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JP2019089388A - Power generating flying body - Google Patents

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JP2019089388A JP2017218250A JP2017218250A JP2019089388A JP 2019089388 A JP2019089388 A JP 2019089388A JP 2017218250 A JP2017218250 A JP 2017218250A JP 2017218250 A JP2017218250 A JP 2017218250A JP 2019089388 A JP2019089388 A JP 2019089388A
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Abstract

To provide a power generating flying body that can move with a simple configuration and generate power using wind force.SOLUTION: A power generating flying body 10 includes: a flying body part 20; a rotor 14 attached to the flying body part 20, generating lifting force at flight and rotating by receiving wind force at retention; a motor generator 15 connected to a rotation shaft 16 of the rotor 14, rotating the rotor 14 at flight and receiving wind force at retention to rotate the rotor 14 and generate power; and a battery connected to the motor generator 15.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、風力を用いて発電する発電用飛行体に関する。   The present invention relates to a power generation vehicle that generates power using wind power.

従来、種々の風力発電装置が提案されている。風力発電には、風力が必要であり、無風の時には発電することができない。そこで、特許文献1、2では、移動体に風力発電装置を搭載し、移動することで相対風を発生させ、この風を利用して発電している。また、特許文献3、4では、クレーン車に風力発電装置を載せて、風の強い高所へ風力発電装置を配置して発電を行う。また、特許文献5では、海洋上に風力発電設備を浮かべ、風が有る場所へ移動させて発電を行う。   Conventionally, various wind power generators have been proposed. Wind power generation requires wind power and can not generate power when there is no wind. So, in patent documents 1 and 2, a wind power generator is carried in a mobile and it is made to generate relative wind by moving, and it generates electric power using this wind. Further, in Patent Documents 3 and 4, a wind turbine is mounted on a crane, and the wind turbine is arranged at a high windy place to generate electric power. Moreover, in patent document 5, a wind-power-generation installation is floated on the ocean, and it is made to move to the place with a wind, and an electric power is generated.

特開平8−198195号公報JP-A-8-198195 特開2011−157865号公報JP, 2011-157865, A 特開2003−246586号公報JP 2003-246586 A 特開2003−028045号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-028045 特開2009−041477号公報JP, 2009-041477, A

しかしながら、特許文献1、2のように、移動による相対風を用いる場合には、発電時に常に移動のための燃料や電気などのエネルギーが必要となる。また、特許文献3、4の風力発電装置では、高所でも無風の場合には、発電することができない。また、特許文献5では、海洋上を移動するための装置全体が大型化してしまう。   However, when using the relative wind by movement as in Patent Documents 1 and 2, energy such as fuel or electricity for movement is always required at the time of power generation. Moreover, in the wind power generator of patent documents 3 and 4, electric power can not be generated, even at high places when there is no wind. Moreover, in patent document 5, the whole apparatus for moving on the ocean will be enlarged.

本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、簡易な構成で移動できると共に、風力を用いて発電することが可能な発電用飛行体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned facts, and it is an object of the present invention to provide a power generation flying body capable of moving with a simple configuration and capable of generating power using wind power.

請求項1に記載の発電用飛行体は、飛行本体部と、前記飛行本体部に取り付けられ、飛行時に揚力を発生させると共に、停留時に風力を受けて回転する回転翼と、前記回転翼の回転軸に接続され、飛行時に前記回転翼を回転させると共に、停留時に前記回転軸の回転を受けて発電するモータジェネレータと、前記モータジェネレータに接続された電池と、を備えている。 The power generation flying body according to claim 1 is a flight body portion, a rotary wing attached to the flight body portion to generate lift during flight, and receives a wind force when stationary and rotates, and a rotary wing rotates. A motor generator is connected to the shaft, rotates the rotor during flight, and receives power from the rotation of the rotating shaft when stationary, and a battery connected to the motor generator.

請求項1に係る発電用飛行体は、回転翼及びモータジェネレータを備えている。回転翼は、発電用飛行体の飛行時にモータジェネレータにより回転して揚力を発生させる。これにより、発電用飛行体が飛行可能となり、風の有る場所へ移動することができる。また、回転翼は、発電用飛行体の停留時に風力を受けて回転軸を回転させ、当該回転軸の回転を受けてモータジェネレータが発電する。これにより、移動の動力源であるモータジェネレータを用いて、簡易な構成で発電することができる。また、モータジェネレータには、電池が接続されている。したがって、モータジェネレータを駆動させる電力を電池から供給することができる。また、例えば、発電により得られた電力を、電池に蓄電したり、外部へ送電したりすることができる。   The power generation flying body according to claim 1 includes a rotary wing and a motor generator. The rotary wings are rotated by the motor generator to generate lift during flight of the power generation flight vehicle. As a result, the power generation aircraft can fly and can move to a windy place. In addition, when the power generation flying body is stopped, the rotor receives the wind power to rotate the rotation shaft, and the motor generator generates power in response to the rotation of the rotation shaft. Thus, power can be generated with a simple configuration using the motor generator that is a motive power source for movement. A battery is connected to the motor generator. Therefore, the power for driving the motor generator can be supplied from the battery. Further, for example, power obtained by power generation can be stored in a battery or can be transmitted to the outside.

請求項2に記載の発電用飛行体は、発電による前記モータジェネレータからの電力を出力する電力出力路と、前記電池から前記モータジェネレータへ電力を供給する電力供給路と、を備えている。 The power generation flying object according to claim 2 comprises a power output path for outputting the power from the motor generator by the power generation, and a power supply path for supplying power from the battery to the motor generator.

請求項2に係る発電用飛行体によれば、電力出力路と電力供給路を有しているので、飛行時と発電時において切り替えを行うことができる。 According to the power generation flying body of the second aspect, since the power output path and the power supply path are provided, switching can be performed at the time of flight and at the time of power generation.

請求項3に記載の発電用飛行体は、停留時に前記飛行本体部を地上工作物に固定する固定部を備えている。 The power generation flying object according to the third aspect of the present invention is provided with a fixing portion for fixing the flight main body portion to the ground work at the time of stopping.

請求項3に係る発電用飛行体によれば、地上工作物に発電用飛行体を固定することで、安定した状態で風を受けて発電を行うことができる。 According to the power generation flying body of the third aspect, by fixing the power generation flying body to the ground work, it is possible to receive power in a stable state to generate power.

請求項4に記載の発電用飛行体は、前記固定部は、前記飛行本体部から延出され、延出先端で地上工作物の一部を挟持する挟持アームで構成されている。 In the power generation flying body according to a fourth aspect of the present invention, the fixing portion is constituted by a holding arm which extends from the flight main body and which holds a part of the ground work with an extending tip.

請求項4に係る発電用飛行体によれば、挟持アームで地上工作物の一部を挟持することにより、簡易に発電用飛行体を固定することができる。 According to the power generation flying body of the fourth aspect, the power generation flying body can be easily fixed by holding a part of the ground work with the holding arm.

請求項5に記載の発電用飛行体は、前記固定部により地上工作物に固定された状態で、前記回転軸の方向が鉛直方向または水平方向に配置されるように前記飛行本体部の向きを変換させる翼軸方向変換部、を備えている。 The power generation flying body according to claim 5, in a state of being fixed to the ground work by the fixing portion, the direction of the rotation axis is oriented in the vertical direction or the horizontal direction, It has a blade axial direction conversion unit to be converted.

請求項5に係る発電用飛行体によれば、翼軸方向変換部により回転軸の方向が鉛直方向と水平方向の間で変換されるので、地上工作物に固定された状態で、回転翼で風を効率的に受けることができる。 According to the power generation flying body of the fifth aspect, the direction of the rotation axis is converted between the vertical direction and the horizontal direction by the blade axial direction conversion unit, so that the rotary wing is fixed to the ground workpiece. You can receive wind efficiently.

請求項6に記載の発電用飛行体は、前記飛行本体部を回転可能に支持する支持部材を含んでいる。 The power generation flying vehicle according to claim 6 includes a support member rotatably supporting the flight main body.

請求項6に係る発電用飛行体によれば、支持部材で支持して飛行本体部を回転させることができる。これにより、回転翼を回転させて、回転軸の方向を鉛直方向と水平方向の間で変換することができる。 According to the sixth aspect of the power generation flying body, the flight main body can be rotated by being supported by the support member. Thereby, the rotor can be rotated to convert the direction of the rotation axis between the vertical direction and the horizontal direction.

請求項7に記載の発電用飛行体は、鉛直方向に配置され、前記回転軸を水平方向に維持しつつ前記回転軸の延在方向を変える鉛直軸部材、を備えている。 The power generation flying object according to claim 7 includes a vertical shaft member which is disposed in the vertical direction and changes the extending direction of the rotating shaft while maintaining the rotating shaft in the horizontal direction.

請求項7に係る発電用飛行体によれば、鉛直軸部材により回転軸を水平方向に維持したまま回転軸の延在方向を変えることができる。 According to the seventh aspect of the power generation flying object, the extending direction of the rotating shaft can be changed while the rotating shaft is maintained in the horizontal direction by the vertical shaft member.

請求項8に記載の発電用飛行体は、前記回転軸を水平方向に向けた状態で、前記回転翼を風に正対させる風向正対板、を備えている。 The power generation flying body according to claim 8 includes a wind direction facing plate which makes the rotary wing face the wind with the rotation axis directed in the horizontal direction.

請求項8に係る発電用飛行体によれば、風向正対板により回転翼を風に正対させて、効率よく回転翼を回転させることができる。 According to the power generation flying body of the eighth aspect, the rotor can be efficiently rotated by causing the rotor to face the wind by the wind direction facing plate.

以上説明したように、本発明の発電用飛行体によれば、簡易な構成で移動できると共に、風力を用いて発電することができる。   As described above, according to the power generation flying body of the present invention, while being able to move with a simple configuration, power can be generated using wind power.

第1実施形態に係る発電用飛行体の斜視図(飛行時の飛行本体部位置)である。It is a perspective view (the flight main-body part position at the time of flight) of the flight body for electric power generation which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る発電用飛行体の平面図(飛行時の飛行本体部位置)である。It is a top view (the flight main-body part position at the time of flight) of the flight body for electric power generation which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る発電用飛行体の側面図(飛行時の飛行本体部位置)である。It is a side view (the flight main part position at the time of flight) of the flight body for electric power generation concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る発電用飛行体の正面図(飛行時の飛行本体部位置)である。It is a front view (the flight main-body part position at the time of flight) of the flight body for electric power generation which concerns on 1st Embodiment. 第1本実施形態のモータジェネレータと電池との接続関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection relation of the motor generator of 1st this embodiment, and a battery. 第1本実施形態の可動凸部の(A)は凸芯が突出位置に配置されている状態、(B)は凸芯が退避位置に配置されている状態、を示す説明図である。(A) of the movable convex part of 1st this embodiment is an explanatory view showing the state where a convex core is arranged at a projection position, and (B) shows the state where a convex core is arranged at a retreat position. 第1実施形態に係る発電用飛行体が地上工作物に固定されている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the flight body for electric power generation which concerns on 1st Embodiment is being fixed to the ground work product. 第1実施形態に係る発電用飛行体の正面図(発電時の飛行本体部位置)である。It is a front view of the flight body for electric power generation which concerns on 1st Embodiment (the flight main-body part position at the time of electric power generation). 第1実施形態に係る発電用飛行体の側面図(発電時の飛行本体部位置)である。It is a side view (the flight main part position at the time of power generation) of the flight body for electric power generation concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る発電用飛行体の平面図(発電時の飛行本体部位置)である。It is a top view (The flight main-body part position at the time of electric power generation) of the flight body for electric power generation which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例に係る発電用飛行体の側面図(発電時の飛行本体部位置)である。It is a side view (flight main part position at the time of power generation) of a power generation flying body according to a modification of the first embodiment. 第2実施形態に係る発電用飛行体の正面図(発電時の飛行本体部位置)である。It is a front view of the flight body for electric power generation which concerns on 2nd Embodiment (flight main-body part position at the time of electric power generation).

[第1実施形態]
以下、本発明が適用された発電用飛行体の第1実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図に適宜示される矢印UPは、鉛直方向上側を示している。本実施形態の発電用飛行体10では、ホバリング時における回転翼14の回転軸16の延在方向を上下方向と称する。ホバリング時における上下方向は、鉛直方向と一致しており、鉛直方向上向きに揚力を発生させている。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of a power generation flying vehicle to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, arrow UP suitably shown by each figure has shown the perpendicular direction upper side. In the power generation flying body 10 of the present embodiment, the extending direction of the rotation shaft 16 of the rotary wing 14 at the time of hovering is referred to as the vertical direction. The vertical direction at the time of hovering coincides with the vertical direction, and lift is generated upward in the vertical direction.

図1に示されるように、本実施形態の発電用飛行体10は、飛行本体部20及び回転翼14を備えている。図2〜図4にも示されるように、飛行本体部20は、中央部22、アーム部24、及び、骨格部26を有している。中央部22は中空とされ、内部に、制御部18(モータ制御、飛行制御、発電制御など)、不図示の通信アンテナ、位置センサ、カメラ、電池40等を備えている。中央部22は、平面視において、飛行本体部20の中央に配置される。以下、この中央部22を中心にして、平面視で中央部22の中心から離れる方向を径方向外側、中央部22の中心へ近づく方向を径方向内側という。   As shown in FIG. 1, the power generation flying body 10 of the present embodiment includes a flight main body 20 and a rotary wing 14. As also shown in FIGS. 2 to 4, the flight main body portion 20 has a central portion 22, an arm portion 24 and a skeleton portion 26. The central portion 22 is hollow, and includes a control unit 18 (motor control, flight control, power generation control, etc.), a communication antenna (not shown), a position sensor, a camera, a battery 40 and the like. The central portion 22 is disposed at the center of the flight main body 20 in plan view. Hereinafter, with the central portion 22 as a center, the direction away from the center of the central portion 22 in a plan view is referred to as the radially outer side, and the direction approaching the center of the central portion 22 is referred to as the radially inner side.

アーム部24は、4本設けられ、平面視で中央部22から外側に放射状に延出されている。アーム部24の各々の先端には、モータジェネレータ15が取り付けられている。モータジェネレータ15は、電気モータ(電動機)としての機能を有し、回転子、固定子、回転軸、軸受けなどの一般的な部材を備えている。直流モータであっても交流モータであってもよい。モータジェネレータ15は、回転軸16が回転することにより、発電機としても機能する。   The four arm portions 24 are provided and radially extend outward from the central portion 22 in a plan view. A motor generator 15 is attached to the tip of each of the arms 24. The motor generator 15 has a function as an electric motor (electric motor), and is provided with general members such as a rotor, a stator, a rotating shaft, and a bearing. It may be a direct current motor or an alternating current motor. The motor generator 15 also functions as a generator when the rotating shaft 16 rotates.

モータジェネレータ15の回転軸16周りには、回転翼14が取り付けられている。回転翼14は、モータジェネレータ15の回転軸16周りに回転して、揚力を発生させる。モータジェネレータ15の回転軸16が回転翼14の回転軸を兼ねている。回転翼14は、モータジェネレータ15を駆動源として回転する。アーム部24は中空とされており、内部に制御部18、制御、動力用の配線等が収納されている。   Rotor blades 14 are attached around the rotation axis 16 of the motor generator 15. The rotary wings 14 rotate around the rotation shaft 16 of the motor generator 15 to generate lift. The rotation shaft 16 of the motor generator 15 doubles as the rotation shaft of the rotary wing 14. The rotary wings 14 rotate using the motor generator 15 as a drive source. The arm portion 24 is hollow, and the control portion 18, wires for control, power and the like are accommodated therein.

発電用飛行体10の飛行状態を制御する場合には、従来のいわゆるマルチコプターの制御と同様に、各回転翼14の回転方向や回転数を制御する。例えば、本実施形態のように、4個の回転翼14を備えている場合には、4個の回転翼14の内、飛行本体部20の中央部22を挟んで対向位置にある一対の回転翼14を時計回りに回転させ、この回転翼14と異なる一対の回転翼14を反時計周りに回転させる。すなわち、隣り合う回転翼14は逆方向に回転させる。このように回転翼14の回転方向を設定し、発電用飛行体10に働くトルクをゼロに保つ場合には、各回転翼14の回転数は同一にする。発電用飛行体10を傾けて推進力を得る場合には、進行方向前側の2個の回転翼14の回転数を、進行方向後方の2個の回転翼14の回転数よりも小さくする。なお、発電用飛行体10自体を回転させたり機体を傾けたりする場合の制御についても、従来のマルチコプターの制御と同様に行われる。   When controlling the flight state of the power generation flying object 10, the rotational direction and the number of rotations of the respective rotary wings 14 are controlled in the same manner as control of a conventional so-called multicopter. For example, in the case where four rotary wings 14 are provided as in the present embodiment, among the four rotary wings 14, a pair of rotations located at opposing positions sandwiching the central portion 22 of the flight main body 20. The wings 14 are rotated clockwise, and a pair of rotors 14 different from the rotors 14 are rotated counterclockwise. That is, the adjacent rotary wings 14 are rotated in the reverse direction. When the rotational direction of the rotary wings 14 is set as described above, and the torque acting on the power generation flying body 10 is maintained at zero, the rotational speeds of the rotary wings 14 are made the same. When the power generation flying body 10 is inclined to obtain a propulsive force, the rotational speeds of the two rotary wings 14 on the front side in the traveling direction are made smaller than the rotational speeds of the two rotary wings 14 on the rear side. The control in the case of rotating the power generation flying body 10 itself or tilting the body is also performed in the same manner as the control of the conventional multicopter.

図5に示されるように、モータジェネレータ15には、電力出力路42及び電力供給路44を介して電池40が接続されている。電力出力路42は、モータジェネレータ15が発電する際に、モータジェネレータ15からの電力を電池40へ送って充電するためのラインである。一方、電力供給路44は、電池40からモータジェネレータ15へ電力を供給するためのラインである。電力出力路42及び電力供給路44は、切り換え用のスイッチ45を介してモータジェネレータ15と接続されている。モータジェネレータ15と電池40は、制御部18からの指示に応じて、電力出力路42または電力供給路44のいずれか一方を介して接続される。なお、電池40は、1個でもよいし、複数が並列に接続されていてもよい。また、複数の電池40を備え、選択的に充電、給電を行う電池40を決定して、電力供給路44、電力出力路42の接続を行ってもよい。さらに、電池40は、充電専用のもの、飛行専用のものを別々に備えていてもよい。   As shown in FIG. 5, battery 40 is connected to motor generator 15 via power output path 42 and power supply path 44. The power output path 42 is a line for transmitting the power from the motor generator 15 to the battery 40 for charging when the motor generator 15 generates power. On the other hand, the power supply path 44 is a line for supplying power from the battery 40 to the motor generator 15. The power output path 42 and the power supply path 44 are connected to the motor generator 15 via the switch 45 for switching. Motor generator 15 and battery 40 are connected via either power output path 42 or power supply path 44 in accordance with an instruction from control unit 18. The number of batteries 40 may be one, or a plurality of batteries may be connected in parallel. Alternatively, the power supply path 44 and the power output path 42 may be connected by determining the battery 40 that includes a plurality of batteries 40 and selectively charges and supplies power. Furthermore, the battery 40 may be separately provided for charging only and for flying only.

骨格部26は、中央部22に支持されており、各々の回転翼14の外周を囲む環状部26A、及び隣り合う環状部26A同士を連結する連結部26Bを有している。環状部26Aは、径方向内側が中央部22と連結されており、径方向外側が後述するガード部材28と連結されている。   The frame portion 26 is supported by the central portion 22 and includes an annular portion 26A surrounding the outer periphery of each rotary wing 14 and a connecting portion 26B connecting adjacent annular portions 26A. The radially inner side of the annular portion 26A is connected to the central portion 22 and the radially outer side is connected to a guard member 28 described later.

飛行本体部20及び回転翼14の径方向外側には、ガード部材28が設けられている。ガード部材28は、平面視で円形の枠状とされ、発電用飛行体10の4個の回転翼14の周りを囲むように配置されている。ガード部材28は、径方向内側から環状部26Aによって支持されている。   A guard member 28 is provided on the radially outer side of the flight main body 20 and the rotary wings 14. The guard member 28 has a circular frame shape in plan view, and is disposed to surround the four rotary wings 14 of the power generation flying object 10. The guard member 28 is supported by the annular portion 26A from the radially inner side.

ガード部材28の外周には、平面視で隣り合う2本のアーム部24の中間に対応する位置(2箇所)に、係止部27、29が形成されている。係止部27、29は、ガード部材28の外周面から径方向外側へ突出する凸部27A、29Aに径方向外側に開口する孔27B、29Bが穿孔されている。   Locking portions 27 and 29 are formed on the outer periphery of the guard member 28 at positions (two places) corresponding to the middle of two adjacent arm portions 24 in a plan view. In the locking portions 27 and 29, holes 27B and 29B opened to the outside in the radial direction are bored in convex portions 27A and 29A protruding outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the guard member 28.

ガード部材28の外側には、支持部材30が配置されている。支持部材30は、ガード挟持部32、L字バー34を有している。ガード挟持部32は、平面視で略コ字状とされ(図2参照)、ガード部材28の中心を通る一対の対向位置の支持部32Aにおいてガード部材28を挟み込むように配置されている。ガード挟持部32は、支持部32Aにおいて、ベアリング(不図示)を介して、ガード部材28に取り付けられている。ガード部材28及び飛行本体部20は、一対の支持部32Aを結ぶ軸を中心に前述のベアリングを介して回転可能にガード挟持部32により支持されている。一対の支持部32Aは、係止部27、29から90°ずれた位置に配置されている。   A support member 30 is disposed on the outside of the guard member 28. The support member 30 has a guard holding portion 32 and an L-shaped bar 34. The guard sandwiching portion 32 is substantially U-shaped in plan view (see FIG. 2), and is disposed so as to sandwich the guard member 28 at the pair of opposing support portions 32A passing the center of the guard member 28. The guard sandwiching portion 32 is attached to the guard member 28 via a bearing (not shown) at the support portion 32A. The guard member 28 and the flight main body portion 20 are supported by the guard sandwiching portion 32 so as to be rotatable about the axis connecting the pair of support portions 32A via the aforementioned bearing. The pair of support portions 32 </ b> A is disposed at a position shifted by 90 ° from the locking portions 27 and 29.

ガード挟持部32のコ字の中央部分には、可動凸部33が形成されている。可動凸部33は、図6(A)(B)に示されるように、ソレノイド33Cを含んで構成されており、ソレノイド33Cにより凸芯33Aがガード部材28側へ突出する突出位置P1(図6(A)参照)と、ガード部材28から離れる側へ退避する退避位置P2(図6(B)参照)との間を可動とされている。   A movable convex portion 33 is formed at a central portion of the U shape of the guard sandwiching portion 32. As shown in FIGS. 6A and 6B, the movable convex portion 33 includes a solenoid 33C, and a projecting position P1 at which the convex core 33A protrudes toward the guard member 28 by the solenoid 33C (FIG. 6A). (A) (see FIG. 6) and a retracting position P2 (see FIG. 6B) that retracts to the side away from the guard member 28 are movable.

図3に示されるように、L字バー34は、側面視で略L字状とされ、L字の一方側の鉛直部34AとL字の他端側の水平部34Bとを有している。鉛直部34Aの一端は、ガード挟持部32の中央部分に取り付けられ、鉛直部34Aはガード挟持部32と直交する下方向に延出されている。水平部34Bは、鉛直部34Aの他端から屈曲して鉛直部34Aと直交する方向に延出され、先端が支持部32Aに対応する位置に配置されている。   As shown in FIG. 3, the L-shaped bar 34 is substantially L-shaped in a side view, and has a vertical portion 34A on one side of the L-shape and a horizontal portion 34B on the other side of the L-shape. . One end of the vertical portion 34A is attached to a central portion of the guard holding portion 32, and the vertical portion 34A extends downward in a direction perpendicular to the guard holding portion 32. The horizontal portion 34B is bent from the other end of the vertical portion 34A and extends in a direction orthogonal to the vertical portion 34A, and the tip is disposed at a position corresponding to the support portion 32A.

水平部34Bの先端の下側には、挟持アーム38がベアリング(不図示)を介して取り付けられている。挟持アーム38は、鉛直部34Aと同方向に延出されている。支持部材30は、挟持アーム38により支持されている。挟持アーム38は、円柱状の回転軸部38Aと分岐部38Bを有している。支持部材30は、回転軸部38Aの柱軸を中心として回転可能に支持されている。挟持アーム38は、下側に2分岐されて延出され、分岐の各々の先端に挟持対象物に応じて爪間隔を変更できる挟持部38Cが形成されている。挟持部38Cは、地上工作物Kの端部や挟持用の部分を2枚の爪間に挿入させ、爪間隔を狭めることにより停留時に地上工作物Kへ固定される。   On the lower side of the tip of the horizontal portion 34B, a holding arm 38 is attached via a bearing (not shown). The holding arm 38 is extended in the same direction as the vertical portion 34A. The support member 30 is supported by the holding arm 38. The holding arm 38 has a cylindrical rotary shaft 38A and a branch 38B. The support member 30 is rotatably supported around a column axis of the rotation shaft 38A. The holding arm 38 is branched downward into two branches and extended, and a holding portion 38C capable of changing the distance between the claws according to the object to be held is formed at the tip of each branch. The holding portion 38C is fixed to the ground work K at the time of stopping by inserting the end of the ground work K and a holding portion between the two claws and narrowing the distance between the claws.

水平部34Bの先端付近の上側には、可動凸部39が形成されている。可動凸部39は、可動凸部33と同様の構成を有し、ソレノイド33Cにより凸芯33Aがガード部材28側へ突出する突出位置P1と、ガード部材28から離れる側へ退避する退避位置P2との間を可動とされている。   A movable convex portion 39 is formed on the upper side near the tip of the horizontal portion 34B. The movable convex portion 39 has the same configuration as the movable convex portion 33, and a protruding position P1 where the convex core 33A protrudes toward the guard member 28 by the solenoid 33C, and a retracted position P2 where the convex core 33A retreats away from the guard member 28 It is considered to be movable.

ガード挟持部32の中央には、風向正対板48が設けられている。風向正対板48は、板状とされ、板面が鉛直部34A及び水平部34Bの延在方向に延在するように配置されている。風向正対板48により、支持部材30が挟持アーム38の回転軸部38Aを中心にして回転する。   A wind direction facing plate 48 is provided at the center of the guard sandwiching portion 32. The wind direction facing plate 48 is in the form of a plate, and is disposed such that the plate surface extends in the extending direction of the vertical portion 34A and the horizontal portion 34B. The support member 30 is rotated about the rotation shaft 38A of the holding arm 38 by the wind direction facing plate 48.

側面視で、ガード部材28は、係止部29が可動凸部33と係合している状態で、ガード挟持部32と平行に配置される水平位置G1に配置される(図3参照)。また、ガード部材28は、係止部27が可動凸部39と係合している状態で、ガード挟持部32と直交するように配置される鉛直位置G2に配置される(図9参照)。支持部材30は、所謂2軸ジンバル機構を有している。   In a side view, the guard member 28 is disposed at a horizontal position G1 disposed in parallel with the guard sandwiching portion 32 in a state where the locking portion 29 is engaged with the movable convex portion 33 (see FIG. 3). Further, the guard member 28 is disposed at the vertical position G2 which is disposed to be orthogonal to the guard sandwiching portion 32 in a state where the locking portion 27 is engaged with the movable convex portion 39 (see FIG. 9). The support member 30 has a so-called biaxial gimbal mechanism.

次に、本実施形態の発電用飛行体10の作用について説明する。   Next, the operation of the power generation flying object 10 of the present embodiment will be described.

発電用飛行体10は、最初、基地に停留していてもよいし、道路設備に停留していてもよい。発電用飛行体10は、基地からの指示を受けて、発電に適した風が観測される場所へ移動する。離陸時には、スイッチ45は、電力供給路44側がオンとなるように切り換えられ、電池40からモータジェネレータ15へ電力が供給され、モータジェネレータ15が駆動される。   The power generation flying object 10 may initially be stationed at a base or may be stationed at a road facility. In response to an instruction from the base, the power generation flying body 10 moves to a place where a wind suitable for power generation is observed. At takeoff, the switch 45 is switched so that the power supply path 44 side is turned on, power is supplied from the battery 40 to the motor generator 15, and the motor generator 15 is driven.

図1〜図4に示されるように、発電用飛行体10は、支持部材30のガード挟持部32とガード部材28とが平行になる水平位置G1に配置され、ソレノイド33Cの電源がオフにされることにより、可動凸部33の凸芯33Aは突出位置P1に配置され係止部29の孔29Bへ挿入されている。発電用飛行体10は、回転軸16の方向が鉛直方向となっており、回転翼14の回転により揚力を得て上方へ上昇する。そして、各々の回転翼14の回転を制御することにより飛行本体部20を傾けて推進力を得て、発電に適した風が有る場所へ移動する。   As shown in FIGS. 1 to 4, the power generation flying object 10 is disposed at the horizontal position G1 where the guard sandwiching portion 32 of the support member 30 and the guard member 28 are parallel, and the power of the solenoid 33C is turned off. Thus, the convex core 33A of the movable convex portion 33 is disposed at the projecting position P1 and is inserted into the hole 29B of the locking portion 29. The power generation flying body 10 has a vertical direction in which the direction of the rotation shaft 16 is vertical, and lifts by the rotation of the rotary wings 14 to rise upward. Then, by controlling the rotation of each of the rotary wings 14, the flight main body unit 20 is inclined to obtain a propulsive force, and it moves to a place where there is a wind suitable for power generation.

着陸時には、位置センサやカメラの情報を利用して、地上工作物Kへ向かって降下し、挟持アーム38の挟持部38Cを地上工作物Kに固定する。図7では、道路の路肩に設置された防風柵(地上工作物K)の上端を上側から挟持部38Cで挟み込むことにより、発電用飛行体10を防風柵に固定している。支持部材30は、鉛直部34Aが鉛直方向に沿って配置される。この状態で、図6(B)に示されるように、可動凸部33において、ソレノイド33Cの電源をオンにして凸芯33Aを孔29Bから抜き出し、回転翼14を制御してガード部材28を一対の支持部32Aを結ぶ軸を中心に90°回転させる。可動凸部39のソレノイド33Cの電源をオンにして退避位置P2に配置し、ガード部材28の係止部27を可動凸部39に対応する位置に配置させる。そして、可動凸部39のソレノイド33Cの電源をオフにして、凸芯33Aを突出位置P1に移動させ、孔39Bへ挿入する。これにより、ガード部材28は、鉛直位置G2に配置され、回転軸16が水平方向に配置される(図8、9参照)。   At the time of landing, it descends toward the ground work K using information from a position sensor and a camera, and the holding portion 38C of the holding arm 38 is fixed to the ground work K. In FIG. 7, the power generation flying object 10 is fixed to the windbreak fence by sandwiching the upper end of the windbreak fence (ground work K) installed on the road shoulder of the road with the sandwiching portion 38C from the upper side. In the support member 30, the vertical portion 34A is disposed along the vertical direction. In this state, as shown in FIG. 6B, in the movable convex portion 33, the solenoid 33C is turned on to extract the convex core 33A from the hole 29B, and the rotary wing 14 is controlled to pair the guard member 28. 90 ° around the axis connecting the support portions 32A. The power supply of the solenoid 33C of the movable convex portion 39 is turned on and disposed at the retraction position P2, and the locking portion 27 of the guard member 28 is disposed at a position corresponding to the movable convex portion 39. Then, the power of the solenoid 33C of the movable convex portion 39 is turned off, and the convex core 33A is moved to the projecting position P1 and inserted into the hole 39B. Thereby, the guard member 28 is disposed at the vertical position G2, and the rotation shaft 16 is disposed in the horizontal direction (see FIGS. 8 and 9).

次に、スイッチ45は、電力出力路42側がオンとなるように切り換えられる。発電用飛行体10は、防風柵に固定された状態で、支持部材30が、風向正対板48により風へ正対するように、回転軸部38Aを中心に回転する(図10参照)。回転翼14は、風を受けて回転し、モータジェネレータ15で発電が行われる。発電された電気は、電力出力路42を通って電池40へ送られ、電池40に充電される。   Next, the switch 45 is switched so that the power output path 42 side is turned on. The power generation flying body 10 rotates around the rotation shaft 38A so that the support member 30 faces the wind by the wind direction facing plate 48 while being fixed to the windbreak fence (see FIG. 10). The rotor 14 receives the wind and rotates, and the motor generator 15 generates power. The generated electricity is sent to the battery 40 through the power output path 42 and charged to the battery 40.

本実施形態の発電用飛行体10は、モータジェネレータ15を動力源とする回転翼14により揚力を発生させることができるので、他の移動体を利用することなく、簡易に発電に適した風の有る場所へ移動することができる。また、回転翼14は、発電用飛行体10の停留時に風力を受けて回転軸16を回転させる。回転軸16の回転により、モータジェネレータ15が発電する。これにより、移動の動力源であるモータジェネレータ15を用いて、簡易な構成で発電することができる。   In the power generation flying body 10 of the present embodiment, since the lift force can be generated by the rotary wings 14 having the motor generator 15 as a motive power source, a wind suitable for power generation simply without using other moving bodies. You can move to a place. In addition, the rotary wings 14 receive the wind power when the power generation flying object 10 is stopped and rotate the rotation shaft 16. The rotation of the rotating shaft 16 causes the motor generator 15 to generate power. Thereby, power can be generated with a simple configuration using the motor generator 15 which is a motive power source for movement.

また、本実施形態では、モータジェネレータ15に、電力出力路42と電力供給路44を介して電池40が接続されている。したがって、モータジェネレータ15を駆動させる電力を電池40から供給することができると共に、発電により得られた電力を、電池40に蓄電することができる。蓄電された電池40は、基地へ持ち帰ってもよいし、停留状態で地上工作物Kにおいて、点灯などに用いてもよい。   Further, in the present embodiment, the battery 40 is connected to the motor generator 15 via the power output path 42 and the power supply path 44. Therefore, electric power for driving motor generator 15 can be supplied from battery 40, and electric power obtained by power generation can be stored in battery 40. The stored battery 40 may be brought back to the base, or may be used for lighting or the like on the ground work K in a stationary state.

また、本実施形態では、挟持アーム38の挟持部38Cで防風柵の上端を挟み込むことにより、発電用飛行体10を簡単に防風柵に固定することができ、安定して風を受けて発電を行うことができる。   Further, in the present embodiment, by sandwiching the upper end of the windbreak fence with the sandwiching portion 38C of the sandwiching arm 38, the power generation flying object 10 can be easily fixed to the windbreak fence, and stably receives wind to generate electricity. It can be carried out.

また、本実施形態の発電用飛行体10は、地上工作物K(本実施形態では防風柵)に固定された状態で、支持部材30に対してガード部材28を回転させて回転軸16を水平方向に配置する。したがって、回転翼14で風を受けやすくすることができる。   Further, the power generation flying body 10 of the present embodiment rotates the guard member 28 with respect to the support member 30 in a state of being fixed to the ground work K (in the present embodiment, a windbreak fence) to horizontally rotate the rotating shaft 16. Arrange in the direction. Therefore, the rotor 14 can easily receive the wind.

さらに、本実施形態の発電用飛行体10は、風向正対板48を有しているので、ガード部材28及び飛行本体部20は、挟持アーム38の延在方向(回転軸部38Aの柱軸)を軸中心にして回転し、回転翼14が風に正対する。したがって、効率よく回転翼14で風を受けて回転軸16を回転させることができる。   Furthermore, since the power generation flying body 10 of the present embodiment includes the wind direction facing plate 48, the guard member 28 and the flight main body portion 20 extend in the extending direction of the holding arm 38 (the column axis of the rotation shaft portion 38A ), And the rotor 14 faces the wind. Therefore, it is possible to efficiently receive the wind by the rotary wings 14 and rotate the rotary shaft 16.

また、本実施形態の発電用飛行体10は、メンテナンス時には、飛行により基地へ帰ることができるので、回収に行く必要がなく、容易にメンテナンスを行うことができる。   Further, since the power generation flying body 10 of the present embodiment can return to the base by flight at the time of maintenance, it is possible to easily perform maintenance without having to go for recovery.

なお、本実施形態の発電用飛行体10のガード部材28の外周に、図11に示すように、鍔部50を設けてもよい。鍔部50は、ガード部材28の厚み方向の風が流入する一端側に径方向外側へ突出する環状枠で構成されている。鍔部50により、回転翼14の風の流入下流側に負圧を発生させることができ、回転翼14へ流入する風量を多くすることができる。   In addition, you may provide the collar part 50 in the outer periphery of the guard member 28 of the flight body 10 for electric power generation of this embodiment, as shown in FIG. The flange portion 50 is formed of an annular frame projecting radially outward at one end side into which the air in the thickness direction of the guard member 28 flows. Negative pressure can be generated on the downstream side of the inflow of the wind of the rotary wing 14 by the flange portion 50, and the volume of air flowing into the rotary wing 14 can be increased.

また、発電用飛行体10は、風速センサ、温度センサ、道路を走行する車の車速を検出するセンサなどを備えていてもよい。これらのセンサにより検出された情報、及び画像情報を基地へ送ることにより、遠隔地のモニタを行うことができる。この場合には、発電により得られた電力を、各種センサの駆動、カメラの駆動、通信などに使用することができる。   In addition, the power generation flying body 10 may include a wind speed sensor, a temperature sensor, a sensor that detects the speed of a vehicle traveling on a road, and the like. By sending information detected by these sensors and image information to the base, remote monitoring can be performed. In this case, the power obtained by the power generation can be used for driving of various sensors, driving of a camera, communication, and the like.

[第2実施形態]
次に、本発明が適用された発電用飛行体の第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態と同様の部分は同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the power generation flying vehicle to which the present invention is applied will be described. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted.

本実施形態の発電用飛行体11は、挟持アーム38に代えて、係合軸部52を有している点が、第1実施形態の発電用飛行体10と異なる。また、電力出力路42が電池40へ接続されていることに加え、道路設備60内に配設された系統電力ラインL1に接続されている点が異なる。   The power generation flying body 11 of the present embodiment differs from the power generation flying body 10 of the first embodiment in that the power generation flying body 11 has an engaging shaft portion 52 in place of the sandwiching arm 38. Further, in addition to the connection of the power output path 42 to the battery 40, it is different in that it is connected to the grid power line L1 disposed in the road equipment 60.

図12に示されるように、水平部34Bの先端の下側には、係合軸部52が取り付けられている。係合軸部52は、鉛直部34Aと同方向に延出されている。係合軸部52は、円柱状とされ、水平部34Bと反対側の先端に開口する取付孔52Aが形成されている。取付孔52Aには、分岐された電力出力路42Aと接続された接点(不図示)が露出されている。   As shown in FIG. 12, an engagement shaft 52 is attached to the lower side of the tip of the horizontal portion 34B. The engagement shaft 52 is extended in the same direction as the vertical portion 34A. The engagement shaft portion 52 is formed in a cylindrical shape, and a mounting hole 52A opened at a tip opposite to the horizontal portion 34B is formed. A contact (not shown) connected to the branched power output path 42A is exposed to the mounting hole 52A.

道路設備60には、鉛直方向に立ち上がる係合ポール62が形成されている。係合ポール62は、取付孔52Aに挿入可能な外径の円柱状とされている。係合ポール62の先端には、接点(不図示)が形成されており、接点は、電力出力路42Cにより道路設備60に配設された電力制御装置64と接続されている。電力制御装置64は系統電力ラインL1と接続されている。電力制御装置64には、例えば、太陽光発電装置66が接続されている。係合ポール62が取付孔52Aに挿入されると、係合軸部52側の接点と接触し、電力出力路42Aが電力制御装置64を介して系統電力ラインL1と接続される。   The road equipment 60 is formed with an engagement pole 62 which rises in the vertical direction. The engagement pole 62 has a cylindrical shape with an outer diameter that can be inserted into the mounting hole 52A. A contact (not shown) is formed at the tip of the engagement pole 62, and the contact is connected to the power control device 64 disposed on the road equipment 60 by the power output path 42C. The power control device 64 is connected to the system power line L1. For example, a solar power generation device 66 is connected to the power control device 64. When the engaging pole 62 is inserted into the mounting hole 52A, the engaging pole 62 comes into contact with the contact on the engaging shaft 52 side, and the power output path 42A is connected to the system power line L1 via the power control device 64.

次に、本実施形態の発電用飛行体11の作用について説明する。   Next, the operation of the power generation flying object 11 of the present embodiment will be described.

発電用飛行体11は、基地からの指示を受けて、発電に適した風が有る場所へ飛行して移動する。離陸時の動作については、第1実施形態と同様に行われる。   In response to an instruction from the base, the power generation flying body 11 flies and moves to a place where there is a wind suitable for power generation. The operation at takeoff is performed as in the first embodiment.

着陸時には、地上工作物へ向かって降下し、係合軸部52を地上工作物K上に設置された係合ポール62へ外挿して固定する。ここから、第1実施形態と同様に、支持部32Aを結ぶ軸を中心にガード部材28を回転させて、回転軸16を水平方向に配置する。スイッチ45を、電力出力路42側がオンとなるように切り換えると、発電用飛行体11の接点と、道路設備60の系統電力ラインL1とが接続される。支持部材30は、風向正対板48により風へ正対するように、回転軸部38Aを中心に回転する。回転翼14は風を受けて回転し、モータジェネレータ15で発電が行われる。発電された電気は、電力出力路42Aを通って電力制御装置64を介して系統電力ラインL1へ送られる。   At the time of landing, it is lowered toward the ground work, and the engagement shaft 52 is extrapolated and fixed to the engagement pole 62 installed on the ground work K. From here, similarly to the first embodiment, the guard member 28 is rotated about the axis connecting the support portions 32A, and the rotation axis 16 is disposed in the horizontal direction. When the switch 45 is switched to turn on the power output path 42 side, the contact point of the power generation flying object 11 and the grid power line L1 of the road equipment 60 are connected. The support member 30 rotates about the rotation shaft 38A so as to face the wind by the wind direction facing plate 48. The rotor 14 receives the wind and rotates, and the motor generator 15 generates power. The generated electricity is sent to the grid power line L1 through the power control device 64 through the power output path 42A.

本実施形態の発電用飛行体11でも第1実施形態と同様に、モータジェネレータ15を動力源とする回転翼14により揚力を発生させることができるので、他の乗り物を利用することなく、簡易に発電に適した風の有る場所へ移動することができる。また、回転翼14は、発電用飛行体10の停留時に風力を受けて回転軸16を回転させ、回転軸16の回転を受けてモータジェネレータ15が発電する。これにより、移動の動力源であるモータジェネレータ15を用いて、簡易な構成で発電することができる。   In the power generation flying body 11 of the present embodiment as well as lift power can be generated by the rotary wings 14 using the motor generator 15 as a power source as in the first embodiment, it is possible to simplify without using other vehicles. It can move to a windy place suitable for power generation. Further, when the power generation flying object 10 is stopped, the rotary wings 14 rotate the rotating shaft 16 by receiving the wind power, and the rotation of the rotating shaft 16 causes the motor generator 15 to generate power. Thereby, power can be generated with a simple configuration using the motor generator 15 which is a motive power source for movement.

また、本実施形態では、電力出力路42Aから系統電力ラインL1へ電力が送られるので、系統電力ラインL1から電力の供給を受けている設備等への電力供給を行うことができる。   Further, in the present embodiment, since the power is sent from the power output path 42A to the grid power line L1, power can be supplied to the facility or the like that is supplied with power from the grid power line L1.

10、11 発電用飛行体
14 回転翼
15 モータジェネレータ
16 回転軸
20 飛行本体部
28 ガード部材
27、29 係止部(翼軸方向変換部)
30 支持部材(翼軸方向変換部)
32A 支持部(翼軸方向変換部)
33、39 可動凸部(翼軸方向変換部)
38 挟持アーム(固定部)
38A 回転軸部(鉛直軸部材)
40 電池
42、42A 電力出力路
44 電力供給路
48 風向正対板
K 地上工作物
10, 11 Power generation flying object 14 Rotor blades 15 Motor generator 16 Rotating shaft 20 Flight main body 28 Guard members 27, 29 Locking part (wing axial direction converting part)
30 Support member (blade axial direction conversion part)
32A Support part (blade axial direction conversion part)
33, 39 Movable convex part (blade axial direction conversion part)
38 Holding arm (fixed part)
38A rotary shaft (vertical shaft member)
40 battery 42, 42A power output path 44 power supply path 48 wind direction facing plate K ground work

Claims (8)

飛行本体部と、
前記飛行本体部に取り付けられ、飛行時に揚力を発生させると共に、停留時に風力を受けて回転する回転翼と、
前記回転翼の回転軸に接続され、飛行時に前記回転翼を回転させると共に、停留時に前記回転軸の回転を受けて発電するモータジェネレータと、
前記モータジェネレータに接続された電池と、
を備えた発電用飛行体。
The flight body part,
A rotary wing attached to the flight main body and generating lift during flight and receiving wind power when stationary;
A motor generator connected to the rotary shaft of the rotary blade to rotate the rotary blade during flight and to receive power from the rotary shaft to generate electricity when stationary;
A battery connected to the motor generator,
A generation body for power generation.
発電による前記モータジェネレータからの電力を出力する電力出力路と、前記電池から前記モータジェネレータへ電力を供給する電力供給路と、を備えた、請求項1に記載の発電用飛行体。   The power generation flight vehicle according to claim 1, further comprising: a power output path for outputting power from the motor generator by power generation; and a power supply path for supplying power from the battery to the motor generator. 停留時に前記飛行本体部を地上工作物に固定する固定部を備えた、請求項1または請求項2に記載の発電用飛行体。   The power generation flying body according to claim 1 or 2, further comprising: a fixing portion that fixes the flight main body portion to the ground work when stationary. 前記固定部は、前記飛行本体部から延出され、延出先端で地上工作物の一部を挟持する挟持アームで構成されている、請求項3に記載の発電用飛行体。   The power generation flying object according to claim 3, wherein the fixing portion is constituted by a holding arm which is extended from the flight main body portion and which holds a part of the ground work with an extended tip. 前記固定部により地上工作物に固定された状態で、前記回転軸の方向が鉛直方向または水平方向に配置されるように前記飛行本体部の向きを変換させる翼軸方向変換部、を備えた請求項3または請求項4に記載の発電用飛行体。   The wing axis direction conversion unit for changing the direction of the flight main body portion so that the direction of the rotation axis is arranged in the vertical direction or the horizontal direction in a state of being fixed to the ground work by the fixing unit An aircraft for power generation according to claim 3 or claim 4. 前記翼軸方向変換部は、前記飛行本体部を回転可能に支持する支持部材を含む、請求項5に記載の発電用飛行体。   The power generation flying object according to claim 5, wherein the wing axial direction conversion unit includes a support member rotatably supporting the flight main body. 鉛直方向に配置され、前記回転軸を水平方向に維持しつつ前記回転軸の延在方向を変える鉛直軸部材、を備えた、請求項5または請求項6に記載の発電用飛行体。   The power generation flying body according to claim 5 or 6, further comprising: a vertical shaft member disposed vertically and changing the extending direction of the rotation shaft while maintaining the rotation shaft horizontally. 前記回転軸を水平方向に向けた状態で、前記回転翼を風に正対させる風向正対板、を備えた請求項7に記載の発電用飛行体。 The power generation flying vehicle according to claim 7, further comprising: a wind direction facing plate which makes the rotary wing face the wind with the rotation axis directed in the horizontal direction.
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