことができれば、遮断機構として電磁弁など、他の機構のものを用いることもできる。 Not limited to check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7, but also drug tanks 104 to drug nozzles 103-1, 103-2, If the path leading to 103-3 and 103-4 can play a role of blocking the discharge of the drug, a solenoid valve or other mechanism can be used as the blocking mechanism.

これにより、万一、薬剤タンク104から吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4に至る経路において薬剤漏れが発生した場合でも、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7が閉弁すれば、上流方向又は下流方向に隣り合う逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7間の経路に含まれる薬剤が漏出するにとどまる。そして、この漏出する薬剤の量は、漏出許容量以下となることから、薬剤が外部へ漏出したとしても安全である。 As a result, even if a drug leak occurs in the route from the drug tank 104 to the discharge ports 103a-1, 103a-2, 103a-3, 103a-4, the check valves 121-1, 121-2, If 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 are closed, check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121- are adjacent to each other in the upstream or downstream direction. Only the drug contained in the route between 4, 121-5, 121-6, 121-7 leaks. Since the amount of the leaked drug is equal to or less than the permissible amount of the drug, it is safe even if the drug leaks to the outside.

三方弁122は、ポンプ106と薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の間に設けられており、ポンプ106から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へつながる経路と、ポンプ106から拡張タンク141を介して薬剤タンク104へつながる経路の分岐点を構成しており、切替操作に応じて薬剤を各経路へ送出させる。
ここで、ポンプ106から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へつながる経路は、薬剤を薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4から吐出させ、薬剤を散布させるための経路である。
また、ポンプ106から拡張タンク141を介して薬剤タンク104へつながる経路は上述の通り、薬剤中の気泡を除去(脱泡)するための経路である。
The three-way valve 122 is provided between the pump 106 and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and the pump 106 to the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, It constitutes a branch point of the route leading to 103-4 and the route connecting the pump 106 to the drug tank 104 via the expansion tank 141, and the drug is sent to each path according to the switching operation.
Here, the route from the pump 106 to the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 causes the drug to be discharged from the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. , A route for spraying the drug.
Further, as described above, the path from the pump 106 to the drug tank 104 via the expansion tank 141 is a path for removing (defoaming) air bubbles in the drug.

流量センサー510は、ポンプ106と薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の間に設けられ、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4へ送出されている薬剤の流量を測定する。この流量センサー510によって測定された薬剤の流量に基づき、圃場403に散布した薬剤の量を把握することができる。 The flow rate sensor 510 is provided between the pump 106 and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 and sends out to the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. Measure the flow rate of the drug being used. Based on the flow rate of the drug measured by the flow rate sensor 510, the amount of the drug sprayed on the field 403 can be grasped.

圧力センサー111-1、111-2は、取り付け位置における薬剤の吐出圧を測定する。
圧力センサー111-1は、ポンプ106の下流側であって、逆止弁121-2及び三方弁122の上流側に取り付けられ、下流へ吐き出される薬剤の吐出圧を測定する。
圧力センサー111-2は、逆止弁121-2の下流側であって、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の上流側に取り付けられ、下流へ吐き出される薬剤の吐出圧を測定する。
The pressure sensors 111-1 and 111-2 measure the discharge pressure of the drug at the mounting position.
The pressure sensor 111-1 is attached to the downstream side of the pump 106 and is attached to the upstream side of the check valve 121-2 and the three-way valve 122, and measures the discharge pressure of the drug discharged downstream.
The pressure sensor 111-2 is on the downstream side of the check valve 121-2, and is attached to the upstream side of the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and discharges the drug downstream. Measure the discharge pressure.

これらの圧力センサー111-1、111-2によって薬剤の吐出圧を測定することができることから、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7を閉弁させた状態で各圧力センサーの111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、これを正常時の薬剤の吐出圧の経時的変化と対比することで、薬剤の漏出異常を検知することができる。例えば、圧力センサー111-1、111-2によって取得された薬剤の吐出圧が経時的に下降線を描き、この下降線が誤差の範囲を超えて、正常時と異なる場合には、経路中に薬剤の漏出が発生している可能性があると推測することができる。 Since the discharge pressure of the drug can be measured by these pressure sensors 111-1 and 111-2, the check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6 With the valve closed, the change over time of the drug discharge pressure measured by 111-1 and 111-2 of each pressure sensor is acquired, and this is obtained over time of the normal drug discharge pressure. By comparing with the change, it is possible to detect an abnormality in drug leakage. For example, if the discharge pressure of the drug acquired by the pressure sensors 111-1 and 111-2 draws a downward line over time, and this downward line exceeds the error range and differs from the normal time, it is in the path. It can be inferred that drug leakage may have occurred.

また、圧力センサー111-1、111-2ごとに判断することで、薬剤の漏出が発生している経路を大まかに特定することができる。即ち、本例であれば、圧力センサー111-1の測定値が正常である一方、圧力センサー111-2の測定値が異常であると判別される場合には、圧力センサー111-1よりも下流で薬剤の漏出が発生していると推測することができる。 In addition, by making a judgment for each of the pressure sensors 111-1 and 111-2, it is possible to roughly identify the route in which the drug leak occurs. That is, in this example, when the measured value of the pressure sensor 111-1 is normal, but the measured value of the pressure sensor 111-2 is determined to be abnormal, it is downstream from the pressure sensor 111-1. It can be inferred that drug leakage has occurred in.

ポンプ用センサー106aは、ポンプ106内において薬剤を薬剤タンク104から吸い込むと共に下流へ吐き出す回転子の回転数を測定する。
このポンプ用センサー106aによってポンプ106の回転子の回転数を測定した上、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧と対比し、正常時の比率と一致するか否かを判別することで、薬剤の漏出異常を検知することができる。即ち、正常時に比して、ポンプ106の回転数に応じた薬剤の吐出圧が得られていない場合には、薬剤の漏出が発生して、吐出圧が減少していると推測される。
The pump sensor 106a measures the rotation speed of the rotor that sucks the drug from the drug tank 104 and discharges it downstream in the pump 106.
After measuring the rotation speed of the rotor of the pump 106 with this pump sensor 106a, it is compared with the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2, and whether or not it matches the normal ratio. By discriminating, it is possible to detect a drug leakage abnormality. That is, when the discharge pressure of the drug corresponding to the rotation speed of the pump 106 is not obtained as compared with the normal state, it is presumed that the drug leaks and the discharge pressure is reduced.

ノズル種別判別センサー114-1、114-2、114-3、114-4は、薬剤の吐出口103a-1、103a-2、103a-3、103a-4に取り付けられる薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の種別を判別することができる。
散布される薬剤ごとの粒子径の違いから、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は通常、薬剤に応じて用いられるものが異なっている。そのため、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の種別が適切か否かを判別することで、誤った薬剤の散布を防ぐことができる。
The nozzle type discrimination sensors 114-1, 114-2, 114-3, 114-4 are the drug nozzles 103-1, 103 attached to the drug discharge ports 103a-1, 103a-2, 103a-3, 103a-4. The types of -2, 103-3, and 103-4 can be identified.
Due to the difference in particle size of each drug to be sprayed, the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 are usually used differently depending on the drug. Therefore, by determining whether or not the types of the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, and 103-4 are appropriate, it is possible to prevent erroneous spraying of the drug.

具体的には例えば、吐出口に薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4と嵌合又は係合する機構を設けておき、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4には、当該吐口側の嵌合又は係合機構に嵌合又は係合する機構であって、複数の薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4ごとに異なる形状の機構を設ける。そして、吐出口に薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4を取り付けた際、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4ごとに異なる形状を識別することにより、薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4の種別を判別することができる。
これにより、とりわけ使用予定の薬剤よりも粒子径の小さい薬剤が用いられることで、薬剤のドリフトが引き起こされるのを防ぐことができる。
Specifically, for example, the discharge port is provided with a mechanism for fitting or engaging with the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, and the drug nozzles 103-1, 103-2, 103. -3 and 103-4 are mechanisms for fitting or engaging with the fitting or engaging mechanism on the spout side, and are a plurality of drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. A mechanism with a different shape is provided for each. Then, when the drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 are attached to the discharge port, different shapes are identified for each drug nozzle 103-1, 103-2, 103-3, 103-4. By doing so, the types of drug nozzles 103-1, 103-2, 103-3, and 103-4 can be identified.
As a result, it is possible to prevent the drug from drifting due to the use of a drug having a particle size smaller than that of the drug to be used.

なお、薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4に至る経路の途中には、当該経路中に貯留する薬剤を外部へ排出するためのコック付きの排出口(図6中、「DRAIN」と表記)が設けられている。圃場403への薬剤の散布が終わった後などにおいて、薬剤タンク104から薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4に至る経路に溜まっている薬剤を排出させる場合には、この排出口より薬剤を排出させることができる。 In the middle of the route from the medicine tank 104 to the medicine nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, there is a discharge port with a cock for discharging the medicine stored in the route to the outside. (Indicated as "DRAIN" in FIG. 6) is provided. When discharging the chemicals accumulated in the route from the chemical tank 104 to the chemical nozzles 103-1, 103-2, 103-3, 103-4, such as after the chemicals have been sprayed on the field 403, The drug can be discharged from this discharge port.

本実施形態において、フライトコントローラー501は図7に示されるように、薬剤の漏出異常を判断するための判断処理部11、判断処理に必要なデータを記憶した閾値情報記憶部22、逆止弁121-1、121-2の開閉動作や薬剤の散布動作を制御する制御部12を有している。
なお、図7においては、フライトコントローラー501が備える機能として、本実施形態における薬剤の漏出防止に必要な機能のみを示している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the flight controller 501 has a determination processing unit 11 for determining an abnormality in drug leakage, a threshold information storage unit 22 that stores data required for the determination processing, and a check valve 121. It has a control unit 12 that controls the opening / closing operation of -1 and 121-2 and the spraying operation of chemicals.
Note that FIG. 7 shows only the functions necessary for preventing the leakage of the drug in the present embodiment as the functions provided by the flight controller 501.

制御部12は、後述する判断処理部11による判断処理の結果、薬剤の漏出異常が発生していると判断されたときに、ドローン100に所定の安全行動を取らせる。
ここで、所定の安全行動とは、飛行中であれば退避行動、飛行前の準備状態であれば飛行規制措置である。
The control unit 12 causes the drone 100 to take a predetermined safety action when it is determined that a drug leakage abnormality has occurred as a result of the judgment processing by the judgment processing unit 11 described later.
Here, the predetermined safety action is an evacuation action if it is in flight, and a flight regulation measure if it is in a pre-flight preparation state.

退避行動は例えば、通常の着陸動作、ホバリングを例とする空中停止や、最短のルートで直ちに所定の帰還地点まで移動する「緊急帰還」を含む。所定の帰還地点とは、あらかじめフライトコントローラー501に記憶させた地点であり、例えば離陸した地点である。所定の帰還地点とは、例えば使用者402がドローン100に近づくことが可能な陸上の地点であり、使用者402は帰還地点に到達したドローン100を点検したり、手動で別の場所に運んだりすることができる。
また、退避行動は、最適化されたルートで所定の帰還地点まで移動する「通常帰還」であってもよい。最適化されたルートとは、例えば、通常帰還指令を受信する前に薬剤散布したルートを参照して算出されるルートである。例えば、ドローン100は、まだ薬剤を散布していないルートを経由して、薬剤を散布しながら所定の帰還地点まで移動する。
さらに、退避行動は、すべての回転翼を停止させてドローン100をその場から下方に落下させる「緊急停止」も含む。
Evacuation actions include, for example, normal landing operations, aerial stops such as hovering, and "emergency return" that immediately moves to a predetermined return point by the shortest route. The predetermined return point is a point stored in the flight controller 501 in advance, for example, a takeoff point. A predetermined return point is, for example, a land point where the user 402 can approach the drone 100, and the user 402 can inspect the drone 100 that has reached the return point or manually carry it to another place. can do.
Further, the evacuation action may be a "normal return" in which the user moves to a predetermined return point by an optimized route. The optimized route is, for example, a route calculated by referring to a route in which a drug is usually sprayed before receiving a return command. For example, the drone 100 travels to a predetermined return point while spraying the drug via a route that has not yet been sprayed with the drug.
In addition, the evacuation action also includes an "emergency stop" in which all rotors are stopped and the drone 100 is dropped downward from the spot.

飛行規制措置は、飛行前の準備段階において飛行を規制する措置であって、使用者の飛行命令を拒否したり、使用者に状態の確認を要求したりするものである。
飛行規制措置がとられた場合には、異常の確認や整備がなされない限り、飛行できないように制御されてもよい。
Flight control measures are measures that regulate flight in the preparatory stage before flight, such as refusing the flight order of the user or requesting the user to confirm the condition.
If flight control measures are taken, it may be controlled so that it cannot fly unless anomalies are confirmed and maintenance is made.

なお、制御部12は、ドローン100に異常が生じる、生じないに限らず、各センサーによって測定された薬剤の吐出量や流量に基づき、薬剤の吐出量や流量を所定の量に制御したり、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7を開閉させたりする。 The control unit 12 may or may not cause an abnormality in the drone 100, and may control the discharge amount or flow rate of the drug to a predetermined amount based on the discharge amount or flow rate of the drug measured by each sensor. Check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 are opened and closed.

閾値情報記憶部22は、後述する判断処理部11による判断処理に際して、圧力や流量などの基準となる閾値を記憶した記憶部である。 The threshold value information storage unit 22 is a storage unit that stores reference threshold values such as pressure and flow rate during judgment processing by the judgment processing unit 11 described later.

判断処理部11は以下の第一及び第二の判断処理を実行することができる。なお、各判断処理の流れは図8に示す通りとなり、これに基づき、各処理について説明する。 The judgment processing unit 11 can execute the following first and second judgment processes. The flow of each determination process is as shown in FIG. 8, and each process will be described based on this.

判断処理部11は、第一の判断処理として、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7を閉弁させた状態において、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化と、閾値情報記憶部22に記憶されている正常時の薬剤の吐出圧の経時的変化とを対比して薬剤の漏出異常を判断することができる。 The judgment processing unit 11 is in a state where the check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, and 121-7 are closed as the first judgment processing. , The change with time of the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2 is acquired, and the change with time of the discharge pressure of the acquired drug and the normality stored in the threshold information storage unit 22. It is possible to judge the leakage abnormality of the drug by comparing it with the time-dependent change in the discharge pressure of the drug.

即ち、判断処理部11は、ステータスとして薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し(S101)、閾値情報記憶部22に記憶されている正常時の経時的変化を対比して漏出異常を判断する(S102)。その結果、漏出異常と判断した場合には、制御部12により所定の安全行動をとらせる(S103)。 That is, the determination processing unit 11 acquires the change with time of the discharge pressure of the drug as the status (S101), and determines the leakage abnormality by comparing the change with time in the normal state stored in the threshold information storage unit 22. (S102). As a result, when it is determined that the leak is abnormal, the control unit 12 takes a predetermined safety action (S103).

なお、この第一の判断処理については、各圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧の経時的変化のみならず、各圧力センサー111-1、111-2によって測定された吐出圧から算出される圧力損失の経時的変化に基づき、漏出異常を判断することもできる。 Regarding this first judgment process, not only the change over time in the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2 but also the pressure sensors 111-1 and 111-2 measure the pressure. Leakage abnormality can also be determined based on the change over time in the pressure loss calculated from the discharge pressure.

また、第二の判断処理として、ポンプ用センサー106aによってポンプ106の回転子の回転数を測定した上、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧と対比してその比率を割り出し、閾値情報記憶部22に記憶されている正常時の比率と一致するか否かを判別することで、薬剤の漏出異常を判断することができる。 As a second judgment process, the rotation speed of the rotor of the pump 106 is measured by the pump sensor 106a, and the ratio is compared with the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2. By determining whether or not the ratio matches the normal ratio stored in the threshold information storage unit 22, it is possible to determine an abnormality in drug leakage.

即ち、判断処理部11は、ステータスとしてポンプ106の回転子の回転数と、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧を取得する(S101)。そして、これらを対比してその比率を割り出し、閾値情報記憶部22に記憶されている正常時の比率と一致するか否かによって漏出異常を判断する(S102)。その結果、漏出異常と判断した場合には、制御部12により所定の安全行動をとらせる(S103)。 That is, the determination processing unit 11 acquires the rotation speed of the rotor of the pump 106 and the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2 as the status (S101). Then, the ratio is calculated by comparing these, and the leakage abnormality is determined based on whether or not the ratio matches the normal ratio stored in the threshold information storage unit 22 (S102). As a result, when it is determined that the leak is abnormal, the control unit 12 takes a predetermined safety action (S103).

このような判断処理部11による判断処理の結果、薬剤の漏出異常が検知された場合には、制御部12は安全性を確保するための動作を実行する。具体的には、薬剤の漏出異常が検知された場合、制御部12はポンプ106に対して制御信号を送信し、薬剤の吐出を停止させると共に、逆止弁121-1、121-2を閉弁させ、閉弁状態を維持する。また、ドローン100の飛行前の準備段階において、異常が検知された場合には、異常状態が解消されるまで使用者402からの飛行の命令が規制されるようになっていてもよい。 When a drug leakage abnormality is detected as a result of the determination process by the determination processing unit 11, the control unit 12 executes an operation for ensuring safety. Specifically, when a drug leakage abnormality is detected, the control unit 12 sends a control signal to the pump 106 to stop the drug discharge and close the check valves 121-1 and 121-2. Valve and maintain the valve closed state. Further, when an abnormality is detected in the pre-flight preparation stage of the drone 100, the flight command from the user 402 may be restricted until the abnormal state is resolved.

なお、フライトコントローラー501は上述の制御に加え、図9に示されるように、ドローン100の状態異常を検知した時に(S201)、制御部12により所定の安全行動をとらせる(S202)。 In addition to the above control, the flight controller 501 causes the control unit 12 to take a predetermined safety action when it detects an abnormal state of the drone 100 (S201), as shown in FIG.

例えば、ドローン100の主電源たるバッテリー502が停止した時に、予備電源等によって逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7を閉弁させると共に閉弁状態を維持させ、薬剤の漏出を抑制する。 For example, when the battery 502, which is the main power source of the drone 100, is stopped, the check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 are used by the standby power supply or the like. The valve is closed and the valve closed state is maintained to suppress the leakage of the drug.

他の一例では、ドローン100の衝突又は墜落を検知する衝撃センサーをドローン100に取り付けておき、衝撃センサーがドローン100の衝突又は墜落を検知したときに、フライトコントローラー501(制御部12)が逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7を強制的に閉弁させ、薬剤の漏出を抑制する。 In another example, an impact sensor that detects a collision or crash of the drone 100 is attached to the drone 100, and when the impact sensor detects a collision or crash of the drone 100, the flight controller 501 (control unit 12) checks back. Valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7 are forcibly closed to prevent drug leakage.

他の一例では、薬剤タンク104の蓋に取り付けられ、開閉状態を検知可能な開閉センサー104aからの情報に基づき、蓋が開放された状態を異常状態とみなしてこれを検知し、制御部12により所定の安全行動をとらせることもできる。 In another example, based on the information from the open / close sensor 104a attached to the lid of the drug tank 104 and capable of detecting the open / closed state, the open state of the lid is regarded as an abnormal state and detected, and the control unit 12 detects this. It is also possible to take certain safety actions.

他の一例では、圧力センサー111-1、111-2によって測定された薬剤の吐出圧、圧力センサー111-1、111-2によって測定された吐出圧から算出される圧力損失、ポンプ用センサー106aにより測定されたポンプ106内の回転子の回転数などの情報に基づき、薬剤の吐出圧異常が認められた場合に、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7を閉弁させると共に閉弁状態を維持させ、薬剤の漏出を抑制する。 In another example, the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2, the pressure loss calculated from the discharge pressure measured by the pressure sensors 111-1 and 111-2, and the pump sensor 106a. Check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121 when an abnormality in the discharge pressure of the drug is found based on the measured information such as the rotation speed of the rotor in the pump 106. -5, 121-6, 121-7 are closed and the valve closed state is maintained to suppress drug leakage.

また、逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7とは別に、薬剤タンク104の吐出口や薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4といった箇所に、薬剤の漏出、衝突、あるいは墜落といった異常を検知した時に、薬剤の吐出又は送出を強制的に遮断する遮断機構を別途設けてもよい。 In addition to the check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7, the discharge port of the drug tank 104 and the drug nozzle 103-1, 103 A separate blocking mechanism may be provided at points such as -2, 103-3, and 103-4 to forcibly block the discharge or delivery of the drug when an abnormality such as a drug leak, collision, or crash is detected.

なお、各センサー及び判断処理部11によって実行される薬剤の漏出異常検知は、薬剤散布を行う準備段階、即ちドローン100を飛行させる前の段階で点検として実行するのが好適である。また、これに関わらず、ドローン100を飛行させ、圃場403への薬剤散布を行っている時においても常時、あるいは断続的に所定のタイミングで実行する冗長なシステムとして構成することもできる。 It is preferable that the drug leakage abnormality detection executed by each sensor and the determination processing unit 11 is performed as an inspection at the preparatory stage for spraying the drug, that is, at the stage before the drone 100 is flown. In addition, regardless of this, it is possible to configure the drone 100 as a redundant system that is constantly or intermittently executed at a predetermined timing even when the drone 100 is being flown and the chemicals are sprayed on the field 403.

また、以上の実施例では、判断処理部11をドローン100のフライトコントローラー501が備えるものとしたが、これに限らず、フライトコントローラー501から所定の通信回線を介してデータを取得したサーバ等が当該判断処理部を備え、当該サーバ等で判断処理が実行されるようになっていてもよい。 Further, in the above embodiment, the judgment processing unit 11 is provided in the flight controller 501 of the drone 100, but the present invention is not limited to this, and a server or the like that acquires data from the flight controller 501 via a predetermined communication line is applicable. A judgment processing unit may be provided so that the judgment processing can be executed on the server or the like.

薬剤散布を目的とするドローンの実施例を説明してきたが、本願発明は薬剤散布を行なわず、たとえば、カメラによる生育監視を行なう農業用ドローン、および、一般的なドローンにも適用可能である。 Although the embodiment of the drone for the purpose of spraying the drug has been described, the present invention can be applied to, for example, an agricultural drone in which the growth is monitored by a camera without spraying the drug, and a general drone.

(本願発明による技術的に顕著な効果)
本願発明により、薬剤の散布を行なう農業用機械において、薬剤の漏出を確実に検知し、安全性を高めることができる。特に、センサーによって自動的且つ即座に検知することができる。また、万が一、薬剤が漏出したとしても、隣り合う逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7間の経路における薬剤の容量は、漏出許容量以下であることから安全であるし、異常の検知に応じて逆止弁121-1、121-2、121-3、121-4、121-5、121-6、121-7を自動的に閉弁させるので薬剤の漏出の影響を最小限にとどめることができる。
また、薬剤を散布する各種の農業用機械に広く適用することができる。

(Technically remarkable effect of the present invention)
According to the present invention, in an agricultural machine for spraying a drug, leakage of the drug can be reliably detected and safety can be enhanced. In particular, it can be detected automatically and instantly by a sensor. In addition, even if the drug leaks, the volume of the drug in the route between the adjacent check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121-7. Is safe because it is less than the leakage allowance, and check valves 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5, 121-6, 121- depending on the detection of abnormality. Since 7 is automatically closed, the effect of drug leakage can be minimized.
In addition, it can be widely applied to various agricultural machines for spraying chemicals.

本願発明は、圃場に対して農薬などの薬剤散布等を行なう農業用無人飛行体(ドローン)、特に、安全性を高めたドローン、よび、その制御方法に関する。
The present invention provides agricultural unmanned air vehicle to perform chemical spraying or the like, such as pesticides against field (drone), in particular, drones enhanced safety, contact and, a control method thereof.

Claims (17)

薬剤を保管する薬剤タンクと、当該薬剤を外部へ吐出する吐出口と、を有し、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、当該薬剤の漏出を防止するシステムであって、
前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する遮断機構と、
前記遮断機構を制御して、前記農業用機械が薬剤を吐出させない動作状態のときに、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する制御手段と、を有する、
薬剤の漏出防止システム。
It is a system that has a drug tank for storing the drug and a discharge port for discharging the drug to the outside, and is provided in an agricultural machine for spraying the drug to prevent the drug from leaking.
A blocking mechanism that blocks the path from the drug tank to the discharge port,
It has a control means for controlling the blocking mechanism and blocking the path from the chemical tank to the discharge port when the agricultural machine is in an operating state in which the chemical is not discharged.
Drug leakage prevention system.
前記遮断機構は、逆止弁である、
請求項1記載の薬剤の漏出防止システム。
The shutoff mechanism is a check valve.
The drug leakage prevention system according to claim 1.
前記遮断機構は、電磁弁である、
請求項1記載の薬剤の漏出防止システム。
The shutoff mechanism is a solenoid valve.
The drug leakage prevention system according to claim 1.
前記遮断機構は、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路に複数、設けられている、
請求項1乃至3いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
A plurality of the blocking mechanisms are provided in the path from the drug tank to the discharge port.
The drug leakage prevention system according to any one of claims 1 to 3.
前記遮断機構は少なくとも、前記薬剤を外部へ吐出する吐出口に設けられている、
請求項1乃至4いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
The blocking mechanism is provided at least at a discharge port for discharging the drug to the outside.
The drug leakage prevention system according to any one of claims 1 to 4.
前記遮断機構は少なくとも、前記薬剤タンクの吐出口に設けられている、
請求項1乃至5いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
The blocking mechanism is provided at least at the discharge port of the drug tank.
The drug leakage prevention system according to any one of claims 1 to 5.
前記薬剤タンクから前記薬剤の外部への吐出口に至る経路において、
前記複数の遮断機構は、所定の漏出許容量ごとに設けられている、
請求項4乃至6いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
In the path from the drug tank to the outlet of the drug to the outside
The plurality of blocking mechanisms are provided for each predetermined leakage allowance.
The drug leakage prevention system according to any one of claims 4 to 6.
前記薬剤タンクから前記薬剤の吐出口に至る経路に設けられた圧力センサーと、
前記薬剤の漏出異常検知手段と、をさらに有し、
前記漏出異常検知手段は、前記圧力センサーによって測定された薬剤の吐出圧の経時的変化を取得し、当該取得した薬剤の吐出圧の経時的変化に基づき、異常を検知する、
請求項1乃至7いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
A pressure sensor provided in the path from the drug tank to the drug discharge port,
Further having the above-mentioned drug leakage abnormality detecting means,
The leak abnormality detecting means acquires a change over time in the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensor, and detects the abnormality based on the change over time in the discharge pressure of the acquired drug.
The drug leakage prevention system according to any one of claims 1 to 7.
前記農業用機械は、前記薬剤タンク内に貯留された前記薬剤を下流へ吐き出すポンプ、を有し、
前記ポンプ内において前記薬剤を前記薬剤タンクから吸い込むと共に下流へ吐き出す回転子の回転数を測定するポンプ用センサー、をさらに有し、
前記漏出異常検知手段はさらに、前記圧力センサーによって測定された薬剤の吐出圧に基づき、異常を検知する、
請求項8記載の薬剤の漏出防止システム。
The agricultural machine has a pump, which discharges the drug stored in the drug tank downstream.
Further having a pump sensor for measuring the rotation speed of a rotor that sucks the medicine from the medicine tank and discharges the medicine downstream in the pump.
The leak abnormality detecting means further detects an abnormality based on the discharge pressure of the drug measured by the pressure sensor.
The drug leakage prevention system according to claim 8.
前記制御手段はさらに、前記漏出異常検知手段により異常が検知された場合、前記遮断機構を制御して、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断させ、前記農業用機械による前記薬剤の散布を規制する、
請求項8又は9記載の薬剤の漏出防止システム。
Further, when an abnormality is detected by the leak abnormality detecting means, the control means controls the blocking mechanism to block the path from the drug tank to the discharge port, and sprays the drug by the agricultural machine. To regulate,
The drug leakage prevention system according to claim 8 or 9.
前記制御手段はさらに、前記漏出異常検知手段により異常が検知された場合、前記農業用機械の駆動を規制する、
請求項8又は9記載の薬剤の漏出防止システム。
The control means further regulates the drive of the agricultural machine when an abnormality is detected by the leak abnormality detecting means.
The drug leakage prevention system according to claim 8 or 9.
前記薬剤タンクの蓋に取り付けられ、開閉状態を検知可能な開閉センサー、を有し、
前記漏出異常検知手段はさらに、前記開閉センサーからの情報に基づき、蓋が開放された状態を異常状態とみなしてこれを検知する、
請求項8乃至11いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
It has an open / close sensor, which is attached to the lid of the drug tank and can detect the open / closed state.
The leak abnormality detecting means further detects a state in which the lid is opened as an abnormal state based on the information from the open / close sensor.
The drug leakage prevention system according to any one of claims 8 to 11.
前記制御手段はさらに、前記遮断機構を制御して、主電源の停止時に前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断すると共に、遮断状態を維持する、
請求項1乃至12いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
The control means further controls the shutoff mechanism to block the path from the drug tank to the discharge port when the main power supply is stopped, and maintains the shutoff state.
The drug leakage prevention system according to any one of claims 1 to 12.
前記農業用機械の衝突又は墜落を検知する衝撃センサー、をさらに有し、
前記制御手段はさらに、前記衝撃センサーにより前記農業用機械の衝突又は墜落を検知したときに、前記遮断機構を制御して、強制的に前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する、
請求項1乃至13いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
It also has an impact sensor, which detects a collision or crash of the agricultural machinery.
Further, when the impact sensor detects a collision or a crash of the agricultural machine, the control means controls the blocking mechanism to forcibly block the path from the drug tank to the discharge port.
The drug leakage prevention system according to any one of claims 1 to 13.
前記農業用機械はドローンである、
請求項1乃至14いずれかの項に記載の薬剤の漏出防止システム。
The agricultural machine is a drone,
The drug leakage prevention system according to any one of claims 1 to 14.
薬剤を保管する薬剤タンクと、当該薬剤を外部へ吐出する吐出口と、を有し、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、当該薬剤の漏出を防止するシステムによって実行される方法であって、
前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する遮断機構と、を備えたシステムが、
前記遮断機構を制御して、前記農業用機械が薬剤を吐出させない動作状態のときに、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する処理、を実行する、
薬剤の漏出防止方法。
It is a method executed by a system that has a drug tank for storing a drug and a discharge port for discharging the drug to the outside, is provided in an agricultural machine for spraying the drug, and prevents leakage of the drug. ,
A system including a blocking mechanism that blocks the path from the drug tank to the discharge port
A process of blocking the path from the chemical tank to the discharge port is executed by controlling the blocking mechanism and when the agricultural machine is in an operating state in which the chemical is not discharged.
How to prevent drug leakage.
薬剤を保管する薬剤タンクと、当該薬剤を外部へ吐出する吐出口と、を有し、薬剤を散布する農業用機械に備えられ、当該薬剤の漏出を防止するシステムが実行するコンピュータプログラムであって、
前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する遮断機構と、を備えたシステムに対し、
前記遮断機構を制御して、前記農業用機械が薬剤を吐出させない動作状態のときに、前記薬剤タンクから前記吐出口に至る経路を遮断する処理、を実行させる、
コンピュータプログラム。

A computer program that has a drug tank for storing drugs and a discharge port for discharging the drug to the outside, and is provided in an agricultural machine that sprays the drug and is executed by a system that prevents the drug from leaking. ,
For a system provided with a blocking mechanism that blocks the path from the drug tank to the discharge port.
The blocking mechanism is controlled to execute a process of blocking the path from the chemical tank to the discharge port when the agricultural machine is in an operating state in which the chemical is not discharged.
Computer program.

JP2020515507A 2018-04-25 2019-04-24 System and method for preventing drug leakage Active JP6746126B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018084145 2018-04-25
JP2018084145 2018-04-25
PCT/JP2019/017341 WO2019208607A1 (en) 2018-04-25 2019-04-24 System, method, and computer program for preventing leakage of chemicals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6746126B2 JP6746126B2 (en) 2020-08-26
JPWO2019208607A1 true JPWO2019208607A1 (en) 2020-09-17

Family

ID=68295438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020515507A Active JP6746126B2 (en) 2018-04-25 2019-04-24 System and method for preventing drug leakage

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6746126B2 (en)
WO (1) WO2019208607A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113439731B (en) * 2021-07-23 2022-05-20 北京百瑞弘霖有害生物防治科技有限责任公司 Pesticide application monitoring method, device and system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03174267A (en) * 1989-11-30 1991-07-29 Aichi Electric Co Ltd Self-traveling chemical spraying carriage
US20090112372A1 (en) * 2007-10-30 2009-04-30 Agco Corporation Adaptive feedback sources for application controllers
JP2017206066A (en) * 2016-05-16 2017-11-24 株式会社プロドローン Unmanned aircraft for spraying chemical solution

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03174267A (en) * 1989-11-30 1991-07-29 Aichi Electric Co Ltd Self-traveling chemical spraying carriage
US20090112372A1 (en) * 2007-10-30 2009-04-30 Agco Corporation Adaptive feedback sources for application controllers
JP2017206066A (en) * 2016-05-16 2017-11-24 株式会社プロドローン Unmanned aircraft for spraying chemical solution

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019208607A1 (en) 2019-10-31
JP6746126B2 (en) 2020-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7025738B2 (en) Drone system
JP6752481B2 (en) Drones, how to control them, and programs
JP6749626B2 (en) Drug ejection control system, method, and computer program
JP6913978B2 (en) Fault detection systems, methods, and computer programs
JP6803592B2 (en) Drone system, drone, pilot, drone system control method, and drone system control program
JPWO2020022266A1 (en) Drones, drone control methods, and drone control programs
WO2019168080A1 (en) More foolproof agricultural drone
JP6889502B2 (en) Drones, drone control methods, and drone control programs
US11797000B2 (en) Unmanned aerial vehicle, control system thereof and control program
JP6777923B2 (en) Drone system, drone system control method, and drone system control program
WO2019189929A1 (en) Chemical spray drone
JP6746126B2 (en) System and method for preventing drug leakage
JP6901187B2 (en) Drug spraying system, control method of drug spraying system, and drug spraying system control program
JP6746157B2 (en) Drug replenishment control system, sprayer, drone, drug replenishment system control method, and drug replenishment system control program
JP6996792B2 (en) Drug discharge control system, its control method, and control program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200529

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20200622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200713

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20200714

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: 20200729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6746126

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S303 Written request for registration of pledge or change of pledge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316303

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S803 Written request for registration of cancellation of provisional registration

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316803

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S803 Written request for registration of cancellation of provisional registration

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316803

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250