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CN104755373B - 搬送装置以及飞行器的控制方法 - Google Patents

搬送装置以及飞行器的控制方法 Download PDF

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CN104755373B
CN104755373B CN201380057149.7A CN201380057149A CN104755373B CN 104755373 B CN104755373 B CN 104755373B CN 201380057149 A CN201380057149 A CN 201380057149A CN 104755373 B CN104755373 B CN 104755373B
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Abstract

提供即使是熟练度低的操作者也能够简便地操作的飞行器的控制方法及采用该控制方法的能够使物体三维地移动的搬送装置。一种飞行器的控制方法,该飞行器具有多个升力源,所述控制方法是根据来自外部的输入来切换静止控制功能和移动控制功能,该静止控制功能控制多个升力源(2)的动作来维持悬停状态,该移动控制功能检测对飞行器的直接输入并控制多个升力源(2)的动作以实现与输入对应的飞行器的移动。在用与处于悬停状态的飞行器接触等方法进行直接输入时,基于该直接输入通过移动控制功能来控制升力源(2)的动作,飞行器根据输入而移动。即,只是人与飞行器接触就能够操作飞行器的移动,所以能够简单地操作飞行器。

Description

搬送装置以及飞行器的控制方法
技术领域
本发明涉及搬送装置以及飞行器的控制方法。更详细而言,涉及能够使物体三维地移动的搬送装置以及能够用于该搬送装置的飞行器的控制方法。
背景技术
以往,作为搬送物体的装置,根据目的而使用带式输送机、小型升降器、台车、无线电控制直升机等。
如果将物体载置于履带上,则带式输送机能够通过驱动履带来使物体在带式输送机的一端与另一端之间移动。此外,升降器等小型升降器,通过缆绳等事先悬挂升降机,通过卷扬机等曳引缆绳从而能够使升降机垂直移动。即,如果将物体载置于升降机,则能够通过曳引缆绳使物体垂直地移动。
如上所述的带式输送机及小型升降器,虽然能够以稳定的状态移动,但是有仅能够使物体沿着设置履带或缆绳的路径移动的缺点。
另一方面,台车、无线电控制直升机能够使其自身移动,所以能够自由地选择搬送物体的路径及目的地。
例如,虽然具有车轮等的台车仅能够沿地面或地板面移动,但是只要是沿着地面或地板面的移动,就能够自由地选择搬送物体的路径及目的地。并且,人能够握持手柄等直接对台车的移动进行操作,所以能够简单地操作台车。
另一方面,无线电控制直升机能够三维地移动,所以能够以所期望的路径将物体搬送到所期望的场所。并且,无线电控制直升机也能够在空中静止(悬停),所以不仅能够移动物体,还能够在空中保持物体。
但是,在通过无线电控制直升机移动物体的情况下,必须使用操控装置对无线电控制直升机进行远程操作。为了通过该操控装置正确地操控无线电控制直升机,需要熟习操控装置的操作。因此,使用无线电控制直升机搬送物体,难以如在地上使用台车那样谁都能简便地实施。
近年来,无线电控制直升机的开发也在进展,用于通过自动操控来使无线电控制直升机以悬停状态静止在规定的位置的技术正在进步。
此外,也在开发使从人操控的移动状态向基于自动操控的悬停状态的转移稳定化的技术(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-106721号公报
发明内容
发明所要解决的问题
可是,为了实现如在地上使用台车那样谁都能够简便地实施使用无线电控制直升机搬送物体,需要能够更简便地进行无线电控制直升机的移动时的操作。
在专利文献1的技术中,也是在从悬停状态向移动状态的过渡及移动状态下,以人的操控为前提,谁都能够简便地操作无线电控制直升机很困难。
本发明鉴于上述情况,目的在于,提供不掌握操作技术而能够简单地操作飞行器的飞行器的控制方法、以及通过采用了该控制方法的飞行器,能够使物体三维地移动的搬送装置。
用于解决问题的手段
(飞行器的控制方法)
第1发明的飞行器的控制方法,是具备产生升力的旋转翼的飞行器的控制方法,该飞行器具有多个升力源,所述飞行器的控制方法的特征在于,根据来自外部的输入来切换静止控制功能和移动控制功能,所述静止控制功能是对所述多个升力源的动作进行控制并维持悬停状态的功能,所述移动控制功能是检测对所述飞行器的直接输入并对所述多个升力源的动作进行控制,以实现与该输入对应的所述飞行器的移动的功能。
第2发明的飞行器的控制方法的特征在于,在第1发明中,对所述飞行器的直接输入是使悬停状态的该飞行器的姿态变化的力。
第3发明的飞行器的控制方法的特征在于,在第1或第2发明中,所述静止控制功能通过PID控制等对所述多个升力源的动作进行控制,以维持悬停状态,所述移动控制功能通过PD控制对所述多个升力源的动作进行控制,以维持该飞行器的姿态。
第4发明的飞行器的控制方法的特征在于,在第2发明中,所述移动控制功能根据由输入检测部检测到的输入的大小和/或方向,对所述多个升力源的动作进行控制。
(搬送装置)
第5发明的搬送装置,是具有对搬送的物体进行保持的保持部、及具备产生升力的旋转翼的多个升力源的飞行器,所述搬送装置的特征在于,静止控制功能,对所述多个升力源的动作进行控制并维持悬停状态;移动控制功能,对所述多个升力源的动作进行控制,以实现与来自外部的输入对应的所述飞行器的移动;以及切换功能,根据来自外部的输入将控制从静止控制切换为移动控制。
第6发明的搬送装置的特征在于,在第5发明中,所述控制机构是根据对所述飞行器的直接输入而使所述切换功能以及所述移动控制功能动作的机构。
第7发明的搬送装置的特征在于,在第6发明中,由对所述飞行器的接触所造成的输入是使悬停状态的该飞行器的姿态变化的力。
第8发明的搬送装置的特征在于,在第6或第7发明中,所述静止控制功能是通过PID控制等对所述多个升力源的动作进行控制,以维持悬停状态的功能,所述移动控制功能是通过PD控制对所述多个升力源的动作进行控制,以维持该飞行器的姿态的功能。
第9发明的搬送装置的特征在于,在第6发明中,所述搬送装置具备检测由对所述飞行器的接触所造成的输入的输入检测部,所述移动控制功能是根据由所述输入检测部检测到的输入的大小和/或方向,对所述多个升力源的动作进行控制的功能。
第10发明的搬送装置的特征在于,在第5~第9发明中的任一项中,所述控制机构具有掌握所述飞行器的位置的GPS功能,在通过所述静止控制功能来维持悬停状态的情况下,所述控制机构利用来自所述GPS功能的信号对所述多个升力源的动作进行控制,在通过所述移动控制功能使所述飞行器移动的情况下,所述控制机构不利用来自所述GPS功能的信号对所述多个升力源的动作进行控制。
第10发明的搬送装置的特征在于,在第5~第11发明中的任一项中,所述飞行器是所述升力源为旋翼的多旋翼直升机,所述飞行器具备:盖体框架,具有用于收纳所述多个旋翼的旋翼收纳部;及框架机身,支承该盖体框架,该框架机身具有一端与盖体框架的外缘部连结且另一端互相连结的多个梁。
发明的效果
(飞行器的控制方法)
根据第1发明,在通过与处于悬停状态的飞行器接触等的方法来进行直接输入时,基于该直接输入通过移动控制功能来控制升力源的动作,飞行器根据输入而移动。即,只是人与飞行器接触就能够操作飞行器的移动,所以能够简单地操作飞行器。
根据第2发明,仅改变飞行器的姿态就能够移动飞行器,所以能够简单并且容易地操作飞行器。
根据第3发明,在移动控制中通过PD控制来实施飞行器的姿态的维持,所以如果施加了力以使悬停状态的飞行器的姿态变化,则飞行器以从悬停状态变化的姿态成为稳定状态。如果从其状态中去掉输入,则飞行器由于重力的影响而姿态发生变化,以从变更后的姿态返回到悬停状态的姿态。于是,飞行器根据姿态变化了的状态与悬停状态的升力之差而移动。因此,仅改变飞行器的姿态就能够移动飞行器,所以能够简单并且容易地操作飞行器。
根据第4发明,在改变输入的力的大小和/或方向时,能够对飞行器的移动距离以及移动方向进行操作。
(搬送装置)
根据第5发明,在向悬停状态的飞行器输入外力时,通过控制机构的切换功能从基于静止控制功能的控制切换为基于移动控制功能的控制。并且,基于输入通过移动控制功能对升力源的动作进行控制,由此能够使飞行器根据输入而移动。因此,通过事先使保持部保持要搬送的物体时,能够通过飞行器来搬送物体。
根据第6发明,通过与处于悬停状态的飞行器接触等的方法来进行直接输入时,基于该直接输入由移动控制功能对升力源的动作进行控制,所以,能够使飞行器根据输入而移动。即,只是人与飞行器接触就能够操作飞行器的移动,所以能够简单地操作飞行器。
根据第7发明,仅改变飞行器的姿态就能够移动飞行器,所以能够简单并且容易地操作飞行器。
根据第8发明,在移动控制中通过PD控制来实施飞行器的姿态的维持,所以在施加力以使悬停状态的飞行器的姿态变化时,飞行器以从悬停状态变化了的姿态成为稳定状态。在从该状态去掉输入时,飞行器由于重力的影响而姿态发生变化,以从变更后的姿态返回到悬停状态的姿态。于是,飞行器根据姿态变化了的状态与悬停状态的升力之差而移动。因此,仅改变飞行器的姿态就能够移动飞行器,所以能够简单并且容易地操作飞行器。
根据第9发明,在改变输入的力的大小和/或方向时,能够对飞行器的移动距离以及移动方向进行操作。
根据第10发明,静止控制功能利用来自GPS功能的信号来控制升力源的动作来维持悬停状态,所以能够以更稳定的状态使飞行器悬停。另一方面,在进行基于移动控制功能的控制的状态下,在升力源的动作的控制中不利用来自GPS功能的信号,所以能够使飞行器顺畅地移动。
根据第11发明,多个旋翼收纳于盖体框架的旋翼收纳部,所以能够防止旋翼与周围的物体接触而损伤。此外,盖体框架通过梁来支承,所以即使对盖体框架施加了冲击等,也能够通过盖体框架和梁来吸收该冲击。因此,能够防止盖体框架的损伤。
附图说明
图1是对基于本实施方式的飞行器的控制方法的搬送装置1的动作控制的流程进行表示的图。
图2是本实施方式的搬送装置1的概略说明图,(A)是俯视图,(B)是侧视图。
图3是对使本实施方式的搬送装置1移动的操作以及基于该操作的移动状态进行说明的图。
图4是其他的实施方式的搬送装置10的概略说明图,(A)是俯视图,(B)是侧视图。
图5是其他的实施方式的搬送装置10的概略说明图,(A)是俯视图,(B)是侧视图。
图6是图5的II-II线剖视图。
具体实施方式
接下来,基于附图对本发明的实施方式进行说明。
本发明的飞行器的控制方法,对如多旋翼直升机、斜旋翼机等那样具有多个产生升力的升力源并且能够通过调整多个升力源而在空中静止的飞行器进行控制,该飞行器的控制方法的特征在于,即使没有为了操作飞行器而进行特别的训练等也能够操作飞行器。
本发明的飞行器的控制方法中,只要是如上所述的飞行器就能够应用,尤其是应用于以漂浮于空中的状态搬送物体的搬送装置的控制方法时,能够简便地操作搬送装置,能够简单地搬送物体。
以下,关于本发明的飞行器的控制方法,对使用于搬送物体的搬送装置中的情况进行说明。
(搬送装置)
首先,在对本发明的飞行器的控制方法进行说明之前,对搬送装置1进行说明。
如图2所示,本实施方式的搬送装置1具备:四个升力源2、框架机身5、盖体框架6及控制机构10。
首先,框架机身5具备位于框架机身5的中央的主体部5b。该主体部5b在内部收纳控制机构10、电源单元等。
另外,在主体部5b的下端,设置有用于将搬送装置1放置于地面等的脚部5c。
该框架机身5上连结有四根梁5a的基端。该四根梁5a配置成,在俯视时以主体部5b为中心成为放射状。即,四根梁5a配置成,从主体部5b朝向外方延伸。
此外,四根梁5a形成为,其前端部朝向上方弯曲的状态,通过四根梁5a的前端来支承盖体框架6。具体而言,四根梁5a设置为,其前端部相对于盖体框架6的上表面倾斜。
盖体框架6形成为在俯视时大致正方形,在各顶点部分连结有四根梁5a的前端。该盖体框架6配置为,其中心位于框架机身5的中心轴CL上。另外,如果设置成如上所述那样框架机身5的中心轴CL与盖体框架6的中心轴一致,则框架机身5的中心轴CL与搬送装置1的中心轴CL一致。
在该盖体框架6中设置有贯通其上下表面的四个旋翼收纳部6h。四个旋翼收纳部6h设置为,以框架机身5的中心轴CL为中心以等角度间隔地旋转对称。具体而言,四个旋翼收纳部6h形成为以框架机身5的中心轴CL为中心成45度间隔。
另外,在盖体框架6的上表面,被四个旋翼收纳部6h包围的部分成为用于载置通过本实施方式的搬送装置1搬送的物体的载置部CA。该载置部CA相当于专利请求范围中的保持部。
此外,在比盖体框架6的上表面更靠上方设置从该上表面分离了的工作台等,也可以将该工作台等作为载置部CA。在设置有该工作台等的情况下,可获得能够自由地设定载置部CA的大小的优点。
并且,在作为载置部CA而设置与盖体框架6分开独立的工作台等的情况下,也可以在盖体框架6或框架机身5上设置用于将该工作台等始终维持为水平的机构。将该工作台等始终维持为水平的机构(水平维持机构)能够采用公知的机构。例如,能够采用万向架机构作为水平维持机构。在采用该水平维持机构的情况下,通过水平维持机构事先支承板状的工作台等,而在将搬送装置1水平地配置的状态下,板状的工作台等的上表面配置为与盖体框架6的上表面平行或大致齐平面。于是,即使在如后所述那样搬送装置1成为相对于水平倾斜的状态,也能够将工作台等维持为水平,所以能够在搬送中以稳定的状态保持进行搬送的物体。当然,也可以通过水平维持机构支承工作台等,以使工作台等位于盖体框架6的上表面。
此外,在该旋翼收纳部6h的上部开口,设置有网状的保护部件5n。该保护部件5n是为了防止物体从盖体框架6的上表面进入到旋翼收纳部6h内而设置的。
如图2所示,在四个旋翼收纳部6h内分别收纳有四个升力源2的旋转翼2a。在各升力源2的旋转翼2a上连结有用于使旋转翼2a旋转的马达等的驱动源2b的主轴。并且,各驱动源2b分别固定于四个梁5a。
具体而言,四个升力源2设置为,驱动源2b的主轴与框架机身5的中心轴CL平行,并且其主轴以框架机身5的中心轴CL为中心以45度间隔旋转对称。另外,四个升力源2配置为,各升力源2的驱动源2b的主轴在收纳有各旋转翼2a的旋翼收纳部6h的中心通过。
并且,收纳于主体部5b内的控制机构10以及电源单元等与四个升力源2的驱动源2b电连接。并且,四个升力源2基于来自控制机构10的指令,通过从电源单元供给的电力来驱动。
该控制机构10,通常使搬送装置1为在空中静止的状态(即,悬停状态),在悬停状态下有来自外部的输入时,根据该输入使搬送装置1移动,并对四个升力源2的动作进行控制,以再次成为悬停状态,详细情况在后叙述。
另外,为了启动搬送装置1,通过开关或遥控器等向控制机构10传递启动信号,从而按照预先存储于存储部13的启动时序进行调整,以使搬送装置1以规定的高度成为初始悬停状态。
因为是如上所述的构成,所以在载置放置在地上的想要搬动到本实施方式的搬送装置1的载置部CA上的物体后启动搬送装置1时,四个升力源2动作,搬送装置1以规定的高度成为悬停状态。在该状态下,从搬送装置1的外部对搬送装置1进行输入时,搬送装置1根据该输入而移动,并移动与输入相应的距离后,再次成为悬停状态。然后,为了使搬送装置1着陆,而通过开关或遥控器等向控制机构10传递停止信号,从而能够按照预先存储于存储部13的着陆时序,使搬送装置1着陆于地上。即,能够将物体从最初放置有搬送装置1的位置一直搬送到着陆地点。并且,能够将物体载置在搬送装置1的上表面上搬送,所以不需要如一般的无线电控制直升机等那样将搬送的物体悬挂的作业等,物体的搬送变得容易。
此外,也能够在成为悬停状态的搬送装置1的载置部CA上载置想要搬送的物体。于是,在搬送被放置于从地上离开的位置的物体的情况下,如果使物体的高度与搬送装置1的载置部CA的高度一致,则能够简单地将物体载置于载置部CA上。并且,即使在想使物体移动到的场所(目的地)从地上离开的情况下,如果使搬送装置1的载置部CA的高度与目的地的高度相应,就能够简单地将载置部CA上的物体移动到目的地。
于是,在移动位于从地上离开的位置的物体或将物体移动到从地上离开的位置时,无需为了在搬送装置1的载置部CA上载置物体或卸载物体而进行物体的升降,所以能够非常轻松地移动物体。
另外,在作业中搬送装置1的电力耗尽的情况下,搬送装置1坠落是危险的。因此,在电源的蓄电量为一定量以下的情况下,也可以按照预先存储于存储部13的充电请求时序,使搬送装置1着陆到地上。
此外,可以在充电请求时序中,设为从使充电请求时序的执行开始了的定时的位置,使搬送装置1垂直地下降。然而,在位于河流的上空等时执行充电请求时序时,搬送装置1可能淹没于河流等中,搬送装置1可能损伤或有可能无法回收搬送装置1。因此,还可以将在执行了充电请求时序的情况下搬送装置1应着陆位置存储于存储部13中。
并且,在搬送装置1由于施加于搬送装置1的力过大等的因素而一直移动到作业者无法进行触摸等操作的位置的情况下,可能在电力耗尽之前无法回收搬送装置1。例如,在停止于河流之上或在高处作业中停止在楼层之间的一半高度的情况下,作业者无法操作搬送装置1。并且,在存储部13中未存储充电请求时序的情况下,在电力耗尽时,搬送装置1会坠落。因此,也可以是,在存储部13中在一定时间以上没有输入时,执行预先存储于存储部13的无输入时序,返回到前一个停止(悬停)的坐标。当然,既可以设为能够将在无输入时序时返回的位置任意存储到存储部13中,也可以设为能够通过遥控器等来操作搬送装置1。
(关于升力源2)
设置升力源2的数目不特别限定,既可以是三个,也可以是五个以上。
此外,在上述例子中,对采用使旋转翼2a旋转而产生升力的部件作为升力源2的例子进行了说明,但升力源2只要能够产生升力即可。例如,也能够如图4所示那样,替代旋转翼2a而采用函道风扇(ducted fan)。此外,也能够采用具备两个旋转翼2a的二重反转推进器(参照图5以及图6)。在采用了二重反转推进器的情况下,不改变推进器的旋转面的面积,就能够增加推力。于是,能够获得如下优点:不会增大搬送装置1的机体尺寸或减小载置部CA的面积,能够搬运较重的载重。
(关于盖体框架6)
盖体框架6只要能够使搬送装置1轻量化并且能够在载置物体时支撑其重量即可,其构造、形状、原材料不特别限定。在上述例子中,对盖体框架在俯视时为大致正方形的情况进行了说明,但例如如果设置6个升力源2的情况下可以为正六边形,如果设置8个升力源2的情况下也可以为正八边形,当然也可以为圆形。
此外,在上述例子中,设置盖体框架6并在盖体框架6的旋翼收纳部6h内收纳有旋转翼2a,但盖体框架6也可以不是必须设置的。然而,如果采用如上所述的构成,则不存在与其他的物体等接触而旋转翼2a破损或通过旋转翼2a而使其他的物体破损的可能性,所以是优选的。
另一方面,在使用了如函道风扇等那样在旋转翼的周围具有外壳(casing)那样的部件作为升力源2的情况下,能够使外壳发挥如上所述的盖体框架的功能,所以盖体框架也可以不设置(参照图4)。
另外,在不设置盖体框架6的情况下,能够使用主体部5b的上表面作为载置部CA,如果在主体部5b上竖立设置支柱等而在其上端设置工作台,则能够使用该工作台的上表面作为载置部CA。
(关于框架机身5)
框架机身5也是只要能够使搬送装置1轻量化并且能够在载置物体时支撑其重量即可,其构造、形状,原材料不特别限定。
例如,也可以如图4的搬送装置10那样,将板材组合而形成框架机身15。具体而言,关于框架机身15,将板材组成井字状而形成支承框架15a,并在该支承框架15a的中央配置主体部15b。并且,也可以在支承框架15a的前端分别设置升力源12。另外,在图4中符号15d是用于将搬送装置1放置在地面等的脚部。
此外,在图4的搬送装置10中,将函道风扇作为升力源12,因为未设置盖体框架,所以只要将主体部15b的上表面作为载置部CA即可。当然,如果在支承框架15a竖立设置支柱等而在其上端设置工作台,则也能够使用该工作台的上表面作为载置部CA。
(控制方法的说明)
接下来,关于本实施方式的搬送装置1,对能够进行如上所述的操作的控制方法进行说明。
控制机构10具有能够切换静止控制功能和移动控制功能这两个功能的切换功能,该静止控制功能是对四个升力源2的动作进行控制以维持悬停状态的功能,该移动控制功能是在搬送装置1移动时对四个升力源2的动作进行控制的功能。
(传感器的说明)
在此,控制机构10维持悬停状态,并且具有多个传感器10a,并该控制机构10具备基于来自该多个传感器10a的信号计算出搬送装置1的姿态、动作的控制部11。
作为控制机构10具备的传感器10a,能够举出例如加速度传感器、陀螺仪传感器、超声波传感器、光流传感器、GPS、地磁传感器等。该传感器能够采用市场上销售的传感器等公知的传感器,通过设置各传感器,能够掌握以下的状况。
另外,以下的说明只不过是基于各传感器要检测的状态以及各传感器检测到的状态而能够掌握的状态的例示,不限定于以下的情况。
加速度传感器能够检测搬送装置1的加速度,所以基于该加速度,控制部11能够计算出搬送装置1的移动速度、对搬送装置1施加的外力。
在设置了陀螺仪传感器的情况下,能够检测搬送装置1的移动的角速度,所以基于该角速度,控制部11能够检测出搬送装置1的倾斜(即,相对于水平的倾斜)。
超声波传感器能够测量搬送装置1与地面等的距离,所以控制部11能够检测搬送装置1的高度、搬送装置1是否处于漂浮的状态。
另外,即使代替超声波传感器而设置激光距离计,也能够测量搬送装置1与地面等的距离。
地磁传感器能够检测搬送装置1的朝向,所以基于来自地磁传感器的信号能够检测搬送装置1朝向怎样的朝向。
光流传感器能够检测搬送装置1和周边的状况,所以基于来自光流传感器的信息,控制部11能够检测搬送装置1的位置相对于成为基准的位置的偏移等。
GPS能够检测搬送装置1的位置,所以基于来自GPS的信息,控制部11能够掌握搬送装置1的位置。
另外,在室外使用搬送装置1的情况下(即,在能够稳定地接收来自GPS卫星的信号的场所使用的情况下),在搬送装置1的位置检测中GPS是优选的,但在室内等使用的情况下(即,在从GPS卫星获得的信号不稳定的场所使用的情况下),搬送装置1的位置检测中光流传感器是优选的。
(静止控制功能)
对静止控制功能进行说明。
如上所述,静止控制功能是对四个升力源2的动作进行控制以维持悬停状态的功能。
具体而言,静止控制功能是在未对搬送装置1输入外力的状态下,使搬送装置1在规定的高度以及规定的位置为悬停状态的功能,该静止控制功能包括通常悬停维持功能和初始悬停状态维持功能。
(初始悬停状态维持功能)
所谓的初始悬停状态维持功能,是在本实施方式的搬送装置1动作了时,对四个升力源2的动作进行控制,以使搬送装置1在规定的高度以及规定的位置成为悬停状态(以下,称为初始悬停状态)的功能。例如,在将搬送装置1放置于地面等并使搬送装置1启动时,意味着使搬送装置1在从地面等起垂直地规定的高度(例如1m左右的高度)成为悬停状态的功能。
另外,在初始悬停状态,搬送装置1成为悬停状态的高度以及位置不特别限定。也可以将启动搬送装置1时的搬送装置1的位置、高度作为基准来决定。例如,能够根据放置搬送装置1的地面等的铅垂信息并且在距该地面等规定的距离处成为悬停状态。此外,也可以在控制机构10中事先设置存储部13并在该存储部13中事先存储初始悬停状态的信息(初始悬停状态信息)。尤其是如果设为在设置了存储部13的情况下能够适当变更初始悬停状态信息,则能够根据使用搬送装置1的条件而设为适当的初始悬停状态。
(通常悬停维持功能)
通常悬停维持功能是在搬送装置1通过后述的移动控制功能的控制而移动到规定的位置后使搬送装置1为悬停状态的功能。
该通常悬停维持功能,在对搬送装置1不施加外力的情况下搬送装置1以该高度以及位置维持悬停状态这一点上,具有与初始悬停状态同样的功能。然而,在通常悬停维持功能中,在搬送装置1移动到规定的位置后在该规定的位置维持悬停状态的点上具有与初始悬停状态不同的功能。
具体而言,在通常悬停维持功能中,将移动到规定的位置后其移动停止了的搬送装置1的位置以及高度作为暂时悬停状态信息而存储到存储部13中,基于该暂时悬停状态信息而维持搬送装置1的悬停状态。暂时悬停状态信息既可以在搬送装置1开始移动后被取消也可以在移动到规定的位置后其移动停止时被改写。
此外,可以事先将暂时悬停状态信息完全按时间顺序存储。在该情况下,此后能够掌握搬送装置1怎样移动。此外,如果从存储部13调出存储于存储部13的暂时悬停状态信息而使通常悬停维持功能动作,则也能够使搬送装置1从移动目的地返回到原来的位置。
另外,在悬停状态向载置部CA载置要搬送的物体而施加了该物体的重量时,如果不使四个升力源2产生的升力变更,则搬送装置的高度变低。因此,初始悬停状态维持功能以及静止控制功能,在载置物体时,改变四个升力源2产生的升力以维持规定的高度。即,初始悬停状态维持功能以及静止控制功能进行将搬送装置1维持于规定的高度的高度控制。
此外,在不载置物体的状态下,进行控制,以使四个升力源2产生的升力几乎相同。然而,不言而喻,在将物体载置于载置部CA时,根据物体的重心的位置,为了维持悬停状态而进行调整,以使成为四个升力源2产生的升力不同的状态。
并且,也可以在载置部CA安装压力传感器。在该情况下,能够计测通过压力传感器搬送的物体的重量,所以能够将该重量的信息使用于高度控制、姿态控制的参数的调整。于是,能够迅速消除起因于由载置要搬送的物体引起的重量增加的升力不足,能够抑制在装卸要搬送的物体时搬送装置1的上下移动及姿态变化等。
(关于控制方法)
在上述的初始悬停状态维持功能以及静止控制功能中,维持悬停状态的控制方法不特别限定,能够采用公知的控制方法。例如能够采用PID控制、状态反馈、H∞控制、古典控制、现代控制、最优控制、适应控制、模糊控制等。然而,通过基于来自上述传感器10a的信号通过PID控制来维持悬停状态,则可获得如下优点:控制变得容易,悬停时的稳定性提高。
另外,在通过PID控制、状态反馈、H∞控制、古典控制、现代控制、最优控制、适应控制、模糊控制等的公知的控制维持悬停状态的情况下,能够使用上述传感器中的至少加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器、超声波传感器(或激光距离计),进而,具有光流传感器、GPS是优选的。
(移动控制功能)
对移动控制功能进行说明。
移动控制功能是对于通过静止控制功能成为悬停状态的搬送装置1输入了外力的情况下,根据该输入的外力使搬送装置1移动的功能。
为了实现该移动控制功能,控制机构10具有检测对搬送装置1输入的外力的输入部12。该输入部12具备:具有检测人等接触以及其力的大小的功能的传感器、基于搬送装置1的姿态、位置变化来检测外力的输入的传感器、触摸面板等。
另外,人等与搬送装置1接触,完全相对于专利请求范围中所述的直接输入。例如,人等与搬送装置1接触而施加力或将缆绳等装配于搬送装置1并对其进行牵引而对搬送装置1施加力,相对于本发明中的外力的输入。此外,人等轻轻触碰搬送装置1、将输入部12作为触摸面板而由人等触碰该触摸面板,这都不是外力的输入,但包含于本发明中的直接输入。
(基于接触传感器的输入检测)
作为具有对人等接触以及其力的大小进行检测的功能的传感器,例如能够使用公知的压力传感器等。
该输入部12的传感器12a设置为,即使搬送装置1成为悬停状态也能够接触。例如,输入部12设置于盖体框架6的表面。
并且,输入部12设置为,能够掌握被施加力的方向。例如,如果是如图2所示的盖体框架6,则优选的是,输入部12的传感器12a设置在盖体框架6的四个侧面、盖体框架6的上表面以及下表面。于是,根据触碰了哪个传感器12a,控制机构10能够掌握被施加力的方向。
另外,在图2中,示出了传感器12a设置于盖体框架6的四个侧面、上表面、下表面的一部分的例子,但也可以在盖体框架6的四个侧面、上表面、下表面的整个面设置传感器。在该情况下,人为了操作搬送装置1而触碰盖体框架6的位置不被限定,所以容易操作搬送装置1。此外,能够实现:能够根据触碰的位置来控制搬送装置1的细微的移动。
(基于姿态变化的输入检测)
此外,也可以根据悬停状态的搬送装置1的姿态变化,来掌握对搬送装置1输入了外力。在该情况下,能够使用维持上述的陀螺仪传感器等的悬停状态所需的传感器10a作为输入部12的传感器。
例如,图2的搬送装置1,在悬停状态下,姿态被维持为水平(换言之,框架机身5的中心轴CL成为铅垂)。根据该状态,在倾斜了一定以上的情况下,也可以基于陀螺仪传感器等的信号,判断为输入了外力。
此外,在从规定的位置沿水平方向、垂直方向移动了一定以上的情况下,也可以基于超声波传感器(或激光距离计)、光流传感器等的信号,判断为输入了外力。
(关于控制方法)
在上述的移动控制功能中,对搬送装置1的移动进行控制的控制方法不特别限定,能够采用公知的控制方法。例如,能够采用PD控制、状态反馈、H∞控制、古典控制、现代控制、最优控制、适应控制、模糊控制等的公知的控制方法。然而,如果通过基于来自上述传感器的信号进行PD控制来控制移动,则控制变得容易。尤其是在输入了外力以使搬送装置1倾斜的情况下,搬送装置1的姿态被保持为外力与姿态控制的操作力对抗的倾斜角,从而可获得自动确定搬送装置1产生的移动力的优点。
另外,在具有光流传感器、GPS的情况下,如果在移动控制功能中使基于来自该传感器的信息的位置控制停止,则搬送装置1的移动变得顺畅。
(关于安全功能)
在此,在采用了基于姿态变化的输入检测的情况下,在悬停状态吹了较强的风等的情况下,即使在人等偶然触碰搬送装置1的情况下控制机构10也可能误认为输入了使搬送装置1的姿态变更或使之移动的力。在防止该问题上,在使搬送装置1移动时,事先设置操作者操作的起动传感器是优选的。例如,能够采用在使搬送装置1移动前操作者触摸的接触传感器、触觉开关等作为起动传感器。
当然,如上所述那样,检测作业者接触的力和方向并使搬送装置1动作的情况下,能够使上述的输入检测部作为起动传感器发挥功能。例如,在输入为一定以下并且接触时间为一定以上的情况下,如果输入检测部发出起动开始信号,则能够使输入检测部作为起动传感器发挥功能。
另外,判断姿态变更输入的方法不限定于上述的方法。例如,也可以使在短时间期间内2次触碰输入检测部(即,2次敲击)的情况下,输入检测部发出起动开始信号。
(使移动的操作的说明)
基于图3,对使搬送装置1移动的操作的例子进行说明。
首先,对图3(A)所示的情况进行说明。
另外,图3(A)示出了在静止控制功能中采用PID控制并在移动控制功能中采用PD控制的例子。
以下的图3(A)所示的例子是使搬送装置1大致水平移动的情况。为此,在图3(A)所示的例子的移动控制功能中,基于来自超声波传感器、激光距离计等的信号,在搬送装置1的移动中实施搬送装置1的高度成为与悬停状态几乎相同的高度的控制(高度控制)。在该高度控制中,例如能够采用PID控制、状态反馈、H∞控制、古典控制、现代控制、最优控制、适应控制、模糊控制等的公知的控制方法。
在图3(A)的情况下,示出了抬高搬送装置1的一端部以使悬停状态的搬送装置1倾斜的情况。即,示出了对搬送装置1的一端部施加力以使搬送装置1倾斜的情况。
在该情况下,在成为搬送装置1倾斜了的倾斜状态时,控制机构10的陀螺仪传感器检测倾斜,在该陀螺仪传感器检测到的倾斜为规定的值以上时,控制部11的控制从基于静止控制功能的控制切换为基于移动控制功能的控制。
于是,控制部11对四个升力源2的动作进行控制,以使在倾斜的状态下成为稳定状态。具体而言,在图3(A)的状态,四个升力源2动作,以成为四个升力源2产生的升力F的铅垂方向分力Fn与重力g平衡的状态。在该状态,产生升力F的水平方向分力Fh,所以在搬送装置1中产生沿水平方向移动的力。
在该状态下使手离开搬送装置1的一端部时,搬送装置1沿水平方向移动,并且根据重力的影响而使姿态变化,以使其姿态成为水平状态。然后,在搬送装置1成为水平状态时,使搬送装置1水平移动的力消失。然而,搬送装置1通过在从倾斜状态到水平状态的期间产生的水平方向分力Fh而移动,因空气阻力等等的影响而沿水平方向移动到无法移动的位置后停止。
然后,在搬送装置1的移动停止时,控制部11的控制从移动控制功能切换为静止控制功能。
如以上所述,仅施加力以使悬停状态的搬送装置1倾斜,就能够使搬送装置1沿水平方向移动。并且,如果从倾斜状态到水平状态的时间即使搬送装置1倾斜的角度改变,则能够调整移动距离。因此,搬送装置1的操作是容易的,无论是谁,即使没进行特别的练习或熟习操作也能够简便地进行操作。
此外,图3(B)以及图3(C)中示出了其他的操作方法。
另外,图3(B)以及图3(C)示出了静止控制功能以及移动控制功能都采用了PID控制的例子。
在图3(B)中,示出了人对搬送装置1的底面的接触传感器进行触碰并操作的情况。
如图3(B)所示,在人对搬送装置1施加了朝上的力,接触传感器检测到的力成为规定的值以上时,控制部11的控制从基于静止控制功能的控制切换为基于移动控制功能的控制。
于是,控制部11对应于接触传感器检测到的力而计算出使搬送装置1移动的距离(目标移动距离或目标移动时间),并控制四个升力源2的动作,以向上方移动该目标移动距离(或目标移动时间)。例如,在悬停状态下四个升力源2产生的升力相同的状态的情况下,四个升力源2被控制为,各升力源2产生的升力为相同的大小且与施加的力相应而变大。于是,搬送装置1上升目标移动距离(或目标移动时间的期间)。如果是图3(B),则在以较强的力A推压的情况与以较弱的力B推压的情况相比,搬送装置1上升到更高的位置。
然后,基于超声波传感器等的信息,由控制部11检测搬送装置1上升到规定的高度时,控制部11的控制从移动控制功能切换为静止控制功能,搬送装置1成为悬停状态。
在图3(C)中,示出了人对搬送装置1的侧面的接触传感器进行触碰并操作的情况。
如图3(C)所示,在人对搬送装置1水平地施加力时,接触传感器检测到的力为规定的值以上时,控制部11的控制从基于静止控制功能的控制切换为基于移动控制功能的控制。
于是,控制部11对四个升力源2的动作进行控制,以水平地移动与接触传感器检测到的力对应的距离(目标移动距离或目标移动时间)。具体而言,四个升力源2中,各升力源2产生的升力的关系被控制,以使搬送装置1倾斜。详细而言,各升力源2产生的升力的关系被控制,以使搬送装置1倾斜到产生使移动目标移动距离那样的力所需的倾斜角。于是,搬送装置1沿水平方向移动与该倾斜对应的距离即目标移动距离。例如,在以较强的力A推压了的情况下,搬送装置1的倾斜变大,搬送装置1的水平方向的移动距离(换言之移动时间)变长,在以较弱的力B推压了的情况下,搬送装置1的倾斜变小,搬送装置1的水平方向的移动距离(换言之移动时间)变短。
并且,基于GPS等的信息,由控制部11检测到搬送装置1移动了目标移动距离(或目标移动时间)时,控制部11的控制从移动控制功能切换为静止控制功能,搬送装置1成为悬停状态。
如以上所述,仅仅以对悬停状态的搬送装置1施加力的方式触摸,就能够使搬送装置1移动。并且,如果改变对搬送装置1施加的力(例如推压搬送装置1的力),则能够调整移动距离。因此,搬送装置1的操作是容易的,无论是谁即使没进行特别的练习或熟习操作也能够简便地进行操作。
另外,移动距离不仅可以根据施加于搬送装置1的力来控制,还根据施加力的时间、接触搬送装置1的时间来控制。并且,在如室外等那能够使用GPS等的位置传感器的情况下,也可以根据搬送装置1的输入,由控制部11计算出目标地点,并控制四个升力源2,以使搬送装置1停止在该目标地点。
此外,在如室内那样无法使用GPS等的位置传感器的情况下、搬送装置1不具有GPS等的位置传感器的情况下,也可以根据搬送装置1的输入,基于预先设定的条件,移动搬送装置1。例如,也可以是,基于搬送装置1的输入和预先设定的操作量,由控制部11运算移动距离、移动方向,并基于该运算值来控制四个升力源2。
(使移动的其他的操作的说明)
此外,在上述例子中,对在由作业者以施加力的方式触摸悬停状态的搬送装置1时,与作业者的位置无关地进行控制,以使搬送装置1移动与输入对应的距离(或时间)的情况进行了说明。另一方面,也可以在作业者对搬送装置1施加了力时进行控制,以使搬送装置1维持与作业者接触的状态而移动。
另外,在该情况下,静止控制功能以及移动控制功能都采用PID控制。
例如,在作业者施加力而推压了悬停状态的搬送装置1的情况下,对四个升力源2进行控制,以使搬送装置1以与该推压速度大致相同的速度移动。换言之,对四个升力源2进行控制,以使搬送装置1在维持作业者与搬送装置1接触的状态下移动。例如,四个升力源2中,各升力源2产生到升力的关系被控制,以产生伴随着搬送装置1倾斜的移动力。于是,作业者能够以与推压台车在地上移动时相同的感觉使搬送装置1移动。为了实现该搬送装置1的移动,只要在移动控制功能中控制搬送装置1的移动,以使对搬送装置1施加的力一定即可。
以下,对实现了如上所述的控制的情况下的搬送装置1的操作以及此时的控制进行说明。
首先,如果对搬送装置1施加了某种程度以上的力(移动力),则从静止控制功能切换为移动控制功能。换言之,在对搬送装置1施加移动力之前,维持静止控制功能。于是,在为了使悬停状态的搬送装置1移动而由作业者推压搬送装置1时,在成为移动力之前搬送装置1维持悬停状态的位置。
然后,在作业者推压搬送装置1的力达到移动力以上时,从静止控制功能切换为移动控制功能。在移动控制功能中,控制搬送装置1的移动,以使对搬送装置1施加的力小于移动力。即,在移动控制功能中,在施加移动力以上的力时,控制四个升力源2的动作,以在该力比移动力小之前,搬送装置1沿对搬送装置1施加力的方向移动。
在通过搬送装置1的移动或作业者推压搬送装置1的力减弱,从而施加于搬送装置的力比移动力小时,从移动控制功能切换为静止控制功能。于是,控制四个升力源2的动作,以在对搬送装置施加的力变得小于移动力的位置成为悬停状态。
并且,在推压搬送装置1的力由于搬送装置1的移动停止或使作业者推压搬送装置1的力增强而变成移动力以上时,从静止控制功能切换为移动控制功能。于是,控制四个升力源2的动作,以使搬送装置1沿对控制搬送装置1施加力的方向移动而推压搬送装置1的力变得比移动力小。
通过反复进行从上述状态即静止控制功能向移动控制功能的切换、及从移动控制功能向静止控制功能的切换,能够在维持使作业者与搬送装置1接触的状态下使搬送装置1移动。
另外,在进行了上述控制的情况下,在推压搬送装置1的力在移动力附近变动的情况下,移动控制功能与静止控制功能频繁地切换。于是,搬送装置1的移动可能不灵活。因此,在使搬送装置1的移动顺畅上,在施加于搬送装置的力变得比移动力小后,在从移动控制功能切换为静止控制功能为止中设置少许的时间间隔是优选的。
与上述的水平移动同样地,在以移动力以上的力输入了将搬送装置1向上方或下方推压的力的情况下,控制四个升力源2的动作,以与输入的大小成比例,搬送装置1沿减小推压的力的方向移动。在该情况下,搬送装置1的高度发生变化,所以在输入成为移动力以上后变得比移动力小之前停止高度控制,使搬送装置1向上方或下方移动。然后,在输入变得比移动力小时,进行控制,以便以此时的高度成为悬停状态。
当然,在以移动力以上的力输入了向斜上方或斜下方推压搬送装置1的力的情况下,控制四个升力源2的动作,以使搬送装置1向斜上方或斜下方移动。例如,如果向斜上方或斜下方推压搬送装置1,则能够使搬送装置1沿着台阶或坡路移动。
(搬送装置1的朝向变更)
此外,在接触传感器检测到的力比规定的值小的情况下,控制部11也可以控制四个升力源2的动作,以便搬送装置1的位置不移动而使搬送装置1的朝向变更。即,在施加于搬送装置1的力比上述的移动力小但具有某种程度的大小的情况下,控制部11也可以判断为进行了使搬送装置1的朝向变更的输入。
另外,对姿态变更输入进行判断的方法不特别限定。例如,在短时间期间,在短时间2次触碰了输入检测部(即,2回敲击)的情况下,可以判断为是使搬送装置1的朝向变更的输入。
此外,在上述例子中,对作业者推压搬送装置1而使之移动的情况进行了说明,但即使在事先使搬送装置1连结绳子等牵引用具,并牵拉该牵引用具而对搬送装置1施加力的情况下,也能够进行与上述例子同样的控制。即,也可以实现搬送装置1移动对牵引用具进行了牵引的量。在该情况下,在牵引用具与搬送装置1之间设置测力传感器等的传感器,测量对搬送装置1施加的力。于是,能够与在地上牵拉台车等而使之移动的情况同样地使搬送装置1移动。具体而言,在牵拉牵引用具从而对传感器施加的力成为某种程度以上的力时,搬送装置1移动并能够以该力以下使搬送装置1维持悬停状态。并且,如果在牵引用具与搬送装置1之间设置对于检测力的传感器以外还设置检测施加力的方向的传感器(例如三轴测力传感器等),则也能够根据牵拉牵引用具的方向控制使搬送装置1移动的方向。
例如,在使用测力传感器作为在牵引用具与搬送装置1之间设置的传感器的情况下,如果使用3轴测力传感器,则能够在三维上掌握牵拉牵引用具的方向。于是,不仅能够使搬送装置1在水平方向、垂直方向上移动,还能够使搬送装置1沿斜方向移动。
(关于高度控制)
如上所述,在静止控制功能以及移动控制功能中,进行高度控制,以使搬送装置1成为规定的高度。该情况下,如果如上所述那样利用超声波传感器、激光距离计,测量相对于地面的距离(对地高度)并进行高度控制,则即使移动路径的下方的地面倾斜或成为台阶状,搬送装置1也能够在保持倾斜及与台阶的距离一定的同时移动。即,即使移动路径的下方的地面倾斜或成为台阶状,也能够沿着该地面使搬送装置1移动。此外,在移动路径上有障碍物的情况下,也能够以跨越障碍物的方式使搬送装置1移动。
另一方面,在仅以对地高度进行了高度控制的情况下,即使搬送装置1的高度相应于搬送装置1的下方的地面的状况而变动,也存在无法使搬送装置1稳定地移动的可能性。
此外,在地面上形成有较深的沟等的情况下或在沿着如在道路上设置的桥等那样从地面离开的地板面等(以下称为空中地面)而使搬送装置1移动的情况下,在搬送装置1位于沟的上方或移动到从空中地面脱离的场所时,搬送装置1的高度急剧地变化。即,在搬送装置1位于沟的上方时,以沟的底为基准来测量对地高度,所以搬送装置1以落下到沟中的方式移动。此外,在搬送装置1位于从空中地面的上方脱离的场所时,以通常的地面为基准来测量对地高度,所以搬送装置1从地面落下以成为规定的高度。
根据使搬送装置1动作而成为悬停状态时的地面的状况等,也可能产生同样的现象。
因此,不仅可以基于对地高度实施高度控制,还可以基于绝对高度实施高度控制。在基于绝对高度实施高度控制的情况下,以使用搬送装置1的场所的绝对高度为基准,设定搬送装置1移动的高度、悬停的高度。于是,即使在使用的场所的地面有凹凸或在空中地面上移动的情况下,也能够使搬送装置1水平地移动,所以能够使搬送装置1稳定地移动。
在此,在基于绝对高度进行了高度控制的情况下,无法在倾斜面、台阶等上移动。即,这是因为,在搬送装置1沿着倾斜、台阶等移动的情况下,倾斜面、台阶与搬送装置1的距离逐渐变短,不久搬送装置1与倾斜面、台阶冲突。
因此,希望根据使搬送装置1移动或悬停的环境,高度控制能够切换绝对高度和对地高度。例如,在使搬送装置1在平坦的地面连续那样的场所、河流、湖等水面之上等移动的情况下,如果将绝对高度使用于高度控制,则能够使搬送装置1稳定地移动。另一方面,在存在倾斜面、台阶或必须跨越的障碍物的情况下,如果将相对高度使用于高度控制,则能够使搬送装置1可靠地移动。
该切换既可以根据使用的环境通过切替开关等由使用者来切换,也可以对测量到的绝对高度与对地高度进行比较并自动切换。例如,在绝对高度与对地高度之差较小的情况下(换言之在规定的范围内的情况下),如果通过对地高度进行高度控制,则能够使搬送装置1沿着地面移动。另一方面,在绝对高度与对地高度之差较大的情况下(换言之比规定的范围大的情况下),如果通过绝对高度进行高度控制,则能够防止搬送装置1的急剧的高度变化。
另外,在该情况下,需要将使对地高度与使用的场所的地面的绝对高度相加后的值与绝对高度进行比较。
此外,搬送装置1具有用于测量绝对高度的传感器和用于测量对地高度的传感器这两者时,通用性变高。然而,在使搬送装置1移动或悬停的环境被限定的情况下,也可以仅设置能够使用适于各环境的高度控制的传感器。
另外,测量绝对高度的方法、传感器不特别限定,但例如能够利用气压计等,但不特别限定。
(悬挂载重的控制)
在上述例子中,对在盖体框架6的上表面等的载置部CA载置通过本实施方式的搬送装置1搬送的物体的情况进行了说明。然而,在通过本实施方式的搬送装置1搬送物体的情况下,例如也可以通过缆绳等将物体悬挂于搬送装置1。
在该情况下,在搬送装置1的移动开始时、停止时,存在由于惯性而物体的移动停止比搬送装置1的移动停止慢的情况,在移动开始时、停止时,产生物体的摇摆,由于该摇摆,搬送装置1的姿态可能变得不稳定。
因此,在将物体悬挂于搬送装置1移动的情况下,为了防止物体的摇摆,控制部11也可以控制搬送装置1的移动即四个升力源2的动作。
防止物体的摇摆的控制方法不特别限定。例如,如果通过“小型直升机中的悬挂物体的简易振动控制有关的研究”(日本机械学会论文集(C编第78卷789号))中由园部等(对应日语:園部ら)提出的方法来控制搬送装置1的移动,则能够控制移动开始时、停止时的物体的摇摆。
另外,在如上所述那样通过缆绳等将物体悬挂于搬送装置1的情况下,缆绳等的悬挂部件相当于专利请求范围中的保持部。
(关于水平移动)
此外,在上述例子中,搬送装置1沿水平方向移动时,通过搬送装置1倾斜而产生推进力。然而,如果在机体下部,具体而言在各升力源2的下部(即,各旋翼的喷气部之下)设置用于控制翼轮等的空气流的流动的部件,则能够使推力偏向。例如,如果设置翼轮,则如飞机的舵、升降器那样,通过翼轮来改变喷气流的朝向,所以能够使推力偏向。于是,搬送装置1即使其机体倾斜也能够获得水平方向的推力,所以能够在使其姿态维持为水平的状态下移动。在该情况下,如果根据外部输入的方向及其大小来控制翼轮等的动作,则能够将搬送装置1的机体保持水平的状态下沿与输入对应的方向移动与输入对应的距离(或时间)。
工业上的可用性
本发明的搬送装置适用于将物体三维地搬送或将物体搬送到高处的台车等。
符号说明
1 搬送装置
2 升力源
2a 旋转翼
2b 马达
5 框架机身
5a 梁
6 盖体框架
6h 旋翼收纳部
10 控制机构
10a 传感器
11 控制部
12 输入部
12a 传感器
CA 载置部

Claims (13)

1.一种飞行器的控制方法,该飞行器具有多个升力源,所述飞行器的控制方法的特征在于,
根据来自外部的输入来切换静止控制功能和移动控制功能,
所述静止控制功能是对所述多个升力源的动作进行控制并维持悬停状态的功能,
所述移动控制功能是检测对所述飞行器的接触或牵引所造成的直接输入并对所述多个升力源的动作进行控制,以实现与该输入对应的所述飞行器的移动的功能。
2.如权利要求1所述的飞行器的控制方法,其特征在于,
对所述飞行器的直接输入是使悬停状态的该飞行器的姿态变化的力。
3.如权利要求1或2所述的飞行器的控制方法,其特征在于,
所述静止控制功能通过PID控制、状态反馈、H∞控制、古典控制、现代控制、最优控制、适应控制或者模糊控制对所述多个升力源的动作进行控制,以维持悬停状态,
所述移动控制功能通过PD控制对所述多个升力源的动作进行控制,以维持该飞行器的姿态。
4.如权利要求1所述的飞行器的控制方法,其特征在于,
所述移动控制功能根据输入的大小和/或方向,对所述多个升力源的动作进行控制。
5.一种搬送装置,是具有对搬送的物体进行保持的保持部及多个升力源的飞行器,所述搬送装置的特征在于,
具有对所述多个升力源的动作进行控制的控制机构,
该控制机构具有:
静止控制功能,对所述多个升力源的动作进行控制并维持悬停状态;
移动控制功能,对所述多个升力源的动作进行控制,以实现与对所述飞行器的接触或牵引所造成的来自外部的输入对应的所述飞行器的移动;以及
切换功能,根据来自外部的上述输入将控制从所述静止控制切换为所述移动控制。
6.如权利要求5所述的搬送装置,其特征在于,
所述控制机构是根据对所述飞行器的直接输入而使所述切换功能以及所述移动控制功能动作的机构。
7.如权利要求6所述的搬送装置,其特征在于,
由对所述飞行器的接触所造成的输入是使悬停状态的该飞行器的姿态变化的力的情况。
8.如权利要求6所述的搬送装置,其特征在于,
所述静止控制功能是通过PID控制、状态反馈、H∞控制、古典控制、现代控制、最优控制、适应控制或者模糊控制对所述多个升力源的动作进行控制,以维持悬停状态的功能,
所述移动控制功能是通过PD控制对所述多个升力源的动作进行控制,以维持该飞行器的姿态的功能。
9.如权利要求7所述的搬送装置,其特征在于,
所述静止控制功能是通过PID控制、状态反馈、H∞控制、古典控制、现代控制、最优控制、适应控制或者模糊控制对所述多个升力源的动作进行控制,以维持悬停状态的功能,
所述移动控制功能是通过PD控制对所述多个升力源的动作进行控制,以维持该飞行器的姿态的功能。
10.如权利要求6所述的搬送装置,其特征在于,
所述搬送装置具备检测由对所述飞行器的接触所造成的输入的输入检测部,
所述移动控制功能是根据由所述输入检测部检测到的输入的大小和/或方向,对所述多个升力源的动作进行控制的功能。
11.如权利要求5~10中任一项所述的搬送装置,其特征在于,
所述控制机构具有掌握所述飞行器的位置的GPS功能,
在通过所述静止控制功能来维持悬停状态的情况下,所述控制机构利用来自所述GPS功能的信号对所述多个升力源的动作进行控制,
在通过所述移动控制功能使所述飞行器移动的情况下,所述控制机构不利用来自所述GPS功能的信号对所述多个升力源的动作进行控制。
12.如权利要求5~10中任一项所述的搬送装置,其特征在于,
所述飞行器是所述升力源为旋翼的多旋翼直升机,
所述飞行器具备:
盖体框架,具有用于收纳多个所述旋翼的旋翼收纳部;及
框架机身,支承该盖体框架,
该框架机身具有一端与盖体框架的外缘部连结且另一端互相连结的多个梁。
13.如权利要求11所述的搬送装置,其特征在于,
所述飞行器是所述升力源为旋翼的多旋翼直升机,
所述飞行器具备:
盖体框架,具有用于收纳多个所述旋翼的旋翼收纳部;及
框架机身,支承该盖体框架,
该框架机身具有一端与盖体框架的外缘部连结且另一端互相连结的多个梁。
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Granted publication date: 20170308

Termination date: 20171030

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