(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の飛行ユニット（１１、１２、７０）が連結されている飛行装置（１０）であって、
複数の前記飛行ユニット（１１、１２、７０）を一体に接続する接続機構部（３９）を備え、
複数の前記飛行ユニット（１１、１２、７０）は、それぞれ、バッテリ（４２、５２）から供給される電力で駆動されるモータを有し推進力を発生するスラスタ（２４〜２７）、および前記スラスタ（２４〜２７）で発生する推進力を制御することにより飛行姿勢を制御する制御部（４１、５１）を備え、
前記飛行ユニット（１１、１２、７０）は、相互の推進力が合成されるように、ヨー軸方向へ複数重ねられて、一体に設けられているとともに、
複数重ねられている前記飛行ユニット（１１、１２、７０）は、前記接続機構部（３９）においてヨー軸を中心に相対的に回転可能であり、
複数の前記飛行ユニット（１１、１２、７０）にそれぞれ設けられている制御部（４１、５１）は、互いに通信可能に接続され、互いに通信することにより、その制御部（４１、５１）と同一の飛行ユニット（１１、１２、７０）に設けられている同ユニットスラスタだけでなく、その制御部（４１、５１）とは別の飛行ユニット（１１、１２、７０）に設けられている異ユニットスラスタも制御するとともに、
複数の前記飛行ユニット（１１、１２、７０）は、前記スラスタ（２４〜２７、３４〜３７）に電力を供給する前記バッテリ（４２、５２）をそれぞれ有し、
複数の前記飛行ユニット（１１、１２、７０）にそれぞれ設けられているバッテリ（４２、５２）は、そのバッテリ（４２、５２）と同一の飛行ユニット（１１、１２、７０）に設けられている同ユニットスラスタだけでなく、そのバッテリ（４２、５２）とは別の飛行ユニット（１１、１２、７０）に設けられている異ユニットスラスタにも電力を供給する飛行装置。
【請求項２】
前記接続機構部（３９）は、複数重ねられている前記飛行ユニット（１１、１２、７０）を、ヨー軸を中心に相対的に回転駆動する請求項１記載の飛行装置。
【請求項３】
前記接続機構部（３９）が複数の前記飛行ユニット（１１、１２、７０）を相対的に回転駆動する角度は、推進力が不足する不足スラスタの推進力を補完する位置に設定されている請求項２記載の飛行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のスラスタを備える飛行装置が公知である。例えば、特許文献１の場合、８つのスラスタを備える飛行装置を開示している。このように、飛行装置に複数のスラスタを設けることにより、飛行装置は、いずれか一つのスラスタに異常が生じても、他のスラスタを用いて飛行姿勢を維持し、飛行姿勢の安定化を図っている。また、スラスタの数が増えることによりいわゆるペイロードが増大し、飛行装置はより重量の大きな物体の運搬も可能となる。
【０００３】
しかしながら、特許文献１のようにスラスタの数を増す場合、複数のスラスタは互いに干渉しないように配置する必要がある。そのため、特許文献１のように内周側のスラスタの外周側にスラスタを配置する場合、干渉を防止するために十分な間隔を確保が求められる。その結果、平面視における投影面積が拡大するなど、飛行装置の大型化を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２７１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、大型化を招くことなく、ペイロードが増加し、姿勢の安定性が向上する飛行装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明では、複数の飛行ユニットは、一体に設けられている。そのため、例えば２つ以上の飛行ユニットを一体にしたとき、複数の飛行ユニットのスラスタが生成する推進力は合成される。これにより、飛行装置の全体としての推進力は、１つの飛行ユニットの推進力よりも大きくなる。その結果、ペイロードは１つの飛行ユニットよりも大きくなる。したがって、大型化を招くことなく、ペイロードを増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態による飛行装置の図２のＩ−Ｉ線における断面を示す模式図
【図２】第１実施形態による飛行装置をヨー軸の上方から見た模式図
【図３】第１実施形態による飛行装置においてスラスタに異常が生じた状態を示す模式図
【図４】第１実施形態による飛行装置においてスラスタに異常が生じた状態を示す模式図
【図５】第１実施形態による飛行装置において制御部に異常が生じた状態を示す模式図
【図６】第１実施形態による飛行装置において制御部およびスラスタに異常が生じた状態を示す模式図
【図７】第２実施形態による飛行装置の電気的な構成を示す概略図
【図８】第３実施形態による飛行装置の図２のＩ−Ｉ線における断面を示す模式図
【図９】第４実施形態による飛行装置の図２のＩ−Ｉ線における断面を示す模式図
【図１０】第５実施形態による飛行装置の図２のＩ−Ｉ線における断面を示す模式図
【図１１】第６実施形態による飛行装置の図２のＩ−Ｉ線における断面を示す模式図
【図１２】第７実施形態による飛行装置の図２のＩ−Ｉ線における断面を示す模式図
【図１３】第８実施形態による飛行装置の図２のＩ−Ｉ線における断面を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、飛行装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
第１実施形態による飛行装置を図１および図２に示す。第１実施形態の場合、飛行装置１０は、２つの飛行ユニット１１および飛行ユニット１２を備えている。飛行ユニット１１および飛行ユニット１２は、いずれも同一の構成である。第１実施形態では、これら同一の構成の飛行ユニット１１および飛行ユニット１２は、ヨー軸方向すなわち天地方向に重ねられている。また、これら同一の構成の飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とは、ヨー軸を中心に相対的な回転が可能に重ねられている。すなわち、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とは、外力または自身が有する駆動力によって、ヨー軸回りの相対的な回転が許容される。例えば、ヨー軸回りに飛行ユニット１１の回転が固定しているとみなすとき、飛行ユニット１２は固定された飛行ユニット１１に対してヨー軸回りに回転する。第１実施形態の場合、これら２つの飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とは、ヨー軸回りに４５°ずらした状態で重ねられ、この位置を初期位置としている。
【０００９】
飛行ユニット１１は、機体本体２１を備えている。機体本体２１は、基体部２２および腕部２３を有している。腕部２３は、基体部２２から外側へヨー軸回りに等間隔に突出している。第１実施形態の場合、機体本体２１は、放射状に４本の腕部２３を有している。飛行ユニット１１は、４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７を備えている。これら４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７は、それぞれ腕部２３の基体部２２とは反対側の端部に設けられている。これら４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７は、それぞれプロペラ２４１、プロペラ２５１、プロペラ２６１およびプロペラ２７１と、これを駆動する図示しないモータを有している。４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７は、空気の流れを形成することにより、推進力を発生する。
【００１０】
飛行ユニット１２は、上述のように飛行ユニット１１と同一の構成である。すなわち、飛行ユニット１２は、機体本体３１を備えている。機体本体３１は、基体部３２および腕部３３を有している。腕部３３は、基体部３２から外側へヨー軸回りに等間隔に突出している。第１実施形態の場合、機体本体３１は、放射状に４本の腕部を有している。飛行ユニット１２は、４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７を備えている。これら４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７は、それぞれ腕部の基体部とは反対側の端部に設けられている。これら４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７は、それぞれプロペラ３４１、プロペラ３５１、プロペラ３６１およびプロペラ３７１と、これを駆動する図示しないモータを有している。４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７は、空気の流れを形成することにより、推進力を発生する。
【００１１】
飛行装置１０は、接続機構部３９を備えている。接続機構部３９は、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２との間に設けられ、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを接続する。接続機構部３９は、例えば飛行ユニット１１または飛行ユニット１２の一方に設けられている噛み合い部と、他方に設けられている噛み合い部とを噛み合わせることにより飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを接続する。また、接続機構部３９は、例えば磁石あるいは螺子などのように、２つの飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを接続できる構成であれば任意に適用することができる。
【００１２】
第１実施形態の場合、接続機構部３９で接続されている飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とは、ヨー軸を中心に相対的に回転可能である。そして、接続機構部３９は、これら飛行ユニット１１と飛行ユニット１２との相対的な角度が変更するように回転駆動する。すなわち、接続機構部３９は、ヨー軸を中心として飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを相対的に回転駆動する。接続機構部３９は、例えばターンテーブルやサーボモータなどを有しており、接続する飛行ユニット１１と飛行ユニット１２との間を相対的に回転駆動する。接続機構部３９は、ターンテーブルで回転駆動する場合、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とがなす角度を固定するためのストッパを有している。なお、接続機構部３９は、回転のための駆動力を発生する機構として、ターンテーブルおよびサーボモータに限らず、任意の機構を適用することができる。
【００１３】
以上のように、２つの飛行ユニット１１および飛行ユニット１２をヨー軸方向へ重ねることにより、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とが一体となった飛行装置１０は、単体の飛行ユニット１１および飛行ユニット１２よりもいわゆるペイロードが増大する。そのため、飛行装置１０は、単体の飛行ユニット１１および飛行ユニット１２に比較して、より大重量の対象物を運搬することができる。
【００１４】
飛行ユニット１１は、図１に示すように制御部４１を備えている。制御部４１は、機体本体２１の基体部２２に収容されている。また、飛行ユニット１１は、４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７の電源となる蓄電池４２を備えている。この蓄電池４２も、制御部４１とともに基体部２２に収容されている。制御部４１は、慣性計測部４３および演算部４４などを有している。慣性計測部４３は、例えば図示しない３軸の加速度センサ、３軸の角速度センサ、３軸の地磁気センサ、および高度センサなどを有しており、飛行ユニット１１を含む飛行装置１０の飛行姿勢や飛行位置を検出する。演算部４４は、例えばマイクロコンピュータなどを有しており、慣性計測部４３で計測した飛行姿勢や飛行位置に基づいて、４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７を制御する。蓄電池４２は、例えばリチウムイオン電池などで構成されており、制御部４１を通して４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７へ電力を供給する。
【００１５】
同様に、飛行ユニット１２は、制御部５１を備えている。制御部５１は、機体本体３１の基体部３２に収容されている。また、飛行ユニット１２は、４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７の電源となる蓄電池５２を備えている。この蓄電池５２も、制御部５１とともに基体部３２に収容されている。制御部５１は、慣性計測部５３および演算部５４などを有している。慣性計測部５３は、例えば図示しない３軸の加速度センサ、３軸の角速度センサ、３軸の地磁気センサ、および高度センサなどを有しており、飛行ユニット１２を含む飛行装置１０の飛行姿勢や飛行位置を検出する。演算部５４は、例えばマイクロコンピュータなどを有しており、慣性計測部４３で計測した飛行姿勢や飛行位置に基づいて、４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７を制御する。蓄電池５２は、例えばリチウムイオン電池などで構成されており、制御部５１を通して４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７へ電力を供給する。
【００１６】
飛行ユニット１１の制御部４１と飛行ユニット１２の制御部５１との間は、互いに通信可能に接続されている。制御部４１と制御部５１との間は、例えば有線または無線によって通信可能に接続されている。このように、制御部４１と制御部５１との間を通信可能に接続することにより、制御部４１は、自身が設けられている飛行ユニット１１だけでなく、他の飛行ユニット１２についても制御することができる。すなわち、飛行ユニット１１の制御部４１は、自身が設けられている飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７だけでなく、自身が設けられていない飛行ユニット１２の４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７も制御することができる。以上のように、飛行ユニット１１の制御部４１は、同ユニットスラスタである４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７だけでなく、異ユニットスラスタである４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７も制御することができる。
【００１７】
同様に、飛行ユニット１２の制御部５１は、自身が設けられている飛行ユニット１２だけでなく、他の飛行ユニット１１についても制御することができる。すなわち、飛行ユニット１２の制御部５１は、自身が設けられている飛行ユニット１２の４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７だけでなく、自身が設けられていない飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７も制御することができる。以上のように、飛行ユニット１２の制御部５１は、同ユニットスラスタである４つのスラスタ３４、スラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７だけでなく、異ユニットスラスタである４つのスラスタ２４、スラスタ２５、スラスタ２６およびスラスタ２７も制御することができる。
【００１８】
制御部４１および制御部５１がいずれも正常であるとき、飛行ユニット１１の制御部４１は、飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４〜２７を制御する。同様に、飛行ユニット１２の制御部５１は、飛行ユニット１２の４つのスラスタ３４〜３７を制御する。このように、制御部４１および制御部５１がいずれも正常であるとき、制御部４１および制御部５１は、互いに協調しながら飛行ユニット１１および飛行ユニット１２を個別に制御する。
【００１９】
上記の構成による飛行装置１０について、異常が生じたときの飛行の制御について説明する。本明細書中において、図２に示すようにスラスタ２４を前方とする。そのため、スラスタ２４とスラスタ２６とを結ぶ軸が飛行装置１０のロール軸となる。また、スラスタ２５とスラスタ２７とを結ぶ軸が飛行装置１０のピッチ軸となる。飛行装置１０は、これらヨー軸、ロール軸およびピッチ軸を中心として姿勢が変化する。
【００２０】
（スラスタの異常）
ここで、図３に示すように飛行ユニット１２のスラスタ３４に故障や損傷による異常が生じた例について説明する。スラスタ３４に異常が生じると、スラスタ３４が発生する推進力が低下する。そのため、ヨー方向の推進力すなわち上昇方向の力が低下するとともに、飛行装置１０の飛行姿勢が不安定化する。このとき、飛行ユニット１１の制御部４１は４つのスラスタ２４〜２７を制御するとともに、飛行ユニット１２の制御部５１は４つのスラスタ３４〜３７のうち正常な３つのスラスタ３５、スラスタ３６およびスラスタ３７を制御する。ここで、スラスタ２４、スラスタ２６、スラスタ３４およびスラスタ３６のプロペラの回転方向は時計回りとし、スラスタ２５、スラスタ２７、スラスタ３５およびスラスタ３７のプロペラの回転方向は反時計回りとする。
【００２１】
具体的には、制御部４１はスラスタ２５の回転数を増大させるとともに、制御部５１はスラスタ３５の回転数を増大させる。これにより、制御部４１および制御部５１は、スラスタ３４の異常によって飛行装置１０に生じるピッチ方向における姿勢の変化を補正する。また、制御部４１はスラスタ２４およびスラスタ２６の回転数を増大させるとともに、制御部５１はスラスタ３６の回転数を増大させる。これにより、制御部４１および制御部５１は、スラスタ３４の異常によって飛行装置１０に生じるヨー方向における姿勢の変化を補正する。さらに、制御部４１はスラスタ２４の回転数を増大させるとともに、制御部５１はスラスタ３７の回転数を増大させる。これにより、制御部４１および制御部５１は、スラスタ３４の異常によって飛行装置１０に生じるロール方向における姿勢の変化を補正する。
【００２２】
このように制御部４１および制御部５１は、それぞれ正常な４つのスラスタ２４〜２７および３つのスラスタ３５〜３７を制御することにより、飛行装置１０の飛行姿勢を制御する。制御部４１および制御部５１は、飛行装置１０の飛行姿勢が安定すると、互いに協調して飛行ユニット１１のスラスタ２４〜２７、および飛行ユニット１２のスラスタ３５〜３７を制御し、飛行装置１０を安定した姿勢でホバリングまたは着陸させる。このとき、飛行ユニット１２は、異常が生じたスラスタ３４の停止によって蓄電池５２の負荷が低下する。そこで、制御部５１は、制御部４１と協調することにより、飛行ユニット１２の３つのスラスタ３５〜３７の回転数を増大させるように制御してもよい。これにより、蓄電池４２と蓄電池５２との消費量のばらつきを抑えることができる。
【００２３】
（隣り合うスラスタおよびスラスタの異常）
図４に示すように互いに隣り合っている飛行ユニット１１のスラスタ２５と飛行ユニット１２のスラスタ３４とに異常が生じた例について説明する。隣り合う２つのスラスタ２５およびスラスタ３４に異常が生じたとき、飛行ユニット１２のスラスタ３５の負荷が増大する。そこで、接続機構部３９は、上側の飛行ユニット１２を下側の飛行ユニット１１に対して相対的に回転させる。このとき、異常が生じている上側の飛行ユニット１２のスラスタ３４と下側の飛行ユニット１１のスラスタ２５とができる限り離れるように回転することが好ましい。このように、異常が生じているスラスタ２５とスラスタ３４とがヨー軸を対象点として点対称に近い位置となるように飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを相対的に回転させることにより、特定のスラスタへの負荷の集中が回避される。また、接続機構部３９は、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを相対的に回転させ、飛行ユニット１２において異常が生じていないスラスタ３５〜３７を、異常が生じているスラスタ２５に近い位置へ回転させてもよい。この場合、異常によって不足するスラスタ２５の推進力は、回転によって移動したスラスタ３５〜３７のいずれかによって補完される。
【００２４】
このように制御部４１および制御部５１は、正常な３つのスラスタ２４、２６、２７および３つのスラスタ３５、３６、３７を制御することにより、飛行装置１０の飛行姿勢を制御する。制御部４１および制御部５１は、飛行装置１０の飛行姿勢が安定すると、互いに協調して飛行ユニット１１のスラスタ２４、２６、２７および飛行ユニット１２のスラスタ３５、３６、３７を制御し、飛行装置１０を安定した姿勢でホバリングまたは着陸させる。
【００２５】
（制御部の異常）
図５に示すように飛行ユニット１１の制御部４１に異常が生じた例について説明する。飛行ユニット１１の制御部４１に異常が生じると、制御部４１は飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４〜２７を制御できない。そこで、異常が生じていない飛行ユニット１２の制御部５１は、飛行ユニット１１の制御部４１に代わって、飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４〜２７についても制御する。
【００２６】
すなわち、飛行ユニット１２の制御部５１は、自身が設けられている飛行ユニット１２の４つのスラスタ３４〜３７に加え、自身が設けられていない飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４〜２７も制御する。このように、制御部５１は、飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４〜２７、および飛行ユニット１２の４つのスラスタ３４〜３７を制御することにより、飛行装置１０の飛行姿勢を制御する。制御部５１は、飛行装置１０の飛行姿勢が安定すると、飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４〜２７、および飛行ユニット１２の４つのスラスタ３４〜３７を制御し、飛行装置１０を安定した姿勢でホバリングまたは着陸させる。
【００２７】
（制御部およびスラスタの異常）
図６に示すように飛行ユニット１１の制御部４１と飛行ユニット１２のスラスタ３４に異常が生じた例について説明する。
この場合も、正常な飛行ユニット１２の制御部５１は、飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４〜２７に加え、飛行ユニット１２において異常が生じたスラスタ３４を除く３つのスラスタ３５〜３７を制御する。このように、制御部５１は、自身が設けられている飛行ユニット１２の３つのスラスタ３５〜３７と、自身が設けられていない飛行ユニット１１の４つのスラスタ２４〜２７を制御する。制御部５１は、飛行ユニット１２の３つのスラスタ３５〜３７と、飛行ユニット１１の４つのスラスタ２５〜２７を制御することにより、飛行装置１０を安定した姿勢でホバリングまたは着陸させる。
【００２８】
以上、説明した第１実施形態では、２つの飛行ユニット１１および飛行ユニット１２は、それぞれ同一の構成であり、ヨー軸方向へ重ねられている。そのため、例えば第１実施形態のように飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを重ねたとき、ペイロードは、飛行ユニット１１または飛行ユニット１２の単体の約２倍となる。また、２つの飛行ユニット１１および飛行ユニット１２は、ヨー軸方向へ重ねられるため、飛行ユニット１１のスラスタ２４〜２７と飛行ユニット１２のスラスタ３４〜３７との間で接触などの機械的な干渉、および空力的な干渉が低減される。したがって、大型化を招くことなく、ペイロードを増加させることができる。
【００２９】
また、第１実施形態では、飛行ユニット１１に設けられている制御部４１と飛行ユニット１２に設けられている制御部５１とは、互いに通信可能に接続されている。そのため、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とは、制御部４１と制御部５１とが互いに協調して飛行装置１０の飛行姿勢を制御する。その結果、飛行ユニット１１のスラスタ２４〜２７もしくは制御部４１、または飛行ユニット１２のスラスタ３４〜３７もしくは制御部５１に異常が生じても、他方によって機能が補完される。したがって、姿勢変化への冗長性が向上し、姿勢の安定性および安全性を高めることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
第２実施形態による飛行装置の電気的な構成を図７に示す。
第２実施形態では、飛行ユニット１１の蓄電池４２と飛行ユニット１２の蓄電池５２とは並列に接続されている。このように、蓄電池４２と蓄電池５２とを並列に接続することにより、蓄電池４２および蓄電池５２は飛行ユニット１１または飛行ユニット１２の負荷にかかわらず、ほぼ均等に電力が消費される。すなわち、蓄電池４２および蓄電池５２の消費量のばらつきは低減される。
【００３１】
また、蓄電池４２と蓄電池５２とを並列に接続することにより、蓄電池４２または蓄電池５２の一方に異常が生じても、飛行ユニット１１および飛行ユニット１２の双方に電力の供給が継続される。したがって、安全性をより高めることができる。
さらに、第２実施形態では、蓄電池４２と蓄電池５２との間には、抵抗６１および開閉器６２を設けてもよい。蓄電池４２と蓄電池５２とを接続するとき、抵抗６１を先行して接続してから開閉器６２で接続することにより、蓄電池４２と蓄電池５２との間の電圧の差にともなう大きな電流の流れを低減することができる。
【００３２】
（第３、第４実施形態）
第３実施形態の飛行装置１０は、図８に示すように飛行ユニット１１のスラスタ２４〜２７と飛行ユニット１２のスラスタ３４〜３７とが互いに重なるように配置されている。すなわち、第１実施形態では、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とをヨー軸回りに４５°ずらして配置している。これに対し、第３実施形態では、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２のヨー軸回りのずれが０°である。
第３実施形態では、推進力を発生する飛行ユニット１１のスラスタ２４〜２７と飛行ユニット１２のスラスタ３４〜３７との位置が同一であるため、飛行姿勢を安定化させるための制御を簡略化することができる。
【００３３】
第４実施形態の飛行装置１０は、図９に示すように飛行ユニット１１および飛行ユニット１２に加え、飛行ユニット７０がヨー軸方向に重ねられている。すなわち、第４実施形態の飛行装置１０は、３つの飛行ユニット１１、１２、７０がヨー軸方向に重ねられている。第４実施形態の場合、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２との間、および飛行ユニット１２と飛行ユニット７０との間は、それぞれ接続機構部３９で相対的に回転可能に接続されている。このように、ヨー軸方向に重ねる飛行ユニット１１、１２、７０は、２つまたは３つに限らず、４つ以上であってもよい。これにより、ペイロードの増加を図ることができるとともに、故障などの異常に対する冗長性をより高めることができる。また、この場合、図９に示すように３つの飛行ユニット１１、１２、７０を互いにヨー軸回りにずらすことなく配置してもよく、ヨー軸回りにずらして配置してもよい。
【００３４】
（第５実施形態）
第５実施形態による飛行装置を図１０に示す。
第５実施形態では、飛行装置１０を構成する飛行ユニット１１の制御部４１と飛行ユニット１２の制御部５１とは、接続されていない。すなわち、第５実施形態の場合、飛行ユニット１１の制御部４１は、飛行ユニット１２の制御部５１と連携することなく、飛行ユニット１１を制御する。同様に、飛行ユニット１２の制御部５１は、飛行ユニット１１の制御部４１と連携することなく、飛行ユニット１１を制御する。このように、第５実施形態の飛行装置１０は、飛行ユニット１１および飛行ユニット１２が個別に制御される。
【００３５】
第５実施形態の飛行装置１０は、別体に設けられている１台の送信機８０によって飛行の指示が送信される。飛行ユニット１１は送信機８０と通信可能な受信部８１を有しており、飛行ユニット１２は送信機８０と通信可能な受信部８２を有している。これにより、送信機８０から送信される飛行の指示は、飛行ユニット１１の受信部８１および飛行ユニット１２の受信部８２において個別に受信される。飛行ユニット１１の制御部４１は、受信部８１で受信した飛行の指示にしたがって飛行ユニット１１のスラスタ２４〜２７を制御する。同様に、飛行ユニット１２の制御部５１は、受信部８２で受信した飛行の指示にしたがって飛行ユニット１２のスラスタ３４〜３７を制御する。
【００３６】
このように、飛行装置１０を個別に制御する場合、飛行ユニット１１および飛行ユニット１２の進行方向前方を一致させる必要がある。そのため、使用者は、飛行装置１０の飛行を開始する前に、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを接続機構部３９で接続した初期状態で進行方向前方を設定することが好ましい。使用者は、この設定した進行方向前方を基準として、送信機８０から飛行ユニット１１および飛行ユニット１２へ飛行の指示を入力する。
【００３７】
第５実施形態では、飛行装置１０を構成する飛行ユニット１１および飛行ユニット１２は、外部の送信機８０から送信された指示によって個別に制御される。そのため、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを接続するための接続機構部３９は、機械的な接続を達成すればよく、通信のための構成が不要となり構造が簡略化される。したがって、簡単な構成でペイロードの増加を図ることができる。
【００３８】
また、第５実施形態では、飛行装置１０を構成する飛行ユニット１１および飛行ユニット１２は、外部の１つの送信機８０から送信された指示によって個別に制御される。そのため、飛行装置１０は、２つの飛行ユニット１１および飛行ユニット１２で構成される場合でも、１人の使用者が使用する１つの送信機８０によって指示が入力される。したがって、取り扱いのための人員の増加を招くことがない。
【００３９】
（第６実施形態）
第６実施形態による飛行装置１０を図１１に示す。
図１１に示す第６実施形態は、２つの飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とがヨー軸に対して垂直な方向に連結されている。すなわち、第６実施形態の場合、飛行装置１０は、飛行ユニット１１の腕部２３と飛行ユニット１２の腕部３３との間に接続機構部３９を備えている。これにより、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とは、ヨー軸方向ではなく、ヨー軸と垂直な方向に連結される。この場合、接続機構部３９は、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２との間の相対的な回転を許容しない。すなわち、接続機構部３９は、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とを単に接続するにとどまる。このような第６実施形態の場合、飛行ユニット１１が発生する推進力と飛行ユニット１２がヨー軸方向へ発生する推進力との和は、単一の飛行ユニットの場合よりも増加する。
【００４０】
第６実施形態では、推進力の和が増加することにより、ペイロードの増加を図ることができる。また、第６実施形態では、飛行ユニット１１および飛行ユニット１２にカメラやセンサなどの監視機器をそれぞれ設けることにより、同時に複数の箇所の監視を行なうことができる。
なお、第６実施形態では、２つの飛行ユニット１１および飛行ユニット１２を個別に制御する例について示した。しかし、第１実施形態などと同様に２つの飛行ユニット１１および飛行ユニット１２は、互いに通信可能に接続し、連携して飛行姿勢を制御する構成としてもよい。
【００４１】
（第７、第８実施形態）
第７実施形態、第８実施形態による飛行装置１０を、それぞれ図１２、図１３に示す。
図１２に示す第７実施形態では、飛行装置１０は、３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０を備えている。これら、３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０は、ヨー軸方向に対して重ねるだけでなく、ヨー軸に対して垂直な方向にも連結されている。３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０は、接続機構部３９で接続されている。
【００４２】
第７実施形態の場合、接続機構部３９は、第一機構部３９１および第二機構部３９２を有している。第一機構部３９１は、飛行ユニット１１と第二機構部３９２との間に設けられている。第一機構部３９１は、飛行ユニット１１のヨー軸を中心とした飛行ユニット１１と第二機構部３９２との相対的な回転を許容する。また、第二機構部３９２は、飛行ユニット１２と飛行ユニット７０との間をヨー軸と垂直な方向で接続している。第二機構部３９２は、飛行ユニット１２と飛行ユニット７０との間の回転を許容することなく接続している。このように、接続機構部３９は、３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０を接続している。
第７実施形態では、３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０を接続することにより、飛行装置１０が全体としてヨー軸方向へ発生する推進力の和は、単一の飛行ユニットの場合よりも増加する。
【００４３】
図１３に示す第８実施形態では、飛行装置１０は、３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０を備えている。これら、３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０は、ヨー軸に対して傾斜して連結されている。すなわち、飛行ユニット１１のヨー軸に対して、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０の推進力が発生する方向は傾斜している。３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０は、接続機構部３９で接続されている。この第８実施形態の場合、接続機構部３９は、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２または飛行ユニット７０との間を、接続機構部３９の軸を中心に回転可能に接続してもよく、回転を規制して接続してもよい。このような第８実施形態による構成の場合も、飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０がヨー軸方向へ発生する推進力の和は、単一の飛行ユニットの場合よりも増加する。
【００４４】
これら第７実施形態および第８実施形態のように、複数の飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０は、ヨー軸方向に重ねるだけでなく、必要に応じた任意の配置が可能である。このように、複数の飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０の配置を組み合わせることにより、検査対象や飛行する空間の条件にあわせて飛行装置１０を適切な形状にすることができる。
なお、第７実施形態および第８実施形態では、３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０を個別に制御する例について示した。しかし、第１実施形態などと同様に３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０は、互いに通信可能に接続し、連携して飛行姿勢を制御する構成としてもよい。
【００４５】
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
すなわち、上述の複数の実施形態では、個別に飛行装置１０に適用する例について説明した。しかし、複数の実施形態は、組み合わせて飛行装置１０に適用してもよい。また、上述の複数の実施形態では、飛行装置１０が２つの飛行ユニット１１および飛行ユニット１２を備える例、または飛行装置１０が３つの飛行ユニット１１、飛行ユニット１２および飛行ユニット７０を備える例について説明した。しかし、飛行装置１０は、４つ以上の飛行ユニットを備えてもよい。このように飛行装置１０が４つ以上の飛行ユニットを備える場合でも、各種の実施形態を個別、または組み合わせて適用することができる。さらに、上記の複数の実施形態では、飛行ユニット１１、１２、７０が概ね同一の構造である例について説明したが、飛行ユニット１１、１２、７０はそれぞれ異なる構造であってもよい。例えば、飛行ユニット１１と飛行ユニット１２とでは、形状が異なっていてもよく、スラスタ２４〜２７、３４〜３７の数が異なっていてもよい。このように飛行ユニット１１、１２、７０が異なる場合でも、複数の飛行ユニット１１、１２、７０を連結することにより、飛行装置１０の推進力は単体よりも増加する。したがって、大型化を招くことなくペイロードの増加を達成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
図面中、１０は飛行装置、１１、１２、７０は飛行ユニット、２４〜２７、３４〜３７はスラスタ、３９は接続機構部、４１、５１は制御部、４２、５２は蓄電池を示す。
【図１】
0006409030.tif 000002
【図２】
0006409030.tif 000003
【図３】
0006409030.tif 000004
【図４】
0006409030.tif 000005
【図５】
0006409030.tif 000006
【図６】
0006409030.tif 000007
【図７】
0006409030.tif 000008
【図８】
0006409030.tif 000009
【図９】
0006409030.tif 000010
【図１０】
0006409030.tif 000011
【図１１】
0006409030.tif 000012
【図１２】
0006409030.tif 000013
【図１３】
0006409030.tif 000014