JP6738611B2 - Unmanned rotorcraft - Google Patents
Unmanned rotorcraft Download PDFInfo
- Publication number
- JP6738611B2 JP6738611B2 JP2016018093A JP2016018093A JP6738611B2 JP 6738611 B2 JP6738611 B2 JP 6738611B2 JP 2016018093 A JP2016018093 A JP 2016018093A JP 2016018093 A JP2016018093 A JP 2016018093A JP 6738611 B2 JP6738611 B2 JP 6738611B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camera
- aircraft
- arm member
- arm
- unmanned
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000239290 Araneae Species 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000287531 Psittacidae Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Accessories Of Cameras (AREA)
Description
本開示は、複数のロータユニットを備え、無線通信制御で飛行する無人回転翼機に関し、特に、カメラを備えて対象物を撮影可能な無人回転翼機に関する。 The present disclosure relates to an unmanned rotary wing aircraft including a plurality of rotor units and flying under wireless communication control, and particularly to an unmanned rotary wing aircraft that includes a camera and can photograph an object.
複数のロータユニットを備え、無線通信制御で飛行する無人回転翼機として、カメラを備えた無人回転翼機が知られている。例えば、橋梁などの構造物の検査において、この種の無人回転翼機が用いられ得る。具体的には、無人回転翼機を、検査対象の構造物近傍まで飛行させてカメラにてその構造物の表面を撮影し、これにより、構造物表面のクラック、損傷、その他劣化の有無などを観察することが可能である。 An unmanned rotorcraft equipped with a camera is known as an unmanned rotorcraft comprising a plurality of rotor units and flying under wireless communication control. For example, this type of unmanned rotorcraft may be used in the inspection of structures such as bridges. Specifically, fly the unmanned rotary wing aircraft to the vicinity of the structure to be inspected and take a picture of the surface of the structure with a camera to check for cracks, damage, and other deterioration of the structure surface. It is possible to observe.
ところで、このような検査においては、無人回転翼機と構造物との位置関係等によっては、無人回転翼機のロータユニットによって発生する空気の流れが乱れ、無人回転翼機の移動(飛行)又は姿勢制御が難しくなることが懸念される。例えば、飛行中の無人回転翼機の上部に構造物(例えば天井)が存在する場合などにおいては、無人回転翼機の上部の気圧が乱れて飛行が安定せず機体が上下動してしまう可能性がある。 By the way, in such an inspection, the flow of air generated by the rotor unit of the unmanned rotorcraft is disturbed depending on the positional relationship between the unmanned rotorcraft and the structure, etc. There is concern that posture control will become difficult. For example, when there is a structure (such as a ceiling) above the unmanned rotorcraft during flight, the air pressure above the unmanned rotorcraft may be disturbed and the flight may not be stable, causing the aircraft to move up and down. There is a nature.
また、無人回転翼機が構造物における隅の領域等を飛行する場合などにおいては、特に顕著となる。また、回転翼機において発生し得る特有の現象として、ロータユニットのロータ周辺部で、下方への気流がロータ上部に戻り、揚力を失う現象(いわゆる、ボルテックス・リング・ステート)も知られている。無人回転翼機の飛行が不安定であると、無人回転翼機が構造物に接触(衝突)する危険性が大きくなる。 Further, it becomes particularly remarkable when the unmanned rotary wing aircraft flies in a corner area or the like of the structure. Further, as a peculiar phenomenon that can occur in a rotary wing aircraft, a phenomenon in which a downward airflow returns to the upper portion of the rotor and loses lift in the rotor peripheral portion of the rotor unit (so-called vortex ring state) is also known. .. If the flight of the unmanned rotorcraft is unstable, the risk of the unmanned rotorcraft contacting (colliding with) a structure increases.
この点、非特許文献1には、機体フレームの外側にホイールユニットが設けられた無人回転翼機が開示されている。この無人回転翼機は、ホイールユニットが天井又は壁面に接触することで、機体部分が天井等に接触(衝突)することを回避できるようになっている。 In this regard, Non-Patent Document 1 discloses an unmanned rotary wing machine in which a wheel unit is provided outside the machine body frame. In this unmanned rotary wing aircraft, the wheel unit comes into contact with the ceiling or the wall surface, so that the body portion can be prevented from coming into contact (collision) with the ceiling or the like.
また、非特許文献2には、スケルトン状の球体構造が機体全体を包むように設けられた無人回転翼機が開示されている。この無人回転翼機でも、球体構造が天井又は壁面に接触することで、機体部分が天井等に接触(衝突)することを回避できる。 In addition, Non-Patent Document 2 discloses an unmanned rotary wing aircraft in which a skeleton-shaped spherical structure is provided so as to wrap the entire body. Even in this unmanned rotary wing aircraft, it is possible to avoid the body portion from contacting (colliding) with the ceiling or the like by the spherical structure contacting the ceiling or the wall surface.
しかしながら、非特許文献1の技術では、ホイールユニットと機体フレームとの位置関係は固定されている。また、ホイールユニットは1軸のみにおいて回転可能である。この場合、ホイールユニットと構造物との接触の仕方によっては、接触時に大きな抵抗が生じる。具体的には、ホイールユニットが構造物に対し例えば正対せず斜めに接触すると、ホイールユニットの回転が抑制され接触抵抗を低減されない。よって、無人回転翼機の移動(飛行)が阻害される可能性がある。つまり、飛行の安定性の点ではやはり弱点がある。 However, in the technique of Non-Patent Document 1, the positional relationship between the wheel unit and the machine body frame is fixed. Further, the wheel unit can rotate only on one axis. In this case, depending on how the wheel unit and the structure are in contact with each other, a large resistance is generated at the time of contact. Specifically, when the wheel unit comes into contact with the structure obliquely without directly facing it, rotation of the wheel unit is suppressed and contact resistance cannot be reduced. Therefore, the movement (flying) of the unmanned rotary wing aircraft may be hindered. In other words, there are still weak points in terms of flight stability.
非特許文献2の技術では、機体にカメラを搭載して周囲を撮影しようとすると、球体構造の骨組みがカメラの視野に入ってしまう。よって、カメラにて構造物を検査する場面においては、検査精度に問題が生じ得る。 According to the technique of Non-Patent Document 2, when a camera is mounted on a machine body to capture an image of the surroundings, the skeleton of the spherical structure comes into the field of view of the camera. Therefore, in the scene of inspecting a structure with a camera, a problem may occur in inspection accuracy.
カメラを備えて対象物を撮影可能な無人回転翼機において、撮影品質を損なうことなく、飛行の安定性又は安全性を高めることが望まれる。 In an unmanned rotary wing aircraft equipped with a camera capable of photographing an object, it is desired to enhance flight stability or safety without impairing photographing quality.
本開示の一局面の無人回転翼機は、飛行体フレームと、前記飛行体フレームに取り付けられて揚力を発生するロータユニットと、前記飛行体フレームに搭載され、前記ロータユニットの駆動を制御する制御ユニットと、前記飛行体フレームと連結され、周囲を撮影するカメラと、を備える無人回転翼機である。飛行体フレームは、無人回転翼機の骨格をなす部材である。 An unmanned rotary wing aircraft according to an aspect of the present disclosure includes a flying body frame, a rotor unit attached to the flying body frame to generate lift, and a control mounted on the flying body frame to control driving of the rotor unit. An unmanned rotorcraft comprising a unit and a camera that is connected to the aircraft frame and takes a picture of the surroundings. The aircraft frame is a member that forms the skeleton of an unmanned rotary wing aircraft.
当該無人回転翼機は、さらに、傾きを補正するジンバル装置を介して前記カメラと前記飛行体フレームとを連結する支持ユニットを備える。
該支持ユニットは、前記カメラを支持するアーム状のアーム部材と、前記アーム部材に回転自在に取り付けられた円形又は球状の回転機構であって当該無人回転翼機において最も外側に張り出している回転機構と、を備え、前記飛行体フレームと前記カメラとの間の相対距離を変更可能なように構成されている。
The unmanned rotary wing aircraft further includes a support unit that connects the camera and the aircraft frame via a gimbal device that corrects tilt.
The support unit is an arm-shaped arm member that supports the camera, and a circular or spherical rotation mechanism that is rotatably attached to the arm member, and the rotation mechanism that projects to the outermost side in the unmanned rotorcraft. And, so that the relative distance between the aircraft frame and the camera can be changed.
かかる無人回転翼機によれば、アーム部材に取り付けられた回転機構が、当該無人回転翼機において最も外側に張り出しているため、飛行領域の壁面又は天井等に飛行体フレーム及びロータユニット等が接触することを回避し得る。具体的には、回転機構が張り出していることによりその回転機構が壁面又は天井等に先に接触し得る。 According to such an unmanned rotary wing aircraft, since the rotating mechanism attached to the arm member projects to the outermost side of the unmanned rotary wing aircraft, the aircraft frame and the rotor unit, etc. come into contact with the wall or ceiling of the flight area. Can be avoided. Specifically, since the rotating mechanism is overhanging, the rotating mechanism can come into contact with the wall surface, the ceiling, or the like first.
しかも、回転機構は円形又は球状の形状を有しており回転自在にアーム部材に取り付けられているため、回転機構が壁面又は天井等に接触した際の抵抗を、回転機構の回転を許容することにより最小限に抑えることができる。従って、無人回転翼機の安定した飛行を実現することができる。 Moreover, since the rotating mechanism has a circular or spherical shape and is rotatably attached to the arm member, the rotating mechanism should be allowed to rotate when the rotating mechanism comes into contact with the wall or ceiling. Can be kept to a minimum. Therefore, stable flight of the unmanned rotary wing aircraft can be realized.
また、回転機構が対象物と接触した状態で無人回転翼機が飛行している場合、カメラと対象物との距離を一定に保って、そのカメラによって対象物を撮影することができる。これにより、撮影の精度を向上させることができ、ひいては対象物の検査等を容易かつ確実に行うことができるようになる。 When the unmanned rotary wing aircraft is flying with the rotating mechanism in contact with the object, the object can be photographed by the camera while keeping the distance between the camera and the object constant. As a result, it is possible to improve the accuracy of photographing, and thus it is possible to easily and surely inspect an object or the like.
本開示の無人回転翼機によれば、飛行体フレーム及びロータユニット等がカメラによる撮影の対象物等に接触することを回避して安全性を高めることができる。また、カメラのよる撮影の精度・品質等をより向上させることができる。 According to the unmanned rotary wing aircraft of the present disclosure, it is possible to avoid contact between the flying object frame, the rotor unit, and the like, and the object to be photographed by the camera, thereby improving safety. Further, it is possible to further improve the accuracy and quality of shooting by the camera.
また、本開示の無人回転翼機では、前記カメラが前記ジンバル装置と連結され、該ジンバル装置が前記アーム部材に支持されていても良い。
かかる無人回転翼機によれば、カメラの傾き(又は姿勢)がジンバル装置により常時補正される。換言すれば、カメラの傾き(又は姿勢)が、ジンバル装置により所望の傾き(又は姿勢)に保持され得る。これにより、カメラによる撮影の精度・品質等を向上させ得る。
Further, in the unmanned rotary wing aircraft of the present disclosure, the camera may be connected to the gimbal device, and the gimbal device may be supported by the arm member.
According to such an unmanned rotary wing machine, the tilt (or posture) of the camera is constantly corrected by the gimbal device. In other words, the tilt (or posture) of the camera can be maintained at a desired tilt (or posture) by the gimbal device. As a result, it is possible to improve the accuracy and quality of shooting by the camera.
また、本開示の無人回転翼機では、前記カメラが前記アーム部材により支持され、前記アーム部材が前記ジンバル装置を介して前記飛行体フレームと連結されていても良い。
かかる無人回転翼機によれば、アーム部材の傾き(又は姿勢)がジンバル装置により補正され所望の傾き(又は姿勢)に保持され得る。結果、カメラの傾き(又は姿勢)が所望の傾き(又は姿勢)に保持され得る。よって、前述した場合と同様に、カメラによる撮影の精度・品質等を向上させ得る。
Further, in the unmanned rotary wing aircraft of the present disclosure, the camera may be supported by the arm member, and the arm member may be connected to the aircraft frame via the gimbal device.
According to such an unmanned rotary wing machine, the inclination (or posture) of the arm member can be corrected by the gimbal device and held at a desired inclination (or posture). As a result, the tilt (or posture) of the camera can be maintained at a desired tilt (or posture). Therefore, as in the case described above, it is possible to improve the accuracy and quality of image capturing by the camera.
また、本開示の無人回転翼機では、前記アーム部材は前記飛行体フレームに対し揺動可能に構成されていても良い。
かかる無人回転翼機によれば、アーム部材が揺動し得る分だけ、回転機構と対象物との接触抵抗をより低減し得る。このため、無人回転翼機の飛行の安定性をより高めることができる。ひいては飛行の安全性をより高めることができる。また、回転機構が対象物に接触した際の接触抵抗を低減し得ることにより、回転機構が対象物に接触した際の無人回転翼機のぶれを抑えることができ、カメラによる撮影の精度・品質等の低下も抑制し得る。換言すれば、カメラによる撮影の精度・品質等を向上させ得る。
Further, in the unmanned rotary wing aircraft of the present disclosure, the arm member may be configured to be swingable with respect to the aircraft frame.
According to such an unmanned rotary wing machine, the contact resistance between the rotating mechanism and the object can be further reduced because the arm member can swing. Therefore, flight stability of the unmanned rotary wing aircraft can be further enhanced. As a result, flight safety can be further enhanced. In addition, by reducing the contact resistance when the rotating mechanism contacts the object, it is possible to suppress blurring of the unmanned rotary wing aircraft when the rotating mechanism contacts the object, and the accuracy and quality of the image taken by the camera. And the like can be suppressed. In other words, it is possible to improve the accuracy and quality of shooting by the camera.
また、本開示の無人回転翼機では、駆動のための電力を供給するバッテリを備え、該バッテリが、前記アーム部材において、該アーム部材が揺動する支点を挟んで前記回転機構とは反対側に取り付けられていても良い。 Further, the unmanned rotary wing aircraft of the present disclosure includes a battery that supplies electric power for driving, and the battery is provided on the opposite side of the rotating mechanism with the arm member sandwiching a fulcrum on which the arm member swings. May be attached to.
かかる構成によれば、アーム部材により支持される回転機構、カメラ、及びバッテリの位置(アーム部材における取り付け位置)を調整することで、アーム部材のバランスのとりやすさを向上させることができる。よって、上述したような効果を得やすくなる。 According to this configuration, by adjusting the positions of the rotation mechanism supported by the arm member, the camera, and the battery (attachment positions in the arm member), it is possible to improve the balance of the arm member. Therefore, it becomes easy to obtain the effects described above.
以下、本開示の一実施形態について、図面とともに説明する。本実施形態の無人回転翼機は、複数のロータユニットを備えており、以下、本実施形態の無人回転翼機をマルチコプターと称する。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The unmanned rotary wing machine of the present embodiment includes a plurality of rotor units, and the unmanned rotary wing machine of the present embodiment is hereinafter referred to as a multicopter.
[全体構成]
本実施形態のマルチコプター1は、機体10と、支持ユニット20と、バッテリユニット40と、カメラユニット60と、回転機構80と、を備える。
[overall structure]
The multicopter 1 of the present embodiment includes a
1.機体10
機体10は、飛行体フレーム11と、支持脚17と、機体カバー19と、受信ユニット29と、フライトコントローラ(以下、FC:Flight Controllerと称する)31と、慣性ユニット(以下、IMU:Inertial Measurement Unitと称する)33と、電子スピードコントローラ(以下、ESC:Electronic Speed Controllerと称する)35と、モータ37と、ロータ39と、を含む。
1.
The
飛行体フレーム11は、マルチコプター1の骨格をなす部材である。具体的には、マルチコプター1を構成する各種部材を取り付け、或いは搭載するための土台となる部材である。
The
飛行体フレーム11には強度と軽量さとが要求され、飛行体フレーム11は例えばカーボンにより形成される。飛行体フレーム11の他、支持脚17、及び機体カバー19もカーボンにより形成される。
The
飛行体フレーム11は、X字状に延びる4本のフレーム15を有し、フレーム15は、長手状の長手部15aと、モータ37が取り付けられる先端部15bと、配線13を挿通するための配線孔15cとを有する。長手部15aのうち、飛行体フレーム11側の根元の部分には、ESC35が取り付けられている。
The
先端部15bには、モータ37が取り付けられ、ESC35とモータ37とが配線13により電気的に接続されている。
支持脚17は、機体10を支持するための脚であり、本実施形態ではフレーム15に対応して4箇所に設けられている。
A
The
機体カバー19は、飛行体フレーム11に搭載される受信ユニット29、FC31、及びIMU33等を覆うように飛行体フレーム11に配設される。
受信ユニット29は、マルチコプター1を遠隔から制御するための操縦装置(図示省略)から送信される信号を受信する装置である。受信ユニット29には、操縦装置からの信号を受信するためのアンテナが内蔵されている。操縦装置から送信されて受信ユニット29により受信された信号は、FC31に入力される。
The body cover 19 is arranged on the
The
FC31は、機体10の飛行制御を司るコントローラであり、図示は省略するが周知のCPU,ROM,RAM等を備える。また、FC31は、カメラ制御ユニット31aを備える(図2参照)。カメラ制御ユニット31aは、後述するジンバル装置62とカメラ64とを制御するためのユニットである。
The
IMU33は、ジャイロセンサ33aと、加速度センサ33bと、気圧センサ33cとを備え(図2参照)、各センサにて取得したデータをFC31に送信するように構成されている。
The
ジャイロセンサ33aは、角度の変化量(換言すれば、マルチコプター1の傾きの変化量)を検出するセンサである。ジャイロセンサ33aは、3軸ジャイロであり、ジャイロセンサ33aにより、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸のそれぞれの方向に対して傾きの変化量が検出される。
The
加速度センサ33bは、マルチコプター1の加速度を検出するセンサである。加速度センサ33bは、XYZ軸の3方向の加速度を検出する3軸加速度センサである。
気圧センサ33cは、気圧センサ33cは、気圧の検知に加えて、検知した気圧に基づき高度検出を行うために設けられ得る。
The
The
なお、図示は省略するが、マルチコプター1は周知の全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)を搭載している。FC31は、GNSSデータ(具体的には、位置情報のデータ)を、IMU33から取得する、或いはアンテナ(図示省略)から直接受信するように構成されている。
Although not shown, the multi-copter 1 is equipped with a well-known Global Navigation Satellite System (GNSS). The
ESC35は、モータ37の回転速度(回転数)を制御するコントローラである。
モータ37は、U相、V相、W相を有する3相ブラシレスDCモータであり、FC31及びESC35による制御により所望の回転数で回転する。
The
The
ロータ39は、モータ37の回転軸37aにそれぞれに取り付けられ、モータ37の駆動に伴って回転して揚力を発生させる。マルチコプター1では、向かい合う1組のロータ39が同方向に回転し、他の組のロータ39が逆方向に回転することにより、機体10のヨー軸まわりの回転トルクが打ち消されるようになっている。
The
FC31は、ESC35を介して各モータ37の駆動、即ち各ロータ39の回転数を個別に制御することにより、マルチコプター1の姿勢制御等を行う。マルチコプター1は、各ロータ39の回転速度(回転数)が個別に制御されることによって、自在に飛行(移動)が可能となっている。
The
2.支持ユニット20
支持ユニット20は、飛行体フレーム11に固定される支柱22と、支柱22に揺動可能に接続されるアーム24と、モータ26と、を備える。
2.
The
支柱22は、機体10に対して固定される固定部22aと、アーム24を接続するための接続部22bと、を備える(図3参照)。接続部22bには、アーム24を揺動させるためのモータ26が配設される。モータ26は、接続部22bに対し、図示しないブラケットを介して固定される。モータ26の回転軸は、アーム24と連結される。これにより、モータ26の駆動(回転)に伴い、アーム24が揺動(回転)する。
The
アーム24の揺動範囲、換言すれば、モータ26の駆動範囲は、アーム24がマルチコプター1自身(例えば、飛行体フレーム11、ロータ39等)に接触しない範囲で予め設定され、FC31の図示しないメモリ等に記憶されている。FC31は、図示しない操縦装置からの指令に基づき、モータ26の駆動、即ちアーム24の揺動を制御する。
The swing range of the
マルチコプター1が水平方向に移動(飛行)しており、対象物の側壁面への距離(水平方向における距離)が予め定められた距離以下となり、かつ、マルチコプター1の上方に存在する壁面又は構造物に対する距離が予め定められた距離以上である場合、アーム24が略水平状態になるように、アーム24の揺動が制御されても良い。
The multicopter 1 is moving (flying) in the horizontal direction, the distance to the side wall surface of the object (the distance in the horizontal direction) is equal to or less than a predetermined distance, and the wall surface existing above the multicopter 1 or When the distance to the structure is a predetermined distance or more, the swing of the
また、上方に存在する壁面又は構造物に対する距離が予め定められた距離以下となり、対象物の側壁面への水平距離が予め定められた距離以上である場合、アーム24が略垂直状態になるように、アーム24の揺動が制御されても良い。
Further, when the distance to the wall surface or the structure existing above is a predetermined distance or less and the horizontal distance to the side wall surface of the object is a predetermined distance or more, the
3.バッテリユニット40
支持ユニット20のアーム24には、バッテリユニット40が取り付けられる。
バッテリユニット40は、筐体42と、該筐体42に保持され、マルチコプター1が駆動するための電力を供給するバッテリ44と、アーム24に筐体42を固定するための接続部材46と、を有する。バッテリユニット40は、アーム24において、接続部22bを挟んで、後述するカメラユニット60及び回転機構80と反対側に取り付けられている。
3.
The
The
バッテリ44としては、リチウムポリマー充電池が用いられ得る。バッテリ44には、PMU(Power Management Unit)が接続され、バッテリ直接、或いはPMUを介して、バッテリ44から各部に駆動電力が供給される。
A lithium polymer rechargeable battery may be used as the
4.カメラユニット60
アーム24には、カメラユニット60が取り付けられる。カメラユニット60は、ジンバル装置62と、該ジンバル装置62に配設されるカメラ64と、ジンバル装置62とアーム24とを接続する接続部材66とを備える。ジンバル装置62は、2軸の自由度を有する。このジンバル装置62は、サーボモータを有しており、サーボモータの駆動により傾きをキャンセルしてカメラ64の姿勢(水平度合い、俯角等)を一定に保つ周知の装置である。ジンバル装置62及びカメラ64の動作は、前述のようにカメラ制御ユニット31aにより制御される。カメラ64は、CCDもしくはCMOSなどの撮像素子を有するカメラであるが、例えば赤外線カメラであっても良い。
4.
A
5.回転機構80
アーム24において、バッテリユニット40と反対側の先端には、回転機構80が設けられる。回転機構80について、図1,3,6に基づき具体的に説明する。
5. Rotating
A
回転機構80は、支持軸82と、支持軸82に回転可能に支持される2つのホイール部材84と、回動部86と、を備える。支持軸82は、回転軸本体82aと、回転軸本体82aに保持される中心軸82bとを有する。
The
この回転機構80は、アーム24に固定された状態において、機体10及びロータ39等より外側に張り出している。より具体的には、アーム24の揺動可能な範囲において、回転機構80は、常に、機体10及びロータ39等より外側に張り出している。
The
支持軸82は、回転軸本体82aにてアーム24の先端と連結固定される。中心軸82bの両端には、それぞれ、ベアリング(図示省略)を介してホイール部材84が固定されている。各ホイール部材84は、ベアリングを介して、中心軸82bに対し回転自在に構成されている。2つのホイール部材84は、それぞれ独立して回転することが可能である。なお、2つのホイール部材84が共通の中心軸に固定されて連動するように構成されても良い。
The
回動部86は、アーム24と支持軸82との間に介在して設けられており、アーム24の軸回りに回動自在に構成されている。
回転機構80の動作について図4,5を用いて説明する。まず、前述したように、ホイール部材84は支持軸82に対して回転自在である。図4,5に示すとおり、ホイール部材84が矢印Xの方向に回転自在に構成されている。
The rotating
The operation of the
また、回動部86がアーム24の軸回りに回転自在に構成され、これにより、支持軸82及びホイール部材84を含む部分が、矢印Yで示す方向に回動自在に構成されている。
[作用効果]
以上、本実施形態のマルチコプター1は、回転機構80が、機体10及びロータ39等より外側に張り出しており、例えば壁面や天井面に回転機構80が接触した状態で飛行可能なように構成されている。特に、壁面や天井面に対して回転機構80の接触を許容し、機体10及びロータ39等が壁面や天井面に接触することを回避する。
Further, the rotating
[Effect]
As described above, the multi-copter 1 according to the present embodiment is configured so that the
マルチコプター1が撮影対象(検査対象)の構造物に接近する場合において、ホイール部材84が最も外側に張り出しているため、ホイール部材84がその構造物の壁面や天井面に接触しても、機体10の本体やロータ39等が構造物に接触することはない。このため、マルチコプター1を安全に飛行させることができる。
When the multicopter 1 approaches the structure of the object to be imaged (inspection target), the
また、ホイール部材84が構造物の壁面や天井面に接触して回転し得ることにより、ホイール部材84が構造物の壁面や天井面に接触しながらマルチコプター1が飛行することが実現され得る。特に、この際、モータ26を駆動してアーム24の角度を所望の角度に調整することにより、ホイール部材84と、壁面又は天井面との接触を最適化することができる。そして、回転機構80及びホイール部材84は回転自在であるため、マルチコプター1の姿勢によらず、ホイール部材84と壁面又は天井面とが滑らかに接触することを実現できる。
Further, since the
そして、このようなマルチコプター1によれば、ホイール部材84を壁面や天井面に接触させながらマルチコプター1を飛行させることにより、壁面や天井面とカメラ64との距離を一定距離に保つことが可能となる。従って、撮影対象を適切に撮影でき、特に、構造物表面のクラック、損傷、その他劣化の有無などを検査する場合において、精度の高い検査を実現することができる。
According to such a multi-copter 1, the multi-copter 1 is caused to fly while the
[他の実施形態]
以上、実施形態の一例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の形態を採ることができる。
[Other Embodiments]
Although an example of the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various forms can be adopted without departing from the spirit of the present invention.
例えば、マルチコプター1は、図6に示すサスペンション機構90を有しても良い。
具体的には、回転機構80が、図6に示すようにサスペンション機構90を介してアーム24と接続されても良い。この場合、サスペンション機構90は、回動部86と支持軸82との間に介在して設けられることが好ましい。
For example, the multicopter 1 may include the
Specifically, the
サスペンション機構90は、弾性部材92と、リンク94,96と、ジョイント98と、を有する。
弾性部材92は、具体的にはバネであり、アーム24の軸方向に伸縮可能に設けられている。
The
The
リンク94の一端は、支持軸82に接続され、リンク94の他端は、ジョイント98に接続される。リンク96の一端は、アーム24において、弾性部材92の一方の端部側に接続され、リンク96の他端は、ジョイント98に接続される。
One end of the
ジョイント98は、リンク94,96を、その接続箇所において回動自在に接続する。
このようなサスペンション機構90は、回転機構80に作用する外力(具体的にはホイール部材84に作用する外力)を吸収する。換言すれば、ホイール部材84が構造物の壁面や天井等に接触した際の衝撃を吸収する。
The joint 98 rotatably connects the
Such a
かかるサスペンション機構90を備えることにより、ホイール部材84が構造物の壁面や天井等に接触した際の衝撃を吸収し、マルチコプター1の安定性及び安全性をより一層高めることができる。
By providing the
図7は、回転機構80の他の配設形態を示す図である。
図7では、図1の構成と異なり、回転機構80が支柱22の上部先端に配設されている。図7の例において、回転機構80は、風見鶏の如く、支柱22の軸回りに360°回転自在に配設される。回転機構80の他の構成については、図1,3〜5等にて説明したのと同様である。なお、図7において、カメラユニット60の図示は省略されているが、カメラユニット60は支柱22に取り付けられても良い。或いは、カメラユニット60は機体カバー19に配設されても良い。
FIG. 7 is a diagram showing another arrangement of the
In FIG. 7, unlike the configuration of FIG. 1, the
図7の構成によれば、特に、マルチコプター1を構造物の天井に接近させてその天井を撮影する場合において、天井とカメラとの距離を一定距離に保つのに有利である。また、機体10やロータ39等が天井へ接触することをより効果的に回避し得る。
According to the configuration of FIG. 7, it is advantageous to keep the distance between the ceiling and the camera at a constant distance, especially when the multicopter 1 is brought close to the ceiling of the structure to photograph the ceiling. Further, it is possible to more effectively prevent the
また、上記実施形態では、回転機構80が取り付けられるアーム24が揺動可能に支柱22に取り付けられる例について説明したが、アーム24が水平、垂直、或いは所定の角度に固定されていても良い。
Further, in the above embodiment, an example in which the
また、上記実施形態では、ホイール部材84が2つ設けられる構成(2輪構成)について説明したが、ホイール部材84は3つ以上設けられても良い。また、支持軸82及びホイール部材84に代えて、球状に形成されて回転自在な回転部材を設けても良い。なお、そのような部材は、対象物との接触抵抗を低減する観点からもちろん回転し得ることが好ましいが、対象物との接触抵抗を許容範囲に抑えることができる限り、回転しない構成としても良い。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which two
また、上記実施形態では、アーム24にカメラユニット60が設けられる構成、具体的にはアーム24にジンバル装置62が配置され、ジンバル装置62にてカメラ64が保持される構成について説明したが、アーム24又は支柱22がジンバル装置を介して機体10に固定され、そのアーム24又は支柱22に直接カメラが固定されても良い。この場合、ジンバル装置62により、アーム24又は支柱22が所望の角度に維持され、これを介してカメラ64が所望の角度に維持されるようにすることができ、同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the configuration in which the
1・・・マルチコプター、10・・・機体、11・・・飛行体フレーム、15・・・フレーム、17・・・支持脚、19・・・機体カバー、20・・・支持ユニット、22・・支柱、24・・・アーム、26・・・モータ、29・・・受信ユニット、31・・・フライトコントローラ(FC)、33・・・慣性ユニット(IMU)、35・・・電子スピードコントローラ(ESC)、37・・・モータ、39・・・ロータ、42・・・筐体、44・・・バッテリ、46・・・接続部材、62・・・ジンバル装置、64・・・カメラ、66・・・接続部材、80・・・回転機構、82・・・支持軸、84・・・ホイール部材、86・・・回動部 1...Multicopter, 10...Airframe, 11...Aircraft frame, 15...Frame, 17...Support legs, 19...Airframe cover, 20...Support unit, 22... -Post, 24... Arm, 26... Motor, 29... Receiving unit, 31... Flight controller (FC), 33... Inertial unit (IMU), 35... Electronic speed controller ( ESC), 37... Motor, 39... Rotor, 42... Housing, 44... Battery, 46... Connection member, 62... Gimbal device, 64... Camera, 66... ..Connecting member, 80... Rotating mechanism, 82... Support shaft, 84... Wheel member, 86... Rotating part
Claims (5)
前記飛行体フレームに取り付けられて揚力を発生するロータユニットと、
前記飛行体フレームに搭載され、前記ロータユニットの駆動を制御する制御ユニットと、
前記飛行体フレームと連結され、周囲を撮影するカメラと、を備えた無人回転翼機であって、
傾きを補正するジンバル装置を介して前記カメラと前記飛行体フレームとを連結する支持ユニットを備え、該支持ユニットは、
前記カメラを支持するアーム状のアーム部材と、前記アーム部材に回転自在に取り付けられた円形又は球状の回転機構であって当該無人回転翼機において鉛直上方向及び水平方向において最も外側に張り出している回転機構と、を備える、無人回転翼機。 With the aircraft frame,
A rotor unit attached to the aircraft frame to generate lift,
A control unit mounted on the aircraft frame and controlling driving of the rotor unit;
An unmanned rotary wing aircraft comprising: a camera that is connected to the aircraft frame and takes a picture of the surroundings,
A support unit that connects the camera and the aircraft frame via a gimbal device that corrects the tilt is provided, and the support unit includes:
An arm-shaped arm member for supporting the camera, and a circular or spherical rotating mechanism rotatably attached to the arm member, which is projected to the outermost side in the vertical and horizontal directions in the unmanned rotary wing aircraft. An unmanned rotorcraft comprising a rotating mechanism.
前記飛行体フレームに取り付けられて揚力を発生するロータユニットと、 A rotor unit attached to the aircraft frame to generate lift,
前記飛行体フレームに搭載され、前記ロータユニットの駆動を制御する制御ユニットと、 A control unit mounted on the aircraft frame and controlling driving of the rotor unit;
前記飛行体フレームと連結され、周囲を撮影するカメラと、 A camera that is connected to the aircraft frame and takes a picture of the surroundings,
駆動のための電力を供給するバッテリと、を備えた無人回転翼機であって、 An unmanned rotorcraft comprising a battery supplying electric power for driving,
傾きを補正するジンバル装置を介して前記カメラと前記飛行体フレームとを連結する支持ユニットを備え、該支持ユニットは、 A support unit that connects the camera and the aircraft frame via a gimbal device that corrects the tilt is provided, and the support unit includes:
前記カメラを支持するアーム状のアーム部材であって前記飛行体フレームに対し揺動可能に構成されるアーム部材と、前記アーム部材に回転自在に取り付けられた円形又は球状の回転機構であって当該無人回転翼機において最も外側に張り出している回転機構と、を備え、 An arm-shaped arm member that supports the camera, the arm member configured to be swingable with respect to the aircraft frame, and a circular or spherical rotation mechanism rotatably attached to the arm member. The unmanned rotary wing aircraft has a rotating mechanism protruding to the outermost side,
前記バッテリが、前記アーム部材において、該アーム部材が揺動する支点を挟んで前記回転機構とは反対側に取り付けられている、無人回転翼機。 An unmanned rotary wing aircraft, wherein the battery is attached to the arm member on a side opposite to the rotating mechanism with a fulcrum on which the arm member swings being interposed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016018093A JP6738611B2 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Unmanned rotorcraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016018093A JP6738611B2 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Unmanned rotorcraft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017136914A JP2017136914A (en) | 2017-08-10 |
JP6738611B2 true JP6738611B2 (en) | 2020-08-12 |
Family
ID=59565483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016018093A Active JP6738611B2 (en) | 2016-02-02 | 2016-02-02 | Unmanned rotorcraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6738611B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230007112A (en) * | 2021-07-05 | 2023-01-12 | 주식회사 삼영기술 | Drone for Structure Maintenance |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6758119B2 (en) * | 2016-08-24 | 2020-09-23 | 東京瓦斯株式会社 | Unmanned aerial vehicle |
JP6804313B2 (en) * | 2017-01-23 | 2020-12-23 | 株式会社日立製作所 | Flying work body and work system using it |
US11524768B2 (en) | 2017-07-27 | 2022-12-13 | Aeronext Inc. | Rotary wing aircraft |
JP6941834B2 (en) * | 2017-08-25 | 2021-09-29 | 株式会社フジタ | Building inspection method and inspection equipment |
JP2019043394A (en) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | 株式会社プロドローン | Rotary wing aircraft |
EP3450310A1 (en) * | 2017-09-05 | 2019-03-06 | Flyability SA | Unmanned aerial vehicle with protective outer cage |
JP6859241B2 (en) | 2017-09-28 | 2021-04-14 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | Aircraft, biological search systems, biological search methods, programs, and recording media |
JP6522074B2 (en) * | 2017-10-06 | 2019-05-29 | ヤマハ発動機株式会社 | UAV frame |
JP2019085104A (en) * | 2017-11-06 | 2019-06-06 | 株式会社エアロネクスト | Flying body and method of controlling flying body |
CN107914870B (en) * | 2017-11-22 | 2020-07-28 | 东北石油大学 | Rotor robot for logistics distribution |
CN108319282B (en) * | 2018-02-07 | 2020-11-24 | 衢州职业技术学院 | Control method and control device for multi-rotor aircraft |
JP6448071B2 (en) * | 2018-02-23 | 2019-01-09 | 株式会社佐竹技研 | Drone |
US12030405B2 (en) * | 2018-03-28 | 2024-07-09 | Nileworks Inc. | Unmanned aerial vehicle |
CN112236361B (en) | 2018-04-10 | 2024-10-29 | 自动化控制系统研究所株式会社 | Unmanned aerial vehicle, flight control mechanism of unmanned aerial vehicle and method for using unmanned aerial vehicle and flight control mechanism |
WO2020022264A1 (en) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 株式会社ナイルワークス | Flying body |
JP2020066371A (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 株式会社エアロネクスト | Flight vehicle |
JP6619863B1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-12-11 | 中日本ハイウェイ・エンジニアリング東京株式会社 | Method and apparatus for inspecting complex structures |
JP7157967B2 (en) * | 2019-03-15 | 2022-10-21 | 株式会社Tkkワークス | Unmanned helicopter and inspection equipment attachment device |
CN110802990B (en) * | 2019-11-01 | 2024-05-03 | 长安大学 | Butt joint device of split type multi-rotor aerocar |
JP6694624B2 (en) * | 2019-11-28 | 2020-05-20 | 株式会社エアロネクスト | Rotorcraft |
JP7441659B2 (en) * | 2020-02-03 | 2024-03-01 | 山九株式会社 | Structure inspection equipment and structure inspection method |
KR102456041B1 (en) * | 2020-04-16 | 2022-10-19 | 한국과학기술원 | Wall-climbing drone using auxiliary arm and method for controlling therefore |
JP6836815B2 (en) * | 2020-05-13 | 2021-03-03 | 株式会社エアロネクスト | Rotorcraft |
JP7304586B2 (en) * | 2020-07-13 | 2023-07-07 | 株式会社福島三技協 | Flight object and continuity test method |
JP6847437B1 (en) * | 2020-07-13 | 2021-03-24 | 株式会社福島三技協 | Aircraft and continuity inspection method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8794566B2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-08-05 | Neurosciences Research Foundation, Inc. | Vehicle capable of stabilizing a payload when in motion |
JP2015223995A (en) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | 株式会社熊谷組 | Unmanned flight body for photographing |
JP6263147B2 (en) * | 2015-04-30 | 2018-01-17 | 新日本非破壊検査株式会社 | Structure inspection system using a floating robot |
-
2016
- 2016-02-02 JP JP2016018093A patent/JP6738611B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230007112A (en) * | 2021-07-05 | 2023-01-12 | 주식회사 삼영기술 | Drone for Structure Maintenance |
KR102584931B1 (en) * | 2021-07-05 | 2023-11-09 | 주식회사 삼영기술 | Drone for Structure Maintenance |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017136914A (en) | 2017-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6738611B2 (en) | Unmanned rotorcraft | |
US11140322B2 (en) | Stabilizing platform | |
WO2018107337A1 (en) | Pan-tilt, operation method and control method thereof, and mobile device using same | |
US10766635B2 (en) | Stabilizing platform | |
US9789976B2 (en) | Carrier having non-orthogonal axes | |
EP2759480B1 (en) | Dual-axis ball head for use in small unmanned aerial vehicle and triple-axis ball head for use in small unmanned aerial vehicle | |
JP6122591B2 (en) | Photogrammetry camera and aerial photography equipment | |
CN108235702B (en) | Cloud deck, unmanned aerial vehicle and control method thereof | |
JP6473244B1 (en) | Rotorcraft | |
JP2014167413A (en) | Aerial photograph system | |
JP2017193208A (en) | Small unmanned aerial vehicle | |
JP6229184B2 (en) | Aircraft and control method of aircraft | |
JP6949071B2 (en) | Measuring instrument movement assistance device using a multicopter | |
CN106005459A (en) | Unmanned aerial vehicle | |
WO2020042159A1 (en) | Rotation control method and apparatus for gimbal, control device, and mobile platform | |
JP2016135660A (en) | Aircraft | |
KR20190069801A (en) | Device of driving camera, driving method thereof and jimbal apparatus | |
JP6694624B2 (en) | Rotorcraft | |
JP7186474B2 (en) | flying object | |
JP7120587B1 (en) | Attitude control method for flying object and flying object | |
JP6922370B2 (en) | Aircraft | |
WO2024024815A1 (en) | Robot arm and flying robot | |
JP4257266B2 (en) | Floating body guidance device | |
WO2021070363A1 (en) | Flying body | |
JP6553134B2 (en) | Aerial photography system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190131 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191210 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200408 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200623 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200720 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6738611 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |