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JP2020083212A - Unmanned flight body - Google Patents

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JP2020083212A
JP2020083212A JP2018224050A JP2018224050A JP2020083212A JP 2020083212 A JP2020083212 A JP 2020083212A JP 2018224050 A JP2018224050 A JP 2018224050A JP 2018224050 A JP2018224050 A JP 2018224050A JP 2020083212 A JP2020083212 A JP 2020083212A
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Japan
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unmanned aerial
aerial vehicle
hanging thread
tilt
rotation
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JP2018224050A
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悠 安田
Hisashi Yasuda
悠 安田
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Globeride Inc
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Abstract

To provide an unmanned flight body capable of suppressing pendulum motion of an object that is suspended.SOLUTION: A unmanned flight body 1 comprises: a plurality of rotary wings 13 disposed on a main body 10; a suspending cord 20 for suspending an object M from the main body; and a controller that controls at least one rotation of one of the plurality of rotary wings in such a manner that the extension direction of the suspending cord can be closer to the vertical direction. The unmanned flight body also comprises an inclination detection part that detects a suspending cord inclination angle at which the extension direction of the suspending cord is inclined with respect to the vertical direction. The controller controls at least one rotation of one of the plurality of rotary wings in such a manner that the inclination angle of the suspending cord can be closer to zero.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、無人飛行体に関する。本発明は、より具体的には、物体を吊り下げることができる無人飛行体に関する。 The present invention relates to unmanned aerial vehicles. The present invention more specifically relates to an unmanned aerial vehicle capable of suspending objects.

特開2017−87898号公報に、貨物を運搬することができる無人飛行体が開示されている。この無人飛行体からはワイヤが垂下されており、このワイヤの自由端に運搬対象の貨物が取り付けられる。当該無人飛行体には、ワイヤの繰り出し及び巻き取りを行うウインチが設けられている。貨物の運搬時には、当該貨物は、無人飛行体から吊り下げられる。 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-87898 discloses an unmanned air vehicle capable of carrying cargo. A wire is hung from the unmanned air vehicle, and a cargo to be transported is attached to the free end of the wire. The unmanned aerial vehicle is provided with a winch for feeding and winding a wire. When carrying a cargo, the cargo is suspended from an unmanned air vehicle.

特開2017−87898号公報JP, 2017-87898, A

無人飛行体に吊り下げられた物体は、その姿勢が安定しないという問題がある。例えば、無人飛行体の移動や風の影響により物体が振り子運動を行うことがある。 An object suspended by an unmanned air vehicle has a problem that its posture is not stable. For example, an object may perform a pendulum motion due to the movement of an unmanned air vehicle or the influence of wind.

この振り子運動により無人飛行体の姿勢が不安定になるおそれがあるため、無人飛行体から吊り下げられる物体の振り子運動が抑制されることが望ましい。 Since this pendulum motion may cause the attitude of the unmanned air vehicle to become unstable, it is desirable to suppress the pendulum motion of the object suspended from the unmanned air vehicle.

本発明の目的の一つは、吊り下げられる物体の振り子運動を抑制可能な無人飛行体を提供することである。本発明の上記以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかとなる。 One of the objects of the present invention is to provide an unmanned air vehicle capable of suppressing the pendulum motion of a suspended object. Other objects of the invention will become apparent by reference to the entire specification.

本発明の一実施形態による無人飛行体は、本体と、前記本体に設けられた複数の回転翼と、前記本体から物体を吊り下げるための吊り糸と、前記吊り糸の延伸方向が鉛直方向に近づくように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御するコントローラと、を備える。 An unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes a main body, a plurality of rotor blades provided on the main body, a suspension thread for suspending an object from the body, and a stretching direction of the suspension thread in a vertical direction. A controller that controls the rotation of at least one of the plurality of rotary blades so as to approach each other.

本発明の一実施形態による無人飛行体は、鉛直方向に対する前記吊り糸の延伸方向の傾きである吊り糸傾き角度を検出する傾き検出部をさらに備える。当該実施形態において、前記コントローラは、前記吊り糸傾き角度がゼロに近づくように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御する。 An unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention further includes a tilt detection unit that detects a hanging thread tilt angle that is a tilt of the hanging thread in a stretching direction with respect to a vertical direction. In the embodiment, the controller controls rotation of at least one of the plurality of rotary blades so that the hanging thread inclination angle approaches zero.

本発明の一実施形態において、前記傾き検出部は、第1の鉛直面内での鉛直方向に対する前記吊り糸の延伸方向の傾きを示す第1傾き角度、及び、前記第1の鉛直面と直交する第2の鉛直面内での鉛直方向に対する前記吊り糸の延伸方向の傾きを示す第2傾き角度を検出するように構成され、前記コントローラは、前記第1傾き角度及び前記第2傾き角度がゼロに近づくように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御する。 In one embodiment of the present invention, the tilt detection unit includes a first tilt angle indicating a tilt in a stretching direction of the hanging thread with respect to a vertical direction in a first vertical plane, and a direction orthogonal to the first vertical plane. It is configured to detect a second tilt angle that indicates a tilt of the stretching direction of the hanging thread with respect to the vertical direction in the second vertical plane, and the controller is configured such that the first tilt angle and the second tilt angle are equal to each other. The rotation of at least one of the plurality of rotors is controlled so as to approach zero.

本発明の一実施形態において、前記傾き検出部は、前記吊り糸が通過する第1の貫通孔を有し前記第1の鉛直面内で回転可能に設けられた第1の可動部材と、前記吊り糸が通過する第2の貫通孔を有し前記第2の鉛直面内で回転可能に設けられた第2の可動部材と、を有する。当該実施形態において、前記第1の可動部材の回転角度を前記第1傾き角度として検出し、前記第2の可動部材の回転角度を前記第2傾き角度として検出する。 In one embodiment of the present invention, the tilt detection unit includes a first movable member that has a first through hole through which the suspending thread passes and that is rotatably provided in the first vertical plane; A second movable member that has a second through hole through which the hanging thread passes and that is rotatably provided in the second vertical plane. In the embodiment, the rotation angle of the first movable member is detected as the first tilt angle, and the rotation angle of the second movable member is detected as the second tilt angle.

本発明の一実施形態による無人飛行体は、鉛直方向に沿って延びるガイド孔を有するガイド部材をさらに備える。当該実施形態において、前記第2の可動部材は、前記第2の貫通孔が前記ガイド孔よりも鉛直方向下方にあるように設けられる。 An unmanned aerial vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention further includes a guide member having a guide hole extending along a vertical direction. In the embodiment, the second movable member is provided so that the second through hole is vertically below the guide hole.

本発明の一実施形態による無人飛行体は、前記吊り糸を巻き取るためのウインチをさらに備える。当該実施形態において、前記ガイド部材は、前記ウインチに設けられ、前記第1の可動部材は前記ガイド部材に設けられ、前記第2の可動部材は前記第1の可動部材に設けられる。 An unmanned aerial vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a winch for winding the hanging thread. In the embodiment, the guide member is provided on the winch, the first movable member is provided on the guide member, and the second movable member is provided on the first movable member.

本発明の一実施形態による無人飛行体は、前記本体に設けられ、前記物体を支持する物体支持具の像を含む撮像画像を出力するカメラをさらに備える。当該実施形態において、前記コントローラは、前記撮像画像において前記吊り糸が鉛直方向に延伸する場合における前記物体支持具の像の位置を示す基準位置に前記物体支持具の像が近づくように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御する。 An unmanned aerial vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention further includes a camera that is provided in the main body and outputs a captured image including an image of an object supporter that supports the object. In the embodiment, the controller controls the plurality of the plurality of object support devices so that the image of the object support device approaches a reference position indicating a position of the image of the object support device when the hanging thread extends in the vertical direction in the captured image. Control the rotation of at least one of the rotor blades.

本発明の一実施形態において、前記コントローラは、前記物体支持具の像が前記基準位置と重なるように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御する。 In one embodiment of the present invention, the controller controls the rotation of at least one of the plurality of rotary blades so that the image of the object supporter overlaps with the reference position.

本発明の実施形態によって、吊り下げられる物体の振り子運動を抑制可能な無人飛行体を提供することができる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide an unmanned air vehicle capable of suppressing the pendulum motion of a suspended object.

本発明の一実施形態による無人飛行体を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. 図1の無人飛行体の正面図である。It is a front view of the unmanned air vehicle of FIG. 図1の無人飛行体の底面図である。2 is a bottom view of the unmanned aerial vehicle of FIG. 1. FIG. 図1の無人飛行体の底部の分解斜視図である。2 is an exploded perspective view of the bottom of the unmanned aerial vehicle of FIG. 1. FIG. 図1の無人飛行体の底部のYZ面に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the YZ plane of the bottom of the unmanned aerial vehicle of FIG. 1. 図1の無人飛行体の底部のZX面に沿った断面図である。2 is a cross-sectional view along the ZX plane of the bottom of the unmanned aerial vehicle of FIG. 1. FIG. 図1の無人飛行体の機能を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for explaining the function of the unmanned air vehicle of FIG. 本発明の別の実施形態による無人飛行体を模式的に示す正面図である。FIG. 6 is a front view schematically showing an unmanned aerial vehicle according to another embodiment of the present invention. 図7の無人飛行体において撮像された画像を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the image imaged in the unmanned air vehicle of FIG. 図1の無人飛行体の機能を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for explaining the function of the unmanned air vehicle of FIG.

以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、各図面において共通する構成要素に対しては同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In addition, the same reference numerals are given to common constituent elements in each drawing. It should be noted that the drawings are not necessarily drawn to scale for convenience of explanation.

図1から図3を参照して、本発明の一実施形態による無人飛行体1について説明する。図1は、本発明の一実施形態による無人飛行体1を模式的に示す斜視図であり、図2は、無人飛行体1の正面図であり、図3は、無人飛行体1の底面図である。 An unmanned air vehicle 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an unmanned aerial vehicle 1 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the unmanned aerial vehicle 1, and FIG. 3 is a bottom view of the unmanned aerial vehicle 1. Is.

本明細書において、「無人飛行体」とは、人が飛行体に搭乗して操縦することなく遠隔的に操縦可能な又は自立的に飛行可能な飛行体のことである。無人飛行体1は、例えば、複数の回転翼を有するマルチコプターである。 As used herein, an “unmanned air vehicle” is an air vehicle that can be remotely operated or autonomously fly without a person boarding and operating the air vehicle. The unmanned aerial vehicle 1 is, for example, a multicopter having a plurality of rotary wings.

図示のように、本発明の一実施形態に係る無人飛行体1は、本体10と、本体10から外側に延びる6本のアーム11と、この6本のアームの各々の外端に設けられた6つの支持体12と、この支持体12の各々に設けられた6つの回転翼13と、を備える。回転翼13は、アーム11及び支持体12を介して本体10に設けられている。無人飛行体1は、ウインチ15と、物体支持具16と、吊り糸20と、ガイド部材31と、連結リング32と、アーム33と、をさらに備えることができる。 As illustrated, an unmanned aerial vehicle 1 according to an embodiment of the present invention is provided with a main body 10, six arms 11 extending outward from the main body 10, and outer ends of each of the six arms. Six support bodies 12 and six rotary vanes 13 provided on each of the support bodies 12 are provided. The rotary blade 13 is provided on the main body 10 via the arm 11 and the support 12. The unmanned aerial vehicle 1 may further include a winch 15, an object support 16, a hanging thread 20, a guide member 31, a connecting ring 32, and an arm 33.

支持体12は、回転翼13を回転可能に支持する。支持体12は、回転翼13に回転駆動力を与える駆動源を収容する。この駆動源は、例えば後述するモータ12aである。回転翼13は、回転時に無人飛行体1に推力を与えるように構成及び配置される。 The support 12 rotatably supports the rotary blade 13. The support 12 accommodates a drive source that applies a rotational drive force to the rotary blade 13. This drive source is, for example, a motor 12a described later. The rotary wings 13 are configured and arranged so as to apply thrust to the unmanned aerial vehicle 1 when rotating.

図示の実施形態において、無人飛行体1は、吊り糸20により物体Mを吊り下げている。無人飛行体1から吊り下げられる物体Mは、無人飛行体1が吊り下げ可能な任意の物体である。物体Mは、例えば、カメラ、照明装置、スピーカー、マイク、センサー、消火装置、物体投擲装置、貨物、及びこれら以外の物体である。物体Mがカメラ、照明装置、スピーカー、マイク、センサー、消火装置、及び物体投擲装置の場合には、その用途に照らして、無人飛行体1から吊り下げられているときの姿勢の安定性が重要である。例えば、無人飛行体1から吊り下げられたカメラによって撮像を行う場合には、撮像対象にカメラのレンズを安定して向けられるようにするために吊り下げられたカメラの姿勢の安定性が重要となる。照明装置、スピーカー、マイク、センサー、消火装置、及び物体投擲装置についても、姿勢の安定性について同様のことがいえる。 In the illustrated embodiment, the unmanned aerial vehicle 1 suspends the object M with the suspending thread 20. The object M that is suspended from the unmanned aerial vehicle 1 is any object that the unmanned aerial vehicle 1 can suspend. The object M is, for example, a camera, a lighting device, a speaker, a microphone, a sensor, a fire extinguishing device, an object throwing device, a cargo, or an object other than these. In the case where the object M is a camera, a lighting device, a speaker, a microphone, a sensor, a fire extinguisher device, and an object throwing device, the stability of the posture when suspended from the unmanned aerial vehicle 1 is important in view of its use. Is. For example, when an image is captured by a camera suspended from the unmanned aerial vehicle 1, it is important to stabilize the posture of the suspended camera so that the lens of the camera can be stably aimed at the image capturing target. Become. The same applies to the stability of the posture of the lighting device, the speaker, the microphone, the sensor, the fire extinguisher device, and the object throwing device.

吊り糸20は、その一端がウインチ15に取り付けられ、その他端が物体支持具16に取り付けられる。吊り糸20は、ガイド部材31を介してウインチ15から物体支持具16へ案内される。 The hanging thread 20 has one end attached to the winch 15 and the other end attached to the object support 16. The hanging thread 20 is guided from the winch 15 to the object support 16 via the guide member 31.

吊り糸20は、金属材料、合成樹脂材料、又はこれら以外の材料から成る単線又は撚線であってもよい。吊り糸20は、吊り下げる物体Mの重量、使用環境、又はこれら以外の要素に応じて適したものが選択される。吊り糸20は、ウインチ15からガイド部材31を介して物体支持具16まで引き回すことができる程度の可撓性を有していることが望ましい。 The hanging thread 20 may be a single wire or a twisted wire made of a metal material, a synthetic resin material, or a material other than these. The hanging thread 20 is selected as appropriate depending on the weight of the object M to be hung, the usage environment, or other factors. The hanging thread 20 is preferably flexible enough to be drawn from the winch 15 to the object support 16 via the guide member 31.

ウインチ15は、一対の板状のフランジ15aと、この一対のフランジ15aの間に設けられた胴部15bと、を有する。吊り糸20は、ウインチ15の胴部15bの外周面上に巻かれている。ウインチ15は、胴部15bがY軸方向に延びる回転軸の周りで回転可能に構成される。ウインチ15が駆動されると、胴部15bが回転軸の周りに正転又は逆転し、これにより吊り糸20の繰り出し及び巻き取りが行われる。ウインチ15を駆動するための駆動電力は、本体10に収容されているバッテリから供給されてもよい。ウインチ15の繰り出し及び巻き取りは、所定のアルゴリズムに従って行われてもよく、遠隔にいる操縦者からの指令に基づいて行われてもよい。 The winch 15 has a pair of plate-shaped flanges 15a and a body portion 15b provided between the pair of flanges 15a. The hanging thread 20 is wound around the outer peripheral surface of the body portion 15b of the winch 15. The winch 15 is configured to be rotatable around a rotation axis whose body portion 15b extends in the Y-axis direction. When the winch 15 is driven, the body portion 15b is normally or reversely rotated around the rotation axis, whereby the hanging thread 20 is unreeled and wound. The drive power for driving the winch 15 may be supplied from a battery housed in the main body 10. The winching and unwinding of the winch 15 may be performed according to a predetermined algorithm or may be performed based on a command from a remote operator.

物体支持具16は、物体Mを支持可能に構成される。図示の実施形態において、物体支持具16は、円盤状の形状を有する。この円盤状の物体支持具16の中心には突起が設けられており、この突起に吊り糸20が取り付けられる。物体支持具16の形状及び構造は、図示の態様に限定されない。物体支持具16は、物体Mの吊り下げに適した任意の形状とすることができる。物体支持具16は、例えば、フック形状であってもよい。 The object support 16 is configured to support the object M. In the illustrated embodiment, the object support 16 has a disc shape. A protrusion is provided at the center of the disk-shaped object support 16, and the hanging thread 20 is attached to the protrusion. The shape and structure of the object support 16 are not limited to the illustrated mode. The object support 16 can have any shape suitable for suspending the object M. The object support 16 may have, for example, a hook shape.

物体Mは、物体支持具16の下面に取り付けられている。物体Mは、物体支持具にネジなどの締結部材で締結されてもよい。物体Mは、支持ベルトによって物体支持具16に取り付けられてもよい。物体Mは、物体支持具16に回転可能に支持された軸部材を介して物体支持具16に回転可能に取り付けられてもよい。物体Mを物体支持具16へ取り付ける態様は、本明細書で明示的に説明されるものに限定されない。物体Mは、物体支持具16に任意の態様で取り付けられ得る。 The object M is attached to the lower surface of the object supporter 16. The object M may be fastened to the object supporter with a fastening member such as a screw. The object M may be attached to the object support 16 by a support belt. The object M may be rotatably attached to the object support 16 via a shaft member rotatably supported by the object support 16. The manner in which the object M is attached to the object support 16 is not limited to that explicitly described herein. The object M can be attached to the object support 16 in any manner.

次に、図4〜図6を参照して、ガイド部材31、連結リング32、及びアーム33についてより詳細に説明する。図4は、無人飛行体1の底部の分解斜視図であり、図5は、図3のI−I線に沿った(つまり、YZ面に沿った)無人飛行体1の底部の断面図であり、図6は、図3のII−II線に沿った(つまり、ZX面に沿った)無人飛行体1の底部の断面図である。図4においては、説明の便宜上、吊り糸20の図示が省略されている。 Next, the guide member 31, the coupling ring 32, and the arm 33 will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 6. 4 is an exploded perspective view of the bottom of the unmanned aerial vehicle 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the bottom of the unmanned aerial vehicle 1 taken along the line I-I of FIG. 3 (that is, along the YZ plane). Yes, FIG. 6 is a cross-sectional view of the bottom of the unmanned aerial vehicle 1 taken along line II-II of FIG. 3 (ie, along the ZX plane). In FIG. 4, the hanging thread 20 is not shown for convenience of description.

図示のように、ガイド部材31は、一対のフランジ15aの下端同士を接続する支持部材31aと、一対のフランジ15aから等距離又はほぼ等距離の位置に設けられた筒状部材31bと、を有する。支持部材31aは、例えば円柱形状に形成される。支持部材31aの形状は円柱形状に限られず、例えば角柱形状であってもよい。筒状部材31bは、貫通孔31cを有する。図示の実施形態において、貫通孔31cは、鉛直方向(Z軸方向)に筒状部材31bを貫いている。貫通孔31cは、吊り糸20が通過できる大きさの径を有する。筒状部材31bの側面には、X軸方向に沿って延びる一対の孔31dが設けられている。孔31dは貫通孔であってもよいし有底の凹部であってもよい。 As illustrated, the guide member 31 includes a support member 31a connecting the lower ends of the pair of flanges 15a, and a tubular member 31b provided at positions equidistant or substantially equidistant from the pair of flanges 15a. .. The support member 31a is formed in a columnar shape, for example. The shape of the support member 31a is not limited to the columnar shape, and may be, for example, a prismatic shape. The tubular member 31b has a through hole 31c. In the illustrated embodiment, the through hole 31c penetrates the tubular member 31b in the vertical direction (Z-axis direction). The through hole 31c has a diameter that allows the hanging thread 20 to pass therethrough. A pair of holes 31d extending along the X-axis direction is provided on the side surface of the tubular member 31b. The hole 31d may be a through hole or a bottomed recess.

ガイド部材31の径方向外側にはリング形状の連結リング32が設けられる。連結リング32は、ガイド部材31の筒状部材31bの外径よりも大きな内径の貫通孔32cを有する。連結リング32の側面には、X軸方向に沿って延びる一対の貫通孔32dと、Y軸方向に沿って延びる一対の孔32eが形成されている。孔32eは貫通孔であってもよいし有底の凹部であってもよい。貫通孔32dは、連結リング32がガイド部材31の筒状部材31b径方向外側の所定位置に位置合わせさせれたときに当該筒状部材31bの孔31dと対向するように設けられる。連結リング32の貫通孔32d及び筒状部材31bの孔31d内に連結ピン32bを設けることにより、連結リング32はガイド部材31の筒状部材31bに連結される。連結リング32は、ガイド部材31の筒状部材31bに当該連結ピン32bの周りで回転可能に設けられる。連結ピン32bはX軸方向に延びているので、連結リング32はYZ平面内で回転可能である。連結リング32は、第1の可動部材の例である。YZ平面は、第1の鉛直面の例である。 A ring-shaped connecting ring 32 is provided on the outer side of the guide member 31 in the radial direction. The connecting ring 32 has a through hole 32c having an inner diameter larger than the outer diameter of the tubular member 31b of the guide member 31. A pair of through holes 32d extending along the X-axis direction and a pair of holes 32e extending along the Y-axis direction are formed on the side surface of the coupling ring 32. The hole 32e may be a through hole or a bottomed recess. The through hole 32d is provided so as to face the hole 31d of the tubular member 31b when the connecting ring 32 is aligned at a predetermined position on the radially outer side of the tubular member 31b of the guide member 31. The connecting ring 32 is connected to the tubular member 31b of the guide member 31 by providing the connecting pin 32b in the through hole 32d of the connecting ring 32 and the hole 31d of the tubular member 31b. The connecting ring 32 is provided on the tubular member 31b of the guide member 31 so as to be rotatable around the connecting pin 32b. Since the connecting pin 32b extends in the X-axis direction, the connecting ring 32 can rotate in the YZ plane. The connecting ring 32 is an example of the first movable member. The YZ plane is an example of the first vertical plane.

連結リング32の外側には、アーム33が設けられる。アーム33は、U字形状を有するアーム本体33aと、Y軸方向の中央またはほぼ中央に設けられた筒状部材33dと、を有する。筒状部材33dは、貫通孔33cを有する。貫通孔33cは、吊り糸20が通過できる大きさの径を有する。貫通孔33cの内径寸法は、吊り糸30の外径寸法の1.01倍〜2倍とされる。貫通孔33cの内径寸法は、例えば、吊り糸30の外径寸法の1.01倍、1.05倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、又は1.95倍であってもよい。 An arm 33 is provided outside the coupling ring 32. The arm 33 has an arm body 33a having a U shape, and a cylindrical member 33d provided at the center or substantially the center in the Y-axis direction. The cylindrical member 33d has a through hole 33c. The through hole 33c has a diameter that allows the hanging thread 20 to pass therethrough. The inner diameter of the through hole 33c is 1.01 to 2 times the outer diameter of the hanging thread 30. The inner diameter of the through hole 33c is, for example, 1.01 times, 1.05 times, 1.1 times, 1.2 times, 1.3 times, 1.4 times, 1. It may be 5 times, 1.6 times, 1.7 times, 1.8 times, 1.9 times, or 1.95 times.

アーム本体33aの上端付近には、Y軸方向に沿って延びる一対の貫通孔33eが設けられている。貫通孔33eは、アーム33が連結リング32の径方向外側の所定位置に位置合わせさせれたときに当該連結リング32の孔32eと対向するように設けられる。アーム33の貫通孔33e及び連結リングの孔32e内に連結ピン33bを挿入することにより、アーム33は連結リング32に連結される。アーム33は、連結リング32に連結ピン33bの周りで回転可能に設けられる。連結ピン33bはY軸方向に延びているので、アーム33はZX平面内で回転可能である。アーム33が連結リングに取り付けられたとき、アーム33の筒状部材33の貫通孔33cは、ガイド部材31の筒状部材31bの貫通孔31cよりも鉛直方向Aの下方にある。アーム33は、第2の可動部材の例である。ZX平面は、第2の鉛直面の例である。 A pair of through holes 33e extending along the Y-axis direction are provided near the upper end of the arm body 33a. The through hole 33e is provided so as to face the hole 32e of the connecting ring 32 when the arm 33 is aligned at a predetermined position on the radially outer side of the connecting ring 32. The arm 33 is connected to the connecting ring 32 by inserting the connecting pin 33b into the through hole 33e of the arm 33 and the hole 32e of the connecting ring. The arm 33 is provided on the connecting ring 32 so as to be rotatable around the connecting pin 33b. Since the connecting pin 33b extends in the Y-axis direction, the arm 33 can rotate in the ZX plane. When the arm 33 is attached to the connecting ring, the through hole 33c of the tubular member 33 of the arm 33 is below the through hole 31c of the tubular member 31b of the guide member 31 in the vertical direction A. The arm 33 is an example of a second movable member. The ZX plane is an example of the second vertical plane.

吊り糸20に吊り下げられた物体Mは、無人飛行体1の移動や風の影響により振り子運動をすることがある。物体Mが振り子運動をする場合には、図5に点線で示されているように吊り糸20の延伸方向がYZ面内で鉛直方向Aに対して第1傾き角度(例えば、第1傾き角度θ1)だけ傾き、図6に点線で示されているように吊り糸20の延伸方向がZX面内で鉛直方向Aに対して第2傾き角度(例えば、第2傾き角度θ2)だけ傾く。吊り糸の延伸方向の鉛直方向Aに対する傾きに言及する場合、吊り糸20の延伸方向は、筒状部材31bの下端からアーム33の筒状部材33dの下端まで(又は物体支持具16との取付位置まで)の区間で吊り糸20が延伸している方向を意味する。 The object M suspended by the suspension thread 20 may perform a pendulum motion due to the movement of the unmanned aerial vehicle 1 or the influence of the wind. When the object M makes a pendulum motion, as shown by a dotted line in FIG. 5, the extending direction of the hanging thread 20 is within the YZ plane with respect to the vertical direction A by a first tilt angle (for example, a first tilt angle). θ1), and as shown by the dotted line in FIG. 6, the stretching direction of the hanging thread 20 is inclined by a second tilt angle (for example, the second tilt angle θ2) with respect to the vertical direction A in the ZX plane. When referring to the inclination of the extending direction of the hanging thread with respect to the vertical direction A, the extending direction of the hanging thread 20 is from the lower end of the tubular member 31b to the lower end of the tubular member 33d of the arm 33 (or attachment to the object support 16). (Up to the position) means the direction in which the hanging thread 20 extends.

吊り糸20がYZ面内において鉛直方向Aに対して第1傾き角度θ1だけ傾くと、アーム33の筒状部材33dの内周面が吊り糸20によって押される。アーム33はYZ面内での回転が規制されているが、連結リング32がアーム33にYZ面内で回転可能に取り付けられているため、吊り糸20がYZ面内において鉛直方向Aに対して第1傾き角度θ1だけ傾くと、連結リング32も第1傾き角度θ1と同じ又はほぼ同じ角度だけ傾く。連結リング32の回転角度は、後述する角度センサ61により検出される。図4〜図6では、角度センサ61の図示は省略されている。 When the hanging thread 20 is tilted by the first tilt angle θ1 with respect to the vertical direction A in the YZ plane, the inner circumferential surface of the cylindrical member 33d of the arm 33 is pushed by the hanging thread 20. The arm 33 is restricted from rotating in the YZ plane, but since the connecting ring 32 is attached to the arm 33 so as to be rotatable in the YZ plane, the hanging thread 20 with respect to the vertical direction A in the YZ plane. When tilted by the first tilt angle θ1, the connecting ring 32 also tilts by the same or substantially the same angle as the first tilt angle θ1. The rotation angle of the connecting ring 32 is detected by an angle sensor 61 described later. 4 to 6, the illustration of the angle sensor 61 is omitted.

吊り糸20がZX面内において鉛直方向Aに対して第2傾き角度θ2だけ傾くと、アーム33も第2傾き角度θ2と同じ又はほぼ同じ角度だけ傾く。アーム33の回転角度は、後述する角度センサ62により検出される。図4〜図6では、角度センサ62の図示は省略されている。 When the hanging thread 20 tilts by the second tilt angle θ2 with respect to the vertical direction A in the ZX plane, the arm 33 also tilts by the same or substantially the same angle as the second tilt angle θ2. The rotation angle of the arm 33 is detected by an angle sensor 62 described later. The angle sensor 62 is not shown in FIGS. 4 to 6.

次に、図7を参照して、無人飛行体1の機能についてより詳細に説明する。図示のとおり、無人飛行体1は、コントローラ50と、傾き検出部54と、を備えている。コントローラ50は、傾き検出部54、モータ12a、及びウインチ15と電気的に接続されている。 Next, the function of the unmanned aerial vehicle 1 will be described in more detail with reference to FIG. 7. As illustrated, the unmanned aerial vehicle 1 includes a controller 50 and a tilt detection unit 54. The controller 50 is electrically connected to the tilt detection unit 54, the motor 12a, and the winch 15.

コントローラ50は、コンピュータプロセッサ51と、メモリ52と、ストレージ53と、を有する。コンピュータプロセッサ51は、ストレージ53又はそれ以外のストレージから飛行制御アルゴリズムを規定する飛行制御プログラムをメモリ52にロードし、ロードした飛行制御プログラムに含まれる命令を実行する演算装置である。コンピュータプロセッサ51は、飛行制御プログラム以外にも無人飛行体1の機能の実現に関連する様々なプログラムを実行することが可能である。コントローラ50は、PWM信号をモータ12aに出力することによりモータ12aの回転数を制御するように構成されてもよい。 The controller 50 has a computer processor 51, a memory 52, and a storage 53. The computer processor 51 is an arithmetic unit that loads a flight control program that defines a flight control algorithm from the storage 53 or another storage into the memory 52 and executes the instructions included in the loaded flight control program. The computer processor 51 can execute various programs related to the realization of the functions of the unmanned aerial vehicle 1 other than the flight control program. The controller 50 may be configured to control the rotation speed of the motor 12a by outputting a PWM signal to the motor 12a.

無人飛行体1は、図示されている構成要素以外にも通信装置、バッテリ、角度センサ61,62以外のセンサ、及びこれら以外の無人飛行体1の運用に必要となる装置を備えてもよい。無人飛行体1に備えられる角度センサ61,62以外のセンサは、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ、地磁気センサ、気圧センサ、及びこれら以外の各種センサである。これらの構成要素は、必要に応じてコントローラ50と接続される。 The unmanned aerial vehicle 1 may include a communication device, a battery, sensors other than the angle sensors 61 and 62, and devices necessary for operating the unmanned aerial vehicle 1 other than the illustrated components. The sensors other than the angle sensors 61 and 62 included in the unmanned aerial vehicle 1 are, for example, a gyro sensor, an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, an atmospheric pressure sensor, and various sensors other than these. These components are connected to the controller 50 as needed.

コントローラ50は、無人飛行体1に備えられている各種センサの検出情報に基づき、飛行制御アルゴリズムに従って回転翼13の回転数を制御することにより、無人飛行体1の姿勢や位置をコントロールするように構成されてもよい。コントローラ50、角度センサ61,62以外のセンサ、通信装置、及びバッテリは、本体10に収容されてもよい。 The controller 50 controls the attitude and position of the unmanned aerial vehicle 1 by controlling the number of revolutions of the rotary wings 13 according to a flight control algorithm based on the detection information of various sensors included in the unmanned aerial vehicle 1. It may be configured. The controller 50, sensors other than the angle sensors 61 and 62, the communication device, and the battery may be housed in the main body 10.

傾き検出部54は、連結リング32と、アーム33と、連結リング32のYZ平面での回転角度を検出する角度センサ61と、アーム33のZX平面での回転角度を検出する角度センサ62と、を備える。角度センサ61は、連結リング32の連結ピン32b周りでの回転角度を検出することができる任意の角度センサである。角度センサ62は、アーム33の連結ピン33b周りでの回転角度を検出することができる任意の角度センサである。角度センサ61及び角度センサ62は、例えば、ボリューム抵抗、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ、レゾルバ、及びこれら以外の角度センサであってもよい。 The tilt detecting unit 54 includes a connecting ring 32, an arm 33, an angle sensor 61 that detects a rotation angle of the connecting ring 32 on the YZ plane, and an angle sensor 62 that detects a rotation angle of the arm 33 on the ZX plane. Equipped with. The angle sensor 61 is an arbitrary angle sensor capable of detecting the rotation angle of the connecting ring 32 around the connecting pin 32b. The angle sensor 62 is an arbitrary angle sensor capable of detecting the rotation angle of the arm 33 around the connecting pin 33b. The angle sensor 61 and the angle sensor 62 may be, for example, a volume resistor, an optical encoder, a magnetic encoder, a resolver, or an angle sensor other than these.

角度センサ61によって検出される連結リング32のYZ平面での回転角度は、連結リング32のYZ平面での鉛直方向Aからの傾きを示す。また、連結リング32のYZ平面での鉛直方向Aからの傾きは、YZ平面での吊り糸20の鉛直方向Aからの傾き角度である第1傾き角度θ1と等しい。角度センサ61は、検出された連結リング32のYZ平面での回転角度をコントローラ50に出力する。 The rotation angle of the connecting ring 32 on the YZ plane detected by the angle sensor 61 indicates the inclination of the connecting ring 32 from the vertical direction A on the YZ plane. The inclination of the connecting ring 32 from the vertical direction A on the YZ plane is equal to the first inclination angle θ1 which is the inclination angle of the hanging thread 20 from the vertical direction A on the YZ plane. The angle sensor 61 outputs the detected rotation angle of the connecting ring 32 in the YZ plane to the controller 50.

角度センサ62によって検出されるアーム33のZX平面での回転角度は、アーム33のZX平面での鉛直方向Aからの傾きを示す。また、アーム33のZX平面での鉛直方向Aからの傾きは、ZX平面での吊り糸20の鉛直方向Aからの傾き角度である第2傾き角度θ2と等しい。角度センサ62は、検出されたアーム33のZX平面での回転角度をコントローラ50に出力する。 The rotation angle of the arm 33 on the ZX plane detected by the angle sensor 62 indicates the inclination of the arm 33 from the vertical direction A on the ZX plane. The inclination of the arm 33 from the vertical direction A on the ZX plane is equal to the second inclination angle θ2 which is the inclination angle of the hanging thread 20 from the vertical direction A on the ZX plane. The angle sensor 62 outputs the detected rotation angle of the arm 33 on the ZX plane to the controller 50.

傾き検出部54は、角度センサ61及び角度センサ62の一方のみを備えてもよい。この場合、傾き検出部54は、YZ平面及びZX平面のうちの一方における吊り糸20の傾き角度を検出し、この検出した傾き角度をコントローラ50に出力することができる。 The tilt detection unit 54 may include only one of the angle sensor 61 and the angle sensor 62. In this case, the tilt detection unit 54 can detect the tilt angle of the hanging thread 20 on one of the YZ plane and the ZX plane and output the detected tilt angle to the controller 50.

傾き検出部54は、上記以外の態様で、吊り糸20の鉛直方向Aからの傾き角度を検出し、この検出した傾き角度をコントローラ50に出力するように構成されてもよい。傾き検出部54は、互いに直交する2つの鉛直面(例えば、YZ平面及びZX平面)の各々における傾き角度を検出してもよいし、その一方のみを検出してもよい。 The inclination detection unit 54 may be configured to detect the inclination angle of the hanging thread 20 from the vertical direction A and output the detected inclination angle to the controller 50 in a mode other than the above. The tilt detection unit 54 may detect a tilt angle in each of two vertical planes (for example, the YZ plane and the ZX plane) orthogonal to each other, or may detect only one of them.

コントローラ50は、傾き検出部54から取得した吊り糸20の傾き角度に基づいて、6つの回転翼13うちの少なくとも一つの回転を制御することにより、無人飛行体1の位置を制御する。一実施形態において、コントローラ50は、傾き検出部54からの第1傾き角度θ1、第2傾き角度θ2、及び必要に応じてこれら以外の検出情報に基づいて、吊り糸20の延伸方向が鉛直方向Aに近づくように、回転翼13のうちの少なくとも一つの回転を制御して無人飛行体1を移動させる。例えば、図5に示されているように吊り糸20がYZ平面において角度θ1だけ鉛直方向Aから傾いている場合には、コントローラ50は、傾き検出部54から取得した第1傾き角度θ1がゼロに近づくようにY軸の負の方向へ無人飛行体1を移動させるべく回転翼13のうちの少なくとも一つの回転を制御する。また、図6に示されているように吊り糸20がZX平面において角度θ2だけ鉛直方向Aから傾いている場合には、コントローラ50は、傾き検出部54から取得した第2傾き角度θ2がゼロに近づくようにX軸の負の方向へ無人飛行体1を移動させるべく回転翼13のうちの少なくとも一つの回転を制御する。吊り糸20の延伸方向がYZ面内でもZX面内でも鉛直方向Aに対して傾いている場合には、コントローラ50は、第1傾き角度θ1及び第2傾き角度θ2の各々がゼロに近づくように無人飛行体1を移動させるべく回転翼13のうちの少なくとも一つの回転を制御する。 The controller 50 controls the position of the unmanned aerial vehicle 1 by controlling the rotation of at least one of the six rotary wings 13 based on the tilt angle of the hanging thread 20 acquired from the tilt detection unit 54. In one embodiment, the controller 50 causes the hanging thread 20 to extend in the vertical direction based on the first tilt angle θ1, the second tilt angle θ2 from the tilt detection unit 54, and, if necessary, other detection information. The unmanned aerial vehicle 1 is moved by controlling the rotation of at least one of the rotary wings 13 so as to approach A. For example, as shown in FIG. 5, when the hanging thread 20 is tilted from the vertical direction A by an angle θ1 on the YZ plane, the controller 50 causes the first tilt angle θ1 acquired from the tilt detection unit 54 to be zero. The rotation of at least one of the rotary wings 13 is controlled so as to move the unmanned aerial vehicle 1 in the negative direction of the Y-axis so as to approach. Further, as shown in FIG. 6, when the hanging thread 20 is tilted from the vertical direction A by the angle θ2 in the ZX plane, the controller 50 causes the second tilt angle θ2 acquired from the tilt detection unit 54 to be zero. The rotation of at least one of the rotor blades 13 is controlled so as to move the unmanned aerial vehicle 1 in the negative direction of the X-axis so as to approach. When the stretching direction of the hanging thread 20 is tilted with respect to the vertical direction A both in the YZ plane and in the ZX plane, the controller 50 causes each of the first tilt angle θ1 and the second tilt angle θ2 to approach zero. The rotation of at least one of the rotor blades 13 is controlled to move the unmanned aerial vehicle 1.

続いて、図8〜図10を参照して、本発明の別の実施形態による無人飛行体101について説明する。本発明の別の実施形態による無人飛行体101は、カメラ63を備えている点で無人飛行体1と異なっている。無人飛行体101の構成要素のうち無人飛行体1の構成要素と同一又は類似のものには図1〜図7と同様の参照符号を付し、これらの同一又は類似の構成要素については詳細な説明を省略する。 Subsequently, an unmanned aerial vehicle 101 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 10. An unmanned aerial vehicle 101 according to another embodiment of the present invention differs from the unmanned aerial vehicle 1 in that it includes a camera 63. Among the constituent elements of the unmanned aerial vehicle 101, those which are the same as or similar to the constituent elements of the unmanned aerial vehicle 1 are designated by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 7, and these same or similar constituent elements are detailed. The description is omitted.

図示の実施形態において、カメラ63は、本体10の下面に設けられている。カメラ63は、吊り糸20で吊り下げられた物体支持具16が画角内に入る画像を取得することができる。言い換えると、カメラ63は、物体支持具16が画角内に入るように構成及び配置される。より具体的には、カメラ63は、少なくとも吊り糸20が物体支持具16とウインチ15との間で鉛直方向Aに延びている場合に、物体支持具16の全部又は一部が画角内に入るように構成される。カメラ63は、その撮像方向を変化させることができるように、所定の回転軸の周りで回転可能に本体10に設けられてもよい。この回転軸は、ウインチ15の回転軸と同じ向きに延びていてもよい。ウインチ15から吊り糸20が繰り出されると物体支持具16は降下し、逆にウインチ15に吊り糸20巻き取られると物体支持具16は上昇する。カメラ63は、このように物体支持具16が下降又は上昇しても物体支持具16を画角内に入れることができるように、その姿勢が調整できるように本体10に設けられてもよい。例えば、ウインチ15の繰り出し及び巻き取り動作と連動してカメラ63の回転軸を回転させることでカメラ63の姿勢を制御する姿勢制御機構が無人飛行体1に設けられてもよい。 In the illustrated embodiment, the camera 63 is provided on the lower surface of the main body 10. The camera 63 can acquire an image in which the object support 16 suspended by the suspension thread 20 falls within the angle of view. In other words, the camera 63 is constructed and arranged so that the object support 16 is within the angle of view. More specifically, in the camera 63, at least when the hanging thread 20 extends in the vertical direction A between the object support 16 and the winch 15, all or part of the object support 16 is within the angle of view. Configured to enter. The camera 63 may be provided on the main body 10 so as to be rotatable about a predetermined rotation axis so that the imaging direction can be changed. This rotation axis may extend in the same direction as the rotation axis of the winch 15. When the hanging thread 20 is fed from the winch 15, the object support 16 descends, and conversely, when the hanging thread 20 is wound around the winch 15, the object support 16 rises. The camera 63 may be provided in the main body 10 so that the posture thereof can be adjusted so that the object support 16 can be placed within the angle of view even when the object support 16 is lowered or raised as described above. For example, the unmanned aerial vehicle 1 may be provided with an attitude control mechanism that controls the attitude of the camera 63 by rotating the rotation axis of the camera 63 in conjunction with the feeding and winding operations of the winch 15.

カメラ63は、撮像した画像を示す画像データをコントローラ50に出力する。コントローラ50は、カメラ63から取得した画像データに基づいて、回転翼13のうちの少なくとも一つの回転を制御することにより無人飛行体1の位置を制御する。一実施形態においては、吊り糸20の延伸方向が鉛直方向Aに沿った方向となっている場合における撮像画像内での物体支持具16の位置が基準位置として定められる。ストレージ53は、基準位置を特定するための基準位置特定データを記憶することができる。基準位置は、吊り糸20の繰り出し量によって(つまり、物体支持具16の鉛直方向Aにおける位置によって)変わり得る。この場合、ストレージ53は、吊り糸20の繰り出し量と対応付けて(または、物体支持具16の鉛直方向Aにおける位置と対応付けて)基準位置特定データを記憶してもよい。 The camera 63 outputs image data indicating the captured image to the controller 50. The controller 50 controls the position of the unmanned aerial vehicle 1 by controlling the rotation of at least one of the rotary wings 13 based on the image data acquired from the camera 63. In one embodiment, the position of the object support 16 in the captured image when the extending direction of the hanging thread 20 is along the vertical direction A is set as the reference position. The storage 53 can store reference position specifying data for specifying a reference position. The reference position may change depending on the amount of extension of the hanging thread 20 (that is, the position of the object support 16 in the vertical direction A). In this case, the storage 53 may store the reference position specifying data in association with the feeding amount of the hanging thread 20 (or in association with the position of the object support 16 in the vertical direction A).

図9は、カメラ63によって撮像された物体支持具16の像を含む撮像画像の例を模式的に示す。この撮像画像には、物体支持具16の(上面の)像とこの物体支持具16を吊り下げている吊り糸20の像とが含まれている。また、当該撮像画像には、吊り糸20が鉛直方向Aに延伸する場合における物体支持具16の像の位置を示す基準位置Pが示されている。コントローラ50は、この撮像画像を解析し、基準位置Pに物体支持具16の像が近づくように無人飛行体1を移動させる。無人飛行体1の移動は、上記のように、回転翼13のうちの少なくとも一つの回転を制御することにより制御される。 FIG. 9 schematically shows an example of a captured image including the image of the object support 16 captured by the camera 63. The captured image includes an image (on the upper surface) of the object support 16 and an image of the hanging thread 20 that suspends the object support 16. Further, in the captured image, the reference position P indicating the position of the image of the object support 16 when the hanging thread 20 extends in the vertical direction A is shown. The controller 50 analyzes the captured image and moves the unmanned aerial vehicle 1 so that the image of the object support 16 approaches the reference position P. The movement of the unmanned aerial vehicle 1 is controlled by controlling the rotation of at least one of the rotary wings 13, as described above.

一実施形態において、コントローラ50は、基準位置PのXY平面での座標と物体支持具16の中心のXY平面での座標とを比較し、この比較結果から物体支持具16の像を基準位置Pと重ねるための無人飛行体1の移動方向及び移動距離を算出し、この算出された移動方向へ算出された移動距離だけ無人飛行体1を移動させるための制御を行ってもよい。 In one embodiment, the controller 50 compares the coordinates of the reference position P on the XY plane with the coordinates of the center of the object support 16 on the XY plane, and from this comparison result, the image of the object support 16 is changed to the reference position P. It is also possible to calculate the moving direction and the moving distance of the unmanned aerial vehicle 1 for overlapping and to perform control for moving the unmanned aerial vehicle 1 by the calculated moving distance in the calculated moving direction.

続いて、上記実施形態が奏する作用効果について説明する。上記の一実施形態においては、吊り糸20の延伸方向が鉛直方向Aに近づくように回転翼13のうちの少なくとも一つの回転が制御される。吊り糸により吊り下げられている物体Mが振り子運動を始めると、吊り糸20の延伸方向が鉛直方向Aからずれる。よって、吊り糸20の延伸方向が鉛直方向Aに近づくように回転翼13の回転を制御することにより、物体Mの振り子運動を抑制することができる。 Next, the function and effect of the above embodiment will be described. In the above-described embodiment, the rotation of at least one of the rotary wings 13 is controlled so that the stretching direction of the hanging thread 20 approaches the vertical direction A. When the object M suspended by the suspending thread starts the pendulum motion, the extending direction of the suspending thread 20 deviates from the vertical direction A. Therefore, the pendulum motion of the object M can be suppressed by controlling the rotation of the rotary blade 13 so that the stretching direction of the hanging thread 20 approaches the vertical direction A.

上記の一実施形態においては、鉛直方向Aに対する吊り糸20の延伸方向の傾きである吊り糸傾き角度が傾き検出部54によって検出され、この吊り糸傾き角度がゼロに近づくように回転翼13のうちの少なくとも一つの回転が制御される。これにより、吊り糸20の延伸方向の傾きを検出すれば、吊り下げられている物体M自体の動きを検出しなくても当該物体Mの振り子運動を抑制することができる。 In the above-described embodiment, the hanging thread tilt angle, which is the tilt of the hanging thread 20 in the extending direction with respect to the vertical direction A, is detected by the tilt detecting unit 54, and the rotary blade 13 of the rotary blade 13 is adjusted so that the hanging thread tilt angle approaches zero. The rotation of at least one of them is controlled. Thus, by detecting the inclination of the hanging thread 20 in the extending direction, the pendulum motion of the suspended object M can be suppressed without detecting the motion of the suspended object M itself.

上記の一実施形態においては、第1の鉛直面内での鉛直方向Aに対する吊り糸20の延伸方向の傾きを示す第1傾き角度θ1、及び、第1の鉛直面と直交する第2の鉛直面内での鉛直方向Aに対する吊り糸20の延伸方向の傾きを示す第2傾き角度θ2が検出され、この第1傾き角度θ1及び第2傾き角度θ2がゼロに近づくように回転翼13のうちの少なくとも一つの回転が制御される。これにより、直交する2つの鉛直面におて吊り下げられる物体Mの振り子運動を抑制することがでできる。 In the above-described embodiment, the first tilt angle θ1 indicating the tilt of the hanging thread 20 in the extending direction with respect to the vertical direction A in the first vertical plane, and the second vertical angle orthogonal to the first vertical plane. A second tilt angle θ2 indicating the tilt of the hanging thread 20 in the drawing direction with respect to the vertical direction A in the plane is detected, and among the rotor blades 13, the first tilt angle θ1 and the second tilt angle θ2 approach zero. At least one rotation of is controlled. Accordingly, it is possible to suppress the pendulum motion of the object M that is suspended on the two vertical planes that are orthogonal to each other.

上記の一実施形態においては、YZ面内で回転可能に設けられた連結リング32の回転角度が第1傾き角度θ1として検出され、吊り糸20が通過する貫通孔33cを有しZX面内で回転可能に設けられたアーム33の回転角度が第2傾き角度θ2として検出される。これにより、連結リング32とアーム33とを組み合わせた簡易な角度検出機構により第1傾き角度θ1及び第2傾き角度θ2を検出することができる。 In the above-described embodiment, the rotation angle of the connecting ring 32 rotatably provided in the YZ plane is detected as the first tilt angle θ1, and the through-hole 33c through which the hanging thread 20 passes is provided. The rotation angle of the rotatably provided arm 33 is detected as the second tilt angle θ2. Thus, the first tilt angle θ1 and the second tilt angle θ2 can be detected by a simple angle detection mechanism that combines the connecting ring 32 and the arm 33.

上記の一実施形態における無人飛行体1は、吊り糸20を巻き取るためのウインチ15と、鉛直方向Aに沿って延びるガイド孔31cを有するガイド部材31と、を備える。一実施形態において、ガイド部材31はウインチ15に設けられ、連結リング32はガイド部材31に設けられ、アーム33は連結リング32に設けられる。これにより、ウインチ15に取り付けられた連結リング32及びアーム33により、無人飛行体1の移動を制御するための第1傾き角度θ1及び第2傾き角度θ2を検出することができる。ウインチ15は、その巻き取り及び繰り出しの制御のためにコントローラ50と電気的に接続されている。連結リング32及びアーム33をウインチ15に取り付けることにより、連結リング32及びアーム33の回転角度をコントローラ50に入力することが容易になる。 The unmanned aerial vehicle 1 in the above-described embodiment includes the winch 15 for winding the hanging thread 20 and the guide member 31 having the guide hole 31c extending along the vertical direction A. In one embodiment, the guide member 31 is provided on the winch 15, the connecting ring 32 is provided on the guide member 31, and the arm 33 is provided on the connecting ring 32. Thereby, the first tilt angle θ1 and the second tilt angle θ2 for controlling the movement of the unmanned aerial vehicle 1 can be detected by the connecting ring 32 and the arm 33 attached to the winch 15. The winch 15 is electrically connected to the controller 50 for controlling its winding and unwinding. By attaching the connecting ring 32 and the arm 33 to the winch 15, it becomes easy to input the rotation angle of the connecting ring 32 and the arm 33 into the controller 50.

吊り下げられた物体Mに加速度センサ等のセンサを取り付け、このセンサの検出情報に基づいて物体Mの振り子運動を抑制しようとすると、当該センサの検出情報をコントローラ50に入力するために通信ケーブル又は無線通信機構を備える必要がある。上記のように、ウインチ15に取り付けられた連結リング32及びアーム33の回転角度を検出して第1傾き角度θ1及び第2傾き角度θ2を得ることにより、物体Mとコントローラ50とを接続する通信ケーブルや無線通信機構は不要となる。 When a sensor such as an acceleration sensor is attached to the suspended object M and an attempt is made to suppress the pendulum motion of the object M based on the detection information of this sensor, a communication cable or a communication cable for inputting the detection information of the sensor to the controller 50. It is necessary to have a wireless communication mechanism. As described above, communication for connecting the object M and the controller 50 by detecting the rotation angles of the connecting ring 32 and the arm 33 attached to the winch 15 to obtain the first tilt angle θ1 and the second tilt angle θ2. No cable or wireless communication mechanism is required.

上記の一実施形態における無人飛行体1は、物体支持具16の像を含む撮像画像を出力するカメラ63を備えている。このカメラ63は本体10に設けられてもよい。当該実施形態においては、このカメラ63の撮像画像において吊り糸20が鉛直方向に延伸する場合における物体支持具16の像の位置を示す基準位置Pに物体支持具16の像が近づくように回転翼13のうちの少なくとも一つの回転が制御される。これにより、物体Mにその運動を検出するためのセンサを設けなくとも、物体Mの振り子運動を抑制することができる。 The unmanned aerial vehicle 1 in the above-described embodiment includes the camera 63 that outputs a captured image including the image of the object support 16. The camera 63 may be provided in the main body 10. In this embodiment, the rotor blade is arranged so that the image of the object support 16 approaches the reference position P indicating the position of the image of the object support 16 when the hanging thread 20 extends in the vertical direction in the image captured by the camera 63. The rotation of at least one of the 13 is controlled. Accordingly, the pendulum motion of the object M can be suppressed without providing the sensor for detecting the motion of the object M.

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。例えば、図8〜図10に示されている実施形態では、センサ61及びセンサ62を省略することができる。図8〜図10に示されている実施形態では、連結リング32及びアーム33をさらに省略することができる。 The dimensions, materials, and arrangements of each of the components described herein are not limited to those explicitly described in the embodiments, and each of the components can be included in the scope of the present invention. Can be modified to have different dimensions, materials, and configurations. In addition, components that are not explicitly described in this specification may be added to the described embodiments, or some of the components described in each embodiment may be omitted. For example, in the embodiment shown in FIGS. 8 to 10, the sensor 61 and the sensor 62 can be omitted. In the embodiment shown in FIGS. 8-10, the connecting ring 32 and the arm 33 can be further omitted.

上記の各実施形態は、適宜組み合わされてもよい。複数の実施形態を組み合わせることで実現される態様も、本発明の一実施形態となり得る。 The above embodiments may be combined as appropriate. An aspect realized by combining a plurality of embodiments can also be an embodiment of the present invention.

1 無人飛行体
10 本体
11 アーム
12 支持体
13 回転翼
15 ウインチ
16 物体支持具
20 吊り糸
31 ガイド部材
32 連結リング
33 アーム
50 コントローラ
54 傾き検出部
61,62 角度センサ
63 カメラ
M 物体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Unmanned aerial vehicle 10 Main body 11 Arm 12 Support body 13 Rotor wing 15 Winch 16 Object support tool 20 Hanging thread 31 Guide member 32 Connecting ring 33 Arm 50 Controller 54 Tilt detection part 61, 62 Angle sensor 63 Camera M Object

Claims (8)

本体と、
前記本体に設けられた複数の回転翼と、
前記本体から物体を吊り下げるための吊り糸と、
前記吊り糸の延伸方向が鉛直方向に近づくように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御するコントローラと、
を備える無人飛行体。
Body,
A plurality of rotor blades provided on the main body,
A hanging thread for hanging an object from the body,
A controller that controls the rotation of at least one of the plurality of rotary blades so that the stretching direction of the hanging thread approaches the vertical direction,
Unmanned aerial vehicle equipped with.
鉛直方向に対する前記吊り糸の延伸方向の傾きである吊り糸傾き角度を検出する傾き検出部をさらに備え、
前記コントローラは、前記吊り糸傾き角度がゼロに近づくように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御する、
請求項1に記載の無人飛行体。
Further comprising a tilt detection unit that detects a hanging thread tilt angle that is a tilt in the drawing direction of the hanging thread with respect to the vertical direction,
The controller controls the rotation of at least one of the plurality of rotor blades so that the hanging thread inclination angle approaches zero.
The unmanned aerial vehicle according to claim 1.
前記傾き検出部は、第1の鉛直面内での鉛直方向に対する前記吊り糸の延伸方向の傾きを示す第1傾き角度、及び、前記第1の鉛直面と直交する第2の鉛直面内での鉛直方向に対する前記吊り糸の延伸方向の傾きを示す第2傾き角度を検出するように構成され、
前記コントローラは、前記第1傾き角度及び前記第2傾き角度がゼロに近づくように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御する、
請求項2に記載の無人飛行体。
The tilt detection unit includes a first tilt angle indicating a tilt of the suspension thread in a stretching direction with respect to a vertical direction in a first vertical plane, and a second vertical plane orthogonal to the first vertical plane. Is configured to detect a second tilt angle indicating the tilt of the hanging thread in the drawing direction with respect to the vertical direction of
The controller controls rotation of at least one of the plurality of rotor blades so that the first tilt angle and the second tilt angle approach zero.
The unmanned aerial vehicle according to claim 2.
前記傾き検出部は、
前記吊り糸が通過する第1の貫通孔を有し前記第1の鉛直面内で回転可能に設けられた第1の可動部材と、
前記吊り糸が通過する第2の貫通孔を有し前記第2の鉛直面内で回転可能に設けられた第2の可動部材と、
を有し、
前記第1の可動部材の回転角度を前記第1傾き角度として検出し、前記第2の可動部材の回転角度を前記第2傾き角度として検出する、
請求項3に記載の無人飛行体。
The tilt detection unit,
A first movable member having a first through hole through which the hanging thread passes and rotatably provided in the first vertical plane;
A second movable member that has a second through hole through which the hanging thread passes and is rotatably provided in the second vertical plane;
Have
A rotation angle of the first movable member is detected as the first tilt angle, and a rotation angle of the second movable member is detected as the second tilt angle.
The unmanned aerial vehicle according to claim 3.
鉛直方向に沿って延びるガイド孔を有するガイド部材をさらに備え、
前記第2の可動部材は、前記第2の貫通孔が前記ガイド孔よりも鉛直方向下方にあるように設けられる、
請求項4に記載の無人飛行体。
Further comprising a guide member having a guide hole extending along the vertical direction,
The second movable member is provided such that the second through hole is vertically below the guide hole.
The unmanned aerial vehicle according to claim 4.
前記吊り糸を巻き取るためのウインチを備え、
前記ガイド部材は、前記ウインチに設けられ、
前記第1の可動部材は前記ガイド部材に設けられ、
前記第2の可動部材は前記第1の可動部材に設けられる、
請求項5に記載の無人飛行体。
A winch for winding the hanging thread is provided,
The guide member is provided on the winch,
The first movable member is provided on the guide member,
The second movable member is provided on the first movable member,
The unmanned aerial vehicle according to claim 5.
前記本体に設けられ、前記物体を支持する物体支持具の像を含む撮像画像を出力するカメラをさらに備え、
前記コントローラは、前記撮像画像において前記吊り糸が鉛直方向に延伸する場合における前記物体支持具の像の位置を示す基準位置に前記物体支持具の像が近づくように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御する、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の無人飛行体。
Further comprising a camera provided in the main body, which outputs a captured image including an image of an object support tool that supports the object,
Of the plurality of rotor blades, the controller is configured so that the image of the object supporter approaches a reference position indicating the position of the image of the object supporter when the hanging thread extends in the vertical direction in the captured image. Control at least one rotation,
The unmanned air vehicle according to any one of claims 1 to 6.
前記コントローラは、前記物体支持具の像が前記基準位置と重なるように前記複数の回転翼のうちの少なくとも一つの回転を制御する、
請求項7に記載の無人飛行体。
The controller controls the rotation of at least one of the plurality of rotary blades so that the image of the object support is overlapped with the reference position.
The unmanned aerial vehicle according to claim 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113148200A (en) * 2021-05-06 2021-07-23 吉林工程技术师范学院 Suspension type carrying unmanned aerial vehicle and control method thereof
CN115199069A (en) * 2021-04-07 2022-10-18 丰田自动车株式会社 Main rope laying method and main rope laying system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1036067A (en) * 1996-07-23 1998-02-10 Nec Corp Automatically storing device for object to be lifted and collected
US20170197718A1 (en) * 2015-03-27 2017-07-13 Amazon Technologies, Inc. Tether compensated airborne delivery
US20180072419A1 (en) * 2014-08-28 2018-03-15 X Development Llc Payload-Release Device Position Tracking
JP2018069969A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社エンルートM’s Unmanned work device, method for the same, and program
JP2018090095A (en) * 2016-12-02 2018-06-14 株式会社エンルートM’s Unmanned flight device, shipment transporting method and program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1036067A (en) * 1996-07-23 1998-02-10 Nec Corp Automatically storing device for object to be lifted and collected
US20180072419A1 (en) * 2014-08-28 2018-03-15 X Development Llc Payload-Release Device Position Tracking
US20170197718A1 (en) * 2015-03-27 2017-07-13 Amazon Technologies, Inc. Tether compensated airborne delivery
JP2018069969A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社エンルートM’s Unmanned work device, method for the same, and program
JP2018090095A (en) * 2016-12-02 2018-06-14 株式会社エンルートM’s Unmanned flight device, shipment transporting method and program

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115199069A (en) * 2021-04-07 2022-10-18 丰田自动车株式会社 Main rope laying method and main rope laying system
CN113148200A (en) * 2021-05-06 2021-07-23 吉林工程技术师范学院 Suspension type carrying unmanned aerial vehicle and control method thereof
CN113148200B (en) * 2021-05-06 2023-08-18 吉林工程技术师范学院 Suspended type object carrying unmanned aerial vehicle and control method thereof

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