JP6398145B2 - Unmanned aerial vehicles and their storage methods - Google Patents
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Description
本発明は無人航空機およびその保管方法に関する。 The present invention relates to an unmanned aerial vehicle and a storage method thereof.
従来、産業用無人ヘリコプターに代表される小型の無人航空機は、機体が高価で入手困難なうえ、安定して飛行させるためには操作に熟練が必要とされるものであった。しかし近年、無人航空機の姿勢制御や自律飛行に用いられるセンサ類およびソフトウェアの改良が大きく進み、これにより無人航空機の操作性が著しく向上するとともに、高性能な機体を安価に入手できるようになった。こうした背景から現在、特に小型のマルチコプターについては、趣味目的だけでなく、広範な分野における種々のミッションへの応用が試行されている。 Conventionally, a small unmanned aerial vehicle represented by an industrial unmanned helicopter has been expensive and difficult to obtain, and requires skill to operate in order to fly stably. However, in recent years, improvements in sensors and software used for unmanned aerial vehicle attitude control and autonomous flight have made significant progress, and this has significantly improved the operability of unmanned aircraft and made it possible to obtain high-performance aircraft at low cost. . From such a background, the application of a small multi-copter to various missions in a wide range of fields is now being tried, not only for hobby purposes.
このようなマルチコプターには、一般に、複数枚のブレードが周方向等間隔に配置されたローターが用いられている。複数枚のブレードを有するローターは、各ブレードが、その回転方向前方のブレードが生じさせた乱気流の中を通過するため、ローターの出力効率が低下しやすいという課題がある。また、マルチコプターは、個々のローターの回転数を連続的に変化させながら機体の姿勢および飛行動作を制御するという仕組み上、ローターに振動が生じやすいという性質がある。その他、例えばローターが上方へ吹く風にあおられると、ブレードの回転面が傾くことでローターが歳差運動を起こすこともある。このような振動は、機体の飛行動作の乱れや騒音の原因となる。 Such a multicopter generally uses a rotor in which a plurality of blades are arranged at equal intervals in the circumferential direction. A rotor having a plurality of blades has a problem in that the output efficiency of the rotor is likely to decrease because each blade passes through turbulent air flow generated by the blade in the front in the rotation direction. In addition, the multicopter has a characteristic that the rotor tends to vibrate due to the mechanism of controlling the attitude and flight operation of the aircraft while continuously changing the rotational speed of each rotor. In addition, for example, when the rotor is blown upward, the rotating surface of the blade may tilt and the rotor may precess. Such vibrations cause disturbance in the flight operation of the aircraft and noise.
また、このようなマルチコプターのローターは、一般に、機体の中心から放射状に延びたアームの先端に配置されている。そのため、ローターが複数枚のブレードを有する場合、ブレードがどの角度位置にあっても、ブレードの全体またはその一部が常にアームから外側へ突き出すこととなる。突き出したブレードは、機体を運搬するときの妨げとなり、また、機体の保管場所のスペース効率を低下させる原因となる。 Moreover, the rotor of such a multicopter is generally arrange | positioned at the front-end | tip of the arm extended radially from the center of the body. Therefore, when the rotor has a plurality of blades, the whole blade or a part thereof always protrudes outward from the arm regardless of the angular position of the blade. The protruding blades hinder the transportation of the airframe, and reduce the space efficiency of the airframe storage location.
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、ローターの振動に伴う飛行の乱れや騒音を抑え、また、保管時におけるスペース効率の高い無人航空機を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle that suppresses flight disturbance and noise associated with rotor vibration and has high space efficiency during storage.
上記課題を解決するため、本発明の無人航空機は、複数のローターを備え、これら各ローターの回転数を調節することにより機体の姿勢および飛行動作を制御する無人航空機であって、前記複数のローターの少なくとも一つは 、一枚のみからなるブレードと、該ブレードのカウンターウェイトと、を有する一翅ローターであることを特徴とする。なお、前記複数のローターは、そのすべてが前記一翅ローターであることが望ましい。 In order to solve the above-described problem, an unmanned aerial vehicle according to the present invention is an unmanned aerial vehicle that includes a plurality of rotors and controls the attitude and flight operation of the fuselage by adjusting the rotation speed of each of the rotors. At least one of these is a single rotor having only one blade and a counterweight of the blade. In addition, it is desirable that all of the plurality of rotors is the first rotor.
本発明の一翅ローターは、一枚のみからなるブレードで構成されているため、複数枚のブレードを有する一般的なローターとは異なり、他のブレードが生じさせた乱気流内を通過することによる出力効率の低下を考慮する必要がない。さらに、一翅ローターは、上記一般的なローターに比べて加減速が俊敏であるという特徴を有している。そのため、個々のローターの回転数を連続的に変化させながら機体の姿勢および飛行動作を制御する無人航空機にこの一翅ローターを採用することにより、機体の安定性や操作性を向上させることができる。 Since the first rotor of the present invention is composed of only one blade, unlike a general rotor having a plurality of blades, the output by passing through the turbulence generated by other blades. There is no need to consider a decrease in efficiency. Furthermore, the first rotor has a feature that acceleration / deceleration is quicker than the general rotor. Therefore, the stability and operability of the fuselage can be improved by adopting this first rotor in an unmanned aerial vehicle that controls the attitude and flight motion of the fuselage while continuously changing the rotational speed of each rotor. .
また、本発明の一翅ローターは、ブレードの回転に伴う振動を抑えるための専用の錘部材であるカウンターウェイトを有している。バランサーなどを用いて、カウンターウェイトの位置、大きさ、重さを予め最適化しておくことにより、一翅ローターが生じさせる振動を抑えることができる。また、一翅ローターは、複数枚のブレードを有する一般的なローターに比べて、歳差運動を起こしにくいという特徴もあり、ローターの振動抑制に対する相乗効果が見込まれる。本発明の無人航空機は、この一翅ローターを備えていることにより、ローターの振動に伴う飛行の乱れや騒音を抑えることが可能とされている。なお、本発明の無人航空機のローターは、そのすべてが一翅ローターであることが望ましいが、一部のみに一翅ローターが採用された場合でも、限定的ではあるが同様の効果が認められる。 In addition, the first rotor of the present invention has a counterweight which is a dedicated weight member for suppressing vibration accompanying the rotation of the blade. By using a balancer or the like and optimizing the position, size, and weight of the counterweight in advance, vibration generated by the first rotor can be suppressed. In addition, the first rotor has a feature that it is less likely to cause precession than a general rotor having a plurality of blades, and a synergistic effect on the vibration suppression of the rotor is expected. The unmanned aerial vehicle according to the present invention includes the first rotor so that it is possible to suppress flight disturbance and noise caused by the vibration of the rotor. It should be noted that the rotors of the unmanned aerial vehicle of the present invention are all preferably one-gear rotors. However, even when only a part of the first-gear rotors are employed, the same effect is recognized although limited.
さらに、本発明の一翅ローターは、ブレードが一枚で構成されていることから、各一翅ローターのブレードの位置を、その一翅ローターが支持されているアームの延出方向に沿って機体の中心側に向けて配置することにより、機体の保管時におけるスペース効率を高めることができる。 Furthermore, since the single rotor of the present invention is composed of a single blade, the position of the blade of each single rotor is positioned along the extending direction of the arm on which the single rotor is supported. By arranging it toward the center of the space, it is possible to increase the space efficiency during storage of the aircraft.
また、前記カウンターウェイトの重心の位置は、前記一翅ローターの静止時において、前記ブレードの基端部の位置よりも上方にあることが好ましい。 The position of the center of gravity of the counterweight is preferably above the position of the base end of the blade when the first rotor is stationary.
無人航空機の飛行時には、ブレードに作用する遠心力および揚力に応じてブレードがコーニングする。つまり、回転時におけるブレードの重心位置は、ブレードの翼面荷重により、ブレードの静止時と比較して上方に移動することがある。このため、機体の自重や運搬物の重量などに応じて、カウンターウェイトの重心位置を静止時におけるブレードの位置よりも上方に配置することにより、無人航空機の飛行時におけるダイナミックバランスを向上させることができる。なお、ブレードの上方におけるカウンターウェイトの最適な位置は、一翅ローターを実際の回転数で回転させて調整したり、ダイナミックバランサーなどを用いて調節することができる。 During the flight of an unmanned aerial vehicle, the blade is corned according to the centrifugal force and lift force acting on the blade. In other words, the center of gravity of the blade during rotation may move upward as compared to when the blade is stationary due to the blade load on the blade. For this reason, according to the weight of the aircraft, the weight of the transported object, etc., the center of gravity of the counterweight is positioned above the position of the blade when stationary, thereby improving the dynamic balance during unmanned aircraft flight. it can. Note that the optimum position of the counterweight above the blade can be adjusted by rotating the first rotor at the actual number of revolutions, or by using a dynamic balancer or the like.
また、前記一翅ローターはさらに、前記ブレードの基端部を覆うスピナを有しており、前記カウンターウェイトは、前記スピナ内に収容されていることが好ましい。また、前記カウンターウェイトは、前記スピナの内周面に固定されていても良い。 Further, it is preferable that the first rotor further has a spinner that covers a base end portion of the blade, and the counterweight is accommodated in the spinner. The counterweight may be fixed to the inner peripheral surface of the spinner.
スピナ内にカウンターウェイトを収容することにより、カウンターウェイトの空気抵抗を抑えることができ、また、スピナの外にカウンターウェイトが突き出していないことから、機体の保管時におけるスペース効率をより高めることができる。 By accommodating the counter weight in the spinner, the air resistance of the counter weight can be suppressed, and since the counter weight does not protrude outside the spinner, the space efficiency during storage of the aircraft can be further increased. .
また、前記カウンターウェイトは、前記一翅ローターの前記無人航空機への装着後に、その重心位置を微調節可能であることが好ましい。 The counterweight is preferably capable of finely adjusting the position of the center of gravity after the first rotor is mounted on the unmanned aircraft.
カウンターウェイトの重心位置を無人航空機への装着後に微調整可能とすることにより、一翅ローターの振動を抑えるための理論上のバランスと、実機に装着したときのバランスとの間に誤差を柔軟に解消させることができる。 By making it possible to finely adjust the position of the center of gravity of the counterweight after installation on an unmanned aerial vehicle, it is possible to flexibly reduce the error between the theoretical balance to suppress the vibration of the first rotor and the balance when installed on the actual aircraft. It can be eliminated.
また、前記各ローターは、駆動源であるアウターロータ型モータを有しており、前記ブレードおよび前記カウンターウェイトは、前記アウターロータ型モータのモータケースと一体化されている構成としてもよい。 Each of the rotors may have an outer rotor type motor as a drive source, and the blade and the counterweight may be integrated with a motor case of the outer rotor type motor.
アウターロータ型モータのモータケースにブレードとカウンターウェイトとが一体化されていることにより、ローターの部品点数およびその組み立て誤差を減らすことができる。これにより、ブレードおよびカウンターウェイトのバランスが累積公差で損なわれることを抑えることができる。また、例えばカウンターウェイトが磁力線に影響を与えられる素材からなる場合、さらには、モータケースの周方向における一部を厚く形成することでカウンターウェイトとする場合、モータケース外への漏れ磁束の量が減ることで、ローターの出力効率を向上させることができる。 Since the blade and the counterweight are integrated with the motor case of the outer rotor type motor, the number of parts of the rotor and its assembly error can be reduced. Thereby, it can suppress that the balance of a braid | blade and a counterweight is impaired by a cumulative tolerance. For example, when the counterweight is made of a material that affects the magnetic field lines, and when the counterweight is formed by thickening a part of the motor case in the circumferential direction, the amount of leakage magnetic flux to the outside of the motor case is small. By reducing, the output efficiency of the rotor can be improved.
また、上記課題を解決するため、本発明の、複数のローターを備える無人航空機の保管方法は、前記各ローターは、一枚のみからなるブレードと、該ブレードのカウンターウェイトと、を有する一翅ローターであり、前記各ローターはそれぞれ、前記無人航空機の機体の中心から放射状に延びる複数のアームに支持されており、前記各ローターの前記ブレードの位置を、該ローターが支持されている前記アームの延出方向に沿って前記機体の中心側に向けて配置する工程を含むことを特徴とする。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the storage method for an unmanned aerial vehicle including a plurality of rotors according to the present invention is such that each rotor has a single blade and a counterweight of the blade. Each of the rotors is supported by a plurality of arms extending radially from the center of the unmanned aircraft body, and the position of the blade of each rotor is determined by the extension of the arm on which the rotor is supported. It includes a step of arranging the airframe toward the center side of the airframe along the outgoing direction.
本発明の無人航空機は、各ローターのブレードが一枚で構成されていることから、各ローターのブレードの位置を、ローターが支持されているアームの延出方向に沿って機体の中心側に向けて配置することにより、機体の保管時におけるスペース効率を高めることができる。 In the unmanned aerial vehicle of the present invention, since the blades of each rotor are composed of a single piece, the position of the blades of each rotor is directed toward the center of the fuselage along the extending direction of the arm on which the rotor is supported. The space efficiency during storage of the aircraft can be improved.
以上のように、本発明にかかる無人航空機、および無人航空機の保管方法によれば、ローターの振動に伴う飛行の乱れや騒音を抑えることができ、また、保管時におけるスペース効率を高めることができる。 As described above, according to the unmanned aerial vehicle and the unmanned aircraft storage method according to the present invention, it is possible to suppress the flight disturbance and noise caused by the vibration of the rotor, and to improve the space efficiency during the storage. .
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、機体の周方向等間隔に4基のローターRが搭載された無人航空機であるマルチコプター10(クアッドコプター)についての例である。なお、本発明でいう「ローター」とは、垂直な回転軸および水平な回転面を有するローターを意味しており、飛行機用のプロペラなど、水平な回転軸を有するものは含まれない。また、本発明では、ローターRについて「上」とは、ローターRの吸気側、つまりマルチコプター10の上昇方向をいい、「下」とはローターRの排気側、つまりマルチコプター10の下降方向を意味している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an example of a multicopter 10 (quad copter) that is an unmanned aerial vehicle in which four rotors R are mounted at equal intervals in the circumferential direction of the airframe. The “rotor” in the present invention means a rotor having a vertical rotating shaft and a horizontal rotating surface, and does not include a rotor having a horizontal rotating shaft such as an airplane propeller. Further, in the present invention, “upper” for the rotor R means the intake side of the rotor R, that is, the rising direction of the
[全体構成]
図1はマルチコプター10の機能構成を示すブロック図である。マルチコプター10の機体には、フライトコントローラ20、4基のローターRおよびこれらローターRの回転を制御するESC43(Electric Speed Controller)、オペレータの操縦端末60と無線通信を行う無線送受信器33、および、電力供給源であるバッテリー51が搭載されている。[overall structure]
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the
各ローターRは、アウターロータ型モータであるモータ41、その出力軸に連結されたブレード42b、およびブレード42bのカウンターウェイト42wを有している。ESC43はローターRのモータ41に接続されており、フライトコントローラFCから指示された速度でモータ41を回転させる装置である。尚、本実施形態におけるマルチコプター11は、4基のローターRが搭載されたクアッドコプターであるが、ローターRの数は4基には限定されず、求められる飛行安定性や許容されるコスト等に応じて適宜変更可能である。
Each rotor R has a
フライトコントローラFCは、マイクロコントローラである制御装置20を備えている。制御装置20は、中央処理装置であるCPU21、ROMやRAMなどの記憶装置であるメモリ22、および、ESC43を介して各モータ41の回転数および回転速度を制御するPWMコントローラ23を備えている。
The flight controller FC includes a control device 20 that is a microcontroller. The control device 20 includes a
フライトコントローラFCはさらに、飛行制御センサ群31およびGPS受信器32(以下、これらを総称して「センサ等」ともいう。)を備えており、これらは制御装置20に接続されている。本実施形態におけるマルチコプター10の飛行制御センサ群31には、加速度センサ、角速度センサ、気圧センサ(高度センサ)、地磁気センサ(方位センサ)などが含まれている。制御装置20は、これらセンサ等により、機体の傾きや回転のほか、飛行中の緯度経度、飛行高度、および機首の方位角を含む自機の位置情報を取得可能とされている。
The flight controller FC further includes a flight
制御装置20のメモリ22には、マルチコプター10の飛行時における姿勢や基本的な飛行動作を制御する飛行制御アルゴリズムが実装されたプログラムである飛行制御プログラムFCPが記憶されている。飛行制御プログラムFCPは、オペレータ(操縦端末60)からの指示に従い、センサ等から取得した現在位置を基に各ローターRの回転数を調節し、機体の姿勢や位置の乱れを補正しながらマルチコプター10を飛行させる。
The memory 22 of the control device 20 stores a flight control program FCP, which is a program in which a flight control algorithm for controlling the attitude and basic flight operation of the
マルチコプター10の操縦は、オペレータが操縦端末60から行うことも可能であるが、例えば、飛行経路や速度、高度などのパラメータを飛行制御プログラムFCPに予め登録しておき、目的地へ自律的に飛行させることも可能である(以下、このような自律飛行のことを「オートパイロット」という。)。
The operation of the
このように、本実施形態におけるマルチコプター10は高度な飛行制御機能を備えている。ただし、本発明における無人航空機は、複数のローターRを備え、これら各ローターRの回転数を調節することにより機体の姿勢および飛行動作を制御する機体であればよく、例えばセンサ等から一部のセンサが省略された機体や、オートパイロット機能を備えず手動操縦のみにより飛行可能な機体であってもよい。
Thus, the
[ローター構成]
図2は、マルチコプター10のローターRの構成を示す部分斜視図である。マルチコプター10は4基のローターRを備えているが、いずれのローターRも図2と同一の構成を有している。図2に示すように、ローターRは、アウターロータ型モータであるモータ41、モータ41の出力軸に連結された一枚のブレード42b、モータ41とブレード42bの連結部を覆うドーム状のスピナ46、および、スピナ46の内周面に固定されたカウンターウェイト42wにより構成された一翅ローターである。[Rotor configuration]
FIG. 2 is a partial perspective view showing the configuration of the rotor R of the
カウンターウェイト42wは、ブレード42bの回転に伴う振動を抑えるための専用の錘部材である。本実施形態のカウンターウェイト42wの重心の位置は、ブレード42bの静止時における重心の位置よりもやや上方に配置されている。マルチコプター10の飛行時には、ブレード42bに作用する遠心力および揚力によりブレード42bはコーニングする。カウンターウェイト42wの重心が、ブレード42bの静止時における重心の位置よりも上方に配置されていることにより、この状態におけるダイナミックバランスを向上させることが可能とされている。なお、カウンターウェイト42wの具体的な位置、形状、および重さは、ローターRを実際の回転数で回転させたり、ダイナミックバランサーなどを用いて事前に最適化されている。
The
本実施形態のローターRは、ダイナミックバランスを考慮して、ブレード42bの実際の形状や硬度、回転数などに基づいてカウンターウェイト42wの重心位置を決定しているが、例えば振動の抑制に対する要求が厳格でない場合などは、後述する図5のローターR2のように、静止したブレード42bとカウンターウェイト42wの上下方向の重心位置を一致させることも考えられる。The rotor R of the present embodiment determines the position of the center of gravity of the
カウンターウェイト42wの最適な位置、形状、および重さは、ブレード42bの僅かな性質の違いにより変化するため、ブレード42bの設計を変更したときには都度バランスを調整し直す必要がある。本実施形態のカウンターウェイト42wは、その材料として鉛が用いられており、カウンターウェイト42wとブレード42bとのバランスを調整するときに、カウンターウェイト42wの形状や重さを容易に微調節することが可能とされている。本発明のカウンターウェイトの材料は特に限定されず、鉛以外の材料も使用可能であるが、カウンターウェイト42wのサイズを抑え、カウンターウェイト42wがローターRの径方向へ長く突き出すことを防ぐためには、比重の大きい材料を用いることが好ましい。
Since the optimal position, shape, and weight of the
本実施形態のカウンターウェイト42wは、ブレード42bとは別体の部材であり、スピナ46の内周面に固定されている。カウンターウェイト42wは、例えば後述する図5のローターR2のように、ブレード42bから連続して一体に形成されていてもよく、さらには、モータ41とブレード42bとを連結する図示しないハブと一体化されていてもよい。The
また、本実施形態のカウンターウェイト42wはスピナ46の内周面に貼着され、一箇所に固定されている。ブレード42bおよびカウンターウェイト42wの位置関係は、マルチコプター10へローターRを装着する前に調整が済んでいることが望ましいが、ローターR単体で調整したバランスと、マルチコプター10に装着して実際に飛行させたときのバランスとに誤差が生じることも考えられる。このような場合に備え、例えばブレード42bに対するカウンターウェイト42wの相対的な位置や配置角度を、カウンターウェイト42wを固定するねじなどの固定位置やその締緩の度合いなどで事後的に微調節可能とすることにより、理論上のバランスと実際のバランスとの誤差を柔軟に解消させることが可能となる。
Moreover, the
本実施形態のマルチコプター10では、ローターRが一枚のブレード42bで構成されていることにより、他のブレードが生じさせた乱気流の中をブレード42bが通過することによる出力効率の低下を考慮する必要がない。さらに、一翅ローターは、複数のブレードを有する一般的なローターに比べて加減速が俊敏であるという特徴を有している。個々のローターの回転数を連続的に変化させながら機体の姿勢および飛行動作を制御するマルチコプター10にこのローターRが採用されていることにより、マルチコプター10の飛行時における機体の安定性や操作性が改善されている。
In the
また、本実施形態のローターRでは、カウンターウェイト42wがスピナ46の内部に収容されている。例えば後述する図5のローターR2のように、カウンターウェイト42wが外部に露出している場合、ブレード42bが回転することによりカウンターウェイト42wに空気抵抗が生じ、ローターR2の出力効率が低下することとなる。本実施形態のローターRでは、カウンターウェイト42wがスピナ46の内部に収容されていることにより、このような空気抵抗による出力効率の低下が防止されている。この特徴も、マルチコプター10の飛行時における機体の安定性や操作性の向上に貢献している。また、本実施形態のカウンターウェイト42wは、スピナ46の内周面に固定されている。そのため、ブレード42bが回転してカウンターウェイト42wに遠心力が作用した場合でも、カウンターウェイト42wはスピナ46の内周面に押し付けられることとなり、カウンターウェイト42wが遠心力により脱落することが防止されるという効果も認められる。Further, in the rotor R of the present embodiment, the
また、本実施形態のマルチコプター10では、ブレード42bが生じさせる振動を、ブレード42bの振動抑制に最適化された錘部材であるカウンターウェイト42wで相殺することが可能とされている。また、一翅ローターは、歳差運動を起こしにくいという特徴もあり、ローターRの振動の抑制に対する相乗効果が見込まれる。これにより、振動が生じやすいというマルチコプターの問題が改善されており、ローターRの振動に伴うマルチコプター10の飛行の乱れや騒音が抑えられている。
Further, in the
[ローターの変形例]
図4および図5はローターRの変形例であるローターR1およびR2を示す図である。[Modification of rotor]
4 and 5 are views showing rotors R 1 and R 2 which are modifications of the rotor R. FIG.
図4のローターR1は、駆動源であるモータ41のモータケース41cに、ブレード42bおよびカウンターウェイト42wが一体化されたローターである。図4(a)はローターR1の側面図、図4(b)は、図4(a)のA−A位置における断面を示す平面図である。Rotor R 1 in FIG. 4, the
アウターロータ型モータであるモータ41のモータケース41cに、ブレード42bとカウンターウェイト42wとが一体化されていることにより、ローターR1の部品点数およびその組み立て誤差が低減されている。これにより、ブレード42bおよびカウンターウェイト42wのバランスが累積した誤差で損なわれることが抑えられている。The
また、本変形例のローターR1では、モータケース42cの周方向における一部の肉厚を他の部分よりも厚く形成することでカウンターウェイト42wとしている。そのため、カウンターウェイト42wの部位では、モータケース42c外への漏れ磁束の量が抑えられており、ローターR1の出力効率が高められている。また、本変形例では、ブレード42bとカウンターウェイト42wとがモータケース42cと一体成形されているが、モータケース42cとは別体のブレード42bおよびカウンターウェイト42wをモータケース42cに結合する構成としてもよい。Further, the rotor R 1 of the present modification, a
図5に示されるローターR2は、ローターRのより簡易な構造の例である。図5(a)はローターR2の側面図、図5(b)はローターR2の平面図である。本変形例のローターR2は、ブレード42bの基端部にカウンターウェイト42wが一体化されており、ブレード42bの静止時における、ブレード42bとカウンターウェイト42wの上下方向における重心位置が一致している。ローターR2はスピナを備えておらず、カウンターウェイト42wは外部に露出している。ローターRと比較した場合のローターR2の短所はこれまでに述べた通りである。The rotor R 2 shown in FIG. 5 is an example of a simpler structure of the rotor R. FIG. 5A is a side view of the rotor R 2 , and FIG. 5B is a plan view of the rotor R 2 . Rotor R 2 of this modification is integrated
[ブレードの格納方法]
図3は、マルチコプター10の保管場所における格納方法を示す図である。[Blade storage method]
FIG. 3 is a diagram illustrating a storage method of the
図3(a)に示すように、本実施形態のマルチコプター10は、機体の中心から4本のアーム11が放射状に延びており、ローターRはその先端にそれぞれ配置されている。複数枚のブレードを有する一般的なローターの場合、ブレードがどの角度位置にあっても、ブレードの全体またはその一部が常にアームから外側へ突き出すこととなる。突き出したブレードは、機体を運搬するときの妨げとなり、また、例えば図3(a)に示すように、機体の占有空間Dを広く確保する必要があることから、機体の保管場所のスペース効率を低下させる原因となる。
As shown to Fig.3 (a), the
本実施形態のマルチコプター10は、ローターRが一枚のブレード42bにより構成されていることから、各ローターRのブレード42bの位置を、そのローターRが支持されているアーム11の延出方向に沿って機体の中心側に向けて配置することにより、保管場所におけるマルチコプター10の占有空間Dをコンパクトにすることができ、保管場所のスペース効率を向上させることができる(図3(b)参照)。特に、本実施形態のマルチコプター10は、カウンターウェイト42wがスピナ46の内部に収容されていることにより、カウンターウェイト42wがローターRから径方向へ突き出すことがなく、省スペース効果が最大化されている。
In the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、本実施形態のマルチコプター10では、その全てのローターに、本発明の一翅ローターであるローターRが用いられているが、一部のローターにのみローターRが用いられた場合でも、限定的ではあるが、上で述べた振動抑制効果や、省スペース効果を得ることができる。また、ローターRの駆動源はモーターには限られず、例えば大型の機体などではエンジンを用いることも考えられる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the
Claims (5)
前記複数のローターの少なくとも一つは、一枚のみからなるブレードと、該ブレードのカウンターウェイトと、を有する一翅ローターであり、
前記カウンターウェイトの重心の位置は、前記一翅ローターの静止時における前記ブレードの重心の位置よりも上方にあることを特徴とする無人航空機。An unmanned aerial vehicle that includes a plurality of rotors and controls the attitude and flight movement of the aircraft with these rotors.
At least one of the plurality of rotors is a single rotor having only one blade and a counterweight of the blade,
The position of the center of gravity of the counterweight is above the position of the center of gravity of the blade when the first rotor is stationary.
前記複数のローターの少なくとも一つは、一枚のみからなるブレードと、該ブレードのカウンターウェイトと、を有する一翅ローターであり、
前記一翅ローターはさらに、前記ブレードの基端部を覆うスピナを有しており、
前記カウンターウェイトは、前記スピナの内周面に固定されていることを特徴とする無人航空機。An unmanned aerial vehicle that includes a plurality of rotors and controls the attitude and flight movement of the aircraft with these rotors.
At least one of the plurality of rotors is a single rotor having only one blade and a counterweight of the blade,
The first rotor further has a spinner that covers the base end of the blade;
The unmanned aircraft according to claim 1, wherein the counterweight is fixed to an inner peripheral surface of the spinner.
前記複数のローターの少なくとも一つは、一枚のみからなるブレードと、該ブレードのカウンターウェイトと、を有する一翅ローターであり、
前記一翅ローターは、駆動源であるアウターロータ型モータを有しており、
前記ブレードおよび前記カウンターウェイトは、前記アウターロータ型モータのモータケースと一体化されていることを特徴とする無人航空機。An unmanned aerial vehicle that includes a plurality of rotors and controls the attitude and flight movement of the aircraft with these rotors.
At least one of the plurality of rotors is a single rotor having only one blade and a counterweight of the blade,
The first rotor has an outer rotor type motor that is a drive source,
The unmanned aircraft according to claim 1, wherein the blade and the counterweight are integrated with a motor case of the outer rotor type motor.
前記各ローターは前記一翅ローターであり、
前記各ローターはそれぞれ、前記無人航空機の機体の中心から放射状に延びる複数のアームに支持されており、
前記各ローターの前記ブレードの位置を、該ローターが支持されている前記アームの延出方向に沿って前記機体の中心側に向けて配置する工程を含むことを特徴とする無人航空機の保管方法。A method for storing an unmanned aerial vehicle according to any one of claims 1, 2, and 4,
Each rotor is the first rotor,
Each of the rotors is supported by a plurality of arms extending radially from the center of the unmanned aircraft body,
A method of storing an unmanned aerial vehicle including a step of arranging a position of the blade of each rotor toward a center side of the airframe along an extending direction of the arm on which the rotor is supported.
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