[发明专利]搭载发动机的自主型飞行装置

说明书

本发明提供能够大幅确保有效载荷及连续飞行时间，并且能够正确进行飞行时的位置姿态的调整的自主型飞行装置。本发明的自主型飞行装置(10)具备施加主推力的主旋翼(14A)等、进行姿态控制的副旋翼(15A)等、产生用于主旋翼14A等及副旋翼15A等旋转的能量的发动机(30)、控制副旋翼(15A)等的旋转的运算控制装置(31)。另外，主旋翼(14A)等通过与发动机(30)驱动连接而旋转，另一方面，副旋翼(15A)等利用马达来旋转，该马达利用从通过发动机(30)运转的发电机(16A)等产生的电力来驱动。另外，运算控制装置(31)在进行使机身倾斜的姿态控制时副旋翼(15A)的输出分配比比进行悬停时大。

技术领域

本发明涉及搭载发动机的自主型飞行装置，特别是涉及通过发动机驱动性地驱动主旋翼，且利用从通过发动机驱动的发电机获得的电力使副旋翼旋转的所谓混合动力型的搭载发动机的自主型飞行装置。

背景技术

目前，公知有在空中可无人飞行的自主型飞行装置。这种自主型飞行装置可通过绕垂直轴旋转的旋翼的推力在空中飞行。

作为该自主型飞行装置的应用领域，例如考虑有输送领域、测量领域及摄影领域等。在这种领域应用自主型飞行装置的情况下，在飞行装置配备测量设备、摄影设备。通过使飞行装置应用于该领域，能够使飞行装置在人无法进入的地域飞行，进行这样的地域的输送、摄影及测量。涉及该自主型飞行装置的发明例如在专利文献1及专利文献2中所记载。

在一般的自主型飞行装置中，上述的旋翼利用由搭载于飞行装置的蓄电池供给的电力而旋转。然而，在蓄电池产生的电力的供给时，由于能量的供给量不一定足够，因此为了实现持续长时间的连续飞行，也出现搭载了发动机的自主型飞行装置。在这种自主型飞行装置中，通过发动机的驱动力使发电机旋转，且通过由该发电机发电的电力使旋翼旋转驱动。该结构的自主型飞行装置由于在能量从动力源供给到旋翼的路径中发动机和发电机串联连接，因此也被称为串联型无人机。通过使用这种自主型飞行装置进行摄影及测量，能够进行大范围的摄影及测量。搭载了发动机的飞行装置例如专利文献3中所记载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－51545号公报

专利文献2：日本特开2014－240242号公报

专利文献3：日本特开2011－251678号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

鉴于自主型飞行装置的用途正扩大的现状，在自主型飞行装置中要求增加能够搭载的物品的重量，即增加有效载荷。而且，在自主型飞行装置中还要求为长距离飞行而长时间持续连续地飞行。

然而，在仅具有蓄电池作为旋翼的驱动能量源的蓄电池驱动的自主型飞行装置中，因从蓄电池获得的能量并不很大，所以具有有效载荷及连续飞行时间小这种问题。例如，蓄电池驱动的自主型飞行装置的有效载荷为10kg左右，其连续飞行时间为20分左右。

另外，在使用通过发动机发电的电力使旋翼旋转的串联型的自主型飞行装置中，因驱动源为发动机，所以能够使有效载荷相对较大，另外，能够使连续飞行时间相对较大。例如，串联型的自主型飞行装置的有效载荷为20kg左右，其连续飞行时间为1小时左右。然而，在串联型的自主型飞行装置中传递到旋翼的能量由于经由发动机、发电机、功率调节器及马达，所以根据发电机和功率调节器的效率而产生能量损失。因此，串联型的自主型飞行装置作为整体的能量转换效率不高，具有不易增大有效载荷的课题。

另外，还开发了具备发动机驱动的旋翼和马达驱动的旋翼的自主型飞行装置的混合动力型的自主型飞行装置，但提高运转效率同时稳定进行自主型飞行装置10的姿态变更等并不容易。