ドローン用ワイヤレス充電の試作機が完成！！Mavic-3への搭載実験について
関西ドローンスクールこんにちは
当ブログをご覧いただき誠にありがとうございます。
今回はドローン向けワイヤレス充電器の搭載実験についてお伝えいたします。
ワイヤレス充電の試作機開発に至るまで
ワイヤレス充電の専業メーカーである株式会社ビー・アンド・プラス社は、電磁誘導、電界結合、マイクロ波のワイヤレス給電の研究開発や試作開発、量産設計、製造を行う企業です。近年では、ドローンや電気自動車向けの充電用やがん治療といった医療用用途への応用等幅広い開発を進められております。
ドローンの活用が急速に進む中、ドローンが着陸するだけで自動で充電されるワイヤレス充電の試作機を開発し、2023年4月に実験動画を公開しました。
ドローンには航空法などのいくつかの法律により、飛行場所や飛行方法が定められております。昨年末には、従来無人地帯のみ許可されていた目視外飛行（レベル３）に加え、有人地帯における目視外飛行（レベル４）が解禁となりました。これにより都市部でもドローンを飛ばせる準備が整いつつあります。
レベル３、レベル４などの目視外飛行でドローンの自動飛行技術がさらに進む一方で、ドローンのバッテリー充電や交換は人の手で行う必要があり、夜間のドローン活用や定期監視など運用の面が課題となっています。
一部、自動接触型の充電装置の開発も進められていますが、屋外で使うドローンでは雨風の影響や接触不良、接点部のさびなどいくつかの課題があり、屋外でも充電可能なワイヤレス充電のニーズが高まっています。
ワイヤレス充電の接続方法
ドローンには底面にカメラが搭載されていることが多いため、カメラをよけたリング構造となっており後付け可能なユニットを試作機として使用しています。
試作機は海外製でよく使われるType-C PD充電対応のワイヤレス充電となっており、今回の実験ではDJI社のMavic-3に対して、ワイヤレス充電実験を行っております。
Mavic-3へワイヤレス充電を搭載するために、Mavic-3と受電コイル、Type-C充電回路及び、Mavic-3専用の起動SWを作成されました。Mavic-3は、飛行モードの場合安全上充電を開始しない制御が施されているため、ワイヤレス充電が開始すると自動でドローンのSWをOFFにし、飛行時にはSWを再度ONにするようなオリジナルスイッチとなります。
これらの部材をネジを使って簡単にドローンに組付けることで、ワイヤレス充電が可能になります。
ワイヤレス充電の特徴
ワイヤレス充電は、電気的接点を持たず電気を送ることができるため、充電ステーションに異物があっても問題なく充電可能です。
ドローンの着陸精度を考え、今回は軸ずれ±10cmほどのワイヤレス充電ステーションを用意しました。最近のドローンの飛行精度は非常に高く、今回実験で使用したMavic-3は10回以上テストしても誤差4cmほどの精度で着陸し問題なく充電が実施されました。また、ドローンステーションに段ボールや土などがあっても問題なく充電可能です。
ワイヤレス充電の大きな特徴は金属接点がないことから、バッテリー充電ステーションに水がかかっても問題なく使用できます。ドローン自体が防水対応でないため、実験でステーションのみに放水を行っていても、問題なくドローンの充電ができました。
今回の実験では、Mavic-3へType-Cの充電タイプを組付けましたが、国内製ドローンに使用されている3Sや４SのLiPoバッテリー搭載のドローンや、大型の6SのLiPoバッテリー搭載のドローンなど合わせてカスタマイズ可能な試作開発を進めておられます。
最後に
今回はワイヤレス充電開発についてお伝えいたしました。
電源があれば環境の影響を受けにくい充電設備が整い、機体の種類を問うことなくワイヤレス給電が可能になればレベル4飛行では特に効率よくドローンを運用することができるでしょう。
今回の試作機でMavic3がどれくらいの時間で満充電状態になるのか、また異物があっても充電できる厚みは何cm程度なのか気になるところですね。
株式会社ビー・アンド・プラスではドローンを始めいろいろなワイヤレス充電のデモ機を用意していますので、ワイヤレス充電を見学したいお客様などはお問い合わせください。
WEB展示場：https://www.b-plus-kk.jp/Business_dept/tenji.html
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