飛行ロボット

質問

そもそもこの分野での質問でいいのかもわかりません。
未熟者なので、なるべく簡単にお答えいただけると助かります。

飛行ロボットを設計しようと考えています。
飛行機やヘリコプターや飛行船など、飛行するものは様々にあると思いますが、屋外での使用で、もっとも安定して空中に静止（ほぼ止まっていられる・ホバリングが安定？）できるものはどういった飛行手段（？）・形状でしょうか。

考えている仕様
・（ある程度）全天候型
・全長、全高ともに１～２ｍくらい
・２kg程度の装置（制御装置・通信装置・バッテリー・カメラ等）を搭載できる
・連続運用時間３０分～
・最高高度は２０ｍくらい
・無線制御

最優先は運用時間と考えています。

回答No.4

noname#94887 · ベストアンサー

No.3です。　えーっと、補足を見て、かえってご趣旨を見失ってしまいました。(^_^；

当初、「飛行ロボット」を作りたい（設計したい）というお尋ねでしたので、多分
空力的な安定に頼らず、アクティブに電気的な安定制御をし、ＧＰＳ航法か
慣性航法か何かで指定座標を移動したり停止したりするものを言っておられる
と思ってました。

＞主たる目的は上空からの地上撮影～GPSとか完全自律とかは今は考えていません。

ということは、空中停止して撮影できればいいわけでしょうか。だと機材重量によりますが、
市販のラジコンヘリで実現できると思います。３０クラスのエンジンヘリでも、数百グラム
程度は下げて飛べますし、さらに大きなものとか、ペイロード重視設計の前回リンク先
のような電動ヘリでは数キロ単位まで可能です。２０ｍ上空でホバリング停止させる位
なら私でも出来ます。ただ、厳密に動いてないのかというと、そうはいかないと思いますので
ジャイロなり、加速度センサーなり、光学センサーなり、ＧＰＳなりで制御を加える必要はある
と思いますが．．．。（最近ラジコン用のＧＰＳ装置も雑誌などには載っています。）

ラジコン飛行機で比較的大型で水平安定の良いものを選び、水平安定装置（フタバＰＡ-2とか）
を付加すれば静止画インターバル撮影・動画撮影も出来ると思います。

飛行船に関しては、申し訳ありませんが私に答えるだけの知識が全くありません。
想像ですが、確かに輸送時にはたたんで、飛行時にはその都度相応量のヘリウムを充填
しなくてはならないので手間とランニングコストはかかりそうですが．．．ヘリウムの値段も
知らないので下手なことは言えませんが。　No.２の方のリンク先などのほうが詳しいですね。
改めてこのサイトで飛行船に関するＱを立ち上げて頂いたほうがいいと思います。
どのくらいのペイロードだとどの位の大きさが要るのか、操縦するのに必要なパワーは
どのくらいか．．．とかですかね。

＞予算はないと言っても過言ではない～今回はあくまで設計という感じです。

空撮をしたいということでしたが、「あくまで設計」．．．？？　　なんであれ空中を飛ぶものを
一から設計というのは大変に困難だと思いますが、空撮のための構想段階という解釈で
よろしいのでしょうか。もっとも簡単なのは、フーセンおじさんよろしく大量のヘリウム風船を
２０ｍロープで係留し、２ｃｈ程度のプロポでカメラをＯＮ／ＯＦＦするってのは駄目ですか？

お礼

お早い回答、いたみいります。

全く素人考えで構想をねっていました。
反省しています・・・。

こちらでご呈示いただいたものを参考に、いろいろ調べてみようと思います。
それでまたわからなかったらもう少し具体的な内容で質問させていただこうと思います。

ご丁寧な回答、ありがとうございました。

回答No.3

noname#94887

現在市販されている産業用無人ヘリコプター製品であれば、ほぼ条件をクリアしてる
とは思います。　なので、これに類似したものを設計・製作するのが手っ取り早いので
はないでしょうか。

ロボットと呼ぶのは解りませんが、完全に自律制御で飛行するもの↓
ヤマハ自律航行型・産業用無人ヘリコプター「RMAX G1」
http://www.yamaha-motor.co.jp/news/2005/10/17/rmax_g1.html

この↑ベース機種であり、ラジコン操縦によるもの。
産業用無人ヘリコプターRMAX Type II／Type II G
http://www.yamaha-motor.jp/sky/lineup/rmax_outline/index.html

全天候とは言えないことと、大きさがオーバー（３ｍサイズ）以外は条件に合うスペック
だと思います。ＧＰＳ装備機は無操作で空中一点に停止し続けることも可能です。

．．．とは言え、前者の価格は一億超、後者も一千万です。実際作るとなるとこの辺↓
大型Ｒ／Ｃヘリコプター　ＡｉｒＣｒａｎｅ
http://www.ks-j.net/kands/AutoMakePage/sub_windw.cgi?5011

のラジコンヘリを改造し、３軸ジャイロ・加速度センサー、ＧＰＳ装置．．．ｅｔｃを総動員
して各部防滴仕様にすればシロウト考えでは実現出来そうな気はするのですが、
それでもそれなりに開発費と時間は結構かかるとは思います。プカプカ浮いてるのなら
飛行船で間に合うとは思いますが、通常の屋外で自在に動き回ったりとなると無風で
もないのでどうなんでしょう。目的が「飛行ロボット」自体を作りたいのか、何かの使用
目的があるのか、とかでも何が最適かは変わってくると思いますが．．．。

補足

回答ありがとうございます。

目的を書いていませんでした。すみません。
主たる目的は上空（と言っても２０ｍ程度？）からの地上撮影です。

GPSとか完全自律とかは今は考えていません。

飛行船ですが、一般的にはヘリウム等で浮かすのですよね？
それにともなって運用に手間がかかるという解釈は間違っていますでしょうか？

・飛行船のような形
・熱気球の原理で浮かす（熱源を搭載し空気を加熱？）
・ローターをいくつか搭載し、位置の制御と補助推力（？）
さらに大きさ２ｍ前後というのは可能でしょうか？
また現実的でしょうか？

ちなみに予算はないと言っても過言ではないです。
今回はあくまで設計という感じです。

回答No.2

kirinoma

運用時間と姿勢安定性ということなら，飛行船（バルーン）タイプが良いのではないでしょうか．
浮くだけならバルーン以外の機構が要りませんし，素人でもある程度のものが作れそうです．
(エンジンやモーターで浮力を得るものは，そもそも飛ばすところまで
行けるかどうか)

ただ，推力や浮力(2m^3の体積のガスで2kgの重量物を支えられるのか？)はどの程度までいけるのか
分かりません．
風があると自位置がずれていくのも問題でしょう．

参考：
全日本学生室内飛行ロボットコンテスト
下段「ノウハウ」に設計・製作法が載っています．
これは「室内」想定ですが，基本は共通だと思います．
http://www.indoorflight.t.u-tokyo.ac.jp/

神戸大学深尾先生の研究紹介
３ページ目に屋外型飛行船ロボット
（ただし大きいです．全長10m位？）
http://www.control.mech.kobe-u.ac.jp/~fukao/Fukao_2008.pdf

愛知工科大学 大西先生の研究
2mくらいのサイズですが，やはり安定性に難あり？
http://www.youtube.com/watch?v=giuMu3mkh9w&feature=channel_page

商用飛行船「SkyProbe-JX」
株式会社 エイ・イー・エス
コレも全長14mと大きいです．
http://www.aes.co.jp/product/pdf/pdf_sky_JX.pdf

愛知万博にあったソーラー飛行船「SoLan」
（でもコレ紐付きなんですよね．．．）
http://buffalo.jp/expo/recap-ep/index2.html

回答No.1

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サイドバイサイドローター式のヘリコプターでしょうか
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%98%E3%83%AA%E3%82%B3%E3%83%97%E3%82%BF%E3%83%BC
こちらを参考に
ローターだけでなく固定翼もつけられるので安定性があると思いますので
ローターが二つになるのでバッテリーの容量などに気をつけないといけませんが