(57)【要約】【課題】  無人ヘリコプターに取り付けて、空中より薬剤を散布する薬剤散布装置のシャッターは、少量散布作業の時にブリッジが発生し、確実に散布作業ができなかった。【解決手段】薬剤タンク２０の下部にシャッターケース２５を設け、該シャッターケース２５にモーター２８により回転駆動される軸部２７ａと、該軸部２７ａより放射状に突出される複数のブレード２７ｂとにより構成されるシャッター体２７を収納し、前記ブレード２７ｂを弾性体により構成し、前記シャッター体２７を着脱可能に構成し、前記モーター２８をコントローラ２３と接続し、回転数を任意に変更可能に構成し、前記シャッター体２７の下方に薬剤落下検知手段２９を配置するとともに、無人ヘリコプターの機体に表示装置３１を設け、該表示装置３１と薬剤落下検知手段２９をコントローラ２３と接続し、薬剤落下時に表示手段で表示するように構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人ヘリコプターに取り付けて、空中より薬剤を散布する薬剤散布装置において、薬剤タンクの下部にシャッターケースを設け、該シャッターケース内に、モーターにより回転駆動される軸部と、該軸部より放射状に突出される複数のブレードとにより構成されるシャッター体を収納したことを特徴とする無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【請求項２】
前記ブレードを弾性体により構成したことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【請求項３】
前記シャッター体を着脱可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【請求項４】
前記モーターをコントローラと接続し、回転数を任意に変更可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【請求項５】
前記シャッター体の下方に薬剤落下検知手段を配置するとともに、無人ヘリコプターの機体又は薬剤散布装置に表示装置を設け、該表示装置と薬剤落下検知手段をコントローラと接続し、薬剤落下時に表示手段で表示するように構成したことを特徴とする無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人ヘリコプター（遠隔操縦式ヘリコプター）に装着する薬剤散布装置に関し、特に、少量の薬剤でも所定量ずつ散布できるようにするシャッターの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無人ヘリコプターに薬剤散布装置を搭載して、空中より薬剤散布を可能とした技術が公知となっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
上記従来の薬剤散布装置において、薬剤散布量を調節するために、薬剤タンクの下部には散布供給量を調節する調整板と、落下量を調整するシャッターが設けられ、二つの調整手段が設けられていた。そして、一方の調整手段は板材をモーター等の回動駆動または摺動駆動させることで、開口面積を変更して落下量を調整するように構成していた。
また、回転式のシャッターも公知となっており（例えば、特許文献３参照）、該シャッターは円柱の側面を平面で削って切欠を構成して、該切欠に薬剤を収納して下方へ移動させる構成としていた。
【特許文献１】特開平９−１４０３１４号公報
【特許文献２】特開平１１−１３８０７０号公報
【特許文献３】特開２０００−９３８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の薬剤散布装置において、板材を回動またはスライドさせて調量する構成の場合、微量散布するために、開口面積を小さくすると開口部分の上方にブリッジが発生し易く、所望の量の薬剤が落下せず、散布できない場合があった。
また、従来の回転式のシャッターの場合、切欠によって生じる空間の大きさが限られるため、薬剤の粒が大きい場合に所望の量の散布ができず、一回転ごとに落下させるため、連続的な散布ができなかった。また、切欠を軸の外周に複数形成することも可能であるが、その数も限界があった。
そこで、本発明は微量散布が可能であり、この微量散布時においてもブリッジが発生することがなく、確実に散布作業ができる薬剤散布装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、無人ヘリコプターに取り付けて、空中より薬剤を散布する薬剤散布装置において、薬剤タンクの下部に、シャッターケースを設け、該シャッターケース内にモーターにより回転駆動される軸部と、該軸部より放射状に突出される複数のブレードとにより構成されるシャッター体を収納したものである。
請求項２においては、前記ブレードを弾性体により構成したものである。
請求項３においては、前記シャッター体を着脱可能に構成したものである。
請求項４においては、前記モーターをコントローラと接続し、回転数を任意に変更可能に構成したものである。
請求項５においては、前記シャッター体の下方に薬剤落下検知手段を配置するとともに、無人ヘリコプターの機体又は薬剤散布装置に表示装置を設け、該表示装置と薬剤落下検知手段をコントローラと接続し、薬剤落下時に表示手段で表示するように構成したものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項１においては、シャッター体のブレードとシャッターケースの内面で薬剤の落下を防止でき、該シャッター体を回転させることで、所望の量の薬剤を落下させることができ、従来のような二つの落下量調整手段を設けることなく、簡単な構成で薬剤散布量を調節することが可能となり、コスト低減化も図れる。
また、近接するブレードとブレードの間の空間が従来のロール式の凹部または切欠よりも大きいため、ブリッジが発生することなくその空間内に薬剤が崩れ落ち、薬剤散布時に詰まりやムラやバラツキ等が発生することなく均一に、かつ、確実に散布作業ができる。
請求項２においては、ブレードが回転してシャッターケースとの間に薬剤が挟まってもブレードが変形して、薬剤をつぶすことがなく、確実に薬剤を空中から散布できる。また、薬剤がコーティングされていても、コーティング剤を剥がすことがない。
請求項３においては、シャッター体を容易に交換できるようになり、メンテナンスも容易にできる。そして、薬剤の種類や散布量等に応じて、ブレードの材質や数や大きさ等が異なるシャッター体と交換することにより、確実に、かつ、正確な量の薬剤散布が可能となる。
請求項４においては、モーターの回転数を容易に変更することが可能となり、その回転数を変更することで、少量から多量まで薬剤散布量を任意に調節することが可能となる。
請求項５においては、微量散布を行うと薬剤が散布されているかどうか判別しにくいが、表示装置に薬剤が落下しているかどうかが表示されるため、容易に散布の判別ができて、散布ムラがなく確実に散布作業ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の薬剤散布装置を装備した無人ヘリコプターの全体斜視図、図２は薬剤散布装置の後方斜視図、図３は薬剤タンクとシャッターの側面断面図及び制御ブロック図、図４はシャッター体の斜視図である。
【０００７】
まず、本実施例の薬剤散布装置を装備した無人ヘリコプター（無線操縦ヘリコプター）の全体構成について説明する。
図１において、薬剤散布用の無人ヘリコプター１は機体１１から後方へ伸びるフレーム２を備え、機体１１前部の胴体部分の内部には図示しない駆動用エンジンや、該エンジンの出力を変速するミッションや、機体の姿勢制御等を自動的に行うサーボ機構や無線操縦用の制御装置３２（図３参照）や電源用のバッテリ等が載置されている。該無線操縦用の制御装置はオペレーターが操縦するリモコン３３と通信して、エンジンの始動や停止や回転数の制御や姿勢制御や薬剤散布装置１０の制御等を行う。
【０００８】
エンジンからの出力は、ミッションを介して機体１１より垂直上方に伸びるメインロータシャフト５に伝達されてメインロータ６を駆動している。また、ミッションより後方にテールロータシャフトを延設してフレーム２内を挿通してテールロータ８をメインロータ６と同期して回転駆動するように構成している。
【０００９】
前記機体１１の下部から左右両側下方にスキッド１５が延設して固定され、該スキッド１５に薬剤散布装置１０が取り付けられている。該薬剤散布装置１０は薬剤タンク２０とシャッター装置２１と拡散散布部２２とコントローラ２３等を備えている。
【００１０】
前記薬剤タンク２０は透明または半透明の合成樹脂により構成されて外部から薬剤が収納されているかどうかが容易に確認できるようにしている。該薬剤タンク２０は前記機体１１の左右両側に取り付けられた取付フレーム９・９に取り付けられている。図２、図３に示すように、該薬剤タンク２０は上部に開口部を設けて、該開口部を蓋２４で閉じ、該開口部より薬剤を補給可能としている。薬剤タンク２０の下部には連通孔を開口してシャッター装置２１と連通している。
【００１１】
該シャッター装置２１はシャッターケース２５と駆動軸２６とシャッター体２７とモーター２８等を備える。該シャッターケース２５は内部が略漏斗状に構成されて、上から上ケース２５ｂとシャッター収納部２５ａとダクト部２５ｃからなり、上ケース２５ｂの上部は前記薬剤タンク２０の下部の連通孔と連通し、下部のダクト部２５ｃ下端はホース等を介して拡散散布部２２と連通している。シャッターケース２５の上下中途部はシャッター収納部２５ａとして、側面で駆動軸２６を横架して回転自在に支持するとともに、該駆動軸２６上に固定したシャッター体２７を収納している。該シャッター収納部２５ａは半円筒状として、上方を広く開放して、シャッター体２７を収納したときに、シャッター体２７の略上半分がシャッターケース２５の上ケース２５ｂ内に望む（露出する）構成としている。シャッター収納部２５ａの下部はブレード２７ｂ先端の回動軌跡に合わせた半円状に構成して、ブレード２７ｂ先端と接触して薬剤が下方へ漏れないようにしている。シャッター収納部２５ａの中央下部がダクト部２５ｃと連通するように開口されている。
また、該シャッター収納部２５ａの左右一側の側面は開口してケース蓋等で閉じられるようにし、該ケース蓋を開いてシャッター体２７を引き抜いて交換可能に構成している。または、駆動軸２６を抜いてからシャッターケース２５の上部開口からシャッター体２７を取り外せるようにしている。
【００１２】
前記駆動軸２６は断面視で四角形または六角形等の多角形に構成することで、相対回転不能とし、ピン等の固定部材を不要として、組立が簡単な構成としている。該駆動軸２６の一端はモーター２８と連結され、該モーター２８はシャッターケース２５の側面またはフレーム等に取り付けられる。該モーター２８は前記コントローラ２３と接続され、駆動や停止、回転数等が制御できるようにしている。該コントローラ２３には後述する薬剤落下検知手段２９、操作パネル３０、表示装置３１、無線操縦用の制御装置３２と接続されている。
【００１３】
シャッター体２７は図３、図４に示すように、軸部２７ａと複数のブレード２７ｂよりなり、該軸部２７ａは略円筒状に構成して軸心に前記駆動軸２６の断面形状に合わせた貫通孔を開口して前記駆動軸２６を挿通して嵌合固定している。ブレード２７ｂは四角形または略半円状の板材を軸部２７ａの外周面より放射状に等間隔で複数突出され、該ブレード２７ｂは金属または合成樹脂等のプレート、または、ゴムまたは合成樹脂等の弾性を有するプレートで構成されている。該ブレード２７ｂは軸部２７ａに対して着脱可能に構成することで、材質が異なるブレードと交換したり、大きさが異なるブレードと交換したりすることができる。また、ブレード２７ｂを軸部２７ａと一体的に構成することで、ブレード２７ｂの数が異なるシャッター体２７と交換することができる。こうして、薬剤の種類や散布量を調整できるようにしている。前記シャッター体２７は例えば、ブレード２７ｂの数を増加することにより少量ずつ落下させることが可能となり、精密な散布作業ができる。また、軸部２７ａの直径を大きくし、ブレード２７ｂの径方向の長さを短くするほど少量ずつ落下して散布することができ、軸部２７ａの直径を小さくし、ブレード２７ｂの径方向の長さを長くするほど多量ずつ落下して散布することができる。
そして、該ブレード２７ｂの先端はシャッターケース２５のシャッター収納部２５ａの内面にできるだけ近づけて、又は、接触して回転するように構成され、該シャッター収納部２５ａがシャッター座として作用する。こうして、非回転時においてはシャッターケース２５内面とシャッター体２７とにより上下が閉じられて、薬剤が落下することはなく、シャッター体２７を回転させることで薬剤を落下させることができる。こうして該シャッター体２７とシャッター収納部２５ａにより回転型のシャッターを構成している。このシャッター体２７を回転させることで粒状または粉状の薬剤が散布できるのである。
また、ブレード２７ｂを弾性体で構成することで、粒剤をつぶすことなく繰り出すことが可能となり、また、シャッター収納部２５ａに薬剤が固着してもブレード２７ｂは破損することなく固着部を乗り越えて回転することができ、薬剤散布の途中で中断することなく作業ができる。
【００１４】
前記モーター２８は回転数を変更可能とし、操作パネル３０に設けた調節ダイヤル等の調節手段、または、リモコン３３に設けた調節手段で回転数（回転速度）を設定可能としている。こうして任意に薬剤散布量を調節することが可能となる。このモーター２８の回転数は薬剤散布量として表示装置３１に表示する構成としている。
【００１５】
前記薬剤落下検知手段２９は前記シャッター体２７の下方の薬剤落下途中に配設され、本実施例ではシャッターケース２５の下部に配設している。該薬剤落下検知手段２９は光センサーや接触センサー等で構成して、薬剤が落下しているかどうかが検知される。該薬剤落下検知手段２９はコントローラ２３と接続され、薬剤が落下しているときには前記表示装置３１で表示するようにしており、該表示装置３１は図２に示すように、シャッターケース２７の後部に配置しているが、この取付位置は限定するものではなく、無人ヘリコプター１の機体１１側部やその近傍やスキッド１５等に取り付けることも可能であり、離れた位置で操縦するオペレーターから容易に認識できる位置であればよい。そして、表示装置３１は本実施例ではランプ（ＬＥＤ）として、薬剤落下検知手段２９が薬剤落下を検出すると、ランプを点灯する構成としている。また、該表示装置３１はコントローラ２３や薬剤落下検知手段２９やモーター２８等が故障した場合やエラーが生じた場合等もランプを点滅させるなどして表示できるようにしている。なお、本実施例では表示装置３１と薬剤散布装置用の操作パネル３０はコントローラ２３の筐体上に配置している。
また、前記コントローラ２３は機体１１に設けた無線操縦用制御装置３２と接続され、該無線操縦用制御装置３２はエンジンやミッション等を制御するとともに、受信回路によりオペレーターが操作するリモコン３３からの操縦信号を受信可能である。該リモコン３３にはエンジンの始動・停止や回転数の変更や姿勢制御等の操作が可能であり、更に、該リモコン３３により薬剤散布装置１０のモーター２８の回転数の操作を可能としている。
【００１６】
前記シャッターケース２５の下部（ダクト部２５ｃ）はホース等を介して拡散散布部２２と連通されている。該拡散散布部２２は下方を開放した、または、側面の一部を開口したカバー内にインペラ（羽根）を収納している。該インペラの中央が駆動軸に固設され、該駆動軸はカバー中央より上方に突出してモーター３４、または、クラッチを介してエンジンと連結され、該モーター３４またはクラッチはコントローラ２３と接続され、リモコン３３により「入」「切」操作を可能としている。前記カバーの上面に前記ホースが連通され、落下してくる薬剤をインペラの回転で放擲散布するようにしている。
【００１７】
以上のような構成により、無人ヘリコプター１を飛行させた状態で薬剤を散布するときには、リモコン３３の操作により、モーター２８が駆動されシャッター体２７が回転され、同時に、モーター３４が駆動されてインペラが回転される。
前記シャッター体２７の回転により薬剤タンク２０内に収納した薬剤が所定量ずつ連続的に下方に送られて、ホースを介して拡散散布部２２に落下される。このシャッター体２７は略上半分が薬剤が満たされた上ケース２５ｂ内に位置することから、ブレード２７ｂが回転することにより薬剤タンク２０下部及びシャッターケース２５上部内の薬剤が攪拌されてブリッジが生じることがなくスムースに薬剤を順次所定量ずつ落下させることができる。つまり、従来のように板状のシャッターを摺動させる構造では、大きく開口させているときは詰まりが生じないが、少量排出させるためにシャッターを閉側に摺動してその開口部の面積が小さいと、ブリッジが発生して落下せず、薬剤を所定量排出することができない。また、繰出ロールのごとくロール外周に小さな凹部を所定間隔毎に形成する場合、薬剤の粒径が大きいとブリッジが発生したり、凹部に収納される薬剤量にバラツキが生じたりしていたのである。
【００１８】
これに対して、本発明のごとくブレードを回転させることで、薬剤落下後にシャッターケース２５の上ケース２５ｂ内にブレードが入ると、そのブレードと次のブレードとの間に大きな空間ができるため、薬剤が入り込み易く、この薬剤のブレードとブレードの間への入り込みにより流動が発生し、ブリッジが生じるまえに崩れて空送りがなくなるのである。
そして、モーター２８の回転数を変更することにより薬剤の下方への送り量を調節することができるため、少量から多量までの広い範囲で散布量を調節することができる。そして、回転式のシャッターであるため、プレート式に比べてリンク等が不要となるため開閉駆動構成が簡単となり、また、漏れ防止用のシャッター等も不要となる。
【００１９】
そして、薬剤タンク２０内の薬剤がなくなったり、モーターの故障等で、薬剤が落下しない場合には、薬剤落下検知手段２９が検知して、表示装置３１で表示するので、異常を容易に認識することができる。また、薬剤散布量が微量の場合には、薬剤の落下が見え難いが、表示装置３１により落下しているかどうかが容易に判別することができる。
そして、拡散散布部２２に落下した薬剤は、インペラの回転により飛ばされて、下方に放出されて飛散され、薬剤散布が行われる。
【００２０】
以上のように、本発明は、無人ヘリコプター１の機体側部及び下部に取り付けて、空中より薬剤を散布する薬剤散布装置１０において、薬剤タンク２０の下部であって薬剤タンク２０と拡散散布部２２の間にシャッターケース２５を設け、該シャッターケース２５内に、モーター２８により回転駆動される軸部２７ａと、該軸部２７ａより放射状に突出される複数のブレード２７ｂとにより構成されるシャッター体２７を収納し、ブレード２７ｂ先端がシャッターケース２５の内面に接触して回転するように構成したので、シャッター体２７のブレード２７ｂとシャッターケース２５の内面で薬剤の落下を防止でき、該シャッター体を回転させることで、所望の量の薬剤を落下させることができ、従来のような二つの落下量調整手段を設けることなく、簡単な構成で薬剤散布量を調節することが可能となる。
また、近接するブレード２７ｂとブレード２７ｂの間の空間が従来のロール式の凹部または切欠よりも大きく構成できるため、ブリッジが発生することなくその空間内に崩れ落ち、薬剤散布に詰まりやムラやバラツキ等が発生することなく均一に、かつ、確実に散布作業ができる。
【００２１】
また、前記ブレード２７ｂを弾性体により構成したので、ブレード２７ｂが回転してシャッターケース２５との間に薬剤が挟まってもブレード２７ｂが変形して、薬剤をつぶすことがなく、確実に薬剤を空中から散布できる。また、薬剤がコーティングされていても、コーティング剤を剥がすことがない。
【００２２】
また、前記シャッター体２７をシャッターケース２５より着脱可能に構成したので、シャッター体２７を側方に引き出し、または上方に取り出して容易に交換できるようになり、メンテナンスも容易できる。そして、薬剤の種類や散布量等に応じて、ブレード２７ｂの材質や数や大きさ等が異なるシャッター体２７と交換することにより、確実に、かつ、正確な量の薬剤散布が可能となる。
【００２３】
また、前記モーター２８をコントローラ２３と接続し、操作パネル３０に設けた設定手段、または、リモコン３３等で回転数を任意に変更可能に構成したので、回転数を減少させて少量の薬剤を散布したり、回転数を増加させて薬剤散布量を増加させたりすることができ、連続的に少量から多量まで薬剤散布量を調節することが可能となる。
【００２４】
また、前記シャッター体２７の下方に薬剤落下検知手段２９を配置するとともに、無人ヘリコプター１の機体又は薬剤散布装置またはその近傍に表示装置３１を設け、該表示装置３１と薬剤落下検知手段２９をコントローラ２３と接続し、薬剤落下時に表示手段３１で表示するように構成したので、微量散布を行うと薬剤が散布されているかどうか判別しにくいが、表示装置に薬剤落下が表示されるため、容易に散布の判別ができて、確実に散布作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の薬剤散布装置を装備した無人ヘリコプターの全体斜視図。
【図２】薬剤散布装置の後方斜視図。
【図３】薬剤タンクとシャッターの側面断面図及び制御ブロック図。
【図４】シャッター体の斜視図。
【符号の説明】
【００２６】
２０    薬剤タンク
２３    コントローラ
２５    シャッターケース
２７    シャッター体
２７ａ  軸部
２７ｂ  ブレード
２８    モーター
２９    薬剤落下検知手段
３１    表示装置
【図１】
2008167703.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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