(57)【要約】【技術課題】  上空或いは地上又は水中観察を簡単で安価な機材を用いてカメラ等により観察する風船凧を得ること。【解決手段】  凧本体１内にヘリウムガスを充填して浮力をつけ、各種のプロペラ及び舵を利用し、かつ吊り糸３１を用いて凧揚げの要領で凧本体１を上空のポイントに停止させたり、移動させる。観測機器は、凧本体１の上部又は下部に搭載し、遠隔操作により前記凧本体１の移動や観測機器の操作を行う。  また、各種のプロペラの駆動用モーターは、ソーラーパネルＳで発生した電力又はバッテリーの電力を利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．内部に空気より軽い気体を充填自在に形成された凧本体と、
ｂ．前記凧本体の前部に取り付けられた水平又は上昇又は下降飛行制御用の水平舵と、
ｃ．前記凧本体の前部に取り付けられた左右方向制御用の方向舵と、
ｄ．前記水平及び方向舵をそれぞれ駆動するために凧本体に搭載されたモーターと、
ｅ．前記水平及び方向舵を制御するために凧本体に搭載されたラジコン式の運転制御回路と、
ｆ．前記凧本体の後部に取り付けられたモーター駆動式の推進プロペラと、
ｇ．前記推進プロペラを制御するために凧本体に搭載されたラジコン式の推進制御回路と、
ｈ．前記凧本体の下面において、凧本体の重心に近い位置に取り付けられた上昇用プロペラと、
ｉ．前記上昇用プロペラを遠隔操作により駆動を制御するための上昇制御回路と、
ｊ．前記運転制御回路と推進制御回路及び上昇制御回路に制御信号を送信するためのラジコンと、
ｋ．前記凧本体に結ばれた凧糸を地上又は船上において操作するための凧揚げ用グリップと、
ｌ．からなるラジコン制御式風船凧。
【請求項２】
前記凧本体の上面にはソーラーパネルが取り付けられていると共にこのソーラーパネルで発生した電力を前記各モーター及び制御回路の電源に利用するように構成したこと、を特徴とする請求項１に記載のラジコン制御式風船凧。
【請求項３】
前記凧本体において、前記上昇用プロペラの外側には防護網カバーが取り付けられていること、を特徴とする請求項１に記載のラジコン制御式風船凧。
【請求項４】
前記凧本体の一部には、カメラを含む観測機器とラジコン制御信号受信器及び観測データー発信器が搭載されていること、を特徴とする請求項１に記載のラジコン制御式風船凧。
【請求項５】
前記凧本体からケーブルを降下させ、この降下させたケーブルの下端には照明ライト付の水中カメラが取り付けられていると共に、前記ケーブルの一部には照明付の浮きが取り付けられていること、を特徴とする請求項１に記載のラジコン制御式風船凧。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上空において目的の位置に停止させてカメラとかその他の機器を用いて地上又は水中観察に用いたり、橋梁、建物等の保守、点検のために用いることができると共にラジコン操作により空中での飛行位置、方向、姿勢等を状況に応じて最適に制御できる各種の観察用ラジコン制御式風船凧に関し、高機能を有しながら製作コストが安く、取り扱いが簡単な点に特徴がある。
【背景技術】
【０００２】
上空から地上を観察する最も手軽な手段として、凧に観察用機器を搭載し、凧揚げの原理を利用して機器を上空に運搬する方法は旧くから知られている。
【０００３】
しかし、この方法は無風時には用をなさないばかりでなく、目的の位置、高さに自由に制御することができないため、用途としては限定的である。
【０００４】
そこで、無風時においても凧揚げができるようにするため、凧の前部にヘリウムガスを充填した風船を取り付け、この浮揚作用により無風時においても上空に浮揚させることができる所謂風船凧の提案がある（公知文献１）。
【０００５】
しかし、この公知文献１の場合は、凧を目的の位置や高さに自由に制御することは困難であるため、遊戯具としてはとにかく、各種の観察用としては実用的ではない。
そこで、空撮に特化したバルーンの提案がある（公知文献２）。
【０００６】
このバルーンは、小型化が可能であり、風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持することが可能な空撮用バルーンとして、バルーン本体２からの第１の支持棒９ａにより撮影機構部１０をバルーン本体２の最下部に取り付け、突風による空撮用バルーン１の傾きを撮影機構部１０の復元力で修正し、また、バルーン本体２の下部の前記支持棒９の位置をスライドさせて、前記撮影機構部１０の位置を移動させて前記空撮用バルーン１の重心位置を移動し、風の流れに対してバルーン本体２を傾けるようにして揚力を発生させ、空撮用バルーン１の重心のバランスを保つようにして、風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持するように構成した内容となっている。
【０００７】
しかし、このバルーンによると、上空での姿勢の制御とか風の影響を受けることなしに安定した姿勢の制御は可能であるが、上空において任意の高さ、あるいは方向に移動させることはできない。
【０００８】
その他、バルーン内に空気より軽い気体を充填することで浮上させると共に姿勢制御用ダクトを用いて姿勢を制御できるように構成したラジコン飛行物体の提案がある（公知文献３）。
【０００９】
しかし、この飛行物体の場合、姿勢制御用ダクトは上下方向の姿勢制御は可能であるが、左右方向の姿勢制御を十分に行うことはできない。
【００１０】
また、軽量で、安価な、かつ操作が容易なえい航標的または空中写真撮影用として利用可能な空中航行体として、先端部に係索手段９が取り付けられるとともに、空気より軽い気体が充填された細長い筒状のバルーン７と、バルーン７の前記係索手段９に対して反対側に位置するとともに後端部を形成する姿勢安定翼を備えた姿勢安定手段１１と、を具備した空中飛行体の提案がある（公知文献４）。
【００１１】
しかし、この空中飛行物体の場合、飛行中あるいは風がある場合に、姿勢制御は姿勢安定翼で安定させることはできるが、定位置において垂直方向への上昇又は下降を行いながらの観測はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１８２１０公報
【特許文献２】特開２０１０−２１５０２３号公報
【特許文献３】実用平１−６２８９５号公報
【特許文献４】実公平１−６２８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、無風に関係なく空中において任意にその高さと位置制御を行うことができると共に、製作コストが安価で取り扱いが簡単なラジコン制御式風船凧を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ラジコン制御式風船凧において、ａ．内部に空気より軽い気体を充填自在に形成された凧本体と、ｂ．前記凧本体の前部に取り付けられた水平又は上昇又は下降飛行制御用の水平舵と、ｃ．前記凧本体の前部に取り付けられた左右方向制御用の方向舵と、ｄ．前記水平及び方向舵をそれぞれ駆動するために凧本体に搭載されたモーターと、ｅ．前記水平及び方向舵を制御するために凧本体に搭載されたラジコン式の運転制御回路と、ｆ．前記凧本体の後部に取り付けられたモーター駆動式の推進プロペラと、ｇ．前記推進プロペラを制御するために凧本体に搭載されたラジコン式の推進制御回路と、ｈ．前記凧本体の下面において、凧本体の重心に近い位置に取り付けられた上昇用プロペラと、ｉ．前記上昇用プロペラを遠隔操作により駆動を制御するための上昇制御回路と、ｊ．前記運転制御回路と推進制御回路及び上昇制御回路に制御信号を送信するためのラジコンと、ｋ．前記凧本体に結ばれた凧糸を地上又は船上において操作するための凧揚げ用グリップと、からなることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のラジコン制御式風船凧において、前記凧本体の上面にはソーラーパネルが取り付けられていると共にこのソーラーパネルで発生した電力を前記各モーター及び制御回路の電源に利用するように構成したこと、を特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のラジコン制御式風船凧において、前記凧本体において、前記上昇用プロペラの外側には防護網カバーが取り付けられていること、を特徴とするものである。
本発明によると、上空において例えば強風が強い時でも、凧本体の姿勢を安定させることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のラジコン制御式風船凧において、前記凧本体の一部には、カメラを含む観測機器とラジコン制御信号受信器及び観測データー発信器が搭載されていること、を特徴とするものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３に記載のいずれか１項に記載のラジコン制御式風船凧において、前記凧本体からケーブルを降下させ、この降下させたケーブルの下端には照明ライト付の水中カメラが取り付けられていると共に、前記ケーブルの一部には照明付の浮きが取り付けられていること、を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るラジコン制御式風船凧は、所謂凧揚げの要領で上空に揚げたり、プロペラや昇降舵や方向舵を制御して任意の高さ及び方向へ迅速に移動したり、上空で停止したりすることができると共に、簡単な部品の組み合わせにより、安価に製作することができる。
また、ラジコンでの制御は、何人にも簡単に習得できるため、取り扱いが簡単であると共に、上空からの地上観察や橋梁のような建築物の検査、水中観察等をカメラや検査機器を用いて行うことができ、本発明の用途は自由である。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明によると、ソーラーパネルで発生した電力を各モーターの駆動用電源として利用することにより、バッテリーの搭載を不要にするか、容量を少ないものにして軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】凧本体の側面図
【図２】凧本体の平面図
【図３】凧本体の後面図
【図４】ヘリウムガス充填式の風船と挿入棒の説明図
【図５】風船と挿入棒の先端の説明図
【図６】船首部分の側面と制御側の説明図
【図７】船首部分の平面と制御側の説明図
【図８】（Ａ）凧糸結び部に用いる滑車の側面図  （Ｂ）凧糸結び部に用いる滑車の正面図
【図９】推進プロペラ部分の平面図
【図１０】推進プロペラ部分の側面図
【図１１】凧揚げ操作グリップの側面図
【図１２】凧揚げ操作グリップの平面図
【図１３】グリップの保持例の説明図
【図１４】上空での観察風景の説明図
【図１５】水上での観察風景の説明図
【図１６】水中での観察風景の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係るラジコン制御式風船凧（以下「ラジコン凧」という。）は、凧揚げの原理を利用して地上又は船上から観察ポイントの上空に飛行させて各種の観察を行うために使用される。
【００２３】
ラジコン風船凧の特徴は、原則として向かい風の条件で使用する。本発明のラジコン凧は、船尾の中央に推進用プロペラと凧本体内にヘリウムガスを充填することで風の無い時でも上空に揚げる事が出来る。
【００２４】
また、ラジコン凧先端部には上昇又は下降舵と左右方向舵をリモコン操作に依り空中を自由に飛行することが出来る。
【００２５】
無風時はラジコン凧先端部に取り付けた水平舵を上向き方向に制御し、方向舵を直進又は左右方向に制御して船首に結んだ凧糸を連続して煽りながら任意の高さの位置まで揚げる。このとき、推進プロペラを駆動して推進力を付加しながら行うようにしてもよい。
【００２６】
横方向への移動は方向舵の先を目的方向に向けて凧糸を煽りながら移動させる。
【００２７】
風がある時は基本的には凧本来の揚風力を活かして目的の方向に揚げ、補助的に各プロペラを駆動する。
また、観察機器類の重量が重く、垂直方向への上昇が自由に制御できない場合、あるいは風の具合によっては、垂直上昇用のプロペラを駆動する。
【００２８】
凧本体に搭載されたカメラ等の観測機器からの映像を含むデーターは、リアルタイムで現場のオペレーターあるいは観測センターへ同時送信することができる。
【００２９】
調査内容としては、高い所から低い所の調査、あるいは、高層ビル災害時の人命救助、屋外エレベーターの観察、陸地上空監視あるいは山岳遭難者あるいは農作物荒し、あるいは脱走動物の捜索とか、野生生物の生態調査あるいは水難者の捜索、あるいは橋梁、吊橋などの高所建造物の保守、点検等に供するためのカメラ調査等において、本発明のラジコン風船凧を手軽に用いることができ、用途は特に限定されない。
【００３０】
また、降雨、降雪時にもそれぞれの舵及びプロペラを使用することにより使用できる。
【実施例】
【００３１】
以下図１〜図１６に基づいて本発明に係るラジコン風船凧の実施の形態とその使用法を詳細に説明する。図１〜図３において、符号の１は凧本体を示し、この凧本体１は、周縁にフレーム２、２ａを配して平面視楕円形状に形成された外皮３内に空気より軽い気体、例えばヘリウムガスを充填した風船４を内装した二重構造からなる。
【００３２】
また、凧本体１の上面には、ソーラーパネルＳが取り付けてあり、このソーラーパネルＳで発生した電力は、直接後述する各種のモーターあるいは制御回路の電源に利用したり、バッテリーに充電することができる。
【００３３】
前記風船４の先端にはリング６０が取り付けてあり、後端にはヘリウムガス注入バルブ２７が取り付けてあると共に、ガスを抜いた状態でゴム風船挿入棒５８の先端に設けたフック５８ａをリング６０に引っ掛けて凧本体１の船尾に形成した風船挿入口６２の蓋６３を開いて図１に示すように外皮３内に挿入し、バルブ２７からガスを注入して膨らませる構造となっている。
【００３４】
外皮３はフレーム２と２ａで上下に分離できるように連結ネジ５で連結されている。
【００３５】
前記凧本体１の船首中央には、軸７を中心として前向きに取り付けられた平板状の水平舵６と、この水平舵６の先端側を軸７を中心として上下に角度調整する腕桿９と、この腕桿９を駆動するサーボモーター８が取り付けられている。
【００３６】
更に詳しくこの水平舵６の作用を図１に基づいて説明すると、前記水平舵６を取り付けた軸７はフレーム２、２ａの先端に丁番のようにして回転自在に取り付けられていると共に水平舵６の上面に腕桿９の先端部１０が連結され、この腕桿９の後端部はサーボモーター８で前後方向に先端側が駆動される駆動桿１４に連結されていて、水平飛行、上昇、下降時に水平舵６の角度を調整することができる。
【００３７】
また、水平舵６の後方下部には、フレーム２、２ａに対して軸１６を用いて平面視左右方向に角度調整自在の方向舵１５が取り付けられていて、この方向舵１５は、作動桿１７の先端１８が連結され、作動桿１７はサーボモーター１３により駆動腕１９を介して回転することにより方向舵１５の角度を調整して飛行方向を左又は右方向に制御することができる。
【００３８】
図中２０は凧本体１の略重心位置において、その下面左右に取り付けられた上昇プロペラであって、遠隔操作によるモーター２１の駆動により、垂直方向に上昇する際に使用される。
なお、上昇プロペラ２０は、左右にそれぞれ２個以上取り付けて安定性を向上するようにしても良い。
【００３９】
図１において、２２は、上昇用プロペラ２０の周囲をガードする防護網カバーである。
【００４０】
２３は、凧本体１の上部略中央に取り付けられたカメラであって、上方及び水平方向の撮影を遠隔操作により行うことができる。
【００４１】
２４は、凧本体１の船尾部分に搭載された下向き撮影用のカメラであって、２５は遠隔操作用の制御器、２６は制御信号受信及び発信アンテナである。
【００４２】
２８は凧本体１の底部中央において、前方から船尾側に向けて一定の間隔で取り付けられた機器常設用フックであって、凧本体１において、例えば海底観察用のカメラとか照明は、この機器常設用フック２８を用いてバランスとか重量を考えて吊設される。
【００４３】
２９は推進プロペラ３３のモーター３５を駆動するためのバッテリー、３１は凧糸、３２は凧本体１の船首に取り付けられた凧糸３１の吊り角度対応のために凧本体１に前後２ケ所に両端がそれぞれ連結された吊り角度調整紐であって、この調整紐３２には滑車３３を介して前記凧糸３１の先端が連結されている。
【００４４】
この結果、凧本体１の角度あるいは地上と凧本体１の位置関係により、図１に示すように調整紐３２がなす三角形の角度で凧本体１の浮上姿勢を最適に保つことができる。
【００４５】
３７は、前記浮上用プロペラ３３、３４及びモーター３５をフレーム２、２ａにボルト３６及びナット３８で取り付けている固定具である。
【００４６】
３９は凧本体１の船尾部中央において、ベース３９ａにより後向きに取り付けられた推進用プロペラ３３の保護カバーであって、前後の端口は空気が通るように解放されている。
【００４７】
５４はＧＰＳであって、凧本体１の位置をこのＧＰＳ５４を用いて知ることにより、凧本体１の位置を正確に知ることができる。
【００４８】
図１１、１２において、４８は凧本体１を陸地で操作するための凧本体操作具であって、この操作具４８は、把手部４９に凧糸３１を巻き取るためのリール５０を取り付け、このリール５０をロックして操作具４８を凧揚げの要領で煽ることもできる。
【００４９】
次に、以上で説明した風船凧について、その作用を説明する。
【００５０】
陸地で揚げる場合には、図１３に示すように凧操作具４８を手に持ち風上において凧糸３１を用いて凧本体１を煽りながら空中に揚げる。この操作は、風の力だけを用いる場合であるが、凧本体１内の風船４の浮力を利用する場合には、あらかじめこの風船４内にバルブ２７のところからヘリウムガスを充填する。
【００５１】
このようにすると、凧本体１は独自に空中に浮上する。
【００５２】
このとき、凧糸３１を引きながら、浮上する高さ位置を制御する。
【００５３】
また、カメラとかバッテリー等の機械の重量により、目的の高さ、位置に制御できない場合には、モーター３５に電源を送り、プロペラ３３を駆動して凧本体１を誘導しながら観察点の位置を定め、下向きカメラ２４、上空撮影用カメラ２３を遠隔操作手段（ラジコン）を操作しながら写真撮影を行う。
【００５４】
更に、データ等を採集する際はセンサー等の操作を行う。
【００５５】
これらの操作において、観察位置を正確に把握し、記録するために、図１に示すＧＰＳ５４を利用する。
【００５６】
図１４において、Ａ点は陸地、Ｂ点は船上で凧本体１の操作を行っている様子、Ｃ点は無人のラジコンボート５５に凧糸３１を結び、ラジコンボート５５で凧揚げを行っている様子であって、このときは遠隔操作でそれぞれプロペラを利用して凧本体１の高さや方向を定める。
【００５７】
また、凧本体１は、各プロペラ及び昇降制御装置９及び方向舵１５等を適当に操作しながら凧本体１を観察ポイントに誘導し、停止した状態を保ったり、更に次の観察位置に移動させる。
【００５８】
図１５は水上のボートから凧本体１の多機能を用いて水面或いは上空を観察している状況、図１６は凧本体１から浮５８付の吊り糸５６を下げ、この吊り糸５６の先端に取り付けた照明付の水中カメラ５７を用いて水中撮影を行っている状況である。
【００５９】
観察機器等のデータは、記録装置に記録させておいたり、無線通信装置を利用して生データを観測センター等へ送信する。
【００６０】
本発明において、凧本体１を上空に揚げる手段は、基本的にはヘリウムガスを充填した風船４の浮力と各種搭載した機器のバランスを利用し、昇降制御装置９及び方向舵１５、各種プロペラ２０、３３等を利用して高さや位置を定めることで、例えば次に記する各種作業に利用することができる。
【００６１】
１．高い所から低い所の調査
２．高層ビル災害時人命救助屋外エレベーター
３．陸地上空監視、山岳遭難者農作物荒し、脱走動物捜索、野生生物生態調査
４．水難者捜索
５．高所建造物カメラ調査（橋梁吊橋）
６．海上建造物調査
【符号の説明】
【００６２】
１  凧本体
３  外皮
４  風船
６  水平舵
１５  方向舵
２２  上昇用プロペラ
２４  計測機器
２９  カメラ
３１  凧糸
３３  推進用プロペラ
４０  保護カバー
４４  下向きカメラ
４７  上空撮影用カメラ
４８  凧操作具
５７  水中カメラ
Ｓ  ソーラーパネル
【図１】
2016011018.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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