WO2017154552A1 - 飛行体 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to an aircraft including a rotor unit.
- Patent Document 1 discloses a flying body including one rotor unit having a propeller and a buoyant body filled with helium gas.
- a buoyancy body having a donut shape is arranged so as to surround one rotor unit.
- the present disclosure provides a flying body that suppresses a decrease in maneuverability during flight caused by air resistance of a bag-like body filled with a gas such as a buoyant body.
- the flying body in the present disclosure includes a plurality of rotor units each having a propeller and a motor that drives the propeller, a bag-like body having an air chamber, and a gas injected into the air chamber to form the bag-like body.
- An infusion part for inflating, and the bag-like body covers the rotor unit when inflated.
- the flying object in the present disclosure it is possible to suppress a decrease in maneuverability during the flight due to the bag-like body.
- FIG. 1 is a perspective view of one state of the flying body according to the first embodiment when viewed obliquely from above.
- FIG. 2 is a plan view of the flying object of FIG. 1 as viewed from above.
- FIG. 3 is a perspective view of another state of the flying body according to the first embodiment when viewed obliquely from above.
- FIG. 4 is a plan view of the flying object of FIG. 3 as viewed from above.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of the aircraft of FIG.
- FIG. 6 is a block diagram of components of the flying object according to the first embodiment.
- FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a first type of rotor unit among the four rotor units of the flying object of FIG.
- FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a first type of rotor unit among the four rotor units of the flying object of FIG.
- FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a first type of rotor unit among the four
- FIG. 8 is an enlarged perspective view showing a second type of rotor unit among the four rotor units of the flying object of FIG.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the aircraft of FIG. 4 along the line IX-IX.
- FIG. 10 is a perspective view showing the flying object according to the second embodiment, similar to FIG.
- FIG. 11 is a perspective view showing the flying object according to the second embodiment, similar to FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing the flying object according to the second embodiment, similar to FIG.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a modification of the flying object according to the first embodiment, similar to FIG.
- FIG. 14 is a perspective view showing another modified example of the flying body according to the first embodiment, similar to FIG.
- FIG. 1 is a perspective view of one state of the flying object 100 according to the first embodiment when viewed obliquely from above.
- FIG. 2 is a plan view of the flying object 100 of FIG. 1 as viewed from above.
- FIG. 3 is a perspective view of another state of the flying object 100 according to the first embodiment when viewed obliquely from above.
- FIG. 4 is a plan view of the flying object 100 of FIG. 3 as viewed from above. 1 and 2 show the flying object 100 in which a balloon 30 described later is in a deflated retracted state, and FIGS. 3 and 4 show the flying object 100 in which the balloon 30 is in an inflated state.
- a flying object 100 includes a frame 10, four rotor units 20 provided on the frame 10, and an inflatable / shrinkable bag provided on each rotor unit 20. And a balloon 30 that is a body.
- the flying object 100 wirelessly communicates with the pilot 101 located away from the flying object 100 and operates according to the command signal transmitted from the pilot 101, but is not limited thereto.
- the frame 10 is integrally provided with a cylindrical main body 11 whose both ends are closed and four hollow bar-shaped arms 12. The four arms 12 extend radially from the outer peripheral surface of the cylindrical side wall 11a of the main body 11 outward in the radial direction.
- the four arms 12 are arranged at substantially equal intervals along the outer peripheral direction of the side wall 11a of the main body 11, and form a cross-shaped planar shape.
- the planar shape is a shape when the flying object 100 is viewed in the axial direction of the cylindrical main body 11.
- Four rotor units 20 are fixed to the respective tips of the four arms 12. Accordingly, the four rotor units 20 are arranged so as to form a central angle of about 90 ° with the main body 11 as the center.
- the arrangement of the four rotor units 20 is not limited to the above arrangement.
- the balloon 30 is an example of a first bag-like body.
- Each rotor unit 20 includes a propeller 21, a motor 22 that rotationally drives the propeller 21, and a cylindrical rotor frame 23 that supports the motor 22 inside thereof.
- Each rotor frame 23 is fixed to each arm 12.
- the four rotor units 20 are arranged so that the rotation surfaces of the propellers 21 face in the same direction, that is, the rotation axes of the propellers 21 are substantially parallel to each other.
- a balloon 30 is attached on the cylindrical outer peripheral surface 23a of each rotor frame 23 so as to surround the outer peripheral surface 23a. As shown in FIGS. 1 and 2, the balloon 30 is usually mounted on the rotor frame 23 in a deflated and folded state. As shown in FIGS. 3 and 4, the balloon 30 can be expanded by being filled with gas.
- FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line VV of the flying object 100 in FIG. 2, and the two arms 12 positioned on opposite sides of the main body 11 in the frame 10 of the flying object 100 in FIG. It is sectional drawing which passed along the center of this and followed the axial direction of the main body 11.
- FIG. FIG. 6 is a block diagram of components of the flying object 100 according to the first embodiment.
- a controller 41, a battery 42, a gas cylinder 43, and an attitude detection sensor 44 are mounted inside the main body 11 of the frame 10. Further, a wireless communication device 45 and a GPS (Global Positioning System) communication device 46 are provided on the end wall 11 b of the main body 11. A distance sensor 47 is provided on the end wall 11 c of the main body 11. Further, the end wall 11c is provided with a gimbal head 49 of the camera 48 on the outer surface thereof.
- the end walls 11 b and 11 c are two disc-shaped end walls that close both ends of the cylindrical side wall 11 a of the main body 11.
- the flying object 100 usually flies with the end wall 11b as the upper side and the end wall 11c as the lower side.
- the GPS communication device 46 is an example of a positioning device.
- the battery 42 is a chargeable / dischargeable secondary battery, and is a power source of the flying object 100.
- the battery 42 may be any secondary battery such as a lithium ion battery, a sodium ion battery, a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or a capacitor.
- a battery such as a primary battery such as a dry battery may be used instead of the battery 42.
- the gas cylinder 43 stores gas to be injected into the balloon 30 of the flying object 100.
- a valve 43 a for controlling the filling of the gas into the gas cylinder 43 and the release of the gas from the gas cylinder 43 is provided at the filling and discharging port of the gas cylinder 43.
- the gas cylinder 43 sealed by the valve 43a is filled with compressed gas.
- the gas may be filled in the gas cylinder 43 in a vaporized state, may be filled in the gas cylinder 43 in a gas-liquid mixed state, or may be filled in the gas cylinder 43 in a liquefied state. However, when the gas is released from the gas cylinder 43, the gas is in a vaporized state or a gas-liquid mixed state.
- the type of gas is not limited, and the gas may be air, a gas having a specific gravity greater than air such as carbon dioxide gas, or a gas having a specific gravity smaller than air such as helium gas. Good.
- the gas cylinder 43 and the valve 43a are an example of an injection part.
- the valve 43a may be a solenoid valve (also referred to as an electromagnetic valve) or a mechanical valve that is operated by an electrical actuator.
- the valves 43 a are connected to the balloons 30 of the four rotor units 20 by pipes 43 b (see FIG. 5) passing through the insides of the four hollow arms 12 of the frame 10.
- the valve 43a functions as a switching valve. Specifically, the valve 43a operates by selecting a first valve state, a second valve state, and a third valve state. In the first valve state, the valve 43a communicates the gas cylinder 43 and the pipe 43b. In the second valve state, the valve 43a blocks communication between the gas cylinder 43 and the pipe 43b and seals the gas cylinder 43 and the pipe 43b.
- valve 43a blocks the communication between the gas cylinder 43 and the pipe 43b and seals the gas cylinder 43, but opens the pipe 43b to the outside air.
- Each state of the valve 43a may be realized by one valve included in the valve 43a or may be realized by a plurality of valves included in the valve 43a.
- the attitude detection sensor 44 detects the attitude of the frame 10, that is, the attitude of the flying object 100.
- the posture detection sensor 44 includes an angular acceleration sensor, a triaxial gyro sensor (also referred to as a triaxial angular velocity sensor), and the like. Based on the triaxial acceleration and triaxial angular velocity detected by the attitude detection sensor 44, the controller 41 detects the attitude, traveling direction, traveling speed, and the like of the frame 10, that is, the flying object 100.
- the GPS communication device 46 detects position information including the plane position and altitude of the flying object 100 using radio waves received from an artificial satellite.
- the plane position is a position along the sea surface of the earth.
- the GPS communication device 46 sends the detected position information to the controller 41 in real time.
- the GPS communication device 46 may be configured to perform wireless communication with the controller 101 via satellite communication.
- the wireless communication device 45 performs wireless communication with the controller 101.
- the wireless communication device 45 may be a communication circuit including a communication interface.
- the wireless communication device 45 has not only a function for communication with the pilot 101, but also a third generation mobile communication system (3G), a fourth generation mobile communication system (4G), LTE (registered trademark), and the like.
- a function for communication of a mobile communication standard used in such a mobile communication system may also be provided.
- the wireless communication device 45 may communicate with a communication terminal such as a pilot of the flying object 100.
- the communication terminal may be a mobile phone, a smartphone, a smart watch, a tablet, a small personal computer, or the like.
- the distance sensor 47 measures the distance and direction from the frame 10 to the object.
- the distance sensor 47 is configured to measure the distance and direction from the end wall 11 c of the main body 11 of the frame 10 to an object existing in a predetermined scanning region of the distance sensor 47.
- the distance sensor 47 may be configured to scan a predetermined scanning region and perform measurement using a radar, a laser, a lidar (LIDAR), a light wave, an ultrasonic wave, a camera, or the like.
- the distance sensor 47 may be configured to measure the distance and azimuth from the distance sensor 47 existing in a predetermined scanning region to the closest object.
- the camera 48 may be a digital camera, a digital video camera, or the like that records captured images as digital data.
- the gimbal head 49 supports the camera 48 while freely changing the direction of the camera 48.
- the gimbal head 49 may be configured such that its movable part is driven by an electric drive device such as a motor or an actuator.
- the frame 10 may be mounted with various devices such as an illumination lamp, a light emitter including an LED (Light Emitting Diode) element, a projector, a speaker, a microphone, and various measuring devices.
- the illuminating lamp can be used to illuminate the periphery of the aircraft 100.
- the illuminant can be used to indicate the position of the flying object 100 to the surroundings at night, in a dark place or the like.
- the projector can project an image on the inflated balloon 30, such as when the balloon 30 is formed from a translucent or transparent material.
- the speaker emits sound, voice, and the like around the flying object 100.
- the microphone can collect sound from around the flying object 100.
- the controller 41 is for controlling each component of the flying object 100.
- the controller 41 may have any control function and may be realized in any manner.
- the controller 41 may be configured by dedicated hardware such as an electronic control unit including a circuit having a microcomputer, for example. Further, for example, the controller 41 may be realized by executing a software program suitable for each component.
- the controller 41 may include, for example, an arithmetic processing unit (not shown) and a storage unit (not shown) that stores a control program. Examples of the arithmetic processing unit include an MPU (Micro Processing Unit) and a CPU (Central Processing Unit). Examples of the storage unit include a memory.
- the controller 41 may be composed of a single controller that performs centralized control, or may be composed of a plurality of controllers that perform distributed control in cooperation with each other.
- the controller 41 is a device for mounting the flying object 100 such as the motor 22 of the rotor unit 20, the battery 42, the valve 43 a of the gas cylinder 43, the attitude detection sensor 44, the wireless communication device 45, the GPS communication device 46 and the distance sensor 47. It is configured to perform control. Further, the controller 41 may be configured to control the camera 48 mounted on the gimbal pan head 49.
- the controller 41 controls the power supply to each electrical component of the flying object 100 using the power of the battery 42.
- the controller 41 also controls charging of the battery 42 using the power of the power supply external to the flying object 100 such as a power system.
- the controller 41 may include a converter that controls charging of the battery 42, and may include an inverter that controls discharging of the battery 42.
- the controller 41 detects the attitude, traveling direction, traveling speed, etc. of the flying object 100 based on the information acquired from the attitude detection sensor 44.
- the controller 41 operates the motors 22 of the four rotor units 20 so that the operation of the aircraft 100 follows the command signal received from the controller 101 based on the detected attitude, traveling direction, traveling speed, and the like of the flying object 100.
- Electric power and communication wiring 50 (see FIG. 5) for connecting the controller 41 and the like to the motor 22 of each rotor unit 20 are disposed through the hollow arms 12 of the frame 10.
- the controller 41 receives position information including the plane position and altitude of the flying object 100 received in real time from the GPS communication device 46, through wireless communication using the wireless communication device 45 or satellite communication using the GPS communication device 46. To the controller 101 in real time or appropriately.
- the controller 101 may be configured to perform not only wireless communication using the wireless communication device 45 but also satellite communication. Further, the controller 41 may transmit the position information of the flying object 100 to a communication terminal such as a pilot of the flying object 100.
- the controller 101 is configured to be able to input a flight destination of the flying object 100, and the input position information including the plane position and altitude of the flying destination is input to the controller 41 of the flying object 100. Send.
- the controller 41 can perform control for automatically flying the flying object 100 to the flying destination based on the received position information of the flying destination and the real-time position information of the flying object 100.
- Controller 41 controls the valve operation of valve 43a of gas cylinder 43.
- the controller 101 is configured to transmit commands such as inflation and deflation of the balloon 30 to the controller 41 of the flying object 100.
- the controller 41 receives a command to inflate the balloon 30 from the controller 101
- the controller 41 causes the valve 43a to move to the first valve state.
- each piping 43b and the gas cylinder 43 communicate, the gas in the gas cylinder 43 is simultaneously injected into the four balloons 30, and the four balloons 30 expand
- the valve 43a may be configured to communicate with the gas cylinder 43 individually through four pipes 43b extending from the four balloons 30. In this case, only the balloon 30 selected from the four balloons 30 can be inflated.
- the selection of the balloon 30 to be inflated may be performed on the pilot 101, and the pilot 101 may transmit a command to inflate the selected balloon 30 to the controller 41.
- the controller 41 When the controller 41 receives a command to deflate the balloon 30 from the controller 101, the controller 41 causes the valve 43a to move to the third valve state. As a result, the end of each pipe 43b at the valve 43a is opened to the outside air, and the gas in each balloon 30 can be released to the outside air through the pipe 43b. Further, the filling and discharging port of the gas cylinder 43 is closed by a valve 43a.
- the controller 41 When the controller 41 receives a command from the controller 101 to stop the deflation and expansion of the balloon 30 and maintain the state of the balloon 30, the controller 41 causes the valve 43a to move to the second valve state. Thereby, the inflow and outflow of the gas with respect to each balloon 30 is stopped. Further, the filling and discharging port of the gas cylinder 43 is closed by a valve 43a.
- the controller 41 may perform control to operate the valve 43a of the gas cylinder 43 based on the distance between the flying object 100 and an object around the flying object 100.
- the controller 41 causes the valve 43a of the gas cylinder 43 to move to the first valve state when the combination of the distance to the object and the direction detected by the distance sensor 47 is equal to or less than the threshold value. That is, when the controller 41 detects the approach of an object to the flying object 100, the controller 41 causes the valve 43a to move to the first valve state.
- the controller 41 may perform correction to increase or decrease the threshold based on the relationship between the current traveling direction or the planned traveling direction of the flying object 100 and the detected orientation of the object.
- the controller 41 controls the operation of the camera 48 when connected to the camera 48. Further, when the movable part of the gimbal head 49 is driven by an electric drive device, the controller 41 may also control the operation of the gimbal head 49 by controlling the electric drive device. . At this time, the controller 41 may control the operations of the camera 48 and the gimbal head 49 in accordance with the commands regarding the operation of the camera 48 and the operation of the gimbal head 49 received from the controller 101.
- FIG. 7 is an enlarged perspective view showing the first type of rotor unit 201 among the four rotor units 20 of the flying object 100 of FIG.
- FIG. 8 is an enlarged perspective view showing a second type of rotor unit 202 among the four rotor units 20 of the flying object 100 of FIG.
- the four rotor units 20 include two first rotor units 201 that are first type rotor units and two rotor units 20 that are second type rotor units. It is constituted by two second rotor units 202. As shown particularly in FIG. 2, the first rotor unit 201 and the second rotor unit 202 are alternately arranged along the outer periphery of the side wall 11 a of the main body 11 of the frame 10. That is, the first rotor unit 201 is provided on the two first arms 121 that are opposed to each other across the main body 11 among the four arms 12 of the frame 10. Furthermore, the 2nd rotor unit 202 is provided in the two 2nd arms 122 in the position which opposes in another position on both sides of the main body 11 among the four arms 12.
- the first rotor unit 201 and the second rotor unit 202 have the same configuration except for the configuration of the respective propellers 21.
- Each of the rotor frames 23 of the rotor units 201 and 202 integrally includes a cylindrical portion 23b flat in the axial direction and a plurality of rod-like support arms 23c extending radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical portion 23b. Have. In the present embodiment, three support arms 23c are provided, but the number of support arms 23c is not limited to this.
- the motors 22 of the rotor units 201 and 202 are both disposed inside the cylindrical portion 23b, supported by the support arm 23c at the axial center position of the cylindrical portion 23b, and thereby fixed to the cylindrical portion 23b.
- the outer peripheral surface of the cylindrical part 23b of the rotor units 201 and 202 constitutes an outer peripheral surface 23a, and the end of the arm 12 is joined to the outer peripheral surface 23a.
- a first propeller 211 that is a first type propeller of the propeller 21 is attached to the rotational drive shaft of the motor 22 of the first rotor unit 201.
- a second propeller 212 that is a second type propeller of the propeller 21 is attached to the rotational drive shaft of the motor 22 of the second rotor unit 202.
- Both the first propeller 211 and the second propeller 212 are installed in the cylindrical portion 23b with their respective rotation axes oriented along the axial direction of the cylindrical portion 23b.
- Both the first propeller 211 and the second propeller 212 are arranged so as to be positioned above the motor 22 when the flying object 100 is in a normal flight posture.
- both the first propeller 211 and the second propeller 212 are two-blade propellers. The number of blades or blades of the first propeller 211 and the second propeller 212 is not limited to two.
- the direction of twisting of the blade of the first propeller 211 and the direction of twisting of the blade of the second propeller 212 are opposite to each other. That is, the blades of the first propeller 211 and the blades of the second propeller 212 are inverted from each other. Therefore, when the first propeller 211 and the second propeller 212 rotate in the clockwise direction in FIG. 2, the first propeller 211 generates an upward thrust, but the second propeller 212 generates a downward thrust. Similarly, when the first propeller 211 and the second propeller 212 rotate in the counterclockwise direction, the first propeller 211 generates a downward thrust, and the second propeller 212 generates an upward thrust.
- the first propeller 211 and the second propeller 212 are rotated in opposite directions regardless of whether the flying object 100 is raised or lowered. Thereby, the counter torque applied to the frame 10 when the first propeller 211 is rotationally driven cancels the counter torque applied to the frame 10 when the second propeller 212 is rotationally driven.
- one propeller 21 is arranged on the rotational drive shaft of the motor 22 of each rotor unit 20, but two or more propellers 21 may be arranged.
- the two propellers 21 may be configured to rotate reversely to each other. That is, the two propellers 21 may constitute a contra-rotating propeller. In this case, counter torques applied to the rotor frame 23 by the two propellers 21 cancel each other.
- a liquid level detection sensor 51 is attached to the lower end of the rotor frame 23 of each rotor unit 20.
- the lower end of the rotor frame 23 is one end of both end portions in the axial direction of the cylindrical rotor frame 23, and is an end portion located on the lower side when the flying object 100 is in a normal flight posture.
- the liquid level detection sensor 51 detects the approach or contact of a liquid such as water with a contact type or a non-contact type. For example, the liquid level detection sensor 51 may detect that the surface of the liquid has been approached when the distance from the surface of the liquid becomes a predetermined value or less.
- the liquid level detection sensor 51 may be an arbitrary liquid level detection sensor such as an optical type, an ultrasonic type, a capacitance type, a conductivity type, a piezo resonance type, and a magnetic type.
- the liquid level detection sensor 51 may detect the approach to the liquid surface with a camera that images the surface of the liquid.
- the liquid level detection sensor 51 is configured to transmit the result of detecting the approach or contact of the liquid surface to the controller 41 of the frame 10.
- the liquid level detection sensor 51 may be disposed on the frame 10.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the flying object 100 of FIG. 4 along the line IX-IX, and shows the flying object 100 of FIG. 5 with the balloon 30 in an inflated state.
- the balloon 30 is attached to the rotor frame 23 of each rotor unit 20 of the flying object 100.
- Each balloon 30 has a bag-like structure and forms an air chamber 30b therein. As the air chamber 30b expands or contracts to change the volume, the balloon 30 expands or contracts.
- Each balloon 30 is arranged on the outer peripheral surface 23 a of the rotor frame 23 so as to surround the outer peripheral surface 23 a over the entire periphery.
- Each balloon 30 is normally disposed on the rotor frame 23 in a contracted and folded state so as to reduce the volume of the air chamber 30b. That is, the balloon 30 is stored. At this time, each balloon 30 forms an annular outer shape.
- the gas from the gas cylinder 43 is injected into the air chamber 30b, so that the balloon 30 can be inflated so as to have an internal volume several to several tens times as large as that when stored.
- the balloon 30 covers the side surface of the rotor frame 23 of the rotor unit 20 when inflated.
- the balloon 30 as described above is formed of a flexible sheet-like material.
- the balloon 30 may be formed of a flexible sheet-like material made of vinyl chloride or the like.
- a nonwoven fabric may be used as a sheet-like material for forming the balloon 30 as described above.
- the balloon 30 can be easily folded during storage.
- the balloon 30 may be formed of an elastic sheet-like material made of polyurethane or the like. Thereby, since the balloon 30 itself contracts so as to reduce the volume when the gas is not filled, the balloon 30 can be easily stored.
- the balloon 30 may be formed of a sheet-like material rich in elasticity composed of rubber or the like.
- the balloon 30 itself contracts so as to greatly reduce the volume when the gas is not filled, the space of the balloon 30 during storage can be saved. Further, the balloon 30 formed of the sheet-like material as described above and inflated by the injected gas has a cushioning property and can function as a buffer body of the flying object 100.
- each balloon 30 inflated upon gas injection has an ellipsoidal outer shape.
- the balloon 30 has an ellipsoidal outer shape formed by rotating an ellipse around a short axis.
- the shape of the balloon 30 is such that the height in the vertical direction along the minor axis direction gradually decreases from the center where the minor axis of the ellipsoid is located toward the peripheral edge where the end of the major axis of the ellipsoid is located. Shape.
- the balloon 30 has a streamline shape when viewed from the side, and air resistance can be suppressed.
- Each balloon 30 has a cylindrical through hole 30a that penetrates the balloon 30 in the minor axis direction of the ellipsoid.
- the air chamber 30b of the inflated balloon 30 forms one continuous space surrounding the through hole 30a in the circumferential direction inside the sheet-like material.
- the entire rotor unit 20 is located in the through hole 30a, and the rotor unit 20 is disposed with the rotation shaft of the propeller 21 and the rotation drive shaft of the motor 22 oriented along the axial direction of the through hole 30a. That is, the entire side of the rotor unit 20 is covered with the balloon 30.
- the arm 12 of the frame 10 extends from the inner peripheral wall surface of the through hole 30a through the balloon 30 to the outside of the balloon 30.
- the rotor frame 23 and arm 12 of the rotor unit 20 and the air chamber 30 b of the balloon 30 are separated by a sheet-like material forming the balloon 30. Since the rotor unit 20 is provided in the through hole 30a that is open at both ends, the rotor unit 20 can be moved from one open end 30aa of the through hole 30a when the propeller 21 rotates even when the balloon 30 is inflated. Thrust in the direction toward the other opening end 30ab or in the opposite direction can be applied to the flying object 100. During normal flight of the flying object 100, the opening end 30aa is located at the lower end of the through hole 30a, and the opening end 30ab is located at the upper end of the through hole 30a.
- the outer shape of the inflated balloon 30 is not limited to an ellipsoid.
- the outer shape of the inflated balloon 30 may be, for example, a sphere, a columnar body, a polyhedron, or a donut shape, or may be a combination of at least two of an ellipsoid, a sphere, a columnar body, a polyhedron, and a donut shape. Any shape may be used.
- the balloon 30 may not have a shape surrounding the outer peripheral surface 23a of the rotor frame 23 over the entire circumference, and may have a shape along a part of the outer peripheral surface 23a.
- the balloon 30 may not be covered with the rotor frame 23 and may be attached or arranged directly or indirectly to the rotor unit 20. It is desirable that the outer shape of the balloon 30 in an inflated state is a shape formed by a smooth surface that reduces air resistance.
- the position of the rotor unit 20 in the through hole 30a is set as follows.
- the axial distance D1 of the through hole 30a from the opening end 30aa of the through hole 30a to the propeller 21 of the rotor unit 20 is equal to or greater than the inner diameter of the through hole 30a, and from the opening end 30ab of the through hole 30a to the propeller 21.
- the rotor unit 20 is positioned such that the axial distance D2 of the through hole 30a is equal to or greater than the inner diameter of the through hole 30a. That is, the through hole 30a has an axial length such that the distances D1 and D2 satisfy the above-described requirements.
- the inner diameter dimension of the through hole 30a compared with the distances D1 and D2 may be the inner diameter dimension of any part of the through hole 30a, for example, the inner diameter dimension at the opening ends 30aa and 30ab. .
- the object to be compared with the distances D1 and D2 may be the outer diameter of the rotor frame 23 of the rotor unit 20, that is, the outer diameter of the cylindrical portion 23b (see FIGS. 7 and 8). At this time, the rotor unit 20 is positioned such that the distances D1 and D2 are equal to or greater than the outer diameter of the cylindrical portion 23b.
- the distances D1 and D2 are respectively connected to the propeller 21 and the opening ends 30aa and 30ab of the rotor unit 20 outside the through hole 30a. It is good also as the distance between the flat surfaces which close from.
- the distances D1 and D2 are the distances between the position closest to the propeller 21 on the flat surface and the propeller 21. It is good.
- the inner diameter dimension compared with the distances D1 and D2 may be the largest of various cross-sectional dimensions in the cross section perpendicular to the axial direction of the through hole 30a.
- the distances D1 and D2 may be distances from the center position of the rotor frame 23 in the axial direction of the through hole 30a to the opening ends 30aa and 30ab, respectively.
- the length of the through hole 30a can be set based on the inner diameter set in the through hole 30a.
- the inflated balloon 30 covers the side of the rotor unit 20 over the region exceeding the height of the rotor unit 20 in the axial direction of the through hole 30a as described above.
- the dimension of the part of the foreign substance that has entered the through hole 30a is equal to or smaller than the inner diameter of the through hole 30a. For this reason, it can suppress that a foreign material contacts the propeller 21 in the deep position beyond an internal diameter in the through-hole 30a. Further, when an impact is applied to the rotor unit 20 or when the rotor unit 20 breaks down, the rotational drive shaft of the propeller 21 of the rotor unit 20 is rotated 90 degrees with respect to the axial direction of the through hole 30a. Even so, the rotor unit 20 can be prevented from jumping out of the through hole 30a. Therefore, the balloon 30 can cover the side of the rotor unit 20 to such an extent that the rotor unit 20 is difficult to contact an object.
- the operation of the flying object 100 will be described. Referring to FIGS. 1 to 5 and 9, the flying object 100 flies according to a command received from the pilot 101.
- the controller 41 of the flying object 100 controls each rotor according to flight operation commands such as ascending, descending, hovering, forward, reverse, right turn, left turn, right turn, left turn, up and down rotation, etc.
- flight operation commands such as ascending, descending, hovering, forward, reverse, right turn, left turn, right turn, left turn, up and down rotation, etc.
- each flight operation is performed while controlling the attitude of the flying object 100 detected from the attitude detection sensor 44.
- the controller 41 of the flying object 100 performs an imaging operation of the camera 48 and an operation of changing the direction of the camera 48 by the gimbal head 49 in accordance with a command received from the controller 101.
- the controller 41 of the flying object 100 can also perform operations of illumination lamps, light emitters, projectors, speakers, microphones, various measuring devices, and the like in accordance with instructions received from the
- the controller 41 of the flying object 100 controls the valve 43a in accordance with the command for inflating, deflating, or maintaining the state of the balloon 30 received from the controller 101, thereby injecting gas into the balloon 30, discharging gas from the balloon 30, or The gas injection and gas discharge of the balloon 30 are stopped.
- the controller 41 of the flying object 100 transmits position information including the plane position and altitude of the flying object 100 detected by the GPS communication device 46 to the pilot 101 while the flying object 100 is in operation.
- the controller 41 also receives a flight destination command from the controller 101, and based on the received location information of the flight destination and the location information of the aircraft 100 detected by the GPS communication device 46, the controller 100 controls the flight vehicle 100. Let it fly automatically to the ground. Further, the controller 41 of the flying object 100 can accept not only the position information of the flight destination but also an inflation command for the balloon 30 at the flight destination from the controller 101. In this case, the altitude of the flying object 100 at the time of inflating the balloon 30 at the flight destination may be individually specified. The controller 41 automatically inflates the balloon 30 when the flying object 100 arrives at the flight destination.
- the balloon 30 When the gas injected into the balloon 30 is a gas having a specific gravity smaller than that of the air, the balloon 30 functions as a buoyant body of the flying object 100 in the air and assists the ascending operation of the flying object 100.
- the gas injected into the balloon 30 is a gas having a specific gravity higher than air, the balloon 30 functions as a buoyancy body of the flying object 100 in or on a liquid such as water or seawater.
- the balloon 30 can float the flying object 100 on the water or the sea, for example, and can make the flying object 100 function as a floating body that can also be used for rescue.
- the rotor unit 20 functions as a screw, the flying object 100 can function as a rescue boat.
- the controller 41 of the flying object 100 can automatically inflate the balloon 30 when the combination of the distance and azimuth from the main body 11 of the flying object 100 detected by the distance sensor 47 to the surrounding object is equal to or less than the threshold value.
- the controller 41 inflates the balloon 30 when the distance from the main body 11 to the lower object is equal to or less than the first threshold value.
- the flying body 100 can land on a liquid such as water or seawater.
- the controller 41 inflates the balloon 30 when the distance from the main body 11 to the object in the forward direction of the flying object 100 is equal to or less than the second threshold value. Thereby, the damage received when the flying body 100 contacts an object is reduced.
- the controller 41 of the flying object 100 inflates the balloon 30 when the liquid level detection sensor 51 detects approach or contact with the surface of a liquid such as water or seawater.
- the flying body 100 can land on water, seawater, etc., and can further function as a floating body that can be used for rescue. Since the expansion of the balloon 30 is performed at the time of landing or just before the landing, the flying object 100 can perform a quick lowering operation until the landing.
- the flying object 100 includes the plurality of rotor units 20 each including the propeller 21, the motor 22 that drives the propeller 21, and the balloon 30 as a bag-like body including the air chamber 30b.
- a gas cylinder 43 and a valve 43a for inflating the balloon 30 by injecting gas into the air chamber 30b are provided, and the balloon 30 covers the rotor unit 20 when inflated.
- the flying object 100 can deflate the bag-like balloon 30 during flight.
- the flying object 100 can inflate the balloon 30 by the gas cylinder 43 and the valve 43a so that the balloon 30 functions as a buffer body or a buoyancy body.
- the bag-like balloon 30 can be stored in the rotor unit 20 in a compact state folded at the time of contraction. For this reason, the deflated balloon 30 can suppress a decrease in maneuverability of the flying object 100 in flight due to the air resistance.
- the balloon 30 having a cushioning action that is, a cushioning action, reduces damage that may occur on both the landing point and a person around the landing point.
- the configuration in which the balloon 30 covers the rotor unit 20 may include a configuration in which the balloon 30 covers the entire rotor unit 20 and a configuration in which the balloon 30 covers a part of the rotor unit 20 as in the embodiment.
- the balloon 30 is provided in the rotor unit 20.
- the balloon 30 functions as a buffer body that directly acts on the rotor unit 20.
- the flying body 100 includes a controller 41 that controls the valve 43a.
- the controller 41 determines that a predetermined condition is satisfied, the controller 41 injects gas into the air chamber 30b of the deflated balloon 30.
- the valve 43a is controlled.
- the balloon 30 can be inflated when necessary by the controller 41.
- the flying object 100 includes a GPS communication device 46 that detects the position of the flying object 100, and the controller 41 detects that the position of the flying object 100 detected by the GPS communication device 46 is a predetermined position.
- the valve 43a is controlled so as to inject gas into the air chamber 30b.
- the balloon 30 can be automatically inflated when the flying object 100 reaches a predetermined position.
- the predetermined position may include only the planar position or may include the planar position and the altitude.
- the flying object 100 includes a distance sensor 47 that detects a distance between the flying object 100 and an object around the flying object 100, and the controller 41 detects the flying object 100 and the flying object 100 detected by the distance sensor 47.
- the valve 43a is controlled so as to inject gas into the air chamber 30b.
- the balloon 30 is automatically inflated when the flying object 100 approaches a surrounding object, and can function as a cushioning body of the flying object 100.
- the flying body 100 includes a liquid level detection sensor 51 that detects the surface of the liquid, and the controller 41 detects the approach or contact of the liquid level to the air chamber 30b when the liquid level detection sensor 51 detects the approach or contact of the liquid surface.
- the valve 43a is controlled to inject gas.
- the balloon 30 is automatically inflated immediately before or upon landing of the flying object 100 on the liquid surface, and can function as a buoyancy body of the flying object 100.
- the flying object 100 can be prevented from sinking in the liquid, and can further function as a floating body that can be used for rescue on the water or at sea.
- FIG. 10 is a perspective view showing the flying body 200 according to Embodiment 2 in the same manner as FIG.
- FIG. 11 is a perspective view showing the flying body 200 according to Embodiment 2 in the same manner as FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing the flying object 200 according to the second embodiment, similar to FIG.
- components having the same reference numerals as the reference symbols in the previous drawings are the same or similar components, and thus detailed description thereof is omitted. Further, the description of the same points as in the first embodiment will be omitted.
- the flying object 200 has a configuration in which the second balloon 230 that is a bag-like body is provided on the main body 11 of the frame 10 in the flying object 100 according to the first embodiment.
- the second balloon 230 is made of the same material as the balloon 30 that is the first balloon.
- one second balloon 230 that is a bag-like body is attached on the outer peripheral surface of the side wall 11 a of the main body 11 of the frame 10 so as to surround the outer peripheral surface while avoiding the four arms 12. Yes.
- the second balloon 230 is mounted on the main body 11 in a state in which the second balloon 230 is contracted and folded and stored, and forms an annular outer shape. As shown in FIG.
- the second balloon 230 is connected to the gas cylinder 43 through a pipe and a valve 43a (not shown).
- the second balloon 230 can be inflated to have an internal volume several to several tens of times larger than the stored state.
- the second balloon 230 covers the outer peripheral surface of the side wall 11a of the main body 11 when inflated. That is, although the whole side of the main body 11 is covered with the second balloon 230, it is not limited to this and may be partially covered. Alternatively, the second balloon 230 may not be covered with the frame 10 including the main body 11 and may be directly or indirectly attached to or disposed on the frame 10.
- the second balloon 230 is an example of a second bag-like body.
- the valve 43 a may be configured to supply the gas in the gas cylinder 43 to the four first balloons 30 and the one second balloon 230 at the same time, and the four first balloons 30 and the one second balloon 230. And may be configured to be supplied separately.
- the operation of the valve 43a that controls the expansion of the second balloon 230 is controlled by the controller 41 based on a command from the controller 101 or the like.
- the second balloon 230 inflated by the gas injection has an ellipsoidal outer shape.
- the second balloon 230 has an ellipsoidal outer shape formed by rotating an ellipse around the major axis.
- the second balloon 230 has a cylindrical through hole 230a.
- the through hole 230a penetrates the second balloon 230 in the long axis direction of the ellipsoid and is opened at the open ends 230aa and 230ab.
- the air chamber 230b of the inflated second balloon 230 forms one continuous space surrounding the through hole 230a in the circumferential direction inside the sheet-like material.
- the axial direction of the through hole 230 a of the second balloon 230 is along the axial direction of the through hole 30 a of the first balloon 30.
- the height of the second balloon 230 in the axial direction of the through holes 30 a and 230 a is equal to that of the first balloon 30.
- the second balloon 230 inflated upon gas injection comes into contact with the first balloon 30, so that the first balloon 30 and the second balloon 230 can be completely covered so as not to expose the arm 12. It becomes.
- the flying object 200 comes into contact with an object or a person, in addition to the rotor unit 20 of the flying object 200 and the main body 11 of the frame 10, the flying object 200 receives a buffering action on the arm 12. Reduce damage that can occur to both objects and people.
- the entire main body 11 of the frame 10 is located in the through hole 230a, and the main body 11 is arranged with the axial direction of the cylindrical side wall 11a along the axial direction of the through hole 230a. That is, the entire side of the main body 11 is covered with the second balloon 230.
- the arm 12 of the frame 10 extends from the inner peripheral wall surface of the through hole 230a through the second balloon 230 to the outside.
- the main body 11 and the arm 12 are separated from the air chamber 230b by a sheet-like material forming the second balloon 230.
- the expansion of the second balloon 230 can be performed substantially simultaneously with the expansion of the first balloon 30.
- the second balloon 230 may be inflated simultaneously with the first balloon 30 or may be inflated with a slight time difference with respect to the first balloon 30.
- the expansion of the second balloon 230 may be delayed from the first balloon 30. Accordingly, since the side of the camera 48 can be delayed from being covered by the second balloon 230, the imaging of the camera 48 can be continued for a longer time.
- the expansion of the second balloon 230 may be performed with any time difference from the expansion of the first balloon 30.
- the flying object 200 moves to the first balloon when approaching the obstacle. Only 30 may be inflated, and the second balloon 230 may be inflated when approaching the liquid level thereafter.
- the flying object 200 reduces the risk of mutual damage caused by contact with the obstacle by the first balloon 30 covering the rotor unit 20 when approaching the obstacle, while reducing the risk of the flying object 200 to some extent.
- Maintain mobility The flying body 200 expands the second balloon 230 when approaching the liquid level, thereby reducing the risk of damage that may be caused to the person or object by contact when the person or object exists at the landing point. .
- the flying object 200 according to the second embodiment includes the frame 10 that supports the plurality of rotor units 20, and the flying object 200 covers the rotor unit 20 when the first balloon 30 is inflated, and the second balloon Frame 230 is covered when 230 is inflated.
- the flying object 200 according to the second embodiment includes the frame 10 that supports the plurality of rotor units 20, and the flying object 200 covers the rotor unit 20 when the first balloon 30 is inflated, and the second balloon Frame 230 is covered when 230 is inflated.
- the configuration in which the second balloon 230 covers the frame 10 may include a configuration in which the second balloon 230 covers the entire frame 10 and a configuration in which the second balloon 230 covers a part of the frame 10.
- one first balloon 30 is disposed in each of the four rotor units 20, but the invention is not limited to this, and a plurality of rotor units is provided.
- the first balloon 30 may not be disposed on all of the 20.
- the flying bodies 100 and 200 according to Embodiments 1 and 2 described above each include one first balloon 30 for each of the four rotor units 20. However, at least two of the four first balloons 30 may be integrated. In this case, the air chambers 30b of the integrated first balloon 30 may or may not communicate with each other. Further, the second balloon 230 may be integrated with at least one of the four first balloons 30. In this case, the integrated air chamber 30b of the first balloon 30 and the air chamber 230b of the second balloon 230 may or may not communicate with each other.
- the first balloon 30 covers the side of the rotor unit 20 from the outside
- the second balloon 230 covers the side of the main body 11 of the frame 10 from the outside.
- the first balloon 30 and the second balloon 230 may be arranged in any manner.
- the first balloon 30 may cover the rotor unit 20 from the inside instead of covering the rotor unit 20 from the outside, or may cover the rotor unit 20 from the outside and the inside.
- the first balloon 30 may be arranged at the lower part and / or the upper part of the rotor unit 20, may be arranged over the lower part and the side part of the rotor unit 20, and may be arranged over the upper part and the side part of the rotor unit 20.
- the rotor unit 20 may be disposed over the upper part, the side part, and the lower part.
- the second balloon 230 may be disposed on the lower part and / or the upper part of the main body 11, may be disposed on the lower part and the side part of the main body 11, or may be disposed on the upper part and the side part of the main body 11. 11 may be disposed over the top, sides and bottom of the 11. Further, the second balloon 230 may be disposed not on the main body 11 but on the arm 12 of the frame 10, and may be disposed on the arm 11 from the main body 11.
- the first balloon 30 covers the upper and lower parts in addition to the side part of the rotor unit 20 when inflated.
- the second balloon 230 may be configured to cover the upper part and the lower part in addition to the side part of the main body 11. By doing so, the flying bodies 100 and 200 can land more safely.
- one first balloon 30 is arranged in each of the four rotor units 20, but two or more balloons may be arranged.
- one second balloon 230 is disposed on the main body 11 of the frame 10, but two or more balloons may be disposed.
- the air chamber 30 b of one first balloon 30 may be divided into two or more air chambers.
- FIG. 13 is a cross-sectional view showing a modified example of the flying object 100 according to the first embodiment, similar to FIG. In the flying body 300 shown in FIG.
- the air chambers of the first balloons 30 are vertically moved into two air chambers 30ba and 30bb by a partition wall 30c extending along a plane substantially perpendicular to the axial direction of the through hole 30a. It is divided.
- the air chambers 30ba and 30bb do not communicate with each other and have the same volume, although not limited thereto.
- the air chambers 30ba and 30bb are connected to the valve 43a via pipes 43ba and 43bb, respectively, and are configured to be expanded and contracted separately.
- the partition wall 30 c is located at a position adjacent to the rotor frame 23 of the rotor unit 20.
- the first balloon 30 can adjust its buoyancy by individually expanding the air chambers 30ba and 30bb.
- the air chamber 230b of the second balloon 230 provided in the frame 10 may also be divided into two or more air chambers.
- the inflated first balloon 30 and the second balloon 230 have an ellipsoidal outer shape, but may have any shape. Good. Further, in the first balloon 30 and the second balloon 230, the axial heights of the through holes 30 a and 230 a may not be related to the diameter of the through hole 30 a and the position of the propeller 21 of the rotor unit 20. For example, like the flying object 400 shown in FIG. 14, the inflated first balloon 30 may have a flat rectangular parallelepiped outer shape. Further, the inflated second balloon 230 may be the same as the first balloon 30.
- FIG. 14 is a perspective view showing another modified example of the flying object 100 according to the first embodiment, similar to FIG.
- the first balloon 30 and the second balloon 230 may be formed by a person such as a ring-shaped floating ring shape or a shape with a handle. A shape that can be easily grasped may be formed at the time of expansion.
- the plurality of first balloons 30 in an inflated state may form a small boat shape, and the plurality of first balloons 30 and the second balloon 230 in an inflated state may form a small boat shape together. Also good.
- the rotor unit 20 may function as a screw.
- the first balloon 30 and the second balloon 230 are inflated by using the gas filled in the gas cylinder 43, but the present invention is not limited thereto. It is not something.
- the first balloon 30 and the second balloon 230 may be inflated by gas pumped from equipment such as an air pump and an air compressor (also referred to as an air compressor) mounted on the flying object 100.
- the first balloon 30 and the second balloon 230 may be inflated by a gas generated by a chemical reaction due to combustion of a substance, such as a vehicle airbag device, or may be inflated by a gas generated by another chemical reaction. May be.
- the number of gas cylinders 43 may be plural, for example, separate gas cylinders 43 may be provided for the first balloon 30 and the second balloon 230, and one or more gas cylinders 43 may be provided for each of the first balloons 30. Also good. In this case, the first balloon 30 and the second balloon 230 can be inflated in a shorter time.
- the gas supply from the gas cylinder 43 to the first balloon 30 and the second balloon 230 is performed by the switching operation of the valve 43a. It is not what is done.
- a water-soluble restraining material such as a tablet that restrains a needle that can be pierced into the gas cylinder 43 is dissolved by getting wet with water.
- a hole may be drilled, and the gas in the gas cylinder 43 may be supplied to each balloon.
- the four rotor units 20 are provided.
- the present invention is not limited to this, and the number of the rotor units 20 may be one or more.
- the examples of the flying objects 100 and 200 include rescue on the water or the sea.
- the flying objects 100 and 200 may be used for any purpose.
- the flying bodies 100 and 200 may be used for various uses such as shooting, transportation, and production.
- a production effect by inflating the first balloon 30 and the second balloon 230 can also be expected.
- the present disclosure is useful for an aircraft including a rotor unit and a balloon.
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Abstract
飛行体(100)は、プロペラ(21)と、プロペラ(21)を駆動するモータ(22)とをそれぞれが有する複数のロータユニット(20)と、気室(30b)を有するバルーン(30)と、気室(30b)にガスを注入してバルーン(30)を膨張させるガスボンベ(43)及び弁(43a)とを備え、バルーン(30)は、膨張したときにロータユニット(20)を覆う。
Description
本開示は、ロータユニットを備えた飛行体に関する。
特許文献1には、プロペラを有する1つのロータユニットと、ヘリウムガスが充填された浮力体とを備えた飛行体が開示されている。特許文献1に記載の飛行体では、ドーナツ状の形状を有する浮力体が、1つのロータユニットの周囲を囲うように配置されている。
本開示は、浮力体等のガスが充填される袋状体の空気抵抗に起因する飛行中の機動性の低下を抑制する飛行体を提供する。
本開示における飛行体は、プロペラと、前記プロペラを駆動するモータとをそれぞれが有する複数のロータユニットと、気室を有する袋状体と、前記気室にガスを注入して前記袋状体を膨張させる注入部とを備え、前記袋状体は、膨張したときに前記ロータユニットを覆う。
本開示における飛行体によれば、袋状体に起因する飛行中の機動性の低下を抑制することができる。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
[実施の形態1]
[1-1.飛行体の構成]
[1-1-1.飛行体の全体構成]
以下、図1~図4を参照しつつ、実施の形態1に係る飛行体100の全体構成を説明する。なお、図1は、実施の形態1に係る飛行体100の一状態を斜め上方から見た斜視図である。図2は、図1の飛行体100を上方から見た平面図である。図3は、実施の形態1に係る飛行体100の別の状態を斜め上方から見た斜視図である。図4は、図3の飛行体100を上方から見た平面図である。図1及び図2は、後述するバルーン30が収縮格納状態にある飛行体100を示し、図3及び図4は、バルーン30が膨張状態にある飛行体100を示す。
[1-1.飛行体の構成]
[1-1-1.飛行体の全体構成]
以下、図1~図4を参照しつつ、実施の形態1に係る飛行体100の全体構成を説明する。なお、図1は、実施の形態1に係る飛行体100の一状態を斜め上方から見た斜視図である。図2は、図1の飛行体100を上方から見た平面図である。図3は、実施の形態1に係る飛行体100の別の状態を斜め上方から見た斜視図である。図4は、図3の飛行体100を上方から見た平面図である。図1及び図2は、後述するバルーン30が収縮格納状態にある飛行体100を示し、図3及び図4は、バルーン30が膨張状態にある飛行体100を示す。
図1~図4を参照すると、本実施の形態に係る飛行体100は、フレーム10と、フレーム10に設けられた4つのロータユニット20と、各ロータユニット20に設けられた膨張収縮可能な袋状体であるバルーン30とを備えている。本実施の形態では、飛行体100は、飛行体100から離れて位置する操縦器101と無線通信し、操縦器101から送信される指令信号に従って動作するが、これに限定されない。フレーム10は、両端が閉鎖された円柱状の本体11と、4つの中空棒状のアーム12とを一体的に備えている。4つのアーム12は、本体11の円筒状の側壁11aの外周面からその径方向外側に放射状に延びる。4つのアーム12は、本体11の側壁11aの外周方向に沿って略等間隔に配置され、十字状の平面形状を形成している。なお、平面形状とは、円柱状の本体11の軸方向で飛行体100を見たときの形状である。4つのアーム12のそれぞれの先端に、4つのロータユニット20が固定されている。これにより、4つのロータユニット20は、本体11を中心とする略90°の中心角を互いの間に形成するように配置される。なお、4つのロータユニット20の配置は、上記配置に限定されない。ここで、バルーン30は、第1の袋状体の一例である。
各ロータユニット20は、プロペラ21と、プロペラ21を回転駆動するモータ22と、モータ22をその内側で支持する円筒状のロータフレーム23とを備えている。各ロータフレーム23が各アーム12に固定されている。4つのロータユニット20は、それぞれのプロペラ21の回転面が同様の向きに向くように、つまり、それぞれのプロペラ21の回転軸が互いに略平行となるように、配置されている。各ロータフレーム23の円筒状の外周面23a上には、バルーン30が、この外周面23aを囲むようにして取り付けられている。図1及び図2に示すように、通常、バルーン30は、収縮して折りたたまれた状態でロータフレーム23に搭載されている。そして、図3及び図4に示すように、バルーン30は、内部にガスが充填されることによって、膨張することができる。
[1-1-2.フレーム及びその搭載要素]
図1、図2、図5及び図6を参照して、飛行体100のフレーム10及びフレーム10に搭載される構成要素の構成を説明する。なお、図5は、図2の飛行体100のV-V線に沿った断面図であり、図2の飛行体100のフレーム10における本体11を挟んで互いに反対側に位置する2つのアーム12の中央を通り且つ本体11の軸方向に沿った断面図である。図6は、実施の形態1に係る飛行体100の構成要素のブロック図である。
図1、図2、図5及び図6を参照して、飛行体100のフレーム10及びフレーム10に搭載される構成要素の構成を説明する。なお、図5は、図2の飛行体100のV-V線に沿った断面図であり、図2の飛行体100のフレーム10における本体11を挟んで互いに反対側に位置する2つのアーム12の中央を通り且つ本体11の軸方向に沿った断面図である。図6は、実施の形態1に係る飛行体100の構成要素のブロック図である。
図1、図2、図5及び図6を参照すると、フレーム10の本体11の内部には、制御器41、バッテリ42、ガスボンベ43及び姿勢検出センサ44が搭載されている。さらに、本体11の端壁11bには、無線用通信器45及びGPS(Global Positioning System)用通信器46が設けられている。本体11の端壁11cには、距離センサ47が設けられている。さらに、端壁11cは、その外面上に、カメラ48のジンバル雲台49が取り付けられている。端壁11b及び11cは、本体11の円筒状の側壁11aの両端を閉鎖する2つの円板状の端壁である。飛行体100は、通常、端壁11bを上方とし端壁11cを下方として、飛行する。ここで、GPS用通信器46は、測位装置の一例である。
バッテリ42は、充放電可能な二次電池であり、飛行体100の電力源である。バッテリ42は、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、キャパシタ等のいかなる二次電池であってもよい。飛行体100の電力源として、バッテリ42の代わりに、乾電池などの一次電池等のいかなる電池が用いられてもよい。
ガスボンベ43は、飛行体100のバルーン30に注入するガスを貯留する。ガスボンベ43の充填排出口には、ガスボンベ43内へのガスの充填及びガスボンベ43からのガス放出を制御する弁43aが、設けられている。弁43aによって密閉されるガスボンベ43内には、圧縮されたガスが充填されている。ガスは、気化状態でガスボンベ43に充填されていてもよく、気液混合状態でガスボンベ43に充填されていてもよく、液化状態でガスボンベ43に充填されていてもよい。しかしながら、ガスは、ガスボンベ43から放出されると、気化状態又は気液混合状態となる。ガスの種類は限定されず、ガスは、空気であってもよく、炭酸ガス等の空気よりも大きい比重のガスであってもよく、ヘリウムガス等の空気よりも小さい比重のガスであってもよい。ここで、ガスボンベ43及び弁43aは、注入部の一例である。
弁43aは、ソレノイド弁(電磁弁とも呼ばれる)であってもよく、電気的な作動装置によって動作する機械式の弁であってもよい。弁43aは、フレーム10の4つの中空のアーム12それぞれの内部を通る配管43b(図5参照)によって、4つのロータユニット20それぞれのバルーン30に接続されている。弁43aは、切替弁として機能する。具体的には、弁43aは、第1の弁状態と、第2の弁状態と、第3の弁状態とを選択して動作する。第1の弁状態では、弁43aは、ガスボンベ43と配管43bとを連通する。第2の弁状態では、弁43aは、ガスボンベ43及び配管43bの連通を遮断すると共にガスボンベ43及び配管43bを密閉する。第3の弁状態では、弁43aは、ガスボンベ43及び配管43bの連通を遮断すると共にガスボンベ43を密閉するが配管43bを外気に開放する。なお、弁43aの各状態は、弁43aが含む1つの弁によって実現されてもよく、弁43aが含む複数の弁によって実現されてもよい。
姿勢検出センサ44は、フレーム10の姿勢つまり飛行体100の姿勢を検出する。姿勢検出センサ44は、角加速度センサ及び3軸ジャイロセンサ(3軸角速度センサとも呼ぶ)等によって構成される。姿勢検出センサ44が検知する3軸加速度及び3軸角速度等に基づき、制御器41が、フレーム10つまり飛行体100の姿勢、進行方向及び進行速度等を検出する。
GPS用通信器46は、人工衛星から受信する電波を利用して飛行体100の平面位置及び高度を含む位置情報を検出する。なお、平面位置は、地球の海面に沿った位置である。GPS用通信器46は、検出した位置情報をリアルタイムに制御器41に送る。GPS用通信器46は、衛星通信を介して操縦器101と無線通信を行うように構成されてもよい。
無線用通信器45は、操縦器101と無線通信を行う。無線用通信器45は、通信インタフェースを含む通信回路であってもよい。また、無線用通信器45は、操縦器101との通信のための機能だけでなく、第3世代移動通信システム(3G)、第4世代移動通信システム(4G)、又はLTE(登録商標)等のような移動通信システムで利用されるモバイル通信規格の通信のための機能も備えてもよい。この場合、無線用通信器45は、飛行体100の操縦者等の通信端末と通信を行ってもよい。通信端末は、携帯電話、スマートフォン、スマートウォッチ、タブレット、小型パーソナルコンピュータ等であってもよい。
距離センサ47は、フレーム10から対象物までの距離及び方位を測定する。距離センサ47は、フレーム10の本体11の端壁11cからの距離センサ47の所定の走査領域内に存在する物体までの距離及び方位を測定するように構成されている。距離センサ47は、レーダー、レーザー、ライダー(LIDAR)、光波、超音波、カメラ等を使用して、所定の走査領域を走査し測定を実施するように構成されてもよい。又は、距離センサ47は、所定の走査領域内に存在する距離センサ47から最も近い物体までの距離及び方位を測定するように構成されてもよい。
カメラ48には、撮像画像をデジタルデータとして記録するデジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等が用いられ得る。ジンバル雲台49は、カメラ48の向きを自在に変化させつつカメラ48を支持する。ジンバル雲台49は、その可動部分がモータ、アクチュエータ等の電気的な駆動装置によって駆動されるように構成されてもよい。
また、フレーム10には、照明灯、LED(Light Emitting Diode)素子などを含む発光体、プロジェクタ、スピーカ、マイク、各種計測機器等の種々の機器が搭載されてもよい。照明灯は、飛行体100の周囲を照明するために使用され得る。発光体は、夜間、暗所等で飛行体100の位置を周囲に示すために使用され得る。プロジェクタは、バルーン30が半透明又は透明な材料から形成される場合等に、膨らんだバルーン30に映像を投影し得る。スピーカは、飛行体100の周囲に音、音声等を発する。マイクは、飛行体100の周囲から集音し得る。
制御器41は、飛行体100の各構成要素を制御するためのものである。制御器41は、制御機能を備えるものであればよく、どのように実現されてもよい。制御器41は、例えば、マイクロコンピュータを有する回路などを含む電子制御ユニット等の専用のハードウェアで構成されてもよい。また例えば、制御器41は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。この場合、制御器41は、例えば、演算処理部(図示せず)と、制御プログラムを記憶する記憶部(図示せず)とを備えてもよい。演算処理部としては、MPU(Micro Processing Unit)、CPU(Central Processing Unit)などが例示される。記憶部としては、メモリなどが例示される。なお、制御器41は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。
制御器41は、ロータユニット20のモータ22、バッテリ42、ガスボンベ43の弁43a、姿勢検出センサ44、無線用通信器45、GPS用通信器46及び距離センサ47等の飛行体100の搭載機器の制御を行うように構成されている。さらに、制御器41は、ジンバル雲台49に搭載されたカメラ48を制御するようにも構成されてもよい。
制御器41は、バッテリ42の電力を使用した、飛行体100の電気的な構成要素それぞれへの電力供給を制御する。制御器41は、電力系統等の飛行体100の外部の電源の電力を使用したバッテリ42の充電も制御する。制御器41は、バッテリ42の充電を制御するコンバータを備えてもよく、バッテリ42の放電を制御するインバータを備えてもよい。
さらに、制御器41は、姿勢検出センサ44から取得する情報に基づき飛行体100の姿勢、進行方向及び進行速度等を検出する。制御器41は、検出した飛行体100の姿勢、進行方向及び進行速度等に基づき、飛行体100の動作が操縦器101から受信する指令信号に従うように、4つのロータユニット20のモータ22の動作を制御する。制御器41等と各ロータユニット20のモータ22とを接続する電力及び通信用配線50(図5参照)が、フレーム10の中空の各アーム12内を通って配設される。
制御器41は、GPS用通信器46からリアルタイムに受け取る飛行体100の平面位置及び高度を含む位置情報を、無線用通信器45を使用した無線通信又はGPS用通信器46を使用した衛星通信を介して、リアルタイムに又は適宜に操縦器101に送信する。操縦器101は、無線用通信器45を使用した無線通信だけでなく、衛星通信を行うことができるように構成されてもよい。また、制御器41は、飛行体100の位置情報を、飛行体100の操縦者等の通信端末に送信してもよい。
操縦器101は、飛行体100の飛行目的地の入力が可能であるように構成されており、入力された飛行目的地の平面位置及び高度を含む位置情報を、飛行体100の制御器41に送信する。制御器41は、受信した飛行目的地の位置情報と飛行体100のリアルタイムな位置情報とに基づき、飛行目的地にまで飛行体100を自動で飛行させる制御を実施し得る。
制御器41は、ガスボンベ43の弁43aの弁動作を制御する。操縦器101は、バルーン30の膨張及び収縮等の指令を飛行体100の制御器41に送信できるように構成されている。制御器41は、操縦器101からバルーン30を膨張する指令を受信すると、弁43aに第1の弁状態へ動作させる。これにより、各配管43bとガスボンベ43とが連通し、4つのバルーン30に同時にガスボンベ43内のガスが注入され、4つのバルーン30が膨張する。なお、弁43aは、4つのバルーン30から延びる4つの配管43bを個別にガスボンベ43と連通するように構成されてもよい。この場合、4つのバルーン30のうちから選択されたバルーン30のみの膨張が可能である。そして、膨張させるべきバルーン30の選択は、操縦器101上で実行されてよく、操縦器101は、選択されたバルーン30を膨張する指令を制御器41に送信してよい。
制御器41は、操縦器101から、バルーン30を収縮する指令を受信すると、弁43aに第3の弁状態へ動作させる。これにより、各配管43bにおける弁43aでの端部が外気に開放され、各バルーン30内のガスが配管43bを介して外気に放出可能となる。また、ガスボンベ43の充填排出口は弁43aによって閉鎖される。
制御器41は、操縦器101から、バルーン30を収縮及び膨張を停止しバルーン30の状態を維持する指令を受信すると、弁43aに第2の弁状態へ動作させる。これにより、各バルーン30に対するガスの流出入が制止される。また、ガスボンベ43の充填排出口は弁43aによって閉鎖される。
制御器41は、飛行体100と飛行体100の周囲の物体との距離に基づき、ガスボンベ43の弁43aを動作する制御を行ってもよい。制御器41は、距離センサ47が検知した物体までの距離及び方位の組み合わせが、閾値以下となると、ガスボンベ43の弁43aに第1の弁状態へ動作させる。つまり、制御器41は、飛行体100への物体の接近を検知すると、弁43aに第1の弁状態へ動作させる。このとき、制御器41は、飛行体100の現在の進行方向又は進行予定方向と、検知した物体の方位との関係に基づき、閾値を増減する補正等を行ってもよい。
また、制御器41は、カメラ48と接続された場合に、カメラ48の動作を制御する。さらに、制御器41は、ジンバル雲台49の可動部分が電気的な駆動装置によって駆動される場合、この電気的な駆動装置を制御することによって、ジンバル雲台49の動作も制御してもよい。このとき、制御器41は、操縦器101から受信するカメラ48の動作及びジンバル雲台49の動作に関する指令に従い、カメラ48及びジンバル雲台49の動作を制御してもよい。
[1-1-3.ロータユニット]
図1、図2及び図5~図8を参照して、ロータユニット20の構成を説明する。なお、図7は、図2の飛行体100の4つのロータユニット20のうちの第1のタイプのロータユニット201を拡大して示す斜視図である。図8は、図2の飛行体100の4つのロータユニット20のうちの第2のタイプのロータユニット202を拡大して示す斜視図である。
図1、図2及び図5~図8を参照して、ロータユニット20の構成を説明する。なお、図7は、図2の飛行体100の4つのロータユニット20のうちの第1のタイプのロータユニット201を拡大して示す斜視図である。図8は、図2の飛行体100の4つのロータユニット20のうちの第2のタイプのロータユニット202を拡大して示す斜視図である。
図1及び図2、図7及び図8を参照すると、4つのロータユニット20は、第1のタイプのロータユニットである2つの第一ロータユニット201と、第2のタイプのロータユニットである2つの第二ロータユニット202とによって構成されている。図2に特に示すように、第一ロータユニット201と第二ロータユニット202とは、フレーム10の本体11の側壁11aの外周に沿って、交互に配置されている。つまり、フレーム10の4つのアーム12のうちの本体11を挟んで対向する位置にある2つの第一アーム121に、第一ロータユニット201が設けられている。さらに、4つのアーム12のうちの本体11を挟んで別の位置で対向する位置にある2つの第二アーム122に、第二ロータユニット202が設けられている。
図7及び図8に示すように、第一ロータユニット201と第二ロータユニット202とは、それぞれのプロペラ21の構成を除き、同様の構成を有している。ロータユニット201及び202のロータフレーム23はいずれも、軸方向に扁平な円筒部23bと、円筒部23bの内周面から径方向内側に向かって延びる複数の棒状の支持アーム23cとを一体的に有している。なお、本実施の形態では、3つの支持アーム23cが設けられているが、支持アーム23cの数量はこれに限定されない。ロータユニット201及び202のモータ22はいずれも、円筒部23bの内部に配置され、支持アーム23cによって円筒部23bの軸心位置で支持され、それにより円筒部23bに固定されている。また、ロータユニット201及び202の円筒部23bの外周面は、外周面23aを構成し、外周面23a上に、アーム12の端部が接合されている。
第一ロータユニット201のモータ22の回転駆動軸には、プロペラ21のうちの第1のタイプのプロペラである第一プロペラ211が取り付けられている。第二ロータユニット202のモータ22の回転駆動軸には、プロペラ21のうちの第2のタイプのプロペラである第二プロペラ212が取り付けられている。第一プロペラ211及び第二プロペラ212はいずれも、それぞれの回転軸を円筒部23bの軸方向に沿う向きにした状態で、円筒部23bに設置されている。第一プロペラ211及び第二プロペラ212はいずれも、飛行体100が通常の飛行姿勢にあるとき、モータ22の上方に位置するように配置されている。本実施の形態では、第一プロペラ211及び第二プロペラ212はいずれも、2枚羽根のプロペラである。なお、第一プロペラ211及び第二プロペラ212の羽根つまりブレードの数は、2つに限定されない。
また、第一プロペラ211のブレードの捩れの方向と、第二プロペラ212のブレードの捩れの方向とが、互いに逆方向となっている。つまり、第一プロペラ211のブレードと、第二プロペラ212のブレードとは、互いに反転した構成となっている。このため、図2において時計回りの方向に第一プロペラ211及び第二プロペラ212が回転すると、第一プロペラ211は上方への推力を生じるが、第二プロペラ212は下方への推力を生じる。同様に、反時計回りの方向に第一プロペラ211及び第二プロペラ212が回転すると、第一プロペラ211が下方への推力を生じ、第二プロペラ212が上方への推力を生じる。
上述のような第一ロータユニット201及び第二ロータユニット202では、飛行体100を上昇させる場合も下降させる場合も、第一プロペラ211と第二プロペラ212とが互いに逆方向に回転される。これにより、第一プロペラ211が回転駆動される際にフレーム10に与えるカウンタートルクと、第二プロペラ212が回転駆動される際にフレーム10に与えるカウンタートルクとが、相殺される。
なお、本実施の形態では、各ロータユニット20のモータ22の回転駆動軸に、1つのプロペラ21が配置されているが、2つ以上のプロペラ21が配置されてもよい。モータ22の回転駆動軸に2つのプロペラ21が配置される場合、2つのプロペラ21は互いに逆回転するように構成されていてもよい。つまり、2つのプロペラ21は、二重反転プロペラを構成してもよい。この場合、2つのプロペラ21がロータフレーム23に与えるカウンタートルクが互いに相殺される。
図5及び図6を参照すると、各ロータユニット20のロータフレーム23の下端には、液面検知センサ51が取り付けられている。ロータフレーム23の下端は、円筒状のロータフレーム23の軸方向の両端部のうちの一方の端であり、飛行体100が通常の飛行姿勢にあるときに下側に位置する端部である。液面検知センサ51は、水等の液体の表面への接近又は接触を、接触式又は非接触式で検知する。例えば、液面検知センサ51は、液体の表面との距離が所定値以下となった場合に、液体の表面に接近したと検知してもよい。液面検知センサ51には、光学式、超音波式、静電容量式、電導率式、ピエゾ共振式、磁気式等による任意の液面検知センサが用いられてもよい。液面検知センサ51は、液体の表面を撮像するカメラによって液体の表面への接近を検知してもよい。液面検知センサ51は、液体の表面への接近又は接触を検知した結果をフレーム10の制御器41に送信するように構成されている。なお、液面検知センサ51は、フレーム10に配置されてもよい。
[1-1-4.バルーン]
図1~図5及び図9を参照して、バルーン30の構成を説明する。図9は、図4の飛行体100のIX-IX線に沿った断面図であり、バルーン30が膨張状態にある図5の飛行体100を示す。
図1~図5及び図9を参照して、バルーン30の構成を説明する。図9は、図4の飛行体100のIX-IX線に沿った断面図であり、バルーン30が膨張状態にある図5の飛行体100を示す。
バルーン30は、飛行体100の各ロータユニット20のロータフレーム23に取り付けられている。各バルーン30は、袋状の構造を有しており、内部に気室30bを形成している。気室30bが膨張又は収縮して容積を変化させることによって、バルーン30は、膨張又は収縮する。各バルーン30は、ロータフレーム23の外周面23a上で、外周面23aを全周にわたって囲むように配置されている。各バルーン30は、通常、気室30bの容積を減少するように収縮して折りたたまれた状態でロータフレーム23に配置されている。つまり、バルーン30は、格納されている。このとき、各バルーン30は、円環状の外形を形成している。そして、ガスボンベ43からのガスが気室30bに注入されることによって、バルーン30は、格納時に対して数倍~数十倍の内部容積を有するように膨張し得る。そして、バルーン30は、膨張したときにロータユニット20のロータフレーム23の側面を覆う。
上述のようなバルーン30は、可撓性を有するシート状の材料によって形成される。例えば、バルーン30は、塩化ビニル等で構成される柔軟なシート状の材料によって形成されてもよい。上述のようなバルーン30を形成するシート状の材料として、不織布が用いられてもよい。上述のようなシート状の材料を使用することによって、格納時のバルーン30の折りたたみが容易となる。さらに、バルーン30は、ポリウレタン等で構成される弾性を有するシート状の材料によって形成されてもよい。これにより、ガスの非充填時にバルーン30自体が体積を減少するように収縮するため、バルーン30の格納が容易になる。さらに、バルーン30は、ゴム等で構成される伸縮性に富むシート状の材料によって形成されてもよい。これにより、ガスの非充填時にバルーン30自体が体積を大幅に減少するように収縮するため、格納時のバルーン30の省スペース化が可能になる。また、上述のようなシート状の材料によって形成され且つ注入されたガスによって膨張しているバルーン30は、クッション性を有し、飛行体100の緩衝体として機能し得る。
図3、図4及び図9を参照すると、本実施の形態では、ガスの注入を受けて膨らんだ各バルーン30は、楕円体状の外形を有している。具体的には、バルーン30は、楕円を短軸周りに回転させて形成される楕円体状の外形を有している。バルーン30の形状は、楕円体の短軸が位置する中心部から、楕円体の長軸の端部が位置する周縁部に向かって、短軸方向に沿った上下方向の高さが次第に低くなる形状である。これにより、バルーン30は、側方から見て流線形状を有しており、空気抵抗を抑えることができる。
各バルーン30は、楕円体の短軸方向にバルーン30を貫通する円筒状の貫通孔30aを有している。膨らんだバルーン30の気室30bは、貫通孔30aを周方向に囲む1つの連続した空間を、シート状の材料の内側に形成している。ロータユニット20の全体が貫通孔30a内に位置し、ロータユニット20は、そのプロペラ21の回転軸及びモータ22の回転駆動軸を貫通孔30aの軸方向に沿う向きにして、配置されている。つまり、ロータユニット20の側方全体がバルーン30によって覆われている。フレーム10のアーム12は、貫通孔30aの内周壁面からバルーン30を貫通してバルーン30の外部に延びる。ロータユニット20のロータフレーム23及びアーム12とバルーン30の気室30bとは、バルーン30を形成するシート状の材料によって隔てられている。ロータユニット20が、両端が開放した貫通孔30a内に設けられているため、ロータユニット20は、バルーン30の膨張時でも、プロペラ21が回転したときに、貫通孔30aの一方の開口端30aaから他方の開口端30abに向かう方向又はその反対方向の推力を、飛行体100に与えることができる。飛行体100の通常飛行時、開口端30aaは、貫通孔30aの下方の端部に位置し、開口端30abは、貫通孔30aの上方の端部に位置する。
なお、膨張状態のバルーン30の外形は、楕円体に限定されるものでない。膨張状態のバルーン30の外形は、例えば、球体、柱状体、多面体若しくはドーナツ形状であってもよく、楕円体、球体、柱状体、多面体及びドーナツ形状の少なくとも2つの組み合わせであってもよく、その他のいかなる形状であってもよい。さらに、バルーン30は、ロータフレーム23の外周面23aを全周にわたって囲む形状を有していなくてもよく、外周面23aの一部に沿う形状を有していてもよい。又は、バルーン30は、ロータフレーム23を覆わず、ロータユニット20に直接的又は間接的に取り付けられる又は配置されてもよい。なお、膨張状態のバルーン30の外形は、空気抵抗を低くする滑らかな面によって形成される形状であることが、望ましい。
図9に示すように、本実施の形態では、貫通孔30a内でのロータユニット20の位置を以下のように設定している。貫通孔30aの開口端30aaからロータユニット20のプロペラ21までの貫通孔30aの軸方向の距離D1が、貫通孔30aの内径以上であり、且つ、貫通孔30aの開口端30abからプロペラ21までの貫通孔30aの軸方向の距離D2が、貫通孔30aの内径以上であるように、ロータユニット20は位置付けられている。つまり、貫通孔30aは、距離D1及びD2が上述の要件を満たすような軸方向長さを有する。
なお、距離D1及びD2それぞれと比較される貫通孔30aの内径寸法は、貫通孔30aのいかなる部位の内径寸法であってもよく、例えば、開口端30aa及び30abでの内径寸法であってもよい。又は、距離D1及びD2それぞれと比較される対象が、ロータユニット20のロータフレーム23の外径つまり円筒部23b(図7及び図8参照)の外径であってもよい。このとき、距離D1及びD2が、円筒部23bの外径以上であるように、ロータユニット20が位置付けられている。また、貫通孔30aの開口端30aa及び30abの内周の角部分が隅切られている場合、距離D1及びD2はそれぞれ、ロータユニット20のプロペラ21と開口端30aa及び30abを貫通孔30aの外側から塞ぐ平坦面との間の距離としてもよい。開口端30aa及び30abを塞ぐ平坦面が貫通孔30aの軸方向と垂直な方向から傾斜している場合、距離D1及びD2は、平坦面におけるプロペラ21から最も近い位置とプロペラ21との間の距離としてもよい。
貫通孔30aの断面形状が円形でない場合、距離D1及びD2と比較される内径寸法は、貫通孔30aの軸方向に垂直な断面における種々の横断寸法のうちの最大の横断寸法とされてもよい。また、距離D1及びD2はそれぞれ、貫通孔30aの軸方向でのロータフレーム23の中央の位置から、開口端30aa及び30abまでの距離であってもよい。
本実施の形態では、バルーン30では、上述のように貫通孔30a内でロータユニット20を位置付けるために、貫通孔30aに設定される内径に基づき、貫通孔30aの長さが設定され得る。そして、膨張状態のバルーン30は、上述のようにロータユニット20の側方を、貫通孔30aの軸方向でのロータユニット20の高さを超える領域にわたって覆う。このようなバルーン30は、貫通孔30aの開口端30aa又は30abの近傍で人の手、草木、物体等の異物と接触した場合、貫通孔30aの内径よりも大きい寸法を有する異物が貫通孔30a内へ侵入することを抑える。異物が貫通孔30a内に侵入する場合、異物における貫通孔30a内に侵入している部分の寸法は、貫通孔30aの内径以下である。このため、貫通孔30a内で内径以上の深い位置にあるプロペラ21に異物が接触することは、抑えられる。また、ロータユニット20に対して衝撃が加えられる、又はロータユニット20が故障した場合、ロータユニット20のプロペラ21の回転駆動軸が、貫通孔30aの軸方向に対して90度回転した状態となったとしても、ロータユニット20が貫通孔30aの外に飛び出すことが抑えられる。よって、バルーン30は、ロータユニット20の側方を、ロータユニット20が物体に接触し難い程度に覆うことができる。
[1-2.飛行体の動作]
飛行体100の動作を説明する。図1~図5及び図9を参照すると、飛行体100は、操縦器101から受信する指令に従い飛行する。飛行体100の制御器41は、操縦器101から受信する上昇、下降、ホバリング、前進、後進、右旋回、左旋回、右進、左進、上下回転等の飛行動作の指令に従って、各ロータユニット20のプロペラ21の回転を制御することによって、姿勢検出センサ44から検出する飛行体100の姿勢を制御しつつ各飛行動作を実施する。また、飛行体100の制御器41は、操縦器101から受信する指令に従い、カメラ48の撮像動作及びジンバル雲台49によるカメラ48の向きの変更動作を実施する。飛行体100の制御器41は、操縦器101から受信する指令に従い、照明灯、発光体、プロジェクタ、スピーカ、マイク、各種計測機器等の動作も実施し得る。
飛行体100の動作を説明する。図1~図5及び図9を参照すると、飛行体100は、操縦器101から受信する指令に従い飛行する。飛行体100の制御器41は、操縦器101から受信する上昇、下降、ホバリング、前進、後進、右旋回、左旋回、右進、左進、上下回転等の飛行動作の指令に従って、各ロータユニット20のプロペラ21の回転を制御することによって、姿勢検出センサ44から検出する飛行体100の姿勢を制御しつつ各飛行動作を実施する。また、飛行体100の制御器41は、操縦器101から受信する指令に従い、カメラ48の撮像動作及びジンバル雲台49によるカメラ48の向きの変更動作を実施する。飛行体100の制御器41は、操縦器101から受信する指令に従い、照明灯、発光体、プロジェクタ、スピーカ、マイク、各種計測機器等の動作も実施し得る。
飛行体100の制御器41は、操縦器101から受信するバルーン30の膨張、収縮又は状態維持の指令に従い、弁43aを制御することによって、バルーン30へのガス注入、バルーン30からのガス排出又はバルーン30のガス注入及びガス排出の停止を実施する。
飛行体100の制御器41は、飛行体100の稼働中、GPS用通信器46が検出する飛行体100の平面位置及び高度を含む位置情報を、操縦器101に送信する。制御器41は、操縦器101から飛行目的地の指令も受け付け、受信した飛行目的地の位置情報とGPS用通信器46が検出する飛行体100の位置情報とに基づき、飛行体100を飛行目的地まで自動で飛行させる。さらに、飛行体100の制御器41は、操縦器101から、飛行目的地の位置情報だけでなく飛行目的地でのバルーン30の膨張指令も受け付け得る。この場合、飛行目的地でのバルーン30を膨張する時点での飛行体100の高度が、個別に指定されてもよい。制御器41は、飛行体100が飛行目的地に到着すると、自動的にバルーン30を膨張させる。
バルーン30に注入されるガスが、空気よりも小さい比重のガスである場合、バルーン30は、空気中での飛行体100の浮力体として機能し、飛行体100の上昇動作を補助する。バルーン30に注入されるガスが、空気以上の比重のガスである場合、バルーン30は、水、海水等の液中又は液上での飛行体100の浮力体として機能する。この場合、バルーン30は、例えば水上又は海上で飛行体100を浮かせ、飛行体100を、救助用としても用いられ得る浮体として機能させることができる。さらに、ロータユニット20がスクリューとして機能することによって、飛行体100は、救難艇として機能することができる。
飛行体100の制御器41は、距離センサ47が検知する飛行体100の本体11から周囲の物体までの距離及び方位の組み合わせが閾値以下となると、自動的にバルーン30を膨張し得る。例えば、制御器41は、本体11から下方の物体までの距離が第一閾値以下となると、バルーン30を膨張させる。これにより、飛行体100は、水、海水等の液上での着陸をすることができる。また、地上に着陸する場合でも、事前にバルーン30を膨張させることによって、飛行体100は、地面への着陸時に受ける衝撃を抑えることができるだけでなく、地上にいる人等に接触しても損傷を与えることを抑えることができる。また、例えば、制御器41は、飛行体100の進行方向前方における本体11から物体までの距離が第二閾値以下となると、バルーン30を膨張させる。これにより、飛行体100が物体と接触した場合に受ける損傷が低減する。
飛行体100の制御器41は、液面検知センサ51が水又は海水等の液体の表面への接近又は接触を検知すると、バルーン30を膨張させる。これにより、飛行体100は、水、海水等に着陸することができ、さらに、救助用としても用いられ得る浮体として機能することができる。バルーン30の膨張が着水時又はその直前に実施されるため、飛行体100は、着水まで素早い下降動作を実施することができる。
[1-3.効果等]
上述したように、本開示に係る飛行体100は、プロペラ21と、プロペラ21を駆動するモータ22とをそれぞれが有する複数のロータユニット20と、気室30bを有する袋状体としてのバルーン30と、気室30bにガスを注入してバルーン30を膨張させるガスボンベ43及び弁43aとを備え、バルーン30は、膨張したときにロータユニット20を覆う。
上述したように、本開示に係る飛行体100は、プロペラ21と、プロペラ21を駆動するモータ22とをそれぞれが有する複数のロータユニット20と、気室30bを有する袋状体としてのバルーン30と、気室30bにガスを注入してバルーン30を膨張させるガスボンベ43及び弁43aとを備え、バルーン30は、膨張したときにロータユニット20を覆う。
上述の構成において、飛行体100は、飛行時に袋状のバルーン30を収縮させておくことができる。また、飛行体100は、ガスボンベ43及び弁43aによってバルーン30を膨張させ、バルーン30を緩衝体又は浮力体として機能させることもできる。袋状のバルーン30は、収縮時に折りたたまれたコンパクトな状態でロータユニット20に格納されることができる。このため、収縮状態のバルーン30は、その空気抵抗に起因する飛行中の飛行体100の機動性の低下を抑制することができる。また、着陸時等にバルーン30を膨張させることによって、緩衝作用つまりクッション作用を有するバルーン30は、着陸地点及びその周辺にいる人等と接触しても、双方に生じ得る損傷を低減する。特に、バルーン30は、プロペラ21を備えるロータユニット20に設けられるため、プロペラ21の接触を低減することができる。また、バルーン30がロータユニット20を覆う構成は、実施の形態のようにバルーン30がロータユニット20の全体を覆う構成、及び、バルーン30がロータユニット20の一部を覆う構成を含み得る。
さらに、本開示に係る飛行体100では、バルーン30は、ロータユニット20に設けられる。上述の構成において、バルーン30は、ロータユニット20に直接的に作用する緩衝体として機能する。
本開示に係る飛行体100は、弁43aを制御する制御器41を備え、制御器41は、所定の条件が満たされることを認定すると、収縮しているバルーン30の気室30bにガスを注入するように弁43aを制御する。上述の構成において、バルーン30は、制御器41によって、必要時に膨張することができる。
本開示に係る飛行体100は、飛行体100の位置を検出するGPS用通信器46を備え、制御器41は、GPS用通信器46が検出する飛行体100の位置が所定の位置となると、気室30bにガスを注入するように弁43aを制御する。上述の構成において、バルーン30は、飛行体100が所定の位置に到達したときに自動的に膨張することができる。なお、所定の位置は、平面位置のみを含むものであっても、平面位置及び高度を含むものであってもよい。
本開示に係る飛行体100は、飛行体100と飛行体100の周囲の物体との距離を検知する距離センサ47を備え、制御器41は、距離センサ47が検知する飛行体100と飛行体100の周囲の物体との距離が所定の距離以下となると、気室30bにガスを注入するように弁43aを制御する。上述の構成において、バルーン30は、飛行体100が周囲の物体と接近した時に自動的に膨張し、飛行体100の緩衝体として機能することができる。
本開示に係る飛行体100は、液体の表面を検知する液面検知センサ51を備え、制御器41は、液面検知センサ51が液体の表面への接近又は接触を検知すると、気室30bにガスを注入するように弁43aを制御する。上述の構成において、バルーン30は、飛行体100が液面上に着陸する直前又は着陸したと同時に自動的に膨張し、飛行体100の浮力体として機能することができる。その結果、飛行体100は、液中に沈むことを防ぐことができ、さらに、水上又は海上で救助用としても用いられ得る浮体として機能することができる。
[実施の形態2]
以下、図10~図12を用いて、実施の形態2に係る飛行体200を説明する。なお、図10は、実施の形態2に係る飛行体200を、図1と同様に示す斜視図である。図11は、実施の形態2に係る飛行体200を、図3と同様に示す斜視図である。図12は、実施の形態2に係る飛行体200を、図9と同様に示す断面図である。以下の実施の形態の説明において、前出した図における参照符号と同一の符号の構成要素は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。さらに、実施の形態1と同様の点に関しては説明を省略する。
以下、図10~図12を用いて、実施の形態2に係る飛行体200を説明する。なお、図10は、実施の形態2に係る飛行体200を、図1と同様に示す斜視図である。図11は、実施の形態2に係る飛行体200を、図3と同様に示す斜視図である。図12は、実施の形態2に係る飛行体200を、図9と同様に示す断面図である。以下の実施の形態の説明において、前出した図における参照符号と同一の符号の構成要素は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。さらに、実施の形態1と同様の点に関しては説明を省略する。
飛行体200は、実施の形態1に係る飛行体100においてフレーム10の本体11に、袋状体である第二バルーン230が設けられた構成を有している。第二バルーン230は、第一バルーンであるバルーン30と同様の材料で構成されている。図10に示すように、袋状体である1つの第二バルーン230が、フレーム10の本体11の側壁11aの外周面上に、4つのアーム12を避けつつこの外周面を囲むようにして取り付けられている。通常、第二バルーン230は、収縮して折りたたまれて格納された状態で本体11に搭載されており、円環状の外形を形成している。図12に示すように、第二バルーン230は、図示しない配管及び弁43aを介してガスボンベ43に接続されている。第二バルーン230の気室230bにガスボンベ43内のガスが注入されることによって、第二バルーン230は、格納状態に対して数倍~数十倍の内部容積を有するように膨張し得る。そして、第二バルーン230は、膨張したときに本体11の側壁11aの外周面を覆う。つまり、本体11の側方全体が第二バルーン230によって覆われているが、これに限定されず、部分的に覆われてもよい。又は、第二バルーン230は、本体11を含むフレーム10を覆わず、フレーム10に直接的又は間接的に取り付けられる又は配置されてもよい。ここで、第二バルーン230は、第2の袋状体の一例である。
弁43aは、ガスボンベ43内のガスを、4つの第一バルーン30と1つの第二バルーン230とに同時に供給するように構成されてもよく、4つの第一バルーン30と1つの第二バルーン230とに別々に供給するように構成されてもよい。第二バルーン230の膨張を制御する弁43aの動作は、操縦器101からの指令等に基づき制御器41によって制御される。
図11及び図12に示すように、ガスの注入を受けて膨らんだ第二バルーン230は、楕円体状の外形を有している。具体的には、第二バルーン230は、楕円を長軸周りに回転させて形成される楕円体状の外形を有している。第二バルーン230は、円筒状の貫通孔230aを有している。貫通孔230aは、楕円体の長軸方向に第二バルーン230を貫通し且つ開口端230aa及び230abで開放している。膨らんだ第二バルーン230の気室230bは、貫通孔230aを周方向に囲む1つの連続した空間を、シート状の材料の内側に形成している。第二バルーン230の貫通孔230aの軸方向は、第一バルーン30の貫通孔30aの軸方向に沿っている。本実施の形態では、貫通孔30a及び230aの軸方向での第二バルーン230の高さは、第一バルーン30と同等である。これにより、第二バルーン230は、貫通孔30a及び230aの軸方向での緩衝作用を、第一バルーン30と共に生じ得る。
なお、ガスの注入を受けて膨らんだ第二バルーン230が、第一バルーン30と接触することで、第一バルーン30及び第二バルーン230は、アーム12を露出させないように完全に覆うことが可能となる。この場合、飛行体200は、物体あるいは人などと接触した場合に、飛行体200のロータユニット20、フレーム10の本体11に加え、アーム12に対しても緩衝作用を受け、飛行体200、及び、物体あるいは人などの双方に生じ得る損傷を低減する。
フレーム10の本体11の全体が、貫通孔230a内に位置し、本体11は、円筒状の側壁11aの軸方向を貫通孔230aの軸方向に沿う向きにして、配置されている。つまり、本体11の側方全体が第二バルーン230によって覆われている。フレーム10のアーム12は、貫通孔230aの内周壁面から第二バルーン230を貫通してその外部に延びる。本体11及びアーム12と気室230bとは、第二バルーン230を形成するシート状の材料によって隔てられている。
第二バルーン230の膨張は、第一バルーン30の膨張と略同時期に実施され得る。第二バルーン230は、第一バルーン30と同時に膨張させられてもよく、第一バルーン30に対して少しの時間差を伴って膨張させられてもよい。時間差を伴う場合、第二バルーン230の膨張は、第一バルーン30よりも遅れてもよい。これにより、カメラ48の側方が第二バルーン230によって覆われるのを遅くすることができるため、カメラ48の撮像が、より長く継続されることができる。
さらに、第二バルーン230の膨張は、第一バルーン30の膨張に対して任意な時間差を伴って実施されてもよい。例えば、飛行体200が、着陸点の付近に橋梁等の障害物が存在する、水、海水等の液上の着陸点に着陸する場合、飛行体200は、障害物への接近時に第一バルーン30のみを膨張させ、その後の液面への接近時に第二バルーン230を膨張させてもよい。これにより、飛行体200は、障害物への接近時、ロータユニット20の周りを覆う第一バルーン30によって障害物との接触により生じる相互の損傷のリスクを低減しつつ、飛行体200にある程度の機動性を維持する。そして、飛行体200は、液面への接近時、第二バルーン230を膨張させることによって、着陸点に人又は物体が存在する場合に、接触により人又は物体に与え得る損傷のリスクを低減する。
また、実施の形態2に係る飛行体200におけるその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。さらに、実施の形態2に係る飛行体200によると、実施の形態1に係る飛行体100と同様の効果が得られる。さらにまた、実施の形態2に係る飛行体200は、複数のロータユニット20を支持するフレーム10を備え、飛行体200では、第一バルーン30が膨張したときにロータユニット20を覆い、第二バルーン230が膨張したときにフレーム10を覆う。上述の構成において、膨脹したときにロータユニット20を覆う第一バルーン30が設けられるだけでなく、膨脹したときにフレーム10を覆う第二バルーン230が設けられるため、バルーン30及び230が飛行体100に与える浮力が増加する。さらに、バルーン30及び230によって、ロータユニット20だけでなくフレーム10も緩衝作用を受ける。また、第二バルーン230がフレーム10を覆う構成は、第二バルーン230がフレーム10の全体を覆う構成、及び、第二バルーン230がフレーム10の一部を覆う構成を含み得る。
[他の実施の形態]
以上のように、本開示における技術の例示として、上記の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態及び下記の他の実施形態で説明する各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
以上のように、本開示における技術の例示として、上記の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態及び下記の他の実施形態で説明する各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
上記実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200では、4つのロータユニット20のそれぞれに1つの第一バルーン30が配置されていたが、これに限定されるものでなく、複数のロータユニット20の全てに第一バルーン30が配置されていなくてもよい。
上記実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200は、4つのロータユニット20のそれぞれに1つの第一バルーン30を別々に備えていた。しかしながら、4つの第一バルーン30のうち少なくとも2つが一体化されていてもよい。この場合、一体化された第一バルーン30の気室30bは、互いに連通していても連通していなくてもよい。また、第二バルーン230が、4つの第一バルーン30のうち少なくとも1つと一体化されていてもよい。この場合、一体化された第一バルーン30の気室30bと第二バルーン230の気室230bとは、互いに連通していても連通していなくてもよい。
上記実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200では、第一バルーン30はロータユニット20の側部を外側から覆い、第二バルーン230はフレーム10の本体11の側部を外側から覆っていたが、これに限定されるものでない。第一バルーン30及び第二バルーン230は、どのように配置されてもよい。
例えば、第一バルーン30は、ロータユニット20を外側から覆うのではなく、ロータユニット20を内側から覆ってもよく、ロータユニット20を外側及び内側から覆ってもよい。第一バルーン30は、ロータユニット20の下部及び/又は上部に配置されてもよく、ロータユニット20の下部及び側部にわたって配置されてもよく、ロータユニット20の上部及び側部にわたって配置されてもよく、ロータユニット20の上部、側部及び下部にわたって配置されてもよい。第二バルーン230は、本体11の下部及び/又は上部に配置されてもよく、本体11の下部及び側部にわたって配置されてもよく、本体11の上部及び側部にわたって配置されてもよく、本体11の上部、側部及び下部にわたって配置されてもよい。また、第二バルーン230は、本体11ではなくフレーム10のアーム12に配置されてもよく、本体11からアーム12にわたって配置されてもよい。
また、実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200が水上又は海上での救助で使用される場合、第一バルーン30は膨張時にロータユニット20の側部に加え上部及び下部を覆うように構成されてもよく、第二バルーン230は本体11の側部に加え上部及び下部を覆うように構成されてもよい。このようにすることで飛行体100及び200をより安全に着水させることができる。
上記実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200では、4つのロータユニット20のそれぞれに、1つの第一バルーン30が配置されていたが、2つ以上のバルーンが配置されてもよい。また、フレーム10の本体11に1つの第二バルーン230が配置されていたが、2つ以上のバルーンが配置されてもよい。又は、例えば図13に示すように、1つの第一バルーン30の気室30bが、2つ以上の気室に分割されていてもよい。図13は、実施の形態1に係る飛行体100の変形例を図9と同様に示す断面図である。図13に示す飛行体300では、各第一バルーン30の気室は、貫通孔30aの軸方向に略垂直な面に沿って延在する隔壁30cによって、2つの気室30ba及び30bbに上下に分割されている。気室30ba及び30bbは、互いに連通しておらず、これに限定されるものではないが同等の容積を有している。気室30ba及び30bbはそれぞれ、配管43ba及び43bbを介して弁43aに接続されており、別々に膨張及び収縮されるように構成されている。隔壁30cは、ロータユニット20のロータフレーム23に隣り合う位置に位置している。第一バルーン30は、気室30ba及び30bbが個別に膨張されることによって、その浮力を調節することができる。また、フレーム10に設けられる第二バルーン230の気室230bも、2つ以上の気室に分割されてもよい。
上記実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200では、膨張状態の第一バルーン30及び第二バルーン230は、楕円体状の外形を有していたが、いかなる形状を有していてもよい。さらに、第一バルーン30及び第二バルーン230において、貫通孔30a及び230aの軸方向の高さは、貫通孔30aの直径とロータユニット20のプロペラ21の位置とに関連していなくてもよい。例えば、図14に示す飛行体400のように、膨張状態の第一バルーン30は扁平な直方体状の外形を有していてもよい。さらに、膨張状態の第二バルーン230も、第一バルーン30と同様であってもよい。なお、図14は、実施の形態1に係る飛行体100の別の変形例を図3と同様に示す斜視図である。また、例えば、飛行体100及び200が、水上又は海上での救助用に使用される場合、第一バルーン30及び第二バルーン230は、輪状の浮輪形状、取手付きの形状等のように人が掴みやすい形状を膨張時に形成するように構成されてもよい。又は、膨張状態の複数の第一バルーン30が小型ボート状の形状を形成してもよく、膨張状態の複数の第一バルーン30及び第二バルーン230が小型ボート状の形状を一緒に形成してもよい。このとき、ロータユニット20がスクリューとして機能してもよい。
上記実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200では、第一バルーン30及び第二バルーン230は、ガスボンベ43に充填されたガスを使用して、膨張させられていたが、これに限定されるものでない。第一バルーン30及び第二バルーン230は、飛行体100に搭載されたエアポンプ、空気圧縮機(エアコンプレッサとも呼ばれる)等の機器から圧送されるガスによって、膨張させられてもよい。又は、第一バルーン30及び第二バルーン230は、車両のエアバック装置のように物質の燃焼による化学反応で発生するガスによって膨張させられてもよく、その他の化学反応で発生するガスによって膨張させられてもよい。また、ガスボンベ43の数を複数としてもよく、例えば第一バルーン30と第二バルーン230とについて別々のガスボンベ43を設けてもよく、さらに第一バルーン30それぞれに1つ以上のガスボンベ43を設けてもよい。この場合、より短い時間で第一バルーン30及び第二バルーン230を膨張させることができる。
上記実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200では、ガスボンベ43から第一バルーン30及び第二バルーン230へのガスの供給は、弁43aの切替動作によって実施されていたが、これに限定されるものでない。救命胴衣で採用されている構成のように、ガスボンベ43への穴あけ可能な針を制止している錠剤等の水溶性の制止材が、水に濡れることによって溶解し、それにより、針がガスボンベ43に穴をあけ、ガスボンベ43内のガスが各バルーンに供給されるように構成されてもよい。
上記実施の形態1及び2に係る飛行体100及び200では、4つのロータユニット20が設けられていたが、これに限定されるものでなく、ロータユニット20は1つ以上であってよい。
上記実施の形態1及び2では、飛行体100及び200の用途として、水上又は海上での救助の例が挙げられたが、飛行体100及び200は、いかなる用途に使用されてもよい。例えば、飛行体100及び200は、撮影、運搬、演出等の種々の用途に用いられてもよい。飛行体100及び200において、第一バルーン30及び第二バルーン230を膨張させることによる演出効果も期待できる。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
以上説明したように、本開示は、ロータユニットとバルーンとを備えた飛行体について有用である。
10 フレーム
20 ロータユニット
21 プロペラ
22 モータ
30 第一バルーン(袋状体)
30b,30ba,30bb,230b 気室
41 制御器
43 ガスボンベ(注入部)
43a 弁(注入部)
46 GPS用通信器(測位装置)
47 距離センサ
51 液面検知センサ
100,200,300,400 飛行体
230 第二バルーン(袋状体)
20 ロータユニット
21 プロペラ
22 モータ
30 第一バルーン(袋状体)
30b,30ba,30bb,230b 気室
41 制御器
43 ガスボンベ(注入部)
43a 弁(注入部)
46 GPS用通信器(測位装置)
47 距離センサ
51 液面検知センサ
100,200,300,400 飛行体
230 第二バルーン(袋状体)
Claims (8)
- プロペラと、前記プロペラを駆動するモータとをそれぞれが有する複数のロータユニットと、
気室を有する袋状体と、
前記気室にガスを注入して前記袋状体を膨張させる注入部と
を備え、
前記袋状体は、膨張したときに前記ロータユニットを覆う
飛行体。 - 前記袋状体は、前記ロータユニットに設けられる
請求項1に記載の飛行体。 - 前記複数のロータユニットを支持するフレームをさらに備え、
前記袋状体は、膨張したときに前記ロータユニットを覆う第1の袋状体と、膨張したときに前記フレームを覆う第2の袋状体とを含む
請求項1または2に記載の飛行体。 - 前記第2の袋状体は、前記フレームに設けられる
請求項3に記載の飛行体。 - 前記注入部を制御する制御器をさらに備え、
前記制御器は、所定の条件が満たされることを認定すると、収縮している前記袋状体の前記気室にガスを注入するように前記注入部を制御する
請求項1~4のいずれか一項に記載の飛行体。 - 前記飛行体の位置を検出する測位装置をさらに備え、
前記制御器は、前記測位装置が検出する前記飛行体の位置が所定の位置となると、前記気室にガスを注入するように前記注入部を制御する
請求項5に記載の飛行体。 - 前記飛行体と前記飛行体の周囲の物体との距離を検知する距離センサをさらに備え、
前記制御器は、前記距離センサが検知する前記距離が、所定の距離以下となると、前記気室にガスを注入するように前記注入部を制御する
請求項5または6に記載の飛行体。 - 液体の表面を検知する液面検知センサをさらに備え、
前記制御器は、前記液面検知センサが液体の表面への接近又は接触を検知すると、前記気室にガスを注入するように前記注入部を制御する
請求項5~7のいずれか一項に記載の飛行体。
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