有線給電給水方式による連続放水ドローンの開発

抄録

本研究では，ドローンの適用範囲拡大の一環として，連続放水の実現を目指した。具体的には，バッテリーの代わりに電源ケーブルによる連続給電，タンクの代わりにホースによる連続給水，および電源ケーブルとホースを束ねてその高さが可変の供給ポートも併用する ｢有線給電給水｣ 方式の開発を目的とした。本方式では，供給ポートとドローンに荷重を等分に負担することができるため，連続して広範囲に放水を行うことができる。本方式の設計では，ソーラーパネル洗浄を対象として，その洗浄ロボットと同等である100 m²を放水面積の目標とした。その詳細は，高さが1.2～2.9 mの範囲で可変の供給ポートから，飛行高度5.0 m，右移動距離 8.8 mとなる。次に，上記の放水面積を満たすためのペイロードは，610 g以上必要であることを算出し，プロペラ直径 10 inch，ピッチ 4.5 inch，回転数 6000 rpmのクアッドドローンを開発した。さらに，開発した連続放水ドローンの飛行検証実験を行い，ペイロードは設計仕様の610 g以上の690 gであること，および放水面積は目標100 m²とほぼ同等の103 m² に連続放水できることを確認した。