AMTエンコーダーをドローンペイロードシステムに統合する

一般的にドローンとして知られている無人航空機は、レクリエーション用途を超越して進化してきています。現代では、農業や検査から映画製作、緊急対応、軍事用途に至るまで、幅広い業界で使用されています。ドローンはかつてないほど複雑なタスクをこなしています。それに伴い、正確で信頼性の高いフライトと搭載機器の制御に対するニーズが高まっています。より鮮明なビデオ撮影のためにカメラジンバルを安定化させたり、農業用スプレーシステムのフローの管理、いずれにおいてもモーションコントロールの精度が鍵となります。この精密システムの中核には、回転運動を有用な電子信号に変換するデバイス、エンコーダーがあります。Same SkyのAMTシリーズは、さまざまなエンコーダーオプションの中でも、耐久性、効率性、適応性に優れており、UAVペイロードアプリケーションに最適です。

ドローンにおけるペイロードのモーションコントロールに関する課題

ドローンは多様な環境に配備されており、設計上軽量である必要があるため、ドローンのペイロードシステムを設計することにおいては、エンジニアリング上の独自の課題があります。

• 環境曝露： 農業、軍事、その他多くの環境で、ドローンは、大量の粉塵、湿気、温度変動のなかで動作します。さらに、ドローンは必ず大量の振動にさらされます。
• 電力効率： ペイロードのすべてのコンポーネントは、バッテリー寿命を保持するために、電力消費を最小限に抑える必要があります。
• スペースと重量の制約： ドローンのモーターが飛行の重力に直接対抗する必要がある場合、重量はグラム単位で重要になり、ペイロードシステムは不要な重量やバルクを追加することなく性能を発揮する必要があります。
• 精度と信頼性： 地形マッピングや農業スプレーなど、精度が要求されるアプリケーションでは、性能の一貫性が不可欠です。

これらの要求を満たすために、ドローン設計のエンジニアたちは、コンパクトで堅牢、そして非常に精密なコンポーネントを必要としています。このシステムで使用されるエンコーダーは、動的な環境で信頼性の高いフィードバックを提供する必要があります。

ジンバルでのAMTエンコーダーの利用

ジンバルは、物体を安定させ、どのような外的な動きや回転に遭遇しても水平に保つべく使用される機械デバイスです。これはドローンに統合されることが多く、飛行中のペイロードの安定性の維持に役立ちます。このペイロードには様々な多数のアプリケーションがありますが、カメラジンバルは、現代のドローンで最も目にする、よく知られたペイロードシステムの1つです。空中映像の撮影、あるいは監視用のリアルタイムビデオ、いずれであってもジンバルはドローンが動く間、カメラを複数の軸で安定させる必要があります。ここでエンコーダーが重要な役割を果たし、制御システムが望ましくない動きに対抗できるリアルタイムの位置フィードバックを提供します。フィードバックがスムーズかつ正確であればあるほど、画像安定性が向上し、芸術的および分析的な目的に不可欠となります。

プログラム可能な分解能オプションを備えたSame SkyのAMTエンコーダーを使えば、エンジニアはジンバルシステムの応答性を微調整することができます。高速トラッキングや超スムーズなシネマティックムーブメント向けの設計でも、このような柔軟性がパフォーマンスに大きな違いをもたらします。

農業用ディスペンサーシステムにおけるAMTエンコーダーの活用

農業用ドローンは、肥料、農薬、種子などを必要な場所に正確に供給することで、精密農業に革命をもたらしました。このシステムが効果的であるためには、慎重に管理された量とパターンで資材を散布する必要があります。このシステムを適切かつ最大限の効率で使用することで、ペイロードのデリバリーシステムのさまざまな部分で大幅な改善をもたらすことができます。

• ハッチ開閉制御： ハッチが適切なタイミングと角度で開閉することを確認します。
• ポンプシステム： 液体ディスペンサーの流量を調節します。
• 回転スプレー： 速度の制御は、ポンプシステムと連動して、均一な散布をおこないます。

このシステムは、AMTエンコーダーやスマート、AI駆動制御システムからの高解像度フィードバックでさまざまな地形、風、速度にリアルタイムで適応できます。現場で調整することで、廃棄物を削減しながらカバレッジを改善し、低コストでより高い歩留まりを実現します。

AMTエンコーダーがドローンやUAVのペイロードに対して理想的な理由

Same SkyのAMTエンコーダーは、UAVのペイロード設計の要求と課題を直接サポートすべく一連の機能を提供します。

• 容量検出技術： 従来の光学エンコーダーとは異なり、AMTエンコーダーの容量検出技術は、本質的にほこり、汚れ、振動に対して耐性があります。光学、磁気、容量検出の各技術間の詳細な比較については、当社のブログ容量性エンコーダー、磁気エンコーダー、光学エンコーダー - 技術比較をご覧ください。
• 低電力消費： 低電力需要により、AMTエンコーダーはドローンのバッテリーの全体的な消費を削減し、飛行時間の延長に役立ちます。モバイルロボティクスの省電力に関するブログをお読みください。
• プログラム可能な解像度： これにより、フィードバック精度をさまざまなサブシステムの特定のニーズに対してフレキシブルに一致させることができます。
• モジュール型設計： コンパクトな設計やカスタム設計への統合を簡素化することで、迅速なプロトタイピングをサポートします。さまざまなフォームファクターで、AMTエンコーダーのモジュール性がさらにサポートされています。
• 光学部品なし： これにより、故障の原因となる可動部品が少なくなり、衝撃、汚れ、湿気に対する耐性が高まります。
• 複数の出力形式： インクリメンタル信号、アブソリュート信号、コミューテーション信号などのさまざまなオプションで、システム設計におけるエンジニアの柔軟性が増します。

結論

ドローンとUAVがより専門的かつ要求の厳しい役割を担う中、それが担うシステムは、困難な環境で一貫した正確な結果を提供しなければなりません。ジンバルからスプレーヤー、まだ想定していないアプリケーションに至るまで、エンコーダーはペイロードのモーションコントロールの基本要素となっています。Same SkyのAMTシリーズのエンコーダーは、耐久性、柔軟性、効率性が組み合わさり、こういったドローンの各種アプリケーションに最適です。

主な取り組み

• エンコーダーは、ドローンのペイロードシステムの正確なモーションコントロールに不可欠です。
• ドローンのペイロードシステムは、限られたスペース、厳しい重量要件、環境への暴露、エネルギー効率の高いコンポーネントの必要性など、独自のエンジニアリング上の課題に直面しています。
• 静電容量式エンコーダーは、光エンコーダーや磁気エンコーダーよりも優れており、特に信頼性が重要な埃っぽく振動の多い屋外条件で優れた性能を発揮します。
• Same SkyのAMTエンコーダーは、容量検出技術、低消費電力、モジュール型設計により、高性能なドローンフィードバックシステムに最適です。