(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
滑走可能な艇体と、該艇体の上面に設けた推力伝達体と、該推力伝達体に搭載され、前記艇体を前後、左右及び斜めの各方向に移動させる無線操縦式移動機構とからなり、前記推力伝達体は、前記艇体に固定する取付部と、該取付部から倒置Ｕ字状に伸長する可撓連結部と、該可撓連結部から前方又は後方に向けて伸長し、俯仰動可能かつ左右両端側が傾動可能な機器搭載部とから構成し、前記無線操縦式移動機構は、左右対象に突出する複数本の回転翼支持アームを有して前記機器搭載部に設けられた支持体と、該各回転翼支持アームの先端側に支持されて略水平方向に回転する回転翼と、前記支持体に搭載した無線受信機からの制御信号により該回転翼を駆動する駆動源とから構成してなる無線操縦式作業艇。
【請求項２】
前記推力伝達体は、前記取付部と機器搭載部をストッパーで連結することにより、該機器搭載部が後方へ過度に傾倒するのを防止してあることを特徴とする請求項１記載の無線操縦式作業艇。
【請求項３】
前記ストッパーは、上端側を前記機器搭載部の幅方向中心に軸着することにより、該機器搭載部は幅方向両端側が上下方向に搖動可能になっていることを特徴とする請求項２記載の無線操縦式作業艇。
【請求項４】
前記駆動源は前記支持体に搭載し、動力伝達手段を介して前記回転翼を回転駆動するように構成してあることを特徴とする請求項１記載の無線操縦式作業艇。
【請求項５】
前記駆動源は前記回転翼支持アームの先端側に搭載し、前記回転翼を回転駆動するように構成してあることを特徴とする請求項１記載の無線操縦式作業艇。
【請求項６】
請求項１記載の無線操縦式作業艇は、ＧＰＳ受信機と、作業域設定手段と、補正手段とを備え、該ＧＰＳ受信機が受信する位置情報から前記艇体の現在位置を検知し、艇体の現在位置と前記作業域設定手段による設定位置との差の補正信号を前記補正手段から無線受信機に送ることにより、当該作業域での作業を自動的に行うことを特徴とする無線操縦式作業艇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水田、沼地等のように水が滞留している場所、或いは砂地、牧草地、ダム等のように作業者の立ち入りに危険や困難がある場所において、滑走して移動することにより効率的に作業を行うことができる無線操縦式作業艇に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば池、湖、水田等の場所での無線操縦の趣味、又は農作業等の各種作業に用いる水上推進型の船としては所謂ホバークラフト型のものがある。また、空中での無線操縦の趣味や農作業等の各種作業に用いるものとしてはヘリコプターがある。そして、農作業においては、ホバークラフトで水田上を走行しながら、或いはヘリコプターで水田上空を飛行しながら水田に農薬、肥料等を散布する方法が行われている。
【０００３】
ホバークラフトで農薬等を散布する装置及び方法としては、ホバークラフトに農薬を収容するタンクと散布装置を搭載し、水田を走行しながら農薬を散布するという水田用ホバークラフト及び水田用ホバークラフトの農薬散布方法が提案されている（特許文献１）。
また、本件出願人は、農薬等の散布装置１６を搭載した基体１を無線操縦式ヘリコプター１４と組合わせ、無線操縦により畑や水田の上空を飛行しながら農薬等を散布することを可能にした無線操縦移動体について特許を取得し、農薬、肥料等の散布作業の効率化に貢献している（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２３３９８５号公報
【特許文献２】第４７２６９４１号特許公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のホバークラフトは広く普及している乗り物ではないし、模型等でも馴染む機会が殆どないこと、水田用ホバークラフトはヘリコプターとは操縦方法、操縦感覚が異なるから、ヘリコプターを所有している者でもホバークラフトを作業に使用するには、前以てその操縦方法を習得しなければならない。しかし、操縦方法の習得は容易ではないし、安全性の確保のために十分な技術を習得するには相応の期間を要するという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載の無線操縦移動体は、基体１に対してメインロータ１４Ｃの位置が高くて重心が上寄りに位置するために操作者に安定性の面で不安を与えるおそれがあるし、全体の縦方向サイズが大きいので収納性の点で課題がある。また、前後進、左右移動及びホバリングの全ての動作を１基の回転翼で行うために基体１の大きさに比して回転半径の大きい回転翼を必要とするという問題点がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、艇体は安定性良く滑走するので正確な作業を効率的に行うことができるし、艇体の外形に略沿って複数の回転翼を配置するので形状全体がコンパクトであり、また操縦が簡単なので短期間で習得して作業に使用できるし操縦時のストレスが無い無線操縦式作業艇を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために構成した本発明の手段は、滑走可能な艇体と、該艇体の上面に設けた推力伝達体と、該推力伝達体に搭載され、前記艇体を前後、左右及び斜めの各方向に移動させる無線操縦式移動機構とからなり、前記推力伝達体は、前記艇体に固定する取付部と、該取付部から倒置Ｕ字状に伸長する可撓連結部と、該可撓連結部から前方又は後方に向けて伸長し、俯仰動可能かつ左右両端側が傾動可能な機器搭載部とから構成し、前記無線操縦式移動機構は、左右対象に突出する複数本の回転翼支持アームを有して前記機器搭載部に設けられた支持体と、該各回転翼支持アームの先端側に支持されて略水平方向に回転する回転翼と、前記支持体に搭載した無線受信機からの制御信号により該回転翼を駆動する駆動源とからなる。
【０００９】
そして、前記推力伝達体は、前記取付部と機器搭載部をストッパーで連結することにより、該機器搭載部が後方へ過度に傾倒するのを防止するようにするとよい。
【００１０】
また、前記ストッパーは、上端側を前記機器搭載部の幅方向中心に軸着することにより、該機器搭載部は幅方向両端側が上下方向に搖動可能にするとよい。
【００１１】
また、前記駆動源は前記支持体に搭載し、動力伝達手段を介して前記回転翼を回転駆動するように構成するとよい。
【００１２】
更に、前記駆動源は前記回転翼支持アームの先端側に搭載し、前記回転翼を回転駆動するように構成してもよい。
【００１３】
そして、請求項１記載の無線操縦式作業艇は、ＧＰＳ受信機と、作業域設定手段と、補正手段とを備え、該ＧＰＳ受信機が受信する位置情報から前記艇体の現在位置を検知し、艇体の現在位置と前記作業域設定手段による設定位置との差の補正信号を前記補正手段から無線受信機に送ることにより、当該作業域での作業を自動的に行う構成にすることができる。
【００１４】
本発明は上述の如く構成したから、下記の諸効果を奏する。
（１）無線操縦式作業艇は略水平のＸ，Ｙ軸方向に滑走しながら作業を行うので、水や地面の抵抗を殆んど受けないし、上昇、降下の動作は不要であるから操縦が容易であり、艇体の動きに無駄が無いので作業時間の短縮を図ることができる。
（２）艇体の上面に設けた推力伝達体の機器搭載部は、俯仰動可能かつ左右両端側が傾動可能であるから、艇体は略水平の３６０度方向に自在に滑走することが可能で効率よく作業を行うことができる。
（３）無線操縦式移動機構は、回転半径の小さい複数基の回転翼を搭載し、艇体の外縁からの回転翼の突出を最小にしたから、ブレードが周囲の物に当たって破損する事態を回避できるし、作業域の隅々まで艇体を移動させて無駄なく作業することが可能であり、しかも操作者への心理的負担も軽減できる。
（４）推力伝達体は、取付部と機器搭載部をストッパーで連結したから、機器搭載部が後方へ過度に傾倒して仰向けの危険な姿勢になるのを確実に防止できる。
（５）機器搭載部は幅方向中心位置をストッパー上端に枢支し、左右の回転翼が幅方向中心で傾動するようにしたから、艇体は左右のバランスが安定して滑走できるし操縦性にも優れている。
（６）駆動源は支持体に搭載し、動力伝達手段を介して回転翼を回転するように構成したから、高出力の大型の駆動源を用いることができる。
（７）駆動源は、回転翼支持アームの先端側に搭載して回転翼を回転駆動するように構成したから、各回転翼の回転数を制御することで前進後退、左右、斜め方向に転換する操縦を容易に行うことができる。
（８）無線操縦式作業艇は、ＧＰＳ受信機、作業域設定手段、補正手段を備え、ＧＰＳ受信機が受信する位置情報と作業域設定手段による設定位置とに基づいて作業域での作業を自動的に行うことができる。また、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報と位置情報を利用して作業速度を速めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線操縦式作業艇の外観斜視図である。
【図２】無線操縦式移動機構の構成を示す拡大断面図である。
【図３】無線操縦式作業艇の部分正面図である。
【図４】無線操縦式作業艇の前進姿勢を示す部分側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。図において、１は無線操縦移動艇を構成する艇体で、該艇体１は水田、沼等の水面上や湿地帯、砂地等の上を安定して滑走可能なように幅広の板状に形成してある。艇体１は木製、或いはプラスチックやＦＲＰ等の合成樹脂で成形してあり、艇体１の四隅１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは前進、後退、左右旋回をスムーズに行うことができるように湾曲状に形成してある。
【００１７】
２は後述する移動機構８を搭載してその推力を艇体１に伝えるための推力伝達体を示す。該推力伝達体２は後述する取付部３、可撓連結部４、機器搭載部５をカーボンファイバーで倒置Ｕ字状に一体に成形したものからなる。３は推力伝達体２を構成する取付部で、該取付部３はホームベース型の五角形の平板状に形成してあり、艇体１の略中央にボルト・ナットで固定してある。
【００１８】
４は前記取付部３の後端に一体に成形した可撓連結部で、該可撓連結部４は取付部３より幅狭の帯状をなしており、上方に向けて湾曲させて側面視で略倒置U字状に形成してある。可撓連結部４はこのように形成することで上下方向及び左右方向に撓曲可能になっている。なお、可撓連結部４は上下方向及び左右方向に撓曲可能であればよいので、略倒置U字状に限らず倒置M字状でもコ字状でもよい。また、取付部３と可撓連結部４は一体成形に限られず、別部材に成形してボルト・ナット等で接続する構成にしてもよい。
【００１９】
５は可撓連結部４の先端から前方に突出する機器搭載部を示す。該機器搭載部５は可撓連結部４より幅広の平板状をなしており、先端の幅方向中央には後述するストッパー６を軸着するための面状部５Ａが形成してある。なお、機器搭載部５は後端略中央を可撓連結部４の先端と一体に形成することにより設けてあるが、一体形成に限られず、可撓連結部４と機器搭載部５は別部材に成形してボルト・ナット等で接続する構成にしてもよい。
【００２０】
６は取付部３と機器搭載部５との間に連結したストッパーを示す。該ストッパー６は二枚羽タイプの第１のヒンジ６Ａを介して略く字状に屈曲可能に連結した下側板６Ｂ及び上側板６Ｃと、下側板６Ｂを取付部３に連結する二枚羽タイプの第２のヒンジ６Ｄと、上側板６Ｃを機器搭載部５に連結する第３のヒンジ６Ｅとから構成してあり、全体が略く字状に屈曲可能になっている。
そして、ストッパー６は、上端側を機器搭載部５の面状部５Ａに軸着することにより、機器搭載部５は幅方向両端側が図３に示すように、上下方向に搖動可能になっている。
【００２１】
７は逆Ｌ字型の板体からなり、取付部３上に立設したストッパー保持体を示す。該ストッパー保持体７は、機器搭載部５が上向くことに連動して略直線状態になるストッパー６に先端７Ａが当接することで、ストッパー６がストッパー保持体７方向に屈曲することを防止している。
【００２２】
８は機器搭載部５に搭載した無線操縦式移動機構である。９は該無線操縦式移動機構８を構成する支持体で、該支持体９は機器搭載部５に固定する箱型のケーシングからなっている。１０、１０、・・は該支持体９から左右対称に斜め四方に十字状に突出する４本の回転翼支持アームで、該回転翼支持アーム１０は、縦断面略冂字状に形成することによって内側をベルト収容部１０Ａにすると共に強度性を持たせ、先端側１０Ｂは略ロ字状に形成して軸支持機能を持たせてある。
【００２３】
支持体９内には受信機１１Ａ、該受信機１１Ａからの信号により後述する駆動源１２を制御する制御部１１Ｂ、ＧＰＳ受信機１１Ｃ、作業域設定部１１Ｄ、位置補正部１１Ｅ等の機器類１１が格納してある。ここで、受信機１１Ａは操作者の送信機からの操縦信号を受信し、作業域設定部１１Ｄは例えば圃場のように形状が明確な作業域の主要な位置情報を入力設定し、位置補正部１１ＥはＧＰＳ受信機１１Ｃが受信した艇体１の現在位置情報と作業域設定部１１Ｄで設定した位置情報とのズレから艇体１を所定の位置に移動させる補正を行うもので、これら機器類１１によって無線操縦式作業艇は自動的作業を行うことも可能である。
【００２４】
１２、１２、・・は支持体９内に収納した４基の内燃エンジン又は電動モーターからなる駆動源で、該各駆動源１２は送信機から送られる操縦信号によって各別に回転制御されるようになっている。１３は駆動源１２の出力軸に嵌着した駆動プーリー、１４は各回転翼支持アーム１０の先端側１０Ｂに設けた回転軸、１５は該回転軸１４に嵌着した従動プーリーで、駆動プーリー１３と従動プーリー１５との間には駆動ベルト１６が巻装してある。なお、ベルトドライブに変えてシャフトドライブとベベルギアで伝達する構成にしてもよい。
【００２５】
１７は前記回転軸１４に挿着した回転翼で、該各回転翼１７は４枚のブレード１７Ａ、１７Ａ、・・から構成してある。そして、ａ−ａ線上の斜めに位置する一対の回転翼１７、１７の各ブレード１７Ａに対し、交差するｂ−ｂ線上の斜めに位置する他の一対の回転翼１７、１７の各ブレード１７Ａは逆ピッチに設定することにより、回転トルクが一方向にのみ働くのを打ち消すようにしてある。
【００２６】
１８は艇体１上に設けた収容タンクを示し、該収容タンク１８内には液状、粉状或いは粒状の農薬、肥料、融雪剤等の散布物が収容してある。１９は収容タンク１８に連通して艇体１上に設けた散布装置で、該散布装置１９はケーシング１９Ａ内に設けたモーター及びファン又は噴射ポンプ（図示せず。）と、ケーシング１９Ａから後方に突設した散布ノズル１９Ｂとから構成してある。
【００２７】
本実施の形態に係る無線操縦式作業艇は上述の構成からなるもので、以下にその作動について説明する。例えば、水田に農薬を散布する作業を行う場合、収容タンク１８に粉状農薬を充填し、艇体１を水田の水面上を滑走させながら散布作業を行う。作業者の手元にある送信機によって４基の回転翼１７、１７、・・は格別に回転制御が可能であり、艇体１の基本的動作は、４基の回転翼１７を均等に回転させることで艇体１は僅かに浮上した状態でホバリングさせることができる。また、前進後進、左右及び斜め方向への転換は各回転翼１７のブレード１７Aのピッチ角を変えることにより行うことができる。
【００２８】
このように、本発明によれば、複数基の回転翼１７で艇体１を移動させる構成にしたから、全体の平面積と高さをコンパクトにすることができる。また、艇体１の前後進、左右方向、斜め方向といった各方向への移動は１基から４基の回転翼１７を操作することによって容易に行うことができる。
【００２９】
そして、艇体１は僅かに浮上した状態で滑走し、水や砂等の抵抗を受けることがないから移動速度が速いし、所謂燃費も節減できる。また、艇体１を上昇、下降させる操縦は不要であるから操縦が容易である。
【００３０】
また、本実施の形態において、無線操縦式作業艇は、ＧＰＳ受信機、作業域設定手段、補正手段を備え、ＧＰＳ受信機が受信する位置情報と作業域設定手段による設定位置とに基づいて作業域での作業を自動的に行うことができる。またＧＰＳ信号に含まれる時刻情報と位置情報とから作業速度を速めることもできる。
【００３１】
なお、本実施の形態において、駆動源１２は支持体９内に搭載したが、各回転翼支持アーム１０の先端側に搭載して回転翼１７をダイレクトドライブする構成にしてもよい。この場合、艇体１の前進後退、左右及び斜め方向への旋回といった操縦は各回転翼１７の回転数を変えることにより容易に行うことができる。
【００３２】
また、本実施の形態では４基の回転翼１７を用いる構成にしたが、回転翼は６基又は８基用いる構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１      艇体
２      推力伝達体
３      取付部
４      可撓連結部
５      機器搭載部
６      ストッパー
８      無線操縦式移動機構
９      支持体
１０    回転翼支持アーム
１２    駆動源
１７    回転翼
１７Ａ  ブレード
【要約】
【課題】艇体は安定性良く滑走するので正確な作業を効率的に行うことができるし、艇体の外形に略沿って複数の回転翼を配置するので形状全体がコンパクトで、また操縦が簡単なので短期間で習得して作業に使用できるし操縦時のストレスが無い無線操縦式作業艇を提供する。
【解決手段】平板状の艇体１の上面に推力伝達体２が設けてある。推力伝達体２を構成し、俯仰動可能かつ左右両端側が傾動可能な機器搭載部５に無線操縦式移動機構８を搭載することで、艇体１は前後、左右及び斜めの各方向に移動可能である。移動機構８を構成する支持体９から四方に伸長する４本の回転翼支持アーム１０の先端側に略水平方向に回転する回転翼１７が設けてある。回転翼１７は支持体９に搭載した駆動源によって回転駆動する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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