伸缩式线导向工具的制作方法

1.本发明涉及一种在无人机等飞行体的飞行时对飞行路径进行引导的导向线的导件。


背景技术：

2.近几年，开发出了无人机等通过遥控操作或自动控制能够以无人状态进行飞行的各种飞行体。当这样的飞行体进行无人飞行时，产生如何将飞行位置稳定化或如何防止意外坠落等的各种技术课题。
3.作为这样的安全飞行的系统，专利文献1中公开有如下航拍用旋翼机系统，其由具有多个旋转翼的旋翼机、从所述旋翼机的中心部向铅直下方设置的支撑部、设置在所述支撑部的铅直下方的端部的搭载部、连接于所述搭载部的底部的系泊绳所构成，在所述搭载部的铅直下方的端部连接有所述系泊绳的一端，所述系泊绳的另一端卡定于地面。
4.另外，专利文献2中公开有如下无人机的安全飞行系统，即使当机体其本身因损伤或故障等而无法控制时也能够保证周围的安全，始终能够以稳定的飞行位置及轨道进行长时间飞行，具备拉紧设置在无人机的飞行轨道上的导向线及使无人机沿着该导向线进行飞行的引导机构。
5.专利文献专利文献1：日本国特开2013
‑
79034号公报专利文献2：日本国特开2017
‑
214037号公报


技术实现要素：

6.但是，在专利文献1所公开的航拍用旋翼机系统中存在如下问题，当机体其本身因损伤或故障等而无法控制时，因意外的坠落等而有可能对人体产生危害，另外，由于呈在机体的下部设置电源线、系泊绳的结构，因此当受风的影响等时，飞行位置或轨道变得不稳定，无法一定能够确保作为系统的稳定性、安全性。
7.另外，即使在得到改善的如专利文献2所公开的无人机的安全飞行系统中也存在如下问题，虽然水平方向的移动得到了改善，但是为了进行高度方向的移动，需要准备支撑线导件的多个支撑台，另外，如果支撑台自身并不稳定，则会对线导件的姿势产生影响，其结果会带来飞行的不稳定。
8.本发明的实施方式是着眼于上述问题而进行的，所要解决的技术问题是提供一种伸缩式线导向工具，其能够稳定且安全地保持用于无人机等飞行体的线导件中的线。
9.通过参照本说明书整体，可明确本发明的实施方式的其他目的。
10.本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具具备：竿管，具有多个节部；导件，在该竿管的多个节部当中至少设置于竿顶端的节部的外面；及卷线器座，设置在该竿管的竿根部，所述多个节部的各节部设置成，分别可从邻接于该各节部的该竿根部侧的节部伸缩。
11.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，在该竿管的多个节部当中，在竿根部以外的各节部的外面上分别设置导件。
12.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，固定有所述导件的节部与邻接于该节部的所述竿根部侧的节部相比更长。
13.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，并未固定有所述导件的节部与邻接于该节部的所述竿根部侧的节部相比更长。
14.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，并未固定有所述导件的节部与邻接于该节部的所述竿根部侧的节部相比相同或者更短。
15.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，该竿管由碳纤维复合材料所形成。
16.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，该导件由不锈钢、钛、碳纤维复合材料或树脂和不锈钢或树脂和钛所形成。
17.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，该竿管的各节部与邻接于该各节部的所述竿根部侧的节部相比节的长度更长。
18.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，该导件固定在由碳纤维复合材料带安装该导件的节部。
19.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，各导件固定在由树脂及线绳安装该导件的节部。
20.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，当将所述导件邻接而设置3个以上时，在该各节部伸长的状态下，所述各节部的所述导件的与邻接的导件之间的间隔伴随朝着竿根部而变窄。
21.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，当该竿管由碳纤维复合材料所形成时，该碳纤维复合材料的碳纤维包含：在平行于该竿管的长度方向的纤维方向上延伸的纤维；及在垂直于该竿管的长度方向的纤维方向上延伸的纤维。
22.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，对于在平行于该竿管的长度方向的纤维方向上延伸的纤维的单位面积重量，在垂直于该竿管的长度方向的纤维方向上延伸的纤维的单位面积重量的比例为0.15以上。
23.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，对于在平行于竿管的长度方向的纤维方向上延伸的纤维的单位面积重量，在垂直于该竿管的长度方向的纤维方向上延伸的纤维的单位面积重量的比例为0.20以上。
24.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，当将所述竿管的竿顶端的弯曲刚度作为ei
t
、将该竿管的竿根部的弯曲刚度作为ei
b
、将竿管的全长作为l(m)时，以满足sr＝ei
b
/ei
t
×
1/l2＜0.6的方式，分别决定所述竿管的竿顶端的弯曲刚度ei
t
、该竿管的竿根部的弯曲刚度ei
b
、竿管的全长l(m)。
25.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具中，当所述竿管由碳纤维复合材料所形成时，所述竿管的竿顶端的碳纤维的弹性模量大于该竿管的竿根部的弹性模量。
26.通过本发明的各种实施方式，可提供一种伸缩式线导向工具，其能够稳定且安全
地保持用于无人机等飞行体的线导件中的线。
附图说明
27.图1a是表示本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的收纳时的一个形态的图。图1b是表示本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的收纳时的一个形态的图。图2是表示本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的伸长时的一个形态的图。图3是说明本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的各节部的长度的图。图4是说明本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的导件的安装方法的图。图5是说明本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的各节部2的节长的图。图6是说明本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的卷线器座的安装方法的图。图7是说明本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的节部的纤维方向的图。图8a是说明本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的具体使用方法的图。图8b是说明本发明的一个实施方式中的伸缩式线导向工具1的具体使用方法的图。符号说明1
‑
伸缩式线导向工具；2
‑
节部；3
‑
竿管；4
‑
导件；5
‑
卷线器座；7
‑
碳纤维复合材料带；8
‑
导向线；10
‑
竿根部侧；12
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建筑物；13
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阳台；14
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飞行体(无人机)；15
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地面；16
‑
支撑构件；20
‑
竿顶端侧。
具体实施方式
28.以下，适当参照附图对本发明的各种实施方式进行说明。并且，各附图中，对共通的构成要素标注相同的参照符号。为了便于说明，各附图并不局限于一定以正确的比例进行记载。以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
29.参照图1a、1b及图2对本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1进行说明。图1a、1b是表示本发明所涉及的伸缩式线导向工具的收纳时的一个实施方式的图。图2是表示本发明所涉及的伸缩式线导向工具的伸长时的一个实施方式的图。如图所示，本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1具备：竿管3，具有多个节部2；导件4，设置于该竿管3的多个节部2的各节部2a～2h的外面；及卷线器座5，设置在该竿管3的竿根部，所述多个节部2的各节部2b～2h设置成，分别可从邻接于该各节部的该竿根部侧10的节部2a～2g伸缩。
30.通过本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1，可提供一种伸缩式线
导向工具，其能够稳定且安全地保持用于无人机等飞行体的线导件中的线。
31.如图1、2所示，竿管3例如将多个节部2即从竿根部侧10朝着竿顶端侧20将节部2a、节部2b、节部2c、节部2d、节部2e、节部2f、节部2g、节部2h这些各节部可伸缩地连接而构成。可通过抽出方式连接这些多个节部2。在此，虽然节部2b、节部2c、节部2d、节部2e、节部2f、节部2g、节部2h这些各节部分别可从在竿根部侧邻接的节部2a、节部2b、节部2c、节部2d、节部2e、节部2f、节部2g这些各节部伸缩，但是通过以可自由调整其长度的方式适当使用固定零件，从而还能够任意设定各节部的离竿根部侧节部的长度。
32.另外，如图2所示，在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，该竿管3的各节部(节部2a～2h)形成为与邻接于该各节部(节部2b～2h)的该竿根部侧10的节部(节部2a～2g)相比节长更长。即，从竿根部侧10朝着竿顶端侧20，形成为各节部(节部2a～2h)逐渐变长。
33.接下来，参照图3对各节部(节部2a～2h)的长度的一个例子进行说明。在此，第01表示竿管3的竿顶端的节部(对应节部2h)，第08表示竿管3的竿根部的节部(对应节部2a)。如图所示，第01最长，形成为1160mm，第08最短，为760mm。通过做成这样，能够将后述的导件的安装位置做成在收纳各节部(节部2a～2h)时并不发生干涉的位置。
34.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，该竿管3由碳纤维复合材料(碳纤维及树脂)或者含有玻璃纤维的碳纤维复合材料所形成。
35.如图1a及图2所示，在竿管3的多个节部2即节部2a、节部2b、节部2c、节部2d、节部2e、节部2f、节部2g、节部2h这些各节部，设置用于使无人机等飞行体的导向线通过的导件4(导件4a～4h)。
36.另外，如图1b所示，在竿管3的多个节部2即节部2a、节部2b、节部2c、节部2d、节部2e、节部2f、节部2g、节部2h这些各节部当中，还可以仅在竿顶端的节部2h设置用于使无人机等飞行体的导向线通过的导件4(导件4h)。
37.而且，在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，在该竿管3的多个节部(节部2a～2h)当中，还可以在竿根部以外的各节部(节部2b～2h)的外面上分别设置导件。
38.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，固定有导件4的节部还可以构成为与邻接于该节部的所述竿根部侧的节部相比更长。
39.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，并未固定有导件4的节部还可以构成为与邻接于该节部的所述竿根部侧的节部相比更长。
40.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，并未固定有导件4的节部还可以构成为与邻接于该节部的所述竿根部侧的节部相比相同或者更短。
41.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，虽然该导件4(导件4a～4h)可以由不锈钢、钛、碳纤维复合材料或树脂和不锈钢或树脂和钛所形成，但是并不局限于此。
42.接下来，参照图4对本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中的导件4的安装方法进行说明。在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，该导件4被碳纤维复合材料带或者树脂及线绳固定在各节部(节部2a～2h)。在图示的例子中，该导件4h的脚被碳纤维复合材料带7卷绕在竿管3的节部2h而被固定。由此，对于各种节外径，能
够自由安装导件。
43.如同以上所述，图2表示本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1的该各节部(节部2a～2h)伸长的状态。如图所示，本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1构成为，在该各节部(节部2a～2h)伸长的状态下，该各节部的所述导件(导件4a～4h)的与邻接的导件之间的间隔伴随朝着竿根部而变窄。
44.接下来，参照图5对在该各节部(节部2a～2h)伸长的状态下该各节部的所述导件(导件4a～4h)的与邻接的导件之间的间隔的一个例子进行说明。在此，第01表示竿管3的竿顶端的节部(对应节部2h)，第08表示竿管3的竿根部的节部(对应节部2a)。1
‑
2之间表示第01导件(对应导件4h)与第02导件(对应导件4g)之间的间隔，6
‑
7之间表示第06导件(对应导件4c)与第07导件(对应导件4b)之间的间隔。
45.如图所示，1
‑
2之间最长，为1090mm，6
‑
7之间最短，为755mm。由此，能够确实地防止在收纳各节部(节部2a～2h)时缘于邻接的各节部的导件彼此的不必要的碰撞而发生变形或装拆等。
46.另外，如同以上所述，在竿管3的节部2a安装卷线器座5。将卷线器安装于该卷线器座，从该卷线器释放导向线8，上述的导件(导件4a～4h)发挥一边对该导向线进行引导一边支撑该导向线的作用。
47.卷线器座5例如以板状或管状所形成，虽然放置在竿管3的节部2a，但是还可以考虑各种形状、尺寸、结构的形态。该卷线器座5例如由合成树脂(例如聚酰胺类合成纤维或abs树脂等)或金属(例如sus、铝、钛、黄铜等)等适当的材料所形成。图6中表示其一个例子。该卷线器座5被碳纤维复合材料带7卷绕固定于竿管3的节部2a。由此，对于各种节外径，能够自由安装卷线器座。省略对该卷线器座的更加详细的说明。
48.接下来，对本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1的竿管3进行详细说明。
49.本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1构成为，当该竿管3由碳纤维复合材料所形成时，该碳纤维复合材料的碳纤维包含：在平行于该竿管3的长度方向的纤维方向(0
°
的纤维方向)上延伸的纤维；及在垂直于该竿管的长度方向的纤维方向(90
°
的纤维方向)上延伸的纤维。由此，分别可提高弯曲强度及压曲强度(压垮强度)。
50.图7表示在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中的在平行于该竿管3的长度方向的纤维方向(0
°
的纤维方向)上延伸的纤维及在垂直于该竿管的长度方向的纤维方向(90
°
的纤维方向)上延伸的纤维的单位面积重量的一个例子。第01表示竿管3的竿顶端的节部(对应节部2h)，第08表示竿管3的竿根部的节部(对应节部2a)。如图所示，在0
°
的纤维方向上延伸的纤维的单位面积重量伴随从第01朝着第08而从0.6x增大到1.0x。另一方面，在90
°
的纤维方向上延伸的纤维的单位面积重量伴随从第01朝着第08而从0.12x增大到0.24x。在此，将第08的节部的0
°
的纤维方向的纤维量(g)作为x。
51.如该图所示，本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1如下，对于在平行于该竿管3的长度方向的纤维方向(0
°
的纤维方向)上延伸的纤维的单位面积重量，在垂直于该竿管的长度方向的纤维方向(90
°
的纤维方向)上延伸的纤维的单位面积重量的比例在第01中是0.20，在第08中是0.24。通过将该单位面积重量的比例做成这样，知道了在强度、重量上得到良好的结果。
52.本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1如下，对于在平行于该竿管3的长度方向的纤维方向(0
°
的纤维方向)上延伸的纤维的单位面积重量，在垂直于该竿管的长度方向的纤维方向(90
°
的纤维方向)上延伸的纤维的单位面积重量的比例为0.15以上。这样，通过较少的材料，对较大的变形能够保持强度。
53.本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1构成为，对于在平行于该竿管3的长度方向的纤维方向(0
°
的纤维方向)上延伸的纤维的单位面积重量，在垂直于该竿管的长度方向的纤维方向(90
°
的纤维方向)上延伸的纤维的单位面积重量的比例为0.20以上。这样，对更大的变形能够保持强度。
54.本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1构成为，当将所述竿管的竿顶端的弯曲刚度作为ei
t
、将该竿管的竿根部的弯曲刚度作为ei
b
、将竿管的全长作为l(m)时，以满足sr＝ei
b
/ei
t
×
1/l2＜0.6的方式，分别决定所述竿管的竿顶端的弯曲刚度ei
t
、该竿管的竿根部的弯曲刚度ei
b
、竿管的全长l(m)。这样，通过使竿顶端的刚度对于竿根部的刚度一定以上更大，由此能够抑制无载时因自重而竿顶端发生挠曲。
55.在本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1中，当竿管3由碳纤维复合材料所形成时，该竿管3的竿顶端的碳纤维的弹性模量大于该竿管的竿根部的弹性模量。这样，能够更加有效地提高竿顶端的刚度。
56.最后，参照图8a、8b对本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1的使用形态的概要进行说明。在图示的例子中，在建筑物12的阳台13上设置用于飞行体(无人机)14的飞行的3根导向线8，将该导向线8的一端固定于地面15。作为将导向线8固定于地面15的方法，虽然能想到重物或固定件，但是并不局限于此。
57.另外，如图所示，在建筑物12的阳台13上以从阳台13突出的方式设置3个本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1，各伸缩式线导向工具1固定在设置于阳台13的支撑构件16上。将各伸缩式线导向工具1固定于该支撑构件16的方法，例如虽然能想到重物或固定件，但是还可以采用其他适当的各种方法。该导向线8被安装成由固定于该支撑构件16的本发明的一个实施方式所涉及的伸缩式线导向工具1支撑其另一端。
58.虽然并不图示，但是如果更加具体而言，则导向线8通过设置于伸缩式线导向工具1的竿管3的竿顶端的节部2h的导件4h，从导件4g进一步通过至导件4a，最后卷收到设置于节部2a的卷线器座5的卷线器而被支撑。由此，可根据建筑物的高度而调整导向线长度。并且，还可以构成为在伸缩式线导向工具1的各节部印刷尺寸、刻度，以便当拉伸该导件1的各节部时知道离顶端(例如，竿顶端的导件位置)的距离。
59.本说明书中说明的各构成要素的尺寸、材料、配置并不限定于实施方式中明确说明的内容，而是能够将该各构成要素变更成具有可包含在本发明的范围内的任意的尺寸、材料、配置。另外，既可以将在本说明书中并未明确说明的构成要素附加于已说明的实施方式，还可以省略在各实施方式中已说明的构成要素的一部分。