JP2018144732A - 飛行装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】飛行中に安定した飛行姿勢を維持しつつ形状を変更することにより、寸法の小型化とペイロードの確保とを両立する飛行装置を提供する。【解決手段】飛行装置10は、基体11、スラスタ14〜17、アーム駆動部40および姿勢制御部55を備える。基体11は、外側へ延びる複数のアーム部13を有する。スラスタ14〜17は、アーム部13の先端に設けられ、推進力を発生する。アーム駆動部40は、アーム部13のうち少なくとも1つを、三次元的に複合的に駆動して、スラスタ14〜17の相互間における位置関係を変更する。姿勢制御部55は、アーム駆動部40で変更されたスラスタ14〜17の相互間における位置関係に基づいて、スラスタ14〜17の推進力を制御する。【選択図】図1
Description
本発明は、飛行装置に関する。
近年、いわゆるドローンと称される飛行装置の普及が進んでいる。この飛行装置は、例えば橋梁やトンネルなどの設備や機器の点検を無人で実施できることから、立地や構造が厳しい条件下での利用が提案されている。一方、このような目的で用いられる飛行装置は、極端に狭い空間のような厳しい空間条件下でも飛行可能であるとともに、点検機材などの重量がかさむ物品について十分な運搬力いわゆるペイロードが求められる。そこで、飛行装置は、推進力を発生する複数のスラスタを備える形態が一般的である(特許文献1)。
しかしながら、複数のスラスタを備える飛行装置の場合、十分なペイロードを達成するためにはスラスタを構成するプロペラの大型化が必要となる。プロペラが大型化すると、当然ながら全体的な寸法が大きくなり、狭い空間での飛行に支障をきたすという問題がある。つまり、飛行装置の場合、厳しい条件へ対応するための寸法の小型化とペイロードの確保とは、相反する条件となる。
そこで、本発明の目的は、飛行中に安定した飛行姿勢を維持しつつ形状を変更することにより、寸法の小型化とペイロードの確保とを両立する飛行装置を提供することにある。
請求項1記載の発明では、アーム駆動部は、それぞれスラスタが設けられている複数のアーム部のうち少なくとも1つを駆動する。具体的には、アーム駆動部は、アーム部をx軸、y軸、z軸の各方向へ駆動する。ここで、z軸は、基体の上昇および下降方向であるヨー軸に相当する。そして、x軸およびy軸は、このz軸に対して垂直に設定されている。つまり、x軸はロール軸に相当し、y軸はピッチ軸に相当する。これにより、複数のスラスタは、アーム部の移動にともなって、相互間の位置関係が変更される。スラスタを制御する姿勢制御部は、この複数のスラスタの相互間における位置関係に基づいて発生する推進力を制御する。
アーム駆動部は、飛行中にアーム部を駆動することにより、飛行装置としての形状を変更する。つまり、飛行装置は、アーム部が移動することにより、その形状が変化する。そして、姿勢制御部は、アーム部が移動したとき、アーム部に設けられているスラスタの位置関係に応じてスラスタの推進力を制御する。これにより、複数のスラスタから発生する推進力は、その大きさだけでなく、推進力の方向および応答性が変化する。その結果、飛行装置が飛行中であっても、姿勢が変更されるだけでなく、各スラスタの推進力、方向および応答性が制御されるので、安定した飛行姿勢が維持される。したがって、適用される条件に応じて適した形状に変更しながら安定した飛行姿勢を維持することができ、寸法の小型化とペイロードの確保とを両立することができる。
以下、飛行装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
図1および図2に示すように第1実施形態による飛行装置10は、基体11を備えている。基体11は、本体12およびアーム部13を有している。本体12は、基体11の重心位置に設けられている。アーム部13は、この本体12から外側に突出している。第1実施形態の場合、基体11は、本体12の周方向へ4本のアーム部13を有している。アーム部13の本数は、2本以上であれば、4本に限らず任意に設定することができる。
(第1実施形態)
図1および図2に示すように第1実施形態による飛行装置10は、基体11を備えている。基体11は、本体12およびアーム部13を有している。本体12は、基体11の重心位置に設けられている。アーム部13は、この本体12から外側に突出している。第1実施形態の場合、基体11は、本体12の周方向へ4本のアーム部13を有している。アーム部13の本数は、2本以上であれば、4本に限らず任意に設定することができる。
飛行装置10は、スラスタ14〜17を備えている。スラスタ14〜17は、いずれもアーム部13の先端、すなわちアーム部13の本体12と反対側の端部にそれぞれ設けられている。これらのスラスタ14〜17は、いずれもモータ21、駆動軸部材22、プロペラ23およびピッチ変更機構部30を有している。モータ21は、プロペラ23を駆動する回転力を発生する。駆動軸部材22は、モータ21の図示しない回転子と一体に接続されている。これにより、モータ21の回転は、駆動軸部材22を通してプロペラ23に伝達される。スラスタ14〜17は、モータ21の駆動力でプロペラ23が回転することによって推進力を発生する。
ピッチ変更機構部30の一例を図3に基づいて説明する。なお、図3に示すピッチ変更機構部30は、スラスタ15に設けた一例であり、プロペラ23のピッチを変更可能な構成であって、飛行装置10のスラスタ14〜17に適用可能な構成であればこの例に限らない。ピッチ変更機構部30は、サーボモータ31、レバー部材32、リンク部材33および変更部材34を有している。サーボモータ31の回転は、レバー部材32、リンク部材33および変更部材34を通してプロペラ23に伝達される。このとき、サーボモータ31の回転は、レバー部材32、リンク部材33および変更部材34を経由することにより、駆動軸部材22と垂直なプロペラ軸Pを中心とするプロペラ23の回転に変換される。すなわち、サーボモータ31が回転すると、駆動軸部材22の先端に設けられたプロペラ23は、プロペラ軸Pを中心に回転する。これにより、プロペラ23は、図4に示す上昇時の推力を発生するピッチ角θ1と、図5に示す下降時の推力を発生するピッチ角θ2との間で変化する。このプロペラ23のピッチ角θ1とピッチ角θ2との中間の位置は、プロペラ23が回転しても推進力が発生しない中立位置となる。プロペラ23のピッチ角θ2からピッチ角θ1へ向けて変化するとき、プロペラ23のピッチは上昇方向の推進力が増加するプラス側へ変化する。一方、プロペラ23のピッチがピッチ角θ1からピッチ角θ2へ向けて変化するとき、プロペラ23のピッチは上昇方向の推進力が減少するマイナス側へ変化することになる。プロペラ23のピッチの変化量は、サーボモータ31の回転角度に対応する。
図1および図2に示すように飛行装置10は、アーム駆動部40を備えている。アーム駆動部40は、本体12とアーム部13との接続部分に設けられている。アーム駆動部40は、このアーム駆動部40を支点としてアーム部13をx軸方向、y軸方向およびz軸方向へ複合的に駆動する。これにより、アーム駆動部40は、アーム部13の先端に設けられているスラスタ14〜17の相互間における位置関係を変更する。アーム駆動部40は、複数のアーム部13のうち少なくとも一つをx軸方向、y軸方向およびz軸方向へ駆動する。第1実施形態の場合、アーム駆動部40はすべてのアーム部13と本体12との間に設けられ、アーム部13はアーム駆動部40によって個別に駆動される。ここで、アーム部13が駆動されるx軸方向、y軸方向およびz軸方向のうちz軸は、飛行装置10のヨー軸に相当する。また、x軸はロール軸に相当し、y軸はピッチ軸に相当する。このように、アーム駆動部40は、スラスタ14〜17が設けられているアーム部13をx軸方向、y軸方向およびz軸方向へ複合的に駆動する。これにより、アーム部13の先端に設けられているスラスタ14〜17は、他のアーム部13に設けられているスラスタとの間の相互的な位置関係が変化する。アーム駆動部40は、例えばサーボモータなどのアクチュエータを有しており、図2および図6に示すようにx軸方向、y軸方向およびz軸方向の三方向へアーム部13を駆動する。
飛行装置10は、図2に示すように制御部50を備えている。制御部50は、本体12の内部に収容され、バッテリ51と接続している。バッテリ51は、制御部50とともに本体12に収容されている。制御部50は、図7に示すように演算部52を有している。演算部52は、CPU、ROMおよびRAMを有するマイクロコンピュータで構成されており、飛行装置10の全体を制御する。演算部52は、ROMに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、姿勢検出部53、アーム制御部54および姿勢制御部55をソフトエア的に実現している。なお、姿勢検出部53、アーム制御部54および姿勢制御部55は、ハードウェア的、またはソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現してもよい。
姿勢検出部53は、加速度センサ61、角速度センサ62、地磁気センサ63、高度センサ64およびGPSセンサ65などと接続している。加速度センサ61は、x軸、y軸およびz軸の三次元の各方向において基体11に加わる加速度を検出し、姿勢検出部53へ出力する。角速度センサ62は、三次元の各方向において基体11に加わる角速度を検出し、姿勢検出部53へ出力する。地磁気センサ63は、地磁気を検出し、姿勢検出部53へ出力する。高度センサ64は、基体11の高度を検出し、姿勢検出部53へ出力する。GPSセンサ65は、GPS(Global Positioning System)信号を受信し、姿勢検出部53へ出力する。姿勢検出部53は、これらの各センサから出力された信号に基づいて基体11の姿勢、飛行位置、飛行方向、飛行速度および飛行高度などを検出する。
制御部50は、アーム駆動部40と接続している。アーム制御部54は、アーム駆動部40のアクチュエータに信号を出力することにより、アーム駆動部40を駆動する。これにより、アーム部13は、アーム駆動部40によってx軸、y軸およびz軸の各方向へ複合的に駆動される。
制御部50は、スラスタ14〜17のモータ21およびサーボモータ31と接続している。姿勢制御部55は、スラスタ14〜17のモータ21へ供給する電流や信号を制御するとともに、ピッチ変更機構部30のサーボモータ31を駆動する。これにより、姿勢制御部55は、スラスタ14〜17から発生する推進力を制御する。姿勢制御部55は、アーム駆動部40によるアーム部13の駆動によって変更されたスラスタ14〜17の相互間における位置関係に基づいて、各スラスタ14〜17から発生する推進力を制御する。姿勢制御部55は、モータ21の回転数やプロペラ23のピッチを変更することにより、各スラスタ14〜17から発生する推進力を制御する。また、飛行装置10が自立的に飛行するとき、姿勢制御部55は、姿勢検出部53で検出した基体11の姿勢、飛行方向、飛行速度および飛行高度などに基づいてスラスタ14〜17から発生する推進力を制御することにより、基体11の飛行を制御する。
第1実施形態による飛行装置10の作動について説明する。
アーム駆動部40は、上述のようにアーム部13をx軸、y軸およびz軸の各方向へ複合的に駆動する。図2に示すようにアーム駆動部40は、x軸と平行な軸を中心にアーム部13を回転駆動する。これにより、アーム部13は、図2の矢印Daに示す方向へx軸と垂直なy−z平面を移動する。このとき、アーム部13は、アーム駆動部40を支点としてy−z平面を旋回する。アーム駆動部40がy軸と平行な軸を中心にアーム部13を回転駆動する場合も同様である。また、図6に示すようにアーム駆動部40は、z軸と平行な軸を中心にアーム部13を回転駆動する。これにより、アーム部13は、図6の矢印Dbに示す方向へz軸と垂直なx−y平面を移動する。このとき、アーム部13は、アーム駆動部40を支点としてx−y平面を旋回する。アーム駆動部40は、これらx軸、y軸およびz軸の各方向へ複合的にアーム部13を回転駆動することにより、4本のアーム部13に設けられているスラスタ14〜17の相互間における位置関係を三次元的に変更する。
アーム駆動部40は、上述のようにアーム部13をx軸、y軸およびz軸の各方向へ複合的に駆動する。図2に示すようにアーム駆動部40は、x軸と平行な軸を中心にアーム部13を回転駆動する。これにより、アーム部13は、図2の矢印Daに示す方向へx軸と垂直なy−z平面を移動する。このとき、アーム部13は、アーム駆動部40を支点としてy−z平面を旋回する。アーム駆動部40がy軸と平行な軸を中心にアーム部13を回転駆動する場合も同様である。また、図6に示すようにアーム駆動部40は、z軸と平行な軸を中心にアーム部13を回転駆動する。これにより、アーム部13は、図6の矢印Dbに示す方向へz軸と垂直なx−y平面を移動する。このとき、アーム部13は、アーム駆動部40を支点としてx−y平面を旋回する。アーム駆動部40は、これらx軸、y軸およびz軸の各方向へ複合的にアーム部13を回転駆動することにより、4本のアーム部13に設けられているスラスタ14〜17の相互間における位置関係を三次元的に変更する。
アーム制御部54は、飛行装置10が待機中に限らず飛行中であってもアーム駆動部40でアーム部13を駆動する。そのため、複数のスラスタ14〜17は、飛行装置10が飛行している間でも、相互間の位置関係が変化する。姿勢制御部55は、飛行中に変更されたスラスタ14〜17の位置関係に基づいて、各スラスタ14〜17で発生する推進力を制御し、基体11の安定した飛行姿勢を維持する。この場合、姿勢制御部55は、各スラスタ14〜17で発生する推進力だけでなく、推進力が作用する方向、および各スラスタ14〜17で発生する推進力の応答性も制御する。
図8は、スラスタ14〜17の消費電力と推進力との関係がプロペラ23のピッチ角θによって変化することを示している。これにより、スラスタ14〜17の効率は、プロペラ23のピッチ角θによって変化することがわかる。すなわち、スラスタ14〜17は、最適な効率が得られるプロペラ23のピッチ角θが存在する。そのため、姿勢制御部55は、できる限りプロペラ23のピッチ角θを変更することなくモータ21の回転数で推進力を制御することが好ましい。一方、基体11の制御に対する応答性は、図9に示すようにプロペラ23のピッチ角θを変更する方がモータ21の回転数を変更するよりも高い。図9は、時期tにおいてモータ21の回転数またはプロペラ23のピッチ角θを変更したとき、スラスタ14〜17から発生する推進力の時間的な変化を示している。図9からも分かるように、基体11の制御すなわちスラスタ14〜17で発生する推進力の変化は、プロペラ23のピッチ角θを変更することによってモータ21の回転数の変更よりも高い応答性で実施することができる。そこで、姿勢制御部55は、求められる応答性に応じて、プロペラ23のピッチ角θの変更による迅速性を重視した制御と、ピッチ角θを固定したモータ21の回転数による効率を重視した制御とを組み合わせている。
第1実施形態では、アーム駆動部40は、それぞれスラスタ14〜17が設けられている複数のアーム部13のうち少なくとも1つを駆動する。これにより、複数のスラスタ14〜17は、アーム部13の移動にともなって、相互間の位置関係が変更される。スラスタ14〜17を制御する姿勢制御部55は、この複数のスラスタ14〜17の相互間における位置関係に基づいて発生する推進力を制御する。
アーム駆動部40は、飛行中にアーム部13を駆動することにより、飛行装置10としての形状を変更する。つまり、飛行装置10は、アーム部13が移動することにより、飛行中にその形状が変化する。そして、姿勢制御部55は、アーム部13が移動したとき、アーム部13に設けられているスラスタ14〜17の位置関係に応じてスラスタ14〜17の推進力を制御する。これにより、複数のスラスタ14〜17から発生する推進力は、その大きさだけでなく、推進力の方向および応答性が変化する。その結果、飛行装置10が飛行中であっても、姿勢が変更されるだけでなく、各スラスタ14〜17の推進力、推進力の方向および応答性が制御されるので、安定した飛行姿勢が維持される。したがって、適用される条件に応じて適した形状に変更しながら安定した飛行姿勢を維持することができ、寸法の小型化とペイロードの確保とを両立することができる。
また、第1実施形態では、スラスタ14〜17は、プロペラ23のピッチを変更するピッチ変更機構部30を有している。姿勢制御部55は、スラスタ14〜17が発生する推進力を、プロペラ23を駆動するモータ21の回転数だけでなく、ピッチ変更機構部30によるプロペラ23のピッチ角θの変更によっても変化させている。プロペラ23のピッチ角θを変化させることにより、スラスタ14〜17が発生する推進力は迅速に変化する。これにより、姿勢制御部55による姿勢変化の応答性が向上する。したがって、応答性の向上にともなう飛行性能の向上を図ることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態による飛行装置を図10に示す。
第2実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13をx−y平面においてアーム駆動部40を支点に回転駆動する点で第1実施形態と共通している。一方、第2実施形態のアーム駆動部40は、アーム部13を図10の矢印Dcに示すようにz軸方向へ往復駆動する。すなわち、第2実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13を、z軸と平行な軸を中心に回転駆動するとともに、z軸方向へ直線的に往復駆動する。これにより、アーム部13は、x軸、y軸およびz軸の各方向へ三次元で複合的に駆動される。アーム駆動部40は、z軸方向における本体12の全長にわたってアーム部13を往復駆動してもよく、全長の一部でアーム部13を往復駆動してもよい。
第2実施形態による飛行装置を図10に示す。
第2実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13をx−y平面においてアーム駆動部40を支点に回転駆動する点で第1実施形態と共通している。一方、第2実施形態のアーム駆動部40は、アーム部13を図10の矢印Dcに示すようにz軸方向へ往復駆動する。すなわち、第2実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13を、z軸と平行な軸を中心に回転駆動するとともに、z軸方向へ直線的に往復駆動する。これにより、アーム部13は、x軸、y軸およびz軸の各方向へ三次元で複合的に駆動される。アーム駆動部40は、z軸方向における本体12の全長にわたってアーム部13を往復駆動してもよく、全長の一部でアーム部13を往復駆動してもよい。
第2実施形態では、アーム駆動部40は、z軸と平行な軸を中心とした回転およびz軸に沿った往復移動によってアーム部13を駆動する。したがって、アーム駆動部40は、飛行装置10に要求される飛行形態にあわせてアーム部13を駆動することができ、スラスタ14〜17の位置関係を変更することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態による飛行装置を図11に示す。
第3実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13を伸縮駆動する。すなわち、第3実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13を、図11の矢印Ddに示すようにx軸と平行な軸方向またはy軸と平行な軸方向へ直線的に往復駆動する。これにより、アーム部13は、軸方向の全長が伸縮する。また、アーム駆動部40は、このアーム駆動部40を支点としてアーム部13を回転駆動してもよい。さらに、アーム駆動部40は、アーム部13をz軸方向へ往復駆動してもよい。他にも、アーム駆動部40は、矢印Deに示すように本体12の側面と平行な方向へアーム部13を駆動してもよい。これらのアーム駆動部40の駆動を組み合わせることにより、アーム部13は、x軸、y軸およびz軸の各方向へ三次元で複合的に駆動される。
第3実施形態による飛行装置を図11に示す。
第3実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13を伸縮駆動する。すなわち、第3実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13を、図11の矢印Ddに示すようにx軸と平行な軸方向またはy軸と平行な軸方向へ直線的に往復駆動する。これにより、アーム部13は、軸方向の全長が伸縮する。また、アーム駆動部40は、このアーム駆動部40を支点としてアーム部13を回転駆動してもよい。さらに、アーム駆動部40は、アーム部13をz軸方向へ往復駆動してもよい。他にも、アーム駆動部40は、矢印Deに示すように本体12の側面と平行な方向へアーム部13を駆動してもよい。これらのアーム駆動部40の駆動を組み合わせることにより、アーム部13は、x軸、y軸およびz軸の各方向へ三次元で複合的に駆動される。
第3実施形態では、アーム駆動部40は、伸縮によってアーム部13の全長が変化する方向にアーム部13を駆動する。したがって、アーム駆動部40は、飛行装置10に要求される飛行形態にあわせてアーム部13を伸縮することができ、スラスタ14〜17の位置関係を変更することができる。
(第4実施形態)
第4実施形態による飛行装置を図12に示す。
第4実施形態は、上述の第1実施形態〜第3実施形態によってスラスタ14〜17の相互間の位置関係が変更された飛行装置10の制御に関する実施形態である。すなわち、第4実施形態は、姿勢制御部55による制御の一例である。
第4実施形態による飛行装置を図12に示す。
第4実施形態は、上述の第1実施形態〜第3実施形態によってスラスタ14〜17の相互間の位置関係が変更された飛行装置10の制御に関する実施形態である。すなわち、第4実施形態は、姿勢制御部55による制御の一例である。
アーム部13が駆動され、スラスタ14〜17が図12に示すような位置関係にあると仮定する。基体11の姿勢は、テコの原理から、基体11の重心から遠い位置に力が加わるほど小さな力で容易に変化する。すなわち、基体11の姿勢は、重心に近いスラスタ14〜17よりも重心から遠いスラスタ14〜17の推進力を利用することにより迅速な変化が得られる。例えば、図12の仮想軸Lsを中心として基体11を回転させるとき、スラスタ16よりもスラスタ14の推進力を用いた方が迅速な姿勢の変化が図られる。そこで、姿勢制御部55は、アーム駆動部40によって駆動されたアーム部13の位置、すなわちスラスタ14〜17の位置関係を考慮して、姿勢変化に用いるスラスタ14〜17を選択する。このように、姿勢変化の応答性は、推進力を変化させるスラスタ14〜17の選択によって変化する。姿勢制御部55は、スラスタ14〜17の位置関係に基づいて、例えば要求される姿勢変化の速度、あるいは許容される消費電力などを考慮して推進力を変化するスラスタ14〜17を設定する。
第4実施形態では、飛行装置10の形態、および要求される性能に応じてスラスタ14〜17が選択される。したがって、精密な姿勢の維持と電力消費の低減とを図ることができる。
第4実施形態では、飛行装置10の形態、および要求される性能に応じてスラスタ14〜17が選択される。したがって、精密な姿勢の維持と電力消費の低減とを図ることができる。
(第5実施形態)
第5実施形態による飛行装置を図13に示す。
第5実施形態の飛行装置10は、図13に示すように上下に重ねられた2つの基体11を備えている。このように上下に基体11を重ねる場合、上下の基体11でスラスタ14〜17が重なり合う位置関係となる。スラスタ14〜17が重なり合うとき、スラスタ14〜17のプロペラ23が重なり合った部分の推進力は低下する。そこで、アーム駆動部40は、基体11が重ねて用いられるとき、スラスタ14〜17のプロペラ23の重なり合いが最小限となるようにアーム部13を駆動する。図13に示す例の場合、アーム駆動部40は、紙面と平行なx−y平面でアーム部13を駆動する。また、姿勢制御部55は、プロペラ23が重なり合う領域の変化によってもたらされる推進力の低下を補うために、各スラスタ14〜17の推進力を増加または減少して基体11の姿勢の維持を図る。
第5実施形態による飛行装置を図13に示す。
第5実施形態の飛行装置10は、図13に示すように上下に重ねられた2つの基体11を備えている。このように上下に基体11を重ねる場合、上下の基体11でスラスタ14〜17が重なり合う位置関係となる。スラスタ14〜17が重なり合うとき、スラスタ14〜17のプロペラ23が重なり合った部分の推進力は低下する。そこで、アーム駆動部40は、基体11が重ねて用いられるとき、スラスタ14〜17のプロペラ23の重なり合いが最小限となるようにアーム部13を駆動する。図13に示す例の場合、アーム駆動部40は、紙面と平行なx−y平面でアーム部13を駆動する。また、姿勢制御部55は、プロペラ23が重なり合う領域の変化によってもたらされる推進力の低下を補うために、各スラスタ14〜17の推進力を増加または減少して基体11の姿勢の維持を図る。
第5実施形態では、アーム駆動部40でアーム部13を駆動することにより、スラスタ14〜17のプロペラ23の重なり合いを最小限にする。そして、姿勢制御部55は、プロペラ23の重なり合いに応じてスラスタ14〜17の推進力を制御する。したがって、スラスタ14〜17の数が増加したり、基体11の形態によってプロペラ23の重なり合いが生じるとき、その重なり合いを低減することができるとともに、推進力の維持を図ることができる。
(第6実施形態)
第6実施形態による飛行装置を図14に示す。
第6実施形態の場合、アーム駆動部40は、x軸またはy軸に平行な軸を中心にアーム部13を回転駆動する。すなわち、第6実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13を、図14の矢印Dfに示すようにアーム部13の軸を中心に回転させる。これにより、アーム部13の先端に設けられているスラスタ14〜17は、x軸、y軸およびz軸の各方向において三次元的な位置関係が変化する。
第6実施形態では、アーム駆動部40は、アーム部13の軸を中心にアーム部13を回転駆動する。したがって、アーム駆動部40は、飛行装置10に要求される飛行形態にあわせてアーム部13を駆動することができ、スラスタ14〜17の位置関係を変更することができる。
第6実施形態による飛行装置を図14に示す。
第6実施形態の場合、アーム駆動部40は、x軸またはy軸に平行な軸を中心にアーム部13を回転駆動する。すなわち、第6実施形態の場合、アーム駆動部40は、アーム部13を、図14の矢印Dfに示すようにアーム部13の軸を中心に回転させる。これにより、アーム部13の先端に設けられているスラスタ14〜17は、x軸、y軸およびz軸の各方向において三次元的な位置関係が変化する。
第6実施形態では、アーム駆動部40は、アーム部13の軸を中心にアーム部13を回転駆動する。したがって、アーム駆動部40は、飛行装置10に要求される飛行形態にあわせてアーム部13を駆動することができ、スラスタ14〜17の位置関係を変更することができる。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
図面中、10は飛行装置、11は基体、13はアーム部、14〜17はスラスタ、21はモータ、30はピッチ変更機構部、55は姿勢制御部を示す。
Claims (4)
- 外側へ延びる複数のアーム部(13)を有する基体(11)と、
前記アーム部(13)の先端にそれぞれ設けられ、推進力を発生するスラスタ(14〜17)と、
前記アーム部(13)のうち少なくとも1つを、前記基体(11)のヨー軸に一致するz軸方向、ならびに前記z軸と垂直なx軸およびy軸方向へ複合的に駆動して、複数の前記スラスタ(14〜17)の相互間における位置関係を変更するアーム駆動部(40)と、
前記アーム駆動部(40)で変更された複数の前記スラスタ(14〜17)の相互間における位置関係に基づいて、複数の前記スラスタ(14〜17)の推進力を制御する姿勢制御部(55)と、
を備える飛行装置。 - 前記姿勢制御部(55)は、前記基体(11)の重心と、複数の前記スラスタ(14〜17)との距離に基づいて複数の前記スラスタ(14〜17)の推進力を制御する請求項1記載の飛行装置。
- 前記姿勢制御部(5)は、複数の前記スラスタ(14〜17)の相互間の距離に基づいて前記スラスタ(14〜17)の推進力を制御する請求項1または2記載の飛行装置。
- 複数の前記スラスタ(14〜17)は、回転するプロペラ(23)、前記プロペラ(23)を駆動するモータ(21)、および前記プロペラ(23)のピッチを変更するピッチ変更機構部(30)を有し、
前記姿勢制御部(55)は、前記モータ(21)の回転数、および前記ピッチ変更機構部(30)による前記プロペラ(23)のピッチの変更を制御して、複数の前記スラスタ(14〜17)が発生する推進力を調整する請求項1から3のいずれか一項記載の飛行装置。
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