(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体の周辺に配置される複数の回転翼と、
前記回転翼によって発生する前記本体の下方から上方に向かって進行する気流を、前記回転翼に吸入される位置に案内する第２整流板と、
を備え、
複数の前記回転翼は、上下に対を成して複数対配置され、
前記第２整流板の前記回転翼側の端部は、高さ方向において、上段の前記回転翼と下段の前記回転翼の間に配置されている、
ドローン。
【請求項２】
前記第２整流板の少なくとも一部は、前記本体と前記回転翼の間に配置され、前記本体と前記回転翼の間に発生する下方から上方に向かって進行する気流を、前記回転翼に吸入される位置に案内する、
請求項１記載のドローン。
【請求項３】
前記回転翼側の端部が上段の前記回転翼より上方に配置される第１整流板をさらに備え、
前記第１整流板の前記本体側から前記回転翼に向かう幅方向の大きさは、前記第２整流板の前記本体側から前記回転翼に向かう幅方向の大きさより大きい、
請求項１又は２記載のドローン。
【請求項４】
前記第１整流板の前記回転翼側の端部は、前記回転翼より上方に配置されている、
請求項３記載のドローン。
【請求項５】
前記第１整流板は、前記本体側から前記回転翼に向かう方向において、前記回転翼の回転面に対して斜め上方に伸び出ている、
請求項３又は４記載のドローン。
【請求項６】
前記第２整流板は、前記本体側から前記回転翼に向かう方向において、前記回転翼の回転面に対して斜め上方に伸び出ている、
請求項１乃至５のいずれかに記載のドローン。
【請求項７】
薬剤を散布する薬剤ノズルをさらに備え、
前記第２整流板の前記回転翼側の端部は、前記薬剤ノズルの近傍に配置される前記回転翼の上方に配置されている、
請求項１乃至６のいずれかに記載のドローン。
【請求項８】
前記第２整流板は、前記本体に接続され、前記本体から発生する熱を放熱する、
請求項１乃至７のいずれかに記載のドローン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ドローンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にドローンと呼ばれる小型ヘリコプター（マルチコプター）の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地（圃場）への農薬や液肥などの薬剤散布が挙げられる（たとえば、特許文献１）。比較的狭い農地においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。【０００３】
準天頂衛星システムやRTK-GPS（Real Time Kinematic - Global Positioning System）などの技術によりドローンが飛行中に自機の絶対位置をセンチメートル単位で正確に知ることができるようになったことで、日本において典型的な狭く複雑な地形の農地でも、人手による操縦を最小限として自律的に飛行し、効率的かつ正確に薬剤散布を行なえるようになっている。【０００４】
その一方で、農業用の薬剤散布向け自律飛行型ドローンについては安全性に対する考慮が十分とは言いがたいケースがあった。薬剤を搭載したドローンの重量は数10キログラムになるため、人の上に落下する等の事故が起きた場合に重大な結果を招きかねない。また、通常、ドローンの操作者は専門家ではないためフールプルーフの仕組みが必要であるが、これに対する考慮も不十分であった。今までに、人間による操縦を前提としたドローンの安全性技術は存在していたが（たとえば、特許文献２）、特に農業用の薬剤散布向けの自律飛行型ドローンに特有の安全性課題に対応するための技術は存在していなかった。【０００５】
図10に示すように、回転翼301-2aおよび301-2b,ならびに301-4aおよび301-4bがそれぞれ上下に対をなして互いに反対方向に回転する二重反転ドローン300においては、下降気流により推力を発生させる。一方、回転翼301-2a,301-2b,301-4a,301-4bにより発生する気流は、回転翼301-2a,301-2b,301-4a,301-4bの回転半径の内側および外側を循環する。また、一部の気流は循環せず、回転翼301とドローン300の本体310の間において下方から上方に向かって吹き上げられ、拡散する。そこで、上方へ向かう気流の風力を利用して、効率よく推力を発生させることができるドローンが必要とされている。【０００６】
特許文献３には、推進プロペラを主翼前方に配置し、推進プロペラを取り囲む位置から主翼上下両縁を挟む主翼前縁部に至る円筒形の整流ダクトを設け、整流ダクトの後方の主翼後縁にフラップを配置して、整流ダクトから主翼の上下両面に導き出される排気後流をフラップに誘導する固定翼飛行機が開示されている。しかしながら、この飛行機は固定翼を有する構成であり、回転翼により発生する上方へ向かう気流の風力を推力に利用することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許公開公報  特開２００１−１２０１５１
【特許文献２】特許公開公報  特開２０１７−１６３２６５
【特許文献３】特許公開公報  特開昭５８−２２７９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
回転翼を有するドローンにおいて、上方へ向かう気流の風力を利用して、効率よく推力を発生させることができるドローンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係るドローンは、本体と、前記本体の周辺に配置される複数の回転翼と、前記回転翼によって発生する前記本体の下方から上方に向かって進行する気流を、前記回転翼に吸入される位置に案内する整流板と、を備える。【００１０】
前記整流板の少なくとも一部は、前記本体と前記回転翼の間に配置され、前記本体と前記回転翼の間に発生する下方から上方に向かって進行する気流を、前記回転翼に吸入される位置に案内するものとしてもよい。【００１１】
整流板の前記回転翼側の端部は、前記回転翼より上方に配置されていてもよい。【００１２】
複数の前記回転翼は、上下に対を成して複数対配置され、前記整流板の前記回転翼側の端部は、高さ方向において、上段の前記回転翼と下段の前記回転翼の間に配置されていてもよい。【００１３】
複数の前記回転翼は、上下に対を成して複数対配置され、前記整流板は、前記回転翼側の端部が上段の前記回転翼より上方に配置される第1整流板と、前記回転翼側の端部が高さ方向において上段の前記回転翼と下段の前記回転翼の間に配置される第2整流板と、を含み、前記第１整流板の前記本体側から前記回転翼に向かう幅方向の大きさは、前記第2整流板の前記本体側から前記回転翼に向かう幅方向の大きさより大きくなっていてもよい。【００１４】
前記整流板は、前記本体側から前記回転翼に向かう方向において、前記回転翼の回転面に対して斜め上方に伸び出ていてもよい。【００１５】
薬剤を散布する薬剤ノズルをさらに備え、前記整流板の前記回転翼側の端部は、前記薬剤ノズルの近傍に配置される前記回転翼の上方に配置されていてもよい。【００１６】
前記整流板は、前記本体に接続され、前記本体から発生する熱を放熱するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
回転翼を有するドローンにおいて、上方へ向かう気流の風力を利用して、効率よく推力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本願発明に係るドローンの第1実施形態を示す平面図である。
【図２】上記ドローンの正面図である。
【図３】上記ドローンの右側面図である。
【図４】上記ドローンの背面図である。
【図５】上記ドローンの斜視図である。
【図６】上記ドローンが有する薬剤散布システムの全体概念図である。
【図７】上記ドローンの制御機能を表した模式図である。
【図８】上記ドローンが有する本体、回転翼、および整流板の位置関係を示す概略縦断面図である。本体、回転翼、および整流板以外の構成は、省略されている。
【図９】本願発明に係るドローンの第2実施形態を示す斜視図である。
【図１０】関連技術のドローンが有する本体、回転翼、および整流板の位置関係を示す概略縦断面図である。本体、回転翼、および整流板以外の構成は、省略されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。以下の詳細な説明では、説明のために、開示された実施形態の完全な理解を促すために、ある特定の詳細について述べられている。しかしながら、実施形態は、これらの特定の詳細に限られない。また、図面を単純化するために、周知の構造および装置については概略的に示されている。
【００２０】
本願明細書において、ドローンとは、動力手段（電力、原動機等）、操縦方式（無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等）を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。
【００２１】
図１乃至図５に示すように、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b（ローターとも呼ばれる）は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、バッテリー消費量のバランスを考慮し、本体110の周辺に8機（2段構成の回転翼が4セット）備えられている。各回転翼101は、ドローン100の本体110からのび出たアーム120により本体110の四方に配置されている。すなわち、進行方向左後方に回転翼101-1a、101-1b、左前方に回転翼101-2a、101-2b、右後方に回転翼101-3a、101-3b、右前方に回転翼101-4a、101-4bがそれぞれ配置されている。なお、ドローン100は図１における紙面下向きを進行方向とする。
【００２２】
モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4ａ、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段（典型的には電動機だが発動機等であってもよい）であり、一つの回転翼に対して1機設けられている。モーター102は、推進器の例である。１セット内の上下の回転翼（たとえば、101-1aと101-1b）、および、それらに対応するモーター（たとえば、102-1aと102-1b）は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転する。なお、一部の回転翼101-3b、および、モーター102-3bが図示されていないが、その位置は自明であり、もし左側面図があったならば示される位置にある。図２、および、図３に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら状の構造である。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。
【００２３】
薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は、薬剤を下方に向けて散布するための手段であり4機備えられている。なお、本願明細書において、薬剤とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。
【００２４】
薬剤タンク104は散布される薬剤を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン100の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられている。薬剤ホース105-1、105-2、105-3、105-4は、薬剤タンク104と各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ106は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。
【００２５】
図6に本願発明に係るドローン100の薬剤散布用途の実施例を使用したシステムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。操作器401は、使用者402の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報（たとえば、位置、薬剤量、電池残量、カメラ映像等）を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されるが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていてもよい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作機（図示していない）を使用してもよい（非常用操作機は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であってもよい）。操作器401とドローン100はWi-Fi等による無線通信を行う。
【００２６】
圃場403は、ドローン100による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の障害物が存在する場合もある。
【００２７】
基地局404は、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であり、RTK-GPS基地局としても機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようになっていてもよい（Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GPS基地局が独立した装置であってもよい）。営農クラウド405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピュータ群と関連ソフトウェアであり、操作器401と携帯電話回線等で無線接続されていてもよい。営農クラウド405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行ってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行ってもよい。
【００２８】
通常、ドローン100は圃場403の外部にある発着地点406から離陸し、圃場403に薬剤を散布した後に、あるいは、薬剤補充や充電等が必要になった時に発着地点406に帰還する。発着地点406から目的の圃場403に至るまでの飛行経路（進入経路）は、営農クラウド405等で事前に保存されていてもよいし、使用者402が離陸開始前に入力してもよい。
【００２９】
図7に本願発明に係る薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表したブロック図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピュータであってよい。フライトコントローラー501は、操作器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC（Electronic Speed Control）等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっている。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。
【００３０】
フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっている。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護が行われている。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操作器401上、または、営農クラウド405上や他の場所に存在する別のコンピュータによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。
【００３１】
バッテリー502は、フライトコントローラー501、および、ドローンのその他の構成要素に電力を供給する手段であり、充電式であってもよい。バッテリー502はヒューズ、または、サーキットブレーカー等を含む電源ユニットを介してフライトコントローラー501に接続されている。バッテリー502は電力供給機能に加えて、その内部状態（蓄電量、積算使用時間等）をフライトコントローラー501に伝達する機能を有するスマートバッテリーであってもよい。
【００３２】
フライトコントローラー501は、Wi-Fi子機機能503を介して、さらに、基地局404を介して操作器401とやり取りを行ない、必要な指令を操作器401から受信すると共に、必要な情報を操作器401に送信できる。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておいてもよい。基地局404は、Wi-Fiによる通信機能に加えて、RTK-GPS基地局の機能も備えている。RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、GPSモジュール504により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。GPSモジュール504は重要性が高いため、二重化・多重化されていてもよく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのGPSモジュール504は別の衛星を使用するよう制御されていてもよい。
【００３３】
６軸ジャイロセンサー505はドローン機体の互いに直交する３方向の加速度を測定する手段（さらに、加速度の積分により速度を計算する手段）である。６軸ジャイロセンサー505は、上述の３方向におけるドローン機体の姿勢角の変化、すなわち角速度を測定する手段である。地磁気センサー506は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサー507は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザーセンサー508は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、IR（赤外線）レーザーであってもよい。ソナー509は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサー類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサー（角速度センサー）、風力を測定するための風力センサーなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサー類は、二重化または多重化されていてもよい。同一目的複数のセンサーが存在する場合には、フライトコントローラー501はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサーに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサーを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。
【００３４】
流量センサー510は薬剤の流量を測定するための手段であり、薬剤タンク104から薬剤ノズル103に至る経路の複数の場所に設けられている。液切れセンサー511は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサーである。マルチスペクトルカメラ512は圃場403を撮影し、画像分析のためのデータを取得する手段である。障害物検知カメラ513はドローン障害物を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きがマルチスペクトルカメラ512とは異なるため、マルチスペクトルカメラ512とは別の機器である。スイッチ514はドローン100の使用者402が様々な設定を行なうための手段である。障害物接触センサー515はドローン100、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の障害物に接触したことを検知するためのセンサーである。カバーセンサー516は、ドローン100の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサーである。薬剤注入口センサー517は薬剤タンク104の注入口が開放状態であることを検知するセンサーである。これらのセンサー類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン100外部の基地局404、操作器401、または、その他の場所にセンサーを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局404に風力センサーを設け、風力・風向に関する情報をWi-Fi通信経由でドローン100に送信するようにしてもよい。
【００３５】
フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤吐出の停止を行なう。ポンプ106の現時点の状況（たとえば、回転数等）は、フライトコントローラー501にフィードバックされる構成となっている。
【００３６】
LED107は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。表示手段は、LEDに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザー518は、音声信号によりドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるための出力手段である。Wi-Fi子機機能503は操作器401とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピューター等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Wi-Fi子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標）、NFC等の他の無線通信手段、または、USB接続などの有線通信手段を使用してもよい。スピーカー520は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態（特にエラー状態）を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン100の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯521はドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。
【００３７】
ここで、図10に示す関連技術のドローン300において回転翼により発生する気流の様子を説明する。ドローン300は、本体310からのび出たアームにより本体310の四方に各回転翼301が配置されている。本図においては、前方の回転翼301-2a,301-2b,301-4a,301-4bのみが図示されている。回転翼301-2a,301-2bと、301-4a,301-4bは、それぞれ対を成し、2段構成になっている。
【００３８】
回転翼301-2a,301-2bは互いに反対方向に回転し、回転翼301-2bの下方に下降気流を発生させる。ドローン300は、この下降気流により飛行する。同時に、回転翼301-2a,301-2bにより、回転翼301-2a,301-2bの外周を覆うように円筒状の領域を循環する循環気流360aが発生する。循環気流360aは回転翼301-2a,301-2bの半径方向内側から下方に排出され、回転翼301-2a,301-2bの外周を上昇し、回転翼301-2aの上方から吸入される。同様に、回転翼301-4a,301-4bにより循環気流360bが発生する。また、循環気流360a、360bの一部は、本体310の上方に吹き上げられて拡散する拡散気流361a,361bとなる。拡散気流361a,361bは、薬剤散布用ドローンにおいては、散布する薬剤を吹き上げてしまい、意図通りの薬剤濃度で散布することが困難になったり、意図しない領域に薬剤を到達させてしまうおそれがある。また、本体310に薬剤がかかり、汚損の原因にもなる。
【００３９】
図1乃至5に示すように、ドローン100の本体110の左右側方には、整流板21a,21b,22a,22bが配置されている。整流板21a,21b,22a,22bは、いずれも進行方向に細長い平板である。整流板21aおよび21b、整流板22aおよび22bは、それぞれこの順に上下に配置されている。整流板21aおよび21bは第1整流板の例であり、整流板22aおよび22bは第2整流板の例である。
【００４０】
整流板21a,21b,22a,22bは、本体110から回転翼101に向かう方向、すなわち幅方向において、回転翼101の回転面に対して斜め上方に伸び出ている。
【００４１】
整流板21a,21b,22a,22bの前後方向の長さは、前後の回転中心間の距離よりも長い。したがって、整流板21a,21b,22a,22bは、本体110から回転翼101の回転中心を超える程度に伸び出ている。
【００４２】
整流板21a,21b,22a,22bは、ドローン100の本体110、すなわちフライトコントローラー501やその他の内部部品が格納される筐体に物理的に連結されていてもよい。また、本体110の筐体の一部を回転翼側に張り出させた構造によっても実現することができる。さらに、整流板21a,21b,22a,22bは、本体110と回転翼101およびモーター102とを連結するアーム120に連結されていてもよい。
【００４３】
図2、8に示すように、整流板21a,21b,22a,22bは、回転翼101により発生する気流の流路中に配置されている。より具体的には、図2中において上段右方の整流板21aの回転翼101側の端部は、回転翼101-1a,101-2aの上方に配置され、上段左方の整流板22aの回転翼101側の端部は、回転翼101-3a,101-4aの上方に配置されている。下段右方の整流板21bの回転翼101側の端部は、整流板21aの下方であって、高さ方向において回転翼101-1a,101-2aと回転翼101-1b,101-2bの間に配置されている。下段左方の整流板22bの回転翼101側の端部は、整流板22aの下方であって、高さ方向において回転翼101-3aおよび101-3aと回転翼101-4bおよび101-4bの間に配置されている。
【００４４】
図8に示すように、本体110と回転翼101との間を通って本体110上方へ進行する循環気流60a,60bは、整流板21a,21b,22a,22bに反射され、斜め下向きの気流となり、回転翼101上方に案内される。回転翼101の上方は、回転翼101に吸入される位置、すなわち吸入領域71a,71b,72a,72bとなっている。したがって、整流板21a,21b,22a,22bに反射される気流は、吸入領域71a,71b,72a,72bにおいて回転翼101に吸い込まれ、下降気流として排出される。整流板21a,21b,22a,22bに反射される気流は下向きの気流であるため、下降気流の風力に加担し、より大きな下降気流を生じさせることができる。すなわち、整流板21a,21b,22a,22bによれば、上向きの気流を回収し、よりエネルギー効率良く推力を生じさせることが可能となる。
【００４５】
また、整流板21a,21b,22a,22bは、拡散気流361a,361bを回転翼に向けて反射させ、拡散気流361a,361bが上方に吹き上げられることを抑制することが可能である。すなわち、薬剤散布用ドローンにおいては、薬剤を散布する領域および散布濃度に関し、精度よく薬剤散布を行うことができる。また、薬剤による本体110の汚損を軽減することができる。
【００４６】
図2、8に示すように、整流板21a,21b,22a,22bは、平面方向から見て、本体110付近から回転翼101の一部であって回転翼101の回転中心にまで至らない程度の広さになっている。回転中心よりも本体110から離れた領域においては、循環気流60a,60bの向きが逆になるため、整流板21a,21b,22a,22bが回転中心を覆う大きさになっていても、上向きの気流を吸入領域71a,71b,72a,72bに案内することができないためである。
【００４７】
整流板21a,21b,22a,22bが本体110から回転翼101に向かう方向において、回転翼101の回転面に対して斜め上方に伸び出ている構成によれば、回転翼101の外周を上方に向かって進行する循環気流60a,60bおよび拡散気流361a,361bを、回転翼101の内側に向かって案内できるため、より効率的に吸入領域71a,72aに案内することができる。なお、整流板21a,21b,22a,22bは、回転翼101の回転面と平行であっても、所期の効果を得ることができる。
【００４８】
上段の整流板21aおよび22aの平面の広さは、下段の整流板21bおよび22bの平面の広さより大きい。この構成によれば、上段の整流板21a,22aの面積を、プロペラガードの制約を受けずに大きくすることができ、循環気流60a,60bおよび拡散気流61a,61bをより効率的に吸入領域71a,72aに案内することができる。
【００４９】
下段の整流板21b,22bは、回転翼101の半径方向内側まで突出している。この場合、本体110側のプロペラガードは不均一な形状になっていてもよい。例えば、本体110側において、プロペラガードの上段の円環部分と下段の円環部分とを連結する複数の支柱の間隔が大きく空いていてもよい。
【００５０】
図9に示すように、整流板の進行方向の長さは任意である。同図に示す、本発明に係る第2実施形態を示すドローン200においては、整流板221a,222aの端部は、薬剤ノズル103の近傍に配置される回転翼101-1,101-4の上方のみに配置されていてもよい。本構成によれば、特に薬剤の飛散を抑制し、より簡素かつ軽量な構成で、精度よく薬剤散布を行うことができる。また、薬剤による本体210の汚損を軽減することができる。
【００５１】
図1乃至5に示す第1実施形態において、整流板21a,21b,22a,22bは進行方向に対し互いに同じ長さであったが、異なっていてもよい。整流板の平面形状は、角丸の長方形であってもよいし、楕円や長円、多角形等であってもよい。また、上段の整流板21a,22aのみ、又は下段の整流板21b,22bのみを有する構成も、本発明の技術的範囲に属する。また、上段の整流板21a,22aは一体であってもよい。
【００５２】
整流板21a,21b,22a,22bは、横断面において回転翼101を向く方の平面が湾曲した曲面であってもよい。循環気流60a,60bは回転翼101の回転中心に向かって湾曲しながら吸入されるため、整流板21a,21b,22a,22bが循環気流60a,60bに沿うように湾曲していることにより、循環気流60a,60bをより効率的に吸入領域71a,72aに案内することができる。
【００５３】
整流板21a,21b,22a,22bは、本体110に結合されることにより、本体110の冷却効率を向上させる効果も有する。この機能をより向上させるために、放熱性の高い材料、例えば金属等により整流板21a,21b,22a,22bを構成してもよい。整流板21a,21b,22a,22bの上面には、放熱しやすくするための凹凸等の構成が配置されていてもよい。
【００５４】
なお、各整流板21a,21b,22a,22bの配置位置は、必ずしも本体110と回転翼101の間である必要はなく、回転翼101により発生する下方から上方に向かって進行する気流が発生する位置に配置すればよく、本体110と回転翼101の間以外の回転翼101の周辺に配置されていてもよい。例えば、整流板21a,21b,22a,22bは、回転翼101同士の間に配置されていてもよいし、回転翼101の外側、すなわち回転翼101の周辺であって本体110が配置されている位置とは反対側に配置されていてもよい。
【００５５】
本構成によれば、回転翼を有するドローンにおいて、上方に向かう気流の風力を利用して、効率よく推力を発生させることができる。
【００５６】
なお、本説明においては、薬剤散布用ドローンを例に説明したが、本発明の技術的思想はこれに限られるものではなく、回転翼を有する飛行体全般に適用可能である。この飛行体は、自律飛行可能なものであってもよいし、手動で飛行制御可能なものであってもよい。
【００５７】
（本願発明による技術的に顕著な効果）
本発明に係るドローンにおいては、回転翼を有するドローンにおいて、上方に向かう気流の風力を利用して、効率よく推力を発生させることができる。
【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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【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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