JP7466952B2 - Unmanned aerial vehicle capable of taking off and landing on water - Google Patents

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Description

本発明は、水上離発着可能な無人飛行体に関する。 The present invention relates to an unmanned aerial vehicle capable of taking off and landing on water.

従来、水上離発着可能な無人飛行体（「ドローン」、「無人機」とも呼ばれる。）の利用が提案されている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, the use of unmanned aerial vehicles (also called "drones" or "unmanned aircraft") capable of taking off and landing on water has been proposed (for example, Patent Document 1).

特開２０１８－０２４４３１号公報JP 2018-024431 A

上述の技術において、無人機１００は、その底部に板状の底板５４１を要素とする浮遊部材５４を備え、水面に着陸することができる。しかし、無人機１００は、少なくともプロペラと底板５４１の間の高さを要するから、水上における安定性が不十分である。In the above-mentioned technology, the drone 100 is equipped with a floating member 54 having a plate-shaped bottom plate 541 at its bottom, and can land on the water surface. However, the drone 100 requires at least a certain height between the propeller and the bottom plate 541, so it is not stable enough on the water.

本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、上下方向の高さを抑止しつつ、水上離発着が可能な無人飛行体を提供することを目的とする。 The present invention attempts to solve such problems, and aims to provide an unmanned aerial vehicle that can take off and land on water while limiting its vertical height.

第一の発明は、複数のモーターにそれぞれ接続されるプロペラの回転によって推力を得て飛行する無人飛行体であって、下方に向かって凸の球面状に構成され、平面視において、すべての前記プロペラの回転面よりも大きな面積において形成された浮遊部材を有し、前記浮遊部材は、前記複数のモーターの数と同数の上下方向に貫通する貫通孔を有し、前記プロペラは前記貫通孔内に配置される、無人飛行体である。 The first invention is an unmanned aerial vehicle that flies by obtaining thrust from the rotation of propellers connected to a number of motors, and has a floating member that is configured in a downwardly convex spherical shape and has an area larger than the rotation surfaces of all of the propellers in a plan view, the floating member has through holes that penetrate in the vertical direction and the number of which is the same as the number of the motors, and the propellers are positioned within the through holes.

第一の発明の構成によれば、無人飛行体は、浮遊部材を有するから、水上離発着可能であり、プロペラは浮遊部材の貫通孔内に配置されるから、プロペラだけのために高さは必要がない。このため、上下方向の高さが抑止される。また、プロペラが貫通孔内に配置されるから、浮遊部材は、プロペラを配置するためのフレームとして機能し、また、ダクテッドファンのダクトとしても機能し、さらに、プロペラが外部と接触することを防止するためのプロペラガードとしても機能する。そして、浮遊部材は下方に向かって球面状に形成されているから、離陸の際の水の表面張力は平準化され、円滑に離陸することができる。 According to the configuration of the first invention, the unmanned aerial vehicle has a floating member, so it can take off and land on water, and because the propeller is placed inside the through-hole of the floating member, height is not necessary just for the propeller. This limits the vertical height. Also, because the propeller is placed inside the through-hole, the floating member functions as a frame for placing the propeller, and also functions as a duct for a ducted fan, and further functions as a propeller guard to prevent the propeller from coming into contact with the outside. And because the floating member is formed in a spherical shape facing downward, the surface tension of the water during takeoff is leveled out, allowing for a smooth takeoff.

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記モーターは扁平な円形状の外形に構成されており、前記無人飛行体において、前記モーターの回転軸は下方に位置するように配置される、無人飛行体である。The second invention is an unmanned aerial vehicle in which, in the configuration of the first invention, the motor is configured with a flattened circular outer shape, and in the unmanned aerial vehicle, the rotation shaft of the motor is positioned downward.

第二の発明の構成によれば、モーターは扁平な円形状であり、回転軸は下方に位置するように配置されるから、無人飛行体全体の高さに対するモーターの高さの影響は低減される。 According to the configuration of the second invention, the motor has a flattened circular shape and the rotation shaft is positioned downward, thereby reducing the effect of the motor's height on the overall height of the unmanned aerial vehicle.

第三の発明は、第一の発明または第二の発明の構成において、前記モーターに電力を供給する電池は、平面視において、前記浮遊部材の中心部を含む領域に形成された陥没部に配置される、無人飛行体である。 The third invention is an unmanned aerial vehicle in which, in the configuration of the first or second invention, a battery that supplies power to the motor is positioned in a recess formed in an area that includes the center of the floating member when viewed in a plan view.

第三の発明の構成によれば、無人飛行体の部品のうち最も重量が大きい部品である電池が、平面視において、浮遊部材の中心部に形成された陥没部に位置するから、水上における無人飛行体の安定度が大きい。この場合、浮遊部材は、電池を含む部品の格納部としても機能する。 According to the configuration of the third invention, the battery, which is the heaviest component of the unmanned aerial vehicle, is located in a recess formed in the center of the floating member in a plan view, so that the stability of the unmanned aerial vehicle on water is high. In this case, the floating member also functions as a storage section for the components including the battery.

第四の発明は、第三の発明の構成において、前記陥没部の周縁部と液密に係合する蓋部を有し、前記無人飛行体の制御装置は、前記陥没部と前記蓋部で構成される筐体に格納される、無人飛行体である。 The fourth invention is an unmanned aerial vehicle having the configuration of the third invention, which has a lid portion that engages liquid-tightly with the peripheral portion of the recess, and the control device of the unmanned aerial vehicle is stored in a housing formed by the recess and the lid portion.

第四の発明の構成によれば、制御装置は、陥没部と液密に係合する蓋部で構成される筐体に格納されるから、水の影響を受けにくい。このため、制御の信頼性が高い。 According to the fourth aspect of the invention, the control device is housed in a housing that is made up of a lid that fits liquid-tightly into the recess, making it less susceptible to the effects of water. This makes the control highly reliable.

第五の発明は、第一の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記浮遊部材は中空構造である、無人飛行体である。 The fifth invention is an unmanned aerial vehicle having the configuration of any one of the first to fourth inventions, wherein the floating member has a hollow structure.

第五の発明の構成によれば、浮遊部材は中空構造内に、例えば、農薬などの薬剤を格納するタンクとしても機能し、薬剤を散布することができる。 According to the configuration of the fifth invention, the floating member can also function as a tank for storing chemicals such as pesticides within the hollow structure, and the chemicals can be sprayed.

本発明によれば、上下方向の高さを抑止しつつ、水上離発着が可能な無人飛行体を提供することができる。 The present invention makes it possible to provide an unmanned aerial vehicle capable of taking off and landing on water while limiting its vertical height.

本発明の第一の実施形態に係る無人飛行体を示す概略斜視図である。A schematic oblique view showing an unmanned aerial vehicle according to a first embodiment of the present invention. 無人飛行体を示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing an unmanned aerial vehicle. 無人飛行体を示す概略底面図である。1 is a schematic bottom view showing an unmanned aerial vehicle. 無人飛行体を示す概略側面図である。1 is a schematic side view showing an unmanned aerial vehicle. 蓋部を外した状態の無人飛行体を示す概略平面図である。A schematic plan view showing an unmanned aerial vehicle with the lid removed. 図２のＡＡ線概略端面図である。FIG. 3 is a schematic end view of line AA in FIG. 2 . 陥没部にバッテリー及び制御装置を配置した状態を示す概略図である。10 is a schematic diagram showing a state in which a battery and a control device are arranged in a recessed portion. FIG. 無人飛行体のダクトを示す概念図である。A conceptual diagram showing a duct of an unmanned aerial vehicle. ダクトの効果を示すグラフである。13 is a graph showing the effect of the duct. フロートによる表面張力の平準化を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing how a float equalizes surface tension. フロートによる表面張力の平準化を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing how a float equalizes surface tension. フロートによる表面張力の平準化を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing how a float equalizes surface tension. 比較例として、底面が平面のフロートの表面張力を示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing the surface tension of a float having a flat bottom as a comparative example. 比較例として、底面が平面のフロートの表面張力を示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing the surface tension of a float having a flat bottom as a comparative example. 比較例として、底面が平面のフロートの表面張力を示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing the surface tension of a float having a flat bottom as a comparative example. 第二の実施形態に係る無人飛行体の概略端面図である。A schematic end view of an unmanned aerial vehicle according to a second embodiment.

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。 The following provides a detailed description of the form for implementing the present invention (hereinafter, "embodiment"). In the following description, the same reference numerals are used for similar configurations, and their description will be omitted or simplified. Note that descriptions of configurations that can be implemented appropriately by a person skilled in the art will be omitted, and only the basic configuration of the present invention will be described.

＜第一の実施形態＞
図１乃至図４に示すように、本実施形態の無人飛行体１（以下、「無人機１」という。）は、フロート１０、枠部２０、蓋部４０、モーター５０、プロペラ６０及びアンテナ７０を有する。本明細書において、フロート１０が位置する方向を下方とし、蓋部４０が位置する方向を上方とする。 First Embodiment
1 to 4, the unmanned aerial vehicle 1 (hereinafter referred to as "unmanned aircraft 1") of this embodiment has a float 10, a frame 20, a lid 40, a motor 50, a propeller 60, and an antenna 70. In this specification, the direction in which the float 10 is located is referred to as the downward direction, and the direction in which the lid 40 is located is referred to as the upward direction.

無人機１は、モーター５０を複数備え、それぞれのモーター５０の回転軸にプロペラ６０が接続されている。無人機１は、プロペラ６０の回転によって推力を得て飛行するように構成されている。本実施形態の無人機１は、モーター５０を６個有する。The drone 1 has multiple motors 50, and a propeller 60 is connected to the rotating shaft of each motor 50. The drone 1 is configured to fly by obtaining thrust from the rotation of the propellers 60. The drone 1 of this embodiment has six motors 50.

モーター５０は、平面視において円形であり、扁平な形状の外形に構成されている。すなわち、直径に対して高さが小さい円柱形状に構成されている。無人機１において、モーター５０の回転軸は下方に突出するように配置される。したがって、プロペラ６０はモーター５０の下方に位置する。The motor 50 is circular in plan view and has a flattened outer shape. That is, it is cylindrical in shape with a height that is small relative to its diameter. In the drone 1, the rotation shaft of the motor 50 is positioned so as to protrude downward. Therefore, the propeller 60 is located below the motor 50.

図１及び図４に示すように、フロート１０の全体形状は、下方に向かって凸の球面状に構成されており、上面は平面として構成されている。また、図１及び図２に示すように、フロート１０の平面視における全体形状は円状であり、すべてのプロペラ６０の回転面よりも大きな面積において形成されている。具体的には、６枚のプロペラ６０の回転面の面積の合計の面積よりも、フロート１０の平面視における面積が大きい。図４に示すように、フロート１０の側面視における全体的な概略形状は、楕円の長軸において切断した形状である。フロート１０は浮遊部材の一例である。フロート１０は、固形浮力体で形成されている。固形浮力体は、プラスチック樹脂を発泡させた材料であり、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、スチロール等を発泡させたものである。As shown in Figures 1 and 4, the overall shape of the float 10 is configured as a downwardly convex spherical shape, and the upper surface is configured as a flat surface. Also, as shown in Figures 1 and 2, the overall shape of the float 10 in plan view is circular, and is formed with an area larger than the rotational surfaces of all the propellers 60. Specifically, the area of the float 10 in plan view is larger than the total area of the rotational surfaces of the six propellers 60. As shown in Figure 4, the overall outline shape of the float 10 in side view is a shape cut at the major axis of an ellipse. The float 10 is an example of a floating member. The float 10 is formed of a solid buoyancy body. The solid buoyancy body is a material made by foaming plastic resin, such as polyethylene, polypropylene, or polystyrene.

図１乃至図４に示すように、フロート１０には、モーター５０の数と同数の上下に貫通するダクトＳＨが形成されている。ダクトＳＨは、周壁１２によって画される。ダクトＳＨは貫通孔の一例である。なお、図４においては、中央の周壁１２に対応するダクトＳＨのみを点線で示しているが、実際には左右の周壁１２に対応するダクトＳＨも存在する。プロペラ６０は、ダクトＳＨ内に配置される。すなわち、無人機１の推力は、ダクテッドファンによって生じる。ここで、ダクテッドファンは、円筒形のダクトやナセルの中にプロペラ状のファンを据え、それを回転させることによって推力を生み出す推進器である。ダクテッドファンの利点として、プロペラ先端部から発生する気流を全て進行方向側に整流することができ、エネルギー効率が上がると同時に衝撃波の発生を抑えて騒音を減らすこともできることが知られている。また、円筒状のダクトの空気取入れ口を排出口に比べて広い断面形状にすることによって、ダクト自体が推力を生み出すことができる。すなわち、フロート１０は、浮力材としての機能とダクテッドファンのダクトとしての機能を有する。なお、モーター５０の全体または一部はダクトＳＨ内に配置される。モーター５０の全体がダクトＳＨ内に配置される場合、モーター５０の高さによって、無人機１全体の高さが増加することはない。モーター５０の一部がダクトＳＨ内に配置される場合、モーター５０の高さが無人機１全体の高さへ与える影響は低減される。1 to 4, the float 10 is formed with ducts SH penetrating vertically, the number of which is equal to the number of motors 50. The ducts SH are defined by the peripheral wall 12. The ducts SH are an example of through holes. In FIG. 4, only the duct SH corresponding to the central peripheral wall 12 is shown by dotted lines, but in reality, there are also ducts SH corresponding to the left and right peripheral walls 12. The propeller 60 is disposed in the duct SH. That is, the thrust of the drone 1 is generated by the ducted fan. Here, the ducted fan is a propulsion device that generates thrust by installing a propeller-shaped fan in a cylindrical duct or nacelle and rotating it. It is known that the advantage of the ducted fan is that it can rectify all the airflow generated from the tip of the propeller in the direction of travel, which increases energy efficiency and simultaneously suppresses the generation of shock waves and reduces noise. In addition, by making the cross-sectional shape of the air intake of the cylindrical duct wider than that of the exhaust, the duct itself can generate thrust. That is, the float 10 functions as a buoyancy material and as a duct for the ducted fan. The motor 50 is disposed entirely or partially within the duct SH. When the motor 50 is disposed entirely within the duct SH, the height of the motor 50 does not increase the overall height of the drone 1. When only a portion of the motor 50 is disposed within the duct SH, the effect that the height of the motor 50 has on the overall height of the drone 1 is reduced.

図１、図２及び図４に示すように、枠部２０は、円環状の板の形状に形成されており、円環状の形状の内側に突出する突出部２０ｃを有する。突出部２０ｃには貫通孔（図示せず）が形成されている。図１及び図２に示すように、ネジ３０が突出部２０ｃを貫通してフロート１０に固定されることによって、枠部２０とフロート１０は固定される。なお、フロート１０において、ネジ３０が固定される部分は、非発泡性の樹脂によって強化されている。 As shown in Figures 1, 2 and 4, the frame 20 is formed in the shape of an annular plate and has a protruding portion 20c that protrudes inward from the annular shape. A through hole (not shown) is formed in the protruding portion 20c. As shown in Figures 1 and 2, the screw 30 passes through the protruding portion 20c and is fixed to the float 10, thereby fixing the frame 20 and the float 10. The portion of the float 10 where the screw 30 is fixed is reinforced with a non-foaming resin.

図１、図２、図３及び図５に示すように、枠部２０は円環状の内側に延在する枝部２０ｂを有する。枝部２０ｂは、モーター５０の数と同数形成されている。モーター５０は、枝部２０ｂの下面に固定される。As shown in Figures 1, 2, 3 and 5, the frame 20 has branch portions 20b extending inwardly of the annular shape. The number of branch portions 20b is the same as the number of motors 50. The motors 50 are fixed to the underside of the branch portions 20b.

図２、図５及び図６に示すように、フロート１０には、陥没部１４が形成されている。陥没部１４は、図５に示すように、無人機１の平面視において、フロート１０の中心を含む領域に形成されている。また、陥没部１４は、複数のダクトＳＨに対して、中心に近い位置に形成されている。陥没部１４は、平面視において円形の空間を形成している。陥没部１４は、非発泡性の樹脂によって強化されている。 As shown in Figures 2, 5 and 6, the float 10 is formed with a depression 14. As shown in Figure 5, the depression 14 is formed in an area including the center of the float 10 in a plan view of the drone 1. The depression 14 is also formed in a position close to the center with respect to the multiple ducts SH. The depression 14 forms a circular space in a plan view. The depression 14 is reinforced with a non-foaming resin.

蓋部４０は、陥没部１４の周縁部と液密に係合する。図６に示すように、蓋部４０と陥没部１４の周縁部１０ａの間に枠部２０の内環部２０ｄ（図５参照）を挟んだ状態において、蓋部４０と陥没部１４が係合することによって、液密な構造を形成している。The lid portion 40 is liquid-tightly engaged with the peripheral portion of the recessed portion 14. As shown in Figure 6, with the inner ring portion 20d (see Figure 5) of the frame portion 20 sandwiched between the lid portion 40 and the peripheral portion 10a of the recessed portion 14, the lid portion 40 and the recessed portion 14 are engaged to form a liquid-tight structure.

図７に示すように、モーター５０に電力を供給するバッテリー１６は、陥没部１４によって形成される空間Ｓ１の内部に配置される。バッテリー１６は電池の一例である。無人機１の制御装置１８は、陥没部１４と蓋部４０によって形成される筐体に格納される。バッテリー１６の最下部の位置は、無人機１において、フロート１０以外の他の部品の位置よりも低い。すなわち、バッテリー１６は、フロート１０において、無人機１のすべての部品のなかで最も低い位置に配置される。バッテリー１６は、無人機１において相対的に最も重量が大きい部品であるから、フロート１０内における下方に配置することによって、無人機１の水上及び空中における姿勢の安定性を向上させることができる。すなわち、バッテリー１６は、無人機１の姿勢安定手段として機能する。7, the battery 16 that supplies power to the motor 50 is disposed inside the space S1 formed by the recess 14. The battery 16 is an example of a battery. The control device 18 of the drone 1 is stored in a housing formed by the recess 14 and the lid 40. The position of the lowest part of the battery 16 is lower than the positions of other parts of the drone 1 other than the float 10. In other words, the battery 16 is disposed in the float 10 at the lowest position among all the parts of the drone 1. Since the battery 16 is the relatively heaviest part of the drone 1, disposing it at the bottom within the float 10 can improve the stability of the attitude of the drone 1 on the water and in the air. In other words, the battery 16 functions as an attitude stabilization means for the drone 1.

図８に示すように、ダクトＳＨは、円筒状であり、空気取入れ口の直径ｄ１は、排出口の直径ｄ２よりも大きい。これにより、プロペラ６０の回転によって生じる推力ＴＨ１に加えて、ダクトＳＨ自体が推力ＴＨ２を生み出すことができる。As shown in Figure 8, the duct SH is cylindrical, and the diameter d1 of the air intake is larger than the diameter d2 of the exhaust. This allows the duct SH itself to generate thrust TH2 in addition to the thrust TH1 generated by the rotation of the propeller 60.

図９は、一つのモーター５０に接続したプロペラ６０の推力と消費電力の関係を示すグラフであり、プロペラ６０をダクトＳＨ内に配置した場合（ｗｉｔｈ ＤＵＣＴ）と、ダクトＳＨ内に配置しない場合（ｗｉｔｈｏｕｔ ＤＵＣＴ）との対比を示す。いずれの推力においても、プロペラ６０をダクトＳＨ内に配置した場合（ｗｉｔｈ ＤＵＣＴ）の方が、ダクトＳＨ内に配置しない場合（ｗｉｔｈｏｕｔ ＤＵＣＴ）よりも、消費電力が小さい。逆に言うと、いずれの消費電力においても、プロペラ６０をダクトＳＨ内に配置した場合（ｗｉｔｈ ＤＵＣＴ）の方が、ダクトＳＨ内に配置しない場合（ｗｉｔｈｏｕｔ ＤＵＣＴ）よりも、推力が大きい。すなわち、プロペラ６０をダクトＳＨ内に配置した本実施形態の無人機１のプロペラ６０の配置は、エネルギー効率に優れている。 Figure 9 is a graph showing the relationship between the thrust and power consumption of a propeller 60 connected to one motor 50, comparing the case where the propeller 60 is placed in the duct SH (with DUCT) with the case where it is not placed in the duct SH (without DUCT). At any thrust, the case where the propeller 60 is placed in the duct SH (with DUCT) consumes less power than the case where it is not placed in the duct SH (without DUCT). In other words, at any power consumption, the case where the propeller 60 is placed in the duct SH (with DUCT) has a greater thrust than the case where it is not placed in the duct SH (without DUCT). In other words, the arrangement of the propeller 60 of the unmanned aircraft 1 of this embodiment, in which the propeller 60 is placed in the duct SH, is excellent in energy efficiency.

図１０乃至図１２は、無人機１が水上から離陸するときの表面張力を示す概念図である。無人機１が、水１００から離陸するときには、水１００の表面張力によって、下方への力を受ける。無人機１が上方に移動し、図１０の位置から図１１の位置、図１１の位置から図１２の位置に移動するに連れて、フロート１０と水１００の表面との界面が、界面Ａ１、界面Ａ２、界面Ａ３というように変動する。無人機１のフロート１０は、側面視の概略形状は、楕円形状であるから、水１００の表面と接するフロート１０の外面の接線は、接線Ｌ１（図１０）、接線Ｌ２（図１１）、接線Ｌ３（図１２）というように、無人機１が上昇するに連れて、水平に近くなる。無人機１のフロート１０の最も低い位置が水１００の表面に接した状態（図１２参照）において、表面張力の影響が最も大きいのであるが、無人機１のフロート１０は、側面視の概略形状は楕円形状であるから界面Ａ３と界面Ａ１との大きさの相違は、側面視の形状が矩形である場合に比べて小さい。すなわち、後述の比較例の無人機２００に比べて、無人機１が水上から離陸するときの水１００の表面張力の影響は平準化されるから、無人機１は円滑に離陸することができる。このため、離陸時の制御が容易であり、信頼性が大きい。10 to 12 are conceptual diagrams showing surface tension when drone 1 takes off from water. When drone 1 takes off from water 100, it receives a downward force due to the surface tension of water 100. As drone 1 moves upward, from the position in FIG. 10 to the position in FIG. 11, and from the position in FIG. 11 to the position in FIG. 12, the interface between float 10 and the surface of water 100 fluctuates from interface A1 to interface A2 to interface A3. Since float 10 of drone 1 has an elliptical shape in a side view, the tangent of the outer surface of float 10 that contacts the surface of water 100 becomes closer to horizontal as drone 1 rises, such as tangent L1 (FIG. 10), tangent L2 (FIG. 11), and tangent L3 (FIG. 12). The effect of surface tension is greatest when the lowest point of the float 10 of the drone 1 is in contact with the surface of the water 100 (see FIG. 12), but since the float 10 of the drone 1 has an elliptical shape in a side view, the difference in size between the interface A3 and the interface A1 is smaller than when the shape in a side view is rectangular. In other words, compared to the drone 200 of the comparative example described below, the effect of the surface tension of the water 100 when the drone 1 takes off from the water is leveled out, so the drone 1 can take off smoothly. This makes it easy to control the takeoff and highly reliable.

これに対して、図１３乃至図１５に示す比較例の無人機２００においては、フロート２１０の側面視の概略形状は長方向である。無人機２００においては、フロート２１０の側面は垂直であるから、フロート２１０と水１００の表面との界面の状態に急激な変動はなく、図１３及び図１４に示すように、離陸直前までは表面張力の変動の影響は小さい。ところが、図１５に示す離陸直前においては、それまでの状態と比べて、フロート２１０の平面的な底面と水１００の表面との界面Ａ４の状態が大きく変動するから、表面張力の影響を大きく受ける。すなわち、無人機２００においては、離陸寸前に表面張力の影響が急激に大きくなるから、円滑な離陸が妨げられる。 In contrast, in the drone 200 of the comparative example shown in Figures 13 to 15, the float 210 has a longitudinal shape in a side view. In the drone 200, the side of the float 210 is vertical, so there is no sudden change in the state of the interface between the float 210 and the surface of the water 100, and as shown in Figures 13 and 14, the effect of the change in surface tension is small until just before takeoff. However, just before takeoff as shown in Figure 15, the state of the interface A4 between the planar bottom surface of the float 210 and the surface of the water 100 changes significantly compared to the previous state, so the drone is greatly affected by the surface tension. In other words, in the drone 200, the effect of the surface tension suddenly increases just before takeoff, preventing smooth takeoff.

上述のように、無人機１において、フロート１０は、水上離発着を可能にする浮力材としての機能、プロペラ６０を配置するフレームとしての機能、プロペラガードとしての機能、ダクテッドファンのダクトとしての機能、及び、バッテリーなどの格納部としての機能を有する。また、フロート１０において、平面視における中心部に陥没部１４を形成し、バッテリー１６などの重量物を無人機１において他の部品よりも下方に配置することによって、水上及び空中における安定性を向上することができる。また、フロート１０の陥没部１４と蓋部４０によって液密の筐体を形成し、制御装置１６を格納している。なお、一般的にはドローンにおいては、プロペラガードはドローンの重量を増加する要因になるから、推力の負担を大きくする。これに対して、本実施形態の無人機１においては、プロペラガードとしても機能するフロート１０は、かえって推力の向上に資するという大きな相違がある。As described above, in the drone 1, the float 10 has the functions of a buoyancy material that enables takeoff and landing on water, a frame for arranging the propeller 60, a propeller guard, a duct for the ducted fan, and a storage section for the battery and the like. In addition, the float 10 has a recessed section 14 in the center in a plan view, and heavy objects such as the battery 16 are arranged lower than other parts in the drone 1, thereby improving stability on water and in the air. In addition, the recessed section 14 and the lid section 40 of the float 10 form a liquid-tight housing to store the control device 16. In general, in drones, the propeller guard increases the weight of the drone, and therefore increases the burden of thrust. In contrast, in the drone 1 of this embodiment, the float 10, which also functions as a propeller guard, has a major difference in that it actually contributes to improving thrust.

＜第二の実施形態＞
図１６を参照して、第二の実施形態について説明する。第一の実施形態と共通する事項は説明を省略し、第一の実施形態と異なる事項についてのみ説明する。 Second Embodiment
The second embodiment will be described with reference to Fig. 16. Descriptions of matters common to the first embodiment will be omitted, and only matters different from the first embodiment will be described.

図１６に示すように、第二の実施形態の無人機１Ａのフロート１０Ａは、中空構造に形成されている。フロート１０Ａは、発泡性を有さない樹脂によって形成され、中空構造によって水に対する浮力を得るようになっている。中空構造の空間Ｓ２には、例えば、農薬等の薬剤を格納し、薬剤を散布することも可能である。As shown in Figure 16, the float 10A of the drone 1A of the second embodiment is formed with a hollow structure. The float 10A is formed from a non-foaming resin, and the hollow structure provides buoyancy in water. The space S2 of the hollow structure can be used to store, for example, pesticides or other chemicals and to spray the chemicals.

なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, etc. that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

１，１Ａ 無人飛行体
１２ 周壁
１４ 陥没部
１０ フロート
２０ 枠部
４０ 蓋部材
５０ モーター
６０ プロペラ
１００ 水
ＳＨ ダクト
 Reference Signs List 1, 1A Unmanned Aerial Vehicle 12 Periphery wall 14 Depression 10 Float 20 Frame 40 Lid member 50 Motor 60 Propeller 100 Water SH Duct

Claims (4)

複数のモーターにそれぞれ接続されるプロペラの回転によって推力を得て飛行する無人飛行体であって、
下方に向かって凸の球面状に構成され、平面視において、すべての前記プロペラの回転面よりも大きな面積において形成された浮遊部材を有し、
前記浮遊部材は、前記複数のモーターの数と同数の上下方向に貫通する貫通孔を有し、
前記プロペラは前記貫通孔内に配置され、
前記モーターは扁平な円形状の外形に構成されており、前記無人飛行体において、前記モーターの回転軸は下方に位置するように配置される、
無人飛行体。 An unmanned aerial vehicle that flies by obtaining thrust from the rotation of propellers connected to a plurality of motors,
The floating member is configured to have a downwardly convex spherical shape and has an area larger than the rotation surfaces of all the propellers in a plan view,
the floating member has through holes extending in the vertical direction, the number of which is equal to the number of the plurality of motors;
The propeller is disposed within the through hole ,
The motor is configured to have a flat circular outer shape, and in the unmanned aerial vehicle, the rotation shaft of the motor is arranged to be located downward.
Unmanned aerial vehicle. 前記モーターに電力を供給する電池は、平面視において、前記浮遊部材の中心部を含む領域に形成された陥没部に配置される、
請求項１に記載の無人飛行体。 A battery that supplies power to the motor is disposed in a recess formed in a region including a center portion of the floating member in a plan view.
The unmanned aerial vehicle described in claim 1 . 前記陥没部の周縁部と液密に係合する蓋部を有し、
前記無人飛行体の制御装置は、前記陥没部と前記蓋部で構成される筐体に格納される、
請求項２に記載の無人飛行体。 a lid portion that is liquid-tightly engaged with a peripheral edge portion of the recessed portion,
The control device of the unmanned aerial vehicle is stored in a housing composed of the recess and the lid.
The unmanned aerial vehicle according to claim 2 . 前記浮遊部材は中空構造である、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無人飛行体。 The floating member has a hollow structure.
An unmanned aerial vehicle as described in any one of claims 1 to 3 .
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