(57)【要約】【課題】  飛行中あるいは待機中でも太陽からの輻射熱、あるいは自律制御機器の発熱による自律制御ボックス内の温度上昇を抑制でき、自律制御装置を構成する各制御機器の機能を低下させることのない無人ヘリコプタの自律制御ボックスを提供する。【解決手段】  無人ヘリコプタの自律飛行を可能とするための自律制御装置を収納した箱体２０１からなり、機体外側に搭載される無人ヘリコプタの自律制御ボックス１５において、前記箱体２０１表面に光を反射する反射膜を形成した。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人ヘリコプタの自律飛行を可能とするための自律制御装置を収納した箱体からなり、機体外側に搭載される無人ヘリコプタの自律制御ボックスにおいて、
前記箱体表面に光を反射する反射膜を形成したことを特徴とする無人ヘリコプタの自律制御ボックス。
【請求項２】
前記反射膜は、クロムメッキであることを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプタの自律制御ボックス。
【請求項３】
前記自律制御装置を構成する制御機器のうち、発熱性の最も高い制御機器を前記箱体の上面内側に直接接触するように取付けたことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプタの自律制御ボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人ヘリコプタの自律飛行を可能とするための自律制御ボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
無人ヘリコプタは、農薬等の薬剤を散布するため（例えば特許文献１）、あるいは航空写真撮影のため等に用いられる。この無人ヘリコプタは、リモコン操縦機で、使用者が地上から機体を見ながら飛行状態に応じて遠隔操作できる。
【０００３】
このような無人ヘリコプタにおいて、例えば予め任意に設定される飛行ルートに沿ってエンジンの運転状態等に応じて最適な飛行制御を自動的に行う自律飛行制御が実用化されている。このような自律飛行制御を行う場合、機体側の方位角センサや姿勢角センサ（ジャイロ）の検出データ及びＧＰＳデータなどを地上側に送信するとともに、地上側から送られる自律飛行の操縦指令信号を受信するデータ通信機が機体側に搭載される。また、機体の位置や速度を検出するためのＧＰＳ装置やカメラを搭載している場合の画像通信機及び自律飛行プログラムを格納したマイコンからなる制御基板などが機体に搭載される。
【０００４】
自律飛行制御に必要なこのようなデータ通信機、画像通信機、ＧＰＳ装置及び制御基板などからなる自律制御装置は自律制御ボックス内に収納され、収納しきれない機器は別のサブ制御ボックスに収納して機体に搭載される。
【０００５】
無人ヘリコプタの燃料タンクは、機体内部に収納される。さらに飛行距離を延ばすために、サブ燃料タンクが搭載され、機体内部の燃料タンクの残量が少なくなると、燃料ホースを通してサブポンプにより機体内部の燃料タンクに燃料を補充する。
【０００６】
上述した自律制御ボックスは、例えば、表面がアルマイト（登録商標）等で防錆処理を施されたアルミニウム合金製のカバーを有する箱体形状とすることが考えられる。しかし、このような自律制御ボックスを搭載した場合、飛行中又は地上での待機中に太陽からの輻射熱により、あるいは収納した自律制御装置の各制御機器の発熱により、ボックス内の温度が上昇するため、自律制御装置の作動時の放熱効率が低下するとともに正常な機能の維持が困難となり、また寿命が短くなる等、種々の問題がある。
【０００７】
このため、ボックス内の冷却のためにボックスにフィルタ等を配設して外気を取入れ冷却風を循環させる方法が考えられるが、飛行中に細かい砂塵や雨天の場合は水等が流入して各制御機器の故障を招くおそれがある。また、これら砂塵や水等の流入を防止するために集塵率の高いフィルタを用いると、フィルタの定期清掃や交換頻度が上がり、手間がかかり面倒である。一方、外気をボックス内に循環させる代わりにボックス内の冷却のために熱交換器を設ける方法が考えられるが、重量の増加やシステムの複雑化、また消費電力の増加による無人ヘリコプタ全体の発電能力の増加を招くことから好ましくない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１６６８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、飛行中あるいは待機中でも太陽からの輻射熱、あるいは自律制御機器の発熱による自律制御ボックス内の温度上昇を抑制でき、自律制御装置を構成する各制御機器の機能を低下させることのない無人ヘリコプタの自律制御ボックスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、無人ヘリコプタの自律飛行を可能とするための自律制御装置を収納した箱体からなり、機体外側に搭載される無人ヘリコプタの自律制御ボックスにおいて、前記箱体表面に光を反射する反射膜を形成したことを特徴とする無人ヘリコプタの自律制御ボックスを提供する。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記反射膜は、クロムメッキであることを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記自律制御装置を構成する制御機器のうち、発熱性の最も高い制御機器を前記箱体の上面内側に直接接触するように取付けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、箱体表面に光の反射膜を形成するので、自律制御ボックスの箱体自体の光の反射率が上昇し、太陽からの輻射熱による箱体内の温度上昇を抑制できる。したがって、箱体内の自律制御装置の温度上昇により機能が低下することはなく正常な機能が保たれる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、反射膜をクロムメッキで形成するため、十分な光の反射率を得ることができ太陽からの輻射熱による箱体内の温度上昇を抑制でき、箱体内の自律制御装置の正常な機能を維持できる。また、クロムメッキ自体が防錆能力をもつ表面処理なので、従来の酸化アルミニウム（アルマイト（登録商標））による箱体の表面処理の代替となり、コスト的に効率がよい。
【００１５】
請求項３の発明によれば、自律制御装置を構成する制御機器のうち、発熱性の最も高い制御機器を箱体の上面内側に直接接触するように取付けるため、発生した熱を直接箱体上面に対し放熱でき、しかも飛行中にはヘリコプタのロータによるダウンウォッシュ（揚力を発生させるための下向きの空気の流れ）が箱体外側上部から吹付けられることにより、箱体上部に配設した制御機器の放熱効果を高めることができるとともに、箱体内の温度上昇を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図３はそれぞれ、本発明に係る無人ヘリコプタの側面図、上面図及び正面図である。
無人ヘリコプタ１は、メインボディ２とテールボディ３からなる機体４を備える。メインボディ２の上部にメインロータ５が備わり、テールボディ３の後部にテールロータ６が備わる。このメインロータ５及びテールロータ６は複数本のロータブレード（図１,図２）により構成される。メインボディ２の前部にラジエータ７が備わり、その後にエンジン、吸気系、メインロータ軸、燃料タンクの順にメインボディ２内に収容される。燃料タンクは、外部サブ燃料タンクを不要とすべく大容量のものが機体中央付近に収容される。機体４のほぼ中央部のメインボディ２の左右下部に支持脚８を介してスキッド９が備わる。スキッド９の前端部上方の機体下部には、機体内のエンジン（不図示）に接続された排気管６０に備わるマフラー６１が配設される。
【００１７】
メインボディ２の後部上側にコントロールパネル１０が備わり、下側に表示灯１１が備わる。コントロールパネル１０は、飛行前のチェックポイントやセルフチェック結果等を表示する。コントロールパネル１０の表示は地上局でも確認できる。表示灯１１は、ＧＰＳ制御の状態や機体の異常警告等の表示を行う。
【００１８】
メインボディ２の前部下側に、赤外線カメラ（あるいはＣＣＤカメラ）を収容したカメラ装置１２がカメラ雲台１３を介して取付けられる。カメラ装置１２は、カメラ雲台１３に対し、パン軸（垂直軸）廻りに回転するとともに、内部のカメラ（不図示）がチルト軸（水平軸）廻りに回転可能である。これにより、カメラが前側の窓１４を通して上空から地上の全方位を撮影できる。
【００１９】
メインボディ２の左側に自律制御ボックス１５が搭載される。自律制御ボックス１５内には、自律制御に必要な、ＧＰＳ制御装置、地上と通信するデータ通信機や画像通信機、及び制御プログラムを組込んだ制御基板などが収容される。自律制御は、機体の位置や速度などの飛行データ、機体の姿勢や方位などの機体データ、エンジン回転数やスロットル開度などの運転状態データ等に基づいて、予め定められた運転モードや制御プログラムを自動的にあるいは地上局からの指令によって選択し、運転状態に応じて最適な操縦制御を行う。
【００２０】
この無人ヘリコプタ１は、このような自律制御で飛行できるとともに、飛行状態を目で確認しながら、この飛行状態や機体から送信された各種運転状態データに基づいて、リモコン操縦機によりマニュアル操作が可能である。
【００２１】
メインボディ２の下面側にアンテナ支持枠１６が取付けられる。このアンテナ支持枠１６に、傾斜したステー１７が取付けられる。このステー１７に、前述の自律制御に必要な運転状態データや飛行指令データ等の操縦データ（デジタルデータ）を地上局との間で送受信するための操縦データアンテナ１８が取付けられる。ステー１７にはさらに、前述のカメラ装置１２で撮影した画像データ（アナログデータ）を地上局に送信するための画像データアンテナ１９が取付けられる。
【００２２】
テールボディ３の下面側に地磁気等に基づく方位角センサ２０が備わる。方位角センサ２０により機体の向き（東西南北）が検出される。メインボディ２内にさらに、ジャイロ装置からなる姿勢角センサ（不図示）が備わる。
【００２３】
テールボディ３の上面側にメインＧＰＳアンテナ２１及びサブＧＰＳアンテナ２２が備わる。テールボディ３の後端部に、リモコン操縦機からの指令信号を受信するリモコン受信アンテナ２３が備わる。
【００２４】
図４は、本発明に係る無人ヘリコプタのブロック構成図である。
カメラ装置１２は、カメラ雲台１３に搭載された赤外線カメラ（又はＣＣＤカメラ）２４を備える。
【００２５】
自律制御ボックス１５内には、カメラ２４からの映像データを受信し映像のブレ止めを行う画像制御装置２５と、画像データを地上局に送る画像通信機２６と、自律制御に必要なデータを地上局との間で送受信するためのデータ通信機２７と、自律制御プログラムが格納されたマイコン等からなる制御基板２８と、メインＧＰＳアンテナ２１に接続されたメインＧＰＳ受信機２９と、サブＧＰＳアンテナ２２に接続されたサブＧＰＳ受信機３０が収納される。
【００２６】
機体４には、自律制御ボックス１５内の画像通信機２６及びデータ通信機２７からそれぞれ、アナログ画像データを地上局に送る画像データアンテナ１９及びデジタル操縦データを地上局との間で送受信する操縦データアンテナ１８が、前述のようにメインボディ２（図１）の下面側に備わる。方位角センサ２０は、自律制御ボックス１５内の制御基板２８に接続される。機体４内には、ジャイロ装置等からなる姿勢角センサ３１が備わり、コントロールボックス３２に接続される。コントロールボックス３２は、自律制御ボックス１５内の制御基板２８とデータ通信して５台のサーボモータ３３を駆動する。３台のサーボモータ３３がメインロータを制御してエンジンコントロール用のサーボモータとともに、機体の前後、左右、上下方向の移動を制御し、テールロータ制御用のサーボモータが機体の回転を制御する。
【００２７】
図５は本発明に係る無人ヘリコプタの自律制御ボックスの概略図である。
図示したように、本発明に係る無人ヘリコプタの自律制御ボックス１５は、箱体２０１内に制御機器（画像制御装置２５、画像通信機２６、データ通信機２７、制御基板２８、メインＧＰＳ受信機２９、サブＧＰＳ受信機３０）からなる自律制御装置２０２を収納して構成される。箱体２０１は支持枠２１２にバネ材２１３を介して弾性支持される。支持枠２１２は、下枠２１０と、これに溶接され上部に取っ手部２１１ａが形成された背枠２１１とからなる。自律制御ボックス１５は支持枠２１２と一体となって、機体４（図１〜図３参照）に着脱自在に固定される。この箱体２０１は左右両側がＦＲＰ等の樹脂の側面カバー２０９ａで構成され、中央の上面、背面、底面及び正面下部は表面がクロムメッキ処理を施されたアルミ製の中央カバー２０９ｂで構成される。中央カバー２０９ｂの正面（機体側方）には開口部が形成され、同じく表面にクロムメッキ処理を施されたアルミ製のリッド２１４により開閉自在とされる。このリッド２１４はクランプ２１５により箱体上面及び正面下部で固定保持される。このように、アルミ製の中央カバー２０９ｂ及びリッド２１４の表面に反射膜としてクロムメッキ処理を施すことにより、自律制御ボックス１５の箱体２０１自体の光の反射率が上昇し、太陽からの輻射熱による箱体２０１内の温度上昇を防止できる。したがって、箱体２０１内の自律制御装置２０２の放熱効率が低下することなく各制御機器２５〜３０を長期にわたって正常に機能させることができる。
【００２８】
また、クロムメッキ処理により、箱体２０１の錆の発生を抑制することができる。なお、反射膜は箱体２０１の光の反射率を向上させるものであれば、クロムメッキに限定されるものではない。また、反射膜の形成は、箱体２０１の中央部分に限らず、左右両側も含めて全表面に施してもよいし、太陽光が当たりにくい背面や底面は反射膜を設けなくてもよい。また、反射膜はコーティングに限らず、箱体の材料自体の表面仕上げ（例えば鏡面研磨）により反射率を高めてもよい。
【００２９】
箱体２０１内に収納される制御機器のうち、最も発熱性の高い機器、例えば画像通信機２６は箱体２０１の中央カバー２０９ｂの天井面の内側に直接接触して取付けられる。これにより、画像通信機２６の熱は、熱伝導性にすぐれるアルミ製の中央カバー２０９ｂに伝熱され、この中央カバー２０９ｂの上面に飛行中のヘリコプタのロータによるダウンウォッシュ（揚力を発生させるための下向きの空気の流れ）が箱体外側上部から吹付けられるので、箱体上部に配設した制御機器（画像通信機２６）の放熱効果を高めることができ、箱体内の温度上昇を防止できる。したがって、高温による箱体２０１内の各制御機器２５〜３０への影響を抑制でき、自律制御装置２０２を長期にわたって正常に機能させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、農薬等の薬剤散布用あるいは測量等の航空写真撮影用その他の無人ヘリコプタに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る無人ヘリコプタの側面図。
【図２】図１の無人ヘリコプタの上面図。
【図３】図１の無人ヘリコプタの正面図。
【図４】本発明に係る無人ヘリコプタのブロック構成図。
【図５】本発明に係る無人ヘリコプタの自律制御ボックスの概略図。
【符号の説明】
【００３２】
１：無人ヘリコプタ、２：メインボディ、３：テールボディ、４：機体、５：メインロータ、６：テールロータ、７：ラジエータカバー、８：支持脚、９：スキッド、１０：コントロールパネル、１１：表示灯、１２：カメラ装置、１３：雲台、１４：窓、１５：自律制御ボックス、１６：アンテナ支持枠、１７：ステー、１８：操縦データアンテナ、１９：画像データアンテナ、２０：方位角センサ、２１：メインＧＰＳアンテナ、２２：サブＧＰＳアンテナ、２３：リモコン受信アンテナ、２４：カメラ、２５：画像制御装置、２６：画像通信機、２７：データ通信機、２８：制御基板、２９：メインＧＰＳ受信機、３０：サブＧＰＳ受信機、３１：姿勢角センサ、３２：コントロールボックス、３３：サーボモータ、２０１：箱体、２０２：自律制御装置、２０９ａ：ＦＲＰ製側面カバー、２０９ｂ：アルミ製中央カバー、２１０：下枠、２１１：背枠、２１１ａ:取っ手部、２１２：支持枠、２１３：バネ材、２１４：リッド、２１５：クランプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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