WO2023132016A1 - 航空機 - Google Patents

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WO2023132016A1
WO2023132016A1 PCT/JP2022/000134 JP2022000134W WO2023132016A1 WO 2023132016 A1 WO2023132016 A1 WO 2023132016A1 JP 2022000134 W JP2022000134 W JP 2022000134W WO 2023132016 A1 WO2023132016 A1 WO 2023132016A1
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WO
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arm
port
control
motor
ports
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PCT/JP2022/000134
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English (en)
French (fr)
Inventor
誠 野村
Original Assignee
三共木工株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the technology of the present disclosure relates to aircraft.
  • Japanese Patent No. 6561272 describes a partial drive mode in which rotation of some of the propellers is stopped, a full drive mode in which all the propellers are driven, and a An aircraft is disclosed that can switch to
  • the undriven propeller when partial drive is performed, not only becomes deadweight, but also causes unnecessary air resistance and deteriorates the flight characteristics of the aircraft.
  • An object of the technology of the present disclosure is to provide an aircraft that can fly with an arm having a propeller properly inserted.
  • an aircraft includes a motor and a propeller rotated by the motor at one end, and a plurality of electric contacts electrically connected to the motor at the other end.
  • an arm of A control unit that controls the motor so as to fly by rotating the propeller, a storage unit that stores a control program for controlling the motor and that can rewrite the stored control program, and a control program , a power supply unit, and a plurality of ports into which the other end of the arm can be inserted and removed, each of the plurality of ports being controlled based on the flight control of the control unit
  • An electrical contact is provided for outputting a signal and power of the power source, and the electrical contact of the port contacts the electrical contact of the other end of the arm when the other end of the arm is inserted into the port.
  • control unit rewrites the control program stored in the storage unit with the input control program, and rewrites the control program stored in the storage unit to the control program stored in the storage unit. control the motor.
  • An aircraft includes a plurality of arms having a motor and a propeller rotated by the motor at one end and an electrical contact electrically connected to the motor at the other end;
  • a control unit that controls the motor so as to fly by rotating the propeller, a control device that includes a storage unit that stores a control program for controlling the motor, a power supply unit, and the other end of the arm that is inserted/removed.
  • each of the plurality of ports has an electrical contact for outputting a control signal based on the flight control of the control unit and the power of the power supply unit; a control housing arranged at a position where an electrical contact contacts the electrical contact at the other end of the arm when the other end of the arm is inserted into the port; with The control device is detachably provided on the control device,
  • the storage unit stores a control program corresponding to a pattern of a port into which the other end of the arm is inserted among the plurality of ports,
  • the control section controls the motor based on the control program stored in the storage section.
  • An aircraft includes a plurality of arms having a motor and a propeller rotated by the motor at one end and an electrical contact electrically connected to the motor at the other end; A control unit that controls the motor to fly by rotating the propeller, and a plurality of control programs corresponding to each of a plurality of patterns of ports into which the other end of the arm is inserted among the plurality of ports.
  • a control housing arranged in a position to with The control unit detects whether or not the other end of the arm is inserted or removed in each of the plurality of ports, and controls the motor based on a control program according to the pattern corresponding to the detection result. do.
  • the plurality of ports are radially provided from the center of gravity of the control housing.
  • the number of the plurality of ports is seven.
  • the plurality of ports are positioned two degrees from one o'clock with respect to the position of the center of gravity when viewed from a bird's-eye view of the control housing.
  • a first port located between the hour direction, a second port located in a predetermined range including the 3 o'clock direction, a third port located between the 4 o'clock and 5 o'clock directions, and a 6 o'clock direction.
  • 4th port arranged in a predetermined range of directions including, 5th port arranged between 7 o'clock direction and 8 o'clock direction, 6th port arranged in a predetermined range of directions including 9 o'clock direction, 10 o'clock direction to the 11 o'clock direction.
  • the plurality of arms includes a plurality of tiltable arms capable of tilting the plane of rotation of the propeller, The other end of the tiltable arm is inserted into the second port and the sixth port.
  • the plurality of arms includes a plurality of non-tiltable arms that are unable to tilt the plane of rotation of the propeller, The other end of the non-tiltable arm is inserted into the fourth port.
  • the plurality of arms includes a plurality of non-tiltable arms that are unable to tilt the plane of rotation of the propeller, The other end of the non-tiltable arm is inserted into the first port, the third port, the fifth port and the seventh port.
  • the plurality of arms includes a plurality of non-tiltable arms that are unable to tilt the plane of rotation of the propeller, The other ends of the non-tiltable arms are inserted into the first to third ports and the fifth to seventh ports.
  • a fixed wing is formed between the one end and the other end of the arm.
  • the aircraft according to the first to third aspects of the technology of the present disclosure can fly with the propeller-equipped arm appropriately inserted.
  • the aircraft of the fourth to sixth aspects of the technology of the present disclosure can fly stably.
  • the aircraft of the seventh aspect of the technology of the present disclosure can more quickly respond to an instruction to change the heading of the aircraft.
  • the aircraft of the eighth to tenth aspects of the technique of the present disclosure can fly with the non-tiltable arm properly inserted.
  • the aircraft of the eleventh aspect of the technology of the present disclosure can increase lift.
  • FIG. 1 is a top view showing an example of a schematic configuration of a housing that constitutes an aircraft according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a port that is not compatible with a tilt motor and an arm that is not equipped with a tilt motor
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a port corresponding to a tilt motor and an arm with a tilt motor
  • 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a flight controller according to the first embodiment
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aircraft with two arms attached to each of two ports
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aircraft with three arms attached to each of three ports
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aircraft with four arms attached to each of four ports
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aircraft with two arms attached to each of two ports
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aircraft with four arms attached to each of four ports
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aircraft with two arms attached
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an aircraft with six arms attached to each of the six ports;
  • FIG. FIG. 11 is a flow chart showing an example of processing related to activation of an aircraft control program according to a second embodiment;
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of an arm according to a third embodiment; It is a schematic diagram when two arms having a wing section are attached to a port.
  • the housing 12 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and includes a flight controller 100 that controls a motor 18N1 to fly by rotating a propeller, which will be described later.
  • the housing 12 also includes a power supply 70 that drives a motor, which will be described later, and supplies power to the flight controller 100 and the like.
  • the power supply 70 is, for example, a rechargeable secondary battery such as a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, or a lithium-ion battery.
  • Ports 14N1, 14N2, 14N3, 14N4, 14N5, 14N6, and 14N7 are provided on the side surface of the housing 12, and are configured to allow insertion and removal of arms described later. It is The ports 14N1 to 14N7 are provided radially from the center of gravity of the housing 12. As shown in FIG. The number of ports is seven, for example. When the housing 12 is viewed from above, the port 14N1 is arranged between the 1 o'clock and 2 o'clock directions, and the port 14N2 is arranged in a predetermined range including the 3 o'clock direction with respect to the center of gravity.
  • Port 14N3 is arranged between the 4 o'clock and 5 o'clock directions
  • port 14N4 is arranged in a range of directions including 6 o'clock
  • port 14N5 is arranged between the 7 o'clock and 8 o'clock directions.
  • the port 14N6 is arranged in a predetermined range of directions including the 9 o'clock direction
  • the port 14N7 is arranged between the 10 o'clock direction and the 11 o'clock direction.
  • Each of the ports 14N1-14N7 is electrically connected to the flight controller 100 and the power supply .
  • the flight controller 100 is an example of the “control device” of the technology of the present disclosure.
  • the housing 12 is an example of the “control housing” of the technology of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing the port 14N1 of the housing 12 and the arm 22A. Since the relationship between port 14N1 and arm 22A is the same as the relationship between port 14N1 and arm 22A at each of ports 14N3, 14N4, 14N5, and 14N7, port 14N1 and arm 22A are shown as representative examples, and ports 14N3, 14N4, 14N5, and 14N7. A detailed description of each is omitted.
  • the port 14N1 has power terminals 72 and 74 to which power is supplied from the power supply 70, and control terminals 32 and 34 to which control signals are transmitted from the flight controller 100 to the motor 18N1.
  • the arm 22A has a motor 18N1 at one end of a shaft 16N1, and a propeller 20N1 is attached to the rotating shaft of the motor 18N1 so as to be rotatable together with the rotating shaft.
  • the aircraft according to the present embodiment obtains power for flight from the propeller 20N1 that rotates as the motor 18N1 rotates.
  • Power terminals 82 and 84 and control terminals 42 and 44 are provided at the other end of the shaft 16N1 of the arm 22A that is inserted into the port 14N1.
  • Power terminals 72, 74 and control terminals 32, 34 provided in port 14N1 are each connected to power terminals 82, 84 and control terminals 42, 44 when the other end of shaft 16N1 of arm 22A is inserted into port 14N1. They are placed in contact with each other and electrically connected.
  • the motor 18N1 is supplied with power from the power supply 70 inside the housing 12 and can rotate according to the control signal from the flight controller 100 .
  • the other end of the shaft 16N1 of the arm 22A inserted into the port 14N1 is fixed by a fixing member 24 to prevent it from slipping out of the port 14N1.
  • the fixing member 24 is a member such as a bolt that can be attached and detached at any time.
  • the arm 22A is an example of the "untiltable arm" of the technology of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the port 14N2 of the housing 12 and the arm 22B.
  • Arm 22B is attached to port 14N2 and port 14N6, but the relationship between port 14N2 and arm 22B is the same as the relationship between port 14N6 and arm 22B.
  • a detailed description of 14N6 is omitted.
  • 2 are assigned the same reference numerals as in FIG. 2, and detailed description thereof will be omitted.
  • the arm 22B has a tilt motor 17N2 at one end of a shaft 16N2 for tilting a motor 18N1 having a propeller 20N2 attached to the rotating shaft, and the other end of the shaft 16N2 is inserted into a port 14N2.
  • the angle of the motor 18N1 with respect to the shaft 16N2 is changed.
  • the angle of the rotating surface of the propeller 20N2 attached to the rotating shaft of the motor 18N1 changes with respect to the shaft 16N2, and the traveling direction of the aircraft can be changed.
  • the port 14N2 has power terminals 72 and 74 to which power is supplied from the power supply 70 and control terminals 32 and 34 to which control signals for the motor 18N1 are transmitted from the flight controller 100. , control terminals 36 and 38 to which a control signal for the tilt motor 17N2 is transmitted from the flight controller 100. As shown in FIG. 3, the port 14N2 has power terminals 72 and 74 to which power is supplied from the power supply 70 and control terminals 32 and 34 to which control signals for the motor 18N1 are transmitted from the flight controller 100. , control terminals 36 and 38 to which a control signal for the tilt motor 17N2 is transmitted from the flight controller 100. As shown in FIG.
  • control terminals 46, 48 are provided at the other end of the shaft 16N2 of the arm 22B inserted into the port 14N2.
  • Each of the control terminals 36, 38 is positioned to contact and electrically connect with each of the control terminals 46, 48 when the other end of the shaft 16N2 of the arm 22B is inserted into the port 14N2.
  • the tilt motor 17N2 is supplied with power from the power supply 70 in the housing 12 via the power terminals 72, 74 and the power terminals 82, 84, and the tilt motor 17N2 is connected to the control terminal 36 from the flight controller 100. , 38 and control signals transmitted via control terminals 46 , 48 .
  • the arm 22B can be attached to each of the ports 14N2 and 14N6.
  • the power terminals 82, 84 and the control terminals 42, 44 at the other end of the shaft 16N1 of the arm 22A are connected to the power terminals provided to each of the ports 14N2, 14N6. 72, 74 and control terminals 32, 34, respectively.
  • the control terminals 36, 38 of the ports 14N2, 14N6 are electrically It is in an open state in which it is not connected.
  • the arm 22B can be attached to the ports 14N1, 14N3, 14N4, 14N5, and 14N7 that do not have the control terminals 36 and 38 for the tilt motor, but the tilt motor 17N2 cannot be controlled and the same functions as the arm 22A are possible. function.
  • the arm 22B is an example of the "tiltable arm" of the technology of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the flight controller 100 according to this embodiment.
  • the flight controller 100 has a computer 50 .
  • an input/output (I/O) bus 58 is connected to a CPU (Central Processing Unit) 52, a RAM (Random Access Memory) 56, a ROM (Read Only Memory) 54, and an input/output port (I/O) 60.
  • the ROM 54 is a non-volatile storage device that stores basic programs such as BIOS (Basic Input/Output System) for starting the computer 50, and the RAM 54 temporarily stores control programs and the like read from the storage device 64 by the CPU 52. It is a volatile storage device for permanently storing data.
  • BIOS Basic Input/Output System
  • the CPU 52 is an example of the "control section" of the technology of the present disclosure.
  • a storage device 64 and a communication interface (I/F) 62 are connected to the I/O 60 .
  • the storage device 64 is configured by, for example, a non-volatile memory, and stores aircraft control programs.
  • the storage device 64 is an example of the “storage unit” of the technology of the present disclosure.
  • the I/F 62 is also used when rewriting the control program stored in the storage device 64 .
  • the I/F 62 is a wireless interface that receives signals related to aircraft control transmitted from a remote control device (not shown), as well as a USB (Universal Serial Bus) such as a PC or a tablet computer.
  • a new control program is transmitted to the flight controller 100 by wire or wireless from a PC, tablet computer, or the like, and the control program stored in the storage device 64 is rewritten.
  • the I/F 62 is an example of the "input section" of the technology of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a case where the arms 22B are attached to the ports 14N2 and 14N6 of the housing 12, respectively.
  • a PC, tablet computer, or the like transmits a control program for flying an aircraft with two propellers to the flight controller 100 via the I/F 62 by wire or wirelessly.
  • the flight controller 100 rewrites the control program stored in the storage device 64 into a control program for flying the aircraft with two propellers.
  • the user inserts the arm 22B into each of the ports 14N2 and 14N6 of the housing 12.
  • the aircraft flies by rotating the two motors 18N1. If the rotational speed of the two motors 18N1 is changed, it is possible to change the flight direction of the aircraft.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a case where the arm 22B is attached to each of the ports 14N2 and 14N6 of the housing 12 and the arm 22A is attached to the port 14N4.
  • the PC, tablet computer, or the like transmits a control program for flying an aircraft with three propellers to the flight controller 100 via the I/F 62 by wire or wirelessly.
  • the flight controller 100 rewrites the control program stored in the storage device 64 into a control program for flying the aircraft with three propellers.
  • the user inserts the arm 22B into each of the ports 14N2 and 14N6 of the housing 12, and inserts the arm 22A into the port 14N4.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a case where the arms 22A are attached to each of the ports 14N1, 14N3, 14N5 and 14N7.
  • the PC, tablet computer, or the like transmits a control program for flying an aircraft with four propellers to the flight controller 100 via the I/F 62 by wire or wirelessly.
  • the flight controller 100 rewrites the control program stored in the storage device 64 into a control program for flying the aircraft with four propellers.
  • the user inserts the arm 22A into each of the ports 14N1, 14N3, 14N5, 14N7 of the housing 12.
  • the aircraft according to the present embodiment exhibits a so-called quadcopter aspect, and the aircraft ascends, descends, and turns by controlling the rotation speed of each of the four motors 18N1.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a case where arms 22A are attached to ports 14N1, 14N2, 14N3, 14N5, 14N6, and 14N7.
  • a PC, tablet computer, or the like transmits a control program for flying an aircraft with six propellers to the flight controller 100 via the I/F 62 by wire or wirelessly.
  • the flight controller 100 rewrites the control program stored in the storage device 64 into a control program for flying the aircraft with six propellers.
  • the user inserts the arm 22A into each of the ports 14N1, 14N2, 14N3, 14N5, 14N6 and 14N7 of the housing 12.
  • the aircraft according to the present embodiment exhibits a so-called hexacopter aspect, and the aircraft ascends, descends, and turns by controlling the rotation speed of each of the six motors 18N1.
  • Obtaining propulsion from the six motors 18N1 allows the aircraft to fly at higher speeds than in the case shown in FIG. 7, and allows the aircraft payload to be larger than in the case shown in FIG. becomes possible.
  • An arm 22B equipped with a tilt motor 17N2 can be attached to the ports 14N2 and 14N6. It is assumed that the aircraft climbs, descends, and turns by controlling the . Therefore, even if the arm 22B having the tilt motor 17N2 is attached to the ports 14N2 and 14N6, the operation of the tilt motor 17N2 is not controlled, and the arm 22B controls the rotational speed of the motor 18N1 like the arm 22A. Doing so causes the aircraft to climb, descend, and turn.
  • the aircraft according to the present embodiment can appropriately attach and detach the propellers necessary for flight. More specifically, the aircraft of this embodiment can vary the number of arms 22A, 22B connected to ports 14N1-14N7 depending on range, flight time, speed, or payload.
  • the non-driven propeller can be removed as appropriate, so the weight can be reduced and the risk of deteriorating the flight characteristics of the aircraft due to excessive air resistance can be reduced.
  • the capacity of the power supply 70 in the housing 12 has an upper limit. Power can be saved, and the cruising range and flight time of the aircraft can be secured. Conversely, if it is desired to secure the aircraft speed or payload preferentially, a quadcopter configuration having four arms 22A, 22B connected to ports 14N1 to 14N7, or an arm 22A connected to ports 14N1 to 14N7, 22B can be operated in the form of a hexacopter with six lines.
  • the aircraft according to the present embodiment can flexibly cope with flight purposes by changing the number of arms 22A and 22B connected to ports 14N1 to 14N7.
  • one housing 12 can be used for various purposes such as surveillance activities from the air, transportation of goods, or spraying of agricultural chemicals.
  • the arms are inserted into the ports according to the purpose of flight, and control is performed according to the pattern of the ports 14N1 to 14N7 into which the other ends of the arms are inserted.
  • the program is overwritten in the storage device 64 .
  • the housing 12 is configured so that the flight controller can be removed.
  • a flight controller having a storage device for storing a control program corresponding to the pattern of the port into which the other end of the arm is inserted among the ports 14N1 to 14N7 is provided.
  • a user inserts an arm into a port according to the purpose of flight, and a flight controller equipped with a storage device that stores a control program corresponding to the pattern of the port into which the other end of the arm is inserted among the ports 14N1 to 14N7. It is installed in the housing 12 .
  • a flight controller equipped with a storage device that stores a control program corresponding to the pattern of the port into which the other end of the arm is inserted among the ports 14N1 to 14N7. It is installed in the housing 12 .
  • a control program corresponding to the number of propellers is transmitted to the flight controller 100 and stored in the storage device 64 already.
  • the stored control program is rewritten with a new control program.
  • each control program corresponding to the pattern of the port into which the other end of the arm is inserted among the ports 14N1 to 14N7 is stored in the storage device 64 in advance.
  • the pattern of the port into which the other end of the arm of 14N7 is inserted is detected, and the aircraft is flown with a control program according to the detected pattern.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing related to activation of the aircraft control program according to the present embodiment.
  • the process shown in FIG. 9 is started by the flight controller 100, for example, when the power switch of the housing 12 is turned on.
  • the pattern for inserting the arms having the propellers necessary for flight is two (see FIG. 5), three (see FIG. 6), four (see FIG. 7), or There are 4 patterns of 6 lines (see FIG. 8).
  • the flight controller 100 detects that the arm 22A or arm 22B is connected to any of the ports 14N1-14N7. Connection detection is performed by, for example, when arm 22A or arm 22B is inserted into any of ports 14N1-14N7, power terminals 82, 84 and control terminals 42, 44 of arm 22A or arm 22B are connected to ports 14N1-14N7, respectively. 14N7 are electrically connected to power terminals 72, 74 and control terminals 32, 34, respectively. With this connection, power is supplied to the control circuit (not shown) of the motor 18N1 provided in each of the arms 22A and 22B, and it is ready to respond to signals transmitted from the flight controller 100 via the control terminals 42 and 44. Become. Flight controller 100 detects connection of arm 22A or arm 22B to ports 14N1-14N7 based on the presence or absence of a response signal from the control circuit of motor 18N1.
  • the flight controller 100 determines whether the arm 22A or the arm 22B is connected to the port 14N2 (second port) and port 14N6 (sixth port). In step 102, when the arm 22A or arm 22B is connected to the port 14N2 and the port 14N6, the processing related to this activation proceeds to step 104, and the arm 22A or the arm 22B is connected to the port 14N2 and the port 14N6. If not connected, the processing related to this activation proceeds to step 114 .
  • the flight controller 100 determines whether or not the arm 22A or the arm 22B is connected to the port 14N4 (fourth port). If it is determined in step 104 that the arm 22A or arm 22B is connected to the port 14N4, the processing related to this activation proceeds to step 106, and it is determined that the arm 22A or arm 22B is not connected to the port 14N4. If so, the processing related to this activation proceeds to step 108 .
  • the flight controller 100 activates the three-way controller for controlling the aircraft with arm 22B connected to ports 14N2 and 14N6 and arm 22A connected to port 14N4, as shown in FIG.
  • the program is read out from the storage device 64, the program is activated, and the processing is terminated.
  • step 104 flight controller 100 connects port 14N1 (first port), port 14N3 (third port), port 14N5. It is determined whether or not the arm 22A or the arm 22B is connected to each of the (fifth port) and the port 14N7 (seventh port). If it is determined in step 108 that the arm 22A or the arm 22B is connected to each of the ports 14N1, 14N3, 14N5, and 14N7, the processing related to this activation proceeds to step 110. If it is determined in step 108 that the arm 22A or arm 22B is not connected to the port 14N1, port 14N3, port 14N5, and port 14N7, the processing related to this activation proceeds to step 112.
  • the flight controller 100 reads from the storage device 64 a 6-pipe program for controlling a so-called hexacopter type aircraft as shown in FIG. 8, activates the program, and ends the process.
  • the flight controller 100 reads out from the storage device 64 the dual-use program for controlling the aircraft shown in FIG. 5, activates the program, and ends the process.
  • flight controller 100 instructs an aircraft in the form of a so-called quadcopter, as shown in FIG. A four-line program for controlling .
  • each of the ports 14N2 and 14N6 of the housing 12 is connected to an arm 22CR having a shaft 16N3R with fixed wings formed between one end and the other end. It is different from the aircraft according to the embodiment of .
  • the shaft 16N3R is formed to have a fixed blade, that is, a cross section in the front-rear direction is a blade cross section.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the arm 22CR according to this embodiment.
  • the arm 22CR shown in FIG. 10 is different from the arm 22B of the first embodiment in that it includes a shaft 16N3R having fixed wings and a tilt motor 17N3 that tilts a motor 18N1 having a propeller 20N2 attached to the rotating shaft.
  • the same configurations are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 11 is a schematic diagram when the arm 22CR is connected to the port 14N2 of the housing 12, and the arm 22CL is connected to the port 14N6.
  • the arm 22CL differs in that it has a shaft 16N3L that is a mirror image of the shaft 16N3R of the arm 22CR, but the rest of the configuration is the same as the arm 22CR. Description is omitted.
  • the aircraft according to the present embodiment can obtain lift from shafts 16N3R and 16N3L with fixed wings. As a result, the range, endurance time and speed of the aircraft can be improved over the aircraft of the first embodiment with the shaft 16N2 having no wing section.
  • the arm 22B is inserted into each of the ports 14N2 and 14N6 of the housing 12, and the arm 22A is inserted into the port 14N4. .
  • the technology of the present disclosure is not limited to this.
  • An arm 22A may be inserted into each of the ports 14N1, 14N4, 14N7 of the housing 12.
  • an arm 22A is inserted into each of the ports 14N1, 14N3, 14N5, and 14N7 of the housing 12.
  • the technology of the present disclosure is not limited to this. First, arm 22A is inserted into each of ports 14N1, 14N2, 14N6, 14N7, and second, arm 22A is inserted into each of ports 14N2, 14N3, 14N5, 14N6.
  • arm 22A is inserted into each of ports 14N1-14N7, or second, arm 22A is inserted into each of ports 14N1, 14N3, 14N4, 14N5, 14N7 and arm 22A is inserted into each of ports 14N2, 14N6. 22B is inserted or done.
  • the first to third embodiments described above are merely examples. Therefore, it is possible to delete unnecessary configurations, add new configurations, delete unnecessary processing steps, add new processing steps, and change the processing order within the scope of the gist. It goes without saying that this is also a good thing.

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Abstract

航空機は、一端にモータ１８Ｎ１の動力で回転するロータ２０Ｎ１を有し、他端にモータ１８Ｎ１と電気的に接続された電気接点を有するアーム２２Ａと、飛行制御を行うフライトコントローラ、電源、及びアーム２２Ａの他端が挿抜可能なポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の各々を含み、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７にアーム２２Ａの他端が挿入された状態でポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の電気接点とアーム２２Ａの他端の電気接点とが電気的に接続されることにより、モータ１８Ｎ１に制御信号及び電力が供給されるように構成された筐体１２と、制御プログラムを書き換え可能な記憶装置と、を備え、フライトコントローラは、書き替え後の記憶装置に格納された制御プログラム基づいて飛行制御を行う。

Description

航空機
　本開示の技術は、航空機に関する。
　特許第６５６１２７２号公報には、複数のプロペラを備える航空機の飛行制御を必要に応じて、複数のプロペラの一部の回転を停止させる部分駆動モードと、全てのプロペラを駆動させる全駆動モードと、に切り替え可能な航空機が開示されている。
　しかしながら、部分駆動が実行されている場合、駆動されないプロペラは、単なる死重となるのみならず、余計な空気抵抗を生じさせて航空機の飛行特性を悪化させる。
　本開示の技術は、プロペラを備えるアームが適宜挿入された状態で飛行することができる航空機を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため本開示の技術の第１の態様の航空機は、一端にモータ及び前記モータにより回転するプロペラを備え、他端に前記モータと電気的に接続された電気接点を備えた複数のアームと、
　前記プロペラを回転させることにより飛行するように前記モータを制御する制御部、前記モータを制御するための制御プログラムを記憶すると共に、前記記憶された前記制御プログラムを書き換え可能な記憶部、及び制御プログラムを入力する入力部を備える制御装置と、電源部と、前記アームの他端が挿抜可能な複数のポートと、を備え、前記複数のポートの各々は、前記制御部の飛行制御に基づいた制御信号及び前記電源部の電力の各々が出力される電気接点を有し、前記ポートの電気接点は、前記ポートに前記アームの他端が挿入された場合、前記アームの他端の電気接点と接触する位置に配置されている制御筐体と、
　を備え、
　前記制御部は、前記入力部により制御プログラムが入力された場合、前記記憶部に記憶された前記制御プログラムを前記入力された制御プログラムに書き換えると共に、前記記憶部に記憶された制御プログラム基づいて前記モータを制御する。
　本開示の技術の第２の態様の航空機は、一端にモータ及び前記モータにより回転するプロペラを備え、他端に前記モータと電気的に接続された電気接点を備えた複数のアームと、
　前記プロペラを回転させることにより飛行するように前記モータを制御する制御部、前記モータを制御するための制御プログラムを記憶する記憶部を備える制御装置と、電源部と、前記アームの他端が挿抜可能な複数のポートと、を備え、前記複数のポートの各々は、前記制御部の飛行制御に基づいた制御信号及び前記電源部の電力の各々が出力される電気接点を有し、前記ポートの電気接点は、前記ポートに前記アームの他端が挿入された場合、前記アームの他端の電気接点と接触する位置に配置されている制御筐体と、
　を備え、
　前記制御装置は、前記制御装置に取り外し可能に備えられ、
　前記記憶部には、前記複数のポートの内の前記アームの他端が挿入されたポートのパターンに応じた制御プログラムが記憶され、
　前記制御部は、前記記憶部に記憶された制御プログラム基づいて前記モータを制御する。
　本開示の技術の第３の態様の航空機は、一端にモータ及び前記モータにより回転するプロペラを備え、他端に前記モータと電気的に接続された電気接点を備えた複数のアームと、
　前記プロペラを回転させることにより飛行するように前記モータを制御する制御部、及び前記複数のポートの内の前記アームの他端が挿入されたポートの複数のパターンの各々に応じた複数の制御プログラムを記憶する記憶部を備える制御装置と、電源部と、前記アームの他端が挿抜可能な複数のポートと、を備え、前記複数のポートの各々は、前記制御部の飛行制御に基づいた制御信号及び前記電源部の電力の各々が出力される電気接点を有し、前記ポートの電気接点は、前記ポートに前記アームの他端が挿入された場合、前記アームの他端の電気接点と接触する位置に配置されている制御筐体と、
　を備え、
　前記制御部は、前記複数のポートの各々において、前記アームの他端が挿抜されているか否かを検出し、前記検出の結果に対応する前記パターンに応じた制御プログラムに基づいて前記モータを制御する。
　本開示の技術の第４の態様の航空機は、第１の態様～第３の態様の何れかにおいて、前記複数のポートが、前記制御筐体の重心位置から放射状に設けられている。
　本開示の技術の第５の態様の航空機は、第４の態様において、前記複数のポートの数は７である。
　本開示の技術の第６の態様の航空機は、第５の態様において、前記複数のポートは、前記制御筐体を俯瞰した位置から見た場合、前記重心位置に対して、１時方向から２時方向の間に配置された第１ポート、３時方向を含む所定範囲の方向に配置された第２ポート、４時方向から５時方向の間に配置された第３ポート、６時方向を含む所定範囲の方向に配置された第４ポート、７時方向から８時方向の間に配置された第５ポート、９時方向を含む所定範囲の方向に配置された第６ポート、１０時方向から１１時方向の間に配置された第７ポートを含む。
　本開示の技術の第７の態様の航空機は、第６の態様において、前記複数のアームは、前記プロペラの回転面をチルトさせることが可能な複数のチルト可能アームを含み、
　前記第２ポート及び前記第６ポートには、前記チルト可能アームの他端が挿入される。
　本開示の技術の第８の態様の航空機は、第７の態様において、前記複数のアームは、前記プロペラの回転面をチルトさせることが不可能な複数のチルト不可能アームを含み、
　前記第４ポートには、前記チルト不可能アームの他端が挿入される。
　本開示の技術の第９の態様の航空機は、第６の態様において、前記複数のアームは、前記プロペラの回転面をチルトさせることが不可能な複数のチルト不可能アームを含み、
　前記第１ポート、前記第３ポート、前記第５ポート、及び前記第７ポートに、前記チルト不可能アームの他端が挿入される。
　本開示の技術の第１０の態様の航空機は、第６の態様において、前記複数のアームは、前記プロペラの回転面をチルトさせることが不可能な複数のチルト不可能アームを含み、
　前記第１ポート～前記第３ポート、及び前記第５ポート～前記第７ポートには、前記チルト不可能アームの他端が挿入される。
　本開示の技術の第１１の態様の航空機は、第１の態様～第１０の態様の何れかにおいて、前記アームの前記一端と前記他端との間に固定翼が形成されている。
　上記目的を達成するため本開示の技術の第１の態様～第３の態様の航空機は、プロペラを備えるアームが適宜挿入された状態で飛行することができる。
　本開示の技術の第４の態様～第６の態様の航空機は、安定した飛行をすることができる。
　本開示の技術の第７の態様の航空機は、航空機の進行方向の変化の指示に、より迅速に応答することができる。
　本開示の技術の第８の態様～第１０の態様の航空機は、チルト不可能アームが適宜挿入された状態で飛行することができる。
　本開示の技術の第１１の態様の航空機は、揚力を増加させることができる。
第１の実施の形態に係る航空機を構成する筐体の概略構成の一例を示した上面図である。 チルトモータに対応していないポートと、チルトモータを備えていないアームとを示した断面図である。 チルトモータに対応しているポートと、チルトモータを備えたアームとを示した断面図である。 第１の実施の形態に係るフライトコントローラの構成の一例を示したブロック図である。 ２つのポートの各々にアームを２本装着した航空機を示した概略図である。 ３つのポートの各々にアームを３本装着した航空機を示した概略図である。 ４つのポートの各々にアームを４本装着した航空機を示した概略図である。 ６つのポートの各々にアームを６本装着した航空機を示した概略図である。 第２の実施の形態に係る航空機の制御プログラムの起動に係る処理の一例を示したフローチャートである。 第３の実施の形態に係るアームの一例を示した概略図である。 ポートに翼断面を備えるアームを２本装着した場合の概略図である。
［第１の実施の形態］
　以下、図面を参照して本開示の技術の実施の形態を詳細に説明する。
　図１を参照して、本実施の形態に係る航空機を構成する筐体１２の構成を説明する。図１に示すように、筐体１２は、略直方体を呈し、内部に、後述するプロペラを回転させることにより飛行するようにモータ１８Ｎ１を制御するフライトコントローラ１００を備える。また、筐体１２内には、後述するモータを駆動すると共に、フライトコントローラ１００等に電力を供給する電源７０を備えている。電源７０は、例えば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、又はリチウムイオン電池等の充放電が可能な二次電池である。筐体１２の側面には、後述するアームを挿抜可能に構成されたポート１４Ｎ１、１４Ｎ２、１４Ｎ３、１４Ｎ４、１４Ｎ５、１４Ｎ６、１４Ｎ７（以下、必要に応じて「ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７」と略記）が設けられている。ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７は、筐体１２の重心位置から放射状に設けられている。ポートの数は、例えば、７個である。筐体１２を俯瞰した位置から見た場合、上記重心位置に対して、ポート１４Ｎ１は、１時方向から２時方向の間に配置され、ポート１４Ｎ２は、３時方向を含む所定範囲の方向に配置され、ポート１４Ｎ３は、４時方向から５時方向の間に配置され、ポート１４Ｎ４は、６時方向を含む所定範囲の方向に配置され、ポート１４Ｎ５、７時方向から８時方向の間に配置され、ポート１４Ｎ６は、９時方向を含む所定範囲の方向に配置され、ポート１４Ｎ７は、１０時方向から１１時方向の間に配置されている。ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の各々は、フライトコントローラ１００及び電源７０と電気的に接続されている。
　フライトコントローラ１００は、本開示の技術の「制御装置」の一例である。筐体１２は、本開示の技術の「制御筐体」の一例である。
　図２は、筐体１２のポート１４Ｎ１とアーム２２Ａとを示した図である。ポート１４Ｎ１とアーム２２Ａとの関係は、ポート１４Ｎ３、１４Ｎ４、１４Ｎ５、１４Ｎ７の各々におけるアーム２２Ａとの関係と同一なので、代表例としてポート１４Ｎ１とアーム２２Ａとを示し、ポート１４Ｎ３、１４Ｎ４、１４Ｎ５、１４Ｎ７の各々については詳細な説明は省略する。
　図２に示したように、ポート１４Ｎ１には、電源７０から電力が供給される電力端子７２、７４と、フライトコントローラ１００からモータ１８Ｎ１に制御信号が伝達される制御端子３２、３４とを備えている。アーム２２Ａは、シャフト１６Ｎ１の一端にモータ１８Ｎ１を備え、モータ１８Ｎ１の回転軸にはプロペラ２０Ｎ１が回転軸と共に回転可能な状態で装着されている。本実施の形態に係る航空機は、モータ１８Ｎ１の回転に伴って回転するプロペラ２０Ｎ１により、飛行に資する動力を得る。
　ポート１４Ｎ１に挿入されるアーム２２Ａのシャフト１６Ｎ１の他端には、電力端子８２、８４と、制御端子４２、４４とが設けられている。ポート１４Ｎ１に設けられた電力端子７２、７４及び制御端子３２、３４の各々は、アーム２２Ａのシャフト１６Ｎ１の他端がポート１４Ｎ１に挿入されると、電力端子８２、８４及び制御端子４２、４４の各々と接触する位置に配置され、電気的に接続される。その結果、モータ１８Ｎ１には筐体１２内の電源７０からの電力が供給されると共に、モータ１８Ｎ１は、フライトコントローラ１００からの制御信号に従って回転することができる。
　ポート１４Ｎ１に挿入された、アーム２２Ａのシャフト１６Ｎ１の他端は、ポート１４Ｎ１からの抜けを防止するため、固定部材２４で固定される。固定部材２４は、例えばボルト等の随時脱着が可能な部材である。
　アーム２２Ａは、本開示の技術の「チルト不可能アーム」の一例である。
　図３は、筐体１２のポート１４Ｎ２とアーム２２Ｂとを示した説明図である。アーム２２Ｂは、ポート１４Ｎ２及びポート１４Ｎ６に装着されるが、ポート１４Ｎ２とアーム２２Ｂとの関係は、ポート１４Ｎ６とアーム２２Ｂとの関係と同一なので、代表例としてポート１４Ｎ２とアーム２２Ｂとを示し、ポート１４Ｎ６については詳細な説明は省略する。また、図２を用いて説明したポート１４Ｎ１及びアーム２２Ａと同一の構成については、図２と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　図３に示したように、アーム２２Ｂは、シャフト１６Ｎ２の一端に、回転軸にプロペラ２０Ｎ２が装着されたモータ１８Ｎ１をチルトさせるチルトモータ１７Ｎ２を備え、シャフト１６Ｎ２の他端がポート１４Ｎ２に挿入された状態で、モータ１８Ｎ１のシャフト１６Ｎ２に対する角度を変更する。その結果、モータ１８Ｎ１の回転軸に装着されたプロペラ２０Ｎ２の回転面のシャフト１６Ｎ２に対する角度が変化し、航空機の進行方向を変化させることができる。
　図３に示したように、ポート１４Ｎ２は、電源７０から電力が供給される電力端子７２、７４と、フライトコントローラ１００からモータ１８Ｎ１の制御信号が伝達される制御端子３２、３４と、に加えて、フライトコントローラ１００からチルトモータ１７Ｎ２の制御信号が伝達される制御端子３６、３８を備えている。
　ポート１４Ｎ２に挿入されるアーム２２Ｂのシャフト１６Ｎ２の他端には、電力端子８２、８４と、制御端子４２、４４とに加えて、制御端子４６、４８が設けられている。制御端子３６、３８の各々は、アーム２２Ｂのシャフト１６Ｎ２の他端がポート１４Ｎ２に挿入されると、制御端子４６、４８の各々と接触する位置に配置され、電気的に接続される。その結果、チルトモータ１７Ｎ２には電力端子７２、７４及び電力端子８２、８４を介して筐体１２内の電源７０からの電力が供給されると共に、チルトモータ１７Ｎ２は、フライトコントローラ１００から制御端子３６、３８及び制御端子４６、４８を介して送信された制御信号に従って回転することができる。
　ところで、ポート１４Ｎ２、１４Ｎ６の各々には、アーム２２Ｂのみならず、アーム２２Ａも装着可能である。ポート１４Ｎ２、１４Ｎ６の各々にアーム２２Ａを装着した場合、アーム２２Ａのシャフト１６Ｎ１の他端の電力端子８２、８４及び制御端子４２、４４の各々は、ポート１４Ｎ２、１４Ｎ６の各々に設けられた電力端子７２、７４及び制御端子３２、３４の各々と電気的に接続される。しかしながら、アーム２２Ａのシャフト１６Ｎ１の他端には、アーム２２Ｂのような制御端子４６、４８が設けられていないので、ポート１４Ｎ２、１４Ｎ６の各々の制御端子３６、３８は、デバイス等が電気的に接続されていない開放状態となる。また、アーム２２Ｂは、チルトモータ用の制御端子３６、３８を有しないポート１４Ｎ１、１４Ｎ３、１４Ｎ４、１４Ｎ５、１４Ｎ７にも装着可能であるが、チルトモータ１７Ｎ２の制御は行えず、アーム２２Ａと同様の機能を示すようになる。
　アーム２２Ｂは、本開示の技術の「チルト可能アーム」の一例である。
　図４は、本実施の形態に係るフライトコントローラ１００の構成の一例を示したブロック図である。図４に示したように、フライトコントローラ１００は、コンピュータ５０を備えている。コンピュータ５０は、入出力（Ｉ／Ｏ）バス５８に、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５６、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）５４、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）６０が接続されている。ＲＯＭ５４は、コンピュータ５０を起動させるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ　Ｉｎｐｕｔ　／　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）等の基本的なプログラムが記憶される不揮発性の記憶装置であり、ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５２が記憶装置６４から読み出した制御プログラム等を一時的に記憶するための揮発性の記憶装置である。
　ＣＰＵ５２は、本開示の技術の「制御部」の一例である。
　Ｉ／Ｏ６０には、記憶装置６４、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）６２が接続されている。記憶装置６４は、例えば、不揮発メモリで構成され、航空機の制御プログラムが記憶される。
　記憶装置６４は、本開示の技術の「記憶部」の一例である。
　Ｉ／Ｆ６２は、記憶装置６４に記憶された制御プログラムの書き換えに際しても用いられる。具体的には、Ｉ／Ｆ６２は、図示しない遠隔操作装置から送信された、航空機の操縦に係る信号を受信する無線インターフェースに加えて、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）等の、ＰＣ又はタブレットコンピュータ等との接続が可能な有線インターフェースを含み、ＰＣ又はタブレットコンピュータ等から有線又は無線で、新たな制御プログラムをフライトコントローラ１００に送信して、記憶装置６４に記憶された制御プログラムを書き換える。
　Ｉ／Ｆ６２は、本開示の技術の「入力部」の一例である。
　ＣＰＵ５２は、記憶装置６４に記憶された制御プログラムに基づいて、Ｉ／Ｆ６２を介して受信した航空機の操縦に係る信号に従って、モータ１８Ｎ１及びチルトモータ１７Ｎ２を各々制御する制御信号を生成する。ＣＰＵ５２によって生成された制御信号は、Ｉ／Ｏ６０から制御端子３２、３４を介してモータ１８Ｎ１に伝達され、後述する場合には、制御端子３６、３８を介してチルトモータ１７Ｎ２に伝達される。
（２個のプロペラで航空機を飛行させる場合）
　２個のプロペラで航空機を飛行させる場合を説明する。図５は、筐体１２のポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６との各々にアーム２２Ｂを装着した場合を示した概略図である。
　まず、ＰＣ又はタブレットコンピュータ等は、有線又は無線で、Ｉ／Ｆ６２を介して、２個のプロペラで航空機を飛行させるための制御プログラムをフライトコントローラ１００に送信する。フライトコントローラ１００は、記憶装置６４に記憶された制御プログラムを、２個のプロペラで航空機を飛行させるための制御プログラムに書き換える。
　また、ユーザは、筐体１２のポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６との各々にアーム２２Ｂを挿入する。
　図５に示した場合では、２つのモータ１８Ｎ１の回転によって飛行する。２つのモータ１８Ｎ１の回転速度を変化させた場合、航空機の飛行方向を変化させることが可能である。
　図５に示したアーム２２Ｂは、図３に示したように、シャフト１６Ｎ２の他端がポート１４Ｎ２に挿入された状態で、モータ１８Ｎ１のシャフト１６Ｎ２に対する角度を変更する制御が可能となっている。その結果、航空機の推進に資するモータ１８Ｎ１が２つであっても、上昇、下降、及び旋回を行うことが可能となる。
（３個のプロペラで航空機を飛行させる場合）
　３個のプロペラで航空機を飛行させる場合を説明する。図６は、筐体１２のポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６との各々にアーム２２Ｂを装着すると共に、ポート１４Ｎ４にアーム２２Ａを装着した場合を示した概略図である。
　まず、ＰＣ又はタブレットコンピュータ等は、有線又は無線で、Ｉ／Ｆ６２を介して、３個のプロペラで航空機を飛行させるための制御プログラムをフライトコントローラ１００に送信する。フライトコントローラ１００は、記憶装置６４に記憶された制御プログラムを、３個のプロペラで航空機を飛行させるための制御プログラムに書き換える。
　また、ユーザは、筐体１２のポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６との各々にアーム２２Ｂを挿入すると共に、ポート１４Ｎ４にアーム２２Ａを挿入する。
　筐体１２のポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６との各々にアーム２２Ｂを装着した状態でも、航空機に十分な飛行力を付与できるとしても、より高速又はより大きいペイロードで飛行させたい場合は、ポート１４Ｎ４にアーム２２Ａをさらに装着する。その結果、図５に示した場合よりも、航空機をより高速で飛行させることが可能になると共に、航空機のペイロードを図５に示した場合よりも大きくすることが可能となる。
（４個のプロペラで航空機を飛行させる場合）
　４個のプロペラで航空機を飛行させる場合を説明する。図７は、ポート１４Ｎ１、１４Ｎ３、１４Ｎ５、１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを装着した場合を示した概略図である。
　まず、ＰＣ又はタブレットコンピュータ等は、有線又は無線で、Ｉ／Ｆ６２を介して、４個のプロペラで航空機を飛行させるための制御プログラムをフライトコントローラ１００に送信する。フライトコントローラ１００は、記憶装置６４に記憶された制御プログラムを、４個のプロペラで航空機を飛行させるための制御プログラムに書き換える。
　また、ユーザは、筐体１２のポート１４Ｎ１、１４Ｎ３、１４Ｎ５、１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを挿入する。
　図７に示した状態で、本実施の形態に係る航空機は、いわゆるクアッドコプタの態様を示し、４つのモータ１８Ｎ１の各々の回転速度を制御することにより、航空機の上昇、下降、及び旋回を行う。
　推進力を４つのモータ１８Ｎ１で得ることにより、図６に示した場合よりも、航空機をより高速で飛行させることが可能になると共に、航空機のペイロードを図６に示した場合よりも大きくすることが可能となる。
（６個のプロペラで航空機を飛行させる場合）
　６個のプロペラで航空機を飛行させる場合を説明する。図８は、ポート１４Ｎ１、１４Ｎ２、１４Ｎ３、１４Ｎ５、１４Ｎ６、１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを装着した場合を示した概略図である。
　まず、ＰＣ又はタブレットコンピュータ等は、有線又は無線で、Ｉ／Ｆ６２を介して、６個のプロペラで航空機を飛行させるための制御プログラムをフライトコントローラ１００に送信する。フライトコントローラ１００は、記憶装置６４に記憶された制御プログラムを、６個のプロペラで航空機を飛行させるための制御プログラムに書き換える。
　また、ユーザは、筐体１２のポート１４Ｎ１、１４Ｎ２、１４Ｎ３、１４Ｎ５、１４Ｎ６、１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを挿入する。
　図８に示した状態で、本実施の形態に係る航空機は、いわゆるヘキサコプタの態様を示し、６つのモータ１８Ｎ１の各々の回転速度を制御することにより、航空機の上昇、下降、及び旋回を行う。
　推進力を６つのモータ１８Ｎ１で得ることにより、図７に示した場合よりも、航空機をより高速で飛行させることが可能になると共に、航空機のペイロードを図７に示した場合よりも大きくすることが可能となる。
　ポート１４Ｎ２、１４Ｎ６には、チルトモータ１７Ｎ２を備えたアーム２２Ｂを装着可能だが、本実施の形態に係る航空機をヘキサコプタとして飛行させる制御プログラムは、前述のように、６つのモータ１８Ｎ１の各々の回転速度を制御することにより、航空機の上昇、下降、及び旋回を行うことを前提としている。従って、ポート１４Ｎ２、１４Ｎ６には、チルトモータ１７Ｎ２を備えたアーム２２Ｂを装着しても、チルトモータ１７Ｎ２の動作は制御されず、アーム２２Ｂは、アーム２２Ａと同様に、モータ１８Ｎ１の回転速度を制御することにより、航空機の上昇、下降、及び旋回を行うようになる。
　以上説明したように、本実施の形態に係る航空機は、飛行に必要なプロペラを適宜脱着できる。より詳細には、本実施の形態の航空機は、航続距離、滞空時間、速度、又はペイロードに応じて、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７に接続するアーム２２Ａ、２２Ｂの本数を変更することができる。
　また、本実施の形態に係る航空機は、駆動されないプロペラは、適宜取り外せるので、重量を軽減できると共に、余計な空気抵抗を生じさせて航空機の飛行特性を悪化させるおそれを軽減できる。
　本実施の形態に係る航空機は、筐体１２に電源７０の容量には上限があるので、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７に接続するアーム２２Ａ、２２Ｂを２本、又は３本のように少なくすることにより、省電力を図り、航空機の航続距離、及び滞空時間を確保することができる。逆に、航空機の速度、又はペイロードを優先的に確保したい場合は、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７に接続するアーム２２Ａ、２２Ｂを４本にしたクアッドコプタの態様で、又はポート１４Ｎ１～１４Ｎ７に接続するアーム２２Ａ、２２Ｂを６本にしたヘキサコプタの態様で、各々運用することができる。このように、本実施の形態に係る航空機は、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７に接続するアーム２２Ａ、２２Ｂの本数を変更することにより、飛行の目的に柔軟に対処することができる。その結果、１つの筐体１２で、空中からの監視活動、物資の運搬、又は農薬散布等の多用途で活用可能なように、飛行に必要なプロペラを備えるアームを適宜挿入された状態で飛行することができる航空機を提供できる。
　以上説明した第１の実施の形態に係る航空機は、飛行の目的に応じてアームをポートに挿入すると共に、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の内のアームの他端が挿入されたポートのパターンに応じた制御プログラムを記憶装置６４に上書きしている。本開示の技術はこれに限定されない。例えば、筐体１２を、フライトコントローラを取り外し可能に、構成する。また、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の内のアームの他端が挿入されるポートのパターンに応じた制御プログラムを記憶する記憶装置を備えるフライトコントローラを、各パターンについて備える。ユーザは、飛行の目的に応じてアームをポートに挿入すると共に、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の内のアームの他端が挿入されたポートのパターンに応じた制御プログラムを記憶する記憶装置を備えるフライトコントローラを筐体１２に備え付ける。
［第２の実施の形態］
　次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る航空機の筐体１２及びアーム２２Ａ、２２Ｂの構成は、第１の実施の形態と同一なので、詳細な説明は省略する。
　第１の実施の形態では、２個、３個、４個、又は６個のプロペラで航空機を飛行させる場合、プロペラの個数に応じた制御プログラムをフライトコントローラ１００に送信し、記憶装置６４に既に記憶された制御プログラムを、新たな制御プログラムに書き換える。
　これに対し、第２の実施の形態では、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の内のアームの他端が挿入されたポートのパターンに応じた各制御プログラムを記憶装置６４に予め記憶しておき、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の内のアームの他端が挿入されたポートのパターンを検出し、検出したパターンに応じた制御プログラムで、航空機を飛行させる。
　図９は、本実施の形態に係る航空機の制御プログラムの起動に係る処理の一例を示したフローチャートである。図９に示した処理は、例えば、筐体１２の電源スイッチがオンになるとフライトコントローラ１００によって開始される。本実施の形態では、飛行に必要なプロペラを備えるアームを挿入するパターンは、上記のように、２本（図５参照）、３本（図６参照）、４本（図７参照）、又は６本（図８参照）の４パターンである。
　ステップ１００では、フライトコントローラ１００は、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７のいずれかにアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されたことを検出する。接続の検出は、例えば、アーム２２Ａ又はアーム２２Ｂがポート１４Ｎ１～１４Ｎ７のいずれかに挿入されると、アーム２２Ａ又はアーム２２Ｂの電力端子８２、８４及び制御端子４２、４４の各々は、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７に各々設けられた電力端子７２、７４及び制御端子３２、３４の各々と電気的に接続される。かかる接続により、アーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが各々備えるモータ１８Ｎ１の制御回路（図示せず）に電力が供給され、制御端子４２、４４を介してフライトコントローラ１００から発信された信号に応答可能な状態となる。フライトコントローラ１００は、モータ１８Ｎ１の制御回路からの応答信号の有無に基づいてポート１４Ｎ１～１４Ｎ７へのアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂの接続を検出する。
　ステップ１０２では、フライトコントローラ１００は、ポート１４Ｎ２（第２ポート）とポート１４Ｎ６（第６ポート）とにアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されたか否かを判定する。ステップ１０２で、ポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６とにアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続された場合には、本起動に係る処理は、ステップ１０４に移行し、ポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６とにアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されていない場合には、本起動に係る処理は、ステップ１１４に移行する。
　ステップ１０４では、フライトコントローラ１００は、ポート１４Ｎ４（第４ポート）にアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されたか否かを判定する。ステップ１０４で、ポート１４Ｎ４にアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されたと判定した場合には、本起動に係る処理は、ステップ１０６に移行し、ポート１４Ｎ４にアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されていないと判定した場合には、本起動に係る処理は、ステップ１０８に移行する。
　ステップ１０６では、フライトコントローラ１００は、図６に示したような、アーム２２Ｂがポート１４Ｎ２、１４Ｎ６に接続されると共に、アーム２２Ａがポート１４Ｎ４に接続された態様の航空機を制御するための３本用プログラムを記憶装置６４から読み出し、当該プログラムを起動して処理を終了する。
　ステップ１０４で、ポート１４Ｎ４にアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されていないと判定した場合は、ステップ１０８で、フライトコントローラ１００は、ポート１４Ｎ１（第１ポート）、ポート１４Ｎ３（第３ポート）、ポート１４Ｎ５（第５ポート）、及びポート１４Ｎ７（第７ポート）の各々にアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されたか否かを判定する。ステップ１０８で、ポート１４Ｎ１、ポート１４Ｎ３、ポート１４Ｎ５、及びポート１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されたと判定した場合には、本起動に係る処理は、ステップ１１０に移行する。ステップ１０８で、ポート１４Ｎ１、ポート１４Ｎ３、ポート１４Ｎ５、及びポート１４Ｎ７にアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されていないと判定した場合には、本起動に係る処理は、ステップ１１２に移行する。
　ステップ１１０では、フライトコントローラ１００は、図８に示したような、いわゆるヘキサコプタの態様の航空機を制御するための６本用プログラムを記憶装置６４から読み出し、当該プログラムを起動して処理を終了する。
　ステップ１１２では、フライトコントローラ１００は、図５に示す態様の航空機を制御するための２本用プログラムを記憶装置６４から読み出し、当該プログラムを起動して処理を終了する。
　ステップ１０２で、ポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６とにアーム２２Ａ又はアーム２２Ｂが接続されていないと判定した場合は、ステップ１１４で、フライトコントローラ１００は、図７に示したような、いわゆるクアッドコプタの態様の航空機を制御するための４本用プログラムを記憶装置６４から読み出し、当該プログラムを起動して処理を終了する。
　ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７に接続するアーム２２Ａ、２２Ｂの本数が異なれば、航空機の制御プログラムも異なってくるが、本実施の形態では、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７へのアーム２２Ａ、２２Ｂの接続を検出し、検出されたポート１４Ｎ１～１４Ｎ７とアーム２２Ａ、２２Ｂとの接続のパターンに応じた制御プログラムを起動することができる。よって、各パターンに応じた制御プログラムをその都度インストールし、記憶装置６４に制御プログラムを書き換えること排除することができる。
［第３の実施の形態］
　次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る航空機は、筐体１２は、第１の実施の形態と同一なので、詳細な説明は省略する。本実施の形態に係る航空機は、筐体１２のポート１４Ｎ２、１４Ｎ６の各々に、一端と他端との間に固定翼が形成されたシャフト１６Ｎ３Ｒを有するアーム２２ＣＲが接続される点で、第１の実施の形態に係る航空機と相違する。シャフト１６Ｎ３Ｒは、固定翼、即ち、前後方向の断面が翼断面となるように、形成されている。
　図１０は、本実施の形態に係るアーム２２ＣＲの一例を示した概略図である。図１０に示したアーム２２ＣＲは、固定翼を備えたシャフト１６Ｎ３Ｒ、回転軸にプロペラ２０Ｎ２が装着されたモータ１８Ｎ１をチルトさせるチルトモータ１７Ｎ３を備える点で、第１の実施の形態のアーム２２Ｂと相違するが、他の構成はアーム２２Ｂと同一なので、同一な構成については第１の実施の形態と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　図１１は、筐体１２の、ポート１４Ｎ２にアーム２２ＣＲ、ポート１４Ｎ６にアーム２２ＣＬが各々接続された場合の概略図である。アーム２２ＣＬは、アーム２２ＣＲのシャフト１６Ｎ３Ｒと鏡像を呈するシャフト１６Ｎ３Ｌを備える点で相違するが、他の構成はアーム２２ＣＲと同一なので、同一な構成についてはアーム２２ＣＲと同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　図１１に示したように、本実施の形態に係る航空機は、固定翼を備えたシャフト１６Ｎ３Ｒ、１６Ｎ３Ｌにより、揚力を得ることができる。その結果、航空機の航続距離、滞空時間、及び速度を、翼断面を有しないシャフト１６Ｎ２を備えた第１の実施の形態に係る航空機よりも改善できる。
　以上説明した各実施の形態では、３個のプロペラで航空機を飛行させる場合、筐体１２のポート１４Ｎ２とポート１４Ｎ６との各々にアーム２２Ｂを挿入すると共に、ポート１４Ｎ４にアーム２２Ａを挿入している。本開示の技術はこれに限定されない。筐体１２のポート１４Ｎ１、１４Ｎ４、１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを挿入してもよい。
　また、４個のプロペラで航空機を飛行させる場合、筐体１２のポート１４Ｎ１、１４Ｎ３、１４Ｎ５、１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを挿入している。本開示の技術はこれに限定されない。第１に、ポート１４Ｎ１、１４Ｎ２、１４Ｎ６、１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを挿入したり、第２に、ポート１４Ｎ２、１４Ｎ３、１４Ｎ５、１４Ｎ６の各々にアーム２２Ａを挿入したり、する。
　更に、全てのポートにアームを挿入してもよい。例えば、第１に、ポート１４Ｎ１～１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを挿入したり、第２に、ポート１４Ｎ１、１４Ｎ３、１４N４、１４Ｎ５、１４Ｎ７の各々にアーム２２Ａを挿入し且つ１４Ｎ２、１４Ｎ６の各々にアーム２２Ｂを挿入したり、する。
　以上説明した第１の実施の形態～第３の実施の形態はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要な構成を削除したり、新たな構成を追加したり、不要な処理ステップを削除したり、新たな処理ステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的にかつ個々に記載された場合と同様に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (11)

  1. 　一端にモータ及び前記モータにより回転するプロペラを備え、他端に前記モータと電気的に接続された電気接点を備えた複数のアームと、
    　前記プロペラを回転させることにより飛行するように前記モータを制御する制御部、前記モータを制御するための制御プログラムを記憶すると共に、前記記憶された前記制御プログラムを書き換え可能な記憶部、及び制御プログラムを入力する入力部を備える制御装置と、電源部と、前記アームの他端が挿抜可能な複数のポートと、を備え、前記複数のポートの各々は、前記制御部の飛行制御に基づいた制御信号及び前記電源部の電力の各々が出力される電気接点を有し、前記ポートの電気接点は、前記ポートに前記アームの他端が挿入された場合、前記アームの他端の電気接点と接触する位置に配置されている制御筐体と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記入力部により制御プログラムが入力された場合、前記記憶部に記憶された前記制御プログラムを前記入力された制御プログラムに書き換えると共に、前記記憶部に記憶された制御プログラム基づいて前記モータを制御する、
    　航空機。
  2. 　一端にモータ及び前記モータにより回転するプロペラを備え、他端に前記モータと電気的に接続された電気接点を備えた複数のアームと、
    　前記プロペラを回転させることにより飛行するように前記モータを制御する制御部、前記モータを制御するための制御プログラムを記憶する記憶部を備える制御装置と、電源部と、前記アームの他端が挿抜可能な複数のポートと、を備え、前記複数のポートの各々は、前記制御部の飛行制御に基づいた制御信号及び前記電源部の電力の各々が出力される電気接点を有し、前記ポートの電気接点は、前記ポートに前記アームの他端が挿入された場合、前記アームの他端の電気接点と接触する位置に配置されている制御筐体と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、前記制御装置に取り外し可能に備えられ、
    　前記記憶部には、前記複数のポートの内の前記アームの他端が挿入されたポートのパターンに応じた制御プログラムが記憶され、
    　前記制御部は、前記記憶部に記憶された制御プログラム基づいて前記モータを制御する、
    　航空機。
  3. 　一端にモータ及び前記モータにより回転するプロペラを備え、他端に前記モータと電気的に接続された電気接点を備えた複数のアームと、
    　前記プロペラを回転させることにより飛行するように前記モータを制御する制御部、及び前記複数のポートの内の前記アームの他端が挿入されたポートの複数のパターンの各々に応じた複数の制御プログラムを記憶する記憶部を備える制御装置と、電源部と、前記アームの他端が挿抜可能な複数のポートと、を備え、前記複数のポートの各々は、前記制御部の飛行制御に基づいた制御信号及び前記電源部の電力の各々が出力される電気接点を有し、前記ポートの電気接点は、前記ポートに前記アームの他端が挿入された場合、前記アームの他端の電気接点と接触する位置に配置されている制御筐体と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記複数のポートの各々において、前記アームの他端が挿抜されているか否かを検出し、前記検出の結果に対応する前記パターンに応じた制御プログラムに基づいて前記モータを制御する、
    　航空機。
  4. 　前記複数のポートが、前記制御筐体の重心位置から放射状に設けられている請求項１～請求項３の何れか１項に記載の航空機。
  5. 　前記複数のポートの数は７である請求項４に記載の航空機。
  6. 　前記複数のポートは、前記制御筐体を俯瞰した位置から見た場合、前記重心位置に対して、１時方向から２時方向の間に配置された第１ポート、３時方向を含む所定範囲の方向に配置された第２ポート、４時方向から５時方向の間に配置された第３ポート、６時方向を含む所定範囲の方向に配置された第４ポート、７時方向から８時方向の間に配置された第５ポート、９時方向を含む所定範囲の方向に配置された第６ポート、１０時方向から１１時方向の間に配置された第７ポートを含む請求項５に記載の航空機。
  7. 　前記複数のアームは、前記プロペラの回転面をチルトさせることが可能な複数のチルト可能アームを含み、
    　前記第２ポート及び前記第６ポートには、前記チルト可能アームの他端が挿入される、
    　請求項６に記載の航空機。
  8. 　前記複数のアームは、前記プロペラの回転面をチルトさせることが不可能な複数のチルト不可能アームを含み、
    　前記第４ポートには、前記チルト不可能アームの他端が挿入される、
    　請求項７に記載の航空機。
  9. 　前記複数のアームは、前記プロペラの回転面をチルトさせることが不可能な複数のチルト不可能アームを含み、
    　前記第１ポート、前記第３ポート、前記第５ポート、及び前記第７ポートに、前記チルト不可能アームの他端が挿入される、
    　請求項６に記載の航空機。
  10. 　前記複数のアームは、前記プロペラの回転面をチルトさせることが不可能な複数のチルト不可能アームを含み、
    　前記第１ポート～前記第３ポート、及び前記第５ポート～前記第７ポートには、前記チルト不可能アームの他端が挿入される、
    　請求項６に記載の航空機。
  11. 　前記アームの前記一端と前記他端との間に固定翼が形成されている請求項１～請求項１０の何れか１項に記載の航空機。
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