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JP6964012B2 - Aircraft winch controller and air vehicle - Google Patents
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JP6964012B2 JP2018025669A JP2018025669A JP6964012B2 JP 6964012 B2 JP6964012 B2 JP 6964012B2 JP 2018025669 A JP2018025669 A JP 2018025669A JP 2018025669 A JP2018025669 A JP 2018025669A JP 6964012 B2 JP6964012 B2 JP 6964012B2
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Description

本発明は、飛行体に装着されるとともに電動により牽引部材を巻き上げて(巻き取って)及び/又は繰り降ろして(繰り出して)対象物を昇降させる電動巻き上げ装置(飛行体ウインチ)のための制御装置及び飛行体に関する。 The present invention is a control for an electric hoisting device (flying object winch) that is mounted on a flying object and electrically winds (winds) and / or unwinds (unrolls) an object to move up and down an object. Regarding equipment and flying objects.

電動モータの駆動力を利用して寝具、梱包類、仮設足場、建造物、漁労具等の対象物を所定位置まで巻き上げたり、降ろしたりする電動巻き上げ装置(以下、単にウインチという)は従来から一般的に知られている。 Electric hoisting devices (hereinafter simply referred to as winches) that use the driving force of an electric motor to wind and lower objects such as bedding, packaging, temporary scaffolding, buildings, and fishing gear to a predetermined position have been generally used. Known for

このようなウインチは、一般に、電動モータの正回転によって牽引部材を回転体(例えば、ドラムやスプール)に巻き取るとともに、電動モータの逆回転によって牽引部材を回転体から繰り出すようになっており、例えば重機や各種建造物に装着され(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)、或いは、最近では、例えば特許文献3に開示されるように無人飛行体(ドローン)に装着されて、荷物の搬送のみならず、例えば危険地帯への物資の運搬や調査等に活用されてきている。 In such a winch, the traction member is generally wound around a rotating body (for example, a drum or a spool) by the forward rotation of the electric motor, and the traction member is unwound from the rotating body by the reverse rotation of the electric motor. For example, it is mounted on a heavy machine or various structures (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2), or recently, as disclosed in, for example, Patent Document 3, it is mounted on an unmanned aircraft (drone) to carry luggage. It has been used not only for transportation but also for transportation and investigation of goods to dangerous areas, for example.

特開2016−210607号JP-A-2016-210607 特開2017−88358号JP-A-2017-883358 特開2017−87898号JP-A-2017-87898

ところで、このようなウインチをドローンなどの飛行体に装着する場合、特に、飛行体を遠隔操作し、操作場所から離れた遠隔地でウインチにより牽引部材を巻き上げて(巻き取って)及び/又は繰り降ろして(繰り出して)、牽引部材に結合される対象物を飛行体と地上との間で昇降させる場合、飛行体及びウインチを操作する操作者は、飛行体から地上までの距離(飛行体の高度)を把握していなければならないことは勿論のこと、飛行体に対してウインチにより昇降される対象物の位置をも把握していなければ、対象物の正確な昇降作業を行なうことができない。 By the way, when such a winch is attached to a flying object such as a drone, in particular, the flying object is remotely operated, and the traction member is wound up (wound) and / or rolled by the winch at a remote place away from the operation place. When lowering (feeding out) and raising and lowering the object to be connected to the traction member between the flying object and the ground, the operator who operates the flying object and the winch is the distance from the flying object to the ground (of the flying object). It is necessary to know the altitude), and if the position of the object to be lifted and lowered by the winch with respect to the flying object is not known, it is not possible to accurately lift and lower the object.

しかしながら、前述した特許文献3で代表されるようなウインチ付きの飛行体によって対象物の昇降作業を行なう場合には、一般に、飛行体に対してウインチにより昇降される対象物の位置、すなわち、飛行体、対象物、及び、地上の間のそれぞれの距離(距離関係)を操作者が正確に把握することが難しく、そのため、操作者は、遠くから目視で、或いは、飛行体に装着された遠近感を把握し難いカメラ等を用いて、対象物の昇降操作を感覚的に行なうしかない。 However, when the object is lifted and lowered by a winch-equipped flying object as represented by the above-mentioned Patent Document 3, in general, the position of the object raised and lowered by the winch with respect to the flying object, that is, flight. It is difficult for the operator to accurately grasp the distance (distance relationship) between the body, the object, and the ground, so that the operator can visually check from a distance or the perspective attached to the flying object. There is no choice but to sensuously move the object up and down using a camera or the like that is difficult to grasp.

したがって、操作者は、対象物の昇降操作(牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出し操作)を慎重に行なわざるを得ず、そのため、操作者に過度の負担がかかり、対象物の昇降作業にかなりの時間を要してしまう。また、このようにウインチ動作に多くの時間をとられてしまうと、電力の消耗も大きく、飛行体の飛行時間にも影響が及ぶ。すなわち、ホバリング時間が長くなることにより、その後の飛行時間が制限されてしまう。 Therefore, the operator has to carefully perform the lifting operation (winding and / or feeding operation of the traction member) of the object, which imposes an excessive burden on the operator and considerably raises and lowers the object. It will take time. In addition, if a large amount of time is taken for winch operation in this way, power consumption is large and the flight time of the flying object is affected. That is, the longer hovering time limits the subsequent flight time.

また、そのような慎重な操作にもかかわらず、ウインチ作業ミスが生じた場合、例えば誤って牽引部材を過度に繰り出してしまった場合(対象物が地上に達した後も牽引部材を繰り出し続けた場合)には、牽引部材が障害物(例えば木々や電柱等)に絡む(引掛かる)といった事態も生じ得る。そのような場合には、その後の対象物の昇降に支障を来すばかりか、そのような絡み(引掛かり)によって飛行体が立ち往生してしまって、その後の飛行体の帰還が不可能になる(或いは、電力供給が尽きてドローンが墜落する)といった状況に陥る可能性もある。 In addition, despite such careful operation, if a winch work error occurs, for example, if the traction member is accidentally extended excessively (the traction member continues to be extended even after the object reaches the ground). In some cases), the traction member may be entangled (caught) with an obstacle (for example, a tree, a utility pole, etc.). In such a case, not only does it hinder the subsequent ascent and descent of the object, but the flying object is stuck due to such entanglement (hooking), and the subsequent return of the flying object becomes impossible. (Alternatively, the power supply may be exhausted and the drone may crash).

本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、ウインチ操作における操作者の負担を軽減して、ウインチ作業の効率化及びウインチ作業時間の短縮化を図ることができるとともに、ウインチ作業ミスを防止できる飛行体ウインチ制御装置及び飛行体を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the burden on the operator in the winch operation, improve the efficiency of the winch work and shorten the winch work time, and the winch work. An object of the present invention is to provide an air vehicle winch control device and an air vehicle capable of preventing mistakes.

上記目的を達成するために、本発明は、牽引部材を巻回可能な回転体と、正逆回転駆動することによって前記回転体を正逆回転させて前記回転体に対する前記牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出しを行なう電動モータとを有して飛行体に装着されるウインチを制御するための飛行体ウインチ制御装置であって、前記電動モータを制御する制御部と、前記牽引部材の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部と、前記飛行体の高度を検出する高度検出部とを備え、前記制御部は、牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する複数の制御モードを有し、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値に達すると制御モードを変更することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention includes a rotating body capable of winding a traction member, and winding the traction member with respect to the rotating body by rotating the rotating body in the forward and reverse directions by driving the traction member in the forward and reverse directions. / Or A flying body winch control device for controlling a winch mounted on a flying body having an electric motor for feeding, and a control unit for controlling the electric motor and a feeding amount of the traction member. A feeding amount detecting unit for detecting and an altitude detecting unit for detecting the altitude of the flying object are provided, and the control unit has a plurality of control modes involved in controlling the winding and / or feeding operation of the traction member. The control mode is changed when the difference between the feeding amount of the traction member detected by the feeding amount detecting unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detecting unit reaches a predetermined threshold value. And.

上記構成によれば、繰り出し量検出部により検出される牽引部材の繰り出し量と高度検出部により検出される飛行体の高度との間の差、すなわち、牽引部材に結合される対象物と地上との間の距離に関連付けられるパラメータに基づいて、牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する制御モードが制御部によって自動的に切り換えられるため、対象物と地上との間の距離に応じた牽引部材の適切な動作を制御モードの変更により管理することができ、したがって、ウインチ操作における操作者の負担を軽減して、ウインチ作業の効率化及びウインチ作業時間の短縮化を図ることができるとともに、ウインチ作業ミスも防止できる。これにより、電力を節約でき、飛行体の飛行時間が大きく制限される事態を回避できるとともに、飛行体を遠隔操作し、操作場所から離れた遠隔地でウインチにより牽引部材を巻き上げて(巻き取って)及び/又は繰り降ろして(繰り出して)、牽引部材に結合される対象物を飛行体と地上との間で昇降させる場合であっても、対象物の正確な昇降作業を行なうことができる。したがって、例えば誤って牽引部材を過度に繰り出してしまって(対象物が地上に達した後も牽引部材を繰り出し続け)、牽引部材が障害物(例えば木々や電柱等)に絡む(引掛かる)などして、対象物の降下に支障を来すといった事態を生じさせないで済み、また、牽引部材が障害物に絡む(引掛かるり)ことによって飛行体が立ち往生してしまって、その後の飛行体の帰還が不可能になる(或いは、電力供給が尽きて飛行体が墜落する)といった状況に陥る可能性も排除できる。 According to the above configuration, the difference between the feeding amount of the traction member detected by the feeding amount detecting unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detecting unit, that is, the object coupled to the traction member and the ground. Based on the parameters associated with the distance between, the control mode automatically switches the control mode involved in controlling the take-up and / or unwinding motion of the traction member, thus reducing the distance between the object and the ground. Appropriate operation of the traction member can be managed by changing the control mode. Therefore, the burden on the operator in the winch operation can be reduced, and the winch work efficiency and the winch work time can be shortened. At the same time, it is possible to prevent winch work mistakes. This saves power and avoids a situation where the flight time of the aircraft is greatly limited, and at the same time, the aircraft is remotely controlled and the traction member is wound up (wound up) by the winch at a remote location away from the operation location. ) And / or even when the object to be coupled to the traction member is moved up and down between the flying object and the ground by moving down (feeding out), the object can be accurately lifted and lowered. Therefore, for example, the traction member is accidentally extended excessively (continuing to extend the traction member even after the object reaches the ground), and the traction member is entangled (hooked) with an obstacle (for example, a tree or a utility pole). As a result, it is not necessary to cause a situation in which the descent of the object is hindered, and the traction member gets entangled (hooked) with the obstacle, causing the flying object to get stuck, and the subsequent flying object becomes stuck. It is possible to eliminate the possibility of falling into a situation where it becomes impossible to return (or the power supply is exhausted and the aircraft crashes).

なお、上記構成において、牽引部材の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部は、原理的には、回転体の回転を読み取る方式のもの、回転体に巻回される牽引部材の半径を読み取る方式のもの、或いは、繰り出し量検出用のプーリを設けてこのプーリの回転を読み取る方式のものなど、様々な検出方式を採用できる。また、飛行体の高度を検出するための高度検出部は、超音波や電磁波等を飛行体側から地上へ向けて放出してその波の反射までの時間によって高度を測定する方式のもの、三角測量法を用いる方式のもの、或いは、GPS信号や気圧等を利用する高度計と測定した経度緯度から高度地図を用いて算出した標高データとの間の差を利用する方式のものなど、様々な検出方式を採用できる。 In the above configuration, the feeding amount detecting unit for detecting the feeding amount of the traction member is, in principle, a method of reading the rotation of the rotating body or a method of reading the radius of the traction member wound around the rotating body. Various detection methods can be adopted, such as those in which a pulley for detecting the amount of feeding is provided and the rotation of the pulley is read. In addition, the altitude detection unit for detecting the altitude of the flying object is a method that emits ultrasonic waves, electromagnetic waves, etc. from the flying object side toward the ground and measures the altitude by the time until the wave is reflected, triangulation. Various detection methods, such as those that use the method, and those that use the difference between the altimeter that uses GPS signals and barometric pressure and the altitude data calculated using the altitude map from the measured longitude and latitude. Can be adopted.

また、上記構成において、飛行体としては、例えばドローンを挙げることができるが、これに限定されず、操作者によって手動操作可能又は自動操作可能なあらゆる飛行体を想定し得る。 Further, in the above configuration, the flying object may be, for example, a drone, but is not limited to this, and any flying object that can be manually operated or automatically operated by the operator can be assumed.

また、上記構成において、制御部により制御モードを変更する形態としては、様々なものが考えられる。例えば、制御モードとして、電動モータを介して回転体を第1の速度で回転させる高速モードと、電動モータを介して回転体を第1の速度よりも遅い第2の回転速度で回転させる低速モードとが設定される場合、制御部は、繰り出し量検出部により検出される牽引部材の繰り出し量と高度検出部により検出される飛行体の高度との間の差が所定の閾値(例えば10m)を下回ると、高速モードから低速モードに変更してもよい。これにより、対象物と障害物との干渉が想定され難い高度が高い移動範囲では、高速で対象物を移動させて、ウインチ作業の効率化及びウインチ作業時間の短縮化を図ることができるとともに、障害物との干渉や地上との激しい衝突などが懸念される高度が低い移動範囲では、自動的に速度を落として対象物を慎重に移動させて、ウインチ操作における操作者の負担を軽減し、ウインチ作業ミスを防止できる。 Further, in the above configuration, various forms are conceivable as a form in which the control mode is changed by the control unit. For example, as a control mode, a high-speed mode in which the rotating body is rotated at a first speed via an electric motor and a low-speed mode in which the rotating body is rotated at a second rotation speed slower than the first speed via an electric motor. When and is set, the control unit sets a predetermined threshold value (for example, 10 m) as the difference between the extension amount of the traction member detected by the extension amount detection unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detection unit. If it falls below, the high speed mode may be changed to the low speed mode. As a result, in a high altitude movement range where interference between the object and an obstacle is unlikely to be expected, the object can be moved at high speed to improve the efficiency of winch work and shorten the winch work time. In low altitude movement areas where there is concern about interference with obstacles or severe collisions with the ground, the speed is automatically reduced to carefully move the object, reducing the burden on the operator during winch operation. Winch work mistakes can be prevented.

或いは、制御モードとして、例えば、電動モータを所定のタイミングで自動駆動させる自動駆動モードと、飛行体を操作するための操作部からの操作信号に基づいて電動モータを駆動させる手動駆動モードとが設定される場合、制御部は、繰り出し量検出部により検出される牽引部材の繰り出し量と高度検出部により検出される飛行体の高度との間の差が所定の閾値(例えば10m)を下回ると、自動駆動モードから手動駆動モードに変更してもよい。これにより、対象物と障害物との干渉が想定され難い高度が高い移動範囲では、自動で対象物を移動させて、ウインチ操作における操作者の負担を軽減でき、ウインチ作業の効率化及びウインチ作業時間の短縮化を図ることができるとともに、障害物との干渉や地上との激しい衝突などが懸念される高度が低い移動範囲では、手動による操作に切り換えて、操作者による状況に応じた慎重な操作及び柔軟な処理対応を実現できる。なお、自動駆動モードを開始させる所定のタイミングとしては、例えば、飛行体を操作するための操作部から牽引部材の繰り出し動作を開始させる操作信号が入力された時点を挙げることができる。 Alternatively, as the control mode, for example, an automatic drive mode in which the electric motor is automatically driven at a predetermined timing and a manual drive mode in which the electric motor is driven based on an operation signal from the operation unit for operating the flying object are set. When this is done, the control unit determines that the difference between the extension amount of the traction member detected by the extension amount detection unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detection unit falls below a predetermined threshold value (for example, 10 m). The automatic drive mode may be changed to the manual drive mode. As a result, in a high altitude movement range where interference between an object and an obstacle is unlikely to be expected, the object can be automatically moved to reduce the burden on the operator in winch operation, improving the efficiency of winch work and winch work. In addition to shortening the time, in low altitude movement areas where there is concern about interference with obstacles or severe collisions with the ground, switch to manual operation and be cautious according to the situation by the operator. Operation and flexible processing support can be realized. The predetermined timing for starting the automatic drive mode may be, for example, the time when an operation signal for starting the feeding operation of the traction member is input from the operation unit for operating the flying object.

また、上記構成では、飛行体ウインチ制御装置が牽引部材の張力を検出するための張力検出部を更に備えてもよく、その場合、制御モードとして、張力検出部により検出される牽引部材の張力を監視しない張力非監視モードと、張力検出部により検出される牽引部材の張力を監視する張力監視モードとが設定され、制御部は、繰り出し量検出部により検出される牽引部材の繰り出し量と高度検出部により検出される飛行体の高度との間の差が所定の閾値を下回ると、張力非監視モードから張力監視モードに変更してもよい。これによれば、張力監視モードにおいて、張力検出部により検出される牽引部材の張力が所定の閾値未満になった時点を対象物の接地と判断して制御部が電動モータの駆動を停止させるようにすることで、対象物の地上への到達を自動認識して牽引部材の繰り出しを自動的に停止させることができ、したがって、地上に対する対象物の激しい衝突を回避できることは勿論のこと、例えば誤って牽引部材を過度に繰り出してしまって、牽引部材が障害物に絡むといった事態も回避できる。 Further, in the above configuration, the flying object winch control device may further include a tension detection unit for detecting the tension of the traction member, and in that case, as a control mode, the tension of the traction member detected by the tension detection unit may be provided. A tension non-monitoring mode that does not monitor and a tension monitoring mode that monitors the tension of the traction member detected by the tension detection unit are set, and the control unit detects the extension amount and altitude of the traction member detected by the extension amount detection unit. When the difference from the altitude of the flying object detected by the unit falls below a predetermined threshold, the tension non-monitoring mode may be changed to the tension monitoring mode. According to this, in the tension monitoring mode, when the tension of the traction member detected by the tension detection unit becomes less than a predetermined threshold value, it is determined that the object is in contact with the ground, and the control unit stops driving the electric motor. By doing so, it is possible to automatically recognize the arrival of the object on the ground and automatically stop the feeding of the traction member, and therefore, it is possible to avoid a violent collision of the object with the ground, for example, by mistake. It is also possible to avoid a situation in which the traction member is excessively extended and the traction member is entangled with an obstacle.

また、上記構成では、飛行体ウインチ制御装置が繰り出し量検出部により検出される検出データと高度検出部により検出される検出データとを少なくとも含むウインチデータを送信する送信部を更に有してもよく、その場合、送信部は、所定のタイミングで、飛行体を操作するための操作部の受信部へウインチデータを送信してもよい。このようにすると、例えば操作部の出力部でウインチデータを出力させることができ、それにより、飛行体を操作する操作者は、牽引部材の繰り出し量と飛行体の高度とを含むウインチデータの全てを出力部を通じて把握でき、対象物の正確な昇降作業を行なうことができる。なお、送信部がウインチデータを送信する所定のタイミングとしては、例えば、飛行体を操作するための操作部から牽引部材の繰り出し動作及び/又は巻き上げ動作を開始させる操作信号が入力された時点を挙げることができる。 Further, in the above configuration, the flying object winch control device may further have a transmission unit that transmits winch data including at least the detection data detected by the feeding amount detection unit and the detection data detected by the altitude detection unit. In that case, the transmitting unit may transmit winch data to the receiving unit of the operating unit for operating the flying object at a predetermined timing. In this way, for example, the winch data can be output by the output unit of the operation unit, so that the operator who operates the flying object can output all the winch data including the feeding amount of the traction member and the altitude of the flying object. Can be grasped through the output unit, and accurate lifting work of the object can be performed. The predetermined timing at which the transmission unit transmits the winch data includes, for example, the time when an operation signal for starting the feeding operation and / or the hoisting operation of the traction member is input from the operation unit for operating the flying object. be able to.

なお、前記送信部と前記受信部との送受信は、例えば専用の無線チャンネルを用いて行われてもよく、そのデータの送受信形態は公知の様々な形態が考えられる。また、ウインチデータが出力される操作部の出力部は、例えば、飛行体を操作するための操作部に設けられる液晶モニタであってもよいが、これに限定されず、また、出力部で出力されるウインチデータの出力表示形態は、グラフや文字であってもよく、或いは、アニメーションであっても構わない。 The transmission / reception between the transmission unit and the reception unit may be performed using, for example, a dedicated wireless channel, and various known forms of transmission / reception of the data can be considered. Further, the output unit of the operation unit from which winch data is output may be, for example, a liquid crystal monitor provided in the operation unit for operating the flying object, but the output unit is not limited to this, and the output unit outputs the data. The output display form of the winch data to be generated may be a graph, characters, or an animation.

また、上記構成において、ウインチデータとしては、繰り出し量検出部により検出される検出データ(牽引部材の繰り出し量)及び高度検出部により検出される検出データ(飛行体の高度)以外に、牽引部材の張力、牽引スピード、電源電圧、電池残量、モーター駆動電流、モーター温度、制御基板温度を挙げることができる。 Further, in the above configuration, the winch data includes the detection data (feeding amount of the traction member) detected by the feeding amount detection unit and the detection data (elevation of the flying object) detected by the altitude detecting unit, as well as the traction member. Tension, traction speed, power supply voltage, remaining battery level, motor drive current, motor temperature, control board temperature can be mentioned.

また、本発明は、上記構成の特徴を有する飛行体も提供する。 The present invention also provides an air vehicle having the above-mentioned constitutional features.

本発明によれば、ウインチ操作における操作者の負担を軽減して、ウインチ作業の効率化及びウインチ作業時間の短縮化を図ることができるとともに、ウインチ作業ミスを防止できる飛行体ウインチ制御装置及び飛行体が得られる。 According to the present invention, it is possible to reduce the burden on the operator in winch operation, improve the efficiency of winch work and shorten the winch work time, and prevent winch work mistakes. Air vehicle winch control device and flight The body is obtained.

本発明の一実施形態に係る飛行体に搭載されるウインチの一例を示す概略的な斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of the winch mounted on the flying body which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る飛行体ウインチ制御装置を含む制御システムの概略的なブロック図である。It is a schematic block diagram of the control system including the flying object winch control device which concerns on one Embodiment of this invention. 図2の制御システム(飛行体ウインチ制御装置)の作用を説明するための概略的な説明図である。It is a schematic explanatory diagram for demonstrating the operation of the control system (flying object winch control device) of FIG. 本発明の一実施形態に係る飛行体の一例としてのドローンの斜視図である。It is a perspective view of the drone as an example of the flying object which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る飛行体ウインチ制御装置の包括的な制御態様を示す簡略的なフローチャートである。It is a simplified flowchart which shows the comprehensive control mode of the flying object winch control device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る飛行体ウインチ制御装置の具体的な第1の制御態様を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific 1st control mode of the flying object winch control device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る飛行体ウインチ制御装置の具体的な第2の制御態様を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific 2nd control mode of the flying object winch control device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る飛行体ウインチ制御装置の具体的な第3の制御態様を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific 3rd control mode of the flying object winch control device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る飛行体ウインチ制御装置の具体的な第4の制御態様を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific 4th control mode of the flying object winch control device which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る飛行体ウインチ制御装置及び飛行体の一実施形態について具体的に説明する。
図2に示されるように、本実施形態に係る飛行体ウインチ制御装置15は、飛行体としての例えばドローン500に搭載され、ドローン500に装着される電動巻き上げ装置としての飛行体ウインチ(以下、単にウインチという)1の動作を制御する。
Hereinafter, an embodiment of the flying object winch control device and the flying object according to the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 2, the flying object winch control device 15 according to the present embodiment is mounted on, for example, a drone 500 as a flying object, and the flying object winch as an electric hoisting device mounted on the drone 500 (hereinafter, simply referred to as “simply”). Controls the operation of 1) (called a winch).

ドローン500は、例えば、図4に示されるように、中央の本体部100から放射状に延びる4つのフレーム部(筐体)200を有しており、各フレーム部200の先端には駆動部300が装着される。この場合、本体部100は、例えばバッテリ、制御部、通信部(信号送受信部)、センサ、カメラ等(全て図示せず)を備える。また、駆動部300は、駆動モータが収容されるモータハウジング51と、駆動モータにより回転駆動されるプロペラ30とを有する。 For example, as shown in FIG. 4, the drone 500 has four frame portions (housings) 200 extending radially from the central main body portion 100, and a drive portion 300 is attached to the tip of each frame portion 200. It will be installed. In this case, the main body 100 includes, for example, a battery, a control unit, a communication unit (signal transmission / reception unit), a sensor, a camera, and the like (all not shown). Further, the drive unit 300 has a motor housing 51 in which the drive motor is housed, and a propeller 30 that is rotationally driven by the drive motor.

ドローン500に搭載される、例えばドローン500の本体部100の底部に装着されるウインチ1は、図1及び図2に示されるように、電動モータ2と、電動モータ2の正逆回転駆動によって正逆回転されて巻き上げ対象物80(図3参照)を牽引するための牽引部材22を巻き取る及び/又は繰り出す筒状の回転体4とを有する。この場合、回転体4は、ハウジング6に収容保持されるとともに、軸受(図示せず)を介してハウジング6に回転可能に支持され、また、電動モータ2は、例えばモータハウジングに収容された状態で筒状の回転体4の内側に回転不能に支持固定されてもよく、好ましくはハウジング6に取り外し可能に装着される電源Pによって給電される(又は、ドローン500を作動させるための電源から給電されてもよい)。なお、回転体4に巻回される牽引部材22としては、ワイヤ、チェーン、ロープ等を挙げることができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the winch 1 mounted on the drone 500, for example, mounted on the bottom of the main body 100 of the drone 500, is positively driven by the electric motor 2 and the forward / reverse rotation drive of the electric motor 2. It has a cylindrical rotating body 4 that winds and / or unwinds a traction member 22 for traction of a winding object 80 (see FIG. 3) that is rotated in the reverse direction. In this case, the rotating body 4 is housed and held in the housing 6 and rotatably supported by the housing 6 via a bearing (not shown), and the electric motor 2 is housed in, for example, the motor housing. It may be non-rotatably supported and fixed inside the tubular rotating body 4 and is preferably powered by a power source P detachably mounted on the housing 6 (or powered by a power source for operating the drone 500). May be done). Examples of the traction member 22 wound around the rotating body 4 include wires, chains, and ropes.

また、電動モータ2及び回転体4は、動力伝達機構(動力伝達経路)10によって互いに動力伝達可能に連結されている。この場合、動力伝達機構10は、電動モータ2の回転を回転体4側に伝達するが回転体4の回転を電動モータ2側に伝達しない双方向クラッチを有してもよく、また、電動モータ2からの動力を減速して回転体4に伝える減速機構を備えてもよい。 Further, the electric motor 2 and the rotating body 4 are connected to each other by a power transmission mechanism (power transmission path) 10 so as to be able to transmit power. In this case, the power transmission mechanism 10 may have a bidirectional clutch that transmits the rotation of the electric motor 2 to the rotating body 4 side but does not transmit the rotation of the rotating body 4 to the electric motor 2 side, or the electric motor. A deceleration mechanism that decelerates the power from 2 and transmits it to the rotating body 4 may be provided.

なお、本実施形態に係るウインチ1には、回転体4に対して牽引部材22を平行に巻回するためのレベルワインド装置40が設けられる。このレベルワインド装置40は、電動モータ2が回転駆動されると、それに連動して、回転体4から繰り出される牽引部材22を挿通する案内体42が左右に往復移動するよう構成されており、牽引部材22の巻き取り動作に伴って、回転体4に対して牽引部材22を均等に巻回する機能を有する。 The winch 1 according to the present embodiment is provided with a level wind device 40 for winding the traction member 22 in parallel with the rotating body 4. The level wind device 40 is configured such that when the electric motor 2 is rotationally driven, the guide body 42 that inserts the traction member 22 that is fed out from the rotating body 4 reciprocates to the left and right in conjunction with the rotation driving. It has a function of evenly winding the traction member 22 with respect to the rotating body 4 as the member 22 winds up.

また、本実施形態に係る飛行体ウインチ制御装置15は、その主要な構成要素として、図2に示されるように、回転体4による牽引部材22の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部20と、ドローン500の高度を検出するための高度検出部21と、牽引部材の張力を検出するための張力検出部23と、繰り出し量検出部20により検出される検出データと高度検出部21により検出される検出データとを少なくとも含むウインチデータを送信する送信部を伴う第1の送受信部19と、第1の送受信部19が操作部29側から受けるコマンド(操作信号)に応じて電動モータ2の駆動を制御するとともに繰り出し量検出部20及び高度検出部21からの検出データの送信を制御する制御部18とを有する。制御部18は、牽引部材22の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する複数の制御モードを有する。また、ドローン500及びウインチ1を操作するための操作部29は、第1の送受信部19からウインチデータを受信する受信部を伴う第2の送受信部28と、第2の送受信部28で受けられるウインチデータをドローン500の操作者60(図3参照)に対して出力する出力部27とを備える。なお、本実施形態において、飛行体ウインチ制御装置15及び操作部29は、ドローン500及びウインチ1を制御するための制御システムSを構成する。 Further, as the main components of the flying winch control device 15 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a feeding amount detecting unit 20 for detecting the feeding amount of the traction member 22 by the rotating body 4 and a feeding amount detecting unit 20 The altitude detection unit 21 for detecting the altitude of the drone 500, the tension detection unit 23 for detecting the tension of the traction member, the detection data detected by the extension amount detection unit 20, and the altitude detection unit 21 are detected. The first transmission / reception unit 19 including a transmission unit that transmits winch data including at least detection data, and the first transmission / reception unit 19 drives the electric motor 2 in response to a command (operation signal) received from the operation unit 29 side. It has a control unit 18 for controlling and controlling the transmission of detection data from the feed amount detection unit 20 and the altitude detection unit 21. The control unit 18 has a plurality of control modes involved in controlling the winding and / or feeding operation of the towing member 22. Further, the operation unit 29 for operating the drone 500 and the winch 1 is received by the second transmission / reception unit 28 including the reception unit that receives the winch data from the first transmission / reception unit 19 and the second transmission / reception unit 28. It includes an output unit 27 that outputs winch data to the operator 60 (see FIG. 3) of the drone 500. In the present embodiment, the flying object winch control device 15 and the operation unit 29 constitute a control system S for controlling the drone 500 and the winch 1.

回転体4による牽引部材22の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部20としては、例えば、回転体4の回転を読み取る方式のもの、具体的には、回転体4と同期して回転する磁石等の被検出部を、ホール素子等の検出手段によって回転を読み取る方式のものが挙げられる。スリットによって被検出部を構成し、フォトセンサを検出手段としても、同様の効果が実現できる。或いは、繰り出し量検出部20としては、回転体4に巻回される牽引部材22の半径を読み取る方式のもの、具体的には、接触式のプローブを回転体4に巻きつけられた牽引部材22に接触させ、その変位を測定するものや、超音波やレーザー等の入射波を牽引部材22に当て、その反射波が反射するまでの時間や反射位置を読み取る方式のものも挙げられる。更には繰り出し量検出部20として、繰り出し量検出用のプーリを設けてこのプーリの回転を読み取る方式のものも考えられる。すなわち、繰り出し量検出部20としては様々な検出方式を採用できる。 The feeding amount detecting unit 20 for detecting the feeding amount of the traction member 22 by the rotating body 4 is, for example, a type that reads the rotation of the rotating body 4, specifically, a magnet that rotates in synchronization with the rotating body 4 or the like. There is a method of reading the rotation of the detected portion of the above by a detection means such as a Hall element. The same effect can be realized by forming the detected portion with the slit and using the photo sensor as the detecting means. Alternatively, the feeding amount detecting unit 20 is of a type that reads the radius of the traction member 22 wound around the rotating body 4, specifically, the traction member 22 in which a contact-type probe is wound around the rotating body 4. There is also a method of measuring the displacement of the traction member 22 by contacting the traction member 22 with an incident wave such as an ultrasonic wave or a laser, and reading the time until the reflected wave is reflected and the reflection position. Further, as the feeding amount detecting unit 20, a method in which a pulley for detecting the feeding amount is provided and the rotation of the pulley is read is also conceivable. That is, various detection methods can be adopted as the feeding amount detection unit 20.

また、ドローン500の高度を検出するための高度検出部21は、例えば図3に示されるように超音波や電磁波等をドローン500側から地上へ向けて放出してその波の反射までの時間によって高度を測定する方式のもの、又は、三角測量法を用いる方式のもの、或いは、GPS信号や気圧等を利用する高度計と測定した経度緯度から高度地図を用いて算出した標高データとの間の差を利用する方式のものなど、様々な検出方式を採用できる。 Further, the altitude detection unit 21 for detecting the altitude of the drone 500 emits ultrasonic waves, electromagnetic waves, or the like from the drone 500 side toward the ground as shown in FIG. 3, for example, depending on the time until the wave is reflected. The difference between the altitude measurement method, the triangulation method, or the altimeter that uses GPS signals, barometric pressure, etc., and the altitude data calculated from the measured longitude and latitude using the altitude map. Various detection methods can be adopted, such as those using.

また、張力検出部23としては、例えば、張力を受ける部材のひずみを電気抵抗の変化に変換するひずみゲージを利用したものが挙げられる。その他、張力を受ける部材にかかる圧力を電圧に変換することによって検出する圧電素子を利用したものや、線形ばねと張力との釣り合いの位置を位置センサによって検出する方式、強磁性材料に張力を働かせた際に発生する磁歪効果による透磁率変化を検出する磁歪式センサを利用したもの等が考えられる。 Further, as the tension detecting unit 23, for example, a strain gauge using a strain gauge that converts the strain of a member that receives tension into a change in electrical resistance can be mentioned. In addition, a method that uses a piezoelectric element that detects the pressure applied to a member that receives tension by converting it into a voltage, a method that detects the position of equilibrium between a linear spring and tension with a position sensor, and a method that applies tension to a ferromagnetic material. It is conceivable to use a magnetostrictive sensor that detects a change in the magnetic permeability due to the magnetostrictive effect that occurs at that time.

また、第1の送受信部19と第2の送受信部28との間のデータの送受信は、例えば専用の無線チャンネルを用いて行われてもよいが、これに限定されない。また、出力部27は、例えば、ドローン500を操作するための操作部29に設けられる液晶モニタであってもよいが、これに限定されず、また、出力部27で出力されるウインチデータは、例えば図3に示されるように操作部29の液晶モニタ27aに文字や数字のみによって表示されてもよいが、グラフ表示されもよく、或いは、アニメーション(牽引部材22に吊るされ対象物80の地上に対する動きを動画で示す)によって表示されてもよい。また、ウインチデータを音声データによって読み上げてもよい。 Further, data transmission / reception between the first transmission / reception unit 19 and the second transmission / reception unit 28 may be performed using, for example, a dedicated wireless channel, but the present invention is not limited to this. Further, the output unit 27 may be, for example, a liquid crystal monitor provided in the operation unit 29 for operating the drone 500, but the output unit 27 is not limited to this, and the winch data output by the output unit 27 is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, the liquid crystal monitor 27a of the operation unit 29 may be displayed only by letters and numbers, but may be displayed as a graph, or may be animated (suspended on the traction member 22 and the object 80 is on the ground. It may be displayed by (showing the movement in a moving image). Further, the winch data may be read aloud by voice data.

次に、図3及び図5を参照しながら、上記構成の飛行体ウインチ制御装置15によるウインチ制御の一態様について簡単に説明する。
ここでは、ドローン500の例えば本体部100にウインチ1が装着された状態で、図3に示されるように操作者60が操作する操作部29の操作信号(コマンド)によりドローン500が飛行して目的場所(図では、例えば木などの障害物150が多数存在する山岳地)に到達した状況を想定する。操作者60が、この目的場所で対象物80を地上に降ろすために或いは対象物80を地上から引き上げるために操作部29から第2の送受信部28を介して操作信号をドローン500側に送信すると、操作信号は、第1の送受信部19を通じて制御部18に入力される。制御部18は、この操作信号(コマンド)を受けると(図5のステップS1がYESのとき)、電動モータ2を駆動させて、回転体4を回転させ、牽引部材22を繰り出す又は巻き取る(図5のステップS2)。この間、制御部18には、牽引部材22の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部20からの検出データとドローン500の高度を検出するための高度検出部21からの検出データとが常時入力され、また、制御部18は、入力されるこれらの検出データを含むウインチデータを第1の送受信部19を介して操作部29側へ送信する。これに応じて、操作部29側では、第2の送受信部28を介してウインチデータが受けられ、このウインチデータが操作部29の出力部27から出力される。具体的には、例えば図3に示されるように操作部29の液晶モニタ27aに文字や数字のみによってウインチデータが表示される(後述する図6〜図9の制御態様においても同様)。
Next, one aspect of winch control by the flying object winch control device 15 having the above configuration will be briefly described with reference to FIGS. 3 and 5.
Here, in a state where the winch 1 is attached to, for example, the main body 100 of the drone 500, the drone 500 flies by the operation signal (command) of the operation unit 29 operated by the operator 60 as shown in FIG. It is assumed that the vehicle has reached a place (in the figure, a mountainous area where many obstacles 150 such as trees exist). When the operator 60 transmits an operation signal from the operation unit 29 to the drone 500 side via the second transmission / reception unit 28 in order to lower the object 80 to the ground or to lift the object 80 from the ground at this destination. , The operation signal is input to the control unit 18 through the first transmission / reception unit 19. Upon receiving this operation signal (command), the control unit 18 drives the electric motor 2 to rotate the rotating body 4 and unwind or wind the traction member 22 (when step S1 in FIG. 5 is YES). Step S2) in FIG. During this time, the detection data from the feed amount detection unit 20 for detecting the feed amount of the traction member 22 and the detection data from the altitude detection unit 21 for detecting the altitude of the drone 500 are constantly input to the control unit 18. Further, the control unit 18 transmits the winch data including these input detection data to the operation unit 29 side via the first transmission / reception unit 19. In response to this, the operation unit 29 side receives winch data via the second transmission / reception unit 28, and the winch data is output from the output unit 27 of the operation unit 29. Specifically, for example, as shown in FIG. 3, winch data is displayed on the liquid crystal monitor 27a of the operation unit 29 using only letters and numbers (the same applies to the control modes of FIGS. 6 to 9 described later).

そして、このようにして牽引部材22が繰り出され続け又は巻き取られ続けて、繰り出し量検出部20により検出される牽引部材22の繰り出し量と高度検出部21により検出されるドローン500の高度との間の差が所定の閾値(例えば10m)に達する(閾値を下回る又は上回る)と(図5のステップS3がYESのとき)、制御部18は、その設定されていた制御モード(牽引部材22の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する制御モード)を他の制御モード(牽引部材22の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する制御モード)に変更する(図5のステップS4)。 Then, the traction member 22 continues to be unwound or wound in this way, and the feeding amount of the traction member 22 detected by the feeding amount detecting unit 20 and the altitude of the drone 500 detected by the altitude detecting unit 21 When the difference between them reaches a predetermined threshold value (for example, 10 m) (below or above the threshold value) (when step S3 in FIG. 5 is YES), the control unit 18 determines the set control mode (traction member 22 of the traction member 22). The control mode involved in controlling the winding and / or feeding operation) is changed to another control mode (control mode involved in controlling the winding and / or feeding operation of the traction member 22) (step S4 in FIG. 5). ..

以上のように、本実施形態の飛行体ウインチ制御装置15によれば、繰り出し量検出部20により検出される牽引部材22の繰り出し量と高度検出部21により検出されるドローン500の高度との間の差、すなわち、牽引部材22に結合される対象物80と地上との間の距離に関連付けられるパラメータに基づいて、牽引部材22の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する制御モードが制御部18によって自動的に切り換えられるため、対象物80と地上との間の距離に応じた牽引部材22の適切な動作を制御モードの変更により管理することができ、したがって、ウインチ操作における操作者60の負担を軽減して、ウインチ作業の効率化及びウインチ作業時間の短縮化を図ることができるとともに、ウインチ作業ミスも防止できる。これにより、電力を節約でき、ドローン500の飛行時間が大きく制限される事態を回避できるとともに、ドローン500を遠隔操作し、操作場所から離れた遠隔地でウインチ1により牽引部材22を巻き上げて(巻き取って)及び/又は繰り降ろして(繰り出して)、牽引部材22に結合される対象物80をドローン500と地上との間で昇降させる場合であっても、対象物80の正確な昇降作業を行なうことができる。したがって、例えば誤って牽引部材22を過度に繰り出してしまって(対象物80が地上に達した後も牽引部材22を繰り出し続け)、牽引部材22が障害物(例えば木々や電柱等)150に絡む(引掛かる)、或いは、牽引部材22が弛んだまま回転を続けることで、牽引部材22がウインチ1内等で絡むなどして、対象物80の降下に支障を来すといった事態を生じさせないで済み、また、牽引部材22が障害物150に絡む(引掛かる)ことによってドローン500が立ち往生してしまって、その後のドローン500の帰還が不可能になる(或いは、電力供給が尽きてドローン500が墜落する)といった状況に陥る可能性も排除できる。 As described above, according to the flying winch control device 15 of the present embodiment, between the feeding amount of the traction member 22 detected by the feeding amount detecting unit 20 and the altitude of the drone 500 detected by the altitude detecting unit 21. The control mode involved in controlling the winding and / or unwinding motion of the traction member 22 is controlled based on the difference, i.e., the parameter associated with the distance between the object 80 coupled to the traction member 22 and the ground. Since it is automatically switched by the unit 18, the appropriate operation of the traction member 22 according to the distance between the object 80 and the ground can be managed by changing the control mode, and therefore, the operator 60 in the winch operation can be managed. It is possible to reduce the burden of winch work, improve the efficiency of winch work and shorten the winch work time, and prevent winch work mistakes. As a result, power can be saved, the situation where the flight time of the drone 500 is greatly limited can be avoided, and the drone 500 can be remotely controlled, and the traction member 22 can be wound up (wound) by the winch 1 at a remote location away from the operation location. Accurate lifting work of the object 80 even when the object 80 coupled to the traction member 22 is moved up and down between the drone 500 and the ground by taking) and / or lowering (feeding out). Can be done. Therefore, for example, the traction member 22 is accidentally extended excessively (the traction member 22 continues to be extended even after the object 80 reaches the ground), and the traction member 22 becomes entangled with the obstacle (for example, trees, utility poles, etc.) 150. (Hooking) Or, if the traction member 22 continues to rotate while being loosened, the traction member 22 may be entangled in the winch 1 or the like, and the situation that the descent of the object 80 is hindered does not occur. Also, the drone 500 gets stuck because the traction member 22 gets entangled (hooked) with the obstacle 150, and the drone 500 cannot return after that (or the power supply is exhausted and the drone 500 becomes The possibility of falling into a situation such as (crashing) can be eliminated.

また、本実施形態では、飛行体ウインチ制御装置15が繰り出し量検出部20により検出される検出データと高度検出部21により検出される検出データとを少なくとも含むウインチデータを送信する第1の送受信部19を有し、この第1の送受信部19によってドローン500を操作するための操作部29の第2の送受信部28へウインチデータが送信されて、操作部29の出力部27でウインチデータが出力されるようになっているため、ドローン500を操作する操作者60は、牽引部材22の繰り出し量とドローン500の高度とを含むウインチデータの全てを出力27部を通じて把握でき、対象物80の正確な昇降作業を行なうことができる。 Further, in the present embodiment, the flying winch control device 15 transmits winch data including at least the detection data detected by the feeding amount detection unit 20 and the detection data detected by the altitude detection unit 21. The winch data is transmitted to the second transmission / reception unit 28 of the operation unit 29 for operating the drone 500 by the first transmission / reception unit 19, and the winch data is output by the output unit 27 of the operation unit 29. Therefore, the operator 60 who operates the drone 500 can grasp all the winch data including the feeding amount of the traction member 22 and the altitude of the drone 500 through the output 27, and the accuracy of the object 80. Can perform various lifting work.

図6には、制御部18による他の制御モード変更形態、すなわち、飛行体ウインチ制御装置15の具体的な第1の制御態様が示される。この制御態様において、制御部18は、制御モードとして、電動モータ2を介して回転体4を第1の速度で回転させる高速モードと、電動モータ2を介して回転体4を第1の速度よりも遅い第2の回転速度で回転させる低速モードとを有する。 FIG. 6 shows another control mode change mode by the control unit 18, that is, a specific first control mode of the flying object winch control device 15. In this control mode, the control unit 18 has, as a control mode, a high-speed mode in which the rotating body 4 is rotated at the first speed via the electric motor 2 and a high-speed mode in which the rotating body 4 is rotated at the first speed via the electric motor 2. Also has a low speed mode of rotating at a slow second rotation speed.

具体的には、この制御態様では、操作者60が、図3に示されるような目的場所で例えば対象物80を地上に降ろすために操作部29から第2の送受信部28を介して操作信号をドローン500側に送信すると、操作信号は、第1の送受信部19を通じて制御部18に入力される。制御部18は、この操作信号(コマンド)を受けると(図6のステップS11がYESのとき)、制御モードを高速モードに設定し、電動モータ2を高速で駆動させて、回転体4を第1の速度で回転させ、牽引部材22を高速で繰り出す(図6のステップS12)。この間、制御部18には、牽引部材22の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部20からの検出データとドローン500の高度を検出するための高度検出部21からの検出データとが常時入力される。 Specifically, in this control mode, the operator 60 receives an operation signal from the operation unit 29 via the second transmission / reception unit 28 in order to lower the object 80 to the ground at a destination as shown in FIG. Is transmitted to the drone 500 side, and the operation signal is input to the control unit 18 through the first transmission / reception unit 19. When the control unit 18 receives this operation signal (command) (when step S11 in FIG. 6 is YES), the control unit 18 sets the control mode to the high-speed mode, drives the electric motor 2 at high speed, and drives the rotating body 4 to the first. The traction member 22 is fed at a high speed by rotating at the speed of 1 (step S12 in FIG. 6). During this time, the detection data from the feed amount detection unit 20 for detecting the feed amount of the traction member 22 and the detection data from the altitude detection unit 21 for detecting the altitude of the drone 500 are constantly input to the control unit 18. ..

そして、このようにして牽引部材22が繰り出され続けて、繰り出し量検出部20により検出される牽引部材22の繰り出し量と高度検出部21により検出されるドローン500の高度との間の差が所定の閾値(例えば10m)を下回ると(図6のステップS13がYESのとき)、制御部18は、制御モードを高速モードから低速モードに変更する(図6のステップS14)。 Then, the traction member 22 is continuously extended in this way, and the difference between the extension amount of the traction member 22 detected by the extension amount detection unit 20 and the altitude of the drone 500 detected by the altitude detection unit 21 is predetermined. When the threshold value (for example, 10 m) is exceeded (when step S13 in FIG. 6 is YES), the control unit 18 changes the control mode from the high-speed mode to the low-speed mode (step S14 in FIG. 6).

このように、図6の制御形態によれば、対象物80と障害物150との干渉が想定され難い高度が高い移動範囲では、高速で対象物80を移動させて、ウインチ作業の効率化及びウインチ作業時間の短縮化を図ることができるとともに、障害物150との干渉や地上との激しい衝突などが懸念される高度が低い移動範囲では、自動的に速度を落として対象物80を慎重に移動させて、ウインチ操作における操作者60の負担を軽減し、ウインチ作業ミスを防止できる。 As described above, according to the control mode of FIG. 6, in a moving range at a high altitude where interference between the object 80 and the obstacle 150 is unlikely to be expected, the object 80 is moved at high speed to improve the efficiency of winch work. The winch work time can be shortened, and the speed is automatically reduced to carefully move the object 80 in a low altitude movement range where there is concern about interference with the obstacle 150 or a severe collision with the ground. By moving the winch, the burden on the operator 60 in operating the winch can be reduced, and a winch work error can be prevented.

図7には、飛行体ウインチ制御装置15の具体的な第2の制御態様が示される。この制御態様において、制御部18は、制御モードとして、電動モータ2を所定のタイミングで自動駆動させる自動駆動モードと、ドローン500を操作するための操作部29からの操作信号に基づいて電動モータ2を駆動させる手動駆動モードとを有する。 FIG. 7 shows a specific second control mode of the flying object winch control device 15. In this control mode, the control unit 18 automatically drives the electric motor 2 at a predetermined timing as a control mode, and the electric motor 2 is based on an operation signal from the operation unit 29 for operating the drone 500. It has a manual drive mode for driving.

具体的には、この制御態様では、操作者60が、図3に示されるような目的場所で例えば対象物80を地上に降ろすために操作部29から第2の送受信部28を介して操作信号をドローン500側に送信すると、操作信号は、第1の送受信部19を通じて制御部18に入力される。制御部18は、この操作信号(コマンド)を受けると(図7のステップS21がYESのとき)、制御モードを自動駆動モードに設定し、電動モータ2を駆動させて、回転体4を回転させ、牽引部材22をプログラムされた所定の速度及び/又は所定の態様で繰り出す(図7のステップS22)。この間、制御部18には、牽引部材22の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部20からの検出データとドローン500の高度を検出するための高度検出部21からの検出データとが常時入力される。 Specifically, in this control mode, the operator 60 receives an operation signal from the operation unit 29 via the second transmission / reception unit 28 in order to lower the object 80 to the ground at a destination as shown in FIG. Is transmitted to the drone 500 side, and the operation signal is input to the control unit 18 through the first transmission / reception unit 19. When the control unit 18 receives this operation signal (command) (when step S21 in FIG. 7 is YES), the control unit 18 sets the control mode to the automatic drive mode, drives the electric motor 2, and rotates the rotating body 4. , The traction member 22 is delivered at a programmed predetermined speed and / or a predetermined mode (step S22 in FIG. 7). During this time, the detection data from the feed amount detection unit 20 for detecting the feed amount of the traction member 22 and the detection data from the altitude detection unit 21 for detecting the altitude of the drone 500 are constantly input to the control unit 18. ..

そして、このようにして牽引部材22が繰り出され続けて、繰り出し量検出部20により検出される牽引部材22の繰り出し量と高度検出部21により検出されるドローン500の高度との間の差が所定の閾値(例えば10m)を下回ると(図7のステップS23がYESのとき)、制御部18は、制御モードを自動駆動モードから手動駆動モードに変更し、例えば電動モータ2を一時的に停止させる(図7のステップS24)。その後、制御部18は、対象物80を地上に降ろすための更なる操作信号(コマンド)を操作部29側から受けると(図7のステップS25がYESのとき)、電動モータ2の駆動を再開して、回転体4を回転させ、牽引部材22を操作部29側からの操作信号に応じて繰り出す(図7のステップS26)。 Then, the traction member 22 is continuously extended in this way, and the difference between the extension amount of the traction member 22 detected by the extension amount detection unit 20 and the altitude of the drone 500 detected by the altitude detection unit 21 is predetermined. When the threshold value (for example, 10 m) is exceeded (when step S23 in FIG. 7 is YES), the control unit 18 changes the control mode from the automatic drive mode to the manual drive mode, and temporarily stops the electric motor 2, for example. (Step S24 of FIG. 7). After that, when the control unit 18 receives a further operation signal (command) for lowering the object 80 to the ground from the operation unit 29 side (when step S25 in FIG. 7 is YES), the control unit 18 restarts the drive of the electric motor 2. Then, the rotating body 4 is rotated, and the traction member 22 is fed out in response to the operation signal from the operation unit 29 side (step S26 in FIG. 7).

このように、図7の制御形態によれば、対象物80と障害物150との干渉が想定され難い高度が高い移動範囲では、自動で対象物80を移動させて、ウインチ操作における操作者の負担を軽減でき、ウインチ作業の効率化及びウインチ作業時間の短縮化を図ることができるとともに、障害物150との干渉や地上との激しい衝突などが懸念される高度が低い移動範囲では、手動による操作に切り換えて、操作者60による状況に応じた慎重な操作及び柔軟な処理対応を実現できる。 As described above, according to the control mode of FIG. 7, the object 80 is automatically moved in the high altitude movement range where interference between the object 80 and the obstacle 150 is unlikely to be assumed, and the operator in the winch operation It is possible to reduce the burden, improve the efficiency of winch work and shorten the winch work time, and manually in a low altitude movement range where there is concern about interference with obstacles 150 or severe collision with the ground. By switching to the operation, it is possible to realize careful operation and flexible processing correspondence according to the situation by the operator 60.

図8には、飛行体ウインチ制御装置15の具体的な第3の制御態様が示される。この制御態様において、制御部18は、制御モードとして、電動モータ2を介して回転体4を第1の速度で回転させる高速モードと、電動モータ2を介して回転体4を第1の速度よりも遅い第2の回転速度で回転させる低速モードとを有するとともに、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力を監視しない張力非監視モードと、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力を監視する張力監視モードとを有する FIG. 8 shows a specific third control mode of the flying object winch control device 15. In this control mode, the control unit 18 has, as a control mode, a high-speed mode in which the rotating body 4 is rotated at the first speed via the electric motor 2 and a high-speed mode in which the rotating body 4 is rotated at the first speed via the electric motor 2. It also has a low-speed mode in which it rotates at a slow second rotation speed, a tension non-monitoring mode in which the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23 is not monitored, and a traction member 22 detected by the tension detection unit 23. Has a tension monitoring mode to monitor the tension of

具体的には、この制御態様では、操作者60が、図3に示されるような目的場所で例えば対象物80を地上に降ろすために操作部29から第2の送受信部28を介して操作信号をドローン500側に送信すると、操作信号は、第1の送受信部19を通じて制御部18に入力される。制御部18は、この操作信号(コマンド)を受けると(図8のステップS31がYESのとき)、制御モードを張力非監視モード及び高速モードに設定し、電動モータ2を高速で駆動させて、回転体4を第1の速度で回転させ、牽引部材22を高速で繰り出す(図8のステップS32)。この間、制御部18には、牽引部材22の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部20からの検出データとドローン500の高度を検出するための高度検出部21からの検出データとが常時入力される。 Specifically, in this control mode, the operator 60 receives an operation signal from the operation unit 29 via the second transmission / reception unit 28 in order to lower the object 80 to the ground at a destination as shown in FIG. Is transmitted to the drone 500 side, and the operation signal is input to the control unit 18 through the first transmission / reception unit 19. Upon receiving this operation signal (command), the control unit 18 sets the control mode to the tension non-monitoring mode and the high-speed mode, and drives the electric motor 2 at high speed. The rotating body 4 is rotated at the first speed, and the traction member 22 is fed out at a high speed (step S32 in FIG. 8). During this time, the detection data from the feed amount detection unit 20 for detecting the feed amount of the traction member 22 and the detection data from the altitude detection unit 21 for detecting the altitude of the drone 500 are constantly input to the control unit 18. ..

そして、このようにして牽引部材22が繰り出され続けて、繰り出し量検出部20により検出される牽引部材22の繰り出し量と高度検出部21により検出されるドローン500の高度との間の差が所定の閾値(例えば10m)を下回ると(図8のステップS33がYESのとき)、制御部18は、制御モードを高速モードから低速モードに変更するとともに、張力非監視モードを張力監視モードに切り換える(図8のステップS34)。これ以降、制御部18には、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力が常時入力される。そして、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力が所定の閾値未満になると(図8のステップS35がYESのとき)、制御部18は、対象物80が地面に到達したと判断し、電動モータの駆動を停止させる(図8のステップS36)。 Then, the traction member 22 is continuously extended in this way, and the difference between the extension amount of the traction member 22 detected by the extension amount detection unit 20 and the altitude of the drone 500 detected by the altitude detection unit 21 is predetermined. When the threshold value (for example, 10 m) is exceeded (when step S33 in FIG. 8 is YES), the control unit 18 changes the control mode from the high-speed mode to the low-speed mode and switches the tension non-monitoring mode to the tension monitoring mode (when the tension non-monitoring mode is changed to the tension monitoring mode). Step S34 in FIG. 8). After that, the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23 is constantly input to the control unit 18. Then, when the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23 becomes less than a predetermined threshold value (when step S35 in FIG. 8 is YES), the control unit 18 determines that the object 80 has reached the ground. , The drive of the electric motor is stopped (step S36 in FIG. 8).

このように、図8の制御形態によれば、図6の制御形態と同様の作用効果が得られるとともに、張力監視モードにおいて、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力が所定の閾値未満になった時点を対象物80の接地と判断して制御部18が電動モータ2の駆動を停止させるため、対象物80の地上への到達を自動認識して牽引部材22の繰り出しを自動的に停止させることができ、したがって、地上に対する対象物80の激しい衝突を回避できることは勿論のこと、例えば誤って牽引部材22を過度に繰り出してしまって、牽引部材22が障害物150に絡むといった事態も回避できる。 As described above, according to the control mode of FIG. 8, the same operation and effect as the control mode of FIG. 6 can be obtained, and the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23 in the tension monitoring mode has a predetermined threshold value. When the value becomes less than, the control unit 18 determines that the object 80 is in contact with the ground and stops the drive of the electric motor 2. Therefore, the control unit 18 automatically recognizes the arrival of the object 80 on the ground and automatically extends the traction member 22. Therefore, it is possible to avoid a violent collision of the object 80 with respect to the ground, for example, a situation in which the traction member 22 is accidentally extended excessively and the traction member 22 is entangled with the obstacle 150. Can also be avoided.

図9には、飛行体ウインチ制御装置15の具体的な第4の制御態様が示される。この制御態様において、制御部18は、制御モードとして、電動モータ2を所定のタイミングで自動駆動させる自動駆動モードと、ドローン500を操作するための操作部29からの操作信号に基づいて電動モータ2を駆動させる手動駆動モードとを有するとともに、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力を監視しない張力非監視モードと、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力を監視する張力監視モードとを有する。 FIG. 9 shows a specific fourth control mode of the flying object winch control device 15. In this control mode, the control unit 18 automatically drives the electric motor 2 at a predetermined timing as a control mode, and the electric motor 2 is based on an operation signal from the operation unit 29 for operating the drone 500. A tension non-monitoring mode that does not monitor the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23 and a tension that monitors the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23. It has a monitoring mode.

具体的には、この制御態様では、操作者60が、図3に示されるような目的場所で例えば対象物80を地上に降ろすために操作部29から第2の送受信部28を介して操作信号をドローン500側に送信すると、操作信号は、第1の送受信部19を通じて制御部18に入力される。制御部18は、この操作信号(コマンド)を受けると(図9のステップS41がYESのとき)、制御モードを張力非監視モード及び自動駆動モードに設定し、電動モータ2を駆動させて、回転体4を回転させ、牽引部材22をプログラムされた所定の速度及び/又は所定の態様で繰り出す(図9のステップS42)。この間、制御部18には、牽引部材22の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部20からの検出データとドローン500の高度を検出するための高度検出部21からの検出データとが常時入力される。 Specifically, in this control mode, the operator 60 receives an operation signal from the operation unit 29 via the second transmission / reception unit 28 in order to lower the object 80 to the ground at a destination as shown in FIG. Is transmitted to the drone 500 side, and the operation signal is input to the control unit 18 through the first transmission / reception unit 19. Upon receiving this operation signal (command), the control unit 18 sets the control mode to the tension non-monitoring mode and the automatic drive mode, drives the electric motor 2, and rotates. The body 4 is rotated and the traction member 22 is delivered at a programmed predetermined speed and / or in a predetermined mode (step S42 in FIG. 9). During this time, the detection data from the feed amount detection unit 20 for detecting the feed amount of the traction member 22 and the detection data from the altitude detection unit 21 for detecting the altitude of the drone 500 are constantly input to the control unit 18. ..

そして、このようにして牽引部材22が繰り出され続けて、繰り出し量検出部20により検出される牽引部材22の繰り出し量と高度検出部21により検出されるドローン500の高度との間の差が所定の閾値(例えば10m)を下回ると(図9のステップS43がYESのとき)、制御部18は、制御モードを自動駆動モードから手動駆動モードに変更し、例えば電動モータ2を一時的に停止させるとともに、張力非監視モードを張力監視モードに切り換える(図9のステップS44)。これ以降、制御部18には、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力が常時入力される。その後、制御部18は、対象物80を地上に降ろすための更なる操作信号(コマンド)を操作部29側から受けると(図9のステップS45がYESのとき)、電動モータ2の駆動を再開して、回転体4を回転させ、牽引部材22を操作部29側からの操作信号に応じて繰り出す(図9のステップS46)。そして、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力が所定の閾値未満になると(図9のステップS47がYESのとき)、制御部18は、対象物80が地面に到達したと判断し、電動モータの駆動を停止させる(図9のステップS48)。 Then, the traction member 22 is continuously extended in this way, and the difference between the extension amount of the traction member 22 detected by the extension amount detection unit 20 and the altitude of the drone 500 detected by the altitude detection unit 21 is predetermined. When the threshold value (for example, 10 m) is exceeded (when step S43 in FIG. 9 is YES), the control unit 18 changes the control mode from the automatic drive mode to the manual drive mode, and temporarily stops the electric motor 2, for example. At the same time, the tension non-monitoring mode is switched to the tension monitoring mode (step S44 in FIG. 9). After that, the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23 is constantly input to the control unit 18. After that, when the control unit 18 receives a further operation signal (command) for lowering the object 80 to the ground from the operation unit 29 side (when step S45 in FIG. 9 is YES), the control unit 18 restarts the drive of the electric motor 2. Then, the rotating body 4 is rotated, and the traction member 22 is fed out in response to an operation signal from the operation unit 29 side (step S46 in FIG. 9). Then, when the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23 becomes less than a predetermined threshold value (when step S47 in FIG. 9 is YES), the control unit 18 determines that the object 80 has reached the ground. , Stop driving the electric motor (step S48 in FIG. 9).

このように、図9の制御形態によれば、図7の制御形態と同様の作用効果が得られるとともに、張力監視モードにおいて、張力検出部23により検出される牽引部材22の張力が所定の閾値未満になった時点を対象物80の接地と判断して制御部18が電動モータ2の駆動を停止させるため、対象物80の地上への到達を自動認識して牽引部材22の繰り出しを自動的に停止させることができ、したがって、地上に対する対象物80の激しい衝突を回避できることは勿論のこと、例えば誤って牽引部材22を過度に繰り出してしまって、牽引部材22が障害物150に絡むといった事態も回避できる。 As described above, according to the control mode of FIG. 9, the same operation and effect as the control mode of FIG. 7 can be obtained, and the tension of the traction member 22 detected by the tension detection unit 23 in the tension monitoring mode has a predetermined threshold value. When the value becomes less than, the control unit 18 determines that the object 80 is in contact with the ground and stops the drive of the electric motor 2. Therefore, the control unit 18 automatically recognizes the arrival of the object 80 on the ground and automatically extends the traction member 22. Therefore, it is possible to avoid a violent collision of the object 80 with respect to the ground, for example, a situation in which the traction member 22 is accidentally extended excessively and the traction member 22 is entangled with the obstacle 150. Can also be avoided.

なお、牽引部材22が障害物150に絡む等の危険性は、周囲の地形変化や障害物の状況、想定される測定高度の最大誤差等によって変化する。したがって、前述の制御方式を変更する閾値は、状況に合わせて操作者60が設定できるようにしておいてもよい。また、牽引部材22が障害物150に絡む等の危険性は、巻き取り時よりも繰り出し時のほうが可能性が高い。例えば周囲に樹木のような背の高い障害物がない状況など、地表以外に絡む原因が少ないような状況では、制御モードの変更を巻き取り時に行なう必要性は少なくなるため、繰り出し時のみに行なってもよい。 The risk of the traction member 22 getting entangled with the obstacle 150 changes depending on the surrounding topographical change, the condition of the obstacle, the maximum error of the assumed measurement altitude, and the like. Therefore, the threshold value for changing the above-mentioned control method may be set by the operator 60 according to the situation. Further, the risk of the towing member 22 getting entangled with the obstacle 150 is higher at the time of unwinding than at the time of winding. For example, in a situation where there are few tall obstacles such as trees around, and there are few causes other than the ground surface, it is less necessary to change the control mode at the time of winding, so it is done only at the time of feeding. You may.

以上、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、前述した実施形態では、飛行体としてホバリング飛行が可能なドローンが示されているが、飛行体はこれに限定されず、操作者によって手動操作可能又は自動操作可能なあらゆる飛行体を想定し得る。また、前述した実施形態では、幾つかの制御モードの変更形態が示されているが、本発明は、これらの制御モード及び変更形態に限定されず、繰り出し量検出部により検出される牽引部材の繰り出し量と高度検出部により検出される飛行体の高度との間の差が所定の閾値に達するときに牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する複数の制御モード間で切り換え(変更)が行なわれる全ての制御態様が本発明の範囲に含まれるものである。 Although one embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof. For example, in the above-described embodiment, a drone capable of hovering flight is shown as an air vehicle, but the air vehicle is not limited to this, and any air vehicle that can be manually or automatically operated by an operator is assumed. obtain. Further, in the above-described embodiment, some control mode modification modes are shown, but the present invention is not limited to these control modes and modification modes, and the traction member detected by the feeding amount detection unit. Switching between multiple control modes involved in controlling the winding and / or feeding motion of the traction member when the difference between the feeding amount and the altitude of the flying object detected by the altitude detector reaches a predetermined threshold ( All control modes in which the modification is performed are included in the scope of the present invention.

1 ウインチ
2 電動モータ
4 回転体
15 飛行体ウインチ制御装置
18 制御部
19 第1の送受信部(送信部)
20 繰り出し量検出部
21 高度検出部
22 牽引部材
23 張力検出部
29 操作部
60 操作者
500 ドローン(飛行体)
1 winch 2 electric motor 4 rotating body 15 flying object winch control device 18 control unit 19 first transmission / reception unit (transmission unit)
20 Feed amount detection unit 21 Altitude detection unit 22 Towing member 23 Tension detection unit 29 Operation unit 60 Operator 500 Drone (flying object)

Claims (14)

牽引部材を巻回可能な回転体と、正逆回転駆動することによって前記回転体を正逆回転させて前記回転体に対する前記牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出しを行なう電動モータとを有して飛行体に装着されるウインチを制御するための飛行体ウインチ制御装置であって、
前記電動モータを制御する制御部と、
前記牽引部材の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部と、
前記飛行体の高度を検出する高度検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する複数の制御モードを有し、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値に達すると制御モードを変更することを特徴とする飛行体ウインチ制御装置。
It has a rotating body capable of winding a traction member, and an electric motor that rotates the rotating body forward and reverse by driving forward and reverse rotation to wind and / or feed the traction member with respect to the rotating body. It is a flying body winch control device for controlling the winch attached to the flying body.
A control unit that controls the electric motor and
A feeding amount detecting unit that detects the feeding amount of the towing member, and a feeding amount detecting unit.
An altitude detection unit that detects the altitude of the flying object,
With
The control unit has a plurality of control modes involved in controlling the winding and / or feeding operation of the traction member, and the feeding amount of the traction member detected by the feeding amount detecting unit and the altitude detecting unit. An air vehicle winch control device, characterized in that the control mode is changed when the detected difference from the altitude of the air vehicle reaches a predetermined threshold value.
前記制御モードは、前記電動モータを介して前記回転体を第1の速度で回転させる高速モードと、前記電動モータを介して前記回転体を第1の速度よりも遅い第2の回転速度で回転させる低速モードとを有し、
前記制御部は、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値を下回ると、前記高速モードから前記低速モードに変更することを特徴とする請求項1に記載の飛行体ウインチ制御装置。
The control mode is a high-speed mode in which the rotating body is rotated at a first speed via the electric motor, and a second rotation speed at which the rotating body is rotated at a second speed slower than the first speed via the electric motor. Has a low speed mode to make
When the difference between the extension amount of the traction member detected by the extension amount detection unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detection unit falls below a predetermined threshold value, the control unit determines the high-speed mode. The aircraft winch control device according to claim 1, wherein the aircraft winch control device is changed from the above to the low speed mode.
前記制御モードは、前記電動モータを所定のタイミングで自動駆動させる自動駆動モードと、前記飛行体を操作するための操作部からの操作信号に基づいて前記電動モータを駆動させる手動駆動モードとを有し、
前記制御部は、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値を下回ると、前記自動駆動モードから前記手動駆動モードに変更することを特徴とする請求項1に記載の飛行体ウインチ制御装置。
The control mode includes an automatic drive mode in which the electric motor is automatically driven at a predetermined timing, and a manual drive mode in which the electric motor is driven based on an operation signal from an operation unit for operating the flying object. death,
The control unit automatically drives the control unit when the difference between the extension amount of the traction member detected by the extension amount detection unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detection unit falls below a predetermined threshold value. The flying object winch control device according to claim 1, wherein the mode is changed to the manual drive mode.
前記牽引部材の張力を検出するための張力検出部を更に備え、
前記制御モードは、前記張力検出部により検出される前記牽引部材の張力を監視しない張力非監視モードと、前記張力検出部により検出される前記牽引部材の張力を監視する張力監視モードとを有し、
前記制御部は、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値を下回ると、前記張力非監視モードから前記張力監視モードに変更することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の飛行体ウインチ制御装置。
Further provided with a tension detecting unit for detecting the tension of the traction member,
The control mode has a tension non-monitoring mode that does not monitor the tension of the traction member detected by the tension detecting unit, and a tension monitoring mode that monitors the tension of the traction member detected by the tension detecting unit. ,
When the difference between the extension amount of the traction member detected by the extension amount detection unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detection unit falls below a predetermined threshold value, the control unit does not tension. The air vehicle winch control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the monitoring mode is changed to the tension monitoring mode.
前記制御部は、前記張力監視モードにおいて、前記張力検出部により検出される前記牽引部材の張力が所定の閾値未満になったときに前記電動モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項4に記載の飛行体ウインチ制御装置。 4. The control unit is characterized in that, in the tension monitoring mode, the drive of the electric motor is stopped when the tension of the traction member detected by the tension detection unit becomes less than a predetermined threshold value. The flying object winch control device described in. 前記繰り出し量検出部により検出される検出データと前記高度検出部により検出される検出データとを少なくとも含むウインチデータを送信する送信部を更に有し、前記送信部は、所定のタイミングで、前記飛行体を操作するための操作部へ前記ウインチデータを送信することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の飛行体ウインチ制御装置。 The transmission unit further includes a transmission unit that transmits winch data including at least the detection data detected by the feeding amount detection unit and the detection data detected by the altitude detection unit, and the transmission unit performs the flight at a predetermined timing. The flying object winch control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the winch data is transmitted to an operation unit for operating the body. 前記制御部は、前記ウインチによる前記牽引部材の繰り出し動作時にのみ制御モードを変更することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の飛行体ウインチ制御装置。 The flying object winch control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the control unit changes the control mode only when the winch extends the traction member. 飛行体であって、
牽引部材を巻回可能な回転体と、正逆回転駆動することによって前記回転体を正逆回転させて前記回転体に対する前記牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出しを行なう電動モータとを有するウインチと、
前記電動モータを制御する制御部と、
前記牽引部材の繰り出し量を検出する繰り出し量検出部と、
前記飛行体の高度を検出する高度検出部と、
を備え、
前記制御部は、牽引部材の巻き取り及び/又は繰り出し動作の制御に関与する複数の制御モードを有し、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値に達すると制御モードを変更することを特徴とする飛行体。
It ’s an air vehicle,
A winch having a rotating body capable of winding a traction member and an electric motor that rotates the rotating body in the forward and reverse directions by driving the rotating body in the forward and reverse directions to wind and / or feed the traction member with respect to the rotating body. ,
A control unit that controls the electric motor and
A feeding amount detecting unit that detects the feeding amount of the towing member, and a feeding amount detecting unit.
An altitude detection unit that detects the altitude of the flying object,
With
The control unit has a plurality of control modes involved in controlling the winding and / or feeding operation of the traction member, and is detected by the feeding amount of the traction member detected by the feeding amount detecting unit and the altitude detecting unit. A flying object characterized in that the control mode is changed when the difference between the altitude and the altitude of the flying object reaches a predetermined threshold value.
前記制御モードは、前記電動モータを介して前記回転体を第1の速度で回転させる高速モードと、前記電動モータを介して前記回転体を第1の速度よりも遅い第2の回転速度で回転させる低速モードとを有し、
前記制御部は、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値を下回ると、前記高速モードから前記低速モードに変更することを特徴とする請求項8に記載の飛行体。
The control mode is a high-speed mode in which the rotating body is rotated at a first speed via the electric motor, and a second rotation speed at which the rotating body is rotated at a second speed slower than the first speed via the electric motor. Has a low speed mode to make
When the difference between the feeding amount of the traction member detected by the feeding amount detecting unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detecting unit falls below a predetermined threshold value, the control unit performs the high-speed mode. The aircraft according to claim 8, wherein the aircraft is changed to the low speed mode.
前記制御モードは、前記電動モータを所定のタイミングで自動駆動させる自動駆動モードと、前記飛行体を操作するための操作部からの操作信号に基づいて前記電動モータを駆動させる手動駆動モードとを有し、
前記制御部は、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値を下回ると、前記自動駆動モードから前記手動駆動モードに変更することを特徴とする請求項8に記載の飛行体。
The control mode includes an automatic drive mode in which the electric motor is automatically driven at a predetermined timing, and a manual drive mode in which the electric motor is driven based on an operation signal from an operation unit for operating the flying object. death,
The control unit automatically drives the control unit when the difference between the extension amount of the traction member detected by the extension amount detection unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detection unit falls below a predetermined threshold value. The flying object according to claim 8, wherein the mode is changed to the manual drive mode.
前記牽引部材の張力を検出するための張力検出部を更に備え、
前記制御モードは、前記張力検出部により検出される前記牽引部材の張力を監視しない張力非監視モードと、前記張力検出部により検出される前記牽引部材の張力を監視する張力監視モードとを有し、
前記制御部は、前記繰り出し量検出部により検出される前記牽引部材の繰り出し量と前記高度検出部により検出される前記飛行体の高度との間の差が所定の閾値を下回ると、前記張力非監視モードから前記張力監視モードに変更することを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の飛行体。
Further provided with a tension detecting unit for detecting the tension of the traction member,
The control mode has a tension non-monitoring mode that does not monitor the tension of the traction member detected by the tension detecting unit, and a tension monitoring mode that monitors the tension of the traction member detected by the tension detecting unit. ,
When the difference between the feeding amount of the traction member detected by the feeding amount detecting unit and the altitude of the flying object detected by the altitude detecting unit falls below a predetermined threshold value, the control unit does not have the tension. The flying object according to any one of claims 8 to 10, wherein the monitoring mode is changed to the tension monitoring mode.
前記制御部は、前記張力監視モードにおいて、前記張力検出部により検出される前記牽引部材の張力が所定の閾値未満になったときに前記電動モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項11に記載の飛行体。 11. The control unit is characterized in that, in the tension monitoring mode, the drive of the electric motor is stopped when the tension of the traction member detected by the tension detection unit becomes less than a predetermined threshold value. The air vehicle described in. 前記繰り出し量検出部により検出される検出データと前記高度検出部により検出される検出データとを少なくとも含むウインチデータを送信する送信部を更に有し、前記送信部は、所定のタイミングで、前記飛行体を操作するための操作部へ前記ウインチデータを送信することを特徴とする請求項8から12のいずれか一項に記載の飛行体。 The transmission unit further includes a transmission unit that transmits winch data including at least the detection data detected by the feeding amount detection unit and the detection data detected by the altitude detection unit, and the transmission unit performs the flight at a predetermined timing. The flying object according to any one of claims 8 to 12, wherein the winch data is transmitted to an operation unit for operating the body. 前記制御部は、前記ウインチによる前記牽引部材の繰り出し動作時にのみ制御モードを変更することを特徴とする請求項8から13のいずれか一項に記載の飛行体。
The flying object according to any one of claims 8 to 13, wherein the control unit changes the control mode only when the winch extends the traction member.
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