(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロータが周方向に配置されたマルチロータクラフトにおいて、
マルチロータ部の中心部下方に、前記マルチロータクラフトのロール軸回り及びピッチ軸回りに揺動可能なロッドを介してウエイトを連結し、
前記ロッドのロール軸回り及びピッチ軸回りの揺動角を制御することにより、前記ロータに対する前記ウエイトの重心を変化させることで、前記マルチロータクラフトのロール軸回り及びピッチ軸回りの姿勢を制御し、前記マルチロータクラフトのヨー軸回りの姿勢を、前記ロータの回転数、あるいは、前記ロータの下方に設けた推力方向変更装置により制御するようにしたことを特徴とするマルチロータクラフトの姿勢安定化制御装置。
【請求項２】
前記ロータのそれぞれを個別の電動モータで駆動し、前記マルチロータクラフトのヨー軸回りの姿勢を、前記ロータの回転数により制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載されたマルチロータクラフトの姿勢安定化制御装置。
【請求項３】
前記ロータを内燃機関で駆動し、前記マルチロータクラフトのヨー軸回りの姿勢を、前記推力方向変更装置により制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載されたマルチロータクラフトの姿勢安定化制御装置。
【請求項４】
前記マルチロータクラフトのロール軸回りの角度・角速度・角加速度検出器及びピッチ軸回りの角度・角速度・角加速度検出器の検出値に基づいて、前記ロッドのロール軸回り及びピッチ軸回りの揺動角を制御する第１アクチュエータ及び第２アクチュエータを制御するとともに、ヨー軸回りの角度検出器の検出値に基づいて、前記ロータの回転数、あるいは前記ロータからの推力の方向を変更するヨー制御フィンを制御するコントローラを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載されたマルチロータクラフトの姿勢安定化制御装置。
【請求項５】
前記マルチロータクラフトの機体を前記ウエイトとしたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載されたマルチロータクラフトの姿勢安定化制御装置。
【請求項６】
前記マルチロータクラフトの機体をマルチロータ部の中心部に装着し、前記ロッドを前記機体の中心部に前記ロッドを前記マルチロータクラフトのロール軸回り及びピッチ軸回りに揺動可能に連結したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載されたマルチロータクラフトの姿勢安定化制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチロータやマルチコプタとも呼ばれている、２枚以上のロータを持つロータクラフト（以下、「マルチロータクラフト」という。）のピッチ軸回り、及びロール軸回りの姿勢安定化制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチロータクラフトの空撮事業や測量事業への商業利用が拡大している。マルチロータクラフトの基本的な姿勢安定化制御は、ロータの回転面を水平に保ち、ロール軸、ピッチ軸を水平にするとともに、機体をロータ面に対し回転させず、ヨー角を一定に制御することである。
ロール軸とピッチ軸に関しては、ロール軸回りの姿勢に関与するロータ(ロール軸に対し、左右対称の位置にあるロータ)の回転数と、ピッチ軸回りの姿勢に関与するロータ(ピッチ軸に対し、左右対称の位置にあるロータ)の回転数とを変化させ、ヨー軸に関しては、正回転するロータと逆回転するロータの回転数差を利用して制御している。また、機体の上昇下降は、上述のヨー軸、ピッチ軸、ロール軸の制御を行いながら、全ロータの出力を増大あるいは減少させることにより制御する。
【０００３】
このように、マルチロータクラフトの姿勢制御には、ロータの回転数差を利用していることから、ロータを駆動する電動モータ等の原動機の応答遅れ、減速機を含む駆動系の慣性、空気の圧縮性により、ロータの回転数変化が推力変化に反映されるまでに、不可避の応答遅れが発生する。
この応答遅れを考慮した制御技術として、特許文献１、２には、２次応答遅れ系の制御を行うことが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、地面である地表に機体から延びたワイヤで係留することにより、ワイヤの張力でピッチとロールの安定化を図ることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献４には、重反転ロータ型一人乗りヘリコプタの操縦に関し、ピッチ角とロール角のコントロールに体重移動を用い、ヨー軸のコントロールに、遊星歯車を駆動するモータを用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５６０２０号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６０２２号公報
【特許文献３】特開２０１３−０７９０３４号公報
【特許文献４】特開２０００−０７２０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来技術においては、マルチロータクラフトのすべての軸回りの姿勢制御に、ロータの回転数差を利用していることから、ロータ自体、電動モータ等の原動機、そして、これらの間に介在する減速機構などに個体差があると、同一電力を供給したとしても、各ロータが発生する推力が不均一になる。
推力が著しく不均一であると、上述した不可避の応答遅れにより、マルチロータクラフトの姿勢を安定化させることが不可能となることから、個体差を最大限低減するため、品質管理を厳密に行わなければならず、しかも高速度の演算処理装置が必要となるため、大幅なコストアップを招いている。
【０００８】
仮にこれらの個体差を零に近い状態に設定し得たとしても、突風などの外乱が作用したとき、姿勢を安定化させるため、原動機出力をフィードバック制御する際、応答性を高めると、前述の原動機の応答遅れ、駆動系の慣性、空気の圧縮性により、ハンチングが発生して機体の挙動が不安定になる。一方、フィードバック制御の応答性を低下させると、突然の外乱により姿勢が大きく崩れた場合などでは姿勢制御が間に合わず、暴走、墜落等の原因になってしまう。
【０００９】
ところで、原動機として、内燃機関等のエンジンを採用すると、バッテリ容量で制限を受ける電動モータと比較して、航続距離をはるかに長くすることができる。
しかし、エンジンは、電動モータと比較して、出力特性の個体差が大きく、出力応答性、制御の収束性にも劣るため、マルチロータの駆動源として利用することは、きわめて困難である。一方、電動モータの場合、エンジンと比較して制御特性は良好なものの、航続距離がバッテリ容量に依存することになるので、広域にわたり連続空撮ができないといった問題が生じる。
【００１０】
しかも、機体のローリング角やピッチ角が限界値を超えると、各ロータの推力が水平方向に近い状態となり、姿勢を立て直すことができないばかりでなく、暴走を招くことになるため、安全確保の観点から全ロータを直ちに停止させ、その場で墜落させるようにしている。
このように、従来技術においては、原動機の出力制御が介在するロータの推力制御により姿勢制御を行っている点に本質的な問題があり、高価な部品、経時的変化に伴うメンテナンス費用を含めた品質管理に伴うコストアップ、外乱等に対する応答性の限界、安全確保のための機体の全壊など、安全で簡便な利用に大きな課題を残している。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、ロール軸回り、ピッチ軸回りについては、ロータの推力制御によるものではなく、ロータに対する重心移動により姿勢制御を行うことで、姿勢制御の応答性を抜本的に高めるととともに、機体のアンバランスやロータの推力、原動機出力などの個体差やバラつきを許容し、低コストで安全性を飛躍的に高めたマルチロータクラフトを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明においては次のような技術的手段を講じた。
すなわち、複数のロータが周方向に配置されたマルチロータクラフトにおいて、マルチロータ部の中心部下方に、前記マルチロータクラフトのロール軸回り及びピッチ軸回りに揺動可能なロッドを介してウエイトを連結し、前記ロッドのロール軸回り及びピッチ軸回りの揺動角を制御することにより、前記ロータに対する前記ウエイトの重心を変化させることで、前記マルチロータクラフトのロール軸回り及びピッチ軸回りの姿勢を制御し、前記マルチロータクラフトのヨー軸回りの姿勢を、前記ロータの回転数、あるいは、前記ロータの下方に設けた推力方向変更装置により制御するようにした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロッドの揺動角により、ウエイトの重心を変化させることで、マルチロータクラフトのロール軸回り及びピッチ軸回りの姿勢を制御し、これとは独立して、ヨー軸回りの姿勢を、ロータの回転数やロータの下方に設けた推力方向変更装置により制御するようにした。この制御により、機体のアンバランスやロータの推力、原動機出力などの個体差やバラつきをシンプルなアルゴリズムで解消することができる。しかも、各機器に個体差の大きい安価なものを使用しても、高度な微調整を必要とせず、アフターメンテナンスをほとんど不要にすることができ、機体や各機器の劣化にかかわらず、常に姿勢の安全性が確保することができる。
さらに、姿勢制御にロータの回転数変化を使用しないことから、電動モータ以外の回転数変化の応答性が低い動力、例えば、レシプロエンジンやタービンエンジンを使用することも可能となる。この結果、現在のマルチコプタの欠点である、バッテリ使用に起因する飛行時間の制限を拡大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例１に基づくマルチロータクラフトの全体図である。
【図２】図２は、マルチロータクラフトの中心部を拡大した図である。
【図３】図３は、実施例１に基づいてロール軸回りの姿勢制御を行うメカニズムをモデル化した図である。
【図４】図４は、実施例１に基づいてピッチ軸回りの姿勢制御を行うメカニズムをモデル化した図である。
【図５】図５は、実施例１に基づいて、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸回りの姿勢制御を行うための制御ブロック図である。
【図６】図６は、ロール軸回りに外乱が発生したときの実施例１の制御応答と姿勢角を従来技術と比較した図である。
【図７】傾き制御限界角に関する説明図である。
【図８】図８は、実施例２に基づく推力方向変更装置の配置を示す図である。
【図９】図９は、実施例２に基づくマルチロータクラフトの全体図である。
【図１０】図１０は、実施例２に基づく動力分配装置の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面とともに説明する。
【実施例】
【００１６】
［実施例１］
図１は、本実施例に基づくマルチロータクラフトの全体図を示しており、中心部１から９０°間隔で４本のアーム部２ａ〜２ｄが水平方向に延びており、それぞれの末端に、ロータ３ａ〜３ｄと、これを駆動する原動機４ａ〜４ｄ（減速機を含む場合もある）が搭載されている。各アーム部２ａ〜２ｄは長さが等しく、その先端に搭載されるロータ３ａ〜３ｄの中心点が、平面視で同一円周上に位置するよう配置されている。中心部１、アーム部２ａ〜２ｄ、ロータ３ａ〜３ｄ、そして、原動機４ａ〜４ｄを含む構造体がマルチロータ部を構成し、その重心が、ロータ３ａ〜３ｄの中心点に一致している。
また、ロータ３ａとロータ３ｃを同一方向に回転させ、ロータ３ｂとロータ３ｄを、これとは逆方向に回転させることで、回転モーメントを相殺し、ヨー軸方向の偏位を抑制するようにしている。
【００１７】
マルチロータクラフトの機体５には、その重心から上方に延びるロッド７が設けられている。ロッド７の上端は、ロール軸（進行方向の軸）回りの回転軸、及びピッチ軸（進行方向に直交する軸）回りの回転軸を介して、中心部１にロール軸回り、ピッチ軸回りにそれぞれ独立して揺動可能に連結されている。なお、機体５の底面には脚部６が装着されている。
【００１８】
図２に示されるように、中心部１には、ロッド７をロール軸回りに揺動させる第１アクチュエータ８と、ロッド７をピッチ軸回りに揺動させる第２アクチュエータ９が搭載されており、ロール軸レートジャイロ、ピッチ軸レートジャイロの検出値が入力されるコントローラにより、各軸の揺動角が制御される。
本実施例では、アクチュエータとしてサーボを用いているが、マルチロータが大型の場合には、電動モータを使用してもよい。
【００１９】
機体５には、各種コントローラ、カメラ、通信機器等の搭載機材、そして、原動機４ａ〜４ｄが電動モータの場合、二次電池などが搭載され、重心位置がロッド７の直下にあり、所定の重量を有するウエイトとなり、ロッド７が振り子ロッドとなる。
マルチロータクラフトの機体５や各ロータが突風などにより、ロール軸回りに回転させる外乱を受けたとき、第１アクチュエータ８により、これを打ち消す方向に、機体５をロール軸回りに揺動させ、外乱を相殺する。また、ピッチ軸回りに回転させる外乱を受けたときも同様に、第２アクチュエータ９により、これを打ち消す方向に、機体５をピッチ軸回りに揺動させ、ロール軸回りの姿勢制御を行う。
【００２０】
その際、機体５の質量とロッド７の長さ、そして、第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ９により得られる揺動角が、外乱を相殺するモーメントの大きさを決定する。
すなわち、ロッド７が長いほど大きな制御力を発生させることができるので、ロッド７の長さを調整することにより、制御力の大きさを調整することが可能となる。
【００２１】
図３は、図１のアクチュエータ８、９により姿勢制御を行うメカニズムをロール軸についてモデル化したものである。
基本的には振子の運動方程式を適用し、振子の支点が大きな空気抵抗を持つ物体により移動することを考慮することとなる。図３ではマルチロータクラフトが、外乱Ｔｚを受け、水平面に対し、ロール軸がθ１の角度で姿勢が傾き、その姿勢を修正するために、第１アクチュエータ８が作動しθ２の角度だけ機体５を傾けた状態を示している。
【００２２】
このとき、振子となる機体５の質量をＭ1［ｋｇ］、ロッド７の長さをｌ1［ｍ］としたとき、ロール軸回りに作用する、姿勢修正モーメントは、
Ｍ1×ｌ1×sin(θ1＋θ2)と表すことができる。
実際の外乱Ｔｚは、通常の安全運行の範囲となる平均風速２〜１０ｍ／ｓ程度としているため、θ1、そして、θ2も零近傍の値しかとらないため、姿勢修正モーメントは、（θ1＋θ2）で線形近似することが可能となる。
【００２３】
これは、図４に示すピッチ軸回りについても同様である。図４において、外乱ＴYを受け、水平に対しピッチ軸がγ1の角度で姿勢が傾き、その姿勢を修正するために、第２アクチュエータ９が作動し、機体５をγ2の角度だけ傾けた状態を示している。前述のロール軸姿勢制御に対して、ピッチ軸姿勢制御は、進行方向であるために、前進・停止・後進の僅かな加速期間内だけは、加速度方向と重力方向の合力方向がロール軸姿勢制御の重力方向に相当する。
【００２４】
しかし、飛行移動中は等速運動であるため等速運動移動中は、ロータ面は水平となり、基本的に上記ロール制御と全く同じ力学でピッチ軸制御が行われる。
前進加速は、図４のように振子姿勢制御により前傾させることにより実施し、再度振子安定制御により水平に保つことで等速運動を行う。等速運動からの静止は、振子姿勢制御によりロータ面を後傾させることにより減速あるいは加速を行い、静止時には再度振子安定制御により水平を保ち空中静止を行う。これらの運動をすべて図４のようにピッチ方向の振子運動制御により実現する。
【００２５】
このように、重力という瞬時に作用する力を利用した振子運動制御であるために、圧縮性のある空気を介さず、時間遅れ系の制御が不要となり、線形制御によるロール軸回り、ピッチ軸回りの姿勢制御が可能である。
【００２６】
ヨー軸回りについては、ロータ３ａ、ロータ３ｃの回転数、ロータ３ｂとロータ３ｄの回転数のいずれか一方あるいは両方を、外乱を打ち消す方向に増減することにより、姿勢制御を行う。
【００２７】
以上、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸回りに関するマルチロータクラフトの安定姿勢制御は、飛行時間の大部分を占める静止時（ホバリング時）と等速運動時に常時稼働させることにより、姿勢を安定化させ墜落を防止する。
マルチロータを実際に運行させる際は、ある地点でロール軸あるいはピッチ軸を短時間チルトさせ、左右前後の一瞬の加速と一瞬の減速を行う。そして、次の地点に到るまで等速運動による移動を行うことを繰り返し、碁盤の目を移動するような制御により、目的の位置まで移動させる。
【００２８】
その際、碁盤の目の交点の部分では、姿勢を水平に保つためのロール軸制御、ピッチ軸制御を一瞬解除し、加速と減速のためのロール軸、ピッチ軸のチルトを、振り子制御により短時間行う。それ以外の期間は、等速運動か静止状態で、常に姿勢を水平に保つ振子姿勢安定化制御を作動させる。
このような制御アルゴリズムは、図５の制御ブロック図における相関関数Ｇにより実行される。なお、図５は、原動機４ａ〜４ｄとして、制御特性が良好で、ロータの回転数でヨー軸回りの姿勢制御が可能な電動モータの使用を前提としている。
【００２９】
操縦者が、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を利用し、例えば、地図上の目的地を指定するという形式で移動指令を行うと、座標変換が行われ、指令値変換経路制御アルゴリズムにより、経路生成が行われる。
指令値変換経路制御アルゴリズムから、ロール軸、ピッチ軸、Ｚ軸（高度）、ヨー軸の制御要素に分解され、それぞれの制御目標値が出力される。
ロール軸とピッチ軸については、指令値変換経路制御アルゴリズムからの制御目標値に基づいて、それぞれ、Ｇ(ｒｐｚｙ)相関関数であるθｒ(ｔ)とθｐ(ｔ)により、ロール軸レートジャイロ、ピッチ軸レートジャイロを用いたフィードバック制御を行う。
これにより、前述のように、特定の地点でロール軸、ピッチ軸の短時間チルトが行われ、左右前後の一瞬の加速と一瞬の減速、そしてその後、次の地点に到着するまでの等速運動による移動を繰り返す。
【００３０】
例えば、ヨー制御による方向転換時には、常に振子姿勢安定化制御が作動し、上昇下降時の高度制御の間も常時振子姿勢安定化制御は作動を継続する。ヨー制御に関しては、相関関数Ｇの関与が少ないが、ヨー方向に回転しながら加速する場合や、上昇しながら減速する場合などがあり、ゼロではないため、相関関数Ｇは高度制御やヨー制御を含むこととする。
操縦者からは、ＧＵＩによる地図上の目的地の指定という形で、指令目標が与えられ、それを座標変換し、経路生成を行い、そこからロール、ピッチ、高度、ヨーの制御要素に分解された制御指令値が入力される。
【００３１】
図６は、ロール軸における姿勢制御において、外乱が発生した時の制御応答と姿勢角の様子を示したものである。上側が実施例によるもの、下側が従来技術によるもので、最下段は発生した外乱であり、縦軸に外乱や制御量などの力と姿勢角の角度を示し、横軸に時間を示している。
従来のロータ回転数変化による推力による制御では、圧縮性を有する空気のため、応答遅れが発生する。
これに対し、本実施例による、機体５を振り子としたロール角制御によると、応答速度がきわめて高く、高い姿勢角修正の応答速度が得られることが確認できる。
【００３２】
なお、前述のように、マルチロータクラフトのヨー角については、従来技術と同様、通常は、ロータ３ａと３ｃは同一方向に回転させ、ロータ３ｂと３ｄを、逆回転させることで、ヨー角回りの回転を相殺させる。ヨー軸回りの外乱が作用したときは、ヨー軸レートジャイロによりこれを検知し、回転方向が一致するロータ３ａと３ｃ、あるいは、ロータ３ｂと３ｄの回転数を調整することで、ヨー軸回りの外乱を相殺する。
【００３３】
その際、ロータ３ａ〜３ｄの回転数変化に伴い、ロール軸回り、ピッチ軸回りの揺動が発生するが、これは、前述した第１アクチュエータ８、第２アクチュエータ９の制御により相殺される。
このように、本実施例によれば、ロータ３ａ〜３ｄの特性や、これを駆動するモータの出力にバラつきがあっても、機体５を振子として、ロール軸、ピッチ軸回りの安定制御が維持されているため、ヨー軸回りの安定を維持する観点のみで、互いに逆回転しているロータの回転数を調整するだけで、仮にロール軸回り、ピッチ軸回りの姿勢に変動が生じても、上述のロール軸制御、ピッチ軸制御により吸収することができる。
【００３４】
従来技術においては、ロール軸回り、ピッチ軸回り、そして、ヨー軸回りの姿勢をすべてロータの回転数制御により行っていることから、すべての軸回りの安定性を同時に満たす最適条件に調整するため、高精度のロータ、モータ、減速機、制御装置を使用せざるを得ず、これらの調整に高度な熟練を要していた。しかも、１軸回りの調整が他の軸に影響を及ぼすため、空気の圧縮性に起因する応答遅れの影響で、制御が発散し、不安定な飛行の原因ともなっていた。
【００３５】
しかし、本実施例によると、ヨー軸回りの制御を独立させることができ、重心移動により、ロール軸回り、ピッチ軸回りの制御応答性がきわめて高いので、電動モータ等の原動機、ロータ、減速機構などに個体差があっても、機体５を振子とした、ロール軸、ピッチ軸回りの姿勢安定化制御により吸収することが可能となり、これらの品質管理に要するコストを大幅に削減することができる。
【００３６】
さらに、従来のマルチロータクラフトでは、図７のように大きく姿勢が傾くと、ロータの推力では推力方向が横方向になってしまうため、姿勢安定制御が不可能となる傾き限界角が存在する。従来技術では、通常、傾き限界角は３５°程度とされている。
本実施例によれば、ピッチ軸とロール軸の安定を、ロータの推力による制御ではなく、重力を用いた振子による姿勢安定制御としたことで、通常のロータの推力では不可能になる大きな傾きにおいても、安定した姿勢制御が可能となる。
なお、本実施例によると、マルチロータクラフトの規模に応じて、ウエイトとなる機体５の重量を大きくすることができ、機体５内に小型エンジン発電機を搭載して二次電池を充電し、ロータ３ａ〜３ｄを駆動するモータを駆動するようにしてもよい。
【００３７】
［実施例２］
上述した本発明の利点により、大型マルチロータクラフトの場合、電動モータに代えて小型レシプロエンジンを各ロータの直下に配置し、駆動源とすることもできる。
前述のようにレシプロエンジン等の内燃機関は、電動モータと比較して、出力特性のばらつきや制御応答性の面で劣るが、機体５をウエイトとした振り子制御により、大型マルチロータクラフトの駆動源として利用することが可能となる。
ただし、ヨー軸回りの姿勢については振り子制御の対象外であるため、図８に示すように、各ロータ２ａ〜２ｄの直下方に位置するよう、アーム２ａ〜２ｄに装着したヨー制御フィン９ａ〜９ｄの傾きを制御することにより行う。ヨー制御フィン９ａ〜９ｄは、各ロータ２ａ〜２ｄの推力方向変更装置として機能する。
すなわち、ヨー軸回りの外乱が作用したときは、ヨー軸レートジャイロによりこれを検知し、ヨー制御フィン９ａ〜９ｄのうち、少なくともひとつの傾きを変更し、その上方に位置するロータの重力方向に対する推力方向を変更調整することで、ヨー軸回りの外乱を相殺することができる。なお、この場合、図６におけるヨー軸制御のための制御対象は、ヨー制御フィン９ａ〜９ｄとなる。
【００３８】
さらに、機体５の内部に一基の内燃機関を搭載し、かさ歯車でロータ３ａ〜３ｄに動力を分配することも可能となる。すなわち、図９に示すように、機体５に搭載した内燃機関の出力を、フレキシブルワイヤ、トルク伝達ロッド及びユニバーサルジョイントなどを介して、ロッド７自体を駆動軸８とするか、中空のロッド７内部に駆動軸８を通して、ロータ３ａ〜３ｄの中央部に設けた、上下一対のかさ歯車１０の入力軸に伝達する。
【００３９】
図１０に示すように、内燃機関に直結されて回転駆動される、かさ歯車１０の下側ギアには、アーム２ａ、２ｃに一体的に固着したかさ歯車を螺合させ、かさ歯車１０の上側ギアには、一体となったアーム２ｂ、２ｄに固着したかさ歯車を螺合させることで、アーム２ａ、２ｃとアーム２ｂ、２ｄを逆回転させ、各アームの先端に設けた減速ギアにより、ロータ２ａ、２ｃとロータ２ｂ、２ｄを互いに逆回転させる。これにより、ヨー軸回りの回転モーメントを相殺させ、前述のヨー制御フィン１０ａ〜１０ｄを用いて、ヨー軸回りの外乱を相殺する。
【００４０】
以上の実施例では、マルチロータクラフトの機体をウエイトとして利用しているが、これに限らず、各アーム部２ａ〜２ｄの起点となる中心部１に機体５を直結し、この機体５の下面中央部に、振り子を個別に設置してもよい。また、ロータ数も４個に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上説明したように、本発明によれば、機体のアンバランスやロータの推力、原動機出力などの個体差やバラつきをシンプルなアルゴリズムで解消することができる。しかも、各機器に個体差の大きい安価なものを使用しても、高度な微調整を必要とせず、アフターメンテナンスをほとんど不要にすることができる。
このように、機体や各機器の劣化にかかわらず常に姿勢の安全性が確保されるので、今後、マルチロータクラフト用姿勢制御装置として広く採用されることが期待できる。さらに、姿勢制御にロータの回転数変化を使用しないことから、電動モータ以外の回転数変化の応答性の低い動力、例えば、レシプロエンジンやタービンエンジンを使用し、マルチロータクラフトの航続時間を飛躍的に高めるとともに、大型化にも寄与することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１    中心部
２ａ〜２ｄ    アーム部
３ａ〜３ｄ    ロータ
４ａ〜４ｄ    原動機
５    機体
６    脚部
７    ロッド
８    第１アクチュエータ
９    第２アクチュエータ
【図１】
0006456641.tif 000002
【図２】
0006456641.tif 000003
【図３】
0006456641.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006456641.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006456641.tif 000008
【図８】
0006456641.tif 000009
【図９】
0006456641.tif 000010
【図１０】
0006456641.tif 000011