JP2020011727A - Feeding method comprising rotorcraft for relaying feeding cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、給電ケーブル中継用回転翼機を備える給電方法に関する。 The present invention relates to a power supply method including a rotary wing machine for relaying a power supply cable.
近年、様々な用途に利用されるドローン(Drone)や無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)などの回転翼機(以下、単に「回転翼機」と総称する)を利用してインフラ点検やイベント会場の監視等様々な業務を行う動きがある。前記業務の様に、長期間かつ広範囲での使用を目的とする回転翼機は、その使用時間に耐え得る電力の供給が可能なバッテリーを備える必要がある。 2. Description of the Related Art In recent years, infrastructure inspections and event venues have been performed using a rotary wing machine (hereinafter, simply referred to as a "rotor wing aircraft") such as a drone and an unmanned aerial vehicle (UAV) used for various purposes. There is a movement to perform various tasks such as monitoring of traffic. As in the above-mentioned business, a rotary wing aircraft intended for long-term use over a wide range needs to have a battery capable of supplying power that can withstand the use time.
一方、特許文献1では、バッテリーによる制限を受けることなく、長時間の飛行が可能となる飛行体のシステムを提供する。
On the other hand,
特許文献1のシステムは、地上に設置した給電機から、有線で飛行体に給電を行い、また、給電に使用するケーブルを軽量の物としている。これによれば、飛行体が自機に搭載するバッテリーによる制限を受けることなく、長時間かつ広範囲の飛行が可能となる。
The system disclosed in
しかしながら、インフラ点検等に給電ケーブルを備えた回転翼機を用いる場合、回転翼機の航路周辺には障害物が存在するため、回転翼機の飛行はケーブルの取り回しに制約される。また、給電機から距離が離れれば、ケーブルが地面や水面等に接し、回転翼機の飛行を阻害する他、ケーブルの周囲の安全性を保てない等の問題がある。 However, when a rotary wing aircraft equipped with a power supply cable is used for infrastructure inspection or the like, obstacles are present around the route of the rotary wing aircraft, so that the flight of the rotary wing aircraft is restricted by cable management. In addition, if the distance from the power feeder is large, the cable comes into contact with the ground or the water surface, and the flight of the rotary wing aircraft is hindered. In addition, safety around the cable cannot be maintained.
そこで、本発明は、効率と安全性を向上し得るケーブル支持方法を持つ給電システムを提供することを一つの目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power supply system having a cable supporting method capable of improving efficiency and safety.
本発明によれば、作業用回転翼機と、中継用回転翼機と、少なくとも前記作業用回転翼機に対して給電ケーブルを利用して給電を行う給電機とを含む、回転翼機の給電方法であって、前記給電ケーブルによる前記給電がされた状態で前記作業用回転翼機を飛行させるステップと、前記作業用回転翼機と前記給電機との位置関係が所定の関係になった場合に、前記中継用回転翼機を前記給電ケーブルの所定の部位に接続させて前記給電ケーブルを支持するステップと、を含む、給電方法を提供することができる。 According to the present invention, power supply to a rotary wing machine includes a working rotary wing machine, a relay rotary wing machine, and a power feeder that supplies power to at least the working rotary wing machine using a power supply cable. Flying the working rotor machine in a state where the power is supplied by the power supply cable, and a positional relationship between the working rotor machine and the power feeding machine has a predetermined relationship. And a step of connecting the relay rotary wing machine to a predetermined portion of the power supply cable to support the power supply cable.
本発明によれば、効率と安全性を向上し得るケーブル支持方法を持つ給電システムを提供し得る。 According to the present invention, it is possible to provide a power supply system having a cable supporting method that can improve efficiency and safety.
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による給電ケーブル中継用回転翼機を備える給電方法は、以下のような構成を備える。
[項目1]
作業用回転翼機と、中継用回転翼機と、少なくとも前記作業用回転翼機に対して給電ケーブルを利用して給電を行う給電機とを含む、回転翼機の給電方法であって、 前記給電ケーブルによる前記給電がされた状態で前記作業用回転翼機を飛行させるステップと、前記作業用回転翼機と前記給電機と位置関係が所定の関係になった場合に、前記中継用回転翼機を前記給電ケーブルの所定の部位に接続させて前記給電ケーブルを支持するステップと、を含む、給電方法。
[項目2]
項目1に記載の給電方法であって、前記中継用回転翼機は、自機を構造物に対して固定可能な固定手段を有しており、前記給電ケーブルの前記所定の部位に接続させた後に、前記中継用回転翼機を前記構造体に固定させるステップを更に含む、給電方法。
[項目3]
項目2に記載の給電方法であって、前記中継用回転翼機は、自機を前記構造体に固定させた後に、その飛行を停止する、給電方法。
[項目4]
項目1乃至項目3のいずれかに記載の給電方法であって、前記給電機は、前記中継用回転翼機に対して前記給電ケーブルを利用して給電を行う給電方法。
[項目5]
項目1乃至項目4のいずれかに記載の給電方法であって、前記中継用回転翼機は、前記ケーブルをその延伸方向に移動自在に係止可能な支持部を有しており、前記中継用回転翼機は、前記支持部によって前記給電ケーブルを支持する、給電方法。
The contents of the embodiment of the present invention will be listed and described. A power supply method including a power cable relay rotary wing machine according to an embodiment of the present invention has the following configuration.
[Item 1]
A power supply method for a rotary wing machine, including a power supply for performing power supply using a power supply cable to a power supply cable for at least the work rotary wing machine, a relay rotary wing machine, Flying the work rotor in a state where the power is supplied by the power supply cable; and, when a positional relationship between the work rotor and the power feeder has a predetermined relationship, the relay rotor Connecting the power supply cable to a predetermined portion of the power supply cable to support the power supply cable.
[Item 2]
2. The power supply method according to
[Item 3]
3. The power supply method according to
[Item 4]
4. The power supply method according to any one of
[Item 5]
5. The power feeding method according to any one of
<本発明の実施の形態>
以下、本発明の実施の形態による給電ケーブル中継用回転翼機を備える給電方法について、図面を参照しながら説明する。
<Embodiments of the present invention>
Hereinafter, a power supply method including a power cable relay rotor machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施の形態による、給電ケーブル中継用回転翼機を備える給電方法では、有線で給電される作業用回転翼機10と、給電ケーブル2を支持する(少なくとも一台以上の)中継用回転翼機20と、少なくとも作業用回転翼機10に対して給電ケーブル2を利用して給電を行う給電機30の組み合わせにより、作業用回転翼機10が給電ケーブル2の取り回しに制約されることなく長時間、広範囲に作業を行うことが実現される。
In the power supply method including the power supply cable relay rotary wing machine according to the embodiment of the present invention, the working
図2に示されるように、作業用回転翼機10及び中継用回転翼機20は、各々プロペラ13(23)およびモータ14(24)を少なくとも1つ以上備えている。モータ14(24)は、プロペラ13(23)の回転を生じさせるものであり、例えば、駆動ユニットは、電気モータ又はエンジン等を含むことが可能である。プロペラ13(23)は、モータ14(24)によって駆動可能であり、時計方向に及び/または反時計方向に、モータの回転軸(例えば、モータの長軸)の周りに回転することにより、作業用回転翼機10ならびに中継用回転翼機20を出発地から離陸させ、水平移動させ、目的地に着陸させるための推進力を発生させる。
As shown in FIG. 2, the working
また、作業用回転翼機10は、作業の目的に応じた機構を備えていてもよい。例えば、カメラやセンサ等の外界情報を取得可能な情報取得機器、人が行う作業の代替となり得る作業ハンド、スピーカー、噴霧機器、照明機器等が挙げられるが、前記機構の用途や種類に関してはこの限りではない。
Further, the working
作業用回転翼機10は、給電ケーブル2によって給電されている状態で飛行することが可能である。作業用回転翼機10は自機にバッテリー等を備えていてもよいが、給電機30から給電されながら飛行することで、さらに長時間の活動が可能となる。自機にバッテリー等を備えた場合は、給電機30や給電ケーブル2に障害が起こった際の予備電源として使用し、安全な運用を行うこともできる。
The work
給電ケーブル2は、少なくとも作業用回転翼機10の飛行および作業に必要な電力を提供する。ほかに、データ(例えば、回転翼機の操縦に関わる情報、情報取得機器が取得した情報等)の転送機能を有していてもよい。無線の送受信は自然的あるいは人為的に障害を起こす場合があり、有線でのやりとりが適している場所では給電ケーブル2を使用するのが望ましい。
The
中継用回転翼機20は、作業用回転翼機10と、給電機30との位置関係が所定の関係になった場合に、支持部22を給電ケーブル5の所定の部位に接続して、給電ケーブル2を支持する。
When the positional relationship between the working
なお、中継用回転翼機20が備える支持部22は、給電ケーブル2をその延伸方向に移動自在に係止可能な支持部22を有しており、これにより、中継用回転翼機20が給電ケーブル2を支持すると同時に、作業用回転翼機10が中継用回転翼機20との距離にとらわれることなく移動を継続することを可能にする。
In addition, the
中継用回転翼機20は、自機を構造物(例えば、橋梁、建造物、樹木など)に対して固定可能な固定手段を有しており、給電ケーブル2の前記所定の部位に支持部22を接続させた後に、固定部21を前記構造体に固定させることが出来る。固定部21による固定方法は、フック形状による吊り下がり、磁気による吸着、空気による負圧吸着等、固定の対象物に適する方法を決定する。
The relay
また、中継用回転翼機20は、自機を構造体に固定させた後に飛行を停止することが出来る。これにより、中継用回転翼機20は、自機が飛行していない間も給電ケーブル2を支持し続ける。
Further, the relay
なお、中継用回転翼機20は、自機が備えるバッテリー等により駆動しても良いし、給電機30より給電ケーブル2を利用して給電を受けて駆動してもよい。
The relay
給電ケーブル2の端に位置する作業用回転翼機10は、離陸地点より、作業ポイントへ向かって飛行を開始する。作業用回転翼機10と給電機30との位置関係が所定の関係になると、給電ケーブル2へ中継用回転翼機20の支持部22が接続する。中継用回転翼機20は、作業用回転翼機10の航路に応じて、最適な位置に留まり、給電ケーブル2を支持する。作業用回転翼機10が作業を終えると、中継用回転翼機20ならびに作業用回転翼機10は着陸地点へ向かい、着陸する。
The working
[変形例1]
図1に示されるように、中継用回転翼機20の台数は複数でもよい。中継用回転翼機20の台数は、給電ケーブル2の長さや剛性、ならびに作業用回転翼機10の飛行範囲や飛行航路等に応じて、好適な台数を用いることが望ましい。
[Modification 1]
As shown in FIG. 1, the number of relay
[変形例2]
本発明の実施にかかる給電機30には、必要に応じてウインチ構造を設ける。この動力は人力であったり、電動機、エンジン、空気等であったりする。ウインチを設けることで、給電ケーブル2の引き出し、巻取りを簡便に行うほか、作業用回転翼機10および中継用回転翼機20の係留の役割を担うことも可能である。
[Modification 2]
The
[変形例3]
上述した実施の形態においては、作業用回転翼機10は飛行状態で作業を行うことをメインとしていたが、図3に示されるように、中継用回転翼機20と同様に構造体に固定した状態で作業(監視、センサ等による情報の取得等)を行うこととしてもよい。
[Modification 3]
In the above-described embodiment, the working
上述した回転翼機は、図4に示される機能ブロックを有している。なお、図示される機能ブロックは最低限の参考構成である。フライトコントローラは、所謂処理ユニットである。処理ユニットは、プログラマブルプロセッサ(例えば、中央処理ユニット(CPU))などの1つ以上のプロセッサを有することができる。処理ユニットは、図示しないメモリを有しており、当該メモリにアクセス可能である。メモリは、1つ以上のステップを行うために処理ユニットが実行可能であるロジック、コード、および/またはプログラム命令を記憶している。メモリは、例えば、SDカードやランダムアクセスメモリ(RAM)などの分離可能な媒体または外部の記憶装置を含んでいてもよい。カメラやセンサ類から取得したデータは、メモリに直接に伝達されかつ記憶されてもよい。例えば、カメラ等で撮影した静止画・動画データが内蔵メモリ又は外部メモリに記録される。 The rotary wing machine described above has the functional blocks shown in FIG. Note that the illustrated functional blocks are minimum reference configurations. The flight controller is a so-called processing unit. A processing unit may include one or more processors, such as a programmable processor (eg, a central processing unit (CPU)). The processing unit has a memory (not shown) and can access the memory. The memory stores logic, code, and / or program instructions that the processing unit can execute to perform one or more steps. The memory may include, for example, a detachable medium such as an SD card or a random access memory (RAM) or an external storage device. Data obtained from cameras and sensors may be directly transmitted and stored in the memory. For example, still image / moving image data shot by a camera or the like is recorded in a built-in memory or an external memory.
処理ユニットは、回転翼機の状態を制御するように構成された制御モジュールを含んでいる。例えば、制御モジュールは、6自由度(並進運動x、y及びz、並びに回転運動θx、θy及びθz)を有する回転翼機の空間的配置、速度、および/または加速度を調整するために回転翼機の推進機構(モータ等)を制御する。制御モジュールは、搭載部、センサ類の状態のうちの1つ以上を制御することができる。 The processing unit includes a control module configured to control a state of the rotorcraft. For example, the control module 6 degrees of freedom (translation x, y and z, and rotational movement theta x, theta y and theta z) spatial arrangement of the rotary wing aircraft having a velocity, and / or to adjust the acceleration Control the propulsion mechanism (motor, etc.) of the rotorcraft. The control module can control one or more of the states of the mounting unit and the sensors.
処理ユニットは、1つ以上の外部のデバイス(例えば、端末、表示装置、または他の遠隔の制御器)からのデータを送信および/または受け取るように構成された送受信部と通信可能である。送受信機は、有線通信または無線通信などの任意の適当な通信手段を使用することができる。例えば、送受信部は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、赤外線、無線、WiFi、ポイントツーポイント(P2P)ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などのうちの1つ以上を利用することができる。送受信部は、センサ類で取得したデータ、処理ユニットが生成した処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンドなどのうちの1つ以上を送信および/または受け取ることができる。 The processing unit can communicate with a transceiver configured to transmit and / or receive data from one or more external devices (eg, terminals, displays, or other remote controllers). The transceiver can use any suitable communication means, such as a wired or wireless communication. For example, the transmission / reception unit uses one or more of a local area network (LAN), a wide area network (WAN), infrared, wireless, WiFi, point-to-point (P2P) network, telecommunication network, cloud communication, and the like. be able to. The transmission / reception unit can transmit and / or receive one or more of data obtained by the sensors, processing results generated by the processing unit, predetermined control data, user commands from a terminal or a remote controller, and the like. .
本実施の形態によるセンサ類は、慣性センサ(加速度センサ、ジャイロセンサ)、GPSセンサ、近接センサ(例えば、ライダー)、またはビジョン/イメージセンサ(例えば、カメラ)を含み得る。 The sensors according to the present embodiment may include an inertial sensor (acceleration sensor, gyro sensor), a GPS sensor, a proximity sensor (eg, a rider), or a vision / image sensor (eg, a camera).
本発明の回転翼機は、インフラ点検業務専用回転翼機としての利用、及び倉庫、工場内における産業用の回転翼機としての利用が期待できる。また、本発明の回転翼機は、マルチコプター・ドローン等の飛行機関連産業において利用することができ、さらに、本発明は、カメラ等を搭載した監視用の回転翼機としても好適に使用することができる他、セキュリティ分野、農業、撮影等の様々な産業にも利用することができる。 The rotary wing machine of the present invention can be expected to be used as a rotary wing machine dedicated to infrastructure inspection work and as an industrial rotary wing machine in warehouses and factories. In addition, the rotary wing aircraft of the present invention can be used in aircraft related industries such as multicopters and drones, and the present invention is also suitably used as a monitoring rotary wing aircraft equipped with a camera and the like. In addition, it can be used in various industries such as security, agriculture, photography, and the like.
上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。 The above-described embodiment is merely an example for facilitating the understanding of the present invention, and is not intended to limit and interpret the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit thereof, and it goes without saying that the present invention includes equivalents thereof.
1 構造体
2 給電ケーブル
10 作業用回転翼機
13 プロペラ(作業用回転翼機)
14 モータ(作業用回転翼機)
20 中継用回転翼機
21 固定部
22 支持部
23 プロペラ(中継用回転翼機)
24 モータ(中継用回転翼機)
30 給電機
DESCRIPTION OF
14. Motor (rotary wing machine for work)
24 Motor (rotary wing machine for relay)
30 Feeder
Claims (5)
前記給電ケーブルによる前記給電がされた状態で前記作業用回転翼機を飛行させるステップと、
前記作業用回転翼機と前記給電機との位置関係が所定の関係になった場合に、前記中継用回転翼機を前記給電ケーブルの所定の部位に接続させて前記給電ケーブルを支持するステップと、
を含む、
給電方法。 A work wing machine, a relay work wing machine, and a power supply method for supplying power to at least the work work wing machine using a power supply cable, comprising:
Flying the working rotorcraft in a state where the power is supplied by the power supply cable,
A step of connecting the relay rotor machine to a predetermined portion of the power supply cable to support the power supply cable when a positional relationship between the working rotary wing machine and the power supply device is in a predetermined relationship; ,
including,
Power supply method.
前記中継用回転翼機は、自機を構造物に対して固定可能な固定手段を有しており、
前記給電ケーブルの前記所定の部位に接続させた後に、前記中継用回転翼機を前記構造体に固定させるステップを更に含む、
給電方法。 The power supply method according to claim 1,
The relay rotary wing machine has a fixing means capable of fixing its own machine to a structure,
After connecting to the predetermined portion of the power supply cable, the method further includes the step of fixing the relay rotor machine to the structure.
Power supply method.
前記中継用回転翼機は、自機を前記構造体に固定させた後に、その飛行を停止する、
給電方法。 The power supply method according to claim 2, wherein
The relay rotor machine stops its flight after fixing its own aircraft to the structure,
Power supply method.
前記給電機は、前記中継用回転翼機に対して前記給電ケーブルを利用して給電を行う
給電方法。 The power supply method according to any one of claims 1 to 3, wherein
A power supply method, wherein the power supply device supplies power to the relay rotary wing machine using the power supply cable.
前記中継用回転翼機は、前記ケーブルをその延伸方向に移動自在に係止可能な支持部を有しており、
前記中継用回転翼機は、前記支持部によって前記給電ケーブルを支持する、
給電方法。
The power supply method according to any one of claims 1 to 4, wherein
The relay rotary wing machine has a support portion that can movably lock the cable in a direction in which the cable extends,
The relay rotor machine supports the power supply cable by the support portion,
Power supply method.
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