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【発明の名称】 無人ヘリコプター用薬剤散布装置
【発明者】 【氏名】山下 直人

【氏名】佐藤 修

【要約】 【課題】無人ヘリコプターに取り付けて、空中より薬剤を散布する薬剤散布装置のシャッターは、少量散布作業の時にブリッジが発生し、確実に散布作業ができなかった。

【解決手段】薬剤タンク20の下部にシャッターケース25を設け、該シャッターケース25にモーター28により回転駆動される軸部27aと、該軸部27aより放射状に突出される複数のブレード27bとにより構成されるシャッター体27を収納し、前記ブレード27bを弾性体により構成し、前記シャッター体27を着脱可能に構成し、前記モーター28をコントローラ23と接続し、回転数を任意に変更可能に構成し、前記シャッター体27の下方に薬剤落下検知手段29を配置するとともに、無人ヘリコプターの機体に表示装置31を設け、該表示装置31と薬剤落下検知手段29をコントローラ23と接続し、薬剤落下時に表示手段で表示するように構成した。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無人ヘリコプターに取り付けて、空中より薬剤を散布する薬剤散布装置において、薬剤タンクの下部にシャッターケースを設け、該シャッターケース内に、モーターにより回転駆動される軸部と、該軸部より放射状に突出される複数のブレードとにより構成されるシャッター体を収納したことを特徴とする無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【請求項2】
前記ブレードを弾性体により構成したことを特徴とする請求項1に記載の無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【請求項3】
前記シャッター体を着脱可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【請求項4】
前記モーターをコントローラと接続し、回転数を任意に変更可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【請求項5】
前記シャッター体の下方に薬剤落下検知手段を配置するとともに、無人ヘリコプターの機体又は薬剤散布装置に表示装置を設け、該表示装置と薬剤落下検知手段をコントローラと接続し、薬剤落下時に表示手段で表示するように構成したことを特徴とする無人ヘリコプター用薬剤散布装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、無人ヘリコプター(遠隔操縦式ヘリコプター)に装着する薬剤散布装置に関し、特に、少量の薬剤でも所定量ずつ散布できるようにするシャッターの技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、無人ヘリコプターに薬剤散布装置を搭載して、空中より薬剤散布を可能とした技術が公知となっている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
上記従来の薬剤散布装置において、薬剤散布量を調節するために、薬剤タンクの下部には散布供給量を調節する調整板と、落下量を調整するシャッターが設けられ、二つの調整手段が設けられていた。そして、一方の調整手段は板材をモーター等の回動駆動または摺動駆動させることで、開口面積を変更して落下量を調整するように構成していた。
また、回転式のシャッターも公知となっており(例えば、特許文献3参照)、該シャッターは円柱の側面を平面で削って切欠を構成して、該切欠に薬剤を収納して下方へ移動させる構成としていた。
【特許文献1】特開平9−140314号公報
【特許文献2】特開平11−138070号公報
【特許文献3】特開2000−93854号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、従来の薬剤散布装置において、板材を回動またはスライドさせて調量する構成の場合、微量散布するために、開口面積を小さくすると開口部分の上方にブリッジが発生し易く、所望の量の薬剤が落下せず、散布できない場合があった。
また、従来の回転式のシャッターの場合、切欠によって生じる空間の大きさが限られるため、薬剤の粒が大きい場合に所望の量の散布ができず、一回転ごとに落下させるため、連続的な散布ができなかった。また、切欠を軸の外周に複数形成することも可能であるが、その数も限界があった。
そこで、本発明は微量散布が可能であり、この微量散布時においてもブリッジが発生することがなく、確実に散布作業ができる薬剤散布装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1においては、無人ヘリコプターに取り付けて、空中より薬剤を散布する薬剤散布装置において、薬剤タンクの下部に、シャッターケースを設け、該シャッターケース内にモーターにより回転駆動される軸部と、該軸部より放射状に突出される複数のブレードとにより構成されるシャッター体を収納したものである。
請求項2においては、前記ブレードを弾性体により構成したものである。
請求項3においては、前記シャッター体を着脱可能に構成したものである。
請求項4においては、前記モーターをコントローラと接続し、回転数を任意に変更可能に構成したものである。
請求項5においては、前記シャッター体の下方に薬剤落下検知手段を配置するとともに、無人ヘリコプターの機体又は薬剤散布装置に表示装置を設け、該表示装置と薬剤落下検知手段をコントローラと接続し、薬剤落下時に表示手段で表示するように構成したものである。
【発明の効果】
【0005】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項1においては、シャッター体のブレードとシャッターケースの内面で薬剤の落下を防止でき、該シャッター体を回転させることで、所望の量の薬剤を落下させることができ、従来のような二つの落下量調整手段を設けることなく、簡単な構成で薬剤散布量を調節することが可能となり、コスト低減化も図れる。
また、近接するブレードとブレードの間の空間が従来のロール式の凹部または切欠よりも大きいため、ブリッジが発生することなくその空間内に薬剤が崩れ落ち、薬剤散布時に詰まりやムラやバラツキ等が発生することなく均一に、かつ、確実に散布作業ができる。
請求項2においては、ブレードが回転してシャッターケースとの間に薬剤が挟まってもブレードが変形して、薬剤をつぶすことがなく、確実に薬剤を空中から散布できる。また、薬剤がコーティングされていても、コーティング剤を剥がすことがない。
請求項3においては、シャッター体を容易に交換できるようになり、メンテナンスも容易にできる。そして、薬剤の種類や散布量等に応じて、ブレードの材質や数や大きさ等が異なるシャッター体と交換することにより、確実に、かつ、正確な量の薬剤散布が可能となる。
請求項4においては、モーターの回転数を容易に変更することが可能となり、その回転数を変更することで、少量から多量まで薬剤散布量を任意に調節することが可能となる。
請求項5においては、微量散布を行うと薬剤が散布されているかどうか判別しにくいが、表示装置に薬剤が落下しているかどうかが表示されるため、容易に散布の判別ができて、散布ムラがなく確実に散布作業ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の薬剤散布装置を装備した無人ヘリコプターの全体斜視図、図2は薬剤散布装置の後方斜視図、図3は薬剤タンクとシャッターの側面断面図及び制御ブロック図、図4はシャッター体の斜視図である。
【0007】
まず、本実施例の薬剤散布装置を装備した無人ヘリコプター(無線操縦ヘリコプター)の全体構成について説明する。
図1において、薬剤散布用の無人ヘリコプター1は機体11から後方へ伸びるフレーム2を備え、機体11前部の胴体部分の内部には図示しない駆動用エンジンや、該エンジンの出力を変速するミッションや、機体の姿勢制御等を自動的に行うサーボ機構や無線操縦用の制御装置32(図3参照)や電源用のバッテリ等が載置されている。該無線操縦用の制御装置はオペレーターが操縦するリモコン33と通信して、エンジンの始動や停止や回転数の制御や姿勢制御や薬剤散布装置10の制御等を行う。
【0008】
エンジンからの出力は、ミッションを介して機体11より垂直上方に伸びるメインロータシャフト5に伝達されてメインロータ6を駆動している。また、ミッションより後方にテールロータシャフトを延設してフレーム2内を挿通してテールロータ8をメインロータ6と同期して回転駆動するように構成している。
【0009】
前記機体11の下部から左右両側下方にスキッド15が延設して固定され、該スキッド15に薬剤散布装置10が取り付けられている。該薬剤散布装置10は薬剤タンク20とシャッター装置21と拡散散布部22とコントローラ23等を備えている。
【0010】
前記薬剤タンク20は透明または半透明の合成樹脂により構成されて外部から薬剤が収納されているかどうかが容易に確認できるようにしている。該薬剤タンク20は前記機体11の左右両側に取り付けられた取付フレーム9・9に取り付けられている。図2、図3に示すように、該薬剤タンク20は上部に開口部を設けて、該開口部を蓋24で閉じ、該開口部より薬剤を補給可能としている。薬剤タンク20の下部には連通孔を開口してシャッター装置21と連通している。
【0011】
該シャッター装置21はシャッターケース25と駆動軸26とシャッター体27とモーター28等を備える。該シャッターケース25は内部が略漏斗状に構成されて、上から上ケース25bとシャッター収納部25aとダクト部25cからなり、上ケース25bの上部は前記薬剤タンク20の下部の連通孔と連通し、下部のダクト部25c下端はホース等を介して拡散散布部22と連通している。シャッターケース25の上下中途部はシャッター収納部25aとして、側面で駆動軸26を横架して回転自在に支持するとともに、該駆動軸26上に固定したシャッター体27を収納している。該シャッター収納部25aは半円筒状として、上方を広く開放して、シャッター体27を収納したときに、シャッター体27の略上半分がシャッターケース25の上ケース25b内に望む(露出する)構成としている。シャッター収納部25aの下部はブレード27b先端の回動軌跡に合わせた半円状に構成して、ブレード27b先端と接触して薬剤が下方へ漏れないようにしている。シャッター収納部25aの中央下部がダクト部25cと連通するように開口されている。
また、該シャッター収納部25aの左右一側の側面は開口してケース蓋等で閉じられるようにし、該ケース蓋を開いてシャッター体27を引き抜いて交換可能に構成している。または、駆動軸26を抜いてからシャッターケース25の上部開口からシャッター体27を取り外せるようにしている。
【0012】
前記駆動軸26は断面視で四角形または六角形等の多角形に構成することで、相対回転不能とし、ピン等の固定部材を不要として、組立が簡単な構成としている。該駆動軸26の一端はモーター28と連結され、該モーター28はシャッターケース25の側面またはフレーム等に取り付けられる。該モーター28は前記コントローラ23と接続され、駆動や停止、回転数等が制御できるようにしている。該コントローラ23には後述する薬剤落下検知手段29、操作パネル30、表示装置31、無線操縦用の制御装置32と接続されている。
【0013】
シャッター体27は図3、図4に示すように、軸部27aと複数のブレード27bよりなり、該軸部27aは略円筒状に構成して軸心に前記駆動軸26の断面形状に合わせた貫通孔を開口して前記駆動軸26を挿通して嵌合固定している。ブレード27bは四角形または略半円状の板材を軸部27aの外周面より放射状に等間隔で複数突出され、該ブレード27bは金属または合成樹脂等のプレート、または、ゴムまたは合成樹脂等の弾性を有するプレートで構成されている。該ブレード27bは軸部27aに対して着脱可能に構成することで、材質が異なるブレードと交換したり、大きさが異なるブレードと交換したりすることができる。また、ブレード27bを軸部27aと一体的に構成することで、ブレード27bの数が異なるシャッター体27と交換することができる。こうして、薬剤の種類や散布量を調整できるようにしている。前記シャッター体27は例えば、ブレード27bの数を増加することにより少量ずつ落下させることが可能となり、精密な散布作業ができる。また、軸部27aの直径を大きくし、ブレード27bの径方向の長さを短くするほど少量ずつ落下して散布することができ、軸部27aの直径を小さくし、ブレード27bの径方向の長さを長くするほど多量ずつ落下して散布することができる。
そして、該ブレード27bの先端はシャッターケース25のシャッター収納部25aの内面にできるだけ近づけて、又は、接触して回転するように構成され、該シャッター収納部25aがシャッター座として作用する。こうして、非回転時においてはシャッターケース25内面とシャッター体27とにより上下が閉じられて、薬剤が落下することはなく、シャッター体27を回転させることで薬剤を落下させることができる。こうして該シャッター体27とシャッター収納部25aにより回転型のシャッターを構成している。このシャッター体27を回転させることで粒状または粉状の薬剤が散布できるのである。
また、ブレード27bを弾性体で構成することで、粒剤をつぶすことなく繰り出すことが可能となり、また、シャッター収納部25aに薬剤が固着してもブレード27bは破損することなく固着部を乗り越えて回転することができ、薬剤散布の途中で中断することなく作業ができる。
【0014】
前記モーター28は回転数を変更可能とし、操作パネル30に設けた調節ダイヤル等の調節手段、または、リモコン33に設けた調節手段で回転数(回転速度)を設定可能としている。こうして任意に薬剤散布量を調節することが可能となる。このモーター28の回転数は薬剤散布量として表示装置31に表示する構成としている。
【0015】
前記薬剤落下検知手段29は前記シャッター体27の下方の薬剤落下途中に配設され、本実施例ではシャッターケース25の下部に配設している。該薬剤落下検知手段29は光センサーや接触センサー等で構成して、薬剤が落下しているかどうかが検知される。該薬剤落下検知手段29はコントローラ23と接続され、薬剤が落下しているときには前記表示装置31で表示するようにしており、該表示装置31は図2に示すように、シャッターケース27の後部に配置しているが、この取付位置は限定するものではなく、無人ヘリコプター1の機体11側部やその近傍やスキッド15等に取り付けることも可能であり、離れた位置で操縦するオペレーターから容易に認識できる位置であればよい。そして、表示装置31は本実施例ではランプ(LED)として、薬剤落下検知手段29が薬剤落下を検出すると、ランプを点灯する構成としている。また、該表示装置31はコントローラ23や薬剤落下検知手段29やモーター28等が故障した場合やエラーが生じた場合等もランプを点滅させるなどして表示できるようにしている。なお、本実施例では表示装置31と薬剤散布装置用の操作パネル30はコントローラ23の筐体上に配置している。
また、前記コントローラ23は機体11に設けた無線操縦用制御装置32と接続され、該無線操縦用制御装置32はエンジンやミッション等を制御するとともに、受信回路によりオペレーターが操作するリモコン33からの操縦信号を受信可能である。該リモコン33にはエンジンの始動・停止や回転数の変更や姿勢制御等の操作が可能であり、更に、該リモコン33により薬剤散布装置10のモーター28の回転数の操作を可能としている。
【0016】
前記シャッターケース25の下部(ダクト部25c)はホース等を介して拡散散布部22と連通されている。該拡散散布部22は下方を開放した、または、側面の一部を開口したカバー内にインペラ(羽根)を収納している。該インペラの中央が駆動軸に固設され、該駆動軸はカバー中央より上方に突出してモーター34、または、クラッチを介してエンジンと連結され、該モーター34またはクラッチはコントローラ23と接続され、リモコン33により「入」「切」操作を可能としている。前記カバーの上面に前記ホースが連通され、落下してくる薬剤をインペラの回転で放擲散布するようにしている。
【0017】
以上のような構成により、無人ヘリコプター1を飛行させた状態で薬剤を散布するときには、リモコン33の操作により、モーター28が駆動されシャッター体27が回転され、同時に、モーター34が駆動されてインペラが回転される。
前記シャッター体27の回転により薬剤タンク20内に収納した薬剤が所定量ずつ連続的に下方に送られて、ホースを介して拡散散布部22に落下される。このシャッター体27は略上半分が薬剤が満たされた上ケース25b内に位置することから、ブレード27bが回転することにより薬剤タンク20下部及びシャッターケース25上部内の薬剤が攪拌されてブリッジが生じることがなくスムースに薬剤を順次所定量ずつ落下させることができる。つまり、従来のように板状のシャッターを摺動させる構造では、大きく開口させているときは詰まりが生じないが、少量排出させるためにシャッターを閉側に摺動してその開口部の面積が小さいと、ブリッジが発生して落下せず、薬剤を所定量排出することができない。また、繰出ロールのごとくロール外周に小さな凹部を所定間隔毎に形成する場合、薬剤の粒径が大きいとブリッジが発生したり、凹部に収納される薬剤量にバラツキが生じたりしていたのである。
【0018】
これに対して、本発明のごとくブレードを回転させることで、薬剤落下後にシャッターケース25の上ケース25b内にブレードが入ると、そのブレードと次のブレードとの間に大きな空間ができるため、薬剤が入り込み易く、この薬剤のブレードとブレードの間への入り込みにより流動が発生し、ブリッジが生じるまえに崩れて空送りがなくなるのである。
そして、モーター28の回転数を変更することにより薬剤の下方への送り量を調節することができるため、少量から多量までの広い範囲で散布量を調節することができる。そして、回転式のシャッターであるため、プレート式に比べてリンク等が不要となるため開閉駆動構成が簡単となり、また、漏れ防止用のシャッター等も不要となる。
【0019】
そして、薬剤タンク20内の薬剤がなくなったり、モーターの故障等で、薬剤が落下しない場合には、薬剤落下検知手段29が検知して、表示装置31で表示するので、異常を容易に認識することができる。また、薬剤散布量が微量の場合には、薬剤の落下が見え難いが、表示装置31により落下しているかどうかが容易に判別することができる。
そして、拡散散布部22に落下した薬剤は、インペラの回転により飛ばされて、下方に放出されて飛散され、薬剤散布が行われる。
【0020】
以上のように、本発明は、無人ヘリコプター1の機体側部及び下部に取り付けて、空中より薬剤を散布する薬剤散布装置10において、薬剤タンク20の下部であって薬剤タンク20と拡散散布部22の間にシャッターケース25を設け、該シャッターケース25内に、モーター28により回転駆動される軸部27aと、該軸部27aより放射状に突出される複数のブレード27bとにより構成されるシャッター体27を収納し、ブレード27b先端がシャッターケース25の内面に接触して回転するように構成したので、シャッター体27のブレード27bとシャッターケース25の内面で薬剤の落下を防止でき、該シャッター体を回転させることで、所望の量の薬剤を落下させることができ、従来のような二つの落下量調整手段を設けることなく、簡単な構成で薬剤散布量を調節することが可能となる。
また、近接するブレード27bとブレード27bの間の空間が従来のロール式の凹部または切欠よりも大きく構成できるため、ブリッジが発生することなくその空間内に崩れ落ち、薬剤散布に詰まりやムラやバラツキ等が発生することなく均一に、かつ、確実に散布作業ができる。
【0021】
また、前記ブレード27bを弾性体により構成したので、ブレード27bが回転してシャッターケース25との間に薬剤が挟まってもブレード27bが変形して、薬剤をつぶすことがなく、確実に薬剤を空中から散布できる。また、薬剤がコーティングされていても、コーティング剤を剥がすことがない。
【0022】
また、前記シャッター体27をシャッターケース25より着脱可能に構成したので、シャッター体27を側方に引き出し、または上方に取り出して容易に交換できるようになり、メンテナンスも容易できる。そして、薬剤の種類や散布量等に応じて、ブレード27bの材質や数や大きさ等が異なるシャッター体27と交換することにより、確実に、かつ、正確な量の薬剤散布が可能となる。
【0023】
また、前記モーター28をコントローラ23と接続し、操作パネル30に設けた設定手段、または、リモコン33等で回転数を任意に変更可能に構成したので、回転数を減少させて少量の薬剤を散布したり、回転数を増加させて薬剤散布量を増加させたりすることができ、連続的に少量から多量まで薬剤散布量を調節することが可能となる。
【0024】
また、前記シャッター体27の下方に薬剤落下検知手段29を配置するとともに、無人ヘリコプター1の機体又は薬剤散布装置またはその近傍に表示装置31を設け、該表示装置31と薬剤落下検知手段29をコントローラ23と接続し、薬剤落下時に表示手段31で表示するように構成したので、微量散布を行うと薬剤が散布されているかどうか判別しにくいが、表示装置に薬剤落下が表示されるため、容易に散布の判別ができて、確実に散布作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の薬剤散布装置を装備した無人ヘリコプターの全体斜視図。
【図2】薬剤散布装置の後方斜視図。
【図3】薬剤タンクとシャッターの側面断面図及び制御ブロック図。
【図4】シャッター体の斜視図。
【符号の説明】
【0026】
20 薬剤タンク
23 コントローラ
25 シャッターケース
27 シャッター体
27a 軸部
27b ブレード
28 モーター
29 薬剤落下検知手段
31 表示装置
【出願人】 【識別番号】390029621
【氏名又は名称】ニューデルタ工業株式会社
【出願日】 平成19年1月12日(2007.1.12)
【代理人】 【識別番号】100080621
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎


【公開番号】 特開2008−167703(P2008−167703A)
【公開日】 平成20年7月24日(2008.7.24)
【出願番号】 特願2007−4885(P2007−4885)