阅读说明：本技术 飞行器 (Aircraft ) 是由 户所信二 于 2017-09-08 设计创作，主要内容包括：一种飞行器,其具备：可旋转地支撑第一旋转翼的固定转子；可旋转地支撑第二旋转翼的可动转子；以及通过转动可动转子来切换第二旋转翼的第二旋转面(Pr)相对于第一旋转翼的第一旋转面(Pf)的角度的驱动部。该飞行器的驱动部对以下三种模式进行切换：将第一旋转面(Pf)和第二旋转面(Pr)设为平行的正常移动模式；相对于第一旋转面(Pf)将第二旋转面(Pr)朝向第一旋转翼侧倾斜的高速飞行模式；以及相对于第一旋转面(Pf)将第二旋转面(Pr)比高速飞行模式更向第一旋转翼倾斜的高速行驶模式。(A kind of aircraft, has: being pivotably supported the fixed rotor of the first rotary wings；It is pivotably supported the movable rotor of the second rotary wings；And switch the driving portion of second surfacess of revolution (Pr) of the second rotary wings relative to the angle of first surfaces of revolution (Pf) of the first rotary wings by rotation movable rotor.The driving portion of the aircraft switches over following Three models: first surfaces of revolution (Pf) is set as parallel normal movement mode with second surfaces of revolution (Pr)；Relative to first surfaces of revolution (Pf) by second surfaces of revolution (Pr) towards the inclined high-speed flight mode in the first rotary wings side；And relative to first surfaces of revolution (Pf) by second surfaces of revolution (Pr) than high-speed flight mode more to the inclined mode of running at high speed of the first rotary wings.)

飞行器

技术领域

本发明涉及一种具备多个旋转翼的飞行器。

背景技术

一直以来，公开有一种被称为无人机的具有多个旋转翼的飞行器。例如，日本专利公报特开2016-222031号中，公开了一种从多个电池组件向马达控制部供电的电动式航空器。

在诸如该电动式航空器的无人航空器中，通过马达的控制电路来控制马达的输出，以实现所期望的航行。例如，在空中静止悬停的状态下，使用安装于机身上的陀螺仪装置检测倾斜，增加机身下降一侧的马达的输出，降低机身上升一侧的马达的输出，由此保持机身的水平状态。此外，在前进时，降低行驶方向的马达的输出，并且增加反向的马达的输出，由此采取向前倾斜的姿势并且产生行驶方向上的推力。

发明内容

然而，在日本专利公报特开2016-222031中公开的电动式航空器中，当向前移动时，需要在行进方向上进行一次倾斜主体的预备动作，存在移动时的响应性差的问题。

本发明的目的在于，提供一种提高移动时的响应性的飞行器。

本发明涉及的飞行器，其特征在于，具备:可旋转地支撑第一旋转翼的固定转子；可旋转地支撑第二旋转翼的可动转子；以及通过转动所述可动转子来切换所述第二旋转翼的所述第二旋转面相对于所述第一旋转翼的所述第一旋转面的角度的驱动部。

本发明可提供一种提高移动时的响应性的飞行器。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的飞行器及控制器的平面示意图。

图2是本发明的实施方式所涉及的飞行器的侧面示意图。

图3是本发明的实施方式所涉及的控制器的电路结构图。

图4是本发明的实施方式所涉及的飞行器的电路结构图。

图5是表示本发明的实施方式所涉及的飞行器的高速飞行模式的侧面示意图。

图6是表示本发明的实施方式所涉及的飞行器的高速行驶模式的侧面示意图。

具体实施方式

以下，就本发明所涉及的实施方式进行说明。图1为飞行器1及控制器2的平面示意图。另外，图2为飞行器1的侧面示意图。本实施方式的飞行器1是一种无人机型的飞行器，该无人机型的飞行器通过控制四枚旋转翼50即第一旋转翼50a、50b以及第二旋转翼50c、50d的转速及旋转面的朝向，可进行前后左右的移动及悬停。在以下的说明中，将飞行器1的固定转子20所在的一侧称为前部，将可动转子30所在的一侧称为后部。此外，将从飞行器1的后方观察到的右侧称为右侧，将与其相对的一侧称为左侧，将飞行器1的旋转翼50所在的一侧称为上侧，将其相对的一侧称为下侧。

飞行器1具备：基板主体10；前方左右两侧的固定转子20a、20b(20)；后方左右两侧的可动转子30c、30d(30)。基板主体10和右侧的固定转子20a通过从基板主体10向右斜前方延伸设置的棒状的前支撑杆41而被连接。基板主体10和左侧的固定转子20b通过从基板主体10向左斜前方延伸设置的棒状的前支撑杆42而被连接。从基板主体10的后侧延伸设置有棒状的后支撑杆43并与后述的连杆机构46大致平行。

如图2所示，支撑柱44从后支撑杆43的后端朝上方竖立而设置。在支撑柱44的上端形成有向左右方向贯穿的大致圆筒形的轴承441，参见图1。在轴承441中可转动地穿插有沿左右方向延伸设置的截面为圆筒形的转动轴45。左右的可动转子30c、30d固定在转动轴45的两端。因此，基板主体10和可动转子30c、30d通过后支撑杆43、支撑柱44和转动轴45被连接。

基板主体10形成为板状。基板主体10具有图4中后述的控制电路，在上面具备马达11。马达11的旋转轴111向上延伸设置。随着旋转轴111的转动而转动的第一连杆构件112固定于旋转轴111上。第一连杆构件112形成为长板状，其前端T1的宽度逐渐变窄，并且向旋转轴111的左方向延伸设置。

此外，第二连杆构件451固定于转动轴45上。第二连杆构件451与转动轴45的连接部的截面为大致方形。在该连接部处的第二连杆构件451的轴承也形成为大致方形的贯通孔。第二连杆构件451形成为长板状，其前端T2的宽度逐渐变窄，并且向下方延伸设置。此外，第二连杆构件451设置于支撑柱44的左侧位置上，参见图1。

第一连杆构件112的前端T1和第二连杆构件451的前端T2通过棒状的连杆机构46连接。例如，连杆机构46通过球形接头分别与前端T1和前端T2相连接。或者，可以构成为，在前端T1和前端T2中形成贯通孔，并且可以将连杆机构46的弯曲的两端穿插到前端T1和前端T2的各贯通孔中。因此，连杆机构46在前后和左右的平面上可转动地连接于第一连杆构件112上。此外，连杆机构46在上下和前后的平面上可转动地连接于第二连杆构件451上。因此，经由连杆机构46连接于第一连杆构件112的第二连杆构件451，可与第一连杆构件112在前后方向上的转动相应而在前后方向上转动。驱动部包括马达11、第一连杆构件112、转动轴45和第二连杆构件451。

设置在飞行器1前方的固定转子20(20a、20b)具备基座21、马达22(22a、22b)和旋转翼50(50a、50b)。参照图2，对左侧固定转子20b进行说明。马达22b，其旋转轴一侧朝下方将其一部分固定在基座21上。固定转子20b的第一旋转翼50b的旋转轴51可旋转地支撑于基座21的轴承上。其旋转轴51的下端设置于基座21的下方。此外，从动齿轮52形成于旋转轴51的下端。从动齿轮52通过与形成在马达22b的旋转轴的下端处的驱动齿轮221啮合而被驱动旋转。因此，第一旋转翼50b通过马达22b旋转。右侧固定转子20a也与固定转子20b相同，被形成为，旋转翼50a通过马达22a旋转。

设置在飞行器1后方的可动转子30(30c、30d)具备基座31、马达32(32c、32d)、转子支撑杆33和旋转翼50(50c、50d)。对左侧可动转子30d进行说明。马达32，其旋转轴一侧朝向下方将其一部分固定在基座31上。可动转子30d的第二旋转翼50d的旋转轴51可转动地支撑于基座31和转子支撑杆33的轴承上。其旋转轴51的下端设置于基座31下方。此外，从动齿轮52形成于旋转轴51的下端。从动齿轮52通过与形成在马达32d的旋转轴的下端处的驱动齿轮331相啮合而被驱动旋转。因此，第二旋转翼50d通过马达32d旋转。右侧可动转子30c也与可动转子30d相同，被形成为，其旋转翼50c通过马达32c旋转。转子支撑杆33固定于转动轴45上。

如图1所示的控制器2整体形成为大致矩形板状。控制器2在该图的表面侧具备电源开关SW1、右操作部61、左操作部62，飞行切换开关SW2和行驶切换开关SW3。电源开关SW1是用来上下移动的滑动开关，并且可以通过上下移动旋钮来接通和断开电源。

右操作部61、左操作部62、飞行切换开关SW2和行驶切换开关SW3作为控制器2对内部电路的输入部发挥功能。右操作部61和左操作部62形成为棒状，通过上下或水平倾斜来对内部电路进行与其倾斜角度相应的输入。另外，飞行切换开关SW2和行驶切换开关SW3形成为按钮开关。

图3是控制器2的电路结构图。控制器2具备电源601、调节器602、控制部603、通信部604和天线605。电源601经由电源开关SW1连接于调节器602上。调节器602调节电源601供给的电压。调节器602的输出端侧连接于控制部603、通信部604和各电阻器R1～R4。电阻器R1～R4是可变电阻器。由调节器602向控制部603和通信部604供给驱动电压。

控制部603检测出与作为输入部的右操作部61、左操作部62、飞行切换开关SW2和行驶切换开关SW3的输入操作相应的输入。在控制部603中，由电阻器R1所输入的电压值与右操作部61的上下操作相应地发生变化，并且由电阻器R2所输入的电压值与右操作部61的左右操作相应地发生变化。此外，由电阻器R3所输入的电压值与左操作部62的上下操作相应地发生变化，并且由电阻器R4所输入的电压值与左操作部62的左右操作相应地发生变化。

因此，控制部603检测出右操作部61和左操作部62的上下左右的操作作为电压的变化。另外，控制部603还检测出飞行切换开关SW2或行驶切换开关SW3已被按下。通信部604将由控制部603所输入的、用于控制飞行器1的信号发送到通信部604。在编码和调制之后，通信部604经由天线605将控制信号发送到飞行器1上。

图4是飞行器1的基板主体10的电路结构图。基板主体10具备电源701、调节器702、控制部703、通信部704、天线705以及马达的驱动器706a～706d，707。电源701经由电源开关SW4连接于调节器702。调节器702调节电源701供给的电压。调节器702的输出端侧连接于控制部703和通信部704上。由调节器702供给控制部703和通信部704的驱动电压。此外，由电源701供给各个马达22a、22b、32c、32d、11和与之相对应的马达的驱动器706a、706b、706c、706d、707驱动电压。

通信部704经由天线705接收由控制器2发送的控制信号，并且在将其控制信号进行调制和解码之后，将其控制信号输出到控制部703。控制部703按着由通信部704输入的控制信号来控制各驱动器706a～706d，707。各马达22a、22b、32c、32d、11分别被所对应的驱动器706a、706b、706c、706d、707而控制。并且，控制部703通过未图示的加速度传感器检测出飞行器1的姿势，并且分别控制各旋转翼50的转速，使得能够按着从控制器2所接收的指令进行动作。

接下来，对飞行器1的工作模式进行说明。飞行器1可以进行以下切换:通过旋转翼50的旋转来控制移动的正常移动模式；能够在空中高速移动的高速飞行模式；以及能够在地面附近高速移动的高速行驶模式。图2中所示的飞行器1示出了正常移动模式的侧视图。此外，图5是处于高速飞行模式的飞行器1的侧视图。图6是处于高速行驶模式的飞行器1的侧视图。首先，对图2的正常移动模式进行说明。

当接通电源时，飞行器1在图2的正常移动模式的状态下启动。在正常移动模式中，前侧第一旋转翼50a、50b的第一旋转表面Pf和后侧第二旋转翼50c、50d的第二旋转面Pr大致平行。通过分别控制第一旋转翼50a、50b以及第二旋转翼50c、50d的转速来执行在正常移动模式下的飞行器1的前后左右的移动、旋转和上下移动。

若将飞行器1在正常移动模式下飞行的情况下，当执行向前和向后倾斜控制器2的左操作部62的操作时，控制部603从电阻器R3所检测到的电压值，与其倾斜角度相应地发生变化。例如，当将左操作部62向前方倾斜时，从电阻器R3检测到的电压值上升，因此，控制部603将对应于其电压值的加速度的前进指令信号经由通信部604和天线605发送至飞行器1。

飞行器1的控制部703基于经由天线705和通信部704接收的前进指令信号，将固定转子20a、20b的第一旋转翼50a、50b的转速设定为比可动转子30c、30d的第二旋转翼50c、50d的转速低。于是，飞行器1的姿势向前方倾斜。当检测到飞行器1以预定角度向前倾斜时，控制部703控制各个旋转翼50a～50d的转速，以使在保持其姿势的同时向前方推动飞行器1。相反，当将控制器2的左操作部62向后方倾斜时，控制部703控制各个旋转翼50a～50d的转速，以使向后方推动飞行器1。

右操作部61和左操作部62以外的其他操作也同样，飞行器1通过控制第一旋转翼50a、50b以及第二旋转翼50c、50d的转速来控制前后左右的移动、旋转和上下移动等动作。

对图5的高速飞行模式进行说明。当检测到飞行切换开关SW2被按下时，控制器2的控制部603经由通信部604和天线605向飞行器1发送高速飞行模式的切换信号。当飞行器1的控制部703经由天线705和通信部704接收到从控制器2发送的高速飞行模式的切换信号时，使驱动器707转动马达11的旋转轴111，并且使连接有连杆结构46的第一连杆构件112的前端T1向后方转动。

连杆机构46通过前端T1的连接点的转动而向后方移动。与连杆机构46相连接的第二连杆构件451的前端T2被向后推动，因此以转动轴45为中心向后转动。于是，固定于转动轴45的可动转子30c、30d的转子支撑杆33以转动轴45为中心向后方转动。因此，可旋转地支撑在可动转子30c、30d的基座31上的第二旋转翼50c、50d的第二旋转面Pr朝向第一旋转翼50a、50b一侧的前方倾斜。

在本实施方式的高速飞行模式中，将后方的第二旋转翼50c、50d的第二旋转面Pr相对于前方的第一旋转翼50a、50b的第一旋转面Pf以相对较小的角度倾斜。例如，将第二旋转面Pr相对于第一旋转面Pf的倾斜角度即锐角部分的角度可以设为大约45度。

与正常移动模式相同，飞行器1可以通过控制器2的右操作部61和左操作部62的操作来执行前后左右的移动、旋转和上下移动。在高速飞行模式下，使飞行器1浮游在空中的同时，与正常移动模式相比较，可以提高对前进指令的响应性，并且可以获得朝向前方方向的较高的推动力。

另外，当飞行器1处于高速飞行模式时，检测到飞行切换开关SW2再次被按下时，控制器2的控制部603经由通信部604和天线605将正常移动模式切换信号发送至飞行器1。当飞行器1的控制部703经由天线705和通信部704接收到由控制器2发来的正常移动模式的切换信号时，使驱动器707转动马达11的旋转轴111，并且与连杆机构46相连接的第一连杆构件112的前端T1向前方转动。

通过旋转轴111的转动，连杆机构46向前移动。与连杆机构46相连接的第二连杆构件451的前端T2被向前方拉，因此以转动轴45为中心向前方转动。于是，如图2所示，固定在转动轴45的可动转子30c、30d的转子支撑杆33以转动轴45为中心如图2所示向前方转动。因此，第二旋转翼50c、50d的第二旋转面Pr大致与第一旋转翼50a、50b的第一旋转面Pf相平行。

对图6的高速行驶模式进行说明。当检测到行驶切换开关SW3被按下时，控制器2的控制部603经由通信部604和天线605向飞行器1发送高速行驶模式的切换信号。当飞行器1的控制部703经由天线705和通信部704接收到由控制器2发来的高速行驶模式的切换信号时，使驱动器707转动马达11的旋转轴111，并且使与连杆机构46相连接的第一连杆构件112的前端T1，比起图5的高速飞行模式更向后方转动。

连杆机构46通过前端T1的连接点的转动而向后方移动。与连杆机构46相连接的第二连杆构件451的前端T2被向后方按压，因此以转动轴45为中心向后方转动。于是，固定在转动轴45的可动转子30c、30d的转子支撑杆33以转动轴45为中心向后方转动。因此，可转动地支撑在可动转子30c、30d的基座31上的第二旋转翼50c、50d的第二旋转面Pr则朝向第一旋转翼50a、50b的一侧前方倾斜。

在高速行驶模式中，将后方的第二旋转翼50c、50d的第二旋转面Pr相对于前方的第一旋转翼50a、50b的第一旋转面Pf，以大于高速飞行模式的角度倾斜。例如，第二旋转面Pr的相对于第一旋转面Pf的倾斜角度即锐角部分的角度可以设为大约60度。

因为将第二旋转面Pr通过高速行驶模式而倾斜，因此向上方的浮力小，并且能够增加朝向倾斜第二旋转面Pr的方向的推动力的，即在该实施方式中的朝向前方的推动力。因此，在从地面略微悬浮的状态下，飞行器1向第二旋转翼50c、50d的倾斜方向上行驶。与正常移动模式或高速飞行模式相比，飞行器1可以向前方高速移动。

另外，当飞行器1处于高速行驶模式时，检测到行驶切换开关SW3再次被按下时，控制器2的控制部603经由通信部604及天线605向飞行器1发送正常移动模式的切换信号。当飞行器1的控制部703经由天线705和通信部704接收到由控制器2发来的正常移动模式的切换信号时，使驱动器707转动马达11的旋转轴111，并且与连杆机构46相连接的第一连杆构件112的前端T1向前方转动。由此，与飞行器1处于高速飞行模式时飞行切换开关SW2再次被按下的情况相同，可将第二旋转翼50c、50d的第二旋转面Pr与第一旋转翼50a、50b的第一旋转面Pf大致平行地进行切换。

以上说明的实施方式是作为示例而提出的，并不旨在限制本发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其他的各种形式进行实施，并且可以在不脱离本发明的主旨的情况下进行各种省略，替换和修改。这些实施方式及其变形包含在本发明的范围和主旨内，同时包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。

例如，在对图5和图6中说明的，在高速飞行模式或高速行驶模式下，可通过将第一连杆构件112的前端T1以向前方移动的方式进行转动，并将第二连杆构件451的前端T2向前方移动，以控制马达11，从而使第二旋转面Pr朝向后方。由此，飞行器1可以提高向后方移动时的响应性。此外，也可以形成为能够选择使得第二旋转面Pr朝向前方还是朝向后方的任意一种的结构。

另外，至于第一旋转翼50a、50b及第二旋转翼50c、50d，也可以形成为在飞行器1的前方及后方分别形成三个以上的多个的结构。另外，也可以形成为相对于一个固定转子20及可动转子30设置多个旋转翼50而驱动的结构。

此外，取代固定转子20，可以设置与可动转子30相同的另一可动转子，并且可以将该另一可动转子形成为可转动的结构。也就是说，可采用使第一旋转面Pf相对于第二旋转面任意地朝向前方或朝向后方倾斜的结构。

符号说明

1…飞行器 2…控制器

10…基板主体 11…马达

20(20a、20b)…固定转子 21…基座

22(22a、22b)…转子

30(30c、30d)…可动转子 31…基座

32(32c、32d)…马达 33…转子支撑杆

41…前支撑杆 42…前支撑杆

43…后支撑杆 44…支撑柱

45…转动轴 46…连杆机构

50a、50b(50)…第一旋转翼

50c、50d(50)…第二旋转翼

51…旋转轴 52…从动齿轮

61…右操作部 62…左操作部

111…旋转轴 112…第一连杆构件

221…驱动齿轮 331…驱动齿轮

441…轴承 451…第二连杆构件

601…电源 602…调节器

603…控制部 604…通信部

605…天线

701…电源 702…调节器

703…控制部 704…通信部

705…天线 706a～706d…驱动器

707…驱动器

Pf…第一旋转面 Pr…第二旋转面

R1～R4…电阻器 SW0…电源开关

SW1…电源开关 SW2…飞行切换开关

SW3…行驶切换开关 SW4…电源开关

T1…前端 T2…前端