(57)【要約】【課題】昆虫のようにホバリングをして、急旋回、急上昇など繰り返して飛ぶことが可能な飛翔装置を提供することを目的とする。【解決手段】前後に長い支持本体５に、上下揺動可能に支持される左右の羽体２を前後方向に単又は複数対設け、各羽体２を駆動するための駆動手段６を設けてなる飛翔装置１で、全重量と、前記羽体２の面積との比が０．１１４２０ｍ2／Ｎ以下であることを特徴とする飛翔装置。【選択図】図１
2009190651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に長い支持本体に、上下揺動可能に支持される左右の羽体を前後方向に単又は複数対設け、各羽体を駆動するための駆動手段を設けてなる飛翔装置であって、
全重量と、前記羽体の面積との比が０．１１４２０ｍ2／Ｎ以下であることを特徴とする飛翔装置。
【請求項２】
前記駆動手段が、
前記支持本体の前後方向に略沿った回転軸心を有し、位相の異なる複数のクランク部を備える回転体を設けるとともに、
一端側が前記クランク部に軸支されるとともに他端側が前記羽体の所定部位に支持され、前記クランク部と前記羽体とを連結する連結アームを設け、
前記左右対を成す羽体にそれぞれ支持される連結アームの一端側を、互いに位相の異なるクランク部に軸支し、
前記回転体を回転駆動する駆動モータを設けてなる請求項１記載の飛翔装置。
【請求項３】
各羽体に対し、前記連結アームとは別の第２のアームを同じく連結し、当該第２のアームの一端側を前記連結アームの一端側が軸支されているクランク部とは位相の異なる別のクランク部に軸支してなる請求項１又は２記載の飛翔装置。
【請求項４】
前記羽体は、揚力を得るための羽部を支持する支持軸部を略左右方向に備え、
前記支持軸部は、その一端側が前記支持本体に連結されると共に前記連結アームに支持され、
前記第２のアームの一端側は、前記支持軸部より後方側の羽部に連結される請求項３記載の飛翔装置。
【請求項５】
前記左右の羽体を前後方向に複数対設けるとともに、前記回転体を前記羽体の各対に対応して前後複数に分割構成し、分割された回転体間に、互いに回転位相を切替可能に連結する位相切替手段を介装してなる請求項２〜４のいずれかに記載の飛翔装置。
【請求項６】
前記位相切替手段は、当該位相切替手段によって前方側に分割された前方側回転体と一体に回転する前方回転部と、当該位相切替手段によって後方側に分割された後方側回転体と一体に回転する後方回転部と、前記前方回転部と前記後方回転部との回転位相を切り替える位相切替部とから構成され、
前記前方回転部又は前記後方回転部の一方は円筒状に構成され、かつその周面には、回転軸に対して異なった位置に回転位相の違った複数の突部が配置され、他方の回転部は前記突部に接当しかつ回転軸方向に移動可能な接当部を備える請求項５記載の飛翔装置。
【請求項７】
前記駆動モータを１つ搭載し、当該駆動モータで前記回転体を回転させる請求項２〜６のいずれかに記載の飛翔装置。
【請求項８】
前記回転体の回転軸心に対する前記支持本体の距離を変更して姿勢を制御する姿勢制御手段を備える請求項２〜７のいずれかに記載の飛翔装置。
【請求項９】
前記支持本体の前方を飛翔装置本体に対して揺動可能に支持する支持支点と、支持本体と飛翔装置本体とによって成す角を変更して姿勢を制御する姿勢制御手段を備える請求項２〜７のいずれかに記載の飛翔装置。
【請求項１０】
前記姿勢制御手段は、重力方向を検出するための加速度センサと、
前記加速度センサが検出した重力方向と、前記支持軸本体の長手方向とが所定された方向に対応するように制御する姿勢制御部とを備える請求項８又は９記載の飛翔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽体に運動によって飛翔する飛翔装置に関するものであり、特に昆虫のトンボのように２対の羽体で飛翔する飛翔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間は空を自由に飛翔することに憧れ、飛行機、ヘリコプターを発明してきた。
ヘリコプターは、垂直に離着陸でき、ホバリングも可能であるが、例えば昆虫のトンボのようにホバリング、急旋回、急上昇、急停止などの飛翔を自在にこなすことはできない。
そこで、昆虫の飛翔については、９０年代半ばに以下のような提案がなされた。即ち、大型蛾の３次元模型を用いて、羽の打ち下ろしの間、前縁に付着している「前縁渦」を捕らえたことにより、昆虫の飛行には失速遅れという揚力発生原理が働いていることを発表した（非特許文献１参照。）。
また、ハエの拡大模型を用いて、ハエのホバリングには失速遅れ以外に回転循環と後流捕獲が存在していることが提案された（非特許文献２参照。）。
また、微小な生物の泳ぎのメカニズムの解明を行い、昆虫サイズの飛翔では、非常に薄くギザギザで反りのついた翼断面が使われ、この形状の翼が昆虫のサイズでは優れていることが提案された（非特許文献３参照。）。
また、昆虫のホバリング飛行を対象として、並進運動と、回転運動を行う２次元翼に働く流体の測定を行い、非定常翼に働く流体力は、翼から放出される剥離渦によって強く影響される。そのため、翼から剥離渦が放出されない定常の翼に働く流体力より、遥かに大きな流体力が働くことがあり、最大推進力、最大効率が得られる翼運動が明らかにされた（非特許文献４参照。）。
さらに、２０００年以降、高速度カメラの撮影技術、センシング技術、コンピューターによるシミュレーション技術の発達により、トンボの羽ばたき方について明らかになってきた。
高速度カメラでトンボの飛翔を撮影し、適した羽ばたきの機構を検討している（非特許文献５参照。）。
また、シミュレーション技術により流体力学的な解析も行われている（非特許文献６，７参照。）
また、高速度カメラで昆虫の羽ばたきと翅を計測している（非特許文献８，９参照。）。
また、トンボの飛翔をモデルかしている（非特許文献１０参照。）。
【０００３】
また、羽ばたき飛行する鳥型ラジコン機がいくつか発売されている。
たとえば、Ｎｅｕｒｏｓ社製の「サイバード」、株式会社シー・シー・ピー社製の「メカトンボ」等がある。
【非特許文献１】"Leading-edge vortices in insect flight" (Ellington C.P et al.,  Nature,vol.384,pp626-630 1996)
【非特許文献２】"Wing Rotation and the Aerodynamic Basis of Insect Flight", (Dickinson et al., 18 JUNE 1999 VOL284 SCIENCE)
【非特許文献３】"Airfoil section characteristics at a low Reynolds number", (Sunada, S. and Kawachi,:Journal of fluids enginieering.1997 March,VOL.284 SCIENCE)
【非特許文献４】"羽ばたき翼に働く非定常流体力測定" (松本  有史、砂田  茂、河内  啓二)  第34回飛行機シンポジウム講演集。537-540 1996)
【非特許文献５】"高機能・小型アクチュエータの開発を目的とした飛翔昆虫のバイオミメティクス研究"、（橋本  巨、東海大学紀要Ｖｏｌ４１、Ｎｏ２，２００１  pp．25〜34）
【非特許文献６】"鳥や昆虫の羽ばたきによる飛翔の数値シミュレーション"（磯貝紘二、日本流体学会数値流体力学Ｗｅｂ会誌、１２巻第３号２００５年１月  pp.85〜112）
【非特許文献７】"生物飛行のシミュレーションと小型飛翔体"（劉  浩、日本流体学会数値流体力学Ｗｅｂ会誌、１２巻第３号２００５年１月  pp.139〜142）
【非特許文献８】"飛行昆虫のバイオメカニクスと流れ"、（須藤誠一、露木浩二、ながれ２１  ２００２  pp.142〜152）
【非特許文献９】"自由飛行するトンボと流れの観察"（望月  他  可視化情報学会論文集  Vol.23 No.12  2003年12月  pp.115〜121）
【非特許文献１０】"空気力学に基づくトンボのビジュアルシミュレーション"（朱  朝江  他、  芸術科学会論文誌、  Vol.2 No.4  pp.146-155）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の論文等では、昆虫の飛翔に関する理論的解析に関しては進歩はみられるが、全重量と羽の大きさの制限を考えたものはない。
国内最大のトンボであるオニヤンマは、翼長１０ｃｍ、全長１２ｃｍ、自重１ｇで、観測より翅を約３０回／秒程度羽ばたかせて飛翔している。全く同じような飛翔を実現するには総重量を１ｇにすることが必要となる。しかし、胴体、羽根以外のモータ以外の飛翔に不可欠な部品を載せようとすると、１ｇの実現は現実には不可能である。
【０００５】
また、上述した羽ばたき飛行するラジコン機は、これらは鳥のように飛行をすることは可能であるが、昆虫のようにホバリングをして、急旋回、急上昇など繰り返して飛ぶことは不可能である。
【０００６】
本発明は、係る問題に鑑み、昆虫のようにホバリングをして、急旋回、急上昇など繰り返して飛ぶことが可能な飛翔装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る飛翔装置は、前後に長い支持本体に、上下揺動可能に支持される左右の羽体を前後方向に単又は複数対設け、各羽体を駆動するための駆動手段を設けてなる飛翔装置であって、全重量と、前記羽体の面積との比が０．１１４２０ｍ2／Ｎ（１１．２ｃｍ2／ｇｆ）以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、前後に長い支持本体に、上下揺動可能に支持される左右の羽体を前後方向に単又は複数対設け、各羽体を駆動するための駆動手段を設けてなる飛翔装置であって、前記駆動手段が、前記支持本体の前後方向に略沿った回転軸心を有し、位相の異なる複数のクランク部を備える回転体を設けるとともに、一端側が前記クランク部に軸支されるとともに他端側が前記羽体の所定部位に支持され、前記クランク部と前記羽体とを連結する連結アームを設け、前記左右対を成す羽体にそれぞれ支持される連結アームの一端側を、互いに位相の異なるクランク部に軸支し、前記回転体を回転駆動する駆動モータを設けてなる。
したがって、単又は複数対の羽体を略左右対象に羽ばたかせることができる。
【０００９】
また、各羽体に対し、前記連結アームとは別の第２のアームを同じく連結し、当該第２のアームの一端側を前記連結アームの一端側が軸支されているクランク部とは位相の異なる別のクランク部に軸支してもよい。
【００１０】
また、前記羽体が、揚力を得るための羽部を支持する支持軸部を略左右方向に備え、前記支持軸部は、その一端側が前記支持本体に連結されると共に前記連結アームに支持され、前記第２のアームの一端側は、前記支持軸部より後方側の羽部に連結されてもよい。
【００１１】
また、前記左右の羽体を前後方向に複数対設けるとともに、前記回転体を前記羽体の各対に対応して前後複数に分割構成し、分割された回転体間に、互いに回転位相を切替可能に連結する位相切替手段を介装してもよい。
【００１２】
また、前記位相切替手段が、当該位相切替手段によって前方側に分割された前方側回転体と一体に回転する前方回転部と、当該位相切替手段によって後方側に分割された後方側回転体と一体に回転する後方回転部と、前記前方回転部と前記後方回転部との回転位相を切り替える位相切替部とから構成され、
前記前方回転部又は前記後方回転部の一方は円筒状に構成され、かつその周面には、回転軸に対して異なった位置に回転位相の違った複数の突部が配置され、他方の回転部は前記突部に接当しかつ回転軸方向に移動可能な接当部を備える請求項４記載の飛翔装置。
【００１３】
また、前記駆動モータを１つ搭載し、当該駆動モータで前記回転体を回転させてもよい。
【００１４】
また、前記回転体の回転軸心に対する前記支持本体の距離を変更して姿勢を制御する姿勢制御手段を備えてもよい。
【００１５】
また、前記支持本体の前方を飛翔装置本体に対して揺動可能に支持する支持支点と、支持本体と飛翔装置本体とによって成す角を変更して姿勢を制御する姿勢制御手段を備えてもよい。
【００１６】
また、前記姿勢制御手段は、重力方向を検出するための加速度センサと、前記加速度センサが検出した重力方向と、前記支持軸本体の長手方向とが所定された方向に対応するように制御する姿勢制御部とを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る飛翔装置は、全重量と、羽体の面積との比が０．１１４２０ｍ2／Ｎ以下であれば、飛翔可能であることが分かる。
【００１８】
また、本発明に係る飛翔装置は、前後に長い支持本体に沿って回転軸心を有し、位相の異なる複数のクランク部を備えた回転体を設け、当該クランク部に軸支された連結アームによって単又は複数対の羽体を揺動するので、昆虫のような羽ばたき動作をして飛翔することができる。また、位相の異なるクランク部に連結アームを軸支し、クランク部の回転で羽体を揺動しているので、略左右対称に揺動させることができる。
【００１９】
また、各羽体に対し、前記連結アームとは別の第２のアームを同じく連結し、当該第２のアームの一端側を前記連結アームの一端側が軸支されているクランク部とは位相の異なる別のクランク部に軸支しているので、羽体に捻りの動作を行わせることができ、昆虫の羽ばたき動作と同じ捻りを実現することができる。
【００２０】
羽体の支持軸部を備え、当該支持軸部によって羽体を上下方向に揺動させて羽ばたかせると共に、当該支持軸部を中心にして捻り動作を行うことができる。
【００２１】
前記左右の羽体を前後方向に複数対設け、前記回転体を前記羽体の各対に対応して前後複数に分割構成し、分割された回転体間に、互いに回転位相を切替可能に連結する位相切替手段を介装しているので、各対を成す羽体の前後同士の羽ばたきの位相を切り替えることができる。
【００２２】
前記位相切替手段は、当該位相切替手段によって前方側に分割された前方側回転体と一体に回転する前方回転部と、当該位相切替手段によって後方側に分割された後方側回転体と一体に回転する後方回転部と、前記前方回転部と前記後方回転部との回転位相を切り替える位相切替部とから構成し、前記前方回転部又は前記後方回転部の一方は円筒状に構成され、かつその周面には、回転軸に対して異なった位置に回転位相の違った複数の突部が配置され、他方の回転部は前記突部に接当しかつ回転軸方向に移動可能な接当部を備えているので、接当部が接当する突部を切り替えることにより、前後方向の羽体の羽ばたきの位相を切り替えることができる。
【００２３】
前記駆動モータを１つ搭載し、当該駆動モータで前記回転体を回転させているので、飛翔装置を軽量化することができるだけでなく、小型化することもできる。
【００２４】
前記回転体の回転軸心に対する前記支持本体の距離を変更して姿勢を制御する姿勢制御手段を備えているので、羽ばたき角の向きを変更し、直進、上昇、下降、左旋回、右旋回等の姿勢制御ができる。
【００２５】
前記支持本体の前方を飛翔装置本体に対して揺動可能に支持する支持支点と、支持本体と飛翔装置本体とによって成す角を変更して姿勢を制御するので、直進、上昇、下降、左旋回、右旋回等の姿勢制御ができる。
【００２６】
加速度センサによって検出された重力方向と、前記支持軸本体の長手方向とに基づいて姿勢制御するので、安定飛行をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の飛翔装置について説明する。
以下の説明では、昆虫のトンボを模した飛翔装置について説明するが、他の昆虫や動物であってもよい。
【００２８】
本発明者らは、自然のトンボの重量１ｇはかなりのｓａｆｅｔｙ係数がかかっているのではないか、という仮説の元にあらためてシミュレーションを試みた。
【００２９】
まず、飛翔装置１の全重量と、翅（羽）の面積に関して説明する。
本発明においては、翅は一枚の薄い板であると仮定し、その板に当たる空気の流れをベクトルＶｒで表す。翅に揚力Ｌと抗力Ｄが働き、翅に作用する力Ｆは次式で表される。
Ｆ  ＝  Ｌ  ＋  Ｄ                    （１）
また、揚力Ｌと抗力Ｄの大きさは、次式で求められる。
Ｌ  ＝  １／２ρＶｒＳＣｌ（α）      （２）
Ｄ  ＝  １／２ρＶｒＳＣｄ（α）      （３）
ここで、
ρ：空気密度，  Ｓ：翅の面積，  Ｖｒ: 翅に対する空気流の相対速度，  α：空気力学的仰角，  Ｃｌ：αの関数で表された揚力係数，  Ｃｄ：αの関数で表された抗力係数
なお、空気力学的仰角αは、ベクトルＶｒと翅のなす角であり、空気流が翅の下面から当たる状態を正値、上面から当たる場合を負値とする。
【００３０】
飛翔装置が速度ベクトルＶで飛び、翅の羽ばたき速度がＶｗの時、相対空気流体ベクトルＶｒは次式で表される。
Ｖｒ  ＝  −（Ｖ  ＋  Ｖｗ）          （４）
翅の速度ベクトルＶｗは運動の軌跡の接線方向を向くベクトルであるため、翅全体に作用する力は翅の付け根から先端までの各位置における積分として求めなければならないが、計算量削減のために翅全体に作用する力の平均同等の力が作用する点Ｐが翅の付け根から翅の先端にあると仮定し、そのベクトルを羽ばたきの力の計算に用いる。
【００３１】
上記（１）（２）（３）（４）より、飛翔装置の速度、羽ばたき周波数、翅の面積に
対する傾きより翅に作用する力が求まる。翅に作用する力Ｆが正で飛翔装置の重量より大きいと浮上することになる。図１は飛翔装置の速度０．０ｍ／ｓ、羽ばたき周波数３０Ｈｚ、胴体の水平方向（仰角）６０°とした時の翅の大きさと揚力の関係を、上記の計算により求めた結果である。
α：空気学的迎角
Ｃｌ：αの関数で表された揚力係数
Ｃｄ：αの関数で表された抗力係数
である．
揚力係数と抗力係数は以下の通りである．
【００３２】
【表１】
2009190651.tif 000003
【００３３】
翅に対する空気流の相対速度＝−（速度ベクトル＋翅の羽ばたき速度ベクトル）
＝−[速度ベクトル＋（１／２×前翅の長さ×１０-3×フラッピング角（deg）／３６０×π×周波数×２）]
図１は翅（羽）の大きさと揚力の関係をシミュレーションにより求めた結果である。
図１でＸ軸は１枚の翅（羽）の幅、Ｙ軸は１枚の翅（羽）の左右の長さ、Ｚ軸はＸ、Ｙで指定された翅（羽）４枚による揚力を示す。シミュレーションは、オニヤンマで観測されている翅の羽ばたき周波数を３０Ｈｚにして、胴体を水平方向に対して６０°（すなわち仰角６０°）、速度を０ｍ／ｓとし、翅の幅を５から２５ｍｍ、長さを３０から８０ｍｍに変えた場合に、翅に作用する揚力を計算している。
一般的なオニヤンマの翅の大きさは、前翅の幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、後翅の幅１２．４ｍｍ、長さ５０ｍｍである。この場合、図１では、翅の幅を前翅と後翅との幅の平均値（１１．２ｍｍ）とし、４枚の翅に作用する揚力Ａは２．０〜２．５ｇｆであることを示している。このことは、オニヤンマと略同じ大きさの飛翔装置は、重量が２．０ｇｆ以下で仰角が６０°であれば浮上することを意味している。
これは飛翔装置の翅の面積と飛翔装置の全重量の比が０．１１４２０ｍ2／Ｎ（１１．２ｃｍ2／ｇｆ）以下であれば飛翔装置が浮上することに相当する。
【００３４】
昆虫のトンボの羽ばたきは、図３に示すように、胴体方向を回転軸とする羽ばたき（フラッピング）θと羽（翅）の前縁に平行な直線を回転軸とした羽ばたき（フェザリング）φからなることが知られている。図２（ａ）に示すように、フラッピングでは、前羽（前翅）と後羽（後翅）の羽ばたきには、約１８０°の位相差がある。また、図２（ｂ）に示すように、フェザリングでは、前羽及び後羽のフラッピングに対してそれぞれ約９０°の位相差がある。
そこで、本願発明者は、飛翔装置にこのように羽ばたきに位相差を設けるようにし、トンボのように飛翔できる機構を発明した。
【００３５】
また、国内最大のトンボであるオニヤンマは、翼長１０ｃｍ、全長１２ｃｍ、自重１ｇで、翅（羽）を約３０回／秒程度羽ばたかせて飛翔している。また、一般的にオニヤンマの翅（羽）の大きさは、前翅の幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、後翅の幅１２．４ｍｍ、長さ５０ｍｍである。
【００３６】
図４に示す本願のトンボ型の飛翔装置１も、昆虫のオニヤンマと同様に、前方側羽部３の前後方向の長さ３Ａ（前羽の幅）は１０ｍｍ、左右方向の長さ３Ｂ（前羽の幅）は５０ｍｍ、後方側羽部４の前後方向の長さ４Ａ（後羽の幅）は１２．４ｍ、左右方向の長さ４Ｂ（後羽の幅）は５０ｍｍに構成している。
【００３７】
本願発明に係る飛翔装置１は、図５に示すように、前後に長い支持本体５に、上下揺動可能に支持された左右の羽体２が、前後方向に２対設けられている。そして、この羽体２，２を駆動する駆動手段６が設けられている。
なお、図５では、前記駆動手段６の説明のために、左側の羽体２，２を省略している。
【００３８】
前記支持本体５を、図６に示すように、２本の支持軸５ａ，５ｂで構成し、左側の羽体２，２は左側支持軸５ａによって支持し、右側の羽体２，２は右側支持軸５ｂによって支持している。なお、支持本体５を１本の支持軸にて構成し、全ての羽体２，…，２を支持してもよい。
支持本体５の前方側は、駆動手段６を構成する駆動モータ７に固定されている。また、図５，図６に示すように、支持軸５に羽体２，…，２が軸支され、揺動可能に支持されている。
【００３９】
前記羽体２は、揚力を得るための前側羽部３及び後側羽部４と、この羽部３，４を支持し揺動可能とする揺動支持軸８とから構成される。
前記羽部３，４は、図４に示すように、昆虫のオニヤンマの翅と略同じ形状で、かつ板状をしている。この羽部３，４は、例えば、１００μｍの厚さのＳｉ基板を微細加工することにより得ることができる。
前記揺動支持軸８は、その一端側が前記支持軸５ｂ（５）に軸支され、上下揺動可能に構成されている。また、揺動支持軸８は、前記羽部３（４）の略前縁に一体に固定され、第１連結アーム９ｂ（９）によって揺動支持軸８が上下方向に揺動するに伴い、羽部３（４）も一体に揺動可能に構成されている。
前記揺動支持軸８と第１連結アーム９とは、ピン２８によって軸支されている。
なお、羽部３（４）の前縁部の強度を高め、前記第１連結アーム９ｂの強度を高めた前縁部に連結させて、上下に揺動可能に構成することもできる。
【００４０】
前記駆動手段６は、駆動モータ７、駆動モータ７によって回転する回転体１１と、回転体１１と前記羽体２とを連結する第１連結アーム９、及び第２連結アーム１２とから構成される。
前記駆動モータ７にはギア１０が設けられ、当該ギア１０を介して回転体１１を回転させる。
【００４１】
前記回転体１１には、前記ギア１０を介して回転する回転ギア１３と、前記支持本体５の前後方向に略沿った回転軸心１４を有し、この回転軸心に対して位相が９０°ずつずれた５つのクランク部１５ａ，…，１５ｅとが設けられている。
前記クランク部１５には、前記第１連結アーム９と第２連結アーム１２とが軸支される。最も前方側の第１クランク部１５ａの前方側端部は、前記回転ギア１３の軸心に対して偏心した位置に設け、この第１クランク部１５ａには、左側前羽３を揺動させる第１連結アーム９ａが軸支される。
第１クランク部１５ａの後方端に設けられた第２クランク部１５ｂは、第１クランク部１５ａより９０°ずれて設けられている。また、第２クランク部１５ｂには、左側前羽３に連結する第２連結アーム１２ａと、右側前羽３を揺動させる第１連結アーム９ｂとが軸支されている。
そして、第２クランク部１５ｂの後方端に設けられた第３クランク部１５ｃは、第２クランク部１５ｂより９０°ずれて設けられている。また、第３クランク部１５ｃには、右側前羽３に連結する第２連結アーム１２ｂと、左側後羽４を揺動させる第１連結アーム９ｃとが軸支されている。
さらに、第３クランク部１５ｃの後方端に設けられた第４クランク部１５ｄは、第３クランク部１５ｃより９０°ずれて設けられている。また、第４クランク部１５ｄには、左側後羽４に連結する第２連結アーム１２ｃと、右側後羽４を揺動させる第１連結アーム９ｄとが軸支されている。
そして、第４クランク部１５ｄの後方端に設けられた第５クランク部１５ｅは、第４クランク部１５ｄより９０°ずれて設けられている。また、第５クランク部１５ｅには、左側後羽４に連結する第２連結アーム１２ｄが軸支されている。
このように、対を成す左側の羽部と右側の羽部とを上下方向に揺動させる第１連結アーム９，９を軸支するクランク部１５，１５の位相を９０°ずらすことによって図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、略左右対称に揺動可能となる。
また、１つの羽部に連結される第１連結アーム９と第２連結アーム１２とを軸支するクランク部１５，１５間にも９０°の位相をずらしているので、昆虫のトンボと同様に図２で示したフラッピング角θに対してフェザリング角φを９０°の位相遅れを実現することができ、より昆虫のトンボと同様の羽ばたきを実現することができる。
さらに、左側前羽と左側後羽とを揺動する第１連結アーム１５ａ，１５ｃを軸支する第１クランク部１５ａと第３クランク部１５ｃとは、１８０°の位相ずれを実現することができ、昆虫のトンボと同様の羽ばたきを実現することができる。また、右側前羽と右側後羽に関する第２クランク部１５ｂと第４クランク部１５ｄとも１８０°の位相ずれを実現することができ、昆虫のトンボと同様の羽ばたきを実現することができる。
また、左側前羽３に連結する第２連結アーム１２ａと右側前羽３に連結する第１連結アームとが１つの第２クランク部１５ｂにて軸支しているように、１つのクランク部に第１連結アーム９と第２連結アーム１２を軸支させているので、クランク部を共用させることによりクランク部の数を減らすことができ、飛翔装置を軽量化することもできる。
【００４２】
また、図５に示すように、前記支持本体５、前記回転体１１、前記駆動モータ７と共に、駆動モータ７に電力を供給する電池１６や、駆動モータ７等の制御をするための電子回路基板１７が、トンボの形状を模した胴部１８に収納されている。
図５、図７では、電池１６は前記回転体１１の下方に配置させているが、飛翔装置１全体の重心位置等を考慮すれば他の位置に配置させてもよい。また、電子回路基板１７も同様に、他の位置に配置してもよい。なお、図５等の図面では、電力線や信号線の記載を省略している。
前記胴部１８の下面側には、胴部１８を支持する脚部１９が３対設けられている。
【００４３】
本発明に係る飛翔装置１は、１つの駆動モータ７で複数のクランク部１５を備えた回転体を回転させ、全ての羽体２を揺動しているので、飛翔装置１の軽量化を図ることができる。
【００４４】
つぎに、図５で示した飛翔装置１の羽ばたきについて、図５〜図８を用いて説明する。
図７は、図５のＡ−Ａ線で断面にした飛翔装置１の断面図であり、図８（ａ）は、このときの４つの第１連結アーム９と揺動支持軸８とを示した図である。
図８において、実線で示した揺動支持軸８ａ，８ｂ、及び第１連結アーム９ａ，９ｂは、前側の羽体２を揺動し、２点鎖線で示した揺動支持軸８ｃ，８ｄ、及び第１連結アーム９ｃ，９ｄは、後側の羽体２を揺動する。
図８（ａ）では、前側の揺動支持軸８ａ，８ｂによって羽体２が下方側から上方側に移動する状態である。逆に、後側の羽体２は揺動支持軸８ｃ，８ｄによって上方側から下方側に移動する状態である。図７に示しているように、羽部３に連結されている第２連結アーム１２ａ，１２ｂは第１連結アーム９ａ，９ｂに対して位相が９０°遅れている。したがって、羽部３の前縁側に対して後縁側の位置が低くなっている。この羽部３は、前記揺動支持軸８を中心にして、第２連結アーム１２により、フェザリング角を変更している。
図８（ｂ）は、図８（ａ）の状態から前記回転ギア１３が９０°回転（図８では、右回りに９０°回転）した状態であり、前側の揺動支持軸８ａ，８ｂによって羽体２が上方側から下方側に移動する状態である。逆に、後側の羽体２は揺動支持軸８ｃ，８ｄによって下方側から上方側に移動する状態である。
図８（ｃ）は、図８（ｂ）の状態から回転ギア１３がさらに９０°回転した状態であり、前側の揺動支持軸８ａ，８ｂは、図８（ｂ）の状態よりも下方側に位置し、さらに下方側に移動する状態である。
図８（ｄ）は、図８（ｃ）の状態から回転ギア１３がさらに９０°回転した状態であり、前側の揺動支持軸８ａ，８ｂは、図８（ｃ）の状態よりも下方に位置し、下方側から上方側に移動する状態である。逆に、後側の羽体２は揺動支持軸８ｃ，８ｄによって上方側から下方側に移動する状態である。
そして、図８（ｄ）の状態から、回転ギア１３が９０°回転すると図８（ａ）の状態に変更する。
なお、図８では、第２連結アームによる動作を示していないが、各揺動支持軸８の状態に対してそれぞれ９０°位相が遅れている。
【００４５】
上述のように回転ギア１３が１回転すると対を成す左右の前側羽部３，３は、略左右対称に上下方向に１回揺動する。また、対を成す左右の後側羽部４，４も略左右対称に上方方向に１回揺動する。
【００４６】
図５等で示した飛翔装置１は、常に前羽と後羽とが１８０°の位相ずれを発生しているが、図９及び図１０に示すように、前記回転体１１を前側羽部３に対応した前方回転体１１ａと後側羽部４に対応した後方回転体１１ｂとに分割構成し、この前方回転体１１ａと後方回転体１１ｂとの間に、回転位相を切替可能に連結された位相切替手段２１が介装し、位相を切替可能にしてもよい。
この位相切替手段２１は、前側羽部３に対応した第１クランク部１５ｆ〜第３クランク部１５ｈと一体に回転する前方回転部２２と、後側羽部４に対応した第４クランク部１５ｉ〜第６クランク部１５ｋと一体に回転する後方回転部２３と、前方回転部２２と後方回転部２３との回転位相を切り替える位相切替部２４とから構成されている。
【００４７】
そして、前記後方回転部２３の円筒状に形成され、その内部周面２３ａには回転軸心１４に対して異なった３つの位置に回転位相がそれぞれ異なった３つの突部２５ａ，２５ｂ，２５ｃが設けられている。また、前方側に配置された突部２５ａの回転位相の差は０°であり、中間に配置された突部２５ｂの回転位相の差は２７０°であり、後方側に配置された突部２５ｃの回転位相の差は１８０°にそれぞれ設定されている。
前記前方回転部２２は、前記突部２５に接当する接当部２６を備え前記回転軸心１４の前後方向に移動可能で、当該前方回転部２２と一体に回転する位相切替部２４を備えている。また、切替部の後方端側には磁石２７が設けられており、電磁石２０の電極を切り替えることで当該位相切替部２４を回転軸心１４の前後方向に移動させ、接当部２６が接当する突部２５を切り替える。
前記位相切替部２４の接当部２６が、後方に位置する突部２５ｃに接当するときには、前側羽部３と後側羽部４の羽ばたきの位相差が１８０°となり、突部２５ｂに接当するときには前側羽部３と後側羽部４の羽ばたきの位相差が２７０°となり、突部２５ａに接当するときには前側羽部３と後側羽部４の羽ばたきの位相差が０°となる。
【００４８】
つまり、前側羽部３と後側羽部４の位相差を１８０°に設定するときには、電磁石２０と磁石２７とに引力が生じるように電磁石２０に電流を印加させると、位相切替部２４が後方側に移動して接当部２６が突部２５ｃに接当すると、前方回転体１１ａの回転を後方回転体１１ｂに伝えることができる。
また、前側羽部３と後側羽部４の位相差を２７０°に設定するときには、電磁石２０に電流を印加し、中間に位置する突部２５ｂに接当部２６が接当するように移動させ、前方回転体１１ａの回転を後方回転体１１ｂに伝える。
さらに、前側羽部３と後側羽部４の位相差を０°に設定するときには、電磁石２０に電流を印加し、前方側に位置する突部２５ａに接当部２６が接当するように移動させ、前方回転体１１ａの回転を後方回転体１１ｂに伝える。
このようにして、前側羽部３と後側羽部４との位相差を切替ることが可能となり、様々な飛行状態を実現することができる。
なお、図１０では、前側羽部３と後側羽部４との位相差を、０°、１８０°、２７０°のいずれかに切替可能としているが、当該位相差を４５°等のように他の位相差にしてもよい。
【００４９】
次に、飛翔装置１の飛翔制御に関して説明する。
図１１（ａ）に示す支持軸５ａ（５ｂ）と回転軸心１４との距離２９Ａの長さの状態から、支持軸５ａを上方に移動させ、図１１（ｂ）に示すように、支持軸５ａ（５ｂ）と回転軸心１４との距離２９Ｂのように長くすると、図１１（ａ）で示す羽ばたき角３０Ａ（フラッピング角）の向きを、図１１（ｂ）に示すように羽ばたき角３０Ｂのように下向きに切り替えることが可能である。羽ばたき角３０の向きを下方側に変更させると、羽部３（４）によって生じる揚力を増大させることができ、上昇可能となる。逆に、支持軸５ａ（５ｂ）と回転軸心１４との距離２９を距離２９Ａより短くすると、前記羽ばたき角３０Ａより上方に向いた羽ばたき角３０となり、揚力が減少する。
【００５０】
図１１は、２本の支持軸５ａ，５ｂで支持本体５を構成しているときの支持軸５ａと回転軸心１４との距離２９の変化による羽ばたき角３０の向きの変化を示しているが、図１２では、１本の支持軸５で支持本体を構成しているときの支持軸５と回転軸心１４との距離３１を変化させて、羽ばたき角３２の向きを変更させ、揚力を制御する。
図１２（ａ）に示す支持軸５と回転軸心１４との距離３１Ａを、図１２（ｂ）に示す支持軸５と回転軸心１４との距離３１Ｂに変化させると、羽ばたき角３２Ａの向きが下向きの羽ばたき角３２Ｂに変化し、より多くの揚力を得ることができる。
【００５１】
図１３は、羽部３、４を支持する支持軸５が、支点３４で電磁石３３に支持されている。また、支持軸５の前方側と後方側の所定の位置（例えば、前方端と後方端）に、磁石３５ａ，３５ｂを設けている。前記電磁石３３と前記回転体１１とは、胴部１８に一体になっており、電磁石３３と支持軸５との間に引力や斥力が作用すると、支持軸５と回転軸心１４との距離２９が変化する。
電磁石３３に電流を印加し、図１３（ｂ）に示すように、前記前方側磁石３５ａと当該電磁石３３の前方側とを同極性に、前記後方側磁石３５ｂと当該電磁石３３の後方側とを反極性にすると、前側羽部３の羽ばたき角３０は下方側に向き、後側羽部４の羽ばたき角３０は上方側に向く。したがって、飛翔装置１は上昇運動をする。
また、電磁石３３に電流を逆方向に印加し、図１３（ｃ）に示すように、前記前方側磁石３５ａと当該電磁石３３の前方側を反極性に、前記後方側磁石３５ｂと当該電磁石３３の後方側とを同極性にすると、前側羽部３の羽ばたき角３０は上方側に向き、後側羽部４の羽ばたき角３０は下方側に向く。したがって、飛翔装置１は下降運動をする。
なお、ホバリング時をするときには、電磁石３３に電流を印加せず、前側羽部３の羽ばたき角３０の向きと後側羽部４の羽ばたき角３０の向きとがほぼ同じになるようにする。
【００５２】
左右に旋回するときは、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、左側の支持軸５ａと右側の支持軸５ｂとを移動させ、左側の支持軸５ａと回転軸心１４との距離、右側の支持軸５ｂと回転軸心１４との距離をそれぞれ変更させ、羽ばたき角３９Ａ及び３９Ｂの向きを変更させることにより、左旋回及び右旋回を実行できる。
例えば、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、支持軸５ａ，５ｂの上方に電磁石３６を配置されている。また、支持軸５ａ，５ｂの前方側及び後方側に、４つの磁石４９ａ〜４９ｄが、支持軸５ａ，５ｂの各羽部３，４が支持されている位置付近に設けられる。４つの磁石４９ａ〜４９ｄは、上方側及び下方側が同極性になるように配置されている。また、前記２本の支持軸５ａ，５ｂは、支持軸連結部３７によって連結され、支持支点３８を中心に左右方向に揺動可能となっている。
【００５３】
右方向に旋回するときには、図１４（ａ）及び図１５（ａ）のように、磁石４９ａ〜４９ｄの上面の極性と、電磁石３６の左側の極性とが同極性になるように電流を印加し、磁石４９ａ，４９ｃと電磁石３６に斥力を生じさせ、支持軸５ａを下方に移動させる。一方、電磁石３６の右側と磁石４９ａ〜４９ｄの上面の極性は反極性となり、引力が生じて支持軸５ｂは上方に移動する。これにより、右側の羽ばたき角３９Ｂは下方側に向き、左側の羽ばたき角３９Ａは左側方側に向く。したがって、左右方向に対する羽ばたきの力は、左側の羽ばたきの方が強くなり、右側に旋回する。
【００５４】
左方向に旋回するときには、図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）のように、磁石４９ａ〜４９ｄの上面の極性と、電磁石３６の右側の極性とが同極性になるように電流を印加し、磁石４９ｂ，４９ｄと電磁石３６に斥力を生じさせ、支持軸５ｂを下方に移動させる。一方、電磁石３６の左側と磁石４９ａ〜４９ｄの上面の極性は反極性となり、引力が生じて支持軸５ａは上方に移動する。これにより、左側の羽ばたき角３９Ａは下方側に向き、右側の羽ばたき角３９Ｂは上方側（右側方側）に向く。したがって、左右方向に対する羽ばたきの力は、右側の羽ばたきの方が強くなり、左側に旋回する。
【００５５】
なお、直進するときには、電磁石３６に電流を印加せずに、左右の羽ばたき角３９Ａ，３９Ｂをほぼ同じ角度になるようにする。なお、前記支持軸連結部３７にバネを備え、電磁石３６に電流が印加されていないときに、当該バネの付勢力により中立位置を維持できるようにしてもよい。
【００５６】
このように、図１１〜図１５に示したように、羽ばたき角の向きを変化させることにより、飛翔装置１を上昇、下降、左旋回、右旋回等の動作を制御することができる。
【００５７】
つぎに、羽体の羽ばたき面４５を変化させて飛翔装置１を制御するときについて、図１６と図１７に基づき説明する。
なお、羽ばたき面４５とは、羽部が羽ばたいたときに前方側羽部３の前縁の先端によって描かれる面である。
【００５８】
飛翔装置１は、図１６に示すように、支持軸５の前方端は、支持軸支点５１で揺動可能に胴部１８と連結されている。また、支持軸５には磁石５２が、胴部１８には電磁石４０がそれぞれ設けられている。なお、図中に示した鎖線４１で示した基準面は、胴部１８に固定された面であり、飛翔装置１を水平面においたときに、当該水平面と基準面４１とが平行になる。つまり、基準面４１は、胴部１８が傾くと胴部の傾きに対応して、水平面に対して傾く。また、傾き角４２は支持軸５と基準面４１との角度を示している。
【００５９】
図１６及び図１７は、図１１〜図１５とは異なり、前記回転体１１は支持軸５とともに揺動する。つまり、回転体１１と支持軸５との距離は、変わらないように設けられている。
また、後述するように、支持軸５に３軸加速度センサ５０と、前記電子回路基板１７に姿勢制御部４６とを備えさせ、重力方向Ｔに対する支持軸５の傾き角４４を検出し、重心の傾きを補正し、姿勢制御させてもよい。
【００６０】
図１６（ａ）は、飛翔装置１がホバリングしている状態である。ホバリングの状態から前方へ移動するときには、電磁石４０に電流を印可し、磁石５２の下面側と電磁石４０の上面側との極性を同極性にする。これにより、図１６（ｂ）に示すように、胴部１８と支持軸５間に斥力が生じ、傾き角４２は、４２Ａで示す角度から４２Ｂで示す角度に広がる。そして、羽ばたき面４５も、羽ばたき面４５Ａから羽ばたき面４５Ｂに示すように、上方側が前方に向かうように傾く。
逆に、図１６（ｂ）で示している状態から、図１６（ａ）で示している状態に制御するときには、電磁石４０の上面側の極性を、磁石５２の下面側の極性と異なるように電流を印可させることにより実現することができる。
【００６１】
左右方向の旋回を制御するときには、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、羽ばたき面４５（４５Ａ）を、変更させて直進、右旋回、左旋回を制御できる。
前記支持軸５には、磁石４８が備えられ、胴部１８の左側部には電磁石４７が備えられている。なお、図１７では、電磁石４７は、飛翔装置１の胴部１８の左側部に設けられているが、右側部であってもよい。
図１７（ａ）は、直線飛翔している状態であり、前記支持軸５は胴部１８の長手方向に略一致している。また、前記支持軸支点５１にバネ（図示しない）を設け、このバネの付勢力によって支持軸５が胴部１８の長手方向に略一致するようにしてもよい。
図１７（ａ）の状態から右旋回するときには、電磁石４７に電流を印加し、当該電磁石４７の極性と磁石４８の極性を反極性にする。これにより、胴部左側と支持軸５との間に引力が生じ、支持軸支点５１を支点にして支持軸５が左側に移動し、羽ばたき面が４５Ｃの位置に移動し、右旋回をする
逆に、図１７（ａ）の状態から左旋回するときには、電磁石４７に電流を印加し、当該電磁石４７の極性と磁石４８の極性を同極にする。これにより、胴部左側と支持軸５との間に斥力が生じ、支持軸支点５１を支点にして支持軸５が右側に移動し、羽ばたき面が４５Ｄの位置に移動し、左旋回をする。
このように、胴部１８に対して支持軸５を揺動させることにより、羽ばたき面４５を変化させ、飛翔方向を直線（直進）、上昇、下降、左旋回、右旋回に制御することができる。
【００６２】
つぎに、図１８及び図１９に基づいて、姿勢制御について説明する。
図１８の飛翔装置１は、図１６及び図１７で説明したように、支持軸５が支持軸支点５１を支点にして揺動可能にとなっている。
また、前記電子回路基板１７には、姿勢制御部４６が備えられている。姿勢制御部４６は、加速度センサ５０が一定時間間隔で検出した重力方向と、支持軸５の長手方向との傾き角４２を検出し、上昇及び下降を制御する電磁石４０と、左旋回及び右旋回を制御する電磁石４７とに対して印加する電流を演算する。そして、演算された電流値に基づいて電磁石４０と電磁石４７とに電流を印加し、姿勢を制御する。
【００６３】
図１８（ａ）は飛翔装置１が安定に羽ばたいている状態である。羽部３，４と一体となった支持軸５や駆動手段６（図示しない）は、空気の影響を受けやすく、形状的に姿勢が不安定になりがちである。
羽部３，４と一体となった支持軸５、及び胴部１８は、前記支持軸支点５１によって揺動可能になっており、図１８（ｂ）のように不安定な姿勢になると、加速度センサ５０により傾き角４４Ｄであることを検出する。
そこで、図１８（ｃ）のように、傾き角４４Ｅに比例した時間ｔ１の間に、胴部１８の基準面４１が水平面に戻るように、電磁石４０の極性を姿勢制御部４６が演算し、電流を印加傾き角４４が安定角（つまり、基準面４１が水平面と平行）になるようにする。これを一定の時間間隔、図１８のように、前後の他、左右の傾きにも繰り返すことでトンボの姿勢を安定に制御する。
【００６４】
つぎに、オニヤンマ型の飛翔装置１の詳細な部材の構成について説明する。
飛翔装置１の胴部１８（胴体）は、略実物サイズの形状で全長１２０ｍｍ、重量０．３ｇとした。この胴部１８は、オニヤンマの画像を３次元ＣＡＤにより立体化し、胴体の形状をもとに梁とシート状の極めて薄い部分からなる軽量で強度を保持した構造とした。そして、この３次元ＣＡＤのデータを基に３次元プリンタによりアクリル系光硬化型樹脂により製作した。
羽部３，４は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により、厚さ１００μｍのＳｉ基板を微細加工して、略実物サイズの形状で４枚の羽部の総重量を０．２ｇとした。駆動モータ７は、ＤＩＤＥＬ社製ＭＫ４Ｓ−１０（Φ４×８ｍｍ）重量０．４６ｇを使用した。前記ギア１０（ギア比１：５）、回転ギア１３、クランク１５、第１連結アーム９、第２連結アーム１２等の重量は、約０．３ｇである。電子回路基板１７は、東光電気製の赤外線受信機基板ＩＲＸ３０３Ｆを削り、重量０．２ｇにした。また、電池１６は、Ｌｉポリマー電池であり、東光電気製ＦＲ１０（１０ｍＡｈｒ）で重量は０．３７ｇである。また、制御用の電磁石はＰｌａｎｔｒａｃｏ社製ＨＩＮＧＥＡＣＴを削り２個で重量０．３ｇにした。これらのような部材を用いて、飛翔装置１の総重量を、１．９３ｇとした。
【００６５】
また、別の部材の構成としては、以下に説明する。
飛翔装置１の胴部１８（胴体）は、略実物サイズの形状で全長１２０ｍｍ、重量０．３ｇとした。この胴部１８は、オニヤンマの画像を３次元ＣＡＤにより立体化し、胴体の形状をもとに梁とシート状の極めて薄い部分からなる軽量で強度を保持した構造とした。そして、この３次元ＣＡＤのデータを基に３次元プリンタによりアクリル系光硬化型樹脂により製作した。
羽部３，４は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により、厚さ１００μｍのＳｉ基板を微細加工して、略実物サイズの形状で４枚の羽部の総重量を０．２ｇとした。駆動モータ７は、シコー技研社製ＳＨＩＣＯＨ−Ｆ７（Φ３．２×８ｍｍ）重量０．３６ｇを使用した。前記ギア１０（ギア比１：５）、回転ギア１３、クランク１５、第１連結アーム９、第２連結アーム１２等の重量は、約０．３ｇである。電子回路基板１７は、東光電気製の赤外線受信機基板ＩＲＸ３０３Ｆを削り、重量０．２ｇにした。また、電池１６は、Ｌｉポリマー電池であり、東光電気製ＦＲ１０（１０ｍＡｈｒ）で重量は０．３７ｇである。また、制御用の電磁石はＰｌａｎｔｒａｃｏ社製ＨＩＮＧＥＡＣＴを削り３個で重量０．４ｇにした。これらのような部材を用いて、飛翔装置１の総重量を、１．９３ｇとした。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】仰角が６０°のときの翅の大きさと揚力の関係のシミュレーション結果である。
【図２】羽ばたきの位相差を示した図である。
【図３】フラッピング角及びフェザリング角の説明図である。
【図４】飛翔装置の羽部の大きさの説明図である。
【図５】飛翔装置の羽ばたき機構の説明図である。
【図６】回転体を左上後方から見た斜視図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線で断面にした飛翔装置の断面図である。
【図８】回転体が９０°ずつ回転したときの羽ばたきの状態を説明した図である。
【図９】クランク部の間に位相切替手段を介装した飛翔装置の説明図である。
【図１０】クランク部の間に位相切替手段を介装した飛翔装置の拡大説明図である。
【図１１】支持本体が２本の支持軸で構成されたときに、支持本体と回転軸心の距離と羽ばたき角の向きについての説明図である。
【図１２】支持本体が１本の支持軸で構成されたときに、支持本体と回転軸心の距離と羽ばたき角の向きについての説明図である。
【図１３】支持本体と回転軸心の距離を変化させて、上昇及び下降制御をする飛翔x装置の説明図である。
【図１４】支持本体と回転軸心の距離を変化させて、左旋回及び右旋回制御をする飛翔装置を後方から見た説明図である。
【図１５】支持本体と回転軸心の距離を変化させて、左旋回及び右旋回制御をする飛翔装置を上方から見た説明図である。
【図１６】支持軸の前方端を支点に揺動可能にして、上昇及び下降制御をする飛翔装置を左側方から見た説明図である。
【図１７】支持軸の前方端を支点に揺動可能にして、左旋回及び右旋回制御をする飛翔装置を上方から見た説明図である。
【図１８】飛翔装置の安定化制御の説明図である。
【図１９】姿勢制御手段の説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    飛翔装置
２    羽体
３    前方側羽部
４    後方側羽部
５    支持本体
５ａ  左側支持軸
５ｂ  右側支持軸
６    駆動手段
７    駆動モータ
８    揺動支持軸
９    第１連結アーム
１０    ギア
１１    回転体
１１ａ  前方回転体
１１ｂ  後方回転体
１２    第２連結アーム
１３    回転ギア
１４    回転軸心
１５    クランク部
１６    電池
１７    電子回路基板
１８    胴部
１９    脚部
２０    電磁石
２１    位相切替手段
２２    前方回転部
２３    後方回転部
２３ａ  内部周面
２４    位相切替部
２５    突部
２６    接当部
２７    磁石
２８    ピン
２９    支持本体と回転軸心の距離
３０    羽ばたき角
３１    支持本体と回転軸心の距離
３２    羽ばたき角
３３    電磁石
３４    支点
３５ａ  前方側磁石
３５ｂ  後方側磁石
３６    電磁石
３７    支持軸連結部
３８    支持支点
３９    羽ばたき角
４０    電磁石
４１    基準面
４２    傾き角
４４    傾き角
４５    羽ばたき面
４６    姿勢制御部
４７    電磁石
４８    磁石
４９    磁石
５０    ３軸加速度センサ
５１    支持軸支点
Ｔ    重力方向
θ    フラッピング角
φ    フェザリング角
【図１】
2009190651.tif 000004
【図２】
2009190651.tif 000005
【図３】
2009190651.tif 000006
【図４】
2009190651.tif 000007
【図５】
2009190651.tif 000008
【図６】
2009190651.tif 000009
【図７】
2009190651.tif 000010
【図８】
2009190651.tif 000011
【図９】
2009190651.tif 000012
【図１０】
2009190651.tif 000013
【図１１】
2009190651.tif 000014
【図１２】
2009190651.tif 000015
【図１３】
2009190651.tif 000016
【図１４】
2009190651.tif 000017
【図１５】
2009190651.tif 000018
【図１６】
2009190651.tif 000019
【図１７】
2009190651.tif 000020
【図１８】
2009190651.tif 000021
【図１９】
2009190651.tif 000022