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搬送装置および飛行体の制御方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P160013448
整理番号 (796-1366)
掲載日 2016年11月2日
出願番号 特願2014-544324
出願日 平成25年10月30日(2013.10.30)
国際出願番号 JP2013006444
国際公開番号 WO2014068982
国際出願日 平成25年10月30日(2013.10.30)
国際公開日 平成26年5月8日(2014.5.8)
優先権データ
  • 特願2012-240559 (2012.10.31) JP
発明者
  • 三輪 昌史
出願人
  • 国立大学法人徳島大学
発明の名称 搬送装置および飛行体の制御方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 習熟度の低い操作者であっても簡便に操作することができる飛行体の制御方法および、かかる制御方法を採用した物体を3次元的に移動させることができる搬送装置を提供する。
複数の揚力源を有する飛行体の制御方法であって、複数の揚力源2の作動を制御してホバリング状態を維持する静止制御機能と、飛行体への直接入力を検出し、入力に応じた飛行体の移動を実現するように複数の揚力源2の作動を制御する移動制御機能と、を外部からの入力に応じて切り替える。ホバリング状態にある飛行体に接触する等の方法で直接入力を行えば、その直接入力に基づいて移動制御機能によって揚力源2の作動を制御され、飛行体が入力に応じて移動する。つまり、人が飛行体に接触するだけで飛行体の移動を操作することができるので、簡単に飛行体を操作することができる。
従来技術、競合技術の概要


従来、物体を搬送する装置として、ベルトコンベアやリフタ、台車、ラジコンヘリコプターなどが目的に応じて使用されている。



ベルトコンベアは、ベルト上に物体を載せれば、ベルトを駆動させることによってベルトコンベアの一端と他端との間で物体を移動させることができる。また、エレベータ等のリフタは、ワイヤー等によってリフトを吊り下げておき、ウインチなどによってワイヤーを巻き上げることによってリフトを垂直に移動させることができる。つまり、リフトに物体を載せておけば、ワイヤーを巻き上げることによって、物体を垂直に移動させることができる。



上述したようなベルトコンベアやリフタは、安定した状態で移動させることができるものの、ベルトやワイヤーを設置している径路に沿ってしか物体を移動させることができないという欠点がある。



一方、台車やラジコンヘリコプターは、それ自体を移動させることができるので、物体を搬送する径路や目的地を自由に選択することができる。



例えば、車輪などを有する台車は、地面や床面に沿ってしか移動できないものの、地面や床面に沿った移動であれば物体を搬送する径路や目的地を自由に選択することができる。しかも、人がハンドル等を持って、直接台車の動きを操作できるので、台車を簡単に操作することができる。



一方、ラジコンヘリコプターは、3次元的に移動できるので、所望の場所に所望の径路で物体を搬送することができる。しかも、ラジコンヘリコプターは空中で静止(ホバリング)することも可能であるので、物体を移動させるだけでなく、物体を空中に保持しておくことも可能である。



しかし、ラジコンヘリコプターによって物体を移動させる場合には、操縦装置を使用してラジコンヘリコプターを遠隔操作しなければならない。かかる操縦装置によってラジコンヘリコプターを正確に操縦するには、操縦装置の操作に習熟する必要がある。したがって、ラジコンヘリコプターを使用した物体の搬送は、地上で台車を使用するように、誰もが簡便に実施することは難しい。



近年、ラジコンヘリコプターの開発も進んでおり、自動操縦によりホバリング状態で所定の位置に静止させておくための技術は進歩している。
また、人が操縦する移動状態から自動操縦によるホバリング状態への遷移を安定化する技術も開発されている(例えば特許文献1)。

産業上の利用分野


本発明は、搬送装置および飛行体の制御方法に関する。さらに詳しくは、物体を3次元的に移動させることができる搬送装置および、かかる搬送装置に採用しうる飛行体の制御方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の揚力源を有する飛行体の制御方法であって、
前記複数の揚力源の作動を制御してホバリング状態を維持する静止制御機能と、
前記飛行体への直接入力を検出し、該入力に応じた前記飛行体の移動を実現するように前記複数の揚力源の作動を制御する移動制御機能と、を外部からの入力に応じて切り替える
ことを特徴とする飛行体の制御方法。

【請求項2】
前記飛行体への直接入力が、ホバリング状態の該飛行体の姿勢を変化させる力である
ことを特徴とする請求項1記載の飛行体の制御方法。

【請求項3】
前記静止制御機能は、
PID制御等によりホバリング状態を維持するように前記複数の揚力源の作動を制御し、
前記移動制御機能は、
PD制御により該飛行体の姿勢を維持するように前記複数の揚力源の作動を制御する
ことを特徴とする請求項1または2記載の飛行体の制御方法。

【請求項4】
前記移動制御機能は、
入力の大きさおよび/または方向に応じて、前記複数の揚力源の作動を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の飛行体の制御方法。

【請求項5】
搬送する物体を保持する保持部と、複数の揚力源と、を有する飛行体であって、
前記複数の揚力源の作動を制御する制御手段を有しており、
該制御手段は、
前記複数の揚力源の作動を制御してホバリング状態を維持する静止制御機能と、
外部からの入力に応じた前記飛行体の移動を実現するように、前記複数の揚力源の作動を制御する移動制御機能と、
外部からの入力に応じて、前記静止制御から前記移動制御に制御を切り替える切り替え機能と、を有している
ことを特徴とする搬送装置。

【請求項6】
前記制御手段は、
前記飛行体への直接入力に応じて、前記切り替え機能および前記移動制御機能を作動させるものである
ことを特徴とする請求項5記載の搬送装置。

【請求項7】
前記飛行体への接触による入力が、ホバリング状態の該飛行体の姿勢を変化させる力である場合において、
ことを特徴とする請求項6記載の搬送装置。

【請求項8】
前記静止制御機能は、
PID制御等によりホバリング状態を維持するように前記複数の揚力源の作動を制御するものであり、
前記移動制御機能は、
PD制御により該飛行体の姿勢を維持するように前記複数の揚力源の作動を制御するものである
ことを特徴とする請求項6または7記載の搬送装置。

【請求項9】
前記飛行体への接触による入力を検出する入力検出部を備えており、
前記移動制御機能は、
前記入力検出部が検出した入力の大きさおよび/または方向に応じて、前記複数の揚力源の作動を制御するものである
ことを特徴とする請求項6記載の搬送装置。

【請求項10】
前記制御手段は、
前記飛行体の位置を把握するGPS機能を有しており、
前記静止制御機能によってホバリング状態を維持する場合には、前記GPS機能からの信号を利用して前記複数の揚力源の作動を制御し、
前記移動制御機能によって前記飛行体の移動させる場合には、前記GPS機能からの信号を利用せずに、前記複数の揚力源の作動を制御する
ことを特徴とする請求項5乃至9のいずれかに記載の搬送装置。

【請求項11】
前記飛行体が、
前記揚力源がロータであるマルチロータヘリであり、
前記飛行体が、
前記複数のロータを収容するロータ収容部を有するカバーフレームと、
該カバーフレームを支持するフレームボディと、を備えており、
該フレームボディは、
一端がカバーフレームの外縁部に連結され、他端が互いに連結された複数のビームを有している
ことを特徴とする請求項5乃至10のいずれかに記載の搬送装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014544324thum.jpg
出願権利状態 公開
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