TOP > 国内特許検索 > 飛翔ロボット

飛翔ロボット

国内特許コード P10P006892
整理番号 TDU-158
掲載日 2010年4月16日
出願番号 特願2008-259046
公開番号 特開2010-058779
登録番号 特許第5392891号
出願日 平成20年9月5日(2008.9.5)
公開日 平成22年3月18日(2010.3.18)
登録日 平成25年10月25日(2013.10.25)
発明者
  • 堀内 敏行
  • 宇野 真矢
  • 中村 幸太郎
  • 大塚 慎一朗
  • 渡邉 泰公
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 飛翔ロボット
発明の概要

【課題】 操縦機からの指示に応じて、飛翔ロボットを随意に自動的に空中静止させたり方位維持することができなかった。
【解決手段】 飛翔ロボットの機体の上部と下部とを自在継ぎ手により連結し、該自在継ぎ手を中心として該機体の上部と下部との間の相対傾き角を変える機構をサーボモータで駆動し、機体の傾斜角および/または傾斜角速度を傾斜センサで検出して飛翔ロボットの位置を制御する。また、回転翼の回転軸との傾斜角を変化させる補助翼を、方位センサで検出した方位角速度および/または方位角に基づいて動かし、飛翔ロボットの方位を制御する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


事故により放射線、有毒ガス、有毒薬液などが漏れたり、漏れているおそれがあったりする場合には、現場の状況をできるだけ早く正確に知り、原因の究明、二次災害の防止、人命の救助などの対策をすばやく的確に行なう必要がある。



しかし、そうした事故環境に人間が入ることは危険であり、該放射線、有毒ガス、有毒薬液などが漏れたり、漏れているおそれがあったりする事故が、障害物があって人間が入れない狭い空間で起きた場合には、仮に防護体制を取って人間が入りたくても、物理的に入り得ないこともある。



このような場合に、操縦機からの指示に応じて自動的に空中移動および空中静止ができる飛翔ロボットを飛ばし、該飛翔ロボットにカメラ、ビデオカメラ、録音素子、放射線センサ、ガスセンサなどを搭載しておけば、現場の状況を早く、かつ、正確に知ることができ、収集した情報を破損した設備や機器の早期復旧、人命の救助、二次災害の防止などに役立てることができる。



また、可載重量がある程度大きい飛翔ロボットで、操縦機からの指示に応じて自動的に空中移動および空中静止ができる飛翔ロボットがあれば、人間が入って出られなくなっていたり、負傷者がいても直ぐに救援隊がアクセスできなかったりする場合に、開けたい扉の予備鍵、応急薬、連絡用紙、筆記具などのたとえば数g~100g程度の軽い品物を災害現場に届けることもできる。



そのため、操縦機からの指示に応じて自動的に空中移動および空中静止が可能な飛翔ロボットが様々な研究機関で研究されている。



たとえば、非特許文献1には、二重反転回転翼を揚力源として空中に浮上させ、飛翔ロボットの機体の一部に可動の錘部を設け、操縦機からの指示に応じて該錘部の位置を、超薄型超音波モータを用いたリニアアクチュエータにより水平面内で変えることにより、機体の重心位置を変化させ、該重心の不釣合いに応じて該飛翔ロボットの機体を傾けて二重反転回転翼を傾け、空中移動や空中静止を制御する飛翔ロボットを製作した例が開示されている。



この方式により飛翔ロボットを自動制御して空中に浮揚したまま静止させるためには、該飛翔ロボットの傾き角に応じて、超薄型超音波モータを用いたリニアアクチュエータにより前記錘部の位置を自動制御して該飛翔ロボットの傾き角が0になるようにし、該飛翔ロボットを所定の方向に移動させるためには、該飛翔ロボットを傾けることにより前記二重反転回転翼を傾け、該飛翔ロボットを移動させる方向の推進力を得ている。



一方、非特許文献2には、二重反転回転翼を用いた飛翔ロボットに4枚の補助翼を設け、対角に位置する補助翼どうしを水平方向の軸まわりに同方向に傾斜させることにより該飛翔ロボットの位置を移動させられることや、対角に位置する補助翼どうしを水平方向の軸まわりに逆方向に傾斜させることにより二重反転回転翼の回転軸回りに回転させられることが開示されている。



一方、屋内用小型飛翔玩具のラジコンヘリコプタも飛翔ロボットの一種と考えることができるが、たとえば、ヒロボー社製のXRB-SR shuttleは、二重反転回転翼を用いており、下の回転翼の回転軸に対する傾斜角をスワッシュプレートにより制御して機体に対して該下の回転翼の回転面を傾けることにより該ラジコンヘリコプタの位置を移動させ、また、上下の回転翼の回転速度を変えることにより機体を二重反転回転翼の回転軸まわりに回転させている。【非特許文献1】機械設計第48巻、第2号、1-4頁【非特許文献2】長島康太郎、堀内敏行:2006年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集、463-464頁

産業上の利用分野

この発明は、操縦機からの指示に応じて自動的に空中移動および空中静止が可能な飛翔ロボットに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
機体の上部に該機体を浮揚させる回転翼を有し、該機体の上部と下部とを少なくとも直交2軸方向に回転自由な自在継ぎ手により連結し、該自在継ぎ手を中心として該機体の上部と下部との直交2軸方向の相対傾き角を変える機構を有し、該機構をサーボモータによって駆動し、
前記サーボモータの回転軸に取り付けた傾斜回転リンクを設け、該傾斜回転リンクの両端に傾斜ロッドをそれぞれ連結し、該傾斜ロッドの他端を飛翔ロボットの機体の上部にそれぞれ連結することにより、該飛翔ロボットの機体の上部と下部との相対傾き角を変える機構となし、
機体の上部および/または下部に重力加速度の成分を検出して鉛直方向に対する傾斜角を検出する少なくとも1個の加速度センサを設け、該加速度センサにより検出した機体の上部および/または下部の鉛直方向に対する傾斜角に基づいて前記サーボモータによって前記機体の上部と下部との直交2軸方向の相対傾き角を変える機構を動かすか、機体の上部および/または下部に少なくとも1個の鉛直方向に対する傾斜角速度を検出する角速度センサを設け、該角速度センサによって検出した機体の上部および/または下部の傾斜角速度に基づいて前記サーボモータによって前記機体の上部と下部との直交2軸方向の相対傾き角を変える機構を動かすか、もしくは前記傾斜角および傾斜角速度の両方に基づいて前記サーボモータによって前記機体の上部と下部との直交2軸方向の相対傾き角を変える機構を動かすか、して、
機体の上部または下部に、前記回転翼の回転軸との傾斜角を変化させて該回転軸まわりの回転を制御する少なくとも1枚の補助翼を設け、
機体の上部または下部に、前記回転翼の回転軸まわりまたはおおむね鉛直軸まわりの飛翔ロボットの機体の回転角速度を検出する角速度センサおよび/または地磁気の方向を検出する方位センサを設け、該方位センサの検出した前記回転翼の回転軸まわりまたはおおむね鉛直軸まわりの角速度および/または方位角に基づいて前記補助翼を動かして該飛翔ロボットの方位を制御するようになし、該飛翔ロボットが空中の同じ場所に維持するように、かつ、方位を一定に維持するように、自動制御するようになしたことを特徴とする飛翔ロボット。
【請求項2】
前記機体の下部は、前記傾斜回転リンクが動くと前記傾斜回転リンクから移動力を受ける下部フレームを有することを特徴とする請求項1記載の飛翔ロボット。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2008259046thum.jpg
出願権利状態 登録
ライセンスご希望の方、またシーズの詳細に関することについては、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせくださいますよう,お願い申し上げます。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close