JPWO2020035900A1 - Rotorcraft - Google Patents

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Abstract

【課題】飛行効率を向上し得る飛行体を提供すること。【解決手段】接続部16の中心Cは、回転翼機10の機体に発生する揚力の中心Uと一致している。接続部16の中心Cとは、接続部16に対する支持棒21及び第1搭載部の重力の作用点である。揚力の中心Uとは、回転翼機10に対する揚力の作用点のことであって、接続部16における回転中心である。このように回転翼機10に発生する揚力の中心Uが接続部の中心Cに位置しているので、回転翼機10の機体が傾いた場合であっても、接続部の中心Cを中心にして支持棒21及び第1搭載部が回転するから、揚力の中心Uの周りには、カメラ28などの重量物による回転モーメントが生じない。これにより、複数の回転翼を有する回転翼機が水平方向に進行する場合に、進行方向前方及び後方の各回転翼の回転数の差を従来よりも小さくすることが可能となる。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flying body capable of improving flight efficiency. A center C of a connecting portion 16 coincides with a center U of lift generated in a body of a rotary wing aircraft 10. The center C of the connecting portion 16 is an action point of gravity of the support rod 21 and the first mounting portion with respect to the connecting portion 16. The center U of lift is the point of action of lift on the rotary wing machine 10, and is the center of rotation at the connecting portion 16. Since the center U of the lift generated in the rotary wing machine 10 is located at the center C of the connecting portion as described above, even when the body of the rotary wing machine 10 is tilted, the center C of the connecting portion is centered. As the support rod 21 and the first mounting portion rotate, the rotational moment due to the heavy object such as the camera 28 does not occur around the center U of the lift. Accordingly, when a rotary wing machine having a plurality of rotary blades travels in the horizontal direction, it is possible to reduce the difference in rotational speed between the rotary blades in the front and rear of the traveling direction as compared to the conventional case. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、本発明は、複数の回転翼を有する回転翼機に関する。 The present invention relates to a rotorcraft having a plurality of rotor blades.

例えばスポーツやコンサートといった各種イベント、或いはビルやマンションといった建築設備の調査等において、ドローン又はマルチコプターと呼ばれる回転翼機を用いた空撮が行われることがある。この種の回転翼機は空撮用途以外にも、荷物の運搬などの分野にも応用されつつある。特許文献1には、複数の回転翼を有する回転翼機と、回転翼機の中心部から鉛直下方に設置される支持部と、支持部の鉛直下方の端部に設置される搭載部と、搭載部の底部に接続される繋留ロープからなり、搭載部の鉛直下方の端部に繋留ロープの一端が接続され、繋留ロープの他端が地上に係止される空撮用回転翼機システムが開示されている。 For example, in various events such as sports and concerts, or in surveys of building equipment such as buildings and condominiums, aerial photography using a rotary wing machine called a drone or a multicopter may be performed. This type of rotary wing aircraft is being applied to fields such as luggage transportation as well as aerial photography. In Patent Document 1, a rotary wing machine having a plurality of rotary blades, a support portion installed vertically downward from a central portion of the rotary blade machine, and a mounting portion installed at an end portion vertically below the support portion, An aerial photography rotorcraft system consisting of a mooring rope connected to the bottom of the mounting part, one end of the mooring rope connected to the vertically lower end of the mounting part, and the other end of the mooring rope locked to the ground. It is disclosed.

特開2013−79043号公報JP, 2013-79043, A

回転翼機1は、図13に示すような姿勢で、各回転翼Pを同じ回転数(正確には単位時間当たりの回転数、以下において同じ)で回転させて上方に浮上する。このとき、例えば回転数レベルの上限を10と仮定すると、上昇時の回転数レベルを6(図中括弧書きの数字、以下において同じ)とする。回転翼機1は所望の高度に至ると、各回転翼Pによる揚力と機体にかかる重力とが釣り合う程度に回転数を下げることで、空中停止(ホバリング)する。このとき回転数レベルを例えば5とする。回転翼機1は、水平方向に移動する場合には、進行方向に向かって前方にある回転翼Pの回転数を下げ(例えば回転数レベル3)、進行方向に向かって後方にある回転翼Pの回転数を上げる(例えば回転数レベル7)。これにより、図14に示すように、回転翼機1は、進行方向に向って前下がりに傾いた姿勢を維持したまま、矢印a方向に移動する。回転翼機1の機体が傾いているときには、例えばカメラなどの重量物Gによる回転モーメントMが揚力の中心Uの周りに生じるため、この回転モーメントMを打ち消して同じ姿勢を維持するべく、進行方向前方にある回転翼Pよりも後方にある回転翼Pの回転数を多くする必要がある。 The rotary wing aircraft 1 rotates in an attitude as shown in FIG. 13 to rotate each rotary blade P at the same rotation speed (to be exact, the rotation speed per unit time; the same applies below), and floats upward. At this time, assuming that the upper limit of the rotation speed level is 10, for example, the rotation speed level at the time of rising is set to 6 (the numbers in parentheses in the figure, the same applies below). When the rotor blade 1 reaches a desired altitude, the rotor blade 1 is stopped in the air (hovering) by lowering the rotation speed so that the lift force of each rotor blade P and the gravity applied to the body are balanced. At this time, the rotation speed level is set to 5, for example. When moving in the horizontal direction, the rotary wing aircraft 1 lowers the rotation speed of the rotary blade P that is forward in the traveling direction (for example, rotation speed level 3), and rotates the rotary blade P that is rearward in the traveling direction. Increase the number of revolutions (for example, the number of revolutions level 7). As a result, as shown in FIG. 14, the rotary wing aircraft 1 moves in the direction of the arrow a while maintaining the posture in which it is inclined forward and downward toward the traveling direction. When the body of the rotary wing aircraft 1 is tilted, a rotation moment M caused by a heavy object G such as a camera is generated around the center U of the lift force. It is necessary to increase the number of rotations of the rotor blade P located behind the rotor blade P located ahead.

特許文献1(特に図7、8)においては、関節部材Rを設けることによって、回転翼機1の姿勢に関わらず重量物Gが回転翼機1の鉛直下方に位置するように調整可能な仕組みが開示されている。しかし、このような仕組みを採用したとしても、図14に示すように、重量物Gを支持する関節部材Rと揚力の中心Uとが完全に一致しているわけではないため、やはり揚力の中心U周りの回転モーメントMが少なからず生じてしまう。よって、例えば進行方向前方にある回転翼Pの回転数レベルを4にして進行方向後方にある回転翼Pの回転数レベル6にするといったように、両回転翼の回転数に多少の差を設けなければならない。 In Patent Document 1 (particularly FIGS. 7 and 8), by providing the joint member R, it is possible to adjust so that the heavy object G is positioned vertically below the rotary wing machine 1 regardless of the posture of the rotary wing machine 1. Is disclosed. However, even if such a mechanism is adopted, as shown in FIG. 14, since the joint member R that supports the heavy object G and the center U of the lift force do not completely coincide with each other, the center of the lift force still remains. A considerable amount of rotation moment M around U is generated. Therefore, for example, the rotational speed level of the rotary blade P in the forward direction is set to 4 and the rotational speed level of the rotary blade P in the rearward direction is set to 6 so that the rotational speeds of the rotary blades are slightly different. There must be.

このように回転翼機1が水平方向に進行するために進行方向前方及び後方の回転翼Pの回転数に差を設けた場合には、水平方向に移動する期間にわたって、進行方向後方の回転翼Pの出力を高い状態で維持しなければならないため、例えばモータの発熱等による故障が発生するなど、各種の問題が考えられる。 In this way, when the rotating blades 1 travel in the horizontal direction so that the rotational speeds of the front and rear rotary blades P are different from each other, the rotary blades in the rearward direction of travel in the horizontal direction are moved. Since the output of P must be maintained in a high state, various problems such as a failure due to heat generation of the motor may occur.

そこで、本発明は、複数の回転翼を有する回転翼機が水平方向を含む方向に進行する場合に、進行方向前方及び後方の各回転翼の回転数の差を従来よりも小さくすることを目的とする。 Therefore, when the rotary wing machine having a plurality of rotary blades travels in a direction including the horizontal direction, an object of the present invention is to reduce the difference in rotational speed between the rotary blades in the front and rear of the traveling direction as compared with the conventional case. And

本発明によれば、飛行部と、本体部と、前記飛行部及び前記本体部を所定の範囲で搖動可能に接続する接続部とを備えた回転翼機であって、
前記飛行部は、複数の回転翼と、前記複数の回転翼を支持するアーム部とを備えており、
前記本体部は、上下方向に延びる棒状部と、当該棒状部の上端及び下端に夫々設けられた第1搭載部及び第2搭載部とを備えており、
前記接続部は、進行方向と直交する水平軸周りに前記本体部を搖動可能にする第1接続部と、前記水平軸と直交し且つ前記水平軸に沿ってみた場合に前記進行方向と所定の仰角をなす斜交軸周りに前記支持棒を搖動可能にする第2接続部とを有している、
回転翼機が得られる。
According to the present invention, a rotary wing aircraft comprising a flying part, a main body part, and a connecting part that connects the flying part and the main body part so as to be swingable within a predetermined range,
The flight unit includes a plurality of rotor blades and an arm unit that supports the plurality of rotor blades,
The main body portion includes a rod-shaped portion extending in the vertical direction, and a first mounting portion and a second mounting portion provided at the upper end and the lower end of the rod-shaped portion, respectively.
The connecting portion includes a first connecting portion that allows the main body portion to swing around a horizontal axis that is orthogonal to the traveling direction, and a predetermined direction with the traveling direction when viewed along the horizontal axis that is orthogonal to the horizontal axis. A second connecting portion that allows the support rod to swing around an oblique axis that forms an elevation angle,
A rotorcraft is obtained.

本発明の一実施形態に係る回転翼機の構成を示す斜視図。1 is a perspective view showing a configuration of a rotary wing machine according to an embodiment of the present invention. 同実施形態に係る回転翼機の側面図。The side view of the rotary wing machine which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る回転翼機の平面図。The top view of the rotary wing machine which concerns on the same embodiment. 揚力の中心を説明する概念図。The conceptual diagram explaining the center of lift. 同実施形態に係る回転翼機の姿勢変化を示す側面図。The side view which shows the attitude change of the rotary wing machine which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る回転翼機における力学的な関係を説明する概念図。The conceptual diagram explaining the dynamical relationship in the rotary wing machine which concerns on the same embodiment. 本発明の変形例に係る回転翼機の側面図。The side view of the rotary wing machine which concerns on the modification of this invention. 同変形例に係る回転翼機の姿勢変化を示す側面図。The side view which shows the attitude change of the rotary wing machine which concerns on the modification. 本発明の別の変形例に係る回転翼機の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the rotary wing machine which concerns on another modification of this invention. 本発明のさらに別の変形例に係る回転翼機の斜視図。The perspective view of the rotary wing machine which concerns on another modification of this invention. 同変形例に係る回転翼機の平面図。The top view of the rotary wing machine which concerns on the modification. 同変形例に係る回転翼機の側面図。The side view of the rotary wing machine which concerns on the modification. 従来の回転翼機の側面図。The side view of the conventional rotary wing machine. 従来の回転翼機が水平移動するときの側面図。The side view when a conventional rotary wing machine horizontally moves. 関節部材を有する従来の回転翼機が水平移動するときの側面図。The side view when the conventional rotary wing machine which has a joint member moves horizontally. 本発明の第2の実施の形態による回転翼機を示す図である。It is a figure which shows the rotary wing machine by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態による回転翼機を示す他の図である。It is another figure which shows the rotary wing machine by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態による回転翼機を示す他の図である。It is another figure which shows the rotary wing machine by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態による回転翼機を示す変形例です。It is a modification showing the rotary wing machine according to the second embodiment of the present invention.

本発明による回転翼機は以下の構成を備える。
[構成1]
飛行部と、本体部と、前記飛行部及び前記本体部を所定の範囲で搖動可能に接続する接続部とを備えた回転翼機であって、
前記飛行部は、複数の回転翼と、前記複数の回転翼を支持するアーム部とを備えており、
前記本体部は、上下方向に延びる棒状部と、当該棒状部の上端及び下端に夫々設けられた第1搭載部及び第2搭載部とを備えており、
前記接続部は、進行方向と直交する水平軸周りに前記本体部を搖動可能にする第1接続部と、前記水平軸と直交し且つ前記水平軸に沿ってみた場合に前記進行方向と所定の仰角をなす斜交軸周りに前記本体部を搖動可能にする第2接続部とを有している、
回転翼機。
[構成1]
構成1に記載の回転翼機であって、
前記水平軸と前記斜交軸との交点は、前記複数の回転翼が回転することによって機体に発生する揚力の略中心位置にあることを特徴とする
回転翼機。
[構成2]
構成1に記載の回転翼機であって、
前記水平軸と前記斜交軸との交点は、前記本体部の重心にあることを特徴とする
回転翼機。
[構成3]
構成1乃至構成3のいずれかに記載の回転翼機であって、
前記第1搭載部の位置は、前記本体部から後方にずれており、
前記第2搭載部の位置は、前記本体部から前方にずれている、
回転翼機。
[構成4]
構成1乃至構成4のいずれかに記載の回転翼機であって、
前記飛行部を進行方向に傾けるようにして進行方向に移動し
前記仰角は、少なくとも進行方向への飛行時に前記斜交軸が水平となり得る角度である、
回転翼機。
The rotary wing machine according to the present invention has the following configuration.
[Configuration 1]
A rotary wing aircraft comprising a flying part, a main body part, and a connecting part that connects the flying part and the main body part so that they can swing in a predetermined range,
The flight unit includes a plurality of rotor blades and an arm unit that supports the plurality of rotor blades,
The main body portion includes a rod-shaped portion extending in the vertical direction, and a first mounting portion and a second mounting portion provided at the upper end and the lower end of the rod-shaped portion, respectively.
The connecting portion includes a first connecting portion that allows the main body portion to swing around a horizontal axis that is orthogonal to the traveling direction, and a predetermined direction with the traveling direction when viewed along the horizontal axis that is orthogonal to the horizontal axis. A second connecting portion that allows the main body portion to swing around an oblique axis forming an elevation angle;
Rotorcraft.
[Configuration 1]
A rotary wing machine according to configuration 1,
The rotary wing machine is characterized in that an intersection of the horizontal axis and the oblique axis is located at a substantially central position of a lift force generated in the airframe by the rotation of the plurality of rotary blades.
[Configuration 2]
A rotary wing machine according to configuration 1,
A rotary wing machine, wherein an intersection of the horizontal axis and the oblique axis is located at a center of gravity of the main body.
[Configuration 3]
The rotary wing aircraft according to any one of Configuration 1 to 3,
The position of the first mounting portion is displaced rearward from the main body portion,
The position of the second mounting portion is displaced forward from the main body portion,
Rotorcraft.
[Configuration 4]
The rotary wing aircraft according to any one of configurations 1 to 4,
Moving in the traveling direction so as to incline the flight unit in the traveling direction, the elevation angle is an angle at which the oblique axis can be horizontal at least when flying in the traveling direction,
Rotorcraft.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る回転翼機10の構成を示す斜視図であり、図2は、回転翼機10を図1における矢印X方向から見たときの側面図であり、図3は、回転翼機10を図1における矢印Y方向から見たときの平面図である。本実施形態では、複数の回転翼を有する回転翼機として、4ロータータイプのマルチコプターを例に挙げて説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a rotary wing machine 10 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the rotary wing machine 10 seen from a direction of an arrow X in FIG. Yes, FIG. 3 is a plan view of the rotary wing machine 10 as seen from the direction of the arrow Y in FIG. 1. In the present embodiment, a 4-rotor type multicopter will be described as an example of a rotary wing machine having a plurality of rotary blades.

回転翼機10の中心部15は、上方から見たときに回転翼機10の中心に設けられている。中心部15の側面からは、4本のアーム部14A、14B、14C、14Dが等間隔となるように、つまり隣り合う各アーム部の長手方向がなす角度が90度となるように、四方向に延伸している。アーム部14A、14B、14C、14Dはそれぞれ、回転翼部11A、11B、11C、11Dを支持する手段である。アーム部14A及び回転翼部11A、アーム部14B及び回転翼部11B、アーム部14C及び回転翼部11C、アーム部14D及び回転翼部11Dは、いずれも同じ構成であるため、以下ではアーム部14A及び回転翼部11Aの構成を例に挙げて説明する。なお、本実施形態では、アーム部14A、14B、14C、14Dは、それぞれ回転翼12A、12B、12C、12Dと干渉しないように、それらの可動範囲を避けるようにして、下に凸の屈曲した形状になっているが、回転翼12A、12B、12C、12Dと干渉しないのであれば必ずしも図1に例示した形状にする必要はない。 The central portion 15 of the rotary wing machine 10 is provided at the center of the rotary wing machine 10 when viewed from above. From the side surface of the central portion 15, four arm portions 14A, 14B, 14C, 14D are arranged at equal intervals, that is, the angles formed by the longitudinal directions of the adjacent arm portions are 90 degrees. Has been stretched to. The arm portions 14A, 14B, 14C and 14D are means for supporting the rotary blade portions 11A, 11B, 11C and 11D, respectively. The arm portion 14A and the rotary blade portion 11A, the arm portion 14B and the rotary blade portion 11B, the arm portion 14C and the rotary blade portion 11C, the arm portion 14D and the rotary blade portion 11D have the same configuration, and hence the arm portion 14A will be described below. The configuration of the rotary blade portion 11A will be described as an example. In the present embodiment, the arm portions 14A, 14B, 14C, 14D are bent downward so as not to interfere with the rotary blades 12A, 12B, 12C, 12D so as to avoid their movable range. Although it has a shape, it does not necessarily have to have the shape illustrated in FIG. 1 as long as it does not interfere with the rotor blades 12A, 12B, 12C, 12D.

アーム部14Aの中心部15から遠いほうの先端部分には、回転翼部11Aが取り付けられている。回転翼部11Aは、回転翼12A及び動力部13Aを備えている。回転翼12Aは、動力部13Aからの出力を回転翼機10の推進力へと変換するための手段である。なお、図に例示した回転翼12Aは2枚羽根であるが、3枚以上の羽を有するものであってもよい。動力部13Aは、例えば電気モータ又は内燃エンジンなどの動力発生手段である。本実施形態では、動力部13A、13B、13C、13Dとして、回転方向が異なる電気モータ(右回転モータ及び左回転モータ)を2つずつ用いるものとし、動力部13A、13Cが左回転モータであり、動力部13B、13Dが右回転モータである。動力部13Aはアーム部14Aに固定されており、動力部13Aの回転軸は回転翼12Aに固定されている。図3に示すように、各回転翼部11A、11B、11C、11Dの回転軸は、上方から見たときに中心部15を中心とする同心円上に等間隔に配置されている。 A rotary blade portion 11A is attached to a tip end portion of the arm portion 14A farther from the central portion 15. The rotary blade section 11A includes a rotary blade 12A and a power section 13A. The rotor blades 12A are means for converting the output from the power unit 13A into the propulsive force of the rotor blade machine 10. Although the rotary blade 12A illustrated in the drawing has two blades, it may have three or more blades. The power unit 13A is power generation means such as an electric motor or an internal combustion engine. In this embodiment, two electric motors (right rotation motor and left rotation motor) having different rotation directions are used as the power units 13A, 13B, 13C, and 13D, and the power units 13A and 13C are left rotation motors. The power units 13B and 13D are right rotation motors. The power unit 13A is fixed to the arm unit 14A, and the rotating shaft of the power unit 13A is fixed to the rotary blade 12A. As shown in FIG. 3, the rotary shafts of the rotary blades 11A, 11B, 11C, 11D are arranged at equal intervals on a concentric circle centered on the central portion 15 when viewed from above.

第1搭載部25は、物体を搭載する手段であり、例えば空撮を行うためのカメラ28と、そのカメラの向きを変える駆動機構(図示せず)と、カメラ28及び駆動機構を制御する制御装置(図示せず)等の物体を搭載している。制御装置によって、カメラ28の撮影動作や、カメラ28を左右に回転させるパン動作或いはカメラ28を上下に傾けるチルト動作などが制御される。さらに、回転翼機10においては、動力部13A、13B、13C、13D、カメラ28及び制御装置などを駆動させるための電源と、ラジオコントロール用の受信機と、回転翼機10の姿勢を把握するための水平器など(いずれも図示せず)も必要に応じて搭載されるが、これらは第1搭載部25に搭載されていてもよいし、前述した中心部15に設けられたスペースに搭載されていてもよい。また、制御装置もこの中心部15に設けられたスペースに搭載されていてもよい。 The first mounting unit 25 is a means for mounting an object, for example, a camera 28 for performing aerial photography, a drive mechanism (not shown) for changing the direction of the camera, and a control for controlling the camera 28 and the drive mechanism. An object such as a device (not shown) is mounted. The control device controls the photographing operation of the camera 28, the pan operation of rotating the camera 28 left and right, and the tilt operation of tilting the camera 28 up and down. Further, in the rotorcraft 10, the power source for driving the power units 13A, 13B, 13C, 13D, the camera 28, the control device, etc., the receiver for radio control, and the attitude of the rotorcraft 10 are grasped. A leveling device and the like (none of which are shown) are mounted as necessary, but these may be mounted on the first mounting portion 25, or may be mounted on the space provided in the central portion 15 described above. It may have been done. The control device may also be mounted in the space provided in the central portion 15.

中心部15の下面には接続部16が固定されている。接続部16は、第1搭載部25が回転翼機10の機体に対して所定の範囲で移動可能となるように、支持棒21及び中心部15を介して第1搭載部25をアーム部14A、14B、14C、14Dに接続する手段である。接続部16は、例えばボールジョイントなどの関節機構であり、第1搭載部25及び支持棒21を回転可能に支持している。本実施形態では、接続部16は、回転翼機10の下方のほぼ半円球の範囲内であって、アーム部14A、14B、14C、14Dに接触しない範囲内で、第1搭載部25及び支持棒21が回転可能となるように、これらを支持している。支持棒21の上端には接続部16が固定されており、その下端には第1搭載部25が固定されている。支持棒21及び第1搭載部25は、回転翼機10の姿勢に関わらず、重力の作用によって回転翼機10から鉛直方向下方に懸垂された状態に維持される。 The connecting portion 16 is fixed to the lower surface of the central portion 15. The connecting portion 16 connects the first mounting portion 25 to the arm portion 14A via the support rod 21 and the central portion 15 so that the first mounting portion 25 can move within a predetermined range with respect to the body of the rotary wing aircraft 10. , 14B, 14C, 14D. The connecting portion 16 is a joint mechanism such as a ball joint, and rotatably supports the first mounting portion 25 and the support rod 21. In the present embodiment, the connecting portion 16 is within a range of a substantially hemisphere below the rotary wing machine 10 within a range where it does not contact the arm portions 14A, 14B, 14C, 14D, and the first mounting portion 25 and These are supported so that the support bar 21 can rotate. The connecting portion 16 is fixed to the upper end of the support rod 21, and the first mounting portion 25 is fixed to the lower end thereof. The support rod 21 and the first mounting portion 25 are maintained in a state of being suspended vertically downward from the rotary wing machine 10 by the action of gravity regardless of the posture of the rotary wing machine 10.

操縦者は、操作部を備えたラジオコントロール用の送信機を操作して、回転翼機10の操縦を行う。回転翼機10の制御装置は、送信機から送信された無線信号を受信機が受信すると、その無線信号に基づいて動力部13A、13B、13C、13Dやカメラ28等の、回転翼機10の各部の制御を行う。 The operator operates the radio control transmitter provided with the operation unit to operate the rotary wing machine 10. When the receiver receives the radio signal transmitted from the transmitter, the control device of the rotary wing machine 10 controls the rotary wing machine 10 such as the power units 13A, 13B, 13C, 13D and the camera 28 based on the radio signal. Controls each part.

ここで、図4に示すように、接続部16の中心Cは、4つの回転翼12A、12B、12C、12Dが回転することによって回転翼機10の機体に発生する揚力の中心Uと一致している。ここで、接続部16の中心Cとは、支持棒21、第1搭載部25及びその第1搭載部25に搭載された物体にかかる重力の、接続部16に対する作用点であって、接続部16における回転中心である。また、揚力の中心Uとは、回転翼12A、12B、12C、12Dの回転によって発生する揚力の、回転翼機10に対する作用点のことである。より具体的に説明すると、各回転翼12A、12B、12C、12Dの短手方向の幅をdとしたとき、それぞれの回転翼の幅方向における上端からd/nの位置に、各回転翼12A、12B、12C、12Dによる揚力が作用する(nは例えば3)。そして、各回転翼翼12A、12B、12C、12Dの幅方向における上端からd/nの位置を通る平面上であって、且つ、図3に示した各回転翼12A、12B、12C、12Dの回転軸が通る同心円の中心が、揚力の中心Uである。 Here, as shown in FIG. 4, the center C of the connecting portion 16 coincides with the center U of the lift force generated in the body of the rotary wing aircraft 10 by the rotation of the four rotary blades 12A, 12B, 12C, and 12D. ing. Here, the center C of the connecting portion 16 is a point of action of gravity on the supporting rod 21, the first mounting portion 25, and an object mounted on the first mounting portion 25 with respect to the connecting portion 16, and 16 is the center of rotation. Further, the center U of the lift is the point of action of the lift generated by the rotation of the rotary blades 12A, 12B, 12C, 12D on the rotary wing machine 10. More specifically, when the width of each rotor blade 12A, 12B, 12C, 12D in the lateral direction is d, each rotor blade 12A is located at a position d/n from the upper end in the width direction of each rotor blade. , 12B, 12C, 12D act (n is, for example, 3). The rotation of each rotor blade 12A, 12B, 12C, 12D on the plane passing through the position d/n from the upper end in the width direction of each rotor blade 12A, 12B, 12C, 12D shown in FIG. The center of the concentric circle through which the axis passes is the center U of lift.

このように回転翼機10の機体に発生する揚力の中心Uが、重量物(支持棒21、第1搭載部25、及びその第1搭載部25に搭載された物体)の重力の作用点であって且つ回転中心である接続部16に位置しているので、回転翼機10の機体が傾いた場合であっても、揚力の中心Uに対しては重量物による鉛直方向下方の重力が作用するだけであって、揚力の中心Uの周りには重量物の重力による回転モーメントが生じない。 In this way, the center U of the lift force generated in the airframe of the rotary wing aircraft 10 is at the point of action of gravity of the heavy object (the support rod 21, the first mounting portion 25, and the object mounted on the first mounting portion 25). Since it is located at the connecting portion 16 which is the center of rotation, even if the body of the rotary wing aircraft 10 is tilted, gravity vertically downward due to the weight acts on the center U of the lift force. However, the rotation moment due to the gravity of the heavy object does not occur around the center U of the lift force.

次に、図5を用いて、回転翼機10の姿勢の変化について説明する。操縦者は送信機の操作部を用いて、回転翼機10を上昇させる操作を行うと、この操作に応じた制御装置の制御によって、動力部13A、13B、13C、13Dの回転数が増加し、動力部13A、13B、13C、13Dに取り付けられた回転翼12A、12B、12C、12Dの回転数も増加する。これにより、回転翼12A、12B、12C、12Dは回転翼機10の上昇に必要な揚力を徐々に生じさせる。揚力が回転翼機10にかかる重力を超えると、図5(A)に示すように、回転翼機10は空中に浮き始め、矢印A方向に浮上する。このとき、例えば回転翼12A、12B、12C、12Dの回転数のレベルの上限を10と仮定すると、この上昇時における各回転翼12A、12B、12C、12Dの回転数レベルは例えば6であり、いずれも同じ回転数である。 Next, changes in the attitude of the rotary wing machine 10 will be described with reference to FIG. When the operator performs an operation of raising the rotary wing aircraft 10 using the operation unit of the transmitter, the control unit controls the operation to increase the rotational speed of the power units 13A, 13B, 13C, and 13D. The rotational speeds of the rotor blades 12A, 12B, 12C, 12D attached to the power units 13A, 13B, 13C, 13D also increase. As a result, the rotor blades 12A, 12B, 12C, 12D gradually generate a lift force required to lift the rotor blade machine 10. When the lift exceeds the gravity applied to the rotary wing machine 10, the rotary wing machine 10 starts to float in the air and floats in the direction of arrow A, as shown in FIG. 5(A). At this time, for example, assuming that the upper limit of the rotation speed level of the rotor blades 12A, 12B, 12C, 12D is 10, the rotation speed level of each rotor blade 12A, 12B, 12C, 12D at this rising time is 6, for example. Both have the same rotation speed.

そして、回転翼機10が所望の高度に到着すると、操縦者は送信機を操作して、回転翼機10が空中停止(ホバリング)するように、回転翼12A、12B、12C、12Dの回転数を調整する。つまり、このときの回転数は、各回転翼12A、12B、12C、12Dの回転による揚力と回転翼機10にかかる重力とが釣り合う程度の回転数であり、例えば回転数レベル5である。 When the rotary wing aircraft 10 reaches a desired altitude, the operator operates the transmitter to rotate the rotary wing aircraft 12A, 12B, 12C, 12D so that the rotary wing aircraft 10 stops in the air (hovering). Adjust. That is, the rotation speed at this time is a rotation speed at which the lift force due to the rotation of each of the rotor blades 12A, 12B, 12C, and 12D and the gravity applied to the rotor blade machine 10 are balanced, for example, the rotation speed level 5.

次に回転翼機10が水平方向に移動する場合には、操縦者は送信機を操作して、進行方向に向かって後方にある回転翼12B、12Cの回転数を、進行方向に向かって前方にある回転翼12A、12Dの回転数よりも多くする。このとき例えば、後方にある回転翼12B、12Cの回転数レベルを6とし、前方にある回転翼12A、12Dの回転数レベルを4とする。これにより、後方にある回転翼12B、12Cによる揚力が前方にある回転翼12A、12Dによる揚力に比べて大きくなり、回転翼12B、12Cの位置が回転翼12A、12Dの位置よりも高くなる。よって、図5(B)に示すように、回転翼機10の機体が進行方向に向かって前下がりに傾いた姿勢となる。 Next, when the rotary wing aircraft 10 moves in the horizontal direction, the operator operates the transmitter to set the rotational speeds of the rotary blades 12B and 12C located rearward in the traveling direction to the forward direction in the traveling direction. The rotation speed of the rotary blades 12A and 12D in FIG. At this time, for example, the rotational speed levels of the rearward rotating blades 12B and 12C are set to 6, and the rotational speed level of the frontward rotating blades 12A and 12D is set to 4. As a result, the lift force by the rear rotor blades 12B, 12C becomes larger than the lift force by the front rotor blades 12A, 12D, and the positions of the rotor blades 12B, 12C become higher than the positions of the rotor blades 12A, 12D. Therefore, as shown in FIG. 5B, the body of the rotary wing aircraft 10 is in a posture in which it is inclined forward and downward in the traveling direction.

このような姿勢になると直ちに操縦者は送信機を操作して、各回転翼A、12B、12C、12Dの回転数を、所望の速度で水平方向に移動するような回転数に調整する。例えばこのときの各回転翼12A、12B、12C、12Dの回転数レベルをいずれも5とする。従来は、進行方向前方にある回転翼の回転数よりも進行方向後方にある回転翼の回転数を多くした状態でなければ、機体の姿勢を維持できず、水平移動が実現できなかったが、本実施形態では、各回転翼12A、12B、12C、12Dの回転数を同じにしたまま、図5(C)に示すように回転翼機10を矢印B方向に移動させることができる。 Immediately after taking such a posture, the pilot operates the transmitter to adjust the rotational speed of each of the rotor blades A, 12B, 12C, 12D to a rotational speed that moves in the horizontal direction at a desired speed. For example, the rotational speed level of each of the rotor blades 12A, 12B, 12C, 12D at this time is set to 5. Conventionally, the attitude of the aircraft could not be maintained and horizontal movement could not be realized unless the number of rotations of the rotary blades in the forward direction of travel was greater than the number of rotations of the rotary blades in the forward direction. In the present embodiment, the rotary wing machine 10 can be moved in the arrow B direction as shown in FIG. 5C while keeping the rotational speeds of the rotary blades 12A, 12B, 12C, 12D the same.

図5(B)、(C)に示すように、回転翼機10の機体が進行方向に向って前下がりに傾いた姿勢になったとき、支持棒21以下にある重量物の重力が接続部16に作用するが、前述したとおり、この接続部16に対する上記重力の作用点(接続部16の中心C)は揚力の中心Uと一致している。このため、揚力の中心Uの周りには、支持棒21以下の重量物の重力による回転モーメントは生じない。従って、各回転翼12A、12B、12C、12Dの回転数を同じにしたままでよい。 As shown in FIGS. 5B and 5C, when the body of the rotary wing aircraft 10 is in a posture in which the body of the rotary wing aircraft 10 leans forward and downward, the gravity of heavy objects below the support rod 21 causes the connection portion. Although acting on 16, the point of action of the gravity on the connecting portion 16 (the center C of the connecting portion 16) coincides with the center U of the lift force as described above. For this reason, the rotation moment due to the gravity of the weight of the support rods 21 and below does not occur around the center U of the lift force. Therefore, the rotational speeds of the rotor blades 12A, 12B, 12C, 12D may remain the same.

このことを力学的に解説する。図6に示すように、揚力の中心U(接続部の中心C)に作用する力は、支持棒21、第1搭載部25及びカメラ28等の搭載物による重力mgと、回転翼12A、12B、12C、12Dの回転による揚力Fである。重力mgの向きは鉛直方向下方であり、揚力Fの向きは、各回転翼12A、12B、12C、12の幅方向における上端からd/nの位置を通る平面に直交する上方向である。揚力Fを、重力mgの向きに平行な方向の分力F1と、重力mgの向きに垂直な方向の分力F2とに分解すると、分力F1は重力mgと釣り合い、分力F2は回転翼機10の水平方向の推進力となる。この分力F1、F2によって、回転翼機10は高度を維持したまま水平方向に移動する。 This is explained mechanically. As shown in FIG. 6, the force acting on the center U of lift (the center C of the connecting portion) is the gravity mg by the supporting rod 21, the first mounting portion 25, the mounted object such as the camera 28, and the rotor blades 12A, 12B. , 12C, 12D is the lift force due to rotation. The direction of the gravity mg is downward in the vertical direction, and the direction of the lift force F is an upward direction orthogonal to a plane that passes through the position d/n from the upper ends of the rotor blades 12A, 12B, 12C, 12 in the width direction. When the lift force F is decomposed into a component force F1 in a direction parallel to the direction of gravity mg and a component force F2 in a direction perpendicular to the direction of gravity mg, the component force F1 balances with the gravity mg, and the component force F2 is a rotor blade. It provides the horizontal propulsion of the machine 10. Due to these component forces F1 and F2, the rotary wing aircraft 10 moves in the horizontal direction while maintaining the altitude.

以上に説明したように本実施形態によれば、回転翼機10が水平方向に進行する場合に、進行方向前方及び後方の各回転翼の回転数の差を従来よりも小さくすること、例えばその差をゼロにすることができる。 As described above, according to the present embodiment, when the rotary wing aircraft 10 travels in the horizontal direction, the difference between the rotational speeds of the respective rotary blades in the front and rear of the traveling direction is made smaller than in the related art, for example, in that case. The difference can be zero.

進行方向前方及び後方の各回転翼の回転数の差を従来よりも小さくすると、次のような利点がある。まず、回転翼機10が水平方向に移動する期間にわたって、進行方向後方の回転翼の出力を進行方向前方の出力よりも相当に高い状態(従来生じていた回転モーメントMを打ち消すだけの高出力)で維持する必要がないため、その動力部がモータであった場合には発熱等による故障の可能性が小さくなるし、また、従来よりも出力性能の低い、ダウングレードされた動力部を利用する余地が生まれる。このように動力部のダウングレードを図ることが許容されるならば、回転翼機の機体全体の軽量化やコストダウンも可能となり、その結果、燃費の向上や経済的なメリットを享受できる。 If the difference between the rotational speeds of the front and rear rotors in the traveling direction is made smaller than before, the following advantages can be obtained. First, during the period in which the rotary wing machine 10 moves in the horizontal direction, the output of the rotor behind the traveling direction is considerably higher than the output in the front of the traveling direction (high output enough to cancel the rotational moment M that has been conventionally generated). Since it is not necessary to maintain the power unit, the possibility of failure due to heat generation will be reduced if the power unit is a motor, and a downgraded power unit with lower output performance than before will be used. There is room for it. If it is allowed to downgrade the power unit in this way, the entire body of the rotary wing machine can be reduced in weight and cost, and as a result, fuel economy can be improved and economic merit can be enjoyed.

また、従来のように進行方向前方及び後方の各回転翼の回転数に差を設けた場合には、進行方向前方の回転翼の回転数は相対的に少なくなり、且つ、後方の動力部の出力は高くしたとしてもその出力の一部は回転モーメントの解消に充てなければならないので、結果として、全回転翼の平均的な回転数はあまり多くならない。このため、回転翼機の進行速度はあまり速くならないし、また、回転翼機によって搬送可能な重量物の重量もあまり重くはできない。これに対して、本実施形態によれば、動力部13A、13B、13C、13Dの出力を回転モーメントの解消に充てずに済み、その出力を回転翼機の推進力に充てる割合を従来よりも高めることができる。よって、回転翼機の進行速度の向上に寄与するし、また、より重い荷物を搬送することも可能となる。 Further, when a difference is provided between the rotational speeds of the front and rear rotary blades as in the conventional case, the rotational speed of the front rotary blades is relatively small, and Even if the output is increased, a part of the output must be used for eliminating the rotational moment, and as a result, the average number of revolutions of all rotors does not increase so much. For this reason, the traveling speed of the rotary wing machine does not become very fast, and the weight of the heavy object that can be carried by the rotary wing machine cannot be too heavy. On the other hand, according to the present embodiment, the output of the power units 13A, 13B, 13C, and 13D does not have to be used for eliminating the rotational moment, and the ratio of the output for the propulsive force of the rotary wing machine is higher than in the conventional case. Can be increased. Therefore, it contributes to the improvement of the traveling speed of the rotary wing machine, and it becomes possible to carry heavier loads.

また、回転翼機で荷物を運搬して目的地上方の空中でその荷物を切り離して目的地に落下させるような運搬用途の場合、従来の構成では、荷物を回転翼機から切り離した瞬間に、荷物の重量に相当する分だけ回転モーメントMが一気に小さくなり、さらに、進行方向前方及び後方で回転数レベルに差があるので、回転翼機の機体の挙動が極めて不安定になる。これに対し、本実施形態によれば回転モーメントが生じておらず、また、進行方向前方及び後方で回転数レベルの差もないので、荷物を切り離したとしても回転モーメントが変化する余地はなく、上記のような問題は生じない。 Further, in the case of a transportation application in which the luggage is transported by the rotary wing machine and the luggage is separated in the air above the destination and dropped to the destination, in the conventional configuration, at the moment when the luggage is separated from the rotary wing machine, The rotation moment M is suddenly reduced by an amount corresponding to the weight of the luggage, and further, there is a difference in the rotation speed level between the front and the rear in the traveling direction, so that the behavior of the body of the rotary wing machine becomes extremely unstable. On the other hand, according to the present embodiment, no rotation moment is generated, and since there is no difference in rotation speed level between the front and the rear in the traveling direction, there is no room for the rotation moment to change even if the luggage is separated, The above problem does not occur.

[変形例]
上記の第1の実施の形態を次のように変形してもよい。
[変形例1]
回転翼機の機体の重心を移動させる重心移動機構を備えるようにしてもよい。図7は、変形例1に係る回転翼機10Aの側面図であり、図8は、回転翼機10Aの姿勢変化を示す側面図である。接続部16Aは、当該接続部16Aから見て第1搭載部25とは反対側に配置された第2搭載部26を、第1搭載部25とともにアーム部14A、14B、14C、14Dに接続する。第2搭載部26は、第1搭載部25に支持棒21及び支持棒22を介して連結されている。第2搭載部26には、電源、受信機、制御装置又は水平器などのほか、測位用の信号(例えばGPS信号)を受信するアンテナなどが搭載されていてもよい。支持棒21及び支持棒22は、一方向に延びる1本の棒状部材であり、アーム部14A、14B、14C、14D及び回転翼部11A、11B、11C、11Dに干渉しない範囲で、ボールジョイント等の接続部16Aを中心として、機体に対して搖動可能になっている。
[Modification]
The above-described first embodiment may be modified as follows.
[Modification 1]
A center-of-gravity moving mechanism that moves the center of gravity of the body of the rotary wing machine may be provided. FIG. 7 is a side view of the rotary wing machine 10A according to the first modification, and FIG. 8 is a side view showing a posture change of the rotary wing machine 10A. The connecting portion 16A connects the second mounting portion 26 arranged on the side opposite to the first mounting portion 25 as viewed from the connecting portion 16A to the arm portions 14A, 14B, 14C and 14D together with the first mounting portion 25. .. The second mounting portion 26 is connected to the first mounting portion 25 via the support rod 21 and the support rod 22. The second mounting unit 26 may be equipped with a power supply, a receiver, a control device, a leveler, and the like, as well as an antenna that receives a positioning signal (for example, a GPS signal). The support rod 21 and the support rod 22 are one rod-shaped member extending in one direction, and a ball joint etc. within a range that does not interfere with the arm portions 14A, 14B, 14C, 14D and the rotor blade portions 11A, 11B, 11C, 11D. It is possible to swing with respect to the airframe around the connecting portion 16A.

さらに、第1搭載部25、第2搭載部26及び支持棒21、22は、接続部16Aに設けられた例えばラックピニオン機構等によって、その接続部16Aに対して上下動が可能になっている。この上下動の機構により第1搭載部25及び第2搭載部26が下方(矢印f方向)に下がると、接続部16Aから見て第1搭載部25側の重量のほうが第2搭載部26側の重量よりも重い状態になる。これにより、回転翼機10Aの機体の重心の位置が下がる。この場合、回転翼機10の姿勢に関わらず、重力の作用によって、回転翼機10の鉛直方向下方に第1搭載部25が位置し且つ回転翼機10の鉛直方向上方に第2搭載部26が位置した状態を維持することができる。一方、この上下動の機構により第1搭載部25及び第2搭載部26が上方(矢印e方向)に上がると、接続部16Aから見て第2搭載部26側の重量のほうが第1搭載部25側の重量よりも重い状態になり、回転翼機10Aの機体の重心の位置が上がることになる。つまり、接続部16A、第1搭載部25、第2搭載部26及び支持棒21、22は回転翼機の機体の重心を移動させる重心移動機構を構成している。 Further, the first mounting portion 25, the second mounting portion 26, and the support rods 21 and 22 can be moved up and down with respect to the connecting portion 16A by, for example, a rack and pinion mechanism provided in the connecting portion 16A. .. When the first mounting portion 25 and the second mounting portion 26 are lowered downward (in the direction of the arrow f) by this vertical movement mechanism, the weight of the first mounting portion 25 side when viewed from the connecting portion 16A is the second mounting portion 26 side. It will be heavier than the weight of. As a result, the position of the center of gravity of the body of the rotary wing aircraft 10A is lowered. In this case, regardless of the attitude of the rotary wing machine 10, the first mounting portion 25 is located vertically below the rotary wing machine 10 and the second mounting portion 26 is vertically above the rotary wing machine 10 due to the action of gravity. Can be maintained in the position. On the other hand, when the first mounting portion 25 and the second mounting portion 26 are moved upward (in the direction of arrow e) by this vertical movement mechanism, the weight of the second mounting portion 26 side when viewed from the connecting portion 16A is the first mounting portion. The weight becomes heavier than the weight on the 25 side, and the position of the center of gravity of the body of the rotary wing aircraft 10A rises. That is, the connecting portion 16A, the first mounting portion 25, the second mounting portion 26, and the support rods 21 and 22 constitute a center-of-gravity moving mechanism that moves the center of gravity of the body of the rotary wing aircraft.

本変形例1によれば、上記実施形態と同様の制御によって、図8に示すように、各回転翼12A、12B、12C、12Dの回転数を同じにしたまま、回転翼機10Aを水平方向に移動させることができる。さらに、第2搭載部26に測位用の信号(例えばGPS信号)を受信するアンテナを搭載した場合、接続部16Aから見て第1搭載部25側の重量を第2搭載部26側の重量よりも重い状態にすると、そのアンテナの向きは常に一定に維持できるので(つまりアンテナは常に鉛直方向上方に向く)、アンテナの指向性や利得を一定に維持することができる。さらに、第1搭載部25、第2搭載部26及び支持棒21、22を接続部16Aに対して上下動させることで回転翼機10Aの重心の位置を変えることができるが、このような重心変更は、いずれかの回転翼部11A、11B、11C、11Dが故障した場合に回転翼機10の姿勢を維持するうえで有効である。具体的には、故障して停止した回転翼部に回転翼機10Aの機体の重心を近づけるようにして、機体の重心移動および機体の姿勢変化を行うようにすると、残った回転翼部だけで飛行を継続することが可能となる。 According to the first modification, as shown in FIG. 8, the rotary blade machine 10A is horizontally moved by the same control as that of the above-described embodiment while keeping the rotational speeds of the rotary blades 12A, 12B, 12C, and 12D the same. Can be moved to. Further, when an antenna for receiving a positioning signal (for example, a GPS signal) is mounted on the second mounting portion 26, the weight of the first mounting portion 25 side as viewed from the connecting portion 16A is smaller than the weight of the second mounting portion 26 side. When the weight is also heavy, the direction of the antenna can always be maintained constant (that is, the antenna always faces upward in the vertical direction), so that the directivity and gain of the antenna can be maintained constant. Furthermore, the position of the center of gravity of the rotorcraft 10A can be changed by moving the first mounting portion 25, the second mounting portion 26, and the support rods 21 and 22 up and down with respect to the connecting portion 16A. The change is effective for maintaining the attitude of the rotary wing machine 10 when any of the rotary blades 11A, 11B, 11C, 11D fails. Specifically, when the center of gravity of the airframe of the rotorcraft 10A is moved closer to the rotor blade that has stopped due to a failure to move the center of gravity of the aircraft and change the attitude of the aircraft, only the remaining rotor blades are used. It is possible to continue the flight.

[変形例2]
上述した実施形態や変形例1では、第1搭載部25又は第2搭載部26が接続部16、16Aを中心として重力の作用で自由に回転移動できるようになっていたが、これらの移動をモータや補助プロペラのような動力部を用い、操縦者の操作に応じて能動的に制御してもよい。例えば上記実施形態の場合、支持棒21が接続部16を起点としてアーム部14A、14B、14C、14Dに対して可変になるような駆動機構と、その駆動機構を駆動するモータとを回転翼機10に設ける。操縦者は送信機を操作して、回転翼機10が所望の高度に到着すると、進行方向後方にある回転翼12B、12Cの回転数を進行方向前方にある回転翼12A、12Dの回転数よりも多くすることで回転翼機10の姿勢を進行方向前下がりに傾かせ、さらにその傾きに合わせて、上記駆動機構を利用して第1搭載部25が接続部16の鉛直方向下方に位置するように制御する。この制御は操縦者の手動で行ってもよいし、回転翼機10の制御装置が所定の制御アルゴリズムに基づき回転翼機10の傾きに応じて自動的に行ってもよい。また、第1搭載部25に、上方から見たとき互いに直交する2方向に推進力を発生させる補助プロペラを2つ設け、その補助プロペラによる推進力で第1搭載部25の位置を制御してもよい。
以上のように、接続部は、第1搭載部が重力によって移動可能となるようにアーム部に接続してもよいし、第1搭載部が動力部によって移動可能となるようにアーム部に接続してもよい。
[Modification 2]
In the embodiment and the modification 1 described above, the first mounting portion 25 or the second mounting portion 26 can freely rotate and move about the connecting portions 16 and 16A by the action of gravity. A power unit such as a motor or an auxiliary propeller may be used and actively controlled according to the operation of the operator. For example, in the case of the above-described embodiment, the drive mechanism that allows the support rod 21 to be variable with respect to the arm portions 14A, 14B, 14C, and 14D from the connecting portion 16 as a starting point, and the motor that drives the drive mechanism are rotor blade machines. It is provided in 10. When the operator operates the transmitter and the rotary wing aircraft 10 reaches the desired altitude, the rotational speeds of the rotary blades 12B and 12C located behind the traveling direction are set to be lower than those of the rotary blades 12A and 12D located forward in the traveling direction. The posture of the rotary wing machine 10 is tilted downward in the traveling direction by increasing the number, and the first mounting portion 25 is positioned vertically below the connecting portion 16 by using the drive mechanism according to the tilt. To control. This control may be performed manually by the operator, or may be automatically performed by the control device of the rotary wing machine 10 according to the inclination of the rotary wing machine 10 based on a predetermined control algorithm. Further, the first mounting portion 25 is provided with two auxiliary propellers that generate propulsive forces in two directions orthogonal to each other when viewed from above, and the propulsive force of the auxiliary propellers controls the position of the first mounting portion 25. Good.
As described above, the connecting portion may be connected to the arm portion so that the first mounting portion can be moved by gravity, or can be connected to the arm portion so that the first mounting portion can be moved by the power portion. You may.

[変形例3]
変形例1において、接続部16Aから見て第1搭載部25側の重量と第2搭載部26側の重量とを同じにしておけば、図9に示すように、回転翼機10Aが水平方向に移動する際に、支持棒21及び支持棒22の姿勢を水平に保つことができる。この場合において、例えば第2搭載部26にカメラ28を搭載しておくと、カメラ28の撮像方向は回転翼機10の進行方向になるので、例えば回転翼12Aなどがカメラ28の撮像範囲に入って邪魔になる可能性を低減することができる。また、支持棒21及び支持棒22の姿勢が垂直の場合に比べ、支持棒21及び支持棒22の姿勢を水平の場合には、水平方向に進行するときの機体の空気抵抗を小さくすることが可能となる。
[Modification 3]
In Modification 1, if the weight of the first mounting portion 25 side and the weight of the second mounting portion 26 side as viewed from the connecting portion 16A are set to be the same, as shown in FIG. The postures of the support rod 21 and the support rod 22 can be kept horizontal when moving to. In this case, for example, if the camera 28 is mounted on the second mounting unit 26, the imaging direction of the camera 28 will be the traveling direction of the rotary wing machine 10, so that, for example, the rotary wing 12A and the like fall within the imaging range of the camera 28. The possibility of getting in the way can be reduced. Further, when the postures of the support rod 21 and the support rod 22 are horizontal, when the postures of the support rod 21 and the support rod 22 are horizontal, it is possible to reduce the air resistance of the aircraft when traveling in the horizontal direction. It will be possible.

[変形例4]
回転翼機の構造は、実施形態に例示したものに限らず、例えば図10〜12に示すような構造であってもよい。変形例4に係る回転翼機10Bは、回転翼部11A、11B、11C、11Dを支持するアーム部141が上方から見たときに矩形の形状となるように構成されている。接続部16Bは、水平なx軸周りに回転可能となるようにアーム部141に回転軸1621で接続された枠体161と、x軸に直交する水平なy軸周りに回転可能となるように枠体161にピン1611で接続された枠体162とを備えている。アーム部141と枠体161との間には、枠体161のx軸周りの回転運動を抑制するダンパ171が設けられており、枠体161と枠体162との間には、枠体162のy軸周りの回転運動を抑制するダンパ172が設けられている。このダンパ171、172は、枠体161、162が回転運動して第1搭載部25が急激に変位することで回転翼機10Bの姿勢が不安定にならないように、その変位に要する時間を長くするための手段である。
[Modification 4]
The structure of the rotary wing machine is not limited to the structure illustrated in the embodiment, and may be, for example, the structure shown in FIGS. The rotary wing machine 10B according to Modification 4 is configured such that the arm portion 141 supporting the rotary blade portions 11A, 11B, 11C, 11D has a rectangular shape when viewed from above. The connecting portion 16B is rotatable about a horizontal x-axis and a frame body 161 connected to the arm 141 by a rotation shaft 1621 so as to be rotatable about a horizontal x-axis. A frame body 161 is provided with a frame body 162 connected to the frame body 161 by a pin 1611. A damper 171 that suppresses a rotational movement of the frame body 161 about the x-axis is provided between the arm portion 141 and the frame body 161, and a frame body 162 is provided between the frame body 161 and the frame body 162. A damper 172 that suppresses rotational movement around the y-axis is provided. The dampers 171 and 172 lengthen the time required for the displacement so that the attitude of the rotary wing machine 10B is not unstable due to the rotational movement of the frame bodies 161 and 162 and the sudden displacement of the first mounting portion 25. It is a means to do.

[変形例5]
本発明は、回転翼機が水平方向に進行する場合に限らず、水平方向を含む方向(つまり水平方向のベクトル成分を持つ方向)に進行する場合にも適用可能である。つまり、図6で説明した重力mgの向きに平行な方向の分力F1が、重力mgよりも大きい又は小さい場合であっても、進行方向前方及び後方の各回転翼の回転数の差を従来よりも小さくすることができる。
[Modification 5]
The present invention is applicable not only to the case where the rotary wing machine travels in the horizontal direction, but also to the case where the rotary wing machine travels in the direction including the horizontal direction (that is, the direction having the vector component in the horizontal direction). That is, even when the component force F1 in the direction parallel to the direction of the gravity mg described with reference to FIG. Can be smaller than.

[変形例6]
電源は回転翼機に搭載する必要はなく、例えば地上に電源を設置し、その電源から延びる電源ケーブルを回転翼機に接続して電力供給を行ってもよい。また、高度15m程度の高度であれば、非接触電力伝送の受信機を中心部、第1搭載部又は第2搭載部に設置し、地上から回転翼機に無線で給電してもよい。
[Modification 6]
It is not necessary to mount the power source on the rotorcraft, and for example, a power source may be installed on the ground and a power cable extending from the power source may be connected to the rotorcraft to supply power. At an altitude of about 15 m, a receiver for non-contact power transmission may be installed in the central part, the first mounting part or the second mounting part, and power may be wirelessly supplied from the ground to the rotary wing aircraft.

(第2の実施の形態)
上本発明の第2の実施の形態について、図16乃至図18を参照して説明する。なお、以下における説明では、同一又は類似の要素については同一の参照符号を付しその詳細な説明を省略する。
(Second embodiment)
Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same or similar elements will be denoted by the same reference symbols, and detailed description thereof will be omitted.

図16に示されるように、第2の実施の形態による回転翼機もまた、飛行部と、本体部と、飛行部及び本体部を所定の範囲で搖動可能に接続する接続部とを備えている。回転翼機は、主として進行方向(X方向)に飛行する。 As shown in FIG. 16, the rotary wing aircraft according to the second embodiment also includes a flight unit, a main body unit, and a connection unit that swingably connects the flight unit and the main body unit within a predetermined range. There is. The rotorcraft mainly flies in the traveling direction (X direction).

飛行部は、回転翼11A、11B(11C、11Dは図示せず)と、これらに動力を供給する動力部(モータ)13A、13B(13C、13Dは図示せず)と、動力部13A、13Bを支持するアーム部14A、14B(14C、14Dは図示せず)とを備えている。 The flying unit includes rotor blades 11A and 11B (11C and 11D are not shown), power units (motors) 13A and 13B (13C and 13D are not shown) that supply power to these, and power units 13A and 13B. And arm portions 14A and 14B (14C and 14D are not shown) for supporting.

本体部は、上下方向に延びる支持棒と、当該支持棒の上端及び下端に夫々設けられた第1搭載部及び第2搭載部とを備えている。支持棒は下方に延びる下側の支持棒21と上側に延びる上側の支持棒22とを有している。第1搭載部にはカメラ28Tが搭載されており、第2搭載部にはカメラ28Bが搭載されている。 The main body portion includes a support rod extending in the vertical direction, and a first mounting portion and a second mounting portion provided on the upper end and the lower end of the support rod, respectively. The support rod has a lower support rod 21 extending downward and an upper support rod 22 extending upward. The camera 28T is mounted on the first mounting portion, and the camera 28B is mounted on the second mounting portion.

本実施の形態による接続部は、第1接続部16Pと、第2接続部16Rとを有する所謂2軸ジンバル構造を有している。第1接続部16Pは、ピッチ方向(水平軸周りに)に本体部を搖動可能に接続する。第2接続部16Rは、進行方向(X軸)と仰角θをなす斜交軸P周りに本体部を搖動可能にする。 The connecting portion according to the present embodiment has a so-called biaxial gimbal structure having a first connecting portion 16P and a second connecting portion 16R. The first connecting portion 16P connects the main body portion to allow swinging movement in the pitch direction (around the horizontal axis). The second connection portion 16R allows the main body portion to swing around an oblique axis P that forms an elevation angle θ with the traveling direction (X axis).

本実施の形態による水平軸と斜交軸との交点は、回転翼11A、11B(11C、11Dは図示せず)回転翼11A、11B(11C、11Dは図示せず)によつて生じる揚力の中心と略一致する。より詳しくは、交点の位置は、が回転することによって機体に発生する揚力の当該回転翼機に対する作用点であって各回転翼の短手方向の幅内の位置を通る平面上であって、且つ各複数の回転翼の回転軸が通る円の中心の位置にある作用点と略一致する位置にある。更に、本実施の形態による上記の交点は、本体部の重心Gと略一致する。 The intersection point between the horizontal axis and the oblique axis according to the present embodiment is the lift force generated by the rotor blades 11A and 11B (11C and 11D are not shown) and the rotor blades 11A and 11B (11C and 11D are not shown). It almost coincides with the center. More specifically, the position of the intersection is on the plane passing through the position within the width in the lateral direction of each rotor, which is the point of action of the lift generated in the airframe by rotating on the rotor aircraft. Moreover, it is located at a position that substantially coincides with the action point located at the center of the circle through which the rotation axes of the plurality of rotor blades pass. Furthermore, the above-mentioned intersection point according to the present embodiment substantially coincides with the center of gravity G of the main body.

また、図示されるように、カメラ28Tの位置は、本体部から後方にずれており、カメラ28Bの位置は、本体部から前方にずれている。これにより、前後方向において互いにカウンタウェイトとして機能するとともに、進行方向への飛行時に回転翼が視野内に入りにくくなる。 Further, as shown in the drawing, the position of the camera 28T is shifted rearward from the main body portion, and the position of the camera 28B is shifted frontward from the main body portion. As a result, the rotor blades function as counterweights in the front-rear direction, and it is difficult for the rotor blades to be within the field of view when flying in the traveling direction.

図17に示されるように、回転翼機は、飛行部を進行方向に傾けるようにして進行方向に移動させる。この時、斜交軸Pは水平方向と平行になるときがある。即ち、図16に示される仰角θは、少なくとも進行方向への飛行時に斜交軸Pが水平となり得る角度であり、換言すれば、進行方向への飛行時に斜交軸が少なくとも水平方向をとれる瞬間があるように設定される。詳しくは、仰角θは、10度から35度が望ましく、進行方向への飛行速度を重視する場合には25度乃至35度が望ましく、飛行速度が低速の場合には10度乃至15度が望ましい。 As shown in FIG. 17, the rotary wing aircraft moves the flight unit in the traveling direction by inclining the flying unit in the traveling direction. At this time, the oblique axis P may be parallel to the horizontal direction. That is, the elevation angle θ shown in FIG. 16 is an angle at which the oblique axis P can be horizontal at least when flying in the traveling direction, in other words, at the moment when the oblique axis can take at least the horizontal direction when flying in the traveling direction. Is set. Specifically, the elevation angle θ is preferably 10 degrees to 35 degrees, and is preferably 25 degrees to 35 degrees when importance is attached to the flight speed in the traveling direction, and is preferably 10 degrees to 15 degrees when the flight speed is low. ..

図18に示されるように、より進行方向の飛行速度を増加させた場合、斜交軸は水平方向と俯角をなすこととなる。 As shown in FIG. 18, when the flight speed in the traveling direction is increased, the oblique axis forms a depression angle with the horizontal direction.

このように、初期状態(垂直上昇時)において、予め斜交軸を進行方向と仰角をなすようにしておくことにより、飛行時において、適切な姿勢を維持しやすくなるとともに、特に、第2接続部16Rの有効角が増加するため、佐生光速度の引き上げが可能となる。また、接続部にモータを使用する場合には当該モータの出力を小さなもので構成することができる。 In this way, in the initial state (during vertical ascent), by preliminarily setting the oblique axis to form an elevation angle with the traveling direction, it becomes easier to maintain an appropriate attitude during flight, and in particular, the second connection Since the effective angle of the portion 16R is increased, the Sao light speed can be increased. Further, when a motor is used for the connecting portion, the output of the motor can be made small.

<変形例>
上述した第2の実施の形態は、例えば、図19のような変形例として構成してもよい。図示されるように本変形例における回転翼機は、カメラ28Tが本体部の軸上にある(即ち、後方にずれていない)。カメラ28Bは前方に位置している方が回転翼の映り込み等を抑えることができ、かつ、上下のカメラ28T、28Bで取得した画像を合成する場合にはできるだけ互いの位置が同軸に近い方が好ましいためである。
<Modification>
The second embodiment described above may be configured as a modified example as shown in FIG. 19, for example. As shown in the figure, in the rotary wing machine according to the present modification, the camera 28T is on the axis of the main body (that is, not shifted backward). When the camera 28B is located in the front, it is possible to suppress the reflection of the rotor blades and the like, and when the images obtained by the upper and lower cameras 28T and 28B are combined, the positions of the cameras 28B are close to each other as coaxial as possible. Is preferable.

10、10A、10B、10C…回転翼機、11A、11B、11C、11D…回転翼部、12A、12B、12C、12D…回転翼、13A、13B、13C、13D…動力部、14A、14B、14C、14D、141…アーム部、15…中心部、16、16A、16B…接続部、161、162…枠体、21、22…支持棒、25…第1搭載部、26…第2搭載部、28…カメラ

10, 10A, 10B, 10C... Rotor blades, 11A, 11B, 11C, 11D... Rotor blades, 12A, 12B, 12C, 12D... Rotor blades, 13A, 13B, 13C, 13D... Power portions, 14A, 14B, 14C, 14D, 141... Arm part, 15... Center part, 16, 16A, 16B... Connection part, 161, 162... Frame body, 21, 22... Support rod, 25... First mounting part, 26... Second mounting part , 28... Camera

Claims (5)

飛行部と、本体部と、前記飛行部及び前記本体部を所定の範囲で搖動可能に接続する接続部とを備えた回転翼機であって、
前記飛行部は、複数の回転翼と、前記複数の回転翼を支持するアーム部とを備えており、
前記本体部は、上下方向に延びる棒状部と、当該棒状部の上端及び下端に夫々設けられた第1搭載部及び第2搭載部とを備えており、
前記接続部は、進行方向と直交する水平軸周りに前記本体部を搖動可能にする第1接続部と、前記水平軸と直交し且つ前記水平軸に沿ってみた場合に前記進行方向と所定の仰角をなす斜交軸周りに前記本体部を搖動可能にする第2接続部とを有している、
回転翼機。
A rotary wing aircraft comprising a flying part, a main body part, and a connecting part that connects the flying part and the main body part so that they can swing in a predetermined range,
The flight unit includes a plurality of rotor blades and an arm unit that supports the plurality of rotor blades,
The main body portion includes a rod-shaped portion extending in the vertical direction, and a first mounting portion and a second mounting portion provided at the upper end and the lower end of the rod-shaped portion, respectively.
The connecting portion includes a first connecting portion that allows the main body portion to swing around a horizontal axis that is orthogonal to the traveling direction, and a predetermined direction with the traveling direction when viewed along the horizontal axis that is orthogonal to the horizontal axis. A second connecting portion that allows the main body portion to swing around an oblique axis forming an elevation angle,
Rotorcraft.
請求項1に記載の回転翼機であって、
前記水平軸と前記斜交軸との交点は、前記複数の回転翼が回転することによって機体に発生する揚力の略中心位置にあることを特徴とする
回転翼機。
The rotary wing machine according to claim 1,
The rotary wing machine is characterized in that an intersection of the horizontal axis and the oblique axis is located at a substantially central position of a lift force generated in the airframe by the rotation of the plurality of rotary blades.
請求項1に記載の回転翼機であって、
前記水平軸と前記斜交軸との交点は、前記本体部の重心にあることを特徴とする
回転翼機。
The rotary wing machine according to claim 1,
A rotary wing machine, wherein an intersection of the horizontal axis and the oblique axis is located at a center of gravity of the main body.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の回転翼機であって、
前記第1搭載部の位置は、前記本体部から後方にずれており、
前記第2搭載部の位置は、前記本体部から前方にずれている、
回転翼機。
The rotary wing machine according to any one of claims 1 to 3,
The position of the first mounting portion is displaced rearward from the main body portion,
The position of the second mounting portion is displaced forward from the main body portion,
Rotorcraft.
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の回転翼機であって、
前記飛行部を進行方向に傾けるようにして進行方向に移動し
前記仰角は、少なくとも進行方向への飛行時に前記斜交軸が水平となり得る角度である、
回転翼機。

The rotary wing machine according to any one of claims 1 to 4,
The elevation angle is an angle at which the oblique axis can be horizontal at least when flying in the traveling direction, while moving in the traveling direction by inclining the flight unit in the traveling direction.
Rotorcraft.

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