特許 7142902 重心位置測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-16

(45)【発行日】2022-09-28

(54)【発明の名称】重心位置測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 1/12 20060101AFI20220920BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20220920BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20220920BHJP

   B64F 5/60 20170101ALI20220920BHJP

   G01B 21/00 20060101ALI20220920BHJP

【ＦＩ】

G01M1/12

B64C27/08

B64C39/02

B64F5/60

G01B21/00 F

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018148044

(22)【出願日】2018-08-06

(65)【公開番号】P2020024123

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2021-08-06

(73)【特許権者】

【識別番号】517331376

【氏名又は名称】株式会社エアロネクスト

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 陽一

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－０４３０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－０００９１７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １／００ － １／３８

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｆ ５／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

飛行体の重心位置測定方法であって、
第１水平方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第１取付ステップと、
２本の前記冶具の夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記第１水平方向における釣り合いの取れている状態における２本の前記冶具の支持する２点を結んだ第１重心線を特定するステップと、
前記第１水平方向と直交する第２水平方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第２取付ステップと、
２本の前記冶具の夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記第２水平方向における釣り合いの取れている状態における２本の前記冶具の支持する２点を結んだ第２重心線を特定するステップと、
前記第１水平方向及び前記第２水平方向の双方と直交する垂直方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第３取付ステップと、
２本の前記冶具が前記第１水平方向及び前記第２水平方向で規定される水平面と平行になるように前記飛行体を横に倒した状態で、２本の当該冶具夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記水平面と直交する第２水平面における釣り合いの取れた２本の前記冶具の支持する２点を結んだ第３重心線を特定するステップと、
前記第１重心線と、前記第２重心線と、前記第３重心線との交点を前記飛行体の前記重心位置として特定するステップと、
を備える、重心位置測定方法。

【請求項2】

請求項１に記載の重心位置測定方法であって、
前記第１取付ステップは、前記冶具を前記第１水平方向における仮想直線と直交する方向における少なくとも２点で前記飛行体に取り付けるステップであり、
前記第２取付ステップは、前記冶具を前記第２水平方向における仮想直線と直交する方向における少なくとも２点で前記飛行体に取り付けるステップである、
重心位置測定方法。

【請求項3】

請求項２に記載の重心位置測定方法であって、
前記飛行体は少なくとも前記第１水平方向又は前記第２水平方向に延びる仮想直線状に配置されるモータ部を複数有しており、前記２本の冶具は前記モータ部に取り付けられる、
重心位置測定方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の重心位置測定方法に使用される、平行な方向に長尺の細長い棒状の少なくとも２本の冶具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、重心位置測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ドローン（Ｄｒｏｎｅ）や無人航空機（ＵＡＶ：Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの飛行体（以下、「飛行体」と総称する）を利用して荷物の配達を行う試みがなされている。特許文献１には、飛行体による配達システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

小型飛行体の姿勢がどの様に変化しても、安定して鉛直下方又は上方の画像を撮影可能である航空写真システムも提供されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。図１及び図２に示されるように、飛行体は、ジンバルを介して任意の方向に傾斜自在に支持されたカメラを有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許公開公報２０１５－０１２００９４ Ａ１

【文献】特開２０１４－１６７４１３号公報

【文献】特開２０１６－２１９９４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２及び特許文献３に開示されている技術は、いずれも、飛行体の姿勢制御に資する構造であるが、これらの構造は、必ずしも飛行体の重心位置を考慮した構造とは言えない。従って、突発的な風向きの変化や重量物（ペイロード）の変化によって姿勢を崩した場合、機体のバランスが崩れやすく落下の原因となる。

【0006】

一方で、複雑な構造の飛行体における重心の位置を事後的に特定する方法は今だ簡易的なものが提案されていない。

【0007】

そこで、本発明は、飛行体の重心位置を簡易的な方法で特定する方法を提供することを一つの目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によれば、
飛行体の重心位置測定方法であって、
第１水平方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第１取付ステップと、
２本の前記冶具の夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記第１水平方向における釣り合いの取れている第１重心点を特定するステップと、
前記第１水平方向と直交する第２水平方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第２取付ステップと、
２本の前記冶具の夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記第２水平方向における釣り合いの取れている第２重心点を特定するステップと、
前記第１水平方向及び前記第２水平方向の双方と直交する垂直方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第３取付ステップと、
２本の前記冶具が前記第１水平方向及び前記第２水平方向で規定される水平面と平行になるように前記飛行体を横に倒した状態で、２本の当該冶具夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記第２水平面における釣り合いの取れた第３重心点を特定するステップと、
前記第１重心点と、前記第２重心点と、前記第３重心点との交点を前記飛行体の前記重心位置として特定するステップと、
を備える、重心位置測定方法が得られる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、飛行体の重心位置を簡易的な方法で特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態によるＸ方向の重心位置を特定するステップを示す図である。

【図2】本発明の実施の形態によるＹ方向の重心位置を特定するステップを示す図である。

【図3】本発明の実施の形態によるＺ方向の重心位置を特定するステップを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による電子部品は、以下のような構成を備える。
［項目１］
飛行体の重心位置測定方法であって、
第１水平方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第１取付ステップと、
２本の前記冶具の夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記第１水平方向における釣り合いの取れている第１重心点を特定するステップと、
前記第１水平方向と直交する第２水平方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第２取付ステップと、
２本の前記冶具の夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記第２水平方向における釣り合いの取れている第２重心点を特定するステップと、
前記第１水平方向及び前記第２水平方向の双方と直交する垂直方向に平行に延びる２本の冶具を互いに離間した状態で前記飛行体に取り付ける第３取付ステップと、
２本の前記冶具が前記第１水平方向及び前記第２水平方向で規定される水平面と平行になるように前記飛行体を横に倒した状態で、２本の当該冶具夫々を１点で支持した際に前記飛行体の前記第２水平面における釣り合いの取れた第３重心点を特定するステップと、
前記第１重心点と、前記第２重心点と、前記第３重心点との交点を前記飛行体の前記重心位置として特定するステップと、
を備える、重心位置測定方法。
［項目２］
前記第１取付ステップは、前記冶具を前記第１水平方向における仮想直線と前記飛行体とが交差する少なくとも２点に取り付けるステップであり、
前記第２取付ステップは、前記冶具を前記第２水平方向における仮想直線と前記飛行体とが交差する少なくとも２点に取り付けるステップである、
重心位置測定方法。
［項目３］
項目２に記載の重心位置測定方法であって、
前記飛行体は少なくとも前記第１水平方向又は前記第２水平方向に延びる仮想直線状に配置されるモータ部を有しており、前記２本の冶具は前記モータ部に取り付けられる、
重心位置測定方法。
［項目４］
項目２又は項目３に記載の重心位置測定方法であって、
前記飛行体は少なくとも前記第１水平方向又は前記第２水平方向に延びる仮想直線状と少なくとも２点で交差するフレーム部を有しており、前記２本の冶具は前記フレーム部の前記２点に取り付けられる、
重心位置測定方法。
［項目５］
項目２乃至項目４のいずれかに記載の重心位置測定方法であって、
前記飛行体は少なくとも前記第１水平方向又は前記第２水平方向に延びる仮想直線状と少なくとも２点で交差するプロペラガード部を有しており、前記２本の冶具は前記プロペラガード部の前記２点に取り付けられる、
重心位置測定方法。
［項目６］
項目１乃至項目５のいずれかに記載の重心位置測定方法であって、
前記第３取付ステップにおける前記冶具は、前記第１取付ステップ又は前記第２取付ステップにおいて取り付けられた冶具に取り付けられる、
重心位置測定方法。
［項目７］
項目１乃至項目６のいずれかに記載の重心位置測定方法に使用される冶具。

【0012】

＜実施の形態の詳細＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0013】

＜概略＞
本発明の実施の形態による重心位置測定方法は、ドローン等の飛行体の重心位置を測定するための方法である。本実施の形態による重心位置測定方法は、Ｘ方向における重心が存在し得る仮想直線（「Ｘ方向重心線」と呼ぶ）と、Ｙ方向における重心が存在し得る仮想直線及びＺ方向における重心が存在し得る仮想直線の交点を飛行体の上記重心と推定するものである。

【0014】

以下、Ｘ方向重心線を測定するステップ（第１取付ステップおよび第３重心点を特定するステップ）、Ｙ方向重心線を測定するステップ（第２取付ステップおよび第３重心点を特定するステップ）、Ｚ方向重心線を測定するステップ（第３取付ステップおよび第３重心点を特定するステップ）の順に説明する。

【0015】

第１取付ステップでは、まず、図１に示されるように、モータ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに２本の冶具を取り付ける。冶具はＸ向と平行な方向に長尺の細長い棒状のものである。第１治具２ａはモータ１ａ、１ｂに取り付け、第２治具２ｂはモータ１ｃ、１ｄに取り付ける。これにより、２本の冶具２ａ、２ｂは、機体に固定される。

【0016】

第１重心点を特定するステップでは、この２つの治具を利用し、機体を釣り上げる。それぞれの治具のある１点ずつＰ１、Ｐ２を支持点として、機体を空中に釣り上げ、機体が水平なバランスを保持するようなＰ１、Ｐ２の位置を特定する。その位置のＰ１、Ｐ２を通る線分をＧ１とする。このとき、Ｇ１を含みＺ方向に対して平行な平面に機体の重心が存在する。

【0017】

第２取付ステップでは、まず、図２に示されるように、モータ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに２本の治具を取り付ける。治具はＹ向と平行な方向に長尺の細長い棒状のものである。第３治具２ｃはモータ１ａ、１ｃに取り付け、第４治具２ｄはモータ１ｂ、１ｄに取り付ける。これにより、２本の治具２、２ｄは、機体に固定される。

【0018】

第２重心点を特定するステップでは、この２つの治具を利用し、機体を釣り上げる。それぞれの治具のある１点ずつＰ３、Ｐ４を支持点として、機体を空中に釣り上げ、機体が水平なバランスを保持するようなＰ３、Ｐ４の位置を特定する。その位置のＰ３、Ｐ４を両端とした線分をＧ２とする。Ｇ２を含んでおり、かつ、Ｚ方向に対して平行な平面は、機体の重心を含んだ平面である。

【0019】

第３取付ステップでは、まず、図３に示されるように、機体を水平方向に対して９０°傾けた状態でおく。そして、Ｚ方向の負の向き側にある、モータ１ｃ、１ｄに、それぞれ、第５治具２ｅ及び第６治具２ｆを取り付ける。治具はＹ向と平行な方向に長尺の細長い棒状のものである。これにより、２本の治具２ｅ、２ｆは、機体に固定される。

【0020】

第３重心点を特定するステップでは、この２つの治具を利用し、機体を釣り上げる。それぞれの治具のある１点ずつＰ５、Ｐ６を支持点として、機体を空中に釣り上げ、機体が水平なバランスを保持するようなＰ５、Ｐ６の位置を特定する。その位置のＰ５、Ｐ６を両端とした線分をＧ３とする。Ｇ３を含んでおり、かつＺ方向に平行な平面は、機体の重心を含んだ平面である。

【0021】

上記の全ステップを踏んで得られた３平面が交わる一点は、機体の重心である。以上の手順により、機体重心位置を測定する。

【符号の説明】

【0022】

１ａ～１ｄ モータ
２ａ 第１治具
２ｂ 第２治具
２ｃ 第３治具
２ｄ 第４治具
２ｅ 第５治具
２ｆ 第６治具
Ｇ１ 第１重心線
Ｇ２ 第２重心線
Ｇ３ 第３重心線
Ｐ１～６ 支持点

【図1】

【図2】

【図3】