直升机的制作方法

本发明涉及一种直升机，特别是具备两个以上旋翼(旋转翼)的直升机。

背景技术：

以往，因设在机体上部的旋翼高速旋转产生升力而上升并飞行的直升机已为人所知。安装有两个以上旋翼的直升机被称为多旋翼直升机。专利文献1公开了这种直升机。

专利文献1的多功能直升机具备，两个旋翼、使该两个旋翼朝互为相反的方向旋转的同轴反转机构、将发动机的旋转传递给同轴反转机构及旋翼的轴、辅助螺旋桨、垂直尾翼、水平尾翼、由电动马达驱动的车轮、紧急情况时的主旋翼用马达、向辅助螺旋桨用马达及车轮用马达供电的发电机及蓄电池、驱动主旋翼及发电机的发动机、及变速箱。旋翼叶片的俯仰角分别在全方位角度为一定，辅助螺旋桨产生前后、左右及上下方向的推力。

专利文献1通过采用该结构，简化了直升机的铰链部分、减少了故障率，从而能实现安全运行。

专利文献2公开了一种用作无人空中运输工具(uav)、且与直升机一样利用旋转翼飞行的旋转翼运输工具。该旋转翼运输工具具备，具有细长管状的脊柱或芯的主体构件、第1旋翼系统、第2旋翼系统、及助推器模块，对旋翼系统的电力传输、及两个旋翼系统之间的电力传输不是通过机械上的轴传递，而主要通过电气线路来进行。另外，该旋转翼运输工具能够使助推器模块脱落来减轻uav的重量。

专利文献2利用该结构，能使制造变得容易，并且，通过使助推器模块在第一飞行阶段结束时脱落以减轻uav的重量，能够在第二飞行阶段继续飞行。

非专利文献1公开了上述多旋翼直升机。非专利文献1的多旋翼直升机为，由发动机和马达的混合动力驱动，发动机作为主要动力源兼具产生推力和发电的功能。非专利文献1利用该结构，能够实现长时间的连续航行。

然而，上述专利文献1由于采用由发动机驱动主旋翼的结构，所以难以降低发动机引起的噪音及排气。

另外，上述专利文献2中公开了具有能够实现两级飞行的结构，在第一飞行结束时，第一飞行的动力源脱落而减轻uav的重量，使得在第二飞行中继续飞行，但未公开在uav的动力源发生异常的情况下的对策。

另外，非专利文献1与专利文献2一样，未公开有关用于对应异常发生情况的结构。

专利文献1：特开平8－150818号公报

专利文献2：特开2010－120641号公报

非专利文献1：“多旋翼直升机进化论”，无线遥控技术，株式会社电波实验社，平成26年4月10日，p.35

技术实现要素：

鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种以蓄电池为主电源，并另外具备异常时的动力源的直升机。

本发明要解决的技术问题如上所述，以下，对用于解决该技术问题的技术方案及其效果进行说明。

基于本发明的观点，提供具有以下结构的直升机。即，该直升机是具有多个旋翼的电动式直升机。该直升机具备，电动马达、发电机、发动机、蓄电池异常检测单元、及至少一个蓄电池。所述电动马达驱动所述旋翼。所述蓄电池是向所述电动马达供电的第1电源。所述发电机是向所述电动马达供电的第2电源。所述发动机驱动所述发电机。所述蓄电池异常检测单元检测所述蓄电池的异常。当所述蓄电池异常检测单元检测出所述蓄电池的异常时，所述发电机将由来自所述发动机的动力转换成的电力直接供给所述电动马达。

由此，通过用蓄电池驱动电动马达，能够降低噪音，并且，即使在作为第1电源的蓄电池发生过热、异常的电压下降等异常的情况下，由于被发动机驱动的发电机能够作为第2电源驱动直升机，所以能够避免直升机因失去动力而坠落的事故。

上述直升机中，较佳为，当所述蓄电池异常检测单元检测出所述蓄电池的异常时，所述发电机将由来自所述发动机的动力转换成的电力供给所述电动马达，使该直升机降落。

由此，在蓄电池的异常被检测出的情况下，由于发电机向直升机供给降落用的电力，所以能使直升机安全降落。

上述直升机中，较佳为采用以下结构。即，该直升机具备至少一个安全气囊。所述安全气囊用于紧急降落。

由此，在紧急降落时，能够有效地避免直升机的损伤。

上述直升机中，较佳为采用以下结构。即，设置有对多个所述旋翼分别进行驱动的多个所述电动马达。所述直升机具备检测所述电动马达的异常的马达异常检测单元。该直升机根据被所述马达异常检测单元检测出异常的所述电动马达的个数，采用不同的降落模式来进行降落。

由此，能够根据发生异常的电动马达的个数来推测直升机的异常的严重程度，从而能够恰当地判断直升机如何降落。

上述直升机中，较佳为，根据被所述马达异常检测单元检测出异常的所述电动马达的个数及位置，采用不同的降落模式来进行降落。

由此，除了发生异常的电动马达的个数之外，还考虑该电动马达的位置，因而能够更加正确地推测出直升机的异常的严重程度，从而能够更加恰当地判断直升机如何降落。

上述直升机中，较佳为采用以下结构。即，所述降落模式包括继续飞行模式和应急降落模式。所述继续飞行模式是继续飞行并按照使用者的指示进行降落的模式。所述应急降落模式是立即进行应急降落的模式。

由此，在电动马达发生异常的情况下，能够相应于紧急程度来恰当地选择降落模式。

上述直升机中，较佳为采用以下结构。即，该直升机具备安全气囊、降落伞、及飞行高度测定单元。所述飞行高度测定单元测定飞行高度。该直升机能够根据所述飞行高度测定单元测定到的飞行高度而使用所述安全气囊和所述降落伞中的至少某一个来进行应急降落。

由此，在应急降落时，能够相应于飞行高度而恰当地选择使用避免直升机损伤用的工具，从而能够提高应急降落成功的可能性。

上述直升机中，较佳为，除所述蓄电池及所述发电机以外，另外设置有将所述安全气囊和所述降落伞中的至少任一个展开的电源。

由此，即便是蓄电池和发电机全部故障，也能够利用另外具备的电源来使直升机安全地进行紧急降落。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的多旋翼直升机的整体结构的立体图。

图2是表示多旋翼直升机的各螺旋桨的旋转的概要俯视图。

图3是表示多旋翼直升机的构成概要的方框图。

图4是表示降落伞和安全气囊展开的情形的图。

图5是表示控制单元关于主蓄电池的异常所实施的控制的例子的流程图。

图6是表示控制单元关于电动马达的异常所实施的控制的例子的流程图。

图7是表示降落模式选择图的例子的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示多旋翼直升机100的整体结构的立体图。

图1所示的多旋翼直升机(直升机)100被构成为，安装有多个(本实施方式中是6个)螺旋桨(旋翼)1的电动式无人直升机，能够通过无线电对其进行遥控操纵。如图1所示，该多旋翼直升机100具备机体10、电动马达2、主蓄电池(蓄电池)3、发电机4、发动机5、及六个螺旋桨1。

机体10被配置在多旋翼直升机100的中心部。在该机体10上设置有电动马达2、主蓄电池3、发电机4、及发动机5。

螺旋桨1如图1所示那样，被等间隔地配置在以机体10的中心部为中心的圆上。多旋翼直升机100通过使各个螺旋桨1同时旋转而飞行。

电动马达2被设置在各个螺旋桨1的下方，对螺旋桨1进行驱动。各个电动马达2与主蓄电池3电连接。主蓄电池3向各个电动马达2供电。

另外，在主蓄电池3的剩余量少于规定的阈值的情况下，多旋翼直升机100通过使后述的发电机4及发动机5运行，能够对该主蓄电池3充电。

发电机4被设置在机体10的下部，在主蓄电池3发生异常的情况下，能够向电动马达2供电。

发动机5是发电机4的动力源，可以采用小型柴油机、往复式发动机等。

本实施方式的多旋翼直升机100采用以上的结构，将主蓄电池3的电力供给电动马达2，通过使六个螺旋桨1旋转而飞行。

多旋翼直升机100的飞行原理已为公知，以下，参照图2对多旋翼直升机100的飞行进行简单说明。图2是表示多旋翼直升机100的各螺旋桨1的旋转的概要俯视图。

如图2所示，多旋翼直升机100所具备的六个螺旋桨1的旋转方向被设定为，在圆周方向相邻的螺旋桨1彼此(例如，螺旋桨1a和螺旋桨1b)的旋转方向互逆。由此，螺旋桨1旋转而产生的旋转力矩会相互抵消，因而多旋翼直升机100自身不会因螺旋桨1的旋转而转向，能够获得上升力而顺利地上升。

通过控制螺旋桨1的转速，使得因螺旋桨1的旋转而获得的升力与多旋翼直升机100自身的重力相平衡，能够实现多旋翼直升机100的悬停、水平飞行。另外，通过减小螺旋桨1所产生的升力，能够使多旋翼直升机100下降。

并且，通过控制各个螺旋桨1的转速而使六个螺旋桨1的旋转所产生的旋转力矩产生不均衡，能够实现多旋翼直升机100的转向。

如以上说明过那样，多旋翼直升机100一边用电动马达2控制多个螺旋桨1各自的旋转一边飞行。因而，在作为电动马达2的电源的主蓄电池3、或电动马达2发生异常的情况下，多旋翼直升机100有可能因坠落而受损伤。

对此，本实施方式的多旋翼直升机100如图3所示那样，除具备上述螺旋桨1、电动马达2、主蓄电池3、发电机4、及发动机5以外，还具备控制单元6、存储单元61、运行状态检测单元7、紧急降落装置8、及飞行高度测定单元9。

控制单元6被构成为小型计算机，能按照来自使用者的无线电操纵指令来控制多旋翼直升机100的飞行。另外，在由运行状态检测单元7检测出多旋翼直升机100发生异常的情况下，该控制单元6也能使多旋翼直升机100降落。

存储单元61存储着关于紧急降落装置8的动作预先设定的参数(例如，飞行高度设定值等)。

运行状态检测单元7被构成为，能够检测出多旋翼直升机100的各部分的运行状态，具备蓄电池状态检测单元71、马达状态检测单元72等。

蓄电池状态检测单元71被构成为，能检测出过热、异常的电压下降等蓄电池的异常；并能检测出蓄电池的剩余量等。例如，该蓄电池状态检测单元71被构成为，能够监视主蓄电池3的输入电压，当检测出异常的电压下降时判定为蓄电池异常。

马达状态检测单元72被构成为，能够检测出过热、振动、旋转不稳定等马达的异常；并能检测出马达的转速、转矩等。例如，马达状态检测单元72可被构成为，将各电动马达2的驱动电流与预先设定的基准值比较，若检测出异常的驱动电流，则判断为马达异常。另外，马达状态检测单元72还可被构成为，具备配置在电动马达2的近傍的热敏电阻等温度传感器，若由温度传感器检测出电动马达2的温度上升过度，则判断为马达异常。

紧急降落装置8具备安全气囊81、降落伞82、及紧急情况用蓄电池83，用于在多旋翼直升机100发生异常时进行紧急降落(应急降落)。安全气囊81和降落伞82被用作应急降落时的辅助降落装置。

安全气囊81被装放在机体10的下部，被构成为在应急降落时能够如图4所示那样展开并膨胀。降落伞82被装放在机体10的上部，被构成为在应急降落时能够如图4所示那样向上方展开。

飞行高度测定单元9能够测定多旋翼直升机100的飞行高度。控制单元6能够根据该飞行高度测定单元9所测定的飞行高度，将多旋翼直升机100的飞行高度调整为使用者所指示的高度。另外，在紧急降落时，控制单元6能够根据该飞行高度测定单元9所测定的飞行高度，选择合适的辅助降落装置并使其展开。

基于上述结构，本实施方式的多旋翼直升机100即使在主蓄电池3发生异常的情况下，也能够通过发动机5和发电机4的运行来向电动马达2供电，因此，能够避免因失去动力而造成的坠落事故。另外，本实施方式的多旋翼直升机100具备作为辅助降落装置的安全气囊81和降落伞82，并能相应于需要进行应急降落时的飞行高度来选择安全气囊81和降落伞82的展开，因而，能够有效地避免紧急降落时的多旋翼直升机100的损伤。

接下来，对本实施方式的多旋翼直升机100中，用于在作为主电源的主蓄电池3发生异常的情况下使多旋翼直升机100降落的结构进行说明。

如图3所示，主蓄电池3和发电机4连接着供电切换开关11。通过该供电切换开关11，能够将来自主蓄电池3或发电机4的电力供给到电动马达2。当蓄电池状态检测单元71检测出主蓄电池3的异常时，控制单元6向发动机5和发电机4发送运行指令，并向供电切换开关11发送切换指令，将发电机4的电力供给电动马达2地进行控制。并且，控制单元6用发电机4产生的电力使多旋翼直升机100降落。

另外，作为降落模式，本实施方式的多旋翼直升机100具有继续飞行模式和应急降落模式。继续飞行模式是，使多旋翼直升机100的飞行暂时继续，直到按照使用者的操纵指令将多旋翼直升机100移动到合适的地点(例如，起飞地或使用者所在地)为止后使其降落的模式。应急降落模式是对应于较为严重的异常的紧急降落用模式，是使用安全气囊81、降落伞82等使多旋翼直升机100立即进行应急降落的模式。当运行状态检测单元7检测出多旋翼直升机100的异常时，控制单元6选择合适的降落模式来使多旋翼直升机100降落。

接下来，参照图5，对控制单元6检测出主蓄电池3的异常并在异常发生情况下进行降落的控制进行说明。图5是表示控制单元6关于主蓄电池3的异常所实施的控制的例子的流程图。

图5所示的流程一开始，控制单元6首先根据由蓄电池状态检测单元71检测出的主蓄电池3的状态，判定主蓄电池3是否发生了异常(步骤s101)。若主蓄电池3未发生异常，则返回步骤s101。若主蓄电池3发生了异常，则控制单元6根据由马达状态检测单元72等运行状态检测单元7检测出的多旋翼直升机100的其它部分的运行状态，判定是否有必要进行应急降落(步骤s102)。

在有必要进行应急降落的情况下，控制单元6选择应急降落模式，并使多旋翼直升机100立即降落(步骤s103)。在此情况下，控制单元6首先从飞行高度测定单元9获取多旋翼直升机100的现在飞行高度α(步骤s104)，并从存储单元61读取关于紧急降落装置8所具备的辅助降落装置的展开而预先设定的飞行高度设定值β(步骤s105)。然后，控制单元6将所获取的两个值进行比较(步骤s106)。若多旋翼直升机100的现在飞行高度α大于飞行高度设定值β，则如图4所示那样，将安全气囊81和降落伞82的两者展开，使多旋翼直升机100进行应急降落(软降落)(步骤s107)。若多旋翼直升机100的现在飞行高度α在飞行高度设定值β以下，则只展开安全气囊81，使多旋翼直升机100进行应急降落(步骤s108)。

并且，若在步骤s102判定为没有必要进行应急降落，则控制单元6使发动机5和发电机4运行，以取代主蓄电池3向电动马达2供电(步骤s109)，并使多旋翼直升机100按照使用者的操纵飞行(继续飞行模式，步骤s110)。多旋翼直升机100按照使用者的指示飞行到合适的场所为止后进行降落。

接下来，参照图2及图6，对控制单元6检测出电动马达2的异常并在发生异常的情况下进行降落的控制进行说明。图6是表示控制单元6关于电动马达2的异常所实施的控制的例子的流程图。

图6所示的流程一开始，控制单元6首先根据由马达状态检测单元72检测出的马达的运行状态，来判定电动马达2是否发生了异常(步骤s201)。若电动马达2未发生异常，则返回步骤s201。若电动马达2发生了异常，则控制单元6从马达状态检测单元72获取发生了异常的电动马达2的个数及位置(步骤s202)，并从存储单元61读取降落模式选择图(步骤s203)。然后，控制单元6根据发生了异常的电动马达2的个数和位置、及降落模式选择图，来判定是否有必要进行应急降落(步骤s204)。

所述降落模式选择图例如可以是图7所示的图表。图7的降落模式选择图中，在六个电动马达2中只有一个(例如，图2所示的螺旋桨1a的电动马达2)发生异常的情况下，使多旋翼直升机100继续飞行(继续飞行模式)。在此情况下，能够使多旋翼直升机100按照进行无线操纵的使用者的指示，返回到使用者所希望的地点(例如，起飞地或使用者的位置)。此时，控制单元6使与发生了异常的电动马达相关的螺旋桨1a停止旋转，并通过使该螺旋桨1a对面的螺旋桨1d停止旋转而取得旋转力矩的平衡，用剩余的四个螺旋桨1使多旋翼直升机100飞行。

在六个电动马达2中的两个电动马达2发生了异常的情况下，控制单元6判断这两个异常电动马达的位置是否相邻。若这两个异常电动马达相邻(例如，在螺旋桨1d的电动马达2和螺旋桨1e的电动马达2的两者发生了异常的情况下)，由于难以取得升力的平衡，所以将多旋翼直升机100切换成应急降落模式，用紧急降落装置8所具备的辅助降落装置使其进行紧急降落。若发生了异常的两个电动马达2的位置不相邻(例如，在螺旋桨1c的电动马达2和螺旋桨1f的电动马达2的两者发生了异常的情况下)，则控制单元6使这两个电动马达2停止，并使多旋翼直升机100继续飞行(继续飞行模式)。

若六个电动马达2中发生异常的电动马达2的个数在三个以上，则与异常电动马达的位置无关地将多旋翼直升机100切换成应急降落模式，使其紧急降落。

通过如上所述那样使用降落模式选择图，能够根据情况而恰当地选择降落模式。但是，上述说明过的降落模式选择图只是一例，也可以进行适宜的变更。

若在步骤s204判定为有必要进行应急降落，则控制单元6所实施的控制(s205～s210)与图5的s103～s108相同，因而省略说明。若在步骤s204判定为没有必要进行应急降落，则控制单元6使多旋翼直升机100按照使用者的操纵飞行(继续飞行模式，步骤s211)。在继续飞行模式中，控制单元6也反复进行步骤s201的判定，以监视电动马达2的异常。在电动马达2发生新的异常的情况下，进行步骤s202～s204的处理，在步骤s204中，再次判定是否有必要进行应急降落。

另外，如图3所示，本实施方式的多旋翼直升机100被构成为，能够由主蓄电池3及发电机4向紧急降落装置8供电。并且，本实施方式的多旋翼直升机100中，作为紧急降落装置8的专用电源，还进一步具备紧急情况用蓄电池83。

由此，即使在作为本实施方式的多旋翼直升机100的电源的主蓄电池3发生异常、并且发动机5和发电机4中任一个发生异常而无法供电的情况下，也能够用紧急情况用蓄电池83使作为辅助降落装置的安全气囊81及降落伞82展开，使多旋翼直升机100紧急降落。

如以上说明过那样，本实施方式的多旋翼直升机100具有多个螺旋桨1，采用电动式结构。该多旋翼直升机100具备电动马达2、主蓄电池3、发电机4、发动机5及蓄电池状态检测单元71。电动马达2驱动螺旋桨1。主蓄电池3是向电动马达2供电的第1电源。发电机4是向电动马达2供电的第2电源。发动机5驱动发电机4。蓄电池状态检测单元71检测主蓄电池3的异常。在蓄电池状态检测单元71检测出主蓄电池3的异常的情况下，发电机4将由来自发动机5的动力转换成的电力直接供给电动马达2。

由此，通过用主蓄电池3驱动电动马达2，能够减少噪音和排气，同时，即使在作为第1电源的主蓄电池3发生过热、异常的电压下降等异常的情况下，也能用由发动机5驱动的发电机4作为第2电源来驱动多旋翼直升机100，从而能够避免因多旋翼直升机100失去动力而造成的坠落事故。

另外，本实施方式的多旋翼直升机100中，当蓄电池状态检测单元71检测出主蓄电池3的异常时，发电机4将由来自发动机5的动力转换成的电力供给电动马达2，使该多旋翼直升机100降落。

由此，在检测出主蓄电池3的异常的情况下，发电机4向多旋翼直升机100供给降落用的电力，因而能够使多旋翼直升机100安全降落。

另外，本实施方式的多旋翼直升机100具备至少一个安全气囊81。安全气囊81用于紧急降落。

由此，紧急降落时，能有效地避免多旋翼直升机100的损伤。

另外，本实施方式的多旋翼直升机100中，设置有对多个螺旋桨1分别进行驱动的多个电动马达2。多旋翼直升机100具备检测电动马达2的异常的马达状态检测单元72。多旋翼直升机100根据由马达状态检测单元72检测出异常的电动马达2的个数，而采用不同的降落模式进行降落。

由此，由于能根据发生异常的电动马达2的个数来推测多旋翼直升机100的异常的严重程度，所以能恰当地判断如何使多旋翼直升机100降落。

另外，本实施方式的多旋翼直升机100被构成为，根据由马达状态检测单元72检测出异常的电动马达2的个数及位置，而采用不同的降落模式进行降落。

由此，由于除了发生异常的电动马达2的个数之外还考虑位置，所以能更准确地推测多旋翼直升机100的异常的严重程度，从而能更恰当地判断如何使多旋翼直升机100降落。

另外，本实施方式的多旋翼直升机100中，降落模式包括继续飞行模式和应急降落模式。继续飞行模式是使飞行继续的同时按照使用者的指示降落的模式。应急降落模式是立即进行应急降落的模式。

由此，在电动马达2发生异常的情况下，能够根据紧急程度来恰当地选择降落模式。

另外，本实施方式的多旋翼直升机100具备安全气囊81、降落伞82、及飞行高度测定单元9。飞行高度测定单元9测定飞行高度。多旋翼直升机100被构成为，能够根据由飞行高度测定单元9测定的飞行高度，使用安全气囊81和降落伞82中的至少某一个进行应急降落。

由此，进行应急降落时，由于能够相应于飞行高度来选择使用用于避免多旋翼直升机100的损伤的工具，所以能够提高应急降落成功的可能性。

另外，除了主蓄电池3及发电机4以外，本实施方式的多旋翼直升机100还另外具备作为将安全气囊81及降落伞82展开的电源的紧急情况用蓄电池83。

由此，即便是主蓄电池3和发电机4全部发生故障，也能够利用另外具备的电源来使多旋翼直升机100安全地进行应急降落。

以上，对本发明的较佳的实施方式进行了说明，但上述结构例如可以进行如下变更。

如上所述那样，本实施方式的控制单元6被构成为，用降落模式选择图来判断是否进行紧急降落，但不局限于此，控制单元6也可以用其它方法来判断紧急降落的必要性。例如，也可以实施如下所述的简易控制，即，只考虑发生异常的电动马达2的个数，若只是一个的话，选择继续飞行模式；若是两个以上的话，选择应急降落模式。

另外，本实施方式的多旋翼直升机100中，在需要将安全气囊81和降落伞82的两者展开的情况下，可以将安全气囊81与降落伞82同时展开；也可以在马上要降落时将其展开。

主蓄电池3的个数不限于上述实施方式那样的一个，也可以具备多个主蓄电池。

也可以构成为，在发生异常的情况之外，发电机4及发动机5除了为对上述主蓄电池3充电而运行以外，还可为其它的电力、动力供给而根据需要来运行。

螺旋桨1的个数也不限定于上述实施方式那样的六个，可以是五个以下；也可以是七个以上。

附图标记说明

1：螺旋桨(旋翼)

2：电动马达

3：主蓄电池(蓄电池)

4：发电机

5：发动机

71：蓄电池状态检测单元(蓄电池异常检测单元)

72：马达状态检测单元(马达异常检测单元)

81：安全气囊

82：降落伞

83：紧急情况用蓄电池

100：多旋翼直升机(直升机)。