JP6734646B2 - Flight aids for unmanned aerial vehicles - Google Patents

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この発明は、ドローン（ｄｒｏｎｅ）に代表される遠隔操縦可能な無人航空機の飛行を巻き取り可能な繋索によって補助する装置に関するものである。 The present invention relates to a device for assisting the flight of a remotely controllable unmanned aircraft represented by a drone by a retractable tether.

近年、カメラを搭載した空撮用ドローン（マルチコプター、クアッドコプターとも称される）が普及し、普段、人が立ち入れない場所を上空から観察したり撮影したりできることから、ビジネス目的だけでなく趣味としても利用者が急増している。 In recent years, aerial photography drones (also called multi-copters and quad-copters) equipped with cameras have become widespread, and it is possible to observe and shoot from places above the sky where people would normally not be able to enter. As a hobby, the number of users is increasing rapidly.

しかし、利用者の急増に伴って操縦技量等に乏しい利用者も現れ、リモコンの電波が届かないところまで飛行させてしまったり、風に煽られたりして、操縦不能となったドローン（俗に、「野良ドローン」と称される。）が人の集中する場所や観光施設、挙げ句の果てには政府施設に墜落又は不時着する等、社会的な問題となったことから、平成２７年に国は航空法を改正して無人航空機の飛行ルールを定め、特定の空域については許可制とした。 However, as the number of users increased, some users with poor control skills also appeared, and they drove to a place where the radio waves of the remote control could not reach, or were drowned by the wind and became uncontrollable drone (commonly known as , "Nora drone") has become a social problem such as a crash or an accidental landing at a place where people are concentrated, a tourist facility, and finally a government facility. Amended the aviation law to establish flight rules for unmanned aerial vehicles, and set a permit system for specific airspace.

その一方で、従来、無線により遠隔操縦する無人航空機を繋索により地上側と接続する技術は公知である（例えば特許文献１〜４等）。 On the other hand, conventionally, a technique for connecting an unmanned aerial vehicle that is remotely controlled wirelessly to the ground side by tying is known (for example, Patent Documents 1 to 4).

このうち特許文献１〜３では、無人航空機の飛行時に繋索のテンション（張力）を調整することが開示されている。 Among them, Patent Documents 1 to 3 disclose adjusting the tension of the tether during the flight of the unmanned aerial vehicle.

特開２０１３−７９０３４号公報JP, 2013-79034, A 特開２０１０−２０８６２３号公報JP, 2010-208623, A 特開平０２−０７７３９５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 02-077395 特開昭５９−２７２１３号公報JP-A-59-27213

特許文献１には、無人航空機（同文献において、回転翼機）につないだ繋索（同文献において、繋留ロープ）を巻き上げ機によって弛まない様に緊張を維持することが開示されているが、そのためには、巻き上げ機をどのようにして駆動するのか具体的な制御手段までは開示されていない。即ち、巻き上げ機を常時駆動すれば、繋留ロープの緊張を維持することはできるが、そうすると、常時、繋留ロープが巻き上げられて、一向に回転翼機の高度を上げることができないし、繋留ロープが弛んだことを見計らって利用者が巻き上げ機を駆動するとすれば、当該駆動後、弛んだ部分が巻き上げられて、繋留ロープが緊張した段階で巻き上げ機を停止するまでの間、利用者は回転翼機の遠隔操縦に専念することができなくなる。 Patent Document 1 discloses maintaining a tension so that a tether (an anchoring rope in the same document) connected to an unmanned aerial vehicle (a rotary wing aircraft in the same document) is not loosened by a hoist. To that end, no specific control means is disclosed regarding how to drive the hoisting machine. That is, if the hoisting machine is constantly driven, the tension of the mooring rope can be maintained, but then, the mooring rope will always be wound up and the altitude of the rotary wing machine cannot be raised in one direction, and the mooring rope will loosen. Therefore, if the user drives the hoisting machine, the slackened part is hoisted up after the driving and the hoisting machine is stopped until the mooring rope is tensioned and the hoisting machine is stopped. Will be unable to concentrate on the remote control of.

また、特許文献２には、無人航空機（同文献において、ＵＡＶ）につないだ繋索（同文献において、テザ）の張力を張力制御モーターによって調整するシステムが開示されているが、同システムにおけるテザは、地上側からＵＡＶに給電する電線として機能するもので、飛行中の張力については、ＵＡＶを自由に飛行させるために、十分なゆるみを維持するように調整するものであるから、ＵＡＶの飛行範囲を制限するといった技術的意義はないうえ、風に煽られれば飛行が不安定になるなど、繋留しない通常の無人航空機と同様、その遠隔操縦には技量や熟練が必要になる。 Further, Patent Document 2 discloses a system that adjusts the tension of a tether (a tether in the same document) connected to an unmanned aerial vehicle (a UAV in the same document) by a tension control motor. Is a wire that feeds the UAV from the ground side and adjusts the tension during flight to maintain sufficient slack in order to allow the UAV to fly freely. There is no technical significance of limiting the range, and the flight becomes unstable if it is blown by the wind. Like ordinary unmanned aerial vehicles that do not moor, its remote control requires skill and skill.

さらに、特許文献３には、無人航空機（同文献において、ラジコンヘリコプタ）を繋索（同文献において、規制ワイヤ）によりテンショナを介して地上と連結し、ラジコンヘリコプタの飛行中、テンショナによって規制ワイヤの張力を予め設定された値に自動制御することが開示されているが、当該テンショナは規制ワイヤの巻き取り機構とは独立した機構を有して、張力を計測したり、その張力を設定値に調整する構造が複雑であるうえ、使用時には、ラジコンヘリコプタの大きさや性能、また規制ワイヤの伸び性能、さらには飛行高度における風速や風向などの気象条件など、規制ワイヤのテンションに影響する全ての要素を考慮して、予め利用者自らがテンショナの張力設定値を一々設定しなければならないという手間もある。 Further, in Patent Document 3, an unmanned aerial vehicle (in the same document, a radio control helicopter) is connected to the ground via a tensioner by a tether (a control wire in the reference), and the control wire of the control wire is controlled by the tensioner during flight of the radio control helicopter. Although it is disclosed that the tension is automatically controlled to a preset value, the tensioner has a mechanism independent of the regulation wire winding mechanism to measure the tension or set the tension to a set value. In addition to the complicated structure to be adjusted, all factors that affect the tension of the regulatory wire, such as the size and performance of the radio control helicopter, the elongation performance of the regulatory wire, and the weather conditions such as wind speed and wind direction at the flight altitude, when used. In consideration of the above, there is a trouble that the user must set the tension set values of the tensioner one by one in advance.

本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、無人航空機に繋いだ繋索について、無人航空機を安定飛行すべく前記繋索のテンションを利用者が随意に調整でき、且つ、その調整を無人航空機の遠隔操縦に支障を来さないように行い得る無人航空機の飛行補助装置を開示することである。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the purpose thereof is to provide a tether connected to an unmanned aerial vehicle, in which the user can freely adjust the tension of the tether in order to stably fly the unmanned aerial vehicle. Disclosed is a flight assist device for an unmanned aerial vehicle, which can be adjusted and can be adjusted so as not to interfere with remote control of the unmanned aerial vehicle.

上述した目的を達成するために本発明では、遠隔操縦する無人航空機の飛行を繋索によって補助する装置であって、前記繋索を巻回するスプールと、該スプールの巻き取り方向に回転する電動モータと、該電動モータの動力を前記スプールに伝達するクラッチ機構とを備え、 前記クラッチ機構は、互いに圧接し、前記電動モータの動力をその滑り量に応じた巻き取りトルクとして前記スプールに伝達する摩擦ディスク及び制動ディスクと、これらディスクを相対的に圧接方向に移動させて前記滑り量を任意に可変するアクチュエータとを備え、前記スプールの巻き取りトルクを前記無人航空機の揚力と釣り合わせて前記繋索にテンションを付与可能とするという手段を用いた。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a device for assisting the flight of a remote-controlled unmanned aerial vehicle by a tether, which comprises a spool around which the tether is wound, and an electric motor which rotates in the winding direction of the spool. A motor and a clutch mechanism for transmitting the power of the electric motor to the spool, the clutch mechanisms being in pressure contact with each other, and transmitting the power of the electric motor to the spool as a winding torque according to the slip amount. A friction disk and a braking disk, and an actuator that moves the disks relatively in a pressure contact direction to arbitrarily change the sliding amount are provided, and the winding torque of the spool is balanced with the lift of the unmanned aerial vehicle. I used a means to give tension to the rope.

上記手段によれば、アクチュエータを操作することによって摩擦ディスクと制動ディスクの滑り量を可変し、これによって両ディスクの摩擦力が変化し、もって、スプールの巻き取りトルクを調整することができる。アクチュエータは無人航空機の遠隔操縦者またはその付添人が任意に操作するものである。アクチュエータを操作して、摩擦ディスクと制動ディスクの摩擦力が小さければ、その分、摩擦ディスクと制動ディスクの滑り量が増え、スプールの巻き取りトルクが小さくなる。そして、無人航空機が空撮等する高度まで飛揚した後、その揚力とスプールの巻き取りトルクとが釣り合うようにアクチュエータを操作すれば、それ以降は、無人航空機とスプール間の繋索にテンションがかかり、緩みが防止される。この状態は、無人航空機が繋索によってホバリング状態となり、繋索が弛んだ状態よりも、安定したホバリングが可能となる。 According to the above means, the sliding amount between the friction disc and the braking disc can be changed by operating the actuator, whereby the frictional force between both discs can be changed, so that the winding torque of the spool can be adjusted. The actuator is arbitrarily operated by the remote pilot of the unmanned aerial vehicle or its attendant. If the frictional force between the friction disc and the braking disc is small by operating the actuator, the slip amount of the friction disc and the braking disc increases correspondingly, and the winding torque of the spool becomes small. Then, after the unmanned aerial vehicle flies to an altitude such as aerial photography, if the actuator is operated so that the lift and the spool winding torque are balanced, thereafter, tension is applied to the connection between the unmanned aerial vehicle and the spool. , Loosening is prevented. In this state, the unmanned aerial vehicle is in the hovering state due to the tethering, and stable hovering is possible as compared with the state in which the tethering is loose.

アクチュエータは、スプールの巻き取りトルクが無人航空機の揚力を下回る繋索の繰り出し状態から、前記巻き取りトルクが前記揚力を上回る前記繋索の巻き取り状態まで、摩擦ディスクと制動ディスクの滑り量を可変することが好ましい。繋索に常にテンションがかかった状態で、無人航空機を所定高度まで安定的に飛揚させ、また、無人航空機を安定的に着陸または操縦者側に回収することができるからである。 The actuator varies the sliding amount of the friction disc and the braking disc from the unwinding state of the tether in which the winding torque of the spool is lower than the lift force of the unmanned aerial vehicle to the winding state of the tether in which the winding torque exceeds the lift force. Preferably. This is because the unmanned aerial vehicle can be stably lifted up to a predetermined altitude and the unmanned aerial vehicle can be stably landed or recovered to the operator side while the tether is always under tension.

さらに、無人航空機の高度を検出して、前記高度が予め設定した設定値となったときに電動モータを駆動開始するモータ制御手段を備えることが好ましい。無人航空機を離陸させる際は、スプールをフリーの状態として、無人航空機の離陸に支障を来さないように繋索の繰り出しを許容する必要があるが、当該手段によれば、その後、装置側で自動的に電動モータが駆動開始することで、操縦者は無人航空機の操縦に専念することができる。 Further, it is preferable to include motor control means for detecting the altitude of the unmanned aerial vehicle and starting driving the electric motor when the altitude reaches a preset set value. When taking off the unmanned aerial vehicle, it is necessary to set the spool in a free state and allow the unwinding of the tether so as not to interfere with the takeoff of the unmanned aerial vehicle. When the electric motor automatically starts driving, the operator can concentrate on operating the unmanned aerial vehicle.

なお、無人航空機の高度の設定値は、スプールから繰り出される繋索の長さとして示されることが好ましい。無人航空機自体が有する高度計測手段を利用することも可能であるが、当該計測値を利用する場合、電動モータを駆動開始するためには、本装置と無人航空機をテザリング等してデータを送受信できるようにしなければならないが、当該手段によれば、上記テザリング等の手間なく、本装置だけで電動モータを駆動開始することができるからである。 In addition, it is preferable that the set value of the altitude of the unmanned aerial vehicle is indicated as the length of the tether extended from the spool. Although it is possible to use the altitude measurement means of the unmanned aerial vehicle itself, in the case of using the measured value, in order to start driving the electric motor, data can be transmitted and received by tethering the device and the unmanned aerial vehicle. This is because it is possible to start driving the electric motor only by this device without the trouble of the above tethering and the like, according to the means.

なお、クラッチ機構は、アクチュエータとは別に、摩擦ディスクと制動ディスクの初期滑り量を調整するツマミを備えることが好ましい。これらディスクが経年的に摩耗した場合、前記ツマミによって摩耗分だけ滑り量を減少方向（摩擦力の増大方向）に調整することで、摩耗前と同じ状態でアクチュエータにより滑り量を調整できるからである。また、ツマミによって滑り量を微調整することもできるからである。 The clutch mechanism preferably includes a knob for adjusting the initial slip amount of the friction disc and the braking disc, separately from the actuator. This is because when these discs wear over time, the amount of slip can be adjusted by the knob in the direction of decreasing the amount of wear (in the direction of increasing frictional force), so that the amount of slip can be adjusted by the actuator in the same state as before wear. .. Also, the amount of slip can be finely adjusted by the knob.

本発明によれば、アクチュエータによって操縦者が随意に繋索のテンションを調整できるため、無人航空機の性能やその気象条件に左右されることなく、安定して無人航空機を飛行させることができる。また、電動モータは無人航空機が所定高度となれば自動的に駆動を開始するため、操縦者はその駆動タイミングに気をとられることなく無人航空機の操縦に専念することができる。 According to the present invention, since the operator can arbitrarily adjust the tension of the tether by the actuator, it is possible to stably fly the unmanned aerial vehicle without being influenced by the performance of the unmanned aerial vehicle and its weather conditions. Further, since the electric motor automatically starts driving when the unmanned aerial vehicle reaches a predetermined altitude, the operator can concentrate on driving the unmanned aerial vehicle without being distracted by the driving timing.

本発明の一実施形態に係る無人航空機の飛行補助装置を示した説明図Explanatory drawing which showed the flight assistance device of the unmanned aerial vehicle which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る無人航空機の飛行補助装置を示したもので、１はドローン、２はドローン１と繋索３を介して接続する本装置である。ドローン１は四つの回転翼を備えた遠隔操縦可能な小型の無人航空機であり、カメラ４を搭載して、空撮ができるようになっている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a flight assistance device for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a drone and 2 is a drone 1 which is connected via a tether 3. The drone 1 is a small remotely controlled unmanned aerial vehicle having four rotary wings, and is equipped with a camera 4 so that aerial photography can be performed.

そして、このドローン１の飛行を繋索３によって補助するところ、そのための本装置２は、繋索３を巻回するスプール５と、該スプール５の巻き取り方向に回転駆動する電動モータ６と、該電動モータ６と前記スプール５間の動力伝達経路中にあって、前記電動モータ６の動力を前記スプール５に伝達するクラッチ機構７とを備えている。 When the flight of the drone 1 is assisted by the tether 3, the present device 2 for that purpose, the spool 5 that winds the tether 3, and the electric motor 6 that is rotationally driven in the winding direction of the spool 5. A clutch mechanism 7 for transmitting the power of the electric motor 6 to the spool 5 is provided in the power transmission path between the electric motor 6 and the spool 5.

クラッチ機構７は、同軸上に配置される摩擦ディスク８及び制動ディスク９と、これらディスク８・９を相対的に圧接方向に移動させるアクチュエータ１０とを備え、アクチュエータ１０の操作によって両ディスク８・９の滑り量（圧接量に応じた摩擦力と相反）を可変するようにしている。そして、両ディスク８・９が圧接した状態で電動モータ６の動力がスプール５に伝達されるのであるが、電動モータ６が定回転状態にあるとき、スプール５は前記滑り量に見合った巻き取りトルクで回転することになる。つまり、滑り量が大きいほど巻き取りトルクは小さくなり、このように調整される巻き取りトルクがドローン１の揚力よりも小さいときは、スプール５は電動モータ６の動力に抗して繋索３の繰り出し方向に逆回転し、ドローン１の上昇を許容する。一方、アクチュエータ１０を滑り量の減少方向に操作して、スプール５の巻き取りトルクがドローン１の揚力を上回ったときには、スプール５は繋索３を巻き取りって、ドローン１の高度を下げ、この状態を維持することで、ドローン１を着陸ないしは回収することができる。なお、１１はアクチュエータ１０の操作量がゼロのときに摩擦ディスク８と制動ディスク９の初期滑り量を決定するツマミである。 The clutch mechanism 7 includes a friction disk 8 and a braking disk 9 that are coaxially arranged, and an actuator 10 that relatively moves the disks 8 and 9 in a pressure contact direction. The amount of slippage (which conflicts with the frictional force according to the amount of pressure contact) is variable. Then, the power of the electric motor 6 is transmitted to the spool 5 in a state where both the disks 8 and 9 are in pressure contact with each other. When the electric motor 6 is in a constant rotation state, the spool 5 is wound up in accordance with the slip amount. It will rotate with torque. That is, the larger the amount of slippage, the smaller the winding torque, and when the winding torque adjusted in this way is smaller than the lift of the drone 1, the spool 5 resists the power of the electric motor 6 and the spool 3. Reverse rotation in the payout direction allows the drone 1 to rise. On the other hand, when the winding torque of the spool 5 exceeds the lift force of the drone 1 by operating the actuator 10 in the direction of decreasing the slip amount, the spool 5 winds the connecting line 3 to lower the altitude of the drone 1, By maintaining this state, the drone 1 can land or be recovered. Reference numeral 11 is a knob for determining the initial slip amount of the friction disc 8 and the braking disc 9 when the operation amount of the actuator 10 is zero.

また、この実施形態では、電動モータ６の駆動制御手段として、ドローン１の離陸直後、スプール５から繰り出される繋索３の繰り出し長さを計測するエンコーダ１２と、該エンコーダ１２による計測値が予め設定した繰り出し長さとなったときに、自動的に前記電動モータ６を駆動開始するモータスイッチ１３とを備えている。 Further, in this embodiment, as the drive control means of the electric motor 6, immediately after the drone 1 takes off, the encoder 12 that measures the payout length of the tether 3 paid out from the spool 5, and the measurement value by the encoder 12 are set in advance. And a motor switch 13 that automatically starts driving the electric motor 6 when the extended length is reached.

上記構成の飛行補助装置について、ドローン１の離陸から着陸までの動作を説明すると、まず、通常どおりにドローン１を離陸させるのであるが、このとき本装置２（電動モータ６）は作動しておらず、スプール５は回転フリーの状態にあって、ドローン１の上昇に合わせてスプール５から繋索３が繰り出される。この繰り出し長さはエンコーダ１２によって計測されており、ドローン１が所定高度（例えば３〜５ｍ）まで飛揚したときの繰り出し長さを計測したときは、モータスイッチ１３が作動して電動モータ６が回転し始める。 The operation of the flight assistance device having the above configuration from takeoff to landing of the drone 1 will be described. First, the drone 1 is taken off normally, but at this time, the device 2 (electric motor 6) is not operating. Instead, the spool 5 is in a rotation-free state, and the tether 3 is paid out from the spool 5 as the drone 1 rises. This payout length is measured by the encoder 12, and when the payout length when the drone 1 flies up to a predetermined altitude (for example, 3 to 5 m) is measured, the motor switch 13 operates and the electric motor 6 rotates. Begin to.

電動モータ６が回転すると、その動力はクラッチ機構７を介してスプール５に伝達され、同スプール５を繋索３の巻き取り方向に回転させようとする。しかし、この段階では、クラッチ機構７における摩擦ディスク８と制動ディスク９との滑り量が大きく、スプール５の巻き取りトルクに抗して繋索３が繰り出され、ドローン１はそのまま高度を上げていく。この上昇過程では、スプール５は逆回転するものの、繋索３にはドローン１による引張力が作用してテンションがかかり、弛むことがない。この間、操縦者は本装置２の作動に気をとられることなく、ドローン１の遠隔操縦に専念することができる。 When the electric motor 6 rotates, its power is transmitted to the spool 5 via the clutch mechanism 7 and tries to rotate the spool 5 in the winding direction of the tether 3. However, at this stage, the slip amount between the friction disc 8 and the braking disc 9 in the clutch mechanism 7 is large, the connection line 3 is paid out against the winding torque of the spool 5, and the drone 1 continues to increase its altitude. .. In this ascending process, although the spool 5 rotates in the reverse direction, the pulling force of the drone 1 acts on the tether 3 to apply tension, and the spool 3 does not loosen. During this time, the operator can concentrate on the remote control of the drone 1 without being distracted by the operation of the device 2.

そして、ドローン１が空撮等の目的高度に達するとホバリングを始めるが、このホバリング中に繋索３は、ドローン１の高度が若干下がったり、風圧に押されて弛むことがある。このようにして繋索３が弛むと、ドローン１は繋索３を繋がない状態と同じになり、風に煽られるなどして、安定的なホバリングが困難となる。 Then, when the drone 1 reaches the target altitude for aerial photography or the like, it starts hovering. However, during this hovering, the altitude of the drone 1 may be slightly lowered or the connection 3 may be loosened by being pressed by wind pressure. When the tether 3 is loosened in this way, the drone 1 becomes the same as the state in which the tether 3 is not connected, and the drone 1 is agitated by the wind, and stable hovering becomes difficult.

そこで、本装置２では、操縦者がアクチュエータ１０を操作して、摩擦ディスク８と制動ディスク９の滑り量を小さくことで（摩擦力を大きくすることで）、スプール５の巻き取りトルクを上げ、弛んだ繋索３を巻き取る。これによって繋索３は、緩みが解消されて、再度、テンションがかかった状態となる。そして、その後は、ドローン１の揚力とスプール５の巻き取りトルクが釣り合って、繋索３にテンションがかかり、ドローン１を一定高度にて安定してホバリングさせることが可能となる。 Therefore, in the present device 2, the operator operates the actuator 10 to reduce the slip amount of the friction disc 8 and the braking disc 9 (by increasing the friction force) to increase the winding torque of the spool 5. Take up the loose ties 3. As a result, the slack of the tether 3 is released, and the tension is applied again. Then, after that, the lift of the drone 1 and the winding torque of the spool 5 are balanced, tension is applied to the connecting line 3, and the drone 1 can be stably hovered at a constant altitude.

最後に、ドローン１の飛行を終了する場合は、回転翼の回転速度を落とすなどの通常の着陸操作によってドローン１を回収することもできるが、本装置２にてアクチュエータ１０を摩擦ディスク８と制動ディスク９の滑り量がさらに減少する方向に操作すれば、スプール５の巻き取りトルクがドローン１の揚力を上回って繋索３を巻き取ることから、繋索３にテンションがかかった状態でドローン１を引っ張り下げ、着陸操作せずともホバリング操作または離陸操作にてドローン１を回収することができる。一般的に離陸操作が着陸操作よりも容易であるから、上述したアクチュエータ１０の増加方向操作により、初心者でもあってもドローン１を容易に回収することができる。 Finally, when the flight of the drone 1 is terminated, the drone 1 can be recovered by a normal landing operation such as reducing the rotational speed of the rotor blades. If the slip amount of the disk 9 is further decreased, the winding torque of the spool 5 exceeds the lifting force of the drone 1 to wind up the connection line 3, so that the drone 1 is tensioned to the connection line 3. The drone 1 can be recovered by pulling down the vehicle and performing a hovering operation or a takeoff operation without performing a landing operation. Generally, the takeoff operation is easier than the landing operation, so that the drone 1 can be easily recovered even by a beginner by the increasing direction operation of the actuator 10 described above.

このように本装置２によれば、ドローン１の上昇過程、ホバリング中、下降過程の何れにおいても、繋索３をテンションがかかった状態とすることができるため、ドローン１の飛行になんら支障を与えず、その操縦を安定的に行うことができる。また、本装置２では、繋索３の繰り出し長さを計測して、改正航空法で定められた空域を越えないように、ドローン１の飛行範囲を制限することができると共に、万一、ドローン１が操縦不能となって墜落ないしは不時着したとしても、これを回収することができる。 As described above, according to the present device 2, since the tether 3 can be put in a tensioned state during the ascending process, the hovering process, and the descending process of the drone 1, there is no obstacle to the flight of the drone 1. The maneuver can be performed stably without giving. In addition, with this device 2, the flight range of the drone 1 can be limited so that the extension length of the tether 3 is measured so as not to exceed the airspace defined by the revised Aviation Law. Even if 1 becomes uncontrollable and crashes or crash arrives, it can be recovered.

なお、ドローン１は業務用であっても、おもちゃであっても、本発明を適用することができる。また、ドローン１は本発明を適用する無人航空機の一例であり、他のマルチコプターやラジコンのヘリコプターにも適用することができる。 The present invention can be applied to the drone 1 whether it is for business use or a toy. The drone 1 is an example of an unmanned aerial vehicle to which the present invention is applied, and can also be applied to other multicopters and radio-controlled helicopters.

また、繋索３の素材は無人航空機の大きさや性能に応じたものを選択することができ、これに伴って本装置２のスプール５や電動モータ６も繋索３に応じたものを採用することができる。 Further, the material of the tether 3 can be selected according to the size and performance of the unmanned aerial vehicle, and accordingly, the spool 5 and the electric motor 6 of the present device 2 are also adapted to the tether 3. be able to.

１ ドローン
２ 本装置
３ 繋索
４ カメラ
５ スプール
６ 電動モータ
７ クラッチ機構
８ 摩擦ディスク
９ 制動ディスク
１０ アクチュエータ
１１ ツマミ
１２ エンコーダ
１３ モータスイッチ 1 Drone 2 This device 3 Tether 4 Camera 5 Spool 6 Electric motor 7 Clutch mechanism 8 Friction disc 9 Braking disc 10 Actuator 11 Knob 12 Encoder 13 Motor switch

Claims (5)

遠隔操縦する無人航空機の飛行を繋索によって補助する装置であって、前記繋索を巻回するスプールと、該スプールの巻き取り方向に回転する電動モータと、該電動モータの動力を前記スプールに伝達するクラッチ機構とを備え、
前記クラッチ機構は、互いに圧接し、前記電動モータの動力をその滑り量に応じた巻き取りトルクとして前記スプールに伝達する摩擦ディスク及び制動ディスクと、
これらディスクを相対的に圧接方向に移動させて前記滑り量を任意に可変するアクチュエータとを備え、
前記スプールの巻き取りトルクを前記無人航空機の揚力と釣り合わせて前記繋索にテンションを付与することを特徴とした無人航空機の飛行補助装置。 A device for assisting the flight of a remote-controlled unmanned aerial vehicle by a tether, comprising a spool around which the tether is wound, an electric motor rotating in the winding direction of the spool, and the power of the electric motor to the spool. With a clutch mechanism to transmit,
The clutch mechanism is in pressure contact with each other, and a friction disc and a braking disc that transmit the power of the electric motor to the spool as a winding torque according to the amount of slip,
An actuator that moves the disks relatively in the pressure contact direction to arbitrarily change the slip amount,
A flight assistance device for an unmanned aerial vehicle, characterized in that the winding torque of the spool is balanced with the lift of the unmanned aerial vehicle to apply tension to the tether. 前記アクチュエータは、前記スプールの巻き取りトルクが前記無人航空機の揚力を下回る前記繋索の繰り出し状態から、前記巻き取りトルクが前記揚力を上回る前記繋索の巻き取り状態まで、前記摩擦ディスクと前記制動ディスクの前記滑り量を可変する請求項１記載の無人航空機の飛行補助装置。 The actuator from the feeding state of the tether the winding torque of the spool is below a lift of said unmanned aerial vehicle, until the winding state of the tether to the winding torque exceeds the lifting force, the brake and the friction disc The flight assistance device for an unmanned aerial vehicle according to claim 1, wherein the slip amount of the disk is variable. さらに、前記無人航空機の高度を検出して、前記高度が予め設定した設定値となったときに前記電動モータを駆動開始するモータ制御手段を備えた請求項１または２記載の無人航空機の飛行補助装置。 Further, the unmanned aircraft altitude and detection of the altitude of said unmanned aerial vehicle of claim 1 or 2, wherein the electric motor with a motor control means for driving starts when a set value set in advance flight auxiliary apparatus. 前記無人航空機の高度の設定値は、前記スプールから繰り出される前記繋索の長さとして示される請求項３記載の無人航空機の飛行補助装置。 The elevation of the set value of the unmanned aircraft, flight aid of an unmanned aircraft according to claim 3 represented as the length of the tether fed from said spool. 前記クラッチ機構は、前記アクチュエータとは別に、前記摩擦ディスクと前記制動ディスクの初期滑り量を調整するツマミを備えた請求項１から４のうち何れか一項記載の無人航空機の飛行補助装置。 The clutch mechanism, apart from the said actuator, said friction disc and flight assist device of the unmanned aircraft of any one of claims 1 to 4 having a knob for adjusting the initial slip amount of the brake disk.
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