飞行装置的制作方法

1.本发明涉及一种飞行装置，特别涉及具有实现了轻量化以及高刚性化的机体基座部的飞行装置。


背景技术：

2.以往，已知有能够在无人的状态下在空中飞行的飞行装置。这样的飞行装置能够利用围绕垂直轴旋转驱动的转子的推力而在空中飞行。
3.作为飞行装置的应用领域，例如可以考虑运输领域、测量领域以及摄影领域等。在将飞行装置应用于这样的领域的情况下，在飞行装置上安装测量设备或摄影设备。通过将飞行装置应用于相关领域，能够使飞行装置飞行到人无法进入的区域，并对这样的区域进行运输、拍摄以及测量。与该飞行装置相关的发明例如记载在专利文献1中。
4.参照专利文献1，在机体上配备有多个臂部，在各臂部的外侧端部设置有马达和旋转翼。另外，该飞行装置在中心部配置有机体基座，臂从该机体基座向周围延伸，在臂的前端部配置有马达以及转子。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：(日本)特开2018-122674号公报
8.但是，在上述的专利文献1所记载的飞行装置中，从机体的轻量化等观点出发，存在改良的余地。
9.即，为了降低飞行装置的消耗能量以及连续飞行时间的延长，飞行装置的轻量化是必须的。但是，在为了使飞行装置轻量化而采用了轻金属或合成树脂材料作为机体基座的材料的情况下，会产生机体基座的刚性不足、不能正确地进行飞行时的姿态控制等问题。即，不能简单地以高水平同时实现飞行装置的轻量化和高刚性化。


技术实现要素：

10.本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种具有轻量且刚性高的机体基座部的飞行装置。
11.本发明的飞行装置的特征在于，具备：机体基座部；动力部，其搭载于所述机体基座部；臂部，其从所述机体基座部朝向外侧延伸；转子，其安装于所述臂部；所述机体基座部具有被分割成多个的分割机体基座部，所述分割机体基座部具有：臂安装部，其形成在所述分割机体基座部的中间部外侧，供所述臂部的内侧端部安装；连接部，其形成在所述分割机体基座部的两端，并与其他所述分割机体基座部连接。
12.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，在所述机体基座部的周向一端，形成有能够从外侧将连接机构插入的插入部，在所述机体基座部的周向另一端，形成有供所述连接机构螺旋拧入的螺旋入口。
13.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，在所述臂安装部形成有贯通孔。
14.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，通过使所述分割机体基座部的中间部朝向外侧鼓出而形成鼓出部，所述臂安装部形成于所述鼓出部。
15.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，通过使所述分割机体基座部的周向端部朝向内侧突出而形成内侧突出部，将使所述分割机体基座部彼此连接的连接机构配置在所述内侧突出部的外侧以及内侧。
16.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，所述内侧突出部呈空心形状。
17.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，在所述分割机体基座部的周向端部处，形成有朝向内侧以檐状突出的内侧加强部。
18.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，还具有加强部件，该加强部件从内侧对所述分割机体基座部彼此连接的所述连接部进行加强。
19.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，所述机体基座部具有第一分割机体基座部、第二分割机体基座部、第三分割机体基座部以及第四分割机体基座部，所述第一分割机体基座部、所述第二分割机体基座部、所述第三分割机体基座部以及所述第四分割机体基座部呈同样的形状。
20.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，所述机体基座部具有上方开口部和下方开口部，所述上方开口部形成为比所述下方开口部大。
21.发明效果
22.本发明的飞行装置的特征在于，具备：机体基座部；动力部，其搭载于所述机体基座部；臂部，其从所述机体基座部朝向外侧延伸；转子，其安装于所述臂部；所述机体基座部具有被分割成多个的分割机体基座部，所述分割机体基座部具有：臂安装部，其形成在所述分割机体基座部的中间部外侧，供所述臂部的内侧端部安装；连接部，其形成在所述分割机体基座部的两端，并与其他所述分割机体基座部连接。因此，根据本发明的飞行装置，机体基座部具有被分割成多个的分割机体基座部，进而，分割机体基座部具有：臂安装部，其形成在该分割机体基座部的中间部外侧，供臂部的内侧端部安装；连接部，其形成在该分割机体基座部的两端，并与其他分割机体基座部连接，由此，能够由例如镁等轻量的轻金属构成机体基座部，降低飞行装置的重量。
23.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，在所述机体基座部的周向一端，形成有能够从外侧将连接机构插入的插入部，在所述机体基座部的周向另一端，形成有供所述连接机构螺旋拧入的螺旋入口。因此，根据本发明的飞行装置，能够通过连接机构简单地将分割机体基座部彼此连接。
24.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，在所述臂安装部形成有贯通孔。因此，根据本发明的飞行装置，用于将电流供给到马达的电气配线能够经由贯通孔而被牵引。
25.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，通过使所述分割机体基座部的中间部朝向外侧鼓出而形成鼓出部，所述臂安装部形成于所述鼓出部。因此，根据本发明的飞行装置，通过将臂安装部安装于分割机体基座部的鼓出部，能够充分地确保两者的连接部分的机械强度。
26.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，通过使所述分割机体基座部的周向端部朝向内侧突出而形成内侧突出部，将使所述分割机体基座部彼此连接的连接机构配置在所述内侧突出部的外侧以及内侧。因此，根据本发明的飞行装置，通过将连接分割机体基座部
彼此的连接机构配置在内侧加强部的宽度方向外侧以及宽度方向内侧，能够较大地确保分割机体基座部彼此的连接强度。
27.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，所述内侧突出部呈空心形状。因此，根据本发明的飞行装置，通过使内侧突出部呈空心形状，能够实现飞行装置的轻量化。
28.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，在所述分割机体基座部的周向端部处，形成有朝向内侧以檐状突出的内侧加强部。因此，根据本发明的飞行装置，通过形成以檐状突出的内侧加强部，能够更大地确保分割机体基座部彼此的连接强度。
29.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，还具有加强部件，该加强部件从内侧对所述分割机体基座部彼此连接的所述连接部进行加强。因此，根据本发明的飞行装置，通过在分割机体基座部彼此的连接部配置加强部件，能够较大地确保分割机体基座部彼此的连接强度。
30.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，所述机体基座部具有第一分割机体基座部、第二分割机体基座部、第三分割机体基座部以及第四分割机体基座部，所述第一分割机体基座部、所述第二分割机体基座部、所述第三分割机体基座部以及所述第四分割机体基座部呈同样的形状。因此，根据本发明的飞行装置，第一分割机体基座部至第四分割机体基座部呈同样的形状，由此，能够通过组合由一种模具形成的分割机体基座部，构成机体基座部。因此，能够降低机体基座部的制造所需的费用。
31.进而，在本发明的飞行装置中，特征在于，所述机体基座部具有上方开口部和下方开口部，所述上方开口部形成为比所述下方开口部大。因此，根据本发明的飞行装置，通过较大地形成上方开口部，能够从上方容易地将容器或电池等收容物收纳到机体基座部的内部。进而，通过较小地形成下方开口部，能够较大地确保机体基座部的机械强度。
附图说明
32.图1是示出本发明的实施方式的飞行装置的图，(a)是从下方观察飞行装置的立体图，(b)是从上方观察飞行装置的立体图。
33.图2是示出本发明的实施方式的飞行装置的连接结构的框图。
34.图3是示出本发明的实施方式的飞行装置的机体基座部的图，(a)是立体图，(b)是剖视图。
35.图4是局部地示出本发明的实施方式的飞行装置的机体基座部的图，(a)以及(b)是立体图。
36.图5是局部地示出本发明的实施方式的飞行装置的机体基座部的立体图。
37.附图标记说明
38.10 飞行装置
39.11 臂部
40.12 转子
41.13 盖部
42.14 机体基座部
43.17 转子马达
44.18 传感器
45.20 发动机
46.21 动作控制装置
47.22 通信装置
48.23 发电单元
49.24 输出控制装置
50.25 电池单元
51.26 第一脚部
52.27 第二脚部
53.28 第一分割机体基座部
54.29 第二分割机体基座部
55.30 第三分割机体基座部
56.31 第四分割机体基座部
57.32 臂安装部
58.34 连接机构
59.341 螺钉
60.342 螺钉
61.343 螺钉
62.351 插入部
63.352 插入部
64.353 插入部
65.36 下部加强部件
66.371 螺旋入口
67.372 螺旋入口
68.373 螺旋入口
69.38 贯通孔
70.39 鼓出部
71.40 内侧加强部
72.41 内侧突出部
73.411 内侧突出部
74.412 内侧突出部
75.42 加强部件
76.43 上方开口部
77.44 下方开口部
78.45 连接部
79.46 连接部
80.47 连接部
81.48 连接部
82.49 端部
83.50 端部
84.51 端部
85.52 端部
86.53 槽部
具体实施方式
87.以下，参照附图对本实施方式的飞行装置10进行说明。在以下的说明中，对于相同的部件原则上标注相同的附图标记，省略重复的说明。另外，在以下的说明中，使用上下前后左右各方向，但左右是指在图1中从后方观察飞行装置10的情况下的左右。
88.图1是示出飞行装置10的图，图1(a)是从下方观察飞行装置10的立体图，(b)是从上方观察飞行装置10的立体图。
89.参照图1(a)，飞行装置10主要具备机体基座部14、搭载于机体基座部14的在此未图示的动力部、从机体基座部14的周边部朝向周围延伸的臂部11、配置于臂部11的外侧端部的转子马达17以及转子12。飞行装置10利用从搭载于机体基座部14的发动机产生的驱动力，使转子12以规定的旋转速度旋转，从而能够在空中飞行。在此，作为动力部，采用发动机以及马达的任一方或双方。
90.作为飞行装置10，可以采用利用电池使转子马达17旋转的电动式无人机、利用由发动机充电的电池使转子马达17旋转的串联型混合无人机、或者利用电池以及发动机单独地使转子马达17旋转的并联型高速无人机。
91.参照图1(b)，机体基座部14配置在飞行装置10的中央，在此收纳有未图示的发动机、电池、发电机、控制装置、各种传感器、燃料箱等。另外，机体基座部14的上方开口被盖部13覆盖。
92.在机体基座部14的下部，配设有在着陆时与地面接触的第一脚部26以及第二脚部27。
93.图2是示出飞行装置10的连接结构的框图。飞行装置10具有动作控制装置21、传感器18、通信装置22、发动机20、发电单元23、电池单元25、输出控制装置24、转子马达17等。
94.在此，例示出了所谓的串联式
·
混合型的飞行装置10，该飞行装置10通过发动机20的驱动力使发电单元23发电，利用从该发电单元23产生的电力使各转子旋转，由此使上述的转12旋转。
95.传感器18感测飞行装置10自身及其周围的状况。具体而言，作为传感器18，采用测量飞行装置10倾斜的角度的陀螺传感器、测量飞行装置10的朝向的罗盘、测量飞行装置10的位置的gps传感器(global positioning system，全球定位系统)、测量飞行装置10的高度的气压传感器、测量飞行装置10的移动速度等的加速度传感器的任一个或多个。表示由传感器18测量的各物理量的信息被传送到动作控制装置21。
96.通信装置22能够与在地面操作飞行装置10的操作者所具有的未图示的地面通信装置之间收发信息。操作者通过操作地面通信装置，能够操作飞行装置10的高度、行进方向以及移动速度等。另外，操作者通过未图示的地面通信装置接收从通信装置22发出的信息，能够得到由飞行装置10得到的测量数据和影像数据。
97.动作控制装置21具有由cpu(central processing unit，中央处理器)构成的运算装置、以及由ram(random access memory，随机存储器)或rom(read only memory，只读存
储器)构成的存储装置，控制飞行装置10整体的动作。
98.发动机20的驱动动作由动作控制装置21控制，与发动机20驱动连接的发电单元23发出的电力被供给到输出控制装置24。
99.输出控制装置24具有电力转换电路等，在将从发电单元23供给的电力转换为适于使飞行装置10飞行的电力后，供给到转子马达17。在变更飞行装置10在空中的姿态时，基于动作控制装置21的指示，输出控制装置24改变供给到转子马达17等的电力。在此，从发电单元23供给到输出控制装置24的电力的一部分用于对作为充电电池的电池单元25进行充电，也可以利用从电池单元25供给的电力使转子马达17等旋转。
100.图3是抽出表示飞行装置10的机体基座部14的图，图3(a)是立体图，图3(b)是图3(a)的剖面线a-a的剖视图。
101.参照图3(a)，机体基座部14在俯视观察呈大致圆环形状。另外，机体基座部14具有在上端开口的大致圆形的上方开口部43和在下端开口的大致圆形的下方开口部44。
102.机体基座部14还具有被分割成多个的第一分割机体基座部28、第二分割机体基座部29、第三分割机体基座部30以及第四分割机体基座部31。第一分割机体基座部28、第二分割机体基座部29、第三分割机体基座部30以及第四分割机体基座部31分别呈大致1/4圆环形状，通过将它们相互组装，机体基座部14整体呈大致圆环形状。
103.第一分割机体基座部28和第二分割机体基座部29通过连接部45连接，第二分割机体基座部29和第三分割机体基座部30通过连接部46连接，第三分割机体基座部30和第四分割机体基座部31通过连接部47连接，第四分割机体基座部31和第一分割机体基座部28通过连接部48连接。在连接部45、连接部46、连接部47以及连接部48中，通过螺钉等紧固机构进行连接，该构造参照图4等进行说明。
104.内侧加强部40是使机体基座部14的上方开口部43的终端部朝向内侧以檐状突出的部位。内侧加强部40形成于连接部45、连接部46、连接部47、连接部48。通过设置内侧加强部40，能够进一步提高机体基座部14的机械强度。
105.第一分割机体基座部28、第二分割机体基座部29、第三分割机体基座部30以及第四分割机体基座部31呈相同的形状。由此，能够通过组合四个使用单一的模具成型的一种部件，制造机体基座部14，能够降低机体基座部14的制造所需的费用以及劳动力。
106.第一分割机体基座部28、第二分割机体基座部29、第三分割机体基座部30以及第四分割机体基座部31由通过压铸模具形成的镁或镁合金形成。机体基座部14由比重小的轻金属即镁等构成，由此能够确保机体基座部14的刚性为规定以上，并且能够实现作为飞行装置10整体的轻量化。因此，能够降低飞行装置10飞行时消耗的能量，延长飞行装置10的连续飞行时间。
107.参照图3(b)，上方开口部43的开口面积以及宽度形成为比下方开口部44的开口面积以及宽度大。由于上方开口部43的开口面积以及宽度大，因此能够容易地从上方将电池、喷洒液等收纳到机体基座部14的内部。进而，通过下方开口部44的开口面积以及宽度较小，能够较大地确保机体基座部的机械强度。
108.图4是局部地示出飞行装置10的机体基座部14的图，图4(a)是从装置内侧观察供第四分割机体基座部31和第一分割机体基座部28连接的连接部48的结构的立体图，图4(b)是从装置外侧观察该部位的立体图。
109.参照图4(a)，第一分割机体基座部28具有臂安装部32、端部49和端部51。臂安装部32形成在其中间部外侧，供图1所示的臂部11的内侧端部安装。端部49形成于第一分割机体基座部28的左方侧端部，端部50形成于第一分割机体基座部28的右方侧端部。
110.第四分割机体基座部31也与第一分割机体基座部28同样，具有臂安装部32、配置在右方侧端部的端部50、配置在左方侧端部的端部52。
111.连接部48是供第一分割机体基座部28的端部49与第四分割机体基座部31的端部50接合的部位。
112.通过使第一分割机体基座部28的端部49朝向内侧突出，形成内侧突出部411。另外，通过使第四分割机体基座部31的端部50朝向内侧突出，形成内侧突出部412。为了机体基座部14的轻量化，内侧突出部411以及内侧突出部412呈空心形状。另外，第一分割机体基座部28的内侧突出部411的端面与第四分割机体基座部31的端部50的端面呈大致相同的形状。
113.在连接部48中，在内侧突出部411的朝向左方的端面形成有螺旋入口371、螺旋入口372以及螺旋入口373。螺旋入口371形成在内侧突出部411的半径方向外侧，螺旋入口372以及螺旋入口373形成在内侧突出部411的半径方向内侧。螺旋入口371、螺旋入口372以及螺旋入口373分别螺旋拧入后述的螺钉341、螺钉342以及螺钉343的前端部。
114.通过使第一分割机体基座部28的中央部分朝向外侧鼓出而形成鼓出部39。臂安装部32形成在鼓出部39的外侧端部。通过形成鼓出部39，能够充分地增大臂安装部32的强度。另外，通过使鼓出部39的外侧端面开口而形成贯通孔38(图4(b))。在贯通孔38中，配置有用于供给电力的电气配线等。
115.进而，在第一分割机体基座部28中，在圆周方向两端部形成有内侧加强部40，在圆周方向中央部形成有鼓出部39。根据该结构，能够在圆周方向的整个区域得到由鼓出部39或内侧加强部40进行加强的效果，能够强化第一分割机体基座部28的刚性，进而强化机体基座部14的整体刚性。
116.参照图4(b)，在第四分割机体基座部31的右方端即端部50形成的内侧突出部412形成有插入部351、插入部352以及插入部353。插入部351、插入部352以及插入部353是贯通内侧突出部412的大致圆形的孔。插入部351、插入部352以及插入部353的位置与前述的螺旋入口371、螺旋入口372以及螺旋入口373的位置一致。
117.插入部351是形成在内侧突出部412的半径方向外侧的孔部，插入部352以及插入部353是形成在内侧突出部412的半径方向内侧的孔部。
118.作为连接机构的螺钉341(图4(a))从插入部351(图4(b))插入，螺旋拧入螺旋入口371(图4(a))。螺钉342(图4(a))从插入部352(图4(b))插入，螺旋拧入螺旋入口372(图4(a))。螺钉343(图4(a))从插入部353(图4(b))插入，螺旋拧入螺旋入口373(图4(a))。
119.另外，参照图4(b)，通过使端部50的附近的第四分割机体基座部31的外周面朝向内侧以槽状凹陷而形成槽部53。通过形成槽部53，能够将螺钉341插入插入部351。
120.上述的结构对于其他第二分割机体基座部29以及第三分割机体基座部30、连接部45、连接部46以及连接部47也是同样的。
121.图5是部分地示出其他方式的飞行装置10的机体基座部14的立体图。图5所示的机体基座部14的基本结构与图3所示的相同，具有加强部件42以及下部加强部件36这一点不
同。
122.在此，在连接部48配置有加强部件42。加强部件42由弯曲加工成规定形状的钢板或树脂板构成，前方部分从内侧固定于第四分割机体基座部31，后方部分从内侧固定于第一分割机体基座部28。作为固定加强部件42的构造，可以采用紧固、粘接等。通过将加强部件42安装于连接部48，能够加强连接部48。而且，为了轻量化，加强部件42设为空心形状。
123.同样，在连接部45、连接部46以及连接部47也固定有加强部件42。
124.另外，在加强部件42彼此之间配置有下部加强部件36。下部加强部件36由成型为规定形状的钢板或树脂板构成，两端固定在加强部件42的下部，中间部固定在第四分割机体基座部31等。通过设置下部驾驶部件36，能够进一步提高机体基座部14的刚性。
125.通过前述的本实施方式，能够起到如下的主要效果。
126.参照图3(a)，根据本发明的飞行装置10，机体基座部14具有被分割成多个的第一分割机体基座部28等，进而，第一分割机体基座部28等具有：臂安装部32，其形成在该第一分割机体基座部28等的中间部外侧，供臂部11的内侧端部安装；连接部45等，其形成在该第一分割机体基座部28的两端，与其他第二分割机体基座部29连接，由此，能够由例如镁等轻量的轻金属构成机体基座部14，降低飞行装置10的重量。
127.进而，如图4(a)等所示，经由作为连接机构34的螺钉341等，能够简单地将第一分割机体基座部28等相互连接。
128.进而，如图4(b)等所示，能够经由贯通孔38牵拉用于将电流供给到马达的电气配线。
129.进而，参照图4(a)，通过将臂安装部32安装于第一分割机体基座部28等的鼓出部39，能够充分地确保两者的连接部45部分的机械强度。
130.进而，参照图4(a)，通过将使第一分割机体基座部28等彼此连接的螺钉341等连接机构34配置在内侧突出部41的宽度方向外侧以及宽度方向内侧，能够较大地确保第一分割机体基座部28等彼此的连接强度。
131.进而，参照图4(a)，通过使内侧突出部41呈空心形状，能够实现飞行装置10的轻量化。
132.进而，参照图3(a)，通过形成以檐状突出的内侧加强部40，能够更大地确保第一分割机体基座部28等的强度。
133.进而，参照图5，通过在第一分割机体基座部28等连接部45配置加强部件42，能够较大地确保第一分割机体基座部28等彼此的连接强度。
134.进而，参照图3(a)，第一分割机体基座部28至第四分割机体基座部31呈同样的形状，由此，能够通过组合由一种模具形成的部件，构成机体基座部14。因此，能够降低机体基座部14的制造所需的费用。
135.进而，参照图3(b)，通过较大地形成上方开口部43，能够容易地将容器等收容物收纳在机体基座部14的内部。进而，通过较小地形成下方开口部44，能够较大地确保机体基座部14的机械强度。
136.以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于此，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更。另外，前述的各方式能够相互地组合。
137.参照图4(a)，作为连接部48中的连接构造，也可以采用螺钉等紧固以外的连接构
造，例如粘接或焊接等。