小型飛行装置
【課題】左右一対の羽ばたき翼により突風中でも高度な飛行性能を達成できるようにする。
【解決手段】胴体２６の左右位置に翼駆動用モータ３０を設け、それぞれの出力軸３０ａに、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを取り付ける。胴体２６の所要位置に、錘２９の移動により機体重心の位置を胴体２６の前後左右方向へ変位させる重心移動装置２８を設ける。重心移動装置２８による機体重心の前後方向への変位により胴体２６と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を調整し、各翼駆動用モータ３０による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を制御してそれぞれ発生させる揚力と推進力を制御して、飛行速度や飛行高度を自在に変更させる。左右方向への旋回時に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へ大きさの異なる揚力が作用する場合は、重心移動装置２８にて機体重心を左右方向へ適宜変位させて胴体２６の左右方向を水平に保持させる。
【解決手段】胴体２６の左右位置に翼駆動用モータ３０を設け、それぞれの出力軸３０ａに、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを取り付ける。胴体２６の所要位置に、錘２９の移動により機体重心の位置を胴体２６の前後左右方向へ変位させる重心移動装置２８を設ける。重心移動装置２８による機体重心の前後方向への変位により胴体２６と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を調整し、各翼駆動用モータ３０による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を制御してそれぞれ発生させる揚力と推進力を制御して、飛行速度や飛行高度を自在に変更させる。左右方向への旋回時に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へ大きさの異なる揚力が作用する場合は、重心移動装置２８にて機体重心を左右方向へ適宜変位させて胴体２６の左右方向を水平に保持させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所要の目標位置まで飛行させて該目標位置の情報収集や、上記目標位置への小型機器の搬送等を行わせるために用いる小型飛行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、屋内外の高所位置や災害発生現場等の人が容易に近づくことが困難な場所、あるいは、化学物質、微生物、放射性物質等での汚染が想定されるような場所の現場状況を調べる場合等に、大きさが数十センチメートル以下というような非常に小型の飛行装置（Micro Air Vehicle：ＭＡＶ）に、カメラ、マイク、雰囲気ガス中の化学物質、微生物、放
射性物質等の有無を検出するための所要の分析装置等の機器を搭載して、該小型飛行装置を目標となる位置まで飛行させ、該小型飛行装置に搭載された機器により検出される現場の計測結果を基に、遠隔地より上記目標位置の情報収集を実施できるようにすることが考えられてきている。
【０００３】
ここで、飛行体とその周囲の流体との相互作用を、流体の慣性力と粘性力の比であるレイノルズ数との相関で整理すると、飛行体のサイズとレイノルズ数の大小はほぼ対応しており、従来一般に実用化されているメートルサイズの飛行体では、たとえば、通常の航空機のレイノルズ数が１０７〜１０８のオーダーを示すように、レイノルズ数が高くて（Ｒｅ＞１０５）慣性力が支配的となっているのに対し、上記のようなサイズが小さい小型飛行装置では、レイノルズ数が１０４〜１０５程度と低い値となり、周囲の気体（流体）との相互作用では、慣性力と共に粘性力の影響が大となる。又、上記小型飛行装置は、サイズが小さくて機体重量が軽いことから、気流等の影響を容易に受け易く、常に突風の中を飛行するような状態となる。更に、屋内での飛行や、屋外での気流中を飛行させるためには、垂直離着陸、急旋回、空中停止飛行（ホバリング）等の非常に高度な飛行性能が要求されることから、航空機やヘリコプター等の従来の飛行体とは非常に異なる設計が必要とされている。
【０００４】
ところで、トンボは、垂直離着陸、急速旋回、空中停止等の非常に高度な飛行性能を有していることで知られており、このような高度の飛行性能を人工物で実現することの価値は大きい。トンボは４枚の羽を自在に動かすことにより、理想的な飛行能力を得ている。
しかし、自然界には、左右一対の２枚の羽だけでもトンボには及ばないが、高い飛行能力を発揮する鳥や昆虫がいる。
【０００５】
このような自然界の生物は、羽の複雑な動きだけで高度の飛行能力を実現しているが、このような羽の複雑な動きを人工的に実現することは難しい。そこで、羽の運動を補うものとして、人工物で実現し易い重心移動を用いることが考えられる。この場合、トンボのような自在な空中停止飛行が可能となるか、あるいは、空中停止飛行は難しいとしても、低速飛行が可能となるだけで、そのメリットは大きいと考えられる。
【０００６】
図２４は従来提案されている左右一対の羽ばたき翼を備えた小型の飛行装置の一例を示すもので、胴体部１の左右位置に、それぞれ前後一組の振動型アクチュエータ２ａと２ｂを、前側の振動型アクチュエータ２ａの方が後側の振動型アクチュエータ２ｂよりも上方に位置し、且つ該前後の各振動型アクチュエータ２ａ，２ｂの振動軸（回転軸）が共に、胴体の前後方向に対して所要角度傾斜した状態となるように設けて、羽前縁をなす羽軸（前羽軸）４ａと羽後縁をなす羽軸（後羽軸）４ｂとの間に膜５を張設して形成してなる羽３の上記前羽軸４ａと後羽軸４ｂを、上記前後の各振動型アクチュエータ２ａ，２ｂにそれぞれ接続した構成とし、更に、胴体部１の所要位置に重心制御部６を備えてなる構成としてある。
【０００７】
かかる構成の小型飛行装置では、上記前後の各振動型アクチュエータ２ａと２ｂを、前側の振動型アクチュエータ２ａの方が、後側の振動型アクチュエータ２ｂよりも所要位相差で先行するようにそれぞれ上下方向に羽ばたき（往復）作動させるようにしてある。そのため、羽３の打下ろし作動時には、高所位置にある前側の振動型アクチュエータ２ａによる前羽軸４ａの打下ろし作動を、低所位置にある後側の振動型アクチュエータ２ｂによる後羽軸４ｂの打下ろし作動よりも先行して開始させることにより、上記前後の羽軸４ａ，４ｂがほぼ水平方向に並ぶようにして、羽３がなるべく水平面と平行な姿勢となるようにし、これにより、打下ろし時に羽３の膜５が移動する空間の体積が最大になるようにしてある。一方、羽３の打上げ作動時には、該羽３の膜５ができるだけ水平面に対して直角に近い角度となるようにして、打上げ時に羽３の膜５が移動する空間の体積を最小にするようにしてあることから、羽３の打下ろし動作において該羽３に作用する鉛直上向きの流体力が、羽３の打上げ動作において該羽３に作用する鉛直下向きの流体力よりも大となるようにして機体の浮上力（揚力）を得ることができるようにしてある。更に、上記前後の振動型アクチュエータ２ａと２ｂの位相差を調整して、羽３の打上げ及び打下げ時の姿勢（角度）を変化させることにより、前後方向への推進力を得ることができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００８】
又、上記と同様に、羽の打下ろし時に羽の膜が移動する空間の体積を、羽の打上げ時に羽の膜が移動する空間の体積よりも大きくなるようにして、羽の打下ろし動作において該羽に作用する鉛直上向きの流体力が、羽の打上げ動作において羽に作用する鉛直下向きの流体力よりも大となるようにすることにより、機体の浮上力を得るようにする考えに基づいた別の形式の小型飛行装置としては、図２５に示すものが提案されている。この小型飛行装置は、胴体部７の左右位置に、３自由度を持つアクチュエータ８をそれぞれ設け、該各アクチュエータ８に、左右一対の羽９にそれぞれ長手方向に沿って設けてある主軸１０の基端部を取り付けて、上記左右の各アクチュエータ８にて、主軸１０と共に羽９を上下方向に往復作動させることに加えて、羽９の主軸１０を中心とする回転動作と、主軸１０と羽９を一緒に前後方向へ作動させることが可能となるようにした構成としてある。
【０００９】
かかる構成の小型飛行装置では、羽９の打下ろし作動時は、該羽９がなるべく水平面と平行な姿勢となるようにし、一方、羽９の打上げ時は、羽９を上下方向の姿勢となるように一旦回転させた後、該羽９の有する湾曲形状に沿う軌道で引き上げられるように、羽９を主軸１０を中心に回転させると同時に前後方向に動かしながら打上げ作動させるようにしてある。これにより、羽９の打上げ動作において該羽９に作用する鉛直下向きの流体力をより小さくできるようにして、羽９の打下ろし動作において該羽９に作用する鉛直上向きの流体力との差をより大きくすることで、機体の浮上力をより効率よく得ることができるようにしてある（たとえば、特許文献２参照）。
【００１０】
更に、従来の羽ばたき飛行する他の形式の小型飛行装置としては、図２６に示す如く、胴体部（支持構造）１１の左右位置に、アクチュエータ１３とピニオンギア１４とラックギア１５を具備して羽１６の長手方向に沿って設けてある軸１７の前後水平方向の往復作動と、該羽１６の軸１７の回転作動を行なうことができるようにしてある駆動装置１２をそれぞれ設けて、該左右の各駆動装置１２に、左右一対の対応する羽１６の軸１７をそれぞれ取り付けてなる構成としたものが従来提案されている。すなわち、上記駆動装置１２により左右の羽１６を前後方向に羽ばたき作動させると同時に、羽１６を前方及び後方へ打つときには、該羽１６の上縁側が下縁側に対して先行するように羽１６の軸１７を回転させるようにして、各羽１６により下向きの気流を発生させるようにし、この下向きの気流の反作用によって浮上力（揚力）を得るようにしたもの、更に、この際、左右の羽１６の前後方向の振幅の中心位置を、それぞれ独立して前側又は後側へずらすことで、該各羽１６の羽ばたき作動時に該羽１６の基端側から先端方向に向かうよう発生している流れの前後方向のバランスを変化させて、前進、後進、あるいは、左右方向の旋回を行わせるようにすることができるようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【００１１】
なお、従来、別の飛行方式を採用した小型飛行装置としては、図２７に示す如く、機体上部に二重反転式の回転翼１８を備えてなる形式の飛行体（浮揚体）も提案されている。
更に、かかる回転翼１８を備えた形式の飛行体において、重心の移動により飛行体の姿勢を変更させる、すなわち、上記回転翼１８の回転中心線（軸）を鉛直線（重力の方向）に対して所定方向に所定角度傾斜させる（傾きを調節する）ために、上記回転翼１８の回転中心線に直角な平面（ｘｙ平面）内で互いに直交する２基のリニアアクチュエータ２０と２１を具備して、該各アクチュエータ２０と２１により、錘要素２２を、上記回転翼１８の回転中心線を中心に前後左右方向へ移動（変位）させることができるようにしてなる構成の姿勢変更手段１９を設けることが提案されている。
【００１２】
上記姿勢変更手段１９の各リニアアクチュエータ２０と２１は、いずれも、直線状のフレーム２３と、該フレーム２３に長手方向に沿って移動（変位）可能に取り付けたスライダ（移動部材）２４と、該スライダ２４を上記フレームの長手方向の任意の位置へ移動させるための図示しない超音波振動体や電磁モータ等を備えた駆動機構とからなる構成としてあり、上記二重反転式の回転翼１８を備えた形式の飛行体の下部に、十字型の基板２５を、上記回転翼１８の回転中心線に直角な平面内にてｘ軸方向及びｙ軸方向に沿って配置されるよう設け、該基板２５の下面に、ｙ軸方向のリニアアクチュエータ２１のフレーム２３を固定すると共に、該ｙ軸方向アクチュエータ２１のスライダ２４に、ｘ軸方向のリニアアクチュエータ２０のフレーム２３の長手方向中間部を取り付け、更に、該ｘ軸方向アクチュエータ２０のスライダ２４に錘要素２２を取り付けてなる構成としてある。これにより、ｘ軸方向アクチュエータ２０にて、上記錘要素２２をｘ軸方向に沿って移動させると共に、上記ｙ軸方向アクチュエータ２１にて、錘要素２２を、上記ｘ軸方向アクチュエータ２０と一緒にｙ軸方向に沿って移動させることに伴い、上記二重反転式の回転翼１８を備えた形式の飛行体の重心位置を、前後左右方向へ自在に変位されるようにしてある（たとえば、特許文献４参照）。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−１３５８６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２６５９９号公報
【特許文献３】特開２００４−９０９０９号公報
【特許文献４】特開２００４−２４９００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、上記図２４に示した形式の羽ばたき飛行方式の小型飛行装置、及び、図２５に示した形式の羽ばたき飛行方式の小型飛行装置では、垂直離着陸時や空中停止飛行時の如き、羽３，９の湾曲形状による揚力の発生が期待できないときには、機体の浮上力（揚力）を、羽３，９を水平面とほぼ平行な姿勢で打下ろすときに該羽３，９の面に作用する鉛直上向きの流体力と、羽３，９を所要の姿勢で打上げるときに該羽３，９に作用する鉛直下向きの流体力との差のみで得る必要がある。しかし、この場合、左右の各羽３，９の一回の羽ばたき作動で得られる揚力は、最大でも羽３，９の面によって下方に、すなわち、該羽３，９の面とほぼ直角方向に押される空気からの反力でしかなく、したがって、得られる浮上力が非常に小さいと考えられる。このために、機体重量を、１グラム未満とする等、極めて軽量としなければならず、駆動装置や電源も非常に軽量としなければならないことから飛行能力にも制限が生じることが懸念される。更に、上記したように機体重量が極めて軽いことから、環境に存在する気流によって飛行状態に大きな影響を受ける虞もある。
【００１５】
なお、図２４に示した従来の小型飛行装置では、胴体部１に重心制御部６を設ける考えは採られているが、図２４に示されるものには、該重心制御部６の具体的な構成並びに機能については全く記載されていない。
【００１６】
又、図２６に示した羽ばたき飛行方式の小型飛行装置では、各羽１６の羽ばたき作動により下向きの気流を発生させて、この下向きの気流の反作用によって浮上力（揚力）を得るようにしてあり、又、前後方向の推進力は、上記左右の羽１６の前後方向の振幅の中心位置を、進行方向前方又は進行方向後方にずらして、各羽１６の羽ばたき作動時に該羽１６の基端側から先端方向に向かうよう発生している流れの前後方向のバランスを変化させることで得るようにしてある。そのため、浮上力は効率よく得ることができるとしても、前後方向の推進力は比較的弱く、飛行速度に制限を受けることから、行動範囲が制限される虞が懸念される。
【００１７】
更に、図２７には、回転翼を用いた飛行形式の飛行装置において、直交するよう配置した２本のリニアアクチュエータ２０，２１と、錘要素２２とを備えて、飛行体の重心位置を変位させることができるようにしてある姿勢変更手段１９が示されているが、該姿勢変更手段１９は、錘要素２２を、回転翼１８の回転中心線を中心に前後左右方向へ移動させて、飛行体の重心位置を、上記回転翼１８の回転中心線の下方位置から前後左右方向へ変位させてずらすことにより、回転翼１８の回転軸を鉛直線に対して所定方向に所定角度傾斜させるようにして、飛行体の姿勢を変更させるためのものであって、羽ばたき飛行する飛行形式の飛行装置にそのまま適用できるものではない。
【００１８】
そこで、本発明者は、小型飛行装置に高度な飛行性能を付与するための工夫、研究を重ねた結果、左右一対の羽ばたき翼により発生させる推力の方向の制御と、該左右一対の羽ばたき翼の羽ばたき作動を制御することによる上記推力の大きさ（強さ）の制御と、機体重心位置の前後左右方向への変位の制御とを組み合わせることにより、高い飛行性能を達成できることを見出して本発明をなした。
【００１９】
したがって、本発明の目的とするところは、左右一対の羽ばたき翼と、機体重心の位置を変位させる重心移動装置とを組み合わせて作動させることにより高度な飛行性能を達成できて、屋内での飛行や、屋外での気流中にて常に突風の中を飛行するような状態であっても飛行できるようにし、更には、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるときの慣性力をキャンセルすることによりアクチュエータの負荷を軽減して、羽ばたき翼を高い周波数で羽ばたき作動させる場合に有利なものとすることができる小型飛行装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するために、胴体の左右位置に、羽ばたき翼をそれぞれ設けて、該各羽ばたき翼を独立に駆動して羽ばたき作動がそれぞれ制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させることができるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の各羽ばたき翼より胴体へ作用する揚力作用位置に対する機体重心の相対的な位置を制御することにより、上記胴体と共に左右の各羽ばたき翼の迎角を所要角度に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成とする。
【００２１】
具体的には、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるためのアクチュエータをそれぞれ別々に設け、該各アクチュエータの出力軸に、左右一対の羽ばたき翼を個別に取り付けて、上記各アクチュエータにより上記左右の羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立に制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けてなる構成とする。
【００２２】
更に具体的には、胴体の左右位置に設ける別々のアクチュエータを、出力軸を胴体の略前後方向に向けて配置した翼駆動用モータ、又は、出力軸を胴体の略上下方向に向けて配置した線形アクチュエータとし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、該各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータごとに、上記駆動ロッドを介した各羽ばたき翼の胴体の上下方向への羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とする。
【００２３】
更に、上記構成における翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとしたり、線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとし、該各共振型の翼駆動用モータ又は共振型の線形アクチュエータにより、所定周波数での各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした構成とする。
【００２４】
更に又、上記構成において、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータによる左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた構成とする。
【００２５】
又、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を上下方向に角度調整可能に設けて、該各羽ばたき翼を独立に駆動して羽ばたき作動が制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位できるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の羽ばたき翼より胴体に対して作用する揚力作用位置に対する機体重心の相対的な位置を制御して上記胴体の姿勢を制御し、更に、上記各羽ばたき翼を所要の迎角に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成とする。
【００２６】
具体的には、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるためのアクチュエータを、出力軸が前後方向又は上下方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付け、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けた構成とする。
【００２７】
更に具体的には、胴体の左右位置に角度変更可能に設けるアクチュエータを、翼駆動用モータ又は線形アクチュエータとし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、該各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の独立した制御と、翼駆動用モータにおいては出力軸の交互の正、逆転駆動、又、線形アクチュエータにおいては出力軸の軸心方向の振動のそれぞれ独立した制御により、上記各羽ばたき翼ごとに迎角と、羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とする。
【００２８】
更に、上記構成における胴体の左右位置に角度変更可能に設ける翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとしたり、線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとし、該各共振型の翼駆動用モータ又は共振型の線形アクチュエータにより、所定周波数での各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした構成とする。
【００２９】
更に又、上記構成において、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の制御と、各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータによる左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた構成とする。
【００３０】
又、上述した各構成において、重心移動装置は、直線状に延びるガイド部材の任意の位置へスライダを移動させることができるようにしてある２つの重心移動アクチュエータを、胴体の前後方向と左右幅方向に沿うよう配置すると共に、一方の重心移動アクチュエータのスライダに、他方の重心移動アクチュエータのガイド部材を取り付け、且つ該他方の重心移動アクチュエータのスライダに、錘を取り付けてなる構成として、上記各重心移動アクチュエータにより、錘を、胴体の前後方向及び左右方向へ移動させることにより、機体重心の位置を胴体の前後左右方向に変位できるものとした構成とする。
【００３１】
更に、上記重心移動装置を、左右の各羽ばたき翼より胴体に対して揚力が作用する位置の下方にて機体重心の位置を胴体の前後左右方向へ変位できるものとした構成とする。
【００３２】
更に又、上記における重心移動装置は、左右の各羽ばたき翼にて垂直方向上向きの推力を発生させるときに、機体重心の位置を、上記各羽ばたき翼より胴体に対し作用する上記推力の作用点の真下の位置に保持できるものとした構成とする。
【００３３】
上述した各構成における羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記駆動ロッドと翼本体の前縁部との間に、上記駆動ロッドと直角方向に延びる柔軟性を備えた連結ロッドを介在させてなるものとした構成とする。
【００３４】
又、上記各構成における羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとした構成とする。
【００３５】
更に、上記各構成における羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を低アスペクト比とした構成とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の小型飛行装置によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）胴体の左右位置に、羽ばたき翼を設けて、該各羽ばたき翼を独立して駆動して羽ばたき作動がそれぞれ独立して制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させることができるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の各羽ばたき翼より胴体へ揚力が作用する位置に対する機体重心の相対的な位置を制御することにより、上記胴体と共に左右の各羽ばたき翼の迎角を所要角度に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成としてあるので、上記重心移動装置にて機体重心の位置を胴体の前後方向へ変位させることにより、上記胴体の前後方向角度姿勢と一緒に左右の各羽ばたき翼の迎角を変更することができる。このため、上記胴体の前後方向角度姿勢と一緒の各羽ばたき翼の迎角の制御と、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の均等な制御を行うことにより、上記各羽ばたき翼にて発生させる推力の方向及び大きさを変更できることから、該各羽ばたき翼より胴体へ作用させる揚力と推進力の大きさをそれぞれ自在に設定できて、前進飛行時の速度を低速から高速まで自在に変更できると共に、上昇、下降を自在に行なうことができる。又、胴体の前後方向角度姿勢と一緒に所要の迎角とさせた各羽ばたき翼の羽ばたき作動を左右で相違させて、発生させる推力の大きさに差を生じさせると、該各羽ばたき翼より胴体の左右位置へ作用させる推進力の大きさを変更できる。このとき同時に発生する胴体の左右位置へ作用する揚力の大きさの差を、重心移動装置にて機体重心位置を左右幅方向へ変位させて左右の重量バランスを変更することで打ち消すようにすると、胴体の左右方向を水平状態に保持したまま左右方向へ旋回させることができる。したがって、飛行速度、飛行高度を自在に変更できると共に、左右方向への旋回飛行を自在に行うことができて、高度な飛行性能を達成することができ、屋内での飛行や、屋外での気流中にて常に突風の中を飛行するような状態であっても飛行可能とすることができる。
（２）具体的には、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるためのアクチュエータをそれぞれ設け、該各アクチュエータの出力軸に、左右一対の羽ばたき翼を個別に取り付けて、上記各アクチュエータにより上記左右の羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とし、更に具体的には、上記各アクチュエータを、出力軸を胴体の略前後方向に向けて配置した翼駆動用モータ、又は、出力軸を胴体の略上下方向に向けて配置した線形アクチュエータとし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、該各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータごとに、上記駆動ロッドを介した各羽ばたき翼の胴体の上下方向への羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とすることにより、各アクチュエータとしての翼駆動用モータの出力軸を正、逆転駆動させるときの速度や角度範囲の制御、又は、線形アクチュエータの出力軸を軸心方向に振動させるときの速度や振幅の制御により、各羽ばたき翼の羽ばたき速度や羽ばたき作動時の振幅を制御できて、該各羽ばたき翼の羽ばたき作動を制御して、各羽ばたき翼にて発生させる推力の大きさを自在に制御できる。
（３）上記構成における翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとしたり、線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとし、該各共振型の翼駆動用モータ又は共振型の線形アクチュエータにより、所定周波数での各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした構成とすることにより、各羽ばたき翼を、上記翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの可動部と、羽ばたき翼と、該羽ばたき翼の羽ばたき作動に同伴されて一緒に運動する空気の慣性力と、アクチュエータより羽ばたき翼へ作用させる復元力とにより形成される振動系の共振周波数と等しい周波数となるように、上記翼駆動用モータ又は線形アクチュエータにて羽ばたき翼を羽ばたき作動させることにより、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるときに上記慣性力をキャンセルすることができる。このために、上記翼駆動用モータや線形アクチュエータの負荷を軽減させることができて、十分なペイロードを積んで長距離を長時間飛行させる場合に求められるように、羽ばたき翼を高い周波数で羽ばたき作動させる場合に有利なものとすることができる。
（４）上記構成において、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータによる左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた構成とすることにより、上記（１）、（２）又は（３）に示した効果に加えて、本発明の小型飛行装置の姿勢が崩れて所要方向に傾斜した場合には、重心移動装置により上記傾斜した側とは反対側へ機体重心の位置を変位させることにより姿勢を修正して、飛行姿勢を安定に保持することが可能となる。
（５）胴体の左右位置に、羽ばたき翼を上下方向に角度調整可能に設けて、該各羽ばたき翼を羽ばたき作動が独立に制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位できるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の羽ばたき翼より胴体に対して揚力が作用する位置に対する機体重心の相対的な位置を制御することにより上記胴体の姿勢を制御すると共に、上記各羽ばたき翼を所要の迎角に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成とすることにより、胴体の前後方向角度姿勢とは独立して、上記左右の羽ばたき翼ごとに迎角と羽ばたき作動を制御することができる。これにより、該各羽ばたき翼で発生させる推力の大きさと方向を独立に制御できるため、各羽ばたき翼より胴体の左右位置に作用させる揚力と推進力の大きさをそれぞれ独立に制御できる。このため、上記左右の羽ばたき翼より胴体の左右位置へ作用させる揚力及び推進力を、それぞれ左右で均等に大きさを制御したり、胴体の左右位置に作用させる揚力及び推進力の大きさを相違させるよう制御することにより、飛行速度や飛行高度の変更や左右方向への旋回を自在に行わせることができて、高度の飛行性能を達成できることから、（１）に示したと同様の効果を得ることができる。更に、上記飛行時には、重心移動装置により機体重心の位置を適宜制御することにより、胴体の前後方向角度姿勢を常に水平姿勢に保持することができる。
（６）具体的には、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるためのアクチュエータを、出力軸が前後方向又は上下方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付け、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けた構成とし、更に具体的には、上記胴体の左右位置に角度変更可能に設ける各アクチュエータを、翼駆動用モータ又は線形アクチュエータとし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、該各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の独立した制御と、翼駆動用モータにおいては出力軸の交互の正、逆転駆動、又、線形アクチュエータにおいては出力軸の軸心方向の振動のそれぞれ独立した制御により、上記各羽ばたき翼ごとに迎角と、羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とすることにより、各アクチュエータとしての翼駆動用モータや線形アクチュエータの出力軸の方向の回転を介して各羽ばたき翼の迎角を制御を行うと共に、上記翼駆動用モータや線形アクチュエータにより各羽ばたき翼の羽ばたき作動を制御することにより、各羽ばたき翼ごとに発生させる推力の方向及び大きさを個別に且つ自在に制御できる。
（７）上記構成における翼駆動用モータや線形アクチュエータを、上記（３）と同様に、共振型の翼駆動用モータや共振型の線形アクチュエータとし、該各共振型の翼駆動用モータ又は共振型の線形アクチュエータにより、所定周波数での各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした構成とすることにより、各羽ばたき翼を、上記翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの可動部と、羽ばたき翼と、該羽ばたき翼の羽ばたき作動に同伴されて一緒に運動する空気の慣性力と、アクチュエータより羽ばたき翼へ作用させる復元力とにより形成される振動系の共振周波数と等しい周波数となるように、上記翼駆動用モータ又は線形アクチュエータにて羽ばたき翼を羽ばたき作動させることにより、左右の各羽ばたき翼をそれぞれいかなる迎角に配置した状態であっても、羽ばたき作動させるときに上記慣性力をキャンセルすることができる。このために、上記（３）と同様の効果を得ることができる。
（８）上記構成において、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の制御と、各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータによる左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御を介した胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた構成とすることにより、上記（５）、（６）又は（７）に示した効果に加えて、本発明の小型飛行装置の姿勢が崩れて所要方向に傾斜した場合には、重心移動装置により上記傾斜した側とは反対側へ機体重心の位置を変位させることにより姿勢を修正して、飛行姿勢を安定に保持することが可能となる。
（９）重心移動装置は、直線状のガイド部材と、任意の位置へ移動可能なスライダを備えてなる２つの重心移動アクチュエータを、胴体の前後方向と左右幅方向に沿うよう配置すると共に、一方の重心移動アクチュエータのスライダに、他方の重心移動アクチュエータのガイド部材を取り付け、且つ該他方の重心移動アクチュエータのスライダに、錘を取り付けてなる構成として、上記各重心移動アクチュエータにより、錘を、胴体の前後方向及び左右方向へ移動させることにより、機体重心の位置を胴体の前後左右方向に変位できるものとした構成とすることにより、上記錘の胴体の前後左右方向への移動によって、機体重心位置の胴体の前後左右方向への変位を容易に行わせることができる。
（１０）重心移動装置を、左右の各羽ばたき翼より胴体に対して揚力が作用する位置の下方にて機体重心の位置を胴体の前後左右方向へ変位できるものとした構成とすることにより、上記機体重心の位置を胴体の前後左右方向へ変位させても、胴体の姿勢を、上記変位される重心位置が、左右の各羽ばたき翼より胴体へ揚力が作用する位置の真下に位置するようになる姿勢まで回旋させた後、容易に安定させることができる。
（１１）重心移動装置は、左右の各羽ばたき翼にて垂直方向上向きの推力を発生させるときに、機体重心の位置を、上記各羽ばたき翼より胴体に対し作用する上記推力の作用点の真下の位置に保持できるものとした構成とすることにより、各羽ばたき翼にて垂直方向上向きの推力を発生させて、胴体に、水平方向の推進力を作用させることなく揚力のみを作用させるようにした状態で、胴体の姿勢を安定させることができる。このため、上記胴体へ作用させる揚力と、機体重量とのバランスを調整することにより、垂直上昇、垂直下降、ホバリングを行なわせることができて、飛行性能を更に向上させることが可能となる。
（１２）羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記駆動ロッドと翼本体の前縁部との間に、上記駆動ロッドと直角方向に延びる柔軟性を備えた連結ロッドを介在させてなるものとした構成とすることにより、羽ばたき翼の羽ばたき作動時に翼本体に作用する空気の反力により上記連結ロッドを撓ませて、翼本体にフェザリングをパッシブに生じさせることができる。
（１３）羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとすることによっても、羽ばたき翼の羽ばたき作動時に、翼本体にフェザリングをパッシブに生じさせることができる。
（１４）羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を低アスペクト比とした構成とすることにより、低レイノルズ数にて支配される領域での翼形状をより有利なものとすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００３８】
図１（イ）（ロ）乃至図５は本発明の小型飛行装置の実施の一形態を示すもので、前後方向の長さ寸法を、たとえば、十数センチメートル程度としてある胴体２６における、たとえば、前後方向中間部付近の左右両側部に、羽ばたき速度の独立した制御により、発生させるスリップストリーム（後流）の強度を独立して制御できて、該後流の反力として得られる推力の大きさを独立に制御できるようにしてある羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを胴体２６の前方へ向けてそれぞれ設ける。又、上記胴体２６の所要位置に、錘２９を胴体２６の前後左右方向に移動させることにより機体重心Ｇの位置を胴体２６の前後左右方向へ変位させることができるようにしてある重心移動装置２８を設ける。更に、上記左右一対の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力を独立して制御すると同時に、上記重心移動装置２８により機体重心Ｇの位置を胴体２６の前後左右方向へ適宜変位させるようにして本発明の小型飛行装置の姿勢を制御することにより、飛行できるようにする。
【００３９】
以下、詳述する。
【００４０】
上記胴体２６の前後方向中間部の左右位置には、図１（イ）（ロ）に示す如く、回転型アクチュエータとしての翼駆動用モータ３０を、図示しない固定部上に、出力軸３０ａが胴体２６の前後方向に沿う配置となるよう取り付ける。なお、上記翼駆動用モータ３０は電磁モータ又は超音波モータのいずれであってもよい。
【００４１】
上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂは、上記各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａに、左右方向に延びて胴体２６の外方へ所要寸法突出するよう配置してある駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側端部）をそれぞれ直角方向に連結して固定し、出力軸３０ａを交互に正、逆転駆動することにより上記駆動ロッド３１の自由端側が胴体２６の上下方向に振られるようにする。なお、上記駆動ロッド３１は、多少の柔軟性（撓性）を備えた素材製のものとしてもよい。更に、上記各駆動ロッド３１の自由端側となる胴体２６の外方へ突出した他端部には、翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａと平行な面内に配置してある、すなわち、胴体２６の前後方向に対し平行に配置してある矩形状の翼本体３２の前縁部を、該翼本体３２の幅方向に所要間隔で配した複数本（図では３本）の連結ロッド３３を介して取り付ける。これにより、上記翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａを、所要の角度範囲で交互に正、逆転駆動させることにより、該出力軸３０ａに連結してある駆動ロッド３１が出力軸３０ａへの連結点を中心に上下方向に往復作動させられて、該駆動ロッド３１と連結ロッド３３と翼本体３２とからなる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、上記所要の角度範囲で羽ばたき作動させることができるようにしてある。更に、上記各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａを正、逆転駆動する速度を独立に制御して、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動速度（羽ばたき速度）を独立に制御したり、又、上記出力軸３０ａを正、逆転駆動する角度範囲を独立に制御して、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の振幅を独立に制御することによって、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに羽ばたき作動を独立に制御できるようにしてある。
【００４２】
更に、上記各連結ロッド３３は、柔軟性（撓性）を備えた素材製として、上記羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の際に翼本体３２に空気の反力が作用すると、その荷重を受けて上記各連結ロッド３３が所要量撓むようにしてある。これにより、上記各翼駆動用モータ３０にて羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるときには、上記各連結ロッド３３が撓むことによって、各駆動ロッド３１の往復移動に対し、上記各連結ロッド３３を介してそれぞれ接続してある各翼本体３２の往復移動が所要位相遅れると共に、該各翼本体３２の前縁（駆動ロッド３１側の縁）の往復移動に対し、後縁（反駆動ロッド３１側の縁）が所要位相遅れて追従するようになることから、各翼本体３２に、所謂フェザリングをパッシブに行わせることができるようにしてある。
【００４３】
上記各翼本体３２は、たとえば、低アスペクト比となる矩形状としてあり、たとえば、該各翼本体３２の前縁部に沿って配置した左右方向に延びる横骨部材３４と、該横骨部材３４の長手方向の複数個所（図では５個所）に一端部を取り付けると共に、他端部が翼本体３２の後縁に達するよう配置した複数本の縦骨部材３５とからなる骨組み構造に、薄いプラスチックフィルムのようなフィルム３６を張ってなる構成としてある。更に、上記各縦骨部材３５は、柔軟性（撓性）を備えてなる素材製として、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の際、上記翼本体３２のフィルム３６の受ける空気の反力により上記各縦骨部材３５がそれぞれ所要量撓むようにし、このことによっても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動時にそれぞれの翼本体３２にフェザリングをパッシブに行わせることができるようにしてある。
【００４４】
上記において各翼本体３２の形状を低アスペクト比となる形状としたのは、本発明の小型飛行装置はサイズが小さく、このため流体との相互作用は１０４〜１０５程度と低いレイノルズ数で支配されるようになるため、通常のレイノルズ数が１０５よりも大となるようなメーターサイズの飛行体とは異なり、翼弦長が翼幅に比して小さい高アスペクト比の翼形状よりも低アスペクト比の翼形状の方がより有利となるためである。
【００４５】
羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上記構成としてあるので、上記各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａを交互に正、逆転駆動させて駆動ロッド３１を胴体２６の上下方向へ振ることにより羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させると、それぞれ対応する翼本体３２の後縁側の外方領域には後流が発生し、このため、上記左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右のそれぞれ対応する位置に対し、上記後流の反力がそれぞれ推力Ｔａ，Ｔｂとして作用するようになる。よって、胴体２６の左右位置に対しては、上記左右一対の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの水平方向前向きの成分（水平分力）が、水平方向に前進させるための推進力Ｆａ，Ｆｂとしてそれぞれ作用するようになる。又、上記左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動によりそれぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの垂直方向上向きの成分（垂直分力）と、本発明の小型飛行装置が前進飛行するときに、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、胴体２６の前後方向角度姿勢と同様の平均迎角（羽ばたき作動時のフェザリングによる角度変化を考慮しない水平面に対する前後方向の角度姿勢、以下、単に迎角という）に保持された状態で大気中を前進することに起因して、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角に応じ且つ前進速度の二乗に比例して該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに作用することとなる垂直方向上向きの力（通常揚力又は非羽ばたき揚力）との和が、それぞれ揚力（浮上力）Ｌａ，Ｌｂとして各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へ作用するようになる。これにより、本発明の小型飛行装置全体では、上記左右の各羽ばたき翼２７ａと２７ｂより胴体２６の左右位置に個別に作用させる推力ＴａとＴｂの合力が、機体全体の推力（以下、全体推力という）Ｔとして作用するようになり、同様に、左右の各羽ばたき翼２７ａと２７ｂより、胴体２６の左右位置に個別に作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂの合力が、機体全体の推進力（以下、全体推進力という）Ｆとして、又、胴体２６の左右位置に個別に作用させる揚力ＬａとＬｂの合力が、機体全体の揚力（以下、全体揚力という）Ｌとしてそれぞれ作用するようになる。したがって、上記胴体２６の前後方向の角度姿勢を調整し、該胴体２６に前向きに取り付けてある左右の各翼駆動用モータ３０と一緒に、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角（角度姿勢）を調整して、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向を変化させると共に、各翼駆動用モータ３０によりそれぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を独立して調整して、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさ（強さ）を変化させることにより、胴体２６の左右位置に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂよりそれぞれ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさと左右のバランスを自在に変更できるようにしてある。又、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向及び大きさの調整により、該各推力Ｔａ，Ｔｂの垂直分力の大きさを増減させると同時に、上記各推力Ｔａ，Ｔｂの水平分力である推進力Ｆａ，Ｆｂを各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させて本発明の小型飛行装置を前進飛行させるときの飛行速度に応じて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用する通常揚力又は非羽ばたき揚力の大きさを制御することにより、胴体２６の左右位置に対して各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂよりそれぞれ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂの大きさ（強さ）と左右のバランスを自在に変更できるようにしてある。
【００４６】
次に、上記構成としてある本発明の小型飛行装置では、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角は、胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に変化させられるようにしてあるために、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を所要の角度に設定して保持するためには、胴体２６の前後方向角度姿勢を一定の角度に保持する必要がある。このように胴体２６の前後方向角度姿勢を所要の角度姿勢で一定に保持できるようにするためには、その角度姿勢となるときに、本発明の小型飛行装置全体の重心（以下、機体重心という）Ｇと、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６に対して全体揚力Ｌが作用する点（以下、揚力作用点という）Ｐとの相対的な位置関係が、胴体２６側方より見て、図２（イ）（ロ）及び図３（イ）（ロ）（ハ）に示す如く、上下方向に並んで、上記機体重心Ｇと揚力作用点Ｐが前後方向に揃うようにすることが必要とされる（上記揚力作用点Ｐは、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の中心となる左右の翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａ付近に存在している）。すなわち、たとえば、胴体２６側方より見て、機体重心Ｇの位置が揚力作用点Ｐに対し前後方向にずれると、胴体２６に対しては、回転モーメント（回旋力）が作用するようになり、このために、上記胴体２６は、機体重心Ｇの位置が、揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶ配置になるまで前後方向角度姿勢が上下方向に回転させられ、その後、回転後の新たな角度姿勢にて前後方向角度姿勢が安定されることとなる。なお、上記のように機体重心Ｇの位置を、胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶような配置とさせて、胴体２６の前後方向角度姿勢を所要の角度姿勢とさせる場合は、一般に、機体重心Ｇの位置が、揚力作用点Ｐよりも下方にある方がより安定させ易い。そのために、本発明の小型飛行装置では、機体重心Ｇの位置を、上記揚力作用点Ｐよりも下方位置にて胴体２６の前後方向及び左右方向へ変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を制御できるようにするための以下のような重心移動装置２８を設けるようにしてある。
【００４７】
上記重心移動装置２８は、図１（イ）（ロ）に示す如く、直線状に延びるガイド部材３８と、該ガイド部材３８上に長手方向にスライド可能に取り付けたスライダ３９と、該スライダ３９を上記ガイド部材３８の長手方向の任意の位置へ移動させることができるようにしてある超音波モータや電磁モータ等の図示しない駆動装置とからなる構成を有する左右方向重心移動アクチュエータ３７を備え、上記ガイド部材３８を、上記胴体２６の所要位置、たとえば、胴体２６のやや後部寄り位置に、左右幅方向に延びるよう配置して取り付けることにより胴体２６に設置するようにしてある。更に、上記左右方向重心移動アクチュエータ２７と同様に、直線状に延びるガイド部材４１と、該ガイド部材４１上にスライド可能に取り付けたスライダ４２と、該スライダ４２を上記ガイド部材４１の長手方向の任意の位置へ移動させるための超音波モータや電磁モータ等の図示しない駆動装置とからなる構成としてある前後方向重心移動アクチュエータ４０を備えて、上記ガイド部材４１を、胴体２６の前後方向に沿う方向に配置すると共に、該ガイド部材４１の長手方向中間部の下面を、上記左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９の上側に取り付けるようにする。更に、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０のスライダ４２の上側に、所要重量を備えた錘２９を載置して取り付けた構成としてある。なお、上記錘２９としては、本発明の小型飛行装置に常時搭載すべきバッテリー（図示せず）等、胴体２６上にて前後左右方向へ移動させてもその機能に影響のない部材の重量を適宜利用するようにすればよい。又、上記において、胴体２６の所要個所に、上記左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９を移動させて該スライダ３９上の前後方向重心移動アクチュエータ４０を左右方向へ移動させるときに、該前後方向重心移動アクチュエータ４０のガイド部材４１の前後方向の両端部を、左右方向にスライド自在に受けてガイドするための図示しないガイド機構を設けるようにしてもよい。
【００４８】
上記構成としてある重心移動装置２８は、前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２をガイド部材４１の前後方向へ動かして、該スライダ４２と一緒に錘２９を前後方向へ移動させることにより、機体重心Ｇの位置を前後方向へ変位させることができるようになる。たとえば、図２（イ）に示す如く、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２を錘２９と一緒にガイド部材４１の前端部付近へ移動させることにより、前方へ変位させられる機体重心Ｇの位置を、胴体２６の前後方向角度姿勢を前方やや上向きの角度姿勢とするときに、胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に揃う配置とさせることができるようにしてある。一方、図２（ロ）に示す如く、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２を錘２９と一緒にガイド部材４１の後端部まで移動させることにより、機体重心Ｇの位置を胴体２６の後方側へ変位させ、この胴体２６の後方側へ変位される機体重心Ｇが胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶ配置となるように胴体２６が回転させられるようにすることにより、該胴体２６の前後方向角度姿勢を、機首が大きく上を向く前方斜め上向きの角度姿勢とさせることができるようにしてある。なお、図２（イ）（ロ）における符号ｒは、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９を胴体２６の前後方向へ移動させるときに機体重心Ｇが前後方向へ変位する重心移動領域を示す。
【００４９】
更に、上記左右方向重心移動アクチュエータ３７にて、スライダ３９を左右方向へ動かして、該スライダ３９と一緒に、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０及び錘２９を左右方向へ移動させることにより、機体重心Ｇの位置を、胴体２６の左右方向へ変位させて、本発明の小型飛行装置全体の重量（以下、機体重量という）Ｗの胴体２６の左右両側位置での重量バランスを変化させることができるようにしてある。したがって、本発明の小型飛行装置を飛行させる際、左右の羽ばたき翼２７ａと２７ｂより胴体２６の左右位置にそれぞれ作用させる揚力ＬａとＬｂによって支持させるべき重量の割合を左右で自在に変化させることができるようにしてある。
【００５０】
上記構成としてあるので、本発明の小型飛行装置を所要の飛行高度を高速で前進飛行させる場合は、予め、重心移動装置２８の左右方向重心移動アクチュエータ３７にて、スライダ３９を、ガイド部材３８の長手方向中間部に位置させることにより、前後方向重心移動アクチュエータ４０及び錘２９を胴体２６の幅方向の中心線に沿うように配置させ、これにより、機体重心Ｇを胴体２６の左右方向の中央部に位置させて、機体重量Ｗが左右方向で均等になる状態としておく。この状態にて、図２（イ）に示す如く（なお、図２（イ）（ロ）では羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの記載は省略してある）、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２と一緒に錘２９をガイド部材４１の前端部付近へ移動させて、機体重心Ｇを、重心移動領域ｒの前側寄りに位置させて、胴体２６側方から見て該機体重心Ｇが揚力作用点Ｐの真下に位置するようにして、胴体２６の前後方向角度姿勢を、進行方向前方に対しやや上向きの角度姿勢となるようにし、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、上記胴体２６と同様に進行方向前方に対しやや上向きとなる迎角で配置されるようにする。更に、各翼駆動用モータ３０により、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させて、該左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角に沿う進行方向前方に対しやや上向きの均等な大きさの推力Ｔａ及びＴｂをそれぞれ発生させ、この各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの合力である全体推力Ｔの大きさを適宜制御することにより、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６に作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂの合力である全体揚力Ｌが、機体重量Ｗと釣合う大きさとなるようにする。これにより、本発明の小型飛行装置全体では、全体揚力Ｌと機体重量Ｗが釣合って互いに相殺されるため、胴体２６を動かす力としては、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔの水平分力として得られる全体推進力Ｆのみが、進行方向前方に向けて大きく作用するようになる。このことから、本発明の小型飛行装置は、飛行高度を保持しながら、上記全体推進力Ｆの大きさに応じた速い飛行速度で前進飛行できるようになる。なお、本発明の小型飛行装置の飛行速度は、前進飛行するときに各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの平均迎角に起因して生じる抵抗成分（抗力）と、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂとの釣合いで決定される。
【００５１】
上記のように、一定の飛行高度で前進飛行している本発明の小型飛行装置の飛行速度を低下させる場合には、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより発生させる全体推力Ｔの水平分力として得られる全体推進力Ｆを小さくすればよい。このように全体推進力Ｆを小さくするにあたり、全体推力Ｔの発生方向を変えることなく単に大きさを減少させるだけでは、全体推力Ｔの減少に伴って、該全体推力Ｔの垂直分力が減少するため、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させている全体揚力Ｌも減少することとなり、このため該全体揚力Ｌが不足して機体重量Ｗを支えきれなくなって飛行高度が下降してしまうことになる。このために、本発明の小型飛行装置を、一定の飛行高度を保持して飛行させながら飛行速度を低下させるためには、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより上記揚力作用点Ｐに作用させる全体揚力Ｌを、機体重量Ｗと釣合う大きさのまま保持する必要がある。そこで、本発明の小型飛行装置では、飛行速度を遅くする場合には、図２（イ）に示す如き飛行姿勢から、機首を上方に向けて、胴体２６の前後方向角度姿勢を進行方向前方より上方へ傾斜させた飛行姿勢とさせることにより、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を大きくして、発生させる全体推力Ｔの方向を変えることで、上記全体揚力Ｌの不足を補うようにしてある。
【００５２】
したがって、低速飛行する場合は、図２（ロ）に示す如く、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により、スライダ４２と一緒に錘２９をガイド部材４１の後端部へ移動させて、機体重心Ｇを、重心移動領域ｒの後端部側へ変位させ、この胴体２６の後方側へ変位された機体重心Ｇが、胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶ配置をとろうとすることで生じる回転モーメント（回旋力）により、胴体２６の前後方向角度姿勢を、進行方向前方に対して上向きに大きく傾斜させて、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、上記胴体２６と一緒に進行方向前方に対して上向きの大きな迎角で配置させる。同時に、各翼駆動用モータ３０による左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を均等に減じて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより発生させる全体推力Ｔを、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６に対し作用される全体揚力Ｌが、機体重量Ｗと釣合う状態となるように減少させる。このようにすることにより、上記全体揚力Ｌを、機体重量Ｗと釣合う状態に維持したまま全体推力Ｔの水平分力として得られる全体推進力Ｆを減少させることができるため、飛行高度に変化を生じさせることなく、本発明の小型飛行装置の前進飛行速度を、上記減少された推進力Ｆに対応する速度に低下させることができる。このため、本発明の小型飛行装置は、低速で前進飛行されるようになる。
【００５３】
上記前後方向重心移動アクチュエータ４０により、スライダ４２と一緒に錘２９の位置を、ガイド部材４１に沿って胴体２６の前後方向に移動させて、機体重心Ｇの位置を、重心移動領域ｒの中間部の所要位置に配置させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を、図２（イ）に示した如き高速飛行状態とするときの角度姿勢と、図２（ロ）に示した如き低速飛行状態とするときの角度姿勢の間の任意の角度姿勢とさせると共に、該胴体２６の前後方向角度姿勢と同様の迎角とされる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、翼駆動用モータ３０により羽ばたき作動させて、得られる全体揚力Ｌが機体重量Ｗと釣合う大きさとなるように全体推力Ｔを制御して発生させるようにすれば、本発明の小型飛行装置を、飛行高度を保持しながら上記高速飛行と低速飛行の間の任意の飛行速度で前進飛行させることができるようになる。
【００５４】
上記のように本発明の小型飛行装置を、所定の飛行速度で前進飛行させているときに、該飛行速度を一定に保持した状態にて、飛行高度を変化させる場合には、以下のようにする。すなわち、たとえば、図３（イ）に示す如く（図３（イ）（ロ）（ハ）では羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの記載は省略してある）、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２上の錘２９を、ガイド部材４１の長手方向中間部に位置させることにより、機体重心Ｇを、重心移動領域ｒの前後方向中間部に位置させ、これにより、胴体２６の前後方向角度姿勢を、上記機体重心Ｇが、胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶような所要の角度姿勢とした状態にて、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させて、所要の全体推力Ｔを発生させることにより、本発明の小型飛行装置を、上記全体推力Ｔの水平分力として得られる所要の全体推進力Ｆに応じて前進飛行させ、且つ上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用される全体揚力Ｌが機体重量Ｗと釣合うようにして、飛行高度が一定に保たれる状態を初期状態とする。この初期状態から、飛行速度を変化させることなく飛行高度を上昇させる場合には、図３（ロ）に示す如く、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２と一緒に錘２９を後方へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を、図３（イ）に示した如き初期状態よりも胴体２６の後方側へ変位させることにより、胴体２６の前後方向角度姿勢の進行方向前方からの傾きを大きくして、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を増大させ、この迎角が増大された各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔの水平分力である全体推進力Ｆが、迎角の増大に伴って各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが大気中を前進するときに生じる抗力が増加しても、図３（イ）に示した如き初期状態のときと同様の前進飛行速度を維持できるような大きさ、すなわち、全体推進力Ｆが図３（イ）に示した如き初期状態の全体推進力Ｆよりもやや大きくなるように、全体推力Ｔの大きさを増加させる。これにより、上記全体推力Ｔの垂直分力が増加されると共に、初期状態のときと同様の前進飛行速度が維持される本発明の小型飛行装置にて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角が増大されることに伴って、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに対して作用する通常揚力又は非羽ばたき揚力が増加されるようになるため、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用する全体揚力Ｌは、図３（イ）に示した初期状態より増加させられて、機体重量Ｗを上回るようになる。よって、本発明の小型飛行装置は、飛行速度が一定に保持されたまま飛行高度が上昇させられるようになる。
【００５５】
一方、上記図３（イ）に示す如き初期状態より、飛行速度を維持したまま飛行高度を下げる場合は、図３（ハ）に示す如く、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２と一緒に錘２９を前方へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を、図３（イ）に示した如き初期状態よりも胴体２６の前方側へ変位させることにより、胴体２６の前後方向角度姿勢の進行方向前方からの傾きを小さくして、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を減少させ、この迎角が減少された各羽ばたき翼２６ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔの水平分力である全体推進力Ｆが、迎角の減少に伴って各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが大気中を前進するときに生じる抗力が減少するときにも、図３（イ）に示した如き初期状態のときと同様の前進飛行速度を維持できるような大きさ、すなわち、全体推進力Ｆが図３（イ）に示した如き初期状態の全体推進力Ｆよりもやや小さくなるように、全体推力Ｔの大きさを減少させる。これにより、上記全体推力Ｔの垂直分力が減少されると共に、初期状態のときと同様の前進飛行速度が維持される本発明の小型飛行装置にて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角が減少されることに伴って、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに対して作用する通常揚力又は非羽ばたき揚力が減少されるようになるため、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用する全体揚力Ｌは、図３（イ）に示した初期状態より減少させられて、機体重量Ｗよりも小さくなる。よって、本発明の小型飛行装置は、飛行速度が一定に保持されたまま飛行高度が下降させられるようになる。
【００５６】
更に、上記のように本発明の小型飛行装置を、胴体２６の前後方向角度姿勢をある一定の角度姿勢に保持して飛行高度を一定に保持した状態で前方へ飛行させる際、左右の各翼駆動用モータ３０による胴体２６左側の羽ばたき翼２７ａの羽ばたき作動と、胴体２６右側の羽ばたき翼２７ｂの羽ばたき作動とを相違させて、たとえば、図４（イ）に示す如く（図４（イ）（ロ）では羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの記載は省略してある）、羽ばたき翼２７ａより胴体２６の左側に作用する推力Ｔａの方が、羽ばたき翼２７ｂより胴体２６の右側に作用する推力Ｔｂよりも大きくなるようにすると、上記推力Ｔａの水平分力として胴体２６の左側に作用する推進力Ｆａの方が、上記推力Ｔｂの水平分力として胴体２６の右側に作用する推進力Ｆｂよりも大きくなる。これにより、本発明の小型飛行装置全体に対しては、飛行中の進行方向を、より推進力の小さい右側へ偏らせるような力が作用することとなる。
【００５７】
なお、上記のように左右の羽ばたき翼２７ａと２７ｂでそれぞれ発生させる推力ＴａとＴｂの大きさを相違させると、胴体２６の左側に作用する上記推力Ｔａの垂直分力の方が、胴体２６の右側に作用する上記推力Ｔｂの垂直分力に比して大きくなり、このために、胴体２６の左側に作用する揚力Ｌａの方が、胴体２６の右側に作用する揚力Ｌｂよりも大きくなるため、胴体２６を揚力がより小さい右側へ傾けようとする力が発生することとなる。このため、本発明の小型飛行装置では、左右方向重心移動アクチュエータ３７により、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０とを一緒に、より大きな揚力Ｌａが作用するようになる胴体２６の左方向へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を、図４（イ）に二点鎖線で示す如き胴体２６の左右幅方向の中央部としてある初期状態より、図４（イ）に実線で示す如く、胴体２６左側寄り位置に変位させるようにする。これにより、上記胴体２６の左側と右側に作用する揚力ＬａとＬｂの大きさの差に応じて、上記胴体２６の左側と右側の重量バランスを、左側の方が右側よりも重くなるように変化させて、上記左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置にそれぞれ作用される揚力ＬａとＬｂに差が生じていても、胴体２６が左右方向へ傾くことを防止するようにしてある。
【００５８】
したがって、本発明の小型飛行装置は、胴体２６の左右方向を水平状態に保ったまま、静かな気流中においては、図４（イ）に矢印ｓで示す如く、右方向へ旋回飛行することができるようになる。又、飛行している小型飛行装置を左へ旋回させようとする乱れた気流中においては、小型飛行装置の進行方向を保持して該小型飛行装置が所定の飛行コースから左方向へ外れるのを防止する効果を得ることができるようになる。
【００５９】
一方、上記とは逆に、左右の各翼駆動用モータ３０による左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を相違させて、図４（ロ）に示す如く、右側の羽ばたき翼２７ｂで発生させる推力Ｔｂの方が、左側の羽ばたき翼２７ａで発生させる推力Ｔａよりも大きくなるようにして、胴体２６の右側に作用する推進力Ｆｂの方が胴体２６の左側に作用する推進力Ｆａよりも大きくなるようにすると共に、この際生じる胴体２６の右側に作用する揚力Ｌａと胴体２６の左側に作用する揚力Ｌｂとの差に対応させて、左右方向重心移動アクチュエータ３７により、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０を、より大きな揚力Ｌｂが作用している胴体２６の右方向へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を、図４（ロ）に二点鎖線で示す如き胴体２６の左右幅方向の中央部としてある初期状態より、図４（ロ）に実線で示す如く、胴体２６の右側寄りの位置へ変位させて、上記胴体２６の右側の方が左側よりも重くなるように左右の重量バランスを調整することにより、本発明の小型飛行装置を、静かな気流中では、胴体２６の左右方向を水平状態を保持したまま、図４（ロ）に矢印ｔで示す如く、左方向へ旋回飛行させることができ、又、飛行している小型飛行装置を右へ旋回させようとする乱れた気流中では、小型飛行装置の進行方向を保持して該小型飛行装置が所定の飛行コースから右方向へ外れるのを防止する効果を得ることができるようになる。
【００６０】
なお、上記のように左右方向への旋回飛行を行わせたり、乱れた気流中にて飛行コースから外れるの防止するために、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを相違させるようにする際、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置にそれぞれ作用させる揚力ＬａとＬｂの和、すなわち、全体揚力Ｌが、機体重量Ｗと釣合うようにしておけば、本発明の小型飛行装置の飛行高度は変化しない。又、上記において、全体揚力Ｌが機体重量Ｗを上回るようにすれば、左右方向へ旋回させながら飛行高度を上昇させることができ、一方、全体揚力Ｌが機体重量Ｗよりも小さくなるようにすれば、左右方向へ旋回させながら飛行高度を低下させることが可能となる。
【００６１】
したがって、上記重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０による錘２９の前後方向への移動の制御により、機体重心Ｇ位置を前後方向へ変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂによる推力発生方向の制御を行うこと、左右の翼駆動用モータ３０により各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を個別に制御することにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力ＴａとＴｂの大きさを個別に制御すること、及び、上記重心移動装置２８の左右方向重心移動アクチュエータ３７による錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０の左右方向への移動の制御により、機体重心Ｇ位置を左右方向へ変位させて機体重量Ｗの左右のバランスを制御すること、とを組み合わせれば、本発明の小型飛行装置は、前進飛行速度を低速から高速まで自在に変化させることができると共に、左右方向へ自在に旋回でき、更に、飛行高度を自在に変更できて、高度な飛行性能を達成できる。
【００６２】
このように、本発明の小型飛行装置は、重心移動装置２８における前後方向重心移動アクチュエータ４０により、機体重心Ｇの胴体２６前後方向位置を変位させて胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に決定される左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の制御と、左右方向重心移動アクチュエータ３７による機体重心Ｇ位置の胴体２６左右方向位置の変位による胴体２６の左右方向の角度姿勢の制御と、各翼駆動用モータ３０による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの独立した羽ばたき作動の制御により、上述した如き飛行速度、飛行高度の変更や、左右への旋回等の高度な飛行性能を達成できるものであるが、更に、本発明では、前述したように、サイズが小型としてあるために、実際の環境下を飛行する場合には、環境に存在する気流の影響を受けて常に乱流の中を飛行するような状態になることから、自律制御を行う制御機構を備えている。すなわち、上記乱流の中を飛行するような状態になると、小型の飛行体では、容易に姿勢が乱される虞があると共に、乱流の中を飛行することに伴い、所望する飛行コースから容易に逸脱する虞も懸念され、一方、このような姿勢の乱れの修正や所望する飛行コースからの逸脱の修正を、作業者が無線制御等によってその都度行うことは困難であることから、本発明の小型飛行装置では以下のような制御機構を備えて、飛行の自律制御を行わせることができるようにしてある。
【００６３】
図５は、その制御機構を示すもので、胴体２６の所要位置に、ＧＰＳや磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ等の位置センサ４３、ジャイロ等の姿勢センサ４４、障害物の検出を行うための衝突防止センサ４５を設け、該各センサ４３，４４，４５からの信号を基に、上記重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７に個別に制御指令を与えると共に、胴体２６の左右位置の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに対応する各翼駆動用モータ３０にそれぞれ独立した制御指令を与えるコントローラ４６を備える。
【００６４】
更に、胴体２６の所要位置には、外部の図示しない制御装置より無線で発せられる本発明の小型飛行装置の使用目的に応じた飛行指令を受信して、上記コントローラ４６に入力するための無線受信器４７及び指令設定器４８を設けるようにしてある。更に、上記コントローラ４６より出力される本発明の小型飛行装置の現在位置や飛行状況等を、上記外部の制御装置へ無線で送信するための状態監視器４９並びに無線送信器５０を設けるようにしてある。
【００６５】
上記コントローラ４６について詳述すると、その機能の一つとしては、先ず、飛行制御機能がある。これは、本発明の小型飛行装置を所定の目標位置まで飛行させ、その後、所望の作業の終了後に初期位置又は所定の場所まで戻らせるためのものである。したがって、ＧＰＳや、ＧＰＳ電波の届かないところでは磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ等の位置センサ４３より入力される信号に基づいて本発明の小型飛行装置自体の位置（たとえば、三次元座標）を検出することができるようにしてある。又、外部の制御装置より無線受信器４７、指令設定器４８を介して飛行指令、たとえば、目標位置がＧＰＳ座標等により設定されると、上記検出された自己の初期位置（離陸位置）から目標位置に至るための方向、距離等を求めて、飛行コースを、たとえば、先ず、なるべく垂直に近い角度姿勢で所要高さ位置まで垂直上昇した後、目標位置に向けて所要方位へ前進飛行するというような飛行コースを自動的に判断して設定できるようにしてある。更に、該設定された飛行コースに沿って飛行するために要求される飛行速度の変化、飛行高度の変化、左右方向への旋回等を行わせるために、上記重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０に指令を与えて、錘２９の前後方向への移動による機体重心Ｇ位置を前後方向へ変位させ、胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂによる推力発生方向の制御を行うこと、左右の翼駆動用モータ３０に個別に指令を与えて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を個別に制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力ＴａとＴｂの大きさを個別に制御すること、上記重心移動装置２８の左右方向重心移動アクチュエータ３７に指令を与えて、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０の左右方向への移動による機体重心Ｇ位置を左右方向へ変位させて、機体重量Ｗの左右のバランスを制御することを、適宜組み合わせることにより、小型飛行装置全体に作用させるべき全体揚力Ｌ及び全体推進力Ｆを変化させたり、胴体２６の左右位置に作用させるべき推進力Ｆａ，Ｆｂを個別に変化させたり、この胴体２６の左右位置に作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂを個別に変化させることに伴って胴体２６の左右位置に作用する揚力Ｌａ，Ｌｂに差が生じても、胴体２６が左右方向へ傾かないように機体重心Ｇの位置を左右方向へ変位させることができるようにしてある。これにより、本発明の小型飛行装置は、上記設定された飛行コースに沿って上記目標位置まで飛行することができるようにしてある。
【００６６】
又、本発明の小型飛行装置は上記したように乱流によって飛行コースを容易に乱され易いことから、上記コントローラ４６の飛行制御機能としては、本発明の小型飛行装置を上記のように所定の飛行コースに沿って飛行させる際に、ＧＰＳ座標等の上記位置センサ４３からの信号に基づいて本発明の小型飛行装置の現在の飛行位置を常時監視し、現在の飛行位置が、上記所定の飛行コースからずれていることが検出された場合には、このずれを修正するための飛行速度の変化、飛行高度の変化、及び、左右方向への旋回を行わせることができるように、上記と同様にして、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０、左右方向重心移動アクチュエータ３７及び左右の翼駆動用モータ３０への個別の指令を適宜与えて、左右方向へ旋回させたり、上昇あるいは下降を行わせることができるようにし、これにより、飛行コースが乱されても随時修正しながら本発明の小型飛行装置を目標位置まで飛行させることができる機能も有するようにしてある。
【００６７】
更に、上記コントローラ４６の飛行制御機能としては、目標位置における所定の目的が達成された後に、本発明の小型飛行装置を初期位置（離陸位置）あるいは予め設定された所定の位置まで戻るように帰還用の飛行コースを設定すると共に、該帰還用飛行コースに沿って上記したと同様の制御を行うことで飛行させることもできるようにしてあるものとする。
【００６８】
上記コントローラ４６の別の機能としては、姿勢制御機能がある。これは、上述したように本発明の小型飛行装置は、飛行中に乱流によって容易に姿勢が乱される虞があることから、上記コントローラ４６は、搭載してある姿勢センサ４４より入力される信号に基づいて、飛行しているときの胴体２６の前後方向及び左右方向の角度姿勢を常時監視し、胴体２６の前後方向角度姿勢の検出値が、そのときの飛行速度で前進飛行させるときに必要とされる羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角と同様に設定されているべき胴体２６の前後方向の角度姿勢からずれている場合には、前後方向重心移動アクチュエータ４０へ適宜指令を与えて、錘２９の位置を胴体２６の前後方向に所要量移動させることにより、機体重心Ｇ位置を前後方向へ変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を、上記飛行速度で前進飛行させる場合に要求される角度姿勢と一致するように修正することができるようにしてある。又、胴体２６の左右方向が、水平状態より傾いている場合には、左右方向重心移動アクチュエータ３７へ適宜指令を与えて、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０の位置を左右方向へ所要量移動させることにより、機体重心Ｇの位置を、そのとき行っている前進飛行あるいは左右方向への旋回飛行のときに設定されているべき位置より、左右の傾斜した方向とは逆の方向へ変位させて、左右の重量バランスを変化させることで、胴体２６の左右方向の傾きを水平状態に修正して、飛行中は、該胴体２６の左右方向を水平状態に保持することができるようにしてある。
【００６９】
上記コントローラ４６の更に別の機能としては、飛行コース上に存在する障害物を自動的に回避する障害物回避機能も備えているものとする。これは、衝突防止センサ４５より入力される信号に基づいてコントローラ４６が進行方向前方を常に監視し、飛行コースの前方に障害物の存在が検出されると、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０、及び、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０及び左右方向重心移動アクチュエータ３７へ適宜指令を与えることにより、飛行方向を上下左右方向へ適宜変更して上記障害物を迂回させるようにしてある。このようにして障害物を避けた後は、コントローラ４６の有する上記飛行制御機能に基づいて、目標位置に至る飛行コースあるいは帰還用飛行コースに戻させるようにすればよい。
【００７０】
上記衝突防止センサ４５としては、たとえば、光フロー（Optic Flow）センサを採用すればよい。これは、ある移動体が移動しているときに該移動体より外部を視覚的に観測すると、得られる外部の像は、進行方向前方の一点より放射状に拡大し、移動体の上下左右位置では後方へ該移動体の速度と対応する速さで最も速く流れた後、進行方向後方の一点に集約されるように変化する。この際、上記移動体の進行方向の前方に位置している物体は、視界上における相対位置が変化せず、進行方向の前方からずれた位置に存在している物体は、その進行方向からの上下左右へのずれ方向に応じて、視界上では上下左右方向にその相対位置が変化すること、又、これらの進行方向前方からずれた位置に存在する物体は、進行方向からのずれが小さいほど、視界上における相対位置の変化率が大きくなる、という原理を利用して進行方向前方の障害物を検出できるようにしてある。
【００７１】
更に又、胴体２６の図示しない所定位置には、本発明の小型飛行装置の使用目的に応じたペイロード５１として、たとえば、遠隔地の情報収集を目的とする場合には、画像撮影用のＣＣＤセンサ５１ａや、雰囲気ガス中に存在する物質を検出するための化学センサ５１ｂ、バイオセンサ５１ｃ等の各種センサや、搬送対象物の離脱操作や把持操作等を行わせるための把持装置（図示せず）のようなペイロード５１を搭載できるようにしてある。
該ペイロード５１が、各種センサである場合には、図５に示す如く、該センサによる計測結果を、上記状態監視器４９へ送り、上記コントローラ４６より入力される本発明の小型飛行装置の現在位置や飛行状況等と一緒に無線送信器５０を経て外部の制御装置へ無線で送信させるようにしてもよい。なお、本発明の小型飛行装置では、上記したように一定の飛行高度で飛行速度を変化させる場合や、一定の飛行速度で飛行高度を変化させるときには、胴体２６の前後方向の角度姿勢が変化する。このため、上記ペイロード５１としてＣＣＤセンサ５１ａを用いる場合には、たとえば、上記ＣＣＤセンサ５１ａを、胴体２６に、該胴体２６の前後方向角度姿勢がある一定の角度姿勢となるときに、ＣＣＤセンサ５１ａが下向きや前方斜め下向きの配置となるように取り付けておき、目標位置にて撮影を行う際には、本発明の小型飛行装置を、胴体２６の角度姿勢が上記一定の角度姿勢となるよう予め設定してある所定の飛行速度で、且つ飛行高度を変化させずに飛行させるようにコントローラ４６にて飛行制御させたり、あるいは、上記ＣＣＤセンサ５１ａを、胴体２６に対し、該ＣＣＤセンサ５１ａの向きが、胴体２６の姿勢にかかわらず常に下向きや前方斜め下向きとなるよう、ユニバーサルジョイント等を介して取り付けておくようにすればよい。
【００７２】
更に、図１（イ）に示す如く、胴体２６の所要位置には、本発明の小型飛行装置を接地させるための脚５２を設けるようにしてある。該脚５２は、たとえば、本発明の小型飛行装置を離陸させるときに、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより全体推力Ｔをできるだけ垂直方向に近い角度で発生させて、該全体推力Ｔより得られる垂直分力が最大となるようにして、全体揚力Ｌを最も効率よく得ることができるようにするために、図２（ロ）に示す如く、胴体２６に作用する全体推力Ｔのうち水平方向の成分である全体推進力Ｆが最も小さくなるように、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２と錘２９をガイド部材４１の後端部まで移動させ、機体重心Ｇを、重心移動領域ｒの最後部まで変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を最も垂直に近い角度姿勢とした状態として、地上等に載置できるように設けるようにすればよい。
【００７３】
なお、本発明の小型飛行装置は飛行体であることから、上記した各種構成要素は、いずれも軽量であることが重要になる。したがって、上記各種構成要素は、いずれも、要求される強度や機能が満たされる範囲内において軽い材質のものを適宜選択して用いるようにすればよい。
【００７４】
上記構成としてある本発明の小型飛行装置を使用する場合は、作業者が所要の離陸位置まで搬送して地上や所要個所に脚５２を介して載置した状態にて、外部の制御装置より無線にて目標位置までの飛行及び所要の目的、たとえば、ペイロード５１として搭載してある各種センサによる上記目標位置の状況観測等を行うよう飛行指令を発すると、該指令が本発明の小型飛行装置の無線受信器４７及び指令設定器４８を経てコントローラ４６に入力される。このようにコントローラ４６へ指令が入力されると、該コントローラ４６では、上記指定された目標位置までの飛行コースが設定され、この所定の飛行コースに沿って飛行できるような揚力や推進力が得られるように、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０と、左右方向重心移動アクチュエータ３７へそれぞれ指令が発せられる。これにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが翼駆動用モータ３０によりそれぞれ羽ばたき作動されると共に、胴体２６の前後方向及び左右方向の姿勢が制御されることから、本発明の小型飛行装置は、ほぼ垂直に近い角度姿勢で離陸した後、上記所定の飛行コースに沿って目標位置まで飛行するようになる。
【００７５】
この飛行の際、乱流等により姿勢が乱れると、姿勢センサ４４より入力される信号によりコントローラ４６にて該姿勢の乱れが検出されて、この姿勢の乱れを修正するよう上記コントローラ４６より重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ指令が発せられて、機体重心Ｇの位置が前後左右方向に適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置の姿勢の乱れは解消された状態で飛行を継続できるようになる。
【００７６】
又、風の影響等により所定の飛行コースから逸脱すると、位置センサ４３からの信号によりコントローラ４６にて飛行コースからのずれが検出されて、この飛行コースからのずれを修正するよう上記コントローラ４６より各翼駆動用モータ３０及び重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令が発せられて、揚力や推進力が適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置は目標位置へ向けて飛行できるようになる。
【００７７】
更に、飛行コース上に障害物がある場合には、衝突防止センサ４５からの信号によりコントローラ４６にて上記障害物が検出され、この障害物を迂回して飛行できるよう上記コントローラ４６より各翼駆動用モータ３０及び重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ指令が発せられて、揚力や推進力が適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置は障害物を避けて飛行できるようになる。
【００７８】
本発明の小型飛行装置が目標位置に達すると、ペイロード５１に搭載したセンサによる上記目標位置の状況が計測されて、たとえば、上記センサをＣＣＤセンサ５１ａとした場合には、上記目標位置の状況の映像が撮影でき、又、化学センサ５１ｂとしたり、バイオセンサ５１ｃとした場合には、上記目標位置における雰囲気ガスの分析等を行わせて、該目標位置の映像や雰囲気中のガス成分の分析結果等を、状態監視器４９、無線送信器５０を介し外部の制御装置へ送信させることができるようになる。
【００７９】
その後、上記目標位置における目的の作業が終了すると、離陸位置あるいは予め指定された所定位置まで帰還するための飛行コースに沿って飛行できるよう上記コントローラ４６より各翼駆動用モータ３０及び重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ指令が発せられて、揚力及び推進力が適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置は、上記離陸位置あるいは所定位置まで帰還させられるようになる。
【００８０】
このように、本発明の小型飛行装置によれば、胴体２６の左右位置に設けてある各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、機体重心Ｇ位置の前後方向への変位による胴体２６の前後方向角度姿勢の変更に伴って制御できると共に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を独立に制御できるようにしてあり、更には、胴体２６の左右方向の重量バランスも制御できるため、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置に作用する推進力Ｆａ，Ｆｂや、これらの合力である全体推進力Ｆや、全体揚力Ｌを調整できる。このために、本発明の小型飛行装置は、そのサイズからレイノルズ数が１０４〜１０５程度と低いものであるため、メーターサイズの飛行体とは大幅に異なる流体との相互作用を受けて、常に乱流の中を飛行するような状況となるが、姿勢センサ４４にて検出される姿勢の乱れを常時修正して胴体２６の左右方向を水平に保持したまま、高度な飛行性能を達成することができる。
【００８１】
更に目標位置と使用目的に関する飛行指令を与えることにより、上記目標位置までの自律飛行を行わせた後、該目標位置における所定の作業を行わせ、しかる後、離陸位置あるいは所定位置まで戻るように飛行させることができる。そのため、たとえば、災害発生現場や人が容易に近づけない個所の撮影を行ったり、該個所の雰囲気中に含まれるガスの成分を分析して、有害ガスの発生の有無を確認したりする等、遠隔地から上記目標位置の情報収集を行なうことが可能になる。
【００８２】
更に、ペイロード５１に把持装置を搭載しておけば、所要の搬送物を、目標位置として設定される人が容易に近付けない個所や、遠隔地まで搬送させたり、回収させたりすることも可能になる。
【００８３】
なお、上記実施の形態において、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａの交互の正、逆転駆動により羽ばたき作動させて、本発明の小型飛行装置へ水平方向前方への全体推進力Ｆを与えて前進飛行させる際、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの胴体２６下方への打下げ時の速度が、胴体２６上方への打上げ時の速度よりも大となるように上記各翼駆動用モータ３０の駆動を制御し、これにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる後流の向きを、胴体２６の前後方向の角度姿勢と同様に設定される各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角よりも下方へ偏らせることができるようにして、この後流の反力として得られる全体推力Ｔの向きを、図６に示す如く、上記羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの設定されている迎角よりも上方へ偏らせるようにしてもよい。このようにすれば、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に高速で前進飛行させる際、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角をゼロ、すなわち、水平方向前方に向けた姿勢として、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂによる通常揚力又は非羽ばたき揚力がほとんど期待できない状態としても、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより進行方向前方に対しやや斜め上向きに全体推力Ｔを発生させることができることから、その垂直分力により機体重量Ｗと釣合わせるための全体揚力Ｌを得ることが可能になる。よって、本発明の小型飛行装置を高速で前進飛行させるときに、胴体２６の前後方向角度姿勢を、進行方向前方に水平に向けることが可能になる。
【００８４】
図７は本発明の実施の他の形態として、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態の応用例を示すもので、上記実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右位置に、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるための各翼駆動用モータ３０を、出力軸３０ａが胴体２６の前方に向く配置としてそれぞれ取り付けるようにした構成に代えて、胴体２６の左右位置に、翼駆動用モータ３０を、出力軸３０ａが胴体２６の前方やや上向きの配置となるようにそれぞれ取り付け、該各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａに、図１（ロ）に示したと同様に、駆動ロッド３１と、連結ロッド３３と、上記翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａと平行な面内に配置してある翼本体３２とからなる左右一対の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの上記駆動ロッド３１を、それぞれ連結して固定した構成とし、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平とするときに、上記左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に高速で前進飛行させるときに該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに要求される迎角と同様の前方やや上向きの迎角で配置させることができるようにしたものである。
【００８５】
その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００８６】
本実施の形態によれば、胴体２６の左右位置に設けてある各翼駆動用モータ３０により、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂをそれぞれ羽ばたき作動させて水平方向前方に高速で前進飛行するときに、胴体２６の前後方向角度姿勢を、水平にすることが可能となる。
【００８７】
次に、図８（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の構成において、重心移動装置２８を、前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９を前後方向へ移動させることに伴って、機体重心Ｇを、揚力作用点Ｐよりも胴体２６の下方側位置にて胴体２６の前後方向に沿う方向の重心移動領域ｒ内で変位させることができるようにした構成に代えて、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９を後端部側へ移動させて、機体重心Ｇの位置を重心移動領域ｒの最後部へ変位させるときに、該機体重心Ｇの位置が、胴体２６の前後方向角度姿勢を上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより垂直方向上向きの全体推力Ｔを発生させることができるような状態、すなわち、胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きにした状態で、揚力作用点Ｐの下方に位置させることができるようにしたものである。
【００８８】
具体的には、図１（イ）（ロ）乃至図５に示したと同様に、錘２９を前後方向へ移動させるための前後方向重心移動アクチュエータ４０と、上記錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０とを一緒に左右方向へ移動させるための左右方向重心移動アクチュエータ３７とからなる構成としてある重心移動装置２８を、たとえば、図８（イ）に示す如く、胴体２６の後部寄り位置に、胴体２６の前後方向に対して前側が低く、後側が高くなるよう所要角度傾斜させて取り付けて、上記重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９を前後方向に移動させることに伴って機体重心Ｇの位置が変位する重心移動領域ｒを、胴体２６前方側が低く、胴体２６後方側へ行くにしたがって胴体２６の上部側へ延びるように設定できるようにする。これにより、図８（イ）に示す如く、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０にて錘２９を胴体２６前方側へ移動させて重心移動領域ｒの前端部に機体重心Ｇを位置させると、胴体２６の前後方向角度姿勢をほぼ水平姿勢とした状態にて、上記機体重心Ｇを揚力作用点Ｐの下方に位置させることができるようにすると共に、前後方向重心移動アクチュエータ４０にて錘２９を胴体２６後方側へ移動させて上記重心移動領域ｒの後端部に機体重心Ｇを変位させると、図８（ロ）に示す如く、胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きの状態とするときに、上記機体重心Ｇを揚力作用点Ｐの下方に位置させることができるようにしてある。
【００８９】
なお、本実施の形態においては、小型飛行装置を接地させるための脚５２を、胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きとして所要位置に載置できるよう胴体２６の後方に向けて設けるようにしてある。その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００９０】
本実施の形態によれば、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９をガイド部材４１の後端部まで移動させて、機体重心Ｇの位置を、重心移動領域ｒの後端部まで変位させることにより、図８（ロ）に示す如く、胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きの姿勢とした状態にて、機体重心Ｇを揚力作用点Ｐの下方に位置させることができる。このために、本実施の形態の小型飛行装置によれば、図８（ロ）に示す如き胴体２６の前後方向角度姿勢が垂直方向上向きの姿勢となる状態にて、各翼駆動用モータ３０により左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させると、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ、垂直方向上向きの全体推力Ｔを作用させることができるようになる。この場合、上記全体推力Ｔは、すべて全体揚力Ｌとして作用させられるようになり、水平分力としての全体推進力Ｆは発生しない。したがって、本実施の形態の小型飛行装置は、上記のように胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きの角度姿勢とした状態にて、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる垂直方向上向きの全体揚力Ｌの大きさを、機体重量Ｗよりも大きくすれば垂直上昇でき、又、全体揚力Ｌを機体重量Ｗと釣合うようにすれば空中停止飛行（ホバリング）でき、全体揚力Ｌが機体重量Ｗよりも小さくなるようにすることにより、垂直下降させることができるようになる。これにより、本実施の形態によれば、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の効果を得ることができることに加えて、小型飛行装置を、垂直上昇、ホバリング、垂直下降させることができるようになるため、飛行性能の更なる向上化を図ることができる。
【００９１】
次いで、図９及び図１０（イ）（ロ）は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右位置に設ける各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるためのアクチュエータを、単なる翼駆動用モータ３０を用いた構成に代えて、出力軸に対して所要の弾性係数を有する弾性部材により復元トルク（復元力）を与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてある共振型アクチュエータとしての共振型の翼駆動用モータ５３を用いるようにしたものである。
【００９２】
すなわち、上記共振型の翼駆動用モータ５３は、図１０（イ）（ロ）に示す如く、出力軸５３ａの中間部に、該出力軸５３ａと直角方向で且つ相対する方向に所要長さ突出するようにばね用アーム５４を取り付け、一方、翼駆動用モータ５３のケースの前面の外周部における１８０度対向する２個所に、出力軸５３ａと平行に延びるようにばね用の支柱５５をそれぞれ設ける。該各支柱５５と上記アーム５４の先端部同士との間には、所要の弾性係数を有する弾性部材として、たとえば、所要のばね定数を有するばね５６を介在させて、出力軸５３ａが回転するとき、ばね５６の弾性力が作用するようにした構成とする。
すなわち、上記出力軸５３ａを正、逆転駆動させるときには、該出力軸５３ａと一緒に回転する上記各ばね用アーム５４の先端部位置が、位置固定されている上記各ばね用支柱５５に対して近接、離反するよう相対変位させられることに伴い、上記各ばね用アーム５４の先端部とばね用支柱５５との間の各ばね５６が初期状態より伸縮変形させられるようにし、この伸縮変形するときの各ばね５６の有する弾性力（初期形状への復元力）により、上記各ばね用アーム５４の先端部位置と各ばね用支柱５５との相対位置を初期状態へ戻すように力が各ばね用アーム５４に与えられるようにし、これにより、翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａに対して初期状態へ復元させるような所要の復元トルク（復元力）を与えることができるようにした構成としてある。なお、上記共振型の翼駆動用モータ５３のモータ自体は、電磁モータ又は超音波モータのいずれの形式であってもよい。
【００９３】
したがって、上記各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａの正、逆転駆動により上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるときには、上記各翼駆動用モータ５３の回転する出力軸５３ａ及びロータ等の可動部と、羽ばたき作動する各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂと、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に同伴されて一緒に運動する空気による慣性力が生じることから、この慣性力と、上記ばね５６により各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａに対して与えられる復元力によって形成される振動系（以下、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系と云う）に対して、各共振型の翼駆動用モータ５３より変動外力が加えられることになる。よって、このように各共振型の翼駆動用モータ５３より上記羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系に対して変動外力を加える際の該変動外力の周波数、具体的には、各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａの交互の正、逆転駆動の周波数が、上記振動系の共振周波数に等しくなるようにすることにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に伴って生じる上記の如き慣性力をキャンセルすることができて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させる各共振型の翼駆動用モータ５３の負荷を軽減させることができるようにしてある。
【００９４】
上記構成としてある共振型の翼駆動用モータ５３は、図９に示す如く、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態における翼駆動用モータ３０と同様に、胴体２６の左右両側部位置に、出力軸５３ａが胴体２６の前方を向くように取り付けると共に、上記出力軸５３ａに、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の基端部をそれぞれ連結して固定するようにしてある。
【００９５】
なお、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、それぞれ共振型の翼駆動用モータ５３にて行わせるようにしてあることに伴い、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動をそれぞれ独立して制御するためのコントローラ４６（図５参照）としては、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの共振型の翼駆動用モータ５３へそれぞれ指令を与える際、各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａの交互の正、逆転駆動の周波数を、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数と等しい周波数に保ちながら、上記各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａを交互に正、逆転駆動させるときの角度範囲を増減させることができる機能を有するものとしてある。これにより、上記周波数にて羽ばたき作動させる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの振幅を制御することで、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させてそれぞれ胴体２６へ作用させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを個別に制御できるようにしてある。その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００９６】
本実施の形態によれば、各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａの交互の正、逆転駆動の周波数が、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数に等しくなる所定の周波数となるようにして各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させる状態にて、上記各翼駆動用モータ５３ごとに出力軸５３ａを交互に正、逆転駆動するときの角度範囲を増減させて、それぞれの羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの振幅を独立して調整することにより、それぞれの羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂ（図４参照）の大きさを個別に制御できることから、該推力Ｔａ，Ｔｂの制御と、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７による機体重心Ｇの前後方向及び左右方向への変位を制御することにより、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動により発生する慣性力をキャンセルして、各共振型の翼駆動用モータ５３の負荷を軽減させた状態にて、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させることができるため、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動で発生する慣性力の変動を緩和できる。このため、本発明の小型飛行装置にて所要の使用目的を達成できるようにすべく、使用目的に対応させたペイロード５１を十分に搭載できるようにすると共に、長距離を長時間飛行できるようにすることが求められ、そのため、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、高い周波数（数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚ）で羽ばたき作動させることが要求される場合であっても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上記要求を満たすように高い周波数で羽ばたき作動させることができる。
【００９７】
図１１（イ）（ロ）乃至図１３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右両側部位置に設ける各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、翼駆動用モータ３０により行わせるようにしてあることに代えて、胴体２６の左右両側部位置にそれぞれ設ける各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、各々独立して制御可能な線形アクチュエータとして、たとえば、ムービングコイル形の線形アクチュエータ５７によりそれぞれ行わせるようにしたものである。
【００９８】
すなわち、上記ムービングコイル形の線形アクチュエータ５７は、図１２（イ）（ロ）に示す如く、一端側を閉塞した円筒状の支持容器５８の他端側を、中央部に所要口径の開口部５９を有する蓋部５８ａで閉鎖できるようにし、且つ該支持容器５８の内部に、半径方向の磁界を発生させる環状のギャップ（溝）６０ａを備えた永久磁石製の磁気回路６０を設置して、該磁気回路６０と蓋部５８ａとの間に所要の空間部を形成すると共にギャップ６０ａが蓋部５８ａ側に開放するようにする。上記磁気回路６０のギャップ６０ａ内には、コイル６１を、軸心方向に往復移動できるように挿入配置して、該コイル６１の蓋部５８ａ側の軸方向端部に、取付部材６２を取り付け、更に、該取付部材６２の中央部に、上記蓋部５８ａの中央部の開口部５９にスライド自在に挿入させた出力軸６３の一端を取り付けた構成としてある。これにより、上記コイル６１に所要周波数の交流電力を給電すると、該コイル６１を上記磁気回路６０のギャップ６０ａ内における磁界との相互作用により軸心方向に往復運動させることができて、このコイル６１の軸心方向の往復運動に伴い、取付部材６２を上記空間部内で移動させて、上記出力軸６３を、上記給電する交流電力の周波数と同様の周波数で軸心方向に振動（往復移動）させることができるようにしてある。なお、たとえば、上記コイル６１の外周部所要個所と、その外周に位置する支持容器５８の内面とを、放射方向に配したばねの如き弾性部材（図示せず）を介して接続して、上記線形アクチュエータ５７への給電停止時に、上記出力軸６３を中立位置に保持できるようにしてもよい。
【００９９】
上記構成としてある線形アクチュエータ５７は、図１１（イ）（ロ）に示す如く、胴体２６の左右両側部位置の図示しない固定部に、出力軸６３が上向きとなるように取り付ける。上記出力軸６３には、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態における各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａに連結した場合と同様に、左右方向に延びて胴体２６の外方へ所要寸法突出するようにしてある駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側の端部）を図１２（イ）に示す如く直角の状態で連結して固定すると共に、該駆動ロッド３１の胴体２６外方へ突出した他端側に、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態における翼本体３２と同様の構成とし且つ上記線形アクチュエータ５７の出力軸６３と直角な面内に配置してある翼本体３２の前縁部を、複数の連結ロッド３３を介し取り付けて、出力軸６３の軸心方向の往復移動により、駆動ロッド３１、連結ロッド３３を介し翼本体３２が、該翼本体３２の面に垂直な方向へ往復移動するようにした構成としてある。
【０１００】
かかる構成としてあることから、上記各線形アクチュエータ５７の出力軸６３を軸心方向に所要の振幅で振動させることにより、該出力軸６３に連結してある駆動ロッド３１と連結ロッド３３と翼本体３２とからなる左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、上記翼本体３２の面に垂直な方向へ振動させられて羽ばたき作動させられるようになる。この羽ばたき作動の際、上記各線形アクチュエータ５７の出力軸６３の振動する速度を個別に制御したり、出力軸６３の振動する振幅を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき速度や羽ばたき振幅の制御を介し羽ばたき作動が独立して制御されるようになることから、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる推力ＴａとＴｂを個別に制御できるようになる。
【０１０１】
更に又、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、それぞれ線形アクチュエータ５７にて行わせるようにしてあることに伴い、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂをそれぞれ独立して制御するためのコントローラとしては、図５に示した各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えるコントローラ４６に代えて、図１３に示す如く、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの線形アクチュエータ５７と、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき速度と、機体重心Ｇの前後方向及び左右方向への変位を介した胴体２６の前後方向角度姿勢と同様の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の制御及び胴体２６の左右方向の角度姿勢を制御する指令を与える機能を有するコントローラ４６ａを設けるようにしてある。
【０１０２】
その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【０１０３】
本実施の形態によれば、上記各線形アクチュエータ５７により胴体２６の左右位置に設けた各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を個別に制御して、それぞれの羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより個別に大きさを制御した推力Ｔａ，Ｔｂを胴体２６の左右位置に対して作用させることができる。
【０１０４】
したがって、上記コントローラ４６ａにより、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態におけるコントローラ４６によるそれぞれ対応する前後方向及び左右方向各重心移動アクチュエータ４０及び３７による胴体２６の前後方向角度姿勢の制御及び左右方向の角度姿勢の制御と同様の制御を行わせながら、上記各線形アクチュエータ５７の制御による左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を個別に制御することにより、図１乃至図５に示した実施の形態と同様の飛行性能を得ることができる。よって、コントローラ４６ａの有する飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能に基づいて、各線形アクチュエータ５７と重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ制御指令を与えることにより、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
上記のように本実施の形態における小型飛行装置を飛行させるときに水平方向前方に高速飛行させる場合には、図１乃至図５に示した実施の形態における図２（イ）に示した高速飛行状態と同様に、前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９の胴体２６前方側へ移動させて、機体重心Ｇの位置を重心移動領域ｒの前端部寄りに配置することにより、胴体２６の前後方向角度姿勢を前方やや上向きの姿勢とさせるようにし、これにより、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、上記胴体２６と同様に所要迎角で前方やや上向きの姿勢となるようにした状態にて、上記各線形アクチュエータ５７に交流電力を給電して羽ばたき作動させることにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて、全体推力Ｔを前方やや上向きに発生させて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる全体揚力Ｌが、本発明の小型飛行装置の気体重量Ｗと釣合うようにすればよい。なお、上記各線形アクチュエータ５７に対し、交流電力を供給するときに直流分を同時に負荷して、対応する各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの打下げ時の速度が打上げ時の速度よりも大となるように上記各線形アクチュエータ５７の駆動を制御し、これにより、図６に示した実施の形態と同様に、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる全体推力Ｔの向きを、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに設定されている迎角よりも上方へ偏らせて、該上方へ偏らせた全体推力Ｔの垂直分力を利用して機体重量Ｗを支えるための全体揚力Ｌを得ることができるようにすれば、高速で前進飛行する場合に、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、水平方向前方に向けた姿勢とすることができる。よって、高速で前進飛行する際の胴体２６の前後方向角度姿勢を、水平姿勢とすることが可能になる。
【０１０６】
更に、胴体２６の左右位置に、線形アクチュエータ５７を、出力軸６３が上方よりもやや後方へ傾いた姿勢となるようにそれぞれ取り付けることにより、該各線形アクチュエータ５７の出力軸６３に、該出力軸６３に直角な平面内に配した翼本体３２を有する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１を連結して固定することで、図７に示した実施の形態と同様に、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平とするときに、上記左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に高速で前進飛行させるときに該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに要求される迎角と同様の前方やや上向きの迎角で配置させることができるようにしてもよい。このようにしても、高速で前進飛行する際の胴体２６の前後方向角度姿勢を、水平姿勢とすることが可能になる。
【０１０７】
図１４（イ）（ロ）はいずれも図１１（イ）（ロ）乃至図１３の実施の形態の応用例を示すもので、図１４（イ）に示すものは、図１１（イ）（ロ）乃至図１３の実施の形態に示したように、線形アクチュエータ５７の出力軸６３に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側の端部）を直接固定する構成に代えて、各線形アクチュエータ５７の支持容器５８の蓋部５８ａの前面における出力軸６３より胴体２６外側寄りとなる左右方向の一側位置に、出力軸６３と平行に所要寸法突出するブラケット６４を設けて、該ブラケット６４の先端部に、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂ（図では羽ばたき翼２７ａについてのみ示してある）の駆動ロッド３１の基端側となる一端寄りの所要個所を、ピン６５によりそれぞれ回動自在に枢着して支持させ、該各駆動ロッド３１の基端側としての一端部には、軸心方向に沿って所要の寸法を有する長孔６６を設ける。一方、上記線形アクチュエータ５７の出力軸６３の先端部には、先端側に左右方向に連通する隙間を備えたクレビス形状の連結部材６７を取り付けて、該連結部材６７の先端側の隙間に上記駆動ロッド３１の一端部を沿わせて配置させ、上記駆動ロッド３１の長孔６６に挿通させた動力伝達用ピン６８の両端部を、上記連結部材６７の先端部に取り付けて連結部材６７と駆動ロッド３１の一端部とを係合させるようにし、線形アクチュエータ５７の出力軸６３が軸心方向へ振動することにより、上記動力伝達用ピン６８と長孔６６を介し駆動ロッド３１が揺動させられるようにした構成としたものである。
【０１０８】
又、図１４（ロ）に示すものは、各線形アクチュエータ５７の支持容器５８の蓋部５８ａの前面における出力軸６３より胴体２６中心側寄りとなる左右方向の他側位置に、出力軸６３と平行に所要寸法突出するブラケット６４を設けて、該ブラケット６４の先端部に、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂ（図では羽ばたき翼２７ａについてのみ示してある）の駆動ロッド３１の基端側としての一端部を、ピン６５によりそれぞれ回動自在に枢着して支持させると共に、図１４（イ）に示したと同様に、駆動ロッド３１の基端側となる所要個所に長孔６６を設け、線形アクチュエータ５７の出力軸６３の先端に固定した図１４（イ）と同様の連結部材６７に、上記駆動ロッド３１の長孔６６形成部を沿わせて、動力伝達用ピン６８を長孔６６に通すことにより係合させるようにし、線形アクチュエータ５７の出力軸６３が軸心方向へ振動することにより、駆動ロッド３１がブラケット６４への枢着点を中心に揺動させられるようにした構成としたものである。
【０１０９】
その他の構成は、いずれも図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。又、たとえば、上記コイル６１の外周部所要個所と、その外周に位置する支持容器５８の内面とを、放射方向に配したばねの如き所要の弾性部材（図示せず）を介し接続して、上記線形アクチュエータ５７への給電停止時に、上記出力軸６３を中立位置に保持できるようにしてもよい。
【０１１０】
上記図１４（イ）及び図１４（ロ）に示したものでは、いずれも、線形アクチュエータ５７の出力軸６３を軸心方向に振動させることにより、該出力軸６３に連結部材６７を介して取り付けてある動力伝達用ピン６８が、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１における長孔６６の部分を上記出力軸６３の軸心方向に押し引き駆動させるようにする。これにより、上記各駆動ロッド３１は、図１４（イ）及び図１４（ロ）にそれぞれ一点鎖線及び二点鎖線で示す如く、線形アクチュエータ５７の支持容器５８の蓋部５８ａの前面所要位置に設けたブラケット６４の先端部のピン６５を支点として揺動させられるようになることから、該各駆動ロッド３１の他端部に取り付けてある翼本体３２を、羽ばたき作動させることができるようになる。更に、このようにして各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させる際には、各線形アクチュエータ５７の出力軸６３の振動の振幅を、該出力軸６３に取り付けてある連結部材６７の先端部の上記動力伝達用ピン６８にて押し引き駆動される駆動ロッド３１の長孔６６の位置から支点、すなわち、上記ブラケット６４の先端部のピン６５までの距離ｄ１と、該支点となるブラケット６４の先端部のピン６５から上記駆動ロッド３１の胴体２６外方へ突出した他端側における翼本体３２の取付位置までの距離ｄ２との比（ｄ２／ｄ１）に応じて増幅させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂへ伝達することができる。このために、線形アクチュエータ５７の出力軸６３の振動の振幅が小さくても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の振幅を大きく設定することが容易になり、したがって、線形アクチュエータ５７の小型化を図るのに有利なものとすることができる。
【０１１１】
図１５及び図１６（イ）（ロ）は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１１（イ）（ロ）乃至図１３の実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右位置に設けて左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるためのアクチュエータを、単なる線形アクチュエータ５７を用いることに代えて、出力軸６３に対して所要の弾性係数を有する弾性部材により復元力を与えながら該出力軸６３を振動できるようにしてある共振型アクチュエータとして、たとえば、ムービングコイル形式の共振型の線形アクチュエータ６９を用いるようにしたものである。
【０１１２】
すなわち、上記ムービングコイル形の共振型の線形アクチュエータ６９は、図１６（イ）（ロ）に示す如く、図１２（イ）（ロ）に示した線形アクチュエータ５７と同様の構成において、支持容器５８の蓋部５８ａの前面の外縁部における周方向の複数個所（図では４個所）に、出力軸６３と平行に延びるようにばね用の支柱７０をそれぞれ設け、該各ばね用支柱７０の先端部と、蓋部５８ａの開口部５９を通して外部へ突出させてある上記出力軸６３の中間部との間に、放射方向に配置した所要の弾性係数を有する弾性部材としての所要のばね定数を有するばね７１を介在させて、各ばね７１を上記出力軸６３とばね用支柱７０にそれぞれ連結した構成としてある。これにより、上記共振型の線形アクチュエータ６９におけるコイル６１に所要周波数の交流電力を給電して図１２（イ）（ロ）に示した線形アクチュエータ５７と同様に、出力軸６３を、コイル６１と磁気回路６０のギャップ６０ａ内における磁界との相互作用により軸心方向に振動（往復運動）させるときに、該出力軸６３が軸心方向に変位して位置固定の各ばね用支柱７０の先端部に対して相対変位すると、上記出力軸６３とばね用支柱７０との間の各ばね７１が初期状態より伸長させられて、この伸長させられた各ばね７１の弾性力により、上記振動する出力軸６３に対して初期状態へ戻すような所要の復元力を与えることができるようにしてある。なお、上記において、各ばね７１は、たとえば、コイルばね等のように、伸縮変形を利用して出力軸６３の軸心方向の変位に対して復元力を与えるものとして説明したが、板ばねのような曲げ変形を利用する形式のばねとして、出力軸６３が軸心方向に変位することに伴って曲げ変形されるときに生じる反発力（弾性力）により、上記出力軸６３に対して復元力を与えることができるようにしてもよい。
【０１１３】
したがって、上記共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３の振動により該出力軸６３に連結してある羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるべく、該共振型の線形アクチュエータ６９にて振動（往復移動）する出力軸６３、取付部材６２及びコイル６１とからなる可動部と、羽ばたき作動する各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂと、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に同伴されて一緒に運動する空気による慣性力、及び、上記ばね７１より上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３に対して与えられる復元力によって形成される振動系（以下、図９乃至図１０（イ）（ロ）の実施の形態と同様に、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系と云う）に対して、各共振型の線形アクチュエータ６９より変動外力を加えるときに、該変動外力の周波数、具体的には、各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を振動させる周波数が、上記羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数に等しくなるようにする。これにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に伴って生じる上記の如き慣性力をキャンセルすることができ、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させる各共振型の線形アクチュエータ６９の負荷を軽減させることができるようにしてある。
【０１１４】
上記構成としてある共振型の線形アクチュエータ６９は、図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示した実施の形態における線形アクチュエータ５７と同様に、胴体２６の左右両側部位置の図示しない固定部に、出力軸６３が上向きとなるように設置すると共に、該各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３に、該出力軸６３とは直角な平面内に配置した翼本体３２と、駆動ロッド３１と、連結ロッド３３とからなる羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの上記駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側の端部）を、直角の状態で連結して固定するようにする。
【０１１５】
したがって、上記共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を上記羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数に等しい周波数にて所要の振幅で振動させることにより、該出力軸６３に駆動ロッド３１を連結してある各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、翼本体３２の面に垂直な方向へ振動させられて羽ばたき作動されるようになり、この際、上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を、上記所定の周波数で振動させるときの振幅を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の振幅を独立に制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを個別に制御できるようにしてある。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、それぞれ共振型の線形アクチュエータ６９にて行わせるようにしてあることに伴い、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動をそれぞれ独立して制御するためのコントローラ４６ａ（図１３参照）としては、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの共振型の線形アクチュエータ６９へそれぞれ指令を与える際、該各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を振動させる周波数を、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数と等しい周波数に保ちながら、上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を振動させるときの振幅を増減させることができる機能を有するものとしてある。これにより、上記周波数にて羽ばたき作動させる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの振幅を制御することで、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを個別に制御できるようにしてある。その他の構成は図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【０１１７】
本実施の形態によれば、図１１（イ）（ロ）乃至１３に示した実施の形態と同様の効果を得ることができ、更に、上記各共振型の線形アクチュエータ６９を、出力軸６３に対してばね７１の弾性力に基づいた復元力を作用させることができるようにした構成としてあるため、上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数に等しい所要の周波数で振動させて、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させることにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に伴って生じる慣性力をキャンセルできることから、各共振型の線形アクチュエータ６９の負荷を軽減させることができる。したがって、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動で発生する慣性力の変動を緩和できることから、本実施の形態の小型飛行装置にて所要の使用目的を達成できるようにするために、使用目的に対応させたペイロード５１を十分に搭載できるようにすると共に、長距離を長時間飛行できるようにすることが求められ、そのため、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、高い周波数（数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚ）で羽ばたき作動させることが要求される場合であっても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上記要求を満たすように高い周波数で羽ばたき作動させることができる。
【０１１８】
図１７（イ）（ロ）はいずれも図１５及び図１６（イ）（ロ）に示す実施の形態の応用例を示すもので、図１７（イ）に示すものは、図１６（イ）（ロ）に示したように、出力軸６３と支持容器５８の蓋部５８ａの前面に設けたばね用支柱７０との間にばね７１を介在させてなる共振型の線形アクチュエータ６９の上記出力軸６３の先端部に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側の端部）を直接固定するようにした構成に代えて、上記と同様に、出力軸６３と支持容器５８の蓋部５８ａの前面に設けたばね用支柱７０との間にばね７１を介在させてなる共振型の線形アクチュエータ６９に、図１４（イ）に示したと同様に、支持容器５８の蓋部５８ａの前面にて出力軸６３より胴体２６外側寄りとなる左右方向の一側位置にブラケット６４を設けて、該ブラケット６４の先端部に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の基端側となる一端寄りの所要個所を、ピン６５により揺動可能に支持させると共に、上記駆動ロッド３１の基端部に設けた長孔６６を、出力軸６３の先端部に取り付けた連結部材６７に添わせて動力伝達用ピン６８にて係合させてなる構成として、各共振型の線形アクチュエータ６９により出力軸６３を振動させるときに、上記ばね７１の弾性力による復元力を作用させながら、上記ブラケット６４の先端部を支点として上記駆動ロッド３１を揺動させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させることができるようにしたものである。
【０１１９】
又、図１７（ロ）に示すものは、上記と同様に、出力軸６３と支持容器５８の蓋部５８ａの前面に設けたばね用支柱７０との間にばね７１を介在させてなる共振型の線形アクチュエータ６９に、図１４（ロ）に示したと同様に、支持容器５８の蓋部５８ａの前面にて出力軸６３より胴体２６中央寄りとなる左右方向の他側位置にブラケット６４を設けて、該ブラケット６４の先端部に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の基端部を、ピン６５により揺動可能に支持させると共に、上記駆動ロッド３１の基端側となる一端寄りの所要個所に設けた長孔６６を、出力軸６３の先端部に取り付けた連結部材６７に添わせて動力伝達用ピン６８にて係合させてなる構成として、各共振型の線形アクチュエータ６９にて出力軸６３を振動させるときに、上記ばね７１の弾性力による復元力を作用させながら、上記ブラケット６４の先端部を支点として上記駆動ロッド３１を揺動させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させることができるようにしたものである。
【０１２０】
上記図１７（イ）（ロ）に示した実施の形態によれば、いずれも、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるときに、上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を振動させるときには、該出力軸６３に対してばね７１の弾性力に基づいた復元力を作用させることができることから、図１５及び図１６（イ）（ロ）に示した実施の形態と同様の効果を得ることができ、更に、図１４（イ）（ロ）に示した実施の形態と同様に、出力軸６３の振動を、増幅させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂへ伝達できるため、共振型の線形アクチュエータ６９における出力軸６３の振動の振幅が小さくても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の振幅を大きく設定することが容易になり、共振型の線形アクチュエータ６９の小型化を図るのに有利なものとすることができる。
【０１２１】
次に、図１８（イ）（ロ）乃至図２０は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様に、胴体２６の左右両側位置に羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを備え、且つ胴体２６の所要位置に、機体重心Ｇの位置を前後方向と左右方向へ変位させることができるようにするための重心移動装置２８を備えてなる構成において、上記胴体２６の左右両側位置に設ける羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、該胴体２６に対する取り付け角度が固定されて、迎角が胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に変更されるようにしてある構成に代えて、胴体２６の左右両側位置に、羽ばたき速度を独立して制御できるようにしてある羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、上下方向に角度変更可能にそれぞれ設け、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの角度及び羽ばたき速度をそれぞれ適宜制御することにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに発生させる推力Ｔａ，Ｔｂ（図４参照）の方向及び大きさを独立して制御して、胴体２６の左右位置へ上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさをそれぞれ独立に制御できるようにしたものである。
【０１２２】
すなわち、上記胴体２６の左右両側位置に、図１８（イ）（ロ）に示す如く、翼駆動用モータ３０を出力軸３０ａが前向きとなるようにそれぞれ配置する。上記各翼駆動用モータ３０のケース外側面には、出力軸３０ａとは直交する方向で相対する方向に回転支持軸７２を取り付け、該翼駆動用モータ３０の両側へ延びる回転支持軸７２を、胴体２６の前後方向の中間部付近における左右両側位置の図示しない固定部にそれぞれ設けてある左右一対の軸受７３ａ，７３ｂに回転自在に支持させるようにして、図１８（イ）（ロ）に示す如く胴体２６上に設置させる。更に、一方（片側）の回転支持軸７２、たとえば、各翼駆動用モータ３０の胴体２６の中心側に位置する各々の回転支持軸７２に、角度変更用ギア７４をそれぞれ取り付け、且つ該各ギア７４に噛合させた各ピニオン７５を、各々独立させた角度制御用モータ７６の出力軸７６ａに取り付け、各角度制御用モータ７６によりピニオン７５を独立して回転させることにより、上記角度変更用ギア７４、回転支持軸７２を介して翼駆動用モータ３０を、それぞれ独立して前後方向に沿う垂直面内で上下方向に回転（角度変更）できるようにしてある。これにより、上記各角度制御用モータ７６の回転数を適宜制御することで、それぞれ対応する翼駆動用モータ３０と一緒に該翼駆動用モータ３０に取り付ける羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角をそれぞれ上下方向に独立に変更できるようにしてある。なお、上記翼駆動用モータ３０及び角度制御用モータ７６は、電磁モータ又は超音波モータのいずれの形式であってもよい。
【０１２３】
上記各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａには、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態と同様に、駆動ロッド３１と連結ロッド３３と上記出力軸３０ａに平行な面内に配置してある翼本体３２からなる羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの上記駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側端部）を、図１８（ロ）に示す如く直角の状態で連結して固定してある。
これにより、上記各翼駆動用モータ３０の正、逆転駆動する速度や角度範囲を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右両側位置にそれぞれ作用させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを独立して制御できるようにしてある。更に、上記各角度制御用モータ７６により各翼駆動用モータ３０と一緒に上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を上下方向に変更することによって、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右両側位置へそれぞれ作用させる上記推力Ｔａ，Ｔｂの向きをそれぞれ独立に変更できるようにしてある。
【０１２４】
上記重心移動装置２８は、図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様に、胴体２６の後部寄り位置に該胴体２６の左右幅方向に延びるよう設けた左右方向重心移動アクチュエータ３７と、胴体２６の前後方向に沿わせた配置として、上記左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９上に取り付けた前後方向重心移動アクチュエータ４０と、該前後方向重心移動アクチュエータ４０のスライダ４２上に設けた所要重量の錘２９とからなる構成としてある。
【０１２５】
かかる構成としてあることにより、本実施の形態の小型飛行装置では、上記各角度制御用モータ７６により、各翼駆動用モータ３０と一緒にそれぞれ対応する各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上下方向へ回転させることで、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの胴体２６の前後方向に対する角度姿勢を、胴体２６の前方に向いた姿勢から、胴体２６の上方へ向いた姿勢まで変更できるようになる。このように、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、各翼駆動用モータ３０と一緒に上下方向へ回転させて、胴体２６の前後方向に対する相対的な角度姿勢を変化させるときには、上記各角度制御用モータ７６にて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂ及び翼駆動用モータ３０を上下方向へ回転させるための回転力の反力により、胴体２６の前後方向角度姿勢を、上記羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの回転方向とは逆方向へ回旋させるような力が誘導されるようになる。
【０１２６】
そのため、本実施の形態の小型飛行装置では、上記のように各角度制御用モータ７６により各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂ及び翼駆動用モータ３０を上下方向へ回転させるときに胴体２６に対して誘導される上記回旋力を、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により機体重心Ｇの位置を揚力作用点Ｐ（図２（イ）（ロ）参照）に対し前後方向へ変位させることで胴体２６に対して発生させる回転モーメント（回旋力）により相殺して、胴体２６の前後方向角度姿勢を常に水平に保持することができるようにしてある。すなわち、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、翼駆動用モータ３０と一緒に胴体２６の前後方向に対して相対的に上方へ回転させる場合には、胴体２６に対し、機首を下げる方向の回旋力が作用するようになる。よって、この場合は、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２と一緒に錘２９を後方へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を揚力作用点Ｐの下方位置よりも後側へ所要量変位させ、これにより、胴体２６に対して機首を上げる方向の回転モーメントを発生させて、上記胴体２６に作用する機首を下げる方向の回旋力を打ち消すようにしてある。一方、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、翼駆動用モータ３０と一緒に胴体２６の前後方向に対して相対的に下方へ回転させる場合には、胴体２６に対し、機首を上げる方向の回旋力が作用するようになるため、この場合には、前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２と一緒に錘２９を前方へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を揚力作用点Ｐの下方位置よりも前側へ所要量変位させることにより、胴体２６に対して機首を下げる方向の回転モーメントを発生させて、上記胴体２６に作用する機首を上げる方向の回旋力を打ち消すようにしてある。なお、上記各角度制御用モータ７６による羽ばたき翼２７ａ，２７ｂと翼駆動用モータ３０の上下方向の角度変更作業が終了した後は、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０により、機体重心Ｇの位置を、胴体２６の前後方向角度姿勢が水平姿勢となるときに、揚力作用点Ｐの下方となる位置へ戻すようにするようにして、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平姿勢に保持させるようにしてある。
【０１２７】
上記のように、本実施の形態の小型飛行装置においては、機体重心Ｇの位置は、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平状態とするときに、揚力作用点Ｐの下方となる位置より前後方向に所要量ずつ移動させることができるようにすればよいことに伴い、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０の作動により機体重心Ｇを前後方向に変位可能な領域、すなわち、重心移動領域ｒ（図２（イ）（ロ）参照）は、機体重心Ｇの位置を、上記揚力作用点Ｐの下方位置を中心として前後方向にほぼ均等に所要量ずつ変位できるように設定すればよい。なお、上記角度制御用モータ７６の駆動により翼駆動用モータ３０と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上下方向に角度変更させることに伴って、胴体２６における該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより揚力Ｌａ，Ｌｂの作用する揚力作用点Ｐの位置が胴体２６の前後方向に変位する場合は、上記重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０を適宜作動させて、機体重心Ｇの位置を、上記揚力作用点Ｐの前後方向の変位に追従させて前後方向へ変位させて、機体重心Ｇを、常に揚力作用点Ｐの下方に位置させるようにする。
【０１２８】
したがって、上記本実施の形態における小型飛行装置では、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平状態に保持したまま、各角度制御用モータ７６による対応する各翼駆動用モータ３０の上下方向への回転に伴って、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、それぞれ独立に制御すると共に、各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａを交互に正、逆転駆動させるときの速度や角度範囲を制御して各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を制御することにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに発生させる推力ＴａとＴｂの大きさ及び方向を独立に制御できることから、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさ及びバランスを独立に変更できるため、高度の飛行性能が実現されるようになる。
【０１２９】
すなわち、たとえば、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平状態に保持したまま角度制御用モータ７６により翼駆動用モータ３０を回動させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、図１９（ロ）に示す如く、それぞれ９０度、すなわち、垂直方向上向きとなる姿勢とさせた状態にて、翼駆動用モータ３０の駆動により出力軸３０ａを交互に正、逆転駆動させることにより羽ばたき作動させると、双方の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔは垂直方向上向きとなって、全体揚力Ｌのみが発生され、水平分力である全体推進力Ｆは生じない。よって、気流のない領域にて、上記各翼駆動用モータ３０によるそれぞれの羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を調整して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔに等しい全体揚力Ｌが、本実施の形態における小型飛行装置の機体重量Ｗを上回るようにすれば、該小型飛行装置は、水平方向に移動されることなく垂直上昇するようになる。一方、上記全体揚力Ｌが機体重量Ｗを下回るようにすると、本実施の形態の小型飛行装置は垂直に降下させられるようになる。更に、上記全体揚力Ｌが機体重量Ｗと釣り合うようにすれば、本発明の小型飛行装置は空中停止飛行（ホバリング）を行うことができるようになる。
【０１３０】
又、たとえば、上記角度制御用モータ７６により翼駆動用モータ３０を回転させて羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの角度を変更すると、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動により発生する全体推力Ｔの方向が垂直方向上向きより傾くことから、該全体推力Ｔの水平分力として全体推進力Ｆが発生するようになる。したがって、図１９（イ）に示す如く、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平に保持したまま、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、いずれも所要迎角で前方やや上向きとなるような姿勢とさせた状態にて、各翼駆動用モータ３０の駆動により羽ばたき作動させると、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの発生する全体推力Ｔが前方やや上向きに作用するようになる。このため、上記全体推力Ｔの水平分力として全体推進力Ｆが得られるようになるため、この全体推進力Ｆに応じて本発明の小型飛行装置は前進する。この際、上記全体推力Ｔの垂直分力と、上記小型飛行装置が前進飛行するときに上記所要迎角に設定されている各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生される通常揚力又は非羽ばたき揚力の和として左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用される全体揚力Ｌが、本発明の小型飛行装置の機体重量Ｗと釣り合うように適宜調整することにより、本実施の形態の小型飛行装置は、静かな気流中では、一定高度を保持したまま、上記全体推進力Ｆの大きさに応じて前方へ飛行できるようになる。
【０１３１】
なお、上記のように上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、各翼駆動用モータ３０の交互正、逆転駆動により羽ばたき作動させて本発明の小型飛行装置へ水平方向の推進力を与える際、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの打下げ時の速度が打上げ時の速度よりも大となるように上記各翼駆動用モータ３０の駆動を制御し、これにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる全体推力Ｔの向きを、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに設定されている迎角よりも上方へ偏らせるようにして、この上方へ偏った全体推力Ｔにより機体重量Ｗを支えるための揚力を得るようにしてもよい。このようにすれば、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に飛行させる際、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角をゼロ、すなわち、水平方向前方に向けた姿勢とすることが可能になる。
【０１３２】
更に、上記のように本発明の小型飛行装置を一定高度を保持した状態で前方へ飛行させる際、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態の小型飛行装置を図４（イ）（ロ）に示したように左右方向への旋回飛行させる場合と同様に、上記胴体２６左側の羽ばたき翼２７ａの羽ばたき作動と、胴体２６右側の羽ばたき翼２７ｂの羽ばたき作動に差が生じるよう調整することにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左側と右側に作用する推力ＴａとＴｂの大きさに差が生じるようにして、上記推力Ｔａの水平分力として胴体２６の左側に作用する推進力Ｆａと、上記推力Ｔｂの水平分力として胴体２６の右側に作用する推進力Ｆｂに差が生じるようにし、同時に、上記のように推力ＴａとＴｂとに差を生じさせることに応じて、胴体２６の左右位置に対し、各羽ばたき翼２７ａと２７ｂより揚力ＬａとＬｂをそれぞれ異なる大きさで作用することに対応させて、重心移動装置２８の左右方向重心移動アクチュエータ３７により、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０を、より大きな揚力Ｌａ又はＬｂが作用する胴体２６の左右の一側方向へ一緒に所要量移動させ、機体重心Ｗの位置を、胴体２６の左右幅方向の中央部より上記一側寄りに変位させて、上記小型飛行装置の左右の重心バランスを、より大きな揚力Ｌａ又はＬｂが作用している胴体２６の左右いずれか一側の方が重くなるようにして、胴体２６の左右方向を水平状態に保持させるように調整すると、本実施の形態における小型飛行装置を、胴体２６の左右方向を水平に保持したまま左右方向へ旋回飛行させたり、あるいは、飛行している小型飛行装置を左右方向へ旋回させようとする乱れた気流中では、小型飛行装置の進行方向を保持して該小型飛行装置が所定の飛行コースから左右方向へ外れるのを防止しながら飛行させることができるようになる。
【０１３３】
なお、上記のように左右方向への旋回飛行を行わせたり、乱れた気流中にて飛行コースから外れるの防止するために、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを相違させるようにする際、該各羽ばたき翼２７ａと２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる揚力ＬａとＬｂの和、すなわち、全体揚力Ｌが、機体重量Ｗと釣合うようにしておけば、本実施の形態の小型飛行装置の飛行高度は変化しない。又、上記において、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体揚力Ｌが機体重量Ｗを上回るようにすれば、左右方向へ旋回させながら飛行高度を上昇させることができ、一方、全体揚力Ｌが機体重量Ｗよりも小さくなるようにすれば、左右方向へ旋回させながら飛行高度を低下させることが可能となる。
【０１３４】
更に、図１９（ロ）に示したように、本実施の形態の小型飛行装置にホバリング、垂直上昇あるいは垂直降下を行わせている状態において、左右のいずれか一側の羽ばたき翼２７ａ又は２７ｂの姿勢を、やや前方に傾斜させ、且つ他側の羽ばたき翼２７ｂ又は２７ａの姿勢を、やや後方に傾斜させるようにすれば、胴体２６の左側と右側に、互いに前後方向に逆向きの推進力を作用させることができるようになるため、本発明の小型飛行装置をその場で左右方向に回頭させることも可能になる。更に、左右両側の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、すべてやや後方に傾斜した姿勢とすれば、後進飛行させることも可能になる。
【０１３５】
したがって、本実施の形態の小型飛行装置においては、左右の翼駆動用モータ３０による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の独立した制御、各角度制御用モータ７６による翼駆動用モータ３０の上下方向の回転による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の独立した制御、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０と３７による機体重心Ｇ位置の変位による胴体２６の前後方向と左右方向の角度姿勢の制御とを組み合わせることにより、上記本実施の形態の小型飛行装置を、垂直上昇、垂直下降、ホバリング、ホバリングしながらのその場回頭、前進飛行、後進飛行、左右方向への旋回、飛行高度の変更を自在とすることができて、高度な飛行性能を達成できる。
【０１３６】
更に又、本実施の形態では、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態における図５に示したコントローラ４６と同様に、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる揚力と推進力をそれぞれ独立して制御するためのコントローラ４６ｂを設けるようにしてある。なお、上記したように本実施の形態では、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の変更を、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平に保持したまま、各角度制御用モータ７６の作動により行わせるようにしてあることに伴い、上記コントローラ４６ｂは、図５に示した如く、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えるようにしてあるコントローラ４６の機能に代えて、図２０に示す如く、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに対応する角度制御用モータ７６と、前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えて、翼駆動用モータ３０による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき速度の独立した制御と、角度制御用モータ７６による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の独立した制御と、前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０と３７による機体重心Ｇの前後方向及び左右方向への変位を介して胴体２６の前後方向角度姿勢及び左右方向の角度姿勢を水平に保持させるための指令を与える機能を有するようにしてある。
【０１３７】
具体的には、上記コントローラ４６ｂの飛行制御機能としては、図５に示したコントローラ４６と同様に、ＧＰＳや、磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ等の位置センサ４３より入力される信号に基づいて本発明の小型飛行装置自体の位置（たとえば、三次元座標）を検出することができるようにしてある。又、外部の制御装置より無線受信器４７、指令設定器４８を介して飛行指令、たとえば、目標位置がＧＰＳ座標等により設定されると、上記検出された自己の初期位置（離陸位置）から目標位置に至るための方向、距離等を求めて、飛行コースを、たとえば、先ず、所要高さ位置まで垂直に上昇した後、目標位置に向けて所要方位へ前進飛行するというような飛行コースを自動的に判断して設定できるようにしてある。更に、該設定された飛行コースに沿って飛行するために要求される飛行速度の変化、飛行高度の変化、左右方向への旋回等を行わせるために、上記角度制御用モータ７６に指令を与えて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の制御を行うと共に、各翼駆動用モータ３０へ指令を与えて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向及び大きさをそれぞれ独立して制御できるようにしてあり、これにより、該各推力Ｔａ，Ｔｂの水平分力として得られる左右の羽ばたき翼２７ａと２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂと、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂとをそれぞれ独立して制御できるようにしてある。更に又、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７にそれぞれ独立に指令を与えて、機体重心Ｇの位置を前後左右方向へ適宜変位させることにより、上記のように羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を変えたり、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる推力ＴａとＴｂの大きさ及び方向を変化させることに伴って、胴体２６の前後方向角度姿勢及び左右方向の角度姿勢が変化することを防止して胴体２６を水平に保持できるようにしてある。これにより、本実施の形態の小型飛行装置は、胴体２６を常に水平状態に保持したまま上記設定された飛行コースに沿って上記目標位置まで飛行することができるようにしてある。
【０１３８】
又、飛行制御機能として、図５に示したコントローラ４６と同様に、小型飛行装置を上記のように所定の飛行コースに沿って飛行させる際に、環境に存在する乱流により飛行コースが乱されても、随時修正しながら本発明の小型飛行装置を目標位置まで飛行させることができる機能、及び、目標位置における所定の目的が達成された後に、本発明の小型飛行装置を初期位置（離陸位置）あるいは予め設定された所定の位置まで戻るように帰還用の飛行コースを設定すると共に、該帰還用飛行コースに沿って上記したと同様の制御を行うことで飛行させることもできるようにしてあるものとする。
【０１３９】
上記コントローラ４６ｂは、姿勢制御機能として、搭載してある姿勢センサ４４より入力される信号に基づいて、飛行しているときの胴体２６の前後方向及び左右方向の角度姿勢を常時監視し、外乱等の影響により胴体２６が前後方向に傾いたことが検出される場合には、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０へ適宜指令を与えて、錘２９の位置を、胴体２６が傾いている前後いずれかの方向とは逆の方向へ所要量移動させることにより、機体重心Ｇ位置を、胴体２６が傾いている前後方向とは逆の方向へ変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平に修正することができるようにしてある。又、外乱等の影響により胴体２６の左右方向が、水平状態より傾いた場合には、左右方向重心移動アクチュエータ３７へ適宜指令を与えて、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０の位置を、胴体２６が傾いている左右いずれかの方向とは逆の方向へ所要量移動させることにより、機体重心Ｇの位置を、そのとき行っている前進飛行あるいは左右方向への旋回飛行のときに設定されているべき位置より、左右の傾斜した方向とは逆の方向へ変位させ、左右の重量バランスを変化させることで、胴体２６の左右方向への傾きを水平状態に修正して、飛行中は、該胴体２６の左右方向を常に水平状態に保持することができるようにしてある。
【０１４０】
上記コントローラ４６ｂは、更に別の機能として、図５に示したコントローラ４６の障害物回避機能と同様に、衝突防止センサ４５より入力される信号に基づいてコントローラ４６ｂが進行方向前方を常に監視し、飛行コースの前方に障害物の存在が検出されると、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０、角度制御用モータ７６、重心移動装置２８の前後方向重心及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ適宜指令を与えることにより、飛行方向を上下左右方向へ適宜変更して上記障害物を迂回させた後、コントローラ４６ｂの有する上記飛行制御機能に基づいて、目標位置に至る飛行コースあるいは帰還用飛行コースに戻るようにして、飛行コース上に存在する障害物を自動的に回避することができるようにしてある障害物回避機能も備えているものとする。
【０１４１】
本実施の形態の小型飛行装置は、胴体２６を水平状態に保持したまま垂直上昇、垂直下降を行なうことができて、垂直離着陸を行なうことができるため、該小型飛行装置の離着陸時に接地させるための脚５２は、図１８（イ）に示す如く、胴体２６の下面側に設けるようにしてある。その他、図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【０１４２】
本実施の形態によれば、上記角度制御用モータ７６の回転を制御して翼駆動用モータ３０と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上下方向に回転させて、胴体２６の左右両側位置の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、図１９（ロ）に示すように、それぞれ垂直方向上向きとさせたり、図１９（イ）に示すように、前方やや上向きの姿勢とさせた状態で、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の方向に向けて推力Ｔａ，Ｔｂを発生させることができる。
【０１４３】
したがって、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態におけるコントローラ４６による飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能に基づいた各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂ、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂ、及び、上記推力Ｔａ，Ｔｂの水平分力として各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂの制御と同様に、コントローラ４６ｂの有する姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能に基づいて、翼駆動用モータ３０と角度制御用モータ７６と重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ制御指令を与えて、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角、及び、羽ばたき作動をそれぞれ独立に制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂ、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂ、及び、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂをそれぞれ自在に制御することができることから、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態の小型飛行装置は、飛行中に胴体２６の前後方向及び左右方向を常に水平状態に保持することができるようになるため、たとえば、ペイロード５１として固定式のＣＣＤセンサ５１ａを搭載して、目標位置の撮影を行う場合等に、より有利なものとすることができる。
【０１４４】
図２１（イ）（ロ）乃至図２３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右両側位置の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるためのアクチュエータとして、角度制御用モータ７６の駆動により胴体２６に対して上下方向に角度変更できるようにしてある翼駆動用モータ３０を用いることに代えて、角度制御用モータ７６の駆動により胴体２６に対して上下方向に角度変更可能に設けた線形アクチュエータとしてのボイスコイル形の線形アクチュエータ５７を用いるようにしたものである。
【０１４５】
すなわち、図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示した実施の形態における図１２（イ）（ロ）に示した線形アクチュエータ５７と同様の構成としてある線形アクチュエータ５７を、胴体２６の左右両側位置に、図２１（イ）（ロ）に示す如く、出力軸６３が上向きとなるようにそれぞれ配置する。該各線形アクチュエータ５７の支持容器５８の外側面には、出力軸６３の往復動方向とは直交する方向で且つ相対する方向に回転支持軸７２を取り付けて、該支持容器５８の両側へ延びる回転支持軸７２を、胴体２６の前後方向の中間部付近における左右両側位置にそれぞれ設けてある左右一対の軸受７３ａ，７３ｂに回転自在に支持させるようにして、図２１（イ）（ロ）に示す如く胴体２６上に設置させる。更に一方（片側）の回転支持軸７２、たとえば、各線形アクチュエータ５７の胴体２６の中心側に位置する各々の回転支持軸７２に、角度変更用ギア７４をそれぞれ取り付け、且つ該各角度変更用ギア７４に噛合させた各ピニオン７５を、各々独立させた角度制御用モータ７６の出力軸７６ａに取り付け、各角度制御用モータ７６によりピニオン７５を独立して回転させることにより、上記角度変更用ギア７４、回転支持軸７２を介して線形アクチュエータ５７を、それぞれ独立して前後方向に沿う垂直面内で上下方向に回転（角度変更）できるようにしてある。これにより、上記各角度制御用モータ７６の回転数を適宜制御することで、それぞれ対応する線形アクチュエータ５７の角度変更に伴って、該線形アクチュエータ５７に取り付ける羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角をそれぞれ上下方向に独立に変更できるようにしてある。
【０１４６】
更に、上記線形アクチュエータ５７の出力軸６３には、図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示した実施の形態における各線形アクチュエータ５７の出力軸６３に連結した場合と同様に、該出力軸６３とは直角な面内に配置した翼本体３２を備えてなる羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側端部）を直角の状態で連結して固定する。なお、本実施の形態の各図では、線形アクチュエータ５７の出力軸６３を垂直方向上向きとするときに、翼本体３２は翼前縁が水平方向前向き、すなわち、迎角がゼロの姿勢となり、線形アクチュエータ５７の出力軸６３を水平方向後向きとするときに、翼本体３２は翼前縁が垂直方向上向き、すなわち、迎角が９０度の姿勢となるように設定してある。
【０１４７】
かかる構成としてあることから、上記各線形アクチュエータ５７の出力軸６３を軸心方向に所要の振幅で振動させることにより、該出力軸６３に連結してある駆動ロッド３１と連結ロッド３３と翼本体３２とからなる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、上記翼本体３２の面に垂直な方向へ振動させられて羽ばたき作動させられるようになり、この際、上記各線形アクチュエータ５７の出力軸６３の振動する速度や振幅を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動が独立して制御されて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右両側位置にそれぞれ作用させる推力Ｔａ，Ｔｂ（図４参照）の大きさを独立して制御できるようにしてある。更に、上記各角度制御用モータ７６により各線形アクチュエータ５７と一緒に上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を上下方向に変更することによって、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右両側位置へそれぞれ作用させる上記推力Ｔａ，Ｔｂの向きをそれぞれ独立に変更できるようにしてある。
【０１４８】
更に又、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、それぞれ線形アクチュエータ５７にて行わせるようにしてあることに伴い、姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向と大きさ、すなわち、発生させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂ（図４参照）のそれぞれの大きさを独立して制御すると共に、重心位置の制御に伴う姿勢制御を行うためのコントローラとしては、図２０に示した各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と角度制御用モータ７６、及び、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えるコントローラ４６ｂに代えて、図２３に示す如く、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの線形アクチュエータ５７と角度制御用モータ７６へそれぞれ指令を与えて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動と迎角をそれぞれ制御すると共に、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ指令を与えて、胴体２６の前後方向及び左右方向を常に水平姿勢に制御する機能を有するコントローラ４６ｃを設けるようにしてある。
【０１４９】
その他の構成は図１８（イ）（ロ）乃至図２０に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【０１５０】
本実施の形態によれば、上記角度制御用モータ７６の回転を制御して線形アクチュエータ５７と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上下方向に回転させて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、図２２（ロ）に示すように、９０度として該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂをそれぞれ垂直方向上向きの姿勢とさせて、各線形アクチュエータ５７により羽ばたき作動させることにより、発生させる推力Ｔａ，Ｔｂのすべてが揚力Ｌａ，Ｌｂとして作用するようにして、垂直上昇、垂直下降、ホバリングを行なわせるようにしたり、又、図２２（イ）に示すように、各羽ばたきよく２７ａ，２７ｂを、進行方向前方やや上向きの迎角とさせた状態で羽ばたき作動させることにより、推力Ｔａ，Ｔｂの和である全体推力Ｔを前方やや上向きに発生させて、該全体推力Ｔの水平成分として得られる大きな全体推進力Ｆが、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用するようにすると共に、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる全体揚力Ｌが機体重量Ｗと釣合うようにさせることにより、一定の飛行高度で前進飛行させることが可能となる。
【０１５１】
したがって、図１８（イ）（ロ）乃至図２０に示した実施の形態におけるコントローラ４６ｂによるそれぞれ対応する角度制御用モータ７６と翼駆動用モータ３０の制御を介して行う各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに独立した迎角及び羽ばたき作動の制御、及び、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７の制御を介した胴体２６の前後方向角度姿勢及び左右方向の角度姿勢の制御と同様に、コントローラ４６ｃの有する飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能に基づいて、角度制御用モータ７６と線形アクチュエータ５７へ制御指令を与えることにより、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角、及び、羽ばたき作動をそれぞれ独立に制御すると共に、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ制御指令を与えて、胴体２６の前後方向角度姿勢及び左右方向の角度姿勢を常に水平姿勢に保つよう制御させることで、図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５２】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、以下に述べるようにしたものも含むものである。たとえば、本発明の小型飛行装置のサイズは、適宜増減してもよい。胴体１は、たとえば、流線形のような本発明の小型飛行装置の飛行時に抵抗とならないような形状としてあれば、形状は自在に決定してよい。
【０１５３】
重心移動装置２８は、左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９の上側に、前後方向重心移動アクチュエータ４０を取り付け、該前後方向重心移動アクチュエータ４０のスライダ４２上に錘２９を取り付けてなる構成として示したが、前後方向重心移動アクチュエータ４０のスライダ４２上に、左右方向重心移動アクチュエータ３７を取り付け、該左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９上に錘２９を取り付けた構成としてもよい。更に、錘２９を前後左右方向へ移動させて、機体重心Ｇの位置を上記各実施の形態で述べたように胴体２６の前後方向及び左右方向へ変位させることができれば、上記錘２９を前後左右方向へ移動させるための機構は、いかなる構成のものを採用してもよい。
【０１５４】
各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにおける駆動ロッド３１と翼本体３２を繋ぐ連結ロッド３３の本数は、３本として示してあるが、適宜増減してもよい。翼本体３２は、軽量で且つ羽ばたき作動により本発明の小型飛行装置を飛行させるために必要とされる所要の揚力及び推進力を得られるような面積、及び、羽ばたき作動時にフェザリングを生じさせるための柔軟性を備えた平面状のものとしてあれば、横骨部材３４の本数を増やしたり、縦骨部材３５の本数を増減させてもよい。更には、一枚板状のものとする等、横骨部材３４と縦骨部材３５とフィルム３６とからなる構成以外のものとしてもよい。又、形状は低アスペクト比の矩形状とすることが好ましいが、低アスペクト比でなくてもよく、その形状を矩形状以外のものに変更してもよい。翼本体３２と連結ロッド３３は共に柔軟性を備えていることが望ましいが、いずれか一方の柔軟性のみで翼本体３２にフェザリングを生じさせることができれば、他方は柔軟性を備えていなくてもよい。翼本体３２の前縁部を、連結ロッド３３を介在させることなく駆動ロッド３１に直接取り付けるようにしてもよい。
【０１５５】
図９及び図１０（イ）（ロ）の実施の形態における共振型の翼駆動用モータ５３において、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるべく出力軸５３ａの正、逆転駆動を行うときに、該出力軸５３ａの回転に伴って変形され、この変形状態より初期形状へ戻ろうとする復元力を利用して上記出力軸５３ａに対して十分な復元力（復元トルク）を与えることができるようにすれば、出力軸５３ａに直角方向に取り付けるばね用アーム５４の本数や、共振型の翼駆動用モータ５３のケース前面に突設するばね用支柱５５の本数を適宜増減して、１本のばね用アーム５４の先端部に対し、複数のばね用支柱５５の先端部に個別に一端側を取り付けてある複数のばね５６の他端側を一緒に取り付けるようにしたり、１本のばね用支柱５５の先端部に、複数のばね用アーム５４の先端部に個別に一端側を取り付けてある複数のばね５６の他端側を一緒に取り付ける等、ばね５６の取付け方は適宜変更してよく、又、ばね５６の本数を適宜増減させるようにしてもよい。更には、出力軸５３ａに内周側端部を取り付けた渦巻ばねの外周側端部を、共振側の翼駆動用モータ５３のケース前面の所要個所に設けたばね用支柱に連結する等、ばねの形式は、任意のものを採用してもよい。更に、出力軸５３ａの所要の角度範囲における正、逆転駆動を許容でき、且つ該回転される出力軸５３ａに対して復元トルクを与えることができるような所要の弾性係数を備えていれば、ばね用アーム５４の先端部とばね用支柱５５の先端部との間に、たとえば、ゴム等のばね５６以外の弾性部材を介在させて設ける等、いかなる弾性部材を採用するようにしてもよい。
【０１５６】
図１５及び図１６（イ）（ロ）の実施の形態、及び、図１７（イ）（ロ）の実施の形態における共振型の線形アクチュエータ６９において、出力軸６３の振動時に該出力軸６３に対して復元力を作用させるためのばね７１は、周方向に４本設けるものとして示したが、数は適宜増減させてよい。又、上記ばね７１は、出力軸６３と、支持容器５８の蓋部５８ａの前面に突設したばね用支柱７０の先端部との間に介在させて設けるものとして説明したが、上記出力軸６３の振動に伴って変形され、この変形状態からの復元力により振動する出力軸６３に対して復元力を作用させることができるようにしてあれば、たとえば、図１６（イ）に二点鎖線で示す如く、蓋部５８ａと磁気回路６０との間に形成されている空間部における軸心方向中間位置とほぼ対応する支持容器５８の内周面と、コイル６１の蓋部５８ａ側の外周部との間に、周方向の複数個所に半径方向に沿うよう（放射方向となるよう）に配置した所要のばね定数を有するばね７１を介在させて、各ばね７１を支持容器５８とコイル６１にそれぞれ接続した構成とする等、ばねの配置は自在に設定してよい。又、所要の弾性係数を備えていれば、ゴム等のばね７１以外の弾性部材等、いかなる弾性部材を採用するようにしてもよい。
【０１５７】
図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態においては、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を変更させる場合、軸受７３ａ，７３ｂに回転支持軸７２を介して回動自在に支持させてある翼駆動用モータ３０を、又、図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態においては、軸受７３ａ，７３ｂに回転支持軸７２を介して回動自在に支持させてある線形アクチュエータ５７を、それぞれ角度制御用モータ７６によりピニオン７５、角度変更用ギア７４を介して上下方向に回転させるものとして示したが、本発明の小型飛行装置を飛行させるときに各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに所望される迎角を取らせることができるように所要の角度範囲で回転でき、且つ本発明の小型飛行装置の飛行に支障を来たさないサイズ、重量としてあれば、上記翼駆動用モータ３０や線形アクチュエータ５７を上下方向に回転させる機構は、ラック、ピニオン機構や、所要のアクチュエータによる直接あるいはリンクを介した押し引き機構、その他のいかなる機構を採用してもよい。
【０１５８】
図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態、及び、図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態においては、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動と迎角を独立に制御できて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさをそれぞれ独立して制御できるようにしてあることから、左右方向への旋回飛行時、あるいは、外乱等により胴体２６に対して左右方向へ傾けようとする力が作用するときに、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角及び羽ばたき作動を独立に制御して、それぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向及び大きさを独立に変更して、変更後の推力Ｔａ，Ｔｂの水平分力である推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさが、そのときの飛行状態を継続するために胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させるべき推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさとなるように保持したまま、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へ作用させる揚力ＬａとＬｂの大きさを、上記胴体２６が傾けられる側となる左右方向の一側に作用する揚力Ｌａ又はＬｂの方が、他側に作用する揚力Ｌｂ又はＬａよりも大きくなるように変化させて、該胴体２６の水平姿勢を保持できるように制御すれば、重心移動装置２８における左右方向重心移動アクチュエータ３７を省略することも可能になる。
【０１５９】
図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態においては、胴体２６の左右位置に、角度制御用モータ７６の駆動により上下方向に角度変更できるよう設けて左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂをそれぞれ羽ばたき作動させるためのアクチュエータとしては、翼駆動用モータ３０を用いるものとして説明したが、該翼駆動用モータ３０に代えて、図１０（イ）（ロ）に示した如き共振型の翼駆動用モータ５３を用いるようにしてもよい。この場合は、図１８乃至図２０の実施の形態の効果に加えて、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動時に、出力軸５３ａにばね５６による復元トルクを作用させて、該羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動により生じる慣性力をキャンセルして、アクチュエータの負荷を軽減させる効果が期待できる。
【０１６０】
図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態においては、胴体２６の左右位置に、角度制御用モータ７６の駆動により上下方向に角度変更できるよう設けて左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂをそれぞれ羽ばたき作動させるためのアクチュエータとしては、図１２（イ）（ロ）に示す如き線形アクチュエータ５７を用いるものとして説明したが、該線形アクチュエータ５７に代えて、図１６（イ）（ロ）に示した如き線形アクチュエータ５７を用いるようにしてもよい。又、図１２（イ）（ロ）に示した如き共振型の線形アクチュエータ５３や、図１４（イ）及び（ロ）にそれぞれ示す如き共振型の線形アクチュエータ５３を用いるようにしてもよい。この場合は、図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態の効果に加えて、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動時に、出力軸６３にばね７１による復元トルクを作用させて、該羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動により生じる慣性力をキャンセルして、アクチュエータの負荷を軽減させる効果が期待できる。
【０１６１】
なお、又、図１１（イ）（ロ）乃至図１３の実施の形態、図１４（イ）（ロ）の実施の形態、図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態における線形アクチュエータ、並びに、図１５（イ）（ロ）及び図１６の実施の形態、及び、図１７（イ）（ロ）の実施の形態における共振型の線形アクチュエータ６９は、いずれもボイスコイル形のものとして説明したが、出力軸６３を軸心方向に所要速度、所要振幅で振動させることができれば、上記出力軸６３を振動させるための駆動形式は、線形超音波モータや電磁式の線形モータの駆動形式を採用するようにしてもよい。
【０１６２】
図１４（イ）（ロ）の実施の形態、及び、図１７（イ）（ロ）の実施の形態においては、線形アクチュエータ５７，６９のブラケット６４に回動可能に取り付けてある羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の基端側を、線形アクチュエータ５７，６９の出力軸６３に、該出力軸６３の軸心方向への振動により揺動できるように連結できれば、駆動ロッド３１の長孔６６と、出力軸６３側に取り付けた動力伝達用ピン６８とを係合させる構成以外のいかなる連結手段を採用してもよい。
【０１６３】
位置センサ４３は、本発明の小型飛行装置の位置を検出することができれば、ＧＰＳや磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ以外にも、加速度センサ等、任意のものを採用してもよい。姿勢センサ４４は、たとえば、ＧＰＳ受信機及びアンテナを３台ずつ用いる等、ジャイロ以外のものを採用するようにしてもよい。衝突防止センサ４５は、飛行方向の前方に位置する障害物を検出できれば、光フローセンサ以外にも、超音波や赤外線のエコーにより障害物を検出するセンサ等、任意の形式のものを採用してもよい。
【０１６４】
本発明の小型飛行装置の飛行に支障を来たさないサイズ、重量としてあれば、ペイロード５１は、本発明の小型飛行装置の所望の使用目的に応じて、任意のものとしてよい。したがって、本発明の小型飛行装置は、上記積載するペイロード５１に応じた任意の使用目的に適用できる。
【０１６５】
更に、上記実施の形態ではコントローラ４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を有するものとして説明したが、これらは基本的な機能であり、本発明の小型飛行装置に、別の小型飛行装置との通信装置を設けて、コントローラ４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃに、別の小型飛行装置と相互に連係した働きをさせるための機能を追加したり、飛行に関わる別の外部情報を収集するための別のセンサを追加して、該センサの信号に基づいて上記飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能等にそれぞれ修正を加えることができるようにしたり、更に、上記ペイロード５１に搭載する機器の制御機能を追加する等、任意の機能を併せ持つようにしてもよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の小型飛行装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は概略切断平面図である。
【図２】図１の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は高速で前進飛行する場合、（ロ）は低速で前進飛行する場合について、それぞれ推力、揚力、推進力と重心位置及び機体重量との関係を示す概要図である。
【図３】図１の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は一定高度で前進飛行する場合、（ロ）は飛行高度を上昇させる場合、（ハ）は飛行高度を下降させる場合について、それぞれ推力、揚力、推進力と重心位置及び機体重量との関係を示す概要図である。
【図４】図１の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は右方向へ旋回する場合、（ロ）は左方向へ旋回する場合について、それぞれ推力、揚力、推進力と重心位置との関係を示す概要図である。
【図５】図１の装置の制御機構を示す概要図である。
【図６】図１の装置にて、前進飛行時に推力発生方向を変更した状態を示す概略側面図である。
【図７】本発明の実施の他の形態を示す概略側面図である。
【図８】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は垂直飛行する場合における推力、揚力と重心位置及び機体重量との関係を示す概要図である。
【図９】本発明の実施の更に他の形態を示す概略切断平面図である。
【図１０】図９の装置で用いる共振型の翼駆動用モータを拡大して示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図１１】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は概略切断平面図である。
【図１２】図１１の装置で用いる線形アクチュエータを拡大して示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図１３】図１１の装置の制御機構を示す概要図である。
【図１４】（イ）（ロ）はいずれも図１１の装置に用いる線形アクチュエータの他の形態をそれぞれ示すもので、図１２（イ）（ロ）の変形例を示す概要図である。
【図１５】本発明の実施の更に他の形態を示す概略切断平面図である。
【図１６】図１５の装置で用いる共振型の線形アクチュエータを拡大して示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ方向矢視図である。
【図１７】（イ）（ロ）はいずれも図１５の装置に用いる線形アクチュエータの他の形態をそれぞれ示すもので、図１６（イ）（ロ）の変形例を示す概要図である。
【図１８】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は概略切断平面図である。
【図１９】図１８の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は高速で前進飛行する場合、（ロ）は垂直に飛行する場合をそれぞれ示す概要図である。
【図２０】図１９の装置の制御機構を示す概要図である。
【図２１】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は概略切断平面図である。
【図２２】図２１の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は高速で前進飛行する場合、（ロ）は垂直に飛行する場合をそれぞれ示す概要図である。
【図２３】図２１の装置の制御機構を示す概要図である。
【図２４】従来提案されている羽ばたき翼形式の飛行装置の一例を示す概要図である。
【図２５】従来提案されている羽ばたき翼形式の飛行装置の別の例を示す概要図である。
【図２６】従来提案されている羽ばたき翼形式の飛行装置の更に別の例を示す概要図である。
【図２７】従来提案されている回転翼式の飛行体の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
【０１６７】
２６ 胴体
２７ａ，２７ｂ 羽ばたき翼
２８ 重心移動装置
２９ 錘
３０ 翼駆動用モータ（アクチュエータ）
３０ａ 出力軸
３１ 駆動ロッド
３２ 翼本体
３３連結ロッド
３７ 左右方向重心移動アクチュエータ（重心移動アクチュエータ）
３８ ガイド部材
３９ スライダ
４０ 前後方向重心移動アクチュエータ（重心移動アクチュエータ）
４１ ガイド部材
４２ スライダ
４４ 姿勢センサ
４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ コントローラ
５３ 共振型の翼駆動用モータ（アクチュエータ）
５３ａ 出力軸
５６ ばね（弾性部材）
５７ 線形アクチュエータ（アクチュエータ）
６３ 出力軸
６９ 共振型の線形アクチュエータ（アクチュエータ）
７１ ばね（弾性部材）
Ｇ 機体重心
Ｐ 揚力作用点（揚力が作用する位置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所要の目標位置まで飛行させて該目標位置の情報収集や、上記目標位置への小型機器の搬送等を行わせるために用いる小型飛行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、屋内外の高所位置や災害発生現場等の人が容易に近づくことが困難な場所、あるいは、化学物質、微生物、放射性物質等での汚染が想定されるような場所の現場状況を調べる場合等に、大きさが数十センチメートル以下というような非常に小型の飛行装置（Micro Air Vehicle：ＭＡＶ）に、カメラ、マイク、雰囲気ガス中の化学物質、微生物、放
射性物質等の有無を検出するための所要の分析装置等の機器を搭載して、該小型飛行装置を目標となる位置まで飛行させ、該小型飛行装置に搭載された機器により検出される現場の計測結果を基に、遠隔地より上記目標位置の情報収集を実施できるようにすることが考えられてきている。
【０００３】
ここで、飛行体とその周囲の流体との相互作用を、流体の慣性力と粘性力の比であるレイノルズ数との相関で整理すると、飛行体のサイズとレイノルズ数の大小はほぼ対応しており、従来一般に実用化されているメートルサイズの飛行体では、たとえば、通常の航空機のレイノルズ数が１０７〜１０８のオーダーを示すように、レイノルズ数が高くて（Ｒｅ＞１０５）慣性力が支配的となっているのに対し、上記のようなサイズが小さい小型飛行装置では、レイノルズ数が１０４〜１０５程度と低い値となり、周囲の気体（流体）との相互作用では、慣性力と共に粘性力の影響が大となる。又、上記小型飛行装置は、サイズが小さくて機体重量が軽いことから、気流等の影響を容易に受け易く、常に突風の中を飛行するような状態となる。更に、屋内での飛行や、屋外での気流中を飛行させるためには、垂直離着陸、急旋回、空中停止飛行（ホバリング）等の非常に高度な飛行性能が要求されることから、航空機やヘリコプター等の従来の飛行体とは非常に異なる設計が必要とされている。
【０００４】
ところで、トンボは、垂直離着陸、急速旋回、空中停止等の非常に高度な飛行性能を有していることで知られており、このような高度の飛行性能を人工物で実現することの価値は大きい。トンボは４枚の羽を自在に動かすことにより、理想的な飛行能力を得ている。
しかし、自然界には、左右一対の２枚の羽だけでもトンボには及ばないが、高い飛行能力を発揮する鳥や昆虫がいる。
【０００５】
このような自然界の生物は、羽の複雑な動きだけで高度の飛行能力を実現しているが、このような羽の複雑な動きを人工的に実現することは難しい。そこで、羽の運動を補うものとして、人工物で実現し易い重心移動を用いることが考えられる。この場合、トンボのような自在な空中停止飛行が可能となるか、あるいは、空中停止飛行は難しいとしても、低速飛行が可能となるだけで、そのメリットは大きいと考えられる。
【０００６】
図２４は従来提案されている左右一対の羽ばたき翼を備えた小型の飛行装置の一例を示すもので、胴体部１の左右位置に、それぞれ前後一組の振動型アクチュエータ２ａと２ｂを、前側の振動型アクチュエータ２ａの方が後側の振動型アクチュエータ２ｂよりも上方に位置し、且つ該前後の各振動型アクチュエータ２ａ，２ｂの振動軸（回転軸）が共に、胴体の前後方向に対して所要角度傾斜した状態となるように設けて、羽前縁をなす羽軸（前羽軸）４ａと羽後縁をなす羽軸（後羽軸）４ｂとの間に膜５を張設して形成してなる羽３の上記前羽軸４ａと後羽軸４ｂを、上記前後の各振動型アクチュエータ２ａ，２ｂにそれぞれ接続した構成とし、更に、胴体部１の所要位置に重心制御部６を備えてなる構成としてある。
【０００７】
かかる構成の小型飛行装置では、上記前後の各振動型アクチュエータ２ａと２ｂを、前側の振動型アクチュエータ２ａの方が、後側の振動型アクチュエータ２ｂよりも所要位相差で先行するようにそれぞれ上下方向に羽ばたき（往復）作動させるようにしてある。そのため、羽３の打下ろし作動時には、高所位置にある前側の振動型アクチュエータ２ａによる前羽軸４ａの打下ろし作動を、低所位置にある後側の振動型アクチュエータ２ｂによる後羽軸４ｂの打下ろし作動よりも先行して開始させることにより、上記前後の羽軸４ａ，４ｂがほぼ水平方向に並ぶようにして、羽３がなるべく水平面と平行な姿勢となるようにし、これにより、打下ろし時に羽３の膜５が移動する空間の体積が最大になるようにしてある。一方、羽３の打上げ作動時には、該羽３の膜５ができるだけ水平面に対して直角に近い角度となるようにして、打上げ時に羽３の膜５が移動する空間の体積を最小にするようにしてあることから、羽３の打下ろし動作において該羽３に作用する鉛直上向きの流体力が、羽３の打上げ動作において該羽３に作用する鉛直下向きの流体力よりも大となるようにして機体の浮上力（揚力）を得ることができるようにしてある。更に、上記前後の振動型アクチュエータ２ａと２ｂの位相差を調整して、羽３の打上げ及び打下げ時の姿勢（角度）を変化させることにより、前後方向への推進力を得ることができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００８】
又、上記と同様に、羽の打下ろし時に羽の膜が移動する空間の体積を、羽の打上げ時に羽の膜が移動する空間の体積よりも大きくなるようにして、羽の打下ろし動作において該羽に作用する鉛直上向きの流体力が、羽の打上げ動作において羽に作用する鉛直下向きの流体力よりも大となるようにすることにより、機体の浮上力を得るようにする考えに基づいた別の形式の小型飛行装置としては、図２５に示すものが提案されている。この小型飛行装置は、胴体部７の左右位置に、３自由度を持つアクチュエータ８をそれぞれ設け、該各アクチュエータ８に、左右一対の羽９にそれぞれ長手方向に沿って設けてある主軸１０の基端部を取り付けて、上記左右の各アクチュエータ８にて、主軸１０と共に羽９を上下方向に往復作動させることに加えて、羽９の主軸１０を中心とする回転動作と、主軸１０と羽９を一緒に前後方向へ作動させることが可能となるようにした構成としてある。
【０００９】
かかる構成の小型飛行装置では、羽９の打下ろし作動時は、該羽９がなるべく水平面と平行な姿勢となるようにし、一方、羽９の打上げ時は、羽９を上下方向の姿勢となるように一旦回転させた後、該羽９の有する湾曲形状に沿う軌道で引き上げられるように、羽９を主軸１０を中心に回転させると同時に前後方向に動かしながら打上げ作動させるようにしてある。これにより、羽９の打上げ動作において該羽９に作用する鉛直下向きの流体力をより小さくできるようにして、羽９の打下ろし動作において該羽９に作用する鉛直上向きの流体力との差をより大きくすることで、機体の浮上力をより効率よく得ることができるようにしてある（たとえば、特許文献２参照）。
【００１０】
更に、従来の羽ばたき飛行する他の形式の小型飛行装置としては、図２６に示す如く、胴体部（支持構造）１１の左右位置に、アクチュエータ１３とピニオンギア１４とラックギア１５を具備して羽１６の長手方向に沿って設けてある軸１７の前後水平方向の往復作動と、該羽１６の軸１７の回転作動を行なうことができるようにしてある駆動装置１２をそれぞれ設けて、該左右の各駆動装置１２に、左右一対の対応する羽１６の軸１７をそれぞれ取り付けてなる構成としたものが従来提案されている。すなわち、上記駆動装置１２により左右の羽１６を前後方向に羽ばたき作動させると同時に、羽１６を前方及び後方へ打つときには、該羽１６の上縁側が下縁側に対して先行するように羽１６の軸１７を回転させるようにして、各羽１６により下向きの気流を発生させるようにし、この下向きの気流の反作用によって浮上力（揚力）を得るようにしたもの、更に、この際、左右の羽１６の前後方向の振幅の中心位置を、それぞれ独立して前側又は後側へずらすことで、該各羽１６の羽ばたき作動時に該羽１６の基端側から先端方向に向かうよう発生している流れの前後方向のバランスを変化させて、前進、後進、あるいは、左右方向の旋回を行わせるようにすることができるようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献３参照）。
【００１１】
なお、従来、別の飛行方式を採用した小型飛行装置としては、図２７に示す如く、機体上部に二重反転式の回転翼１８を備えてなる形式の飛行体（浮揚体）も提案されている。
更に、かかる回転翼１８を備えた形式の飛行体において、重心の移動により飛行体の姿勢を変更させる、すなわち、上記回転翼１８の回転中心線（軸）を鉛直線（重力の方向）に対して所定方向に所定角度傾斜させる（傾きを調節する）ために、上記回転翼１８の回転中心線に直角な平面（ｘｙ平面）内で互いに直交する２基のリニアアクチュエータ２０と２１を具備して、該各アクチュエータ２０と２１により、錘要素２２を、上記回転翼１８の回転中心線を中心に前後左右方向へ移動（変位）させることができるようにしてなる構成の姿勢変更手段１９を設けることが提案されている。
【００１２】
上記姿勢変更手段１９の各リニアアクチュエータ２０と２１は、いずれも、直線状のフレーム２３と、該フレーム２３に長手方向に沿って移動（変位）可能に取り付けたスライダ（移動部材）２４と、該スライダ２４を上記フレームの長手方向の任意の位置へ移動させるための図示しない超音波振動体や電磁モータ等を備えた駆動機構とからなる構成としてあり、上記二重反転式の回転翼１８を備えた形式の飛行体の下部に、十字型の基板２５を、上記回転翼１８の回転中心線に直角な平面内にてｘ軸方向及びｙ軸方向に沿って配置されるよう設け、該基板２５の下面に、ｙ軸方向のリニアアクチュエータ２１のフレーム２３を固定すると共に、該ｙ軸方向アクチュエータ２１のスライダ２４に、ｘ軸方向のリニアアクチュエータ２０のフレーム２３の長手方向中間部を取り付け、更に、該ｘ軸方向アクチュエータ２０のスライダ２４に錘要素２２を取り付けてなる構成としてある。これにより、ｘ軸方向アクチュエータ２０にて、上記錘要素２２をｘ軸方向に沿って移動させると共に、上記ｙ軸方向アクチュエータ２１にて、錘要素２２を、上記ｘ軸方向アクチュエータ２０と一緒にｙ軸方向に沿って移動させることに伴い、上記二重反転式の回転翼１８を備えた形式の飛行体の重心位置を、前後左右方向へ自在に変位されるようにしてある（たとえば、特許文献４参照）。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−１３５８６６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２６５９９号公報
【特許文献３】特開２００４−９０９０９号公報
【特許文献４】特開２００４−２４９００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、上記図２４に示した形式の羽ばたき飛行方式の小型飛行装置、及び、図２５に示した形式の羽ばたき飛行方式の小型飛行装置では、垂直離着陸時や空中停止飛行時の如き、羽３，９の湾曲形状による揚力の発生が期待できないときには、機体の浮上力（揚力）を、羽３，９を水平面とほぼ平行な姿勢で打下ろすときに該羽３，９の面に作用する鉛直上向きの流体力と、羽３，９を所要の姿勢で打上げるときに該羽３，９に作用する鉛直下向きの流体力との差のみで得る必要がある。しかし、この場合、左右の各羽３，９の一回の羽ばたき作動で得られる揚力は、最大でも羽３，９の面によって下方に、すなわち、該羽３，９の面とほぼ直角方向に押される空気からの反力でしかなく、したがって、得られる浮上力が非常に小さいと考えられる。このために、機体重量を、１グラム未満とする等、極めて軽量としなければならず、駆動装置や電源も非常に軽量としなければならないことから飛行能力にも制限が生じることが懸念される。更に、上記したように機体重量が極めて軽いことから、環境に存在する気流によって飛行状態に大きな影響を受ける虞もある。
【００１５】
なお、図２４に示した従来の小型飛行装置では、胴体部１に重心制御部６を設ける考えは採られているが、図２４に示されるものには、該重心制御部６の具体的な構成並びに機能については全く記載されていない。
【００１６】
又、図２６に示した羽ばたき飛行方式の小型飛行装置では、各羽１６の羽ばたき作動により下向きの気流を発生させて、この下向きの気流の反作用によって浮上力（揚力）を得るようにしてあり、又、前後方向の推進力は、上記左右の羽１６の前後方向の振幅の中心位置を、進行方向前方又は進行方向後方にずらして、各羽１６の羽ばたき作動時に該羽１６の基端側から先端方向に向かうよう発生している流れの前後方向のバランスを変化させることで得るようにしてある。そのため、浮上力は効率よく得ることができるとしても、前後方向の推進力は比較的弱く、飛行速度に制限を受けることから、行動範囲が制限される虞が懸念される。
【００１７】
更に、図２７には、回転翼を用いた飛行形式の飛行装置において、直交するよう配置した２本のリニアアクチュエータ２０，２１と、錘要素２２とを備えて、飛行体の重心位置を変位させることができるようにしてある姿勢変更手段１９が示されているが、該姿勢変更手段１９は、錘要素２２を、回転翼１８の回転中心線を中心に前後左右方向へ移動させて、飛行体の重心位置を、上記回転翼１８の回転中心線の下方位置から前後左右方向へ変位させてずらすことにより、回転翼１８の回転軸を鉛直線に対して所定方向に所定角度傾斜させるようにして、飛行体の姿勢を変更させるためのものであって、羽ばたき飛行する飛行形式の飛行装置にそのまま適用できるものではない。
【００１８】
そこで、本発明者は、小型飛行装置に高度な飛行性能を付与するための工夫、研究を重ねた結果、左右一対の羽ばたき翼により発生させる推力の方向の制御と、該左右一対の羽ばたき翼の羽ばたき作動を制御することによる上記推力の大きさ（強さ）の制御と、機体重心位置の前後左右方向への変位の制御とを組み合わせることにより、高い飛行性能を達成できることを見出して本発明をなした。
【００１９】
したがって、本発明の目的とするところは、左右一対の羽ばたき翼と、機体重心の位置を変位させる重心移動装置とを組み合わせて作動させることにより高度な飛行性能を達成できて、屋内での飛行や、屋外での気流中にて常に突風の中を飛行するような状態であっても飛行できるようにし、更には、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるときの慣性力をキャンセルすることによりアクチュエータの負荷を軽減して、羽ばたき翼を高い周波数で羽ばたき作動させる場合に有利なものとすることができる小型飛行装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するために、胴体の左右位置に、羽ばたき翼をそれぞれ設けて、該各羽ばたき翼を独立に駆動して羽ばたき作動がそれぞれ制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させることができるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の各羽ばたき翼より胴体へ作用する揚力作用位置に対する機体重心の相対的な位置を制御することにより、上記胴体と共に左右の各羽ばたき翼の迎角を所要角度に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成とする。
【００２１】
具体的には、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるためのアクチュエータをそれぞれ別々に設け、該各アクチュエータの出力軸に、左右一対の羽ばたき翼を個別に取り付けて、上記各アクチュエータにより上記左右の羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立に制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けてなる構成とする。
【００２２】
更に具体的には、胴体の左右位置に設ける別々のアクチュエータを、出力軸を胴体の略前後方向に向けて配置した翼駆動用モータ、又は、出力軸を胴体の略上下方向に向けて配置した線形アクチュエータとし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、該各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータごとに、上記駆動ロッドを介した各羽ばたき翼の胴体の上下方向への羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とする。
【００２３】
更に、上記構成における翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとしたり、線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとし、該各共振型の翼駆動用モータ又は共振型の線形アクチュエータにより、所定周波数での各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした構成とする。
【００２４】
更に又、上記構成において、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータによる左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた構成とする。
【００２５】
又、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を上下方向に角度調整可能に設けて、該各羽ばたき翼を独立に駆動して羽ばたき作動が制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位できるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の羽ばたき翼より胴体に対して作用する揚力作用位置に対する機体重心の相対的な位置を制御して上記胴体の姿勢を制御し、更に、上記各羽ばたき翼を所要の迎角に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成とする。
【００２６】
具体的には、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるためのアクチュエータを、出力軸が前後方向又は上下方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付け、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けた構成とする。
【００２７】
更に具体的には、胴体の左右位置に角度変更可能に設けるアクチュエータを、翼駆動用モータ又は線形アクチュエータとし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、該各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の独立した制御と、翼駆動用モータにおいては出力軸の交互の正、逆転駆動、又、線形アクチュエータにおいては出力軸の軸心方向の振動のそれぞれ独立した制御により、上記各羽ばたき翼ごとに迎角と、羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とする。
【００２８】
更に、上記構成における胴体の左右位置に角度変更可能に設ける翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとしたり、線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとし、該各共振型の翼駆動用モータ又は共振型の線形アクチュエータにより、所定周波数での各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした構成とする。
【００２９】
更に又、上記構成において、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の制御と、各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータによる左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた構成とする。
【００３０】
又、上述した各構成において、重心移動装置は、直線状に延びるガイド部材の任意の位置へスライダを移動させることができるようにしてある２つの重心移動アクチュエータを、胴体の前後方向と左右幅方向に沿うよう配置すると共に、一方の重心移動アクチュエータのスライダに、他方の重心移動アクチュエータのガイド部材を取り付け、且つ該他方の重心移動アクチュエータのスライダに、錘を取り付けてなる構成として、上記各重心移動アクチュエータにより、錘を、胴体の前後方向及び左右方向へ移動させることにより、機体重心の位置を胴体の前後左右方向に変位できるものとした構成とする。
【００３１】
更に、上記重心移動装置を、左右の各羽ばたき翼より胴体に対して揚力が作用する位置の下方にて機体重心の位置を胴体の前後左右方向へ変位できるものとした構成とする。
【００３２】
更に又、上記における重心移動装置は、左右の各羽ばたき翼にて垂直方向上向きの推力を発生させるときに、機体重心の位置を、上記各羽ばたき翼より胴体に対し作用する上記推力の作用点の真下の位置に保持できるものとした構成とする。
【００３３】
上述した各構成における羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記駆動ロッドと翼本体の前縁部との間に、上記駆動ロッドと直角方向に延びる柔軟性を備えた連結ロッドを介在させてなるものとした構成とする。
【００３４】
又、上記各構成における羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとした構成とする。
【００３５】
更に、上記各構成における羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を低アスペクト比とした構成とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の小型飛行装置によれば、以下の如き優れた効果を発揮する。
（１）胴体の左右位置に、羽ばたき翼を設けて、該各羽ばたき翼を独立して駆動して羽ばたき作動がそれぞれ独立して制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させることができるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の各羽ばたき翼より胴体へ揚力が作用する位置に対する機体重心の相対的な位置を制御することにより、上記胴体と共に左右の各羽ばたき翼の迎角を所要角度に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成としてあるので、上記重心移動装置にて機体重心の位置を胴体の前後方向へ変位させることにより、上記胴体の前後方向角度姿勢と一緒に左右の各羽ばたき翼の迎角を変更することができる。このため、上記胴体の前後方向角度姿勢と一緒の各羽ばたき翼の迎角の制御と、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の均等な制御を行うことにより、上記各羽ばたき翼にて発生させる推力の方向及び大きさを変更できることから、該各羽ばたき翼より胴体へ作用させる揚力と推進力の大きさをそれぞれ自在に設定できて、前進飛行時の速度を低速から高速まで自在に変更できると共に、上昇、下降を自在に行なうことができる。又、胴体の前後方向角度姿勢と一緒に所要の迎角とさせた各羽ばたき翼の羽ばたき作動を左右で相違させて、発生させる推力の大きさに差を生じさせると、該各羽ばたき翼より胴体の左右位置へ作用させる推進力の大きさを変更できる。このとき同時に発生する胴体の左右位置へ作用する揚力の大きさの差を、重心移動装置にて機体重心位置を左右幅方向へ変位させて左右の重量バランスを変更することで打ち消すようにすると、胴体の左右方向を水平状態に保持したまま左右方向へ旋回させることができる。したがって、飛行速度、飛行高度を自在に変更できると共に、左右方向への旋回飛行を自在に行うことができて、高度な飛行性能を達成することができ、屋内での飛行や、屋外での気流中にて常に突風の中を飛行するような状態であっても飛行可能とすることができる。
（２）具体的には、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるためのアクチュエータをそれぞれ設け、該各アクチュエータの出力軸に、左右一対の羽ばたき翼を個別に取り付けて、上記各アクチュエータにより上記左右の羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とし、更に具体的には、上記各アクチュエータを、出力軸を胴体の略前後方向に向けて配置した翼駆動用モータ、又は、出力軸を胴体の略上下方向に向けて配置した線形アクチュエータとし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、該各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータごとに、上記駆動ロッドを介した各羽ばたき翼の胴体の上下方向への羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とすることにより、各アクチュエータとしての翼駆動用モータの出力軸を正、逆転駆動させるときの速度や角度範囲の制御、又は、線形アクチュエータの出力軸を軸心方向に振動させるときの速度や振幅の制御により、各羽ばたき翼の羽ばたき速度や羽ばたき作動時の振幅を制御できて、該各羽ばたき翼の羽ばたき作動を制御して、各羽ばたき翼にて発生させる推力の大きさを自在に制御できる。
（３）上記構成における翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとしたり、線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとし、該各共振型の翼駆動用モータ又は共振型の線形アクチュエータにより、所定周波数での各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした構成とすることにより、各羽ばたき翼を、上記翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの可動部と、羽ばたき翼と、該羽ばたき翼の羽ばたき作動に同伴されて一緒に運動する空気の慣性力と、アクチュエータより羽ばたき翼へ作用させる復元力とにより形成される振動系の共振周波数と等しい周波数となるように、上記翼駆動用モータ又は線形アクチュエータにて羽ばたき翼を羽ばたき作動させることにより、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるときに上記慣性力をキャンセルすることができる。このために、上記翼駆動用モータや線形アクチュエータの負荷を軽減させることができて、十分なペイロードを積んで長距離を長時間飛行させる場合に求められるように、羽ばたき翼を高い周波数で羽ばたき作動させる場合に有利なものとすることができる。
（４）上記構成において、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータによる左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた構成とすることにより、上記（１）、（２）又は（３）に示した効果に加えて、本発明の小型飛行装置の姿勢が崩れて所要方向に傾斜した場合には、重心移動装置により上記傾斜した側とは反対側へ機体重心の位置を変位させることにより姿勢を修正して、飛行姿勢を安定に保持することが可能となる。
（５）胴体の左右位置に、羽ばたき翼を上下方向に角度調整可能に設けて、該各羽ばたき翼を羽ばたき作動が独立に制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位できるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の羽ばたき翼より胴体に対して揚力が作用する位置に対する機体重心の相対的な位置を制御することにより上記胴体の姿勢を制御すると共に、上記各羽ばたき翼を所要の迎角に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにしてなる構成とすることにより、胴体の前後方向角度姿勢とは独立して、上記左右の羽ばたき翼ごとに迎角と羽ばたき作動を制御することができる。これにより、該各羽ばたき翼で発生させる推力の大きさと方向を独立に制御できるため、各羽ばたき翼より胴体の左右位置に作用させる揚力と推進力の大きさをそれぞれ独立に制御できる。このため、上記左右の羽ばたき翼より胴体の左右位置へ作用させる揚力及び推進力を、それぞれ左右で均等に大きさを制御したり、胴体の左右位置に作用させる揚力及び推進力の大きさを相違させるよう制御することにより、飛行速度や飛行高度の変更や左右方向への旋回を自在に行わせることができて、高度の飛行性能を達成できることから、（１）に示したと同様の効果を得ることができる。更に、上記飛行時には、重心移動装置により機体重心の位置を適宜制御することにより、胴体の前後方向角度姿勢を常に水平姿勢に保持することができる。
（６）具体的には、胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるためのアクチュエータを、出力軸が前後方向又は上下方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付け、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けた構成とし、更に具体的には、上記胴体の左右位置に角度変更可能に設ける各アクチュエータを、翼駆動用モータ又は線形アクチュエータとし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、該各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の独立した制御と、翼駆動用モータにおいては出力軸の交互の正、逆転駆動、又、線形アクチュエータにおいては出力軸の軸心方向の振動のそれぞれ独立した制御により、上記各羽ばたき翼ごとに迎角と、羽ばたき作動を独立に制御できるようにした構成とすることにより、各アクチュエータとしての翼駆動用モータや線形アクチュエータの出力軸の方向の回転を介して各羽ばたき翼の迎角を制御を行うと共に、上記翼駆動用モータや線形アクチュエータにより各羽ばたき翼の羽ばたき作動を制御することにより、各羽ばたき翼ごとに発生させる推力の方向及び大きさを個別に且つ自在に制御できる。
（７）上記構成における翼駆動用モータや線形アクチュエータを、上記（３）と同様に、共振型の翼駆動用モータや共振型の線形アクチュエータとし、該各共振型の翼駆動用モータ又は共振型の線形アクチュエータにより、所定周波数での各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした構成とすることにより、各羽ばたき翼を、上記翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの可動部と、羽ばたき翼と、該羽ばたき翼の羽ばたき作動に同伴されて一緒に運動する空気の慣性力と、アクチュエータより羽ばたき翼へ作用させる復元力とにより形成される振動系の共振周波数と等しい周波数となるように、上記翼駆動用モータ又は線形アクチュエータにて羽ばたき翼を羽ばたき作動させることにより、左右の各羽ばたき翼をそれぞれいかなる迎角に配置した状態であっても、羽ばたき作動させるときに上記慣性力をキャンセルすることができる。このために、上記（３）と同様の効果を得ることができる。
（８）上記構成において、胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の制御と、各翼駆動用モータ又は線形アクチュエータによる左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御を介した胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた構成とすることにより、上記（５）、（６）又は（７）に示した効果に加えて、本発明の小型飛行装置の姿勢が崩れて所要方向に傾斜した場合には、重心移動装置により上記傾斜した側とは反対側へ機体重心の位置を変位させることにより姿勢を修正して、飛行姿勢を安定に保持することが可能となる。
（９）重心移動装置は、直線状のガイド部材と、任意の位置へ移動可能なスライダを備えてなる２つの重心移動アクチュエータを、胴体の前後方向と左右幅方向に沿うよう配置すると共に、一方の重心移動アクチュエータのスライダに、他方の重心移動アクチュエータのガイド部材を取り付け、且つ該他方の重心移動アクチュエータのスライダに、錘を取り付けてなる構成として、上記各重心移動アクチュエータにより、錘を、胴体の前後方向及び左右方向へ移動させることにより、機体重心の位置を胴体の前後左右方向に変位できるものとした構成とすることにより、上記錘の胴体の前後左右方向への移動によって、機体重心位置の胴体の前後左右方向への変位を容易に行わせることができる。
（１０）重心移動装置を、左右の各羽ばたき翼より胴体に対して揚力が作用する位置の下方にて機体重心の位置を胴体の前後左右方向へ変位できるものとした構成とすることにより、上記機体重心の位置を胴体の前後左右方向へ変位させても、胴体の姿勢を、上記変位される重心位置が、左右の各羽ばたき翼より胴体へ揚力が作用する位置の真下に位置するようになる姿勢まで回旋させた後、容易に安定させることができる。
（１１）重心移動装置は、左右の各羽ばたき翼にて垂直方向上向きの推力を発生させるときに、機体重心の位置を、上記各羽ばたき翼より胴体に対し作用する上記推力の作用点の真下の位置に保持できるものとした構成とすることにより、各羽ばたき翼にて垂直方向上向きの推力を発生させて、胴体に、水平方向の推進力を作用させることなく揚力のみを作用させるようにした状態で、胴体の姿勢を安定させることができる。このため、上記胴体へ作用させる揚力と、機体重量とのバランスを調整することにより、垂直上昇、垂直下降、ホバリングを行なわせることができて、飛行性能を更に向上させることが可能となる。
（１２）羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記駆動ロッドと翼本体の前縁部との間に、上記駆動ロッドと直角方向に延びる柔軟性を備えた連結ロッドを介在させてなるものとした構成とすることにより、羽ばたき翼の羽ばたき作動時に翼本体に作用する空気の反力により上記連結ロッドを撓ませて、翼本体にフェザリングをパッシブに生じさせることができる。
（１３）羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとすることによっても、羽ばたき翼の羽ばたき作動時に、翼本体にフェザリングをパッシブに生じさせることができる。
（１４）羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を低アスペクト比とした構成とすることにより、低レイノルズ数にて支配される領域での翼形状をより有利なものとすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００３８】
図１（イ）（ロ）乃至図５は本発明の小型飛行装置の実施の一形態を示すもので、前後方向の長さ寸法を、たとえば、十数センチメートル程度としてある胴体２６における、たとえば、前後方向中間部付近の左右両側部に、羽ばたき速度の独立した制御により、発生させるスリップストリーム（後流）の強度を独立して制御できて、該後流の反力として得られる推力の大きさを独立に制御できるようにしてある羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを胴体２６の前方へ向けてそれぞれ設ける。又、上記胴体２６の所要位置に、錘２９を胴体２６の前後左右方向に移動させることにより機体重心Ｇの位置を胴体２６の前後左右方向へ変位させることができるようにしてある重心移動装置２８を設ける。更に、上記左右一対の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力を独立して制御すると同時に、上記重心移動装置２８により機体重心Ｇの位置を胴体２６の前後左右方向へ適宜変位させるようにして本発明の小型飛行装置の姿勢を制御することにより、飛行できるようにする。
【００３９】
以下、詳述する。
【００４０】
上記胴体２６の前後方向中間部の左右位置には、図１（イ）（ロ）に示す如く、回転型アクチュエータとしての翼駆動用モータ３０を、図示しない固定部上に、出力軸３０ａが胴体２６の前後方向に沿う配置となるよう取り付ける。なお、上記翼駆動用モータ３０は電磁モータ又は超音波モータのいずれであってもよい。
【００４１】
上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂは、上記各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａに、左右方向に延びて胴体２６の外方へ所要寸法突出するよう配置してある駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側端部）をそれぞれ直角方向に連結して固定し、出力軸３０ａを交互に正、逆転駆動することにより上記駆動ロッド３１の自由端側が胴体２６の上下方向に振られるようにする。なお、上記駆動ロッド３１は、多少の柔軟性（撓性）を備えた素材製のものとしてもよい。更に、上記各駆動ロッド３１の自由端側となる胴体２６の外方へ突出した他端部には、翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａと平行な面内に配置してある、すなわち、胴体２６の前後方向に対し平行に配置してある矩形状の翼本体３２の前縁部を、該翼本体３２の幅方向に所要間隔で配した複数本（図では３本）の連結ロッド３３を介して取り付ける。これにより、上記翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａを、所要の角度範囲で交互に正、逆転駆動させることにより、該出力軸３０ａに連結してある駆動ロッド３１が出力軸３０ａへの連結点を中心に上下方向に往復作動させられて、該駆動ロッド３１と連結ロッド３３と翼本体３２とからなる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、上記所要の角度範囲で羽ばたき作動させることができるようにしてある。更に、上記各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａを正、逆転駆動する速度を独立に制御して、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動速度（羽ばたき速度）を独立に制御したり、又、上記出力軸３０ａを正、逆転駆動する角度範囲を独立に制御して、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の振幅を独立に制御することによって、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに羽ばたき作動を独立に制御できるようにしてある。
【００４２】
更に、上記各連結ロッド３３は、柔軟性（撓性）を備えた素材製として、上記羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の際に翼本体３２に空気の反力が作用すると、その荷重を受けて上記各連結ロッド３３が所要量撓むようにしてある。これにより、上記各翼駆動用モータ３０にて羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるときには、上記各連結ロッド３３が撓むことによって、各駆動ロッド３１の往復移動に対し、上記各連結ロッド３３を介してそれぞれ接続してある各翼本体３２の往復移動が所要位相遅れると共に、該各翼本体３２の前縁（駆動ロッド３１側の縁）の往復移動に対し、後縁（反駆動ロッド３１側の縁）が所要位相遅れて追従するようになることから、各翼本体３２に、所謂フェザリングをパッシブに行わせることができるようにしてある。
【００４３】
上記各翼本体３２は、たとえば、低アスペクト比となる矩形状としてあり、たとえば、該各翼本体３２の前縁部に沿って配置した左右方向に延びる横骨部材３４と、該横骨部材３４の長手方向の複数個所（図では５個所）に一端部を取り付けると共に、他端部が翼本体３２の後縁に達するよう配置した複数本の縦骨部材３５とからなる骨組み構造に、薄いプラスチックフィルムのようなフィルム３６を張ってなる構成としてある。更に、上記各縦骨部材３５は、柔軟性（撓性）を備えてなる素材製として、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の際、上記翼本体３２のフィルム３６の受ける空気の反力により上記各縦骨部材３５がそれぞれ所要量撓むようにし、このことによっても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動時にそれぞれの翼本体３２にフェザリングをパッシブに行わせることができるようにしてある。
【００４４】
上記において各翼本体３２の形状を低アスペクト比となる形状としたのは、本発明の小型飛行装置はサイズが小さく、このため流体との相互作用は１０４〜１０５程度と低いレイノルズ数で支配されるようになるため、通常のレイノルズ数が１０５よりも大となるようなメーターサイズの飛行体とは異なり、翼弦長が翼幅に比して小さい高アスペクト比の翼形状よりも低アスペクト比の翼形状の方がより有利となるためである。
【００４５】
羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上記構成としてあるので、上記各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａを交互に正、逆転駆動させて駆動ロッド３１を胴体２６の上下方向へ振ることにより羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させると、それぞれ対応する翼本体３２の後縁側の外方領域には後流が発生し、このため、上記左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右のそれぞれ対応する位置に対し、上記後流の反力がそれぞれ推力Ｔａ，Ｔｂとして作用するようになる。よって、胴体２６の左右位置に対しては、上記左右一対の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの水平方向前向きの成分（水平分力）が、水平方向に前進させるための推進力Ｆａ，Ｆｂとしてそれぞれ作用するようになる。又、上記左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動によりそれぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの垂直方向上向きの成分（垂直分力）と、本発明の小型飛行装置が前進飛行するときに、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、胴体２６の前後方向角度姿勢と同様の平均迎角（羽ばたき作動時のフェザリングによる角度変化を考慮しない水平面に対する前後方向の角度姿勢、以下、単に迎角という）に保持された状態で大気中を前進することに起因して、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角に応じ且つ前進速度の二乗に比例して該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに作用することとなる垂直方向上向きの力（通常揚力又は非羽ばたき揚力）との和が、それぞれ揚力（浮上力）Ｌａ，Ｌｂとして各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へ作用するようになる。これにより、本発明の小型飛行装置全体では、上記左右の各羽ばたき翼２７ａと２７ｂより胴体２６の左右位置に個別に作用させる推力ＴａとＴｂの合力が、機体全体の推力（以下、全体推力という）Ｔとして作用するようになり、同様に、左右の各羽ばたき翼２７ａと２７ｂより、胴体２６の左右位置に個別に作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂの合力が、機体全体の推進力（以下、全体推進力という）Ｆとして、又、胴体２６の左右位置に個別に作用させる揚力ＬａとＬｂの合力が、機体全体の揚力（以下、全体揚力という）Ｌとしてそれぞれ作用するようになる。したがって、上記胴体２６の前後方向の角度姿勢を調整し、該胴体２６に前向きに取り付けてある左右の各翼駆動用モータ３０と一緒に、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角（角度姿勢）を調整して、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向を変化させると共に、各翼駆動用モータ３０によりそれぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を独立して調整して、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさ（強さ）を変化させることにより、胴体２６の左右位置に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂよりそれぞれ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさと左右のバランスを自在に変更できるようにしてある。又、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向及び大きさの調整により、該各推力Ｔａ，Ｔｂの垂直分力の大きさを増減させると同時に、上記各推力Ｔａ，Ｔｂの水平分力である推進力Ｆａ，Ｆｂを各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させて本発明の小型飛行装置を前進飛行させるときの飛行速度に応じて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用する通常揚力又は非羽ばたき揚力の大きさを制御することにより、胴体２６の左右位置に対して各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂよりそれぞれ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂの大きさ（強さ）と左右のバランスを自在に変更できるようにしてある。
【００４６】
次に、上記構成としてある本発明の小型飛行装置では、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角は、胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に変化させられるようにしてあるために、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を所要の角度に設定して保持するためには、胴体２６の前後方向角度姿勢を一定の角度に保持する必要がある。このように胴体２６の前後方向角度姿勢を所要の角度姿勢で一定に保持できるようにするためには、その角度姿勢となるときに、本発明の小型飛行装置全体の重心（以下、機体重心という）Ｇと、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６に対して全体揚力Ｌが作用する点（以下、揚力作用点という）Ｐとの相対的な位置関係が、胴体２６側方より見て、図２（イ）（ロ）及び図３（イ）（ロ）（ハ）に示す如く、上下方向に並んで、上記機体重心Ｇと揚力作用点Ｐが前後方向に揃うようにすることが必要とされる（上記揚力作用点Ｐは、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の中心となる左右の翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａ付近に存在している）。すなわち、たとえば、胴体２６側方より見て、機体重心Ｇの位置が揚力作用点Ｐに対し前後方向にずれると、胴体２６に対しては、回転モーメント（回旋力）が作用するようになり、このために、上記胴体２６は、機体重心Ｇの位置が、揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶ配置になるまで前後方向角度姿勢が上下方向に回転させられ、その後、回転後の新たな角度姿勢にて前後方向角度姿勢が安定されることとなる。なお、上記のように機体重心Ｇの位置を、胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶような配置とさせて、胴体２６の前後方向角度姿勢を所要の角度姿勢とさせる場合は、一般に、機体重心Ｇの位置が、揚力作用点Ｐよりも下方にある方がより安定させ易い。そのために、本発明の小型飛行装置では、機体重心Ｇの位置を、上記揚力作用点Ｐよりも下方位置にて胴体２６の前後方向及び左右方向へ変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を制御できるようにするための以下のような重心移動装置２８を設けるようにしてある。
【００４７】
上記重心移動装置２８は、図１（イ）（ロ）に示す如く、直線状に延びるガイド部材３８と、該ガイド部材３８上に長手方向にスライド可能に取り付けたスライダ３９と、該スライダ３９を上記ガイド部材３８の長手方向の任意の位置へ移動させることができるようにしてある超音波モータや電磁モータ等の図示しない駆動装置とからなる構成を有する左右方向重心移動アクチュエータ３７を備え、上記ガイド部材３８を、上記胴体２６の所要位置、たとえば、胴体２６のやや後部寄り位置に、左右幅方向に延びるよう配置して取り付けることにより胴体２６に設置するようにしてある。更に、上記左右方向重心移動アクチュエータ２７と同様に、直線状に延びるガイド部材４１と、該ガイド部材４１上にスライド可能に取り付けたスライダ４２と、該スライダ４２を上記ガイド部材４１の長手方向の任意の位置へ移動させるための超音波モータや電磁モータ等の図示しない駆動装置とからなる構成としてある前後方向重心移動アクチュエータ４０を備えて、上記ガイド部材４１を、胴体２６の前後方向に沿う方向に配置すると共に、該ガイド部材４１の長手方向中間部の下面を、上記左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９の上側に取り付けるようにする。更に、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０のスライダ４２の上側に、所要重量を備えた錘２９を載置して取り付けた構成としてある。なお、上記錘２９としては、本発明の小型飛行装置に常時搭載すべきバッテリー（図示せず）等、胴体２６上にて前後左右方向へ移動させてもその機能に影響のない部材の重量を適宜利用するようにすればよい。又、上記において、胴体２６の所要個所に、上記左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９を移動させて該スライダ３９上の前後方向重心移動アクチュエータ４０を左右方向へ移動させるときに、該前後方向重心移動アクチュエータ４０のガイド部材４１の前後方向の両端部を、左右方向にスライド自在に受けてガイドするための図示しないガイド機構を設けるようにしてもよい。
【００４８】
上記構成としてある重心移動装置２８は、前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２をガイド部材４１の前後方向へ動かして、該スライダ４２と一緒に錘２９を前後方向へ移動させることにより、機体重心Ｇの位置を前後方向へ変位させることができるようになる。たとえば、図２（イ）に示す如く、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２を錘２９と一緒にガイド部材４１の前端部付近へ移動させることにより、前方へ変位させられる機体重心Ｇの位置を、胴体２６の前後方向角度姿勢を前方やや上向きの角度姿勢とするときに、胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に揃う配置とさせることができるようにしてある。一方、図２（ロ）に示す如く、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２を錘２９と一緒にガイド部材４１の後端部まで移動させることにより、機体重心Ｇの位置を胴体２６の後方側へ変位させ、この胴体２６の後方側へ変位される機体重心Ｇが胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶ配置となるように胴体２６が回転させられるようにすることにより、該胴体２６の前後方向角度姿勢を、機首が大きく上を向く前方斜め上向きの角度姿勢とさせることができるようにしてある。なお、図２（イ）（ロ）における符号ｒは、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９を胴体２６の前後方向へ移動させるときに機体重心Ｇが前後方向へ変位する重心移動領域を示す。
【００４９】
更に、上記左右方向重心移動アクチュエータ３７にて、スライダ３９を左右方向へ動かして、該スライダ３９と一緒に、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０及び錘２９を左右方向へ移動させることにより、機体重心Ｇの位置を、胴体２６の左右方向へ変位させて、本発明の小型飛行装置全体の重量（以下、機体重量という）Ｗの胴体２６の左右両側位置での重量バランスを変化させることができるようにしてある。したがって、本発明の小型飛行装置を飛行させる際、左右の羽ばたき翼２７ａと２７ｂより胴体２６の左右位置にそれぞれ作用させる揚力ＬａとＬｂによって支持させるべき重量の割合を左右で自在に変化させることができるようにしてある。
【００５０】
上記構成としてあるので、本発明の小型飛行装置を所要の飛行高度を高速で前進飛行させる場合は、予め、重心移動装置２８の左右方向重心移動アクチュエータ３７にて、スライダ３９を、ガイド部材３８の長手方向中間部に位置させることにより、前後方向重心移動アクチュエータ４０及び錘２９を胴体２６の幅方向の中心線に沿うように配置させ、これにより、機体重心Ｇを胴体２６の左右方向の中央部に位置させて、機体重量Ｗが左右方向で均等になる状態としておく。この状態にて、図２（イ）に示す如く（なお、図２（イ）（ロ）では羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの記載は省略してある）、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２と一緒に錘２９をガイド部材４１の前端部付近へ移動させて、機体重心Ｇを、重心移動領域ｒの前側寄りに位置させて、胴体２６側方から見て該機体重心Ｇが揚力作用点Ｐの真下に位置するようにして、胴体２６の前後方向角度姿勢を、進行方向前方に対しやや上向きの角度姿勢となるようにし、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、上記胴体２６と同様に進行方向前方に対しやや上向きとなる迎角で配置されるようにする。更に、各翼駆動用モータ３０により、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させて、該左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角に沿う進行方向前方に対しやや上向きの均等な大きさの推力Ｔａ及びＴｂをそれぞれ発生させ、この各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの合力である全体推力Ｔの大きさを適宜制御することにより、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６に作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂの合力である全体揚力Ｌが、機体重量Ｗと釣合う大きさとなるようにする。これにより、本発明の小型飛行装置全体では、全体揚力Ｌと機体重量Ｗが釣合って互いに相殺されるため、胴体２６を動かす力としては、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔの水平分力として得られる全体推進力Ｆのみが、進行方向前方に向けて大きく作用するようになる。このことから、本発明の小型飛行装置は、飛行高度を保持しながら、上記全体推進力Ｆの大きさに応じた速い飛行速度で前進飛行できるようになる。なお、本発明の小型飛行装置の飛行速度は、前進飛行するときに各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの平均迎角に起因して生じる抵抗成分（抗力）と、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂとの釣合いで決定される。
【００５１】
上記のように、一定の飛行高度で前進飛行している本発明の小型飛行装置の飛行速度を低下させる場合には、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより発生させる全体推力Ｔの水平分力として得られる全体推進力Ｆを小さくすればよい。このように全体推進力Ｆを小さくするにあたり、全体推力Ｔの発生方向を変えることなく単に大きさを減少させるだけでは、全体推力Ｔの減少に伴って、該全体推力Ｔの垂直分力が減少するため、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させている全体揚力Ｌも減少することとなり、このため該全体揚力Ｌが不足して機体重量Ｗを支えきれなくなって飛行高度が下降してしまうことになる。このために、本発明の小型飛行装置を、一定の飛行高度を保持して飛行させながら飛行速度を低下させるためには、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより上記揚力作用点Ｐに作用させる全体揚力Ｌを、機体重量Ｗと釣合う大きさのまま保持する必要がある。そこで、本発明の小型飛行装置では、飛行速度を遅くする場合には、図２（イ）に示す如き飛行姿勢から、機首を上方に向けて、胴体２６の前後方向角度姿勢を進行方向前方より上方へ傾斜させた飛行姿勢とさせることにより、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を大きくして、発生させる全体推力Ｔの方向を変えることで、上記全体揚力Ｌの不足を補うようにしてある。
【００５２】
したがって、低速飛行する場合は、図２（ロ）に示す如く、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により、スライダ４２と一緒に錘２９をガイド部材４１の後端部へ移動させて、機体重心Ｇを、重心移動領域ｒの後端部側へ変位させ、この胴体２６の後方側へ変位された機体重心Ｇが、胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶ配置をとろうとすることで生じる回転モーメント（回旋力）により、胴体２６の前後方向角度姿勢を、進行方向前方に対して上向きに大きく傾斜させて、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、上記胴体２６と一緒に進行方向前方に対して上向きの大きな迎角で配置させる。同時に、各翼駆動用モータ３０による左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を均等に減じて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより発生させる全体推力Ｔを、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６に対し作用される全体揚力Ｌが、機体重量Ｗと釣合う状態となるように減少させる。このようにすることにより、上記全体揚力Ｌを、機体重量Ｗと釣合う状態に維持したまま全体推力Ｔの水平分力として得られる全体推進力Ｆを減少させることができるため、飛行高度に変化を生じさせることなく、本発明の小型飛行装置の前進飛行速度を、上記減少された推進力Ｆに対応する速度に低下させることができる。このため、本発明の小型飛行装置は、低速で前進飛行されるようになる。
【００５３】
上記前後方向重心移動アクチュエータ４０により、スライダ４２と一緒に錘２９の位置を、ガイド部材４１に沿って胴体２６の前後方向に移動させて、機体重心Ｇの位置を、重心移動領域ｒの中間部の所要位置に配置させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を、図２（イ）に示した如き高速飛行状態とするときの角度姿勢と、図２（ロ）に示した如き低速飛行状態とするときの角度姿勢の間の任意の角度姿勢とさせると共に、該胴体２６の前後方向角度姿勢と同様の迎角とされる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、翼駆動用モータ３０により羽ばたき作動させて、得られる全体揚力Ｌが機体重量Ｗと釣合う大きさとなるように全体推力Ｔを制御して発生させるようにすれば、本発明の小型飛行装置を、飛行高度を保持しながら上記高速飛行と低速飛行の間の任意の飛行速度で前進飛行させることができるようになる。
【００５４】
上記のように本発明の小型飛行装置を、所定の飛行速度で前進飛行させているときに、該飛行速度を一定に保持した状態にて、飛行高度を変化させる場合には、以下のようにする。すなわち、たとえば、図３（イ）に示す如く（図３（イ）（ロ）（ハ）では羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの記載は省略してある）、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２上の錘２９を、ガイド部材４１の長手方向中間部に位置させることにより、機体重心Ｇを、重心移動領域ｒの前後方向中間部に位置させ、これにより、胴体２６の前後方向角度姿勢を、上記機体重心Ｇが、胴体２６側方から見て揚力作用点Ｐと上下方向に並ぶような所要の角度姿勢とした状態にて、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させて、所要の全体推力Ｔを発生させることにより、本発明の小型飛行装置を、上記全体推力Ｔの水平分力として得られる所要の全体推進力Ｆに応じて前進飛行させ、且つ上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用される全体揚力Ｌが機体重量Ｗと釣合うようにして、飛行高度が一定に保たれる状態を初期状態とする。この初期状態から、飛行速度を変化させることなく飛行高度を上昇させる場合には、図３（ロ）に示す如く、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２と一緒に錘２９を後方へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を、図３（イ）に示した如き初期状態よりも胴体２６の後方側へ変位させることにより、胴体２６の前後方向角度姿勢の進行方向前方からの傾きを大きくして、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を増大させ、この迎角が増大された各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔの水平分力である全体推進力Ｆが、迎角の増大に伴って各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが大気中を前進するときに生じる抗力が増加しても、図３（イ）に示した如き初期状態のときと同様の前進飛行速度を維持できるような大きさ、すなわち、全体推進力Ｆが図３（イ）に示した如き初期状態の全体推進力Ｆよりもやや大きくなるように、全体推力Ｔの大きさを増加させる。これにより、上記全体推力Ｔの垂直分力が増加されると共に、初期状態のときと同様の前進飛行速度が維持される本発明の小型飛行装置にて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角が増大されることに伴って、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに対して作用する通常揚力又は非羽ばたき揚力が増加されるようになるため、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用する全体揚力Ｌは、図３（イ）に示した初期状態より増加させられて、機体重量Ｗを上回るようになる。よって、本発明の小型飛行装置は、飛行速度が一定に保持されたまま飛行高度が上昇させられるようになる。
【００５５】
一方、上記図３（イ）に示す如き初期状態より、飛行速度を維持したまま飛行高度を下げる場合は、図３（ハ）に示す如く、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２と一緒に錘２９を前方へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を、図３（イ）に示した如き初期状態よりも胴体２６の前方側へ変位させることにより、胴体２６の前後方向角度姿勢の進行方向前方からの傾きを小さくして、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を減少させ、この迎角が減少された各羽ばたき翼２６ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔの水平分力である全体推進力Ｆが、迎角の減少に伴って各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが大気中を前進するときに生じる抗力が減少するときにも、図３（イ）に示した如き初期状態のときと同様の前進飛行速度を維持できるような大きさ、すなわち、全体推進力Ｆが図３（イ）に示した如き初期状態の全体推進力Ｆよりもやや小さくなるように、全体推力Ｔの大きさを減少させる。これにより、上記全体推力Ｔの垂直分力が減少されると共に、初期状態のときと同様の前進飛行速度が維持される本発明の小型飛行装置にて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角が減少されることに伴って、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに対して作用する通常揚力又は非羽ばたき揚力が減少されるようになるため、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用する全体揚力Ｌは、図３（イ）に示した初期状態より減少させられて、機体重量Ｗよりも小さくなる。よって、本発明の小型飛行装置は、飛行速度が一定に保持されたまま飛行高度が下降させられるようになる。
【００５６】
更に、上記のように本発明の小型飛行装置を、胴体２６の前後方向角度姿勢をある一定の角度姿勢に保持して飛行高度を一定に保持した状態で前方へ飛行させる際、左右の各翼駆動用モータ３０による胴体２６左側の羽ばたき翼２７ａの羽ばたき作動と、胴体２６右側の羽ばたき翼２７ｂの羽ばたき作動とを相違させて、たとえば、図４（イ）に示す如く（図４（イ）（ロ）では羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの記載は省略してある）、羽ばたき翼２７ａより胴体２６の左側に作用する推力Ｔａの方が、羽ばたき翼２７ｂより胴体２６の右側に作用する推力Ｔｂよりも大きくなるようにすると、上記推力Ｔａの水平分力として胴体２６の左側に作用する推進力Ｆａの方が、上記推力Ｔｂの水平分力として胴体２６の右側に作用する推進力Ｆｂよりも大きくなる。これにより、本発明の小型飛行装置全体に対しては、飛行中の進行方向を、より推進力の小さい右側へ偏らせるような力が作用することとなる。
【００５７】
なお、上記のように左右の羽ばたき翼２７ａと２７ｂでそれぞれ発生させる推力ＴａとＴｂの大きさを相違させると、胴体２６の左側に作用する上記推力Ｔａの垂直分力の方が、胴体２６の右側に作用する上記推力Ｔｂの垂直分力に比して大きくなり、このために、胴体２６の左側に作用する揚力Ｌａの方が、胴体２６の右側に作用する揚力Ｌｂよりも大きくなるため、胴体２６を揚力がより小さい右側へ傾けようとする力が発生することとなる。このため、本発明の小型飛行装置では、左右方向重心移動アクチュエータ３７により、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０とを一緒に、より大きな揚力Ｌａが作用するようになる胴体２６の左方向へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を、図４（イ）に二点鎖線で示す如き胴体２６の左右幅方向の中央部としてある初期状態より、図４（イ）に実線で示す如く、胴体２６左側寄り位置に変位させるようにする。これにより、上記胴体２６の左側と右側に作用する揚力ＬａとＬｂの大きさの差に応じて、上記胴体２６の左側と右側の重量バランスを、左側の方が右側よりも重くなるように変化させて、上記左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置にそれぞれ作用される揚力ＬａとＬｂに差が生じていても、胴体２６が左右方向へ傾くことを防止するようにしてある。
【００５８】
したがって、本発明の小型飛行装置は、胴体２６の左右方向を水平状態に保ったまま、静かな気流中においては、図４（イ）に矢印ｓで示す如く、右方向へ旋回飛行することができるようになる。又、飛行している小型飛行装置を左へ旋回させようとする乱れた気流中においては、小型飛行装置の進行方向を保持して該小型飛行装置が所定の飛行コースから左方向へ外れるのを防止する効果を得ることができるようになる。
【００５９】
一方、上記とは逆に、左右の各翼駆動用モータ３０による左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を相違させて、図４（ロ）に示す如く、右側の羽ばたき翼２７ｂで発生させる推力Ｔｂの方が、左側の羽ばたき翼２７ａで発生させる推力Ｔａよりも大きくなるようにして、胴体２６の右側に作用する推進力Ｆｂの方が胴体２６の左側に作用する推進力Ｆａよりも大きくなるようにすると共に、この際生じる胴体２６の右側に作用する揚力Ｌａと胴体２６の左側に作用する揚力Ｌｂとの差に対応させて、左右方向重心移動アクチュエータ３７により、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０を、より大きな揚力Ｌｂが作用している胴体２６の右方向へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を、図４（ロ）に二点鎖線で示す如き胴体２６の左右幅方向の中央部としてある初期状態より、図４（ロ）に実線で示す如く、胴体２６の右側寄りの位置へ変位させて、上記胴体２６の右側の方が左側よりも重くなるように左右の重量バランスを調整することにより、本発明の小型飛行装置を、静かな気流中では、胴体２６の左右方向を水平状態を保持したまま、図４（ロ）に矢印ｔで示す如く、左方向へ旋回飛行させることができ、又、飛行している小型飛行装置を右へ旋回させようとする乱れた気流中では、小型飛行装置の進行方向を保持して該小型飛行装置が所定の飛行コースから右方向へ外れるのを防止する効果を得ることができるようになる。
【００６０】
なお、上記のように左右方向への旋回飛行を行わせたり、乱れた気流中にて飛行コースから外れるの防止するために、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを相違させるようにする際、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置にそれぞれ作用させる揚力ＬａとＬｂの和、すなわち、全体揚力Ｌが、機体重量Ｗと釣合うようにしておけば、本発明の小型飛行装置の飛行高度は変化しない。又、上記において、全体揚力Ｌが機体重量Ｗを上回るようにすれば、左右方向へ旋回させながら飛行高度を上昇させることができ、一方、全体揚力Ｌが機体重量Ｗよりも小さくなるようにすれば、左右方向へ旋回させながら飛行高度を低下させることが可能となる。
【００６１】
したがって、上記重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０による錘２９の前後方向への移動の制御により、機体重心Ｇ位置を前後方向へ変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂによる推力発生方向の制御を行うこと、左右の翼駆動用モータ３０により各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を個別に制御することにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力ＴａとＴｂの大きさを個別に制御すること、及び、上記重心移動装置２８の左右方向重心移動アクチュエータ３７による錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０の左右方向への移動の制御により、機体重心Ｇ位置を左右方向へ変位させて機体重量Ｗの左右のバランスを制御すること、とを組み合わせれば、本発明の小型飛行装置は、前進飛行速度を低速から高速まで自在に変化させることができると共に、左右方向へ自在に旋回でき、更に、飛行高度を自在に変更できて、高度な飛行性能を達成できる。
【００６２】
このように、本発明の小型飛行装置は、重心移動装置２８における前後方向重心移動アクチュエータ４０により、機体重心Ｇの胴体２６前後方向位置を変位させて胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に決定される左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の制御と、左右方向重心移動アクチュエータ３７による機体重心Ｇ位置の胴体２６左右方向位置の変位による胴体２６の左右方向の角度姿勢の制御と、各翼駆動用モータ３０による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの独立した羽ばたき作動の制御により、上述した如き飛行速度、飛行高度の変更や、左右への旋回等の高度な飛行性能を達成できるものであるが、更に、本発明では、前述したように、サイズが小型としてあるために、実際の環境下を飛行する場合には、環境に存在する気流の影響を受けて常に乱流の中を飛行するような状態になることから、自律制御を行う制御機構を備えている。すなわち、上記乱流の中を飛行するような状態になると、小型の飛行体では、容易に姿勢が乱される虞があると共に、乱流の中を飛行することに伴い、所望する飛行コースから容易に逸脱する虞も懸念され、一方、このような姿勢の乱れの修正や所望する飛行コースからの逸脱の修正を、作業者が無線制御等によってその都度行うことは困難であることから、本発明の小型飛行装置では以下のような制御機構を備えて、飛行の自律制御を行わせることができるようにしてある。
【００６３】
図５は、その制御機構を示すもので、胴体２６の所要位置に、ＧＰＳや磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ等の位置センサ４３、ジャイロ等の姿勢センサ４４、障害物の検出を行うための衝突防止センサ４５を設け、該各センサ４３，４４，４５からの信号を基に、上記重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７に個別に制御指令を与えると共に、胴体２６の左右位置の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに対応する各翼駆動用モータ３０にそれぞれ独立した制御指令を与えるコントローラ４６を備える。
【００６４】
更に、胴体２６の所要位置には、外部の図示しない制御装置より無線で発せられる本発明の小型飛行装置の使用目的に応じた飛行指令を受信して、上記コントローラ４６に入力するための無線受信器４７及び指令設定器４８を設けるようにしてある。更に、上記コントローラ４６より出力される本発明の小型飛行装置の現在位置や飛行状況等を、上記外部の制御装置へ無線で送信するための状態監視器４９並びに無線送信器５０を設けるようにしてある。
【００６５】
上記コントローラ４６について詳述すると、その機能の一つとしては、先ず、飛行制御機能がある。これは、本発明の小型飛行装置を所定の目標位置まで飛行させ、その後、所望の作業の終了後に初期位置又は所定の場所まで戻らせるためのものである。したがって、ＧＰＳや、ＧＰＳ電波の届かないところでは磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ等の位置センサ４３より入力される信号に基づいて本発明の小型飛行装置自体の位置（たとえば、三次元座標）を検出することができるようにしてある。又、外部の制御装置より無線受信器４７、指令設定器４８を介して飛行指令、たとえば、目標位置がＧＰＳ座標等により設定されると、上記検出された自己の初期位置（離陸位置）から目標位置に至るための方向、距離等を求めて、飛行コースを、たとえば、先ず、なるべく垂直に近い角度姿勢で所要高さ位置まで垂直上昇した後、目標位置に向けて所要方位へ前進飛行するというような飛行コースを自動的に判断して設定できるようにしてある。更に、該設定された飛行コースに沿って飛行するために要求される飛行速度の変化、飛行高度の変化、左右方向への旋回等を行わせるために、上記重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０に指令を与えて、錘２９の前後方向への移動による機体重心Ｇ位置を前後方向へ変位させ、胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂによる推力発生方向の制御を行うこと、左右の翼駆動用モータ３０に個別に指令を与えて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を個別に制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力ＴａとＴｂの大きさを個別に制御すること、上記重心移動装置２８の左右方向重心移動アクチュエータ３７に指令を与えて、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０の左右方向への移動による機体重心Ｇ位置を左右方向へ変位させて、機体重量Ｗの左右のバランスを制御することを、適宜組み合わせることにより、小型飛行装置全体に作用させるべき全体揚力Ｌ及び全体推進力Ｆを変化させたり、胴体２６の左右位置に作用させるべき推進力Ｆａ，Ｆｂを個別に変化させたり、この胴体２６の左右位置に作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂを個別に変化させることに伴って胴体２６の左右位置に作用する揚力Ｌａ，Ｌｂに差が生じても、胴体２６が左右方向へ傾かないように機体重心Ｇの位置を左右方向へ変位させることができるようにしてある。これにより、本発明の小型飛行装置は、上記設定された飛行コースに沿って上記目標位置まで飛行することができるようにしてある。
【００６６】
又、本発明の小型飛行装置は上記したように乱流によって飛行コースを容易に乱され易いことから、上記コントローラ４６の飛行制御機能としては、本発明の小型飛行装置を上記のように所定の飛行コースに沿って飛行させる際に、ＧＰＳ座標等の上記位置センサ４３からの信号に基づいて本発明の小型飛行装置の現在の飛行位置を常時監視し、現在の飛行位置が、上記所定の飛行コースからずれていることが検出された場合には、このずれを修正するための飛行速度の変化、飛行高度の変化、及び、左右方向への旋回を行わせることができるように、上記と同様にして、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０、左右方向重心移動アクチュエータ３７及び左右の翼駆動用モータ３０への個別の指令を適宜与えて、左右方向へ旋回させたり、上昇あるいは下降を行わせることができるようにし、これにより、飛行コースが乱されても随時修正しながら本発明の小型飛行装置を目標位置まで飛行させることができる機能も有するようにしてある。
【００６７】
更に、上記コントローラ４６の飛行制御機能としては、目標位置における所定の目的が達成された後に、本発明の小型飛行装置を初期位置（離陸位置）あるいは予め設定された所定の位置まで戻るように帰還用の飛行コースを設定すると共に、該帰還用飛行コースに沿って上記したと同様の制御を行うことで飛行させることもできるようにしてあるものとする。
【００６８】
上記コントローラ４６の別の機能としては、姿勢制御機能がある。これは、上述したように本発明の小型飛行装置は、飛行中に乱流によって容易に姿勢が乱される虞があることから、上記コントローラ４６は、搭載してある姿勢センサ４４より入力される信号に基づいて、飛行しているときの胴体２６の前後方向及び左右方向の角度姿勢を常時監視し、胴体２６の前後方向角度姿勢の検出値が、そのときの飛行速度で前進飛行させるときに必要とされる羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角と同様に設定されているべき胴体２６の前後方向の角度姿勢からずれている場合には、前後方向重心移動アクチュエータ４０へ適宜指令を与えて、錘２９の位置を胴体２６の前後方向に所要量移動させることにより、機体重心Ｇ位置を前後方向へ変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を、上記飛行速度で前進飛行させる場合に要求される角度姿勢と一致するように修正することができるようにしてある。又、胴体２６の左右方向が、水平状態より傾いている場合には、左右方向重心移動アクチュエータ３７へ適宜指令を与えて、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０の位置を左右方向へ所要量移動させることにより、機体重心Ｇの位置を、そのとき行っている前進飛行あるいは左右方向への旋回飛行のときに設定されているべき位置より、左右の傾斜した方向とは逆の方向へ変位させて、左右の重量バランスを変化させることで、胴体２６の左右方向の傾きを水平状態に修正して、飛行中は、該胴体２６の左右方向を水平状態に保持することができるようにしてある。
【００６９】
上記コントローラ４６の更に別の機能としては、飛行コース上に存在する障害物を自動的に回避する障害物回避機能も備えているものとする。これは、衝突防止センサ４５より入力される信号に基づいてコントローラ４６が進行方向前方を常に監視し、飛行コースの前方に障害物の存在が検出されると、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０、及び、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０及び左右方向重心移動アクチュエータ３７へ適宜指令を与えることにより、飛行方向を上下左右方向へ適宜変更して上記障害物を迂回させるようにしてある。このようにして障害物を避けた後は、コントローラ４６の有する上記飛行制御機能に基づいて、目標位置に至る飛行コースあるいは帰還用飛行コースに戻させるようにすればよい。
【００７０】
上記衝突防止センサ４５としては、たとえば、光フロー（Optic Flow）センサを採用すればよい。これは、ある移動体が移動しているときに該移動体より外部を視覚的に観測すると、得られる外部の像は、進行方向前方の一点より放射状に拡大し、移動体の上下左右位置では後方へ該移動体の速度と対応する速さで最も速く流れた後、進行方向後方の一点に集約されるように変化する。この際、上記移動体の進行方向の前方に位置している物体は、視界上における相対位置が変化せず、進行方向の前方からずれた位置に存在している物体は、その進行方向からの上下左右へのずれ方向に応じて、視界上では上下左右方向にその相対位置が変化すること、又、これらの進行方向前方からずれた位置に存在する物体は、進行方向からのずれが小さいほど、視界上における相対位置の変化率が大きくなる、という原理を利用して進行方向前方の障害物を検出できるようにしてある。
【００７１】
更に又、胴体２６の図示しない所定位置には、本発明の小型飛行装置の使用目的に応じたペイロード５１として、たとえば、遠隔地の情報収集を目的とする場合には、画像撮影用のＣＣＤセンサ５１ａや、雰囲気ガス中に存在する物質を検出するための化学センサ５１ｂ、バイオセンサ５１ｃ等の各種センサや、搬送対象物の離脱操作や把持操作等を行わせるための把持装置（図示せず）のようなペイロード５１を搭載できるようにしてある。
該ペイロード５１が、各種センサである場合には、図５に示す如く、該センサによる計測結果を、上記状態監視器４９へ送り、上記コントローラ４６より入力される本発明の小型飛行装置の現在位置や飛行状況等と一緒に無線送信器５０を経て外部の制御装置へ無線で送信させるようにしてもよい。なお、本発明の小型飛行装置では、上記したように一定の飛行高度で飛行速度を変化させる場合や、一定の飛行速度で飛行高度を変化させるときには、胴体２６の前後方向の角度姿勢が変化する。このため、上記ペイロード５１としてＣＣＤセンサ５１ａを用いる場合には、たとえば、上記ＣＣＤセンサ５１ａを、胴体２６に、該胴体２６の前後方向角度姿勢がある一定の角度姿勢となるときに、ＣＣＤセンサ５１ａが下向きや前方斜め下向きの配置となるように取り付けておき、目標位置にて撮影を行う際には、本発明の小型飛行装置を、胴体２６の角度姿勢が上記一定の角度姿勢となるよう予め設定してある所定の飛行速度で、且つ飛行高度を変化させずに飛行させるようにコントローラ４６にて飛行制御させたり、あるいは、上記ＣＣＤセンサ５１ａを、胴体２６に対し、該ＣＣＤセンサ５１ａの向きが、胴体２６の姿勢にかかわらず常に下向きや前方斜め下向きとなるよう、ユニバーサルジョイント等を介して取り付けておくようにすればよい。
【００７２】
更に、図１（イ）に示す如く、胴体２６の所要位置には、本発明の小型飛行装置を接地させるための脚５２を設けるようにしてある。該脚５２は、たとえば、本発明の小型飛行装置を離陸させるときに、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより全体推力Ｔをできるだけ垂直方向に近い角度で発生させて、該全体推力Ｔより得られる垂直分力が最大となるようにして、全体揚力Ｌを最も効率よく得ることができるようにするために、図２（ロ）に示す如く、胴体２６に作用する全体推力Ｔのうち水平方向の成分である全体推進力Ｆが最も小さくなるように、前後方向重心移動アクチュエータ４０によりスライダ４２と錘２９をガイド部材４１の後端部まで移動させ、機体重心Ｇを、重心移動領域ｒの最後部まで変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を最も垂直に近い角度姿勢とした状態として、地上等に載置できるように設けるようにすればよい。
【００７３】
なお、本発明の小型飛行装置は飛行体であることから、上記した各種構成要素は、いずれも軽量であることが重要になる。したがって、上記各種構成要素は、いずれも、要求される強度や機能が満たされる範囲内において軽い材質のものを適宜選択して用いるようにすればよい。
【００７４】
上記構成としてある本発明の小型飛行装置を使用する場合は、作業者が所要の離陸位置まで搬送して地上や所要個所に脚５２を介して載置した状態にて、外部の制御装置より無線にて目標位置までの飛行及び所要の目的、たとえば、ペイロード５１として搭載してある各種センサによる上記目標位置の状況観測等を行うよう飛行指令を発すると、該指令が本発明の小型飛行装置の無線受信器４７及び指令設定器４８を経てコントローラ４６に入力される。このようにコントローラ４６へ指令が入力されると、該コントローラ４６では、上記指定された目標位置までの飛行コースが設定され、この所定の飛行コースに沿って飛行できるような揚力や推進力が得られるように、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０と、左右方向重心移動アクチュエータ３７へそれぞれ指令が発せられる。これにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが翼駆動用モータ３０によりそれぞれ羽ばたき作動されると共に、胴体２６の前後方向及び左右方向の姿勢が制御されることから、本発明の小型飛行装置は、ほぼ垂直に近い角度姿勢で離陸した後、上記所定の飛行コースに沿って目標位置まで飛行するようになる。
【００７５】
この飛行の際、乱流等により姿勢が乱れると、姿勢センサ４４より入力される信号によりコントローラ４６にて該姿勢の乱れが検出されて、この姿勢の乱れを修正するよう上記コントローラ４６より重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ指令が発せられて、機体重心Ｇの位置が前後左右方向に適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置の姿勢の乱れは解消された状態で飛行を継続できるようになる。
【００７６】
又、風の影響等により所定の飛行コースから逸脱すると、位置センサ４３からの信号によりコントローラ４６にて飛行コースからのずれが検出されて、この飛行コースからのずれを修正するよう上記コントローラ４６より各翼駆動用モータ３０及び重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令が発せられて、揚力や推進力が適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置は目標位置へ向けて飛行できるようになる。
【００７７】
更に、飛行コース上に障害物がある場合には、衝突防止センサ４５からの信号によりコントローラ４６にて上記障害物が検出され、この障害物を迂回して飛行できるよう上記コントローラ４６より各翼駆動用モータ３０及び重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ指令が発せられて、揚力や推進力が適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置は障害物を避けて飛行できるようになる。
【００７８】
本発明の小型飛行装置が目標位置に達すると、ペイロード５１に搭載したセンサによる上記目標位置の状況が計測されて、たとえば、上記センサをＣＣＤセンサ５１ａとした場合には、上記目標位置の状況の映像が撮影でき、又、化学センサ５１ｂとしたり、バイオセンサ５１ｃとした場合には、上記目標位置における雰囲気ガスの分析等を行わせて、該目標位置の映像や雰囲気中のガス成分の分析結果等を、状態監視器４９、無線送信器５０を介し外部の制御装置へ送信させることができるようになる。
【００７９】
その後、上記目標位置における目的の作業が終了すると、離陸位置あるいは予め指定された所定位置まで帰還するための飛行コースに沿って飛行できるよう上記コントローラ４６より各翼駆動用モータ３０及び重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ指令が発せられて、揚力及び推進力が適宜調整されるため、本発明の小型飛行装置は、上記離陸位置あるいは所定位置まで帰還させられるようになる。
【００８０】
このように、本発明の小型飛行装置によれば、胴体２６の左右位置に設けてある各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、機体重心Ｇ位置の前後方向への変位による胴体２６の前後方向角度姿勢の変更に伴って制御できると共に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を独立に制御できるようにしてあり、更には、胴体２６の左右方向の重量バランスも制御できるため、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置に作用する推進力Ｆａ，Ｆｂや、これらの合力である全体推進力Ｆや、全体揚力Ｌを調整できる。このために、本発明の小型飛行装置は、そのサイズからレイノルズ数が１０４〜１０５程度と低いものであるため、メーターサイズの飛行体とは大幅に異なる流体との相互作用を受けて、常に乱流の中を飛行するような状況となるが、姿勢センサ４４にて検出される姿勢の乱れを常時修正して胴体２６の左右方向を水平に保持したまま、高度な飛行性能を達成することができる。
【００８１】
更に目標位置と使用目的に関する飛行指令を与えることにより、上記目標位置までの自律飛行を行わせた後、該目標位置における所定の作業を行わせ、しかる後、離陸位置あるいは所定位置まで戻るように飛行させることができる。そのため、たとえば、災害発生現場や人が容易に近づけない個所の撮影を行ったり、該個所の雰囲気中に含まれるガスの成分を分析して、有害ガスの発生の有無を確認したりする等、遠隔地から上記目標位置の情報収集を行なうことが可能になる。
【００８２】
更に、ペイロード５１に把持装置を搭載しておけば、所要の搬送物を、目標位置として設定される人が容易に近付けない個所や、遠隔地まで搬送させたり、回収させたりすることも可能になる。
【００８３】
なお、上記実施の形態において、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａの交互の正、逆転駆動により羽ばたき作動させて、本発明の小型飛行装置へ水平方向前方への全体推進力Ｆを与えて前進飛行させる際、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの胴体２６下方への打下げ時の速度が、胴体２６上方への打上げ時の速度よりも大となるように上記各翼駆動用モータ３０の駆動を制御し、これにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる後流の向きを、胴体２６の前後方向の角度姿勢と同様に設定される各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角よりも下方へ偏らせることができるようにして、この後流の反力として得られる全体推力Ｔの向きを、図６に示す如く、上記羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの設定されている迎角よりも上方へ偏らせるようにしてもよい。このようにすれば、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に高速で前進飛行させる際、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角をゼロ、すなわち、水平方向前方に向けた姿勢として、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂによる通常揚力又は非羽ばたき揚力がほとんど期待できない状態としても、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより進行方向前方に対しやや斜め上向きに全体推力Ｔを発生させることができることから、その垂直分力により機体重量Ｗと釣合わせるための全体揚力Ｌを得ることが可能になる。よって、本発明の小型飛行装置を高速で前進飛行させるときに、胴体２６の前後方向角度姿勢を、進行方向前方に水平に向けることが可能になる。
【００８４】
図７は本発明の実施の他の形態として、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態の応用例を示すもので、上記実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右位置に、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるための各翼駆動用モータ３０を、出力軸３０ａが胴体２６の前方に向く配置としてそれぞれ取り付けるようにした構成に代えて、胴体２６の左右位置に、翼駆動用モータ３０を、出力軸３０ａが胴体２６の前方やや上向きの配置となるようにそれぞれ取り付け、該各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａに、図１（ロ）に示したと同様に、駆動ロッド３１と、連結ロッド３３と、上記翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａと平行な面内に配置してある翼本体３２とからなる左右一対の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの上記駆動ロッド３１を、それぞれ連結して固定した構成とし、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平とするときに、上記左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に高速で前進飛行させるときに該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに要求される迎角と同様の前方やや上向きの迎角で配置させることができるようにしたものである。
【００８５】
その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００８６】
本実施の形態によれば、胴体２６の左右位置に設けてある各翼駆動用モータ３０により、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂをそれぞれ羽ばたき作動させて水平方向前方に高速で前進飛行するときに、胴体２６の前後方向角度姿勢を、水平にすることが可能となる。
【００８７】
次に、図８（イ）（ロ）は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の構成において、重心移動装置２８を、前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９を前後方向へ移動させることに伴って、機体重心Ｇを、揚力作用点Ｐよりも胴体２６の下方側位置にて胴体２６の前後方向に沿う方向の重心移動領域ｒ内で変位させることができるようにした構成に代えて、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９を後端部側へ移動させて、機体重心Ｇの位置を重心移動領域ｒの最後部へ変位させるときに、該機体重心Ｇの位置が、胴体２６の前後方向角度姿勢を上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにより垂直方向上向きの全体推力Ｔを発生させることができるような状態、すなわち、胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きにした状態で、揚力作用点Ｐの下方に位置させることができるようにしたものである。
【００８８】
具体的には、図１（イ）（ロ）乃至図５に示したと同様に、錘２９を前後方向へ移動させるための前後方向重心移動アクチュエータ４０と、上記錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０とを一緒に左右方向へ移動させるための左右方向重心移動アクチュエータ３７とからなる構成としてある重心移動装置２８を、たとえば、図８（イ）に示す如く、胴体２６の後部寄り位置に、胴体２６の前後方向に対して前側が低く、後側が高くなるよう所要角度傾斜させて取り付けて、上記重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９を前後方向に移動させることに伴って機体重心Ｇの位置が変位する重心移動領域ｒを、胴体２６前方側が低く、胴体２６後方側へ行くにしたがって胴体２６の上部側へ延びるように設定できるようにする。これにより、図８（イ）に示す如く、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０にて錘２９を胴体２６前方側へ移動させて重心移動領域ｒの前端部に機体重心Ｇを位置させると、胴体２６の前後方向角度姿勢をほぼ水平姿勢とした状態にて、上記機体重心Ｇを揚力作用点Ｐの下方に位置させることができるようにすると共に、前後方向重心移動アクチュエータ４０にて錘２９を胴体２６後方側へ移動させて上記重心移動領域ｒの後端部に機体重心Ｇを変位させると、図８（ロ）に示す如く、胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きの状態とするときに、上記機体重心Ｇを揚力作用点Ｐの下方に位置させることができるようにしてある。
【００８９】
なお、本実施の形態においては、小型飛行装置を接地させるための脚５２を、胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きとして所要位置に載置できるよう胴体２６の後方に向けて設けるようにしてある。その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００９０】
本実施の形態によれば、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９をガイド部材４１の後端部まで移動させて、機体重心Ｇの位置を、重心移動領域ｒの後端部まで変位させることにより、図８（ロ）に示す如く、胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きの姿勢とした状態にて、機体重心Ｇを揚力作用点Ｐの下方に位置させることができる。このために、本実施の形態の小型飛行装置によれば、図８（ロ）に示す如き胴体２６の前後方向角度姿勢が垂直方向上向きの姿勢となる状態にて、各翼駆動用モータ３０により左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させると、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ、垂直方向上向きの全体推力Ｔを作用させることができるようになる。この場合、上記全体推力Ｔは、すべて全体揚力Ｌとして作用させられるようになり、水平分力としての全体推進力Ｆは発生しない。したがって、本実施の形態の小型飛行装置は、上記のように胴体２６の前後方向角度姿勢を垂直方向上向きの角度姿勢とした状態にて、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる垂直方向上向きの全体揚力Ｌの大きさを、機体重量Ｗよりも大きくすれば垂直上昇でき、又、全体揚力Ｌを機体重量Ｗと釣合うようにすれば空中停止飛行（ホバリング）でき、全体揚力Ｌが機体重量Ｗよりも小さくなるようにすることにより、垂直下降させることができるようになる。これにより、本実施の形態によれば、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の効果を得ることができることに加えて、小型飛行装置を、垂直上昇、ホバリング、垂直下降させることができるようになるため、飛行性能の更なる向上化を図ることができる。
【００９１】
次いで、図９及び図１０（イ）（ロ）は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右位置に設ける各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるためのアクチュエータを、単なる翼駆動用モータ３０を用いた構成に代えて、出力軸に対して所要の弾性係数を有する弾性部材により復元トルク（復元力）を与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてある共振型アクチュエータとしての共振型の翼駆動用モータ５３を用いるようにしたものである。
【００９２】
すなわち、上記共振型の翼駆動用モータ５３は、図１０（イ）（ロ）に示す如く、出力軸５３ａの中間部に、該出力軸５３ａと直角方向で且つ相対する方向に所要長さ突出するようにばね用アーム５４を取り付け、一方、翼駆動用モータ５３のケースの前面の外周部における１８０度対向する２個所に、出力軸５３ａと平行に延びるようにばね用の支柱５５をそれぞれ設ける。該各支柱５５と上記アーム５４の先端部同士との間には、所要の弾性係数を有する弾性部材として、たとえば、所要のばね定数を有するばね５６を介在させて、出力軸５３ａが回転するとき、ばね５６の弾性力が作用するようにした構成とする。
すなわち、上記出力軸５３ａを正、逆転駆動させるときには、該出力軸５３ａと一緒に回転する上記各ばね用アーム５４の先端部位置が、位置固定されている上記各ばね用支柱５５に対して近接、離反するよう相対変位させられることに伴い、上記各ばね用アーム５４の先端部とばね用支柱５５との間の各ばね５６が初期状態より伸縮変形させられるようにし、この伸縮変形するときの各ばね５６の有する弾性力（初期形状への復元力）により、上記各ばね用アーム５４の先端部位置と各ばね用支柱５５との相対位置を初期状態へ戻すように力が各ばね用アーム５４に与えられるようにし、これにより、翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａに対して初期状態へ復元させるような所要の復元トルク（復元力）を与えることができるようにした構成としてある。なお、上記共振型の翼駆動用モータ５３のモータ自体は、電磁モータ又は超音波モータのいずれの形式であってもよい。
【００９３】
したがって、上記各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａの正、逆転駆動により上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるときには、上記各翼駆動用モータ５３の回転する出力軸５３ａ及びロータ等の可動部と、羽ばたき作動する各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂと、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に同伴されて一緒に運動する空気による慣性力が生じることから、この慣性力と、上記ばね５６により各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａに対して与えられる復元力によって形成される振動系（以下、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系と云う）に対して、各共振型の翼駆動用モータ５３より変動外力が加えられることになる。よって、このように各共振型の翼駆動用モータ５３より上記羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系に対して変動外力を加える際の該変動外力の周波数、具体的には、各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａの交互の正、逆転駆動の周波数が、上記振動系の共振周波数に等しくなるようにすることにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に伴って生じる上記の如き慣性力をキャンセルすることができて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させる各共振型の翼駆動用モータ５３の負荷を軽減させることができるようにしてある。
【００９４】
上記構成としてある共振型の翼駆動用モータ５３は、図９に示す如く、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態における翼駆動用モータ３０と同様に、胴体２６の左右両側部位置に、出力軸５３ａが胴体２６の前方を向くように取り付けると共に、上記出力軸５３ａに、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の基端部をそれぞれ連結して固定するようにしてある。
【００９５】
なお、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、それぞれ共振型の翼駆動用モータ５３にて行わせるようにしてあることに伴い、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動をそれぞれ独立して制御するためのコントローラ４６（図５参照）としては、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの共振型の翼駆動用モータ５３へそれぞれ指令を与える際、各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａの交互の正、逆転駆動の周波数を、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数と等しい周波数に保ちながら、上記各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａを交互に正、逆転駆動させるときの角度範囲を増減させることができる機能を有するものとしてある。これにより、上記周波数にて羽ばたき作動させる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの振幅を制御することで、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させてそれぞれ胴体２６へ作用させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを個別に制御できるようにしてある。その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００９６】
本実施の形態によれば、各共振型の翼駆動用モータ５３の出力軸５３ａの交互の正、逆転駆動の周波数が、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数に等しくなる所定の周波数となるようにして各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させる状態にて、上記各翼駆動用モータ５３ごとに出力軸５３ａを交互に正、逆転駆動するときの角度範囲を増減させて、それぞれの羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの振幅を独立して調整することにより、それぞれの羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂ（図４参照）の大きさを個別に制御できることから、該推力Ｔａ，Ｔｂの制御と、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７による機体重心Ｇの前後方向及び左右方向への変位を制御することにより、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動により発生する慣性力をキャンセルして、各共振型の翼駆動用モータ５３の負荷を軽減させた状態にて、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させることができるため、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動で発生する慣性力の変動を緩和できる。このため、本発明の小型飛行装置にて所要の使用目的を達成できるようにすべく、使用目的に対応させたペイロード５１を十分に搭載できるようにすると共に、長距離を長時間飛行できるようにすることが求められ、そのため、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、高い周波数（数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚ）で羽ばたき作動させることが要求される場合であっても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上記要求を満たすように高い周波数で羽ばたき作動させることができる。
【００９７】
図１１（イ）（ロ）乃至図１３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右両側部位置に設ける各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、翼駆動用モータ３０により行わせるようにしてあることに代えて、胴体２６の左右両側部位置にそれぞれ設ける各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、各々独立して制御可能な線形アクチュエータとして、たとえば、ムービングコイル形の線形アクチュエータ５７によりそれぞれ行わせるようにしたものである。
【００９８】
すなわち、上記ムービングコイル形の線形アクチュエータ５７は、図１２（イ）（ロ）に示す如く、一端側を閉塞した円筒状の支持容器５８の他端側を、中央部に所要口径の開口部５９を有する蓋部５８ａで閉鎖できるようにし、且つ該支持容器５８の内部に、半径方向の磁界を発生させる環状のギャップ（溝）６０ａを備えた永久磁石製の磁気回路６０を設置して、該磁気回路６０と蓋部５８ａとの間に所要の空間部を形成すると共にギャップ６０ａが蓋部５８ａ側に開放するようにする。上記磁気回路６０のギャップ６０ａ内には、コイル６１を、軸心方向に往復移動できるように挿入配置して、該コイル６１の蓋部５８ａ側の軸方向端部に、取付部材６２を取り付け、更に、該取付部材６２の中央部に、上記蓋部５８ａの中央部の開口部５９にスライド自在に挿入させた出力軸６３の一端を取り付けた構成としてある。これにより、上記コイル６１に所要周波数の交流電力を給電すると、該コイル６１を上記磁気回路６０のギャップ６０ａ内における磁界との相互作用により軸心方向に往復運動させることができて、このコイル６１の軸心方向の往復運動に伴い、取付部材６２を上記空間部内で移動させて、上記出力軸６３を、上記給電する交流電力の周波数と同様の周波数で軸心方向に振動（往復移動）させることができるようにしてある。なお、たとえば、上記コイル６１の外周部所要個所と、その外周に位置する支持容器５８の内面とを、放射方向に配したばねの如き弾性部材（図示せず）を介して接続して、上記線形アクチュエータ５７への給電停止時に、上記出力軸６３を中立位置に保持できるようにしてもよい。
【００９９】
上記構成としてある線形アクチュエータ５７は、図１１（イ）（ロ）に示す如く、胴体２６の左右両側部位置の図示しない固定部に、出力軸６３が上向きとなるように取り付ける。上記出力軸６３には、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態における各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａに連結した場合と同様に、左右方向に延びて胴体２６の外方へ所要寸法突出するようにしてある駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側の端部）を図１２（イ）に示す如く直角の状態で連結して固定すると共に、該駆動ロッド３１の胴体２６外方へ突出した他端側に、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態における翼本体３２と同様の構成とし且つ上記線形アクチュエータ５７の出力軸６３と直角な面内に配置してある翼本体３２の前縁部を、複数の連結ロッド３３を介し取り付けて、出力軸６３の軸心方向の往復移動により、駆動ロッド３１、連結ロッド３３を介し翼本体３２が、該翼本体３２の面に垂直な方向へ往復移動するようにした構成としてある。
【０１００】
かかる構成としてあることから、上記各線形アクチュエータ５７の出力軸６３を軸心方向に所要の振幅で振動させることにより、該出力軸６３に連結してある駆動ロッド３１と連結ロッド３３と翼本体３２とからなる左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、上記翼本体３２の面に垂直な方向へ振動させられて羽ばたき作動させられるようになる。この羽ばたき作動の際、上記各線形アクチュエータ５７の出力軸６３の振動する速度を個別に制御したり、出力軸６３の振動する振幅を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき速度や羽ばたき振幅の制御を介し羽ばたき作動が独立して制御されるようになることから、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる推力ＴａとＴｂを個別に制御できるようになる。
【０１０１】
更に又、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、それぞれ線形アクチュエータ５７にて行わせるようにしてあることに伴い、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂをそれぞれ独立して制御するためのコントローラとしては、図５に示した各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えるコントローラ４６に代えて、図１３に示す如く、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの線形アクチュエータ５７と、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき速度と、機体重心Ｇの前後方向及び左右方向への変位を介した胴体２６の前後方向角度姿勢と同様の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の制御及び胴体２６の左右方向の角度姿勢を制御する指令を与える機能を有するコントローラ４６ａを設けるようにしてある。
【０１０２】
その他の構成は図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【０１０３】
本実施の形態によれば、上記各線形アクチュエータ５７により胴体２６の左右位置に設けた各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を個別に制御して、それぞれの羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより個別に大きさを制御した推力Ｔａ，Ｔｂを胴体２６の左右位置に対して作用させることができる。
【０１０４】
したがって、上記コントローラ４６ａにより、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態におけるコントローラ４６によるそれぞれ対応する前後方向及び左右方向各重心移動アクチュエータ４０及び３７による胴体２６の前後方向角度姿勢の制御及び左右方向の角度姿勢の制御と同様の制御を行わせながら、上記各線形アクチュエータ５７の制御による左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を個別に制御することにより、図１乃至図５に示した実施の形態と同様の飛行性能を得ることができる。よって、コントローラ４６ａの有する飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能に基づいて、各線形アクチュエータ５７と重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ制御指令を与えることにより、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
上記のように本実施の形態における小型飛行装置を飛行させるときに水平方向前方に高速飛行させる場合には、図１乃至図５に示した実施の形態における図２（イ）に示した高速飛行状態と同様に、前後方向重心移動アクチュエータ４０により錘２９の胴体２６前方側へ移動させて、機体重心Ｇの位置を重心移動領域ｒの前端部寄りに配置することにより、胴体２６の前後方向角度姿勢を前方やや上向きの姿勢とさせるようにし、これにより、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、上記胴体２６と同様に所要迎角で前方やや上向きの姿勢となるようにした状態にて、上記各線形アクチュエータ５７に交流電力を給電して羽ばたき作動させることにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて、全体推力Ｔを前方やや上向きに発生させて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる全体揚力Ｌが、本発明の小型飛行装置の気体重量Ｗと釣合うようにすればよい。なお、上記各線形アクチュエータ５７に対し、交流電力を供給するときに直流分を同時に負荷して、対応する各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの打下げ時の速度が打上げ時の速度よりも大となるように上記各線形アクチュエータ５７の駆動を制御し、これにより、図６に示した実施の形態と同様に、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる全体推力Ｔの向きを、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに設定されている迎角よりも上方へ偏らせて、該上方へ偏らせた全体推力Ｔの垂直分力を利用して機体重量Ｗを支えるための全体揚力Ｌを得ることができるようにすれば、高速で前進飛行する場合に、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、水平方向前方に向けた姿勢とすることができる。よって、高速で前進飛行する際の胴体２６の前後方向角度姿勢を、水平姿勢とすることが可能になる。
【０１０６】
更に、胴体２６の左右位置に、線形アクチュエータ５７を、出力軸６３が上方よりもやや後方へ傾いた姿勢となるようにそれぞれ取り付けることにより、該各線形アクチュエータ５７の出力軸６３に、該出力軸６３に直角な平面内に配した翼本体３２を有する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１を連結して固定することで、図７に示した実施の形態と同様に、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平とするときに、上記左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に高速で前進飛行させるときに該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに要求される迎角と同様の前方やや上向きの迎角で配置させることができるようにしてもよい。このようにしても、高速で前進飛行する際の胴体２６の前後方向角度姿勢を、水平姿勢とすることが可能になる。
【０１０７】
図１４（イ）（ロ）はいずれも図１１（イ）（ロ）乃至図１３の実施の形態の応用例を示すもので、図１４（イ）に示すものは、図１１（イ）（ロ）乃至図１３の実施の形態に示したように、線形アクチュエータ５７の出力軸６３に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側の端部）を直接固定する構成に代えて、各線形アクチュエータ５７の支持容器５８の蓋部５８ａの前面における出力軸６３より胴体２６外側寄りとなる左右方向の一側位置に、出力軸６３と平行に所要寸法突出するブラケット６４を設けて、該ブラケット６４の先端部に、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂ（図では羽ばたき翼２７ａについてのみ示してある）の駆動ロッド３１の基端側となる一端寄りの所要個所を、ピン６５によりそれぞれ回動自在に枢着して支持させ、該各駆動ロッド３１の基端側としての一端部には、軸心方向に沿って所要の寸法を有する長孔６６を設ける。一方、上記線形アクチュエータ５７の出力軸６３の先端部には、先端側に左右方向に連通する隙間を備えたクレビス形状の連結部材６７を取り付けて、該連結部材６７の先端側の隙間に上記駆動ロッド３１の一端部を沿わせて配置させ、上記駆動ロッド３１の長孔６６に挿通させた動力伝達用ピン６８の両端部を、上記連結部材６７の先端部に取り付けて連結部材６７と駆動ロッド３１の一端部とを係合させるようにし、線形アクチュエータ５７の出力軸６３が軸心方向へ振動することにより、上記動力伝達用ピン６８と長孔６６を介し駆動ロッド３１が揺動させられるようにした構成としたものである。
【０１０８】
又、図１４（ロ）に示すものは、各線形アクチュエータ５７の支持容器５８の蓋部５８ａの前面における出力軸６３より胴体２６中心側寄りとなる左右方向の他側位置に、出力軸６３と平行に所要寸法突出するブラケット６４を設けて、該ブラケット６４の先端部に、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂ（図では羽ばたき翼２７ａについてのみ示してある）の駆動ロッド３１の基端側としての一端部を、ピン６５によりそれぞれ回動自在に枢着して支持させると共に、図１４（イ）に示したと同様に、駆動ロッド３１の基端側となる所要個所に長孔６６を設け、線形アクチュエータ５７の出力軸６３の先端に固定した図１４（イ）と同様の連結部材６７に、上記駆動ロッド３１の長孔６６形成部を沿わせて、動力伝達用ピン６８を長孔６６に通すことにより係合させるようにし、線形アクチュエータ５７の出力軸６３が軸心方向へ振動することにより、駆動ロッド３１がブラケット６４への枢着点を中心に揺動させられるようにした構成としたものである。
【０１０９】
その他の構成は、いずれも図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。又、たとえば、上記コイル６１の外周部所要個所と、その外周に位置する支持容器５８の内面とを、放射方向に配したばねの如き所要の弾性部材（図示せず）を介し接続して、上記線形アクチュエータ５７への給電停止時に、上記出力軸６３を中立位置に保持できるようにしてもよい。
【０１１０】
上記図１４（イ）及び図１４（ロ）に示したものでは、いずれも、線形アクチュエータ５７の出力軸６３を軸心方向に振動させることにより、該出力軸６３に連結部材６７を介して取り付けてある動力伝達用ピン６８が、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１における長孔６６の部分を上記出力軸６３の軸心方向に押し引き駆動させるようにする。これにより、上記各駆動ロッド３１は、図１４（イ）及び図１４（ロ）にそれぞれ一点鎖線及び二点鎖線で示す如く、線形アクチュエータ５７の支持容器５８の蓋部５８ａの前面所要位置に設けたブラケット６４の先端部のピン６５を支点として揺動させられるようになることから、該各駆動ロッド３１の他端部に取り付けてある翼本体３２を、羽ばたき作動させることができるようになる。更に、このようにして各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させる際には、各線形アクチュエータ５７の出力軸６３の振動の振幅を、該出力軸６３に取り付けてある連結部材６７の先端部の上記動力伝達用ピン６８にて押し引き駆動される駆動ロッド３１の長孔６６の位置から支点、すなわち、上記ブラケット６４の先端部のピン６５までの距離ｄ１と、該支点となるブラケット６４の先端部のピン６５から上記駆動ロッド３１の胴体２６外方へ突出した他端側における翼本体３２の取付位置までの距離ｄ２との比（ｄ２／ｄ１）に応じて増幅させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂへ伝達することができる。このために、線形アクチュエータ５７の出力軸６３の振動の振幅が小さくても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の振幅を大きく設定することが容易になり、したがって、線形アクチュエータ５７の小型化を図るのに有利なものとすることができる。
【０１１１】
図１５及び図１６（イ）（ロ）は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１１（イ）（ロ）乃至図１３の実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右位置に設けて左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるためのアクチュエータを、単なる線形アクチュエータ５７を用いることに代えて、出力軸６３に対して所要の弾性係数を有する弾性部材により復元力を与えながら該出力軸６３を振動できるようにしてある共振型アクチュエータとして、たとえば、ムービングコイル形式の共振型の線形アクチュエータ６９を用いるようにしたものである。
【０１１２】
すなわち、上記ムービングコイル形の共振型の線形アクチュエータ６９は、図１６（イ）（ロ）に示す如く、図１２（イ）（ロ）に示した線形アクチュエータ５７と同様の構成において、支持容器５８の蓋部５８ａの前面の外縁部における周方向の複数個所（図では４個所）に、出力軸６３と平行に延びるようにばね用の支柱７０をそれぞれ設け、該各ばね用支柱７０の先端部と、蓋部５８ａの開口部５９を通して外部へ突出させてある上記出力軸６３の中間部との間に、放射方向に配置した所要の弾性係数を有する弾性部材としての所要のばね定数を有するばね７１を介在させて、各ばね７１を上記出力軸６３とばね用支柱７０にそれぞれ連結した構成としてある。これにより、上記共振型の線形アクチュエータ６９におけるコイル６１に所要周波数の交流電力を給電して図１２（イ）（ロ）に示した線形アクチュエータ５７と同様に、出力軸６３を、コイル６１と磁気回路６０のギャップ６０ａ内における磁界との相互作用により軸心方向に振動（往復運動）させるときに、該出力軸６３が軸心方向に変位して位置固定の各ばね用支柱７０の先端部に対して相対変位すると、上記出力軸６３とばね用支柱７０との間の各ばね７１が初期状態より伸長させられて、この伸長させられた各ばね７１の弾性力により、上記振動する出力軸６３に対して初期状態へ戻すような所要の復元力を与えることができるようにしてある。なお、上記において、各ばね７１は、たとえば、コイルばね等のように、伸縮変形を利用して出力軸６３の軸心方向の変位に対して復元力を与えるものとして説明したが、板ばねのような曲げ変形を利用する形式のばねとして、出力軸６３が軸心方向に変位することに伴って曲げ変形されるときに生じる反発力（弾性力）により、上記出力軸６３に対して復元力を与えることができるようにしてもよい。
【０１１３】
したがって、上記共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３の振動により該出力軸６３に連結してある羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるべく、該共振型の線形アクチュエータ６９にて振動（往復移動）する出力軸６３、取付部材６２及びコイル６１とからなる可動部と、羽ばたき作動する各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂと、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に同伴されて一緒に運動する空気による慣性力、及び、上記ばね７１より上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３に対して与えられる復元力によって形成される振動系（以下、図９乃至図１０（イ）（ロ）の実施の形態と同様に、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系と云う）に対して、各共振型の線形アクチュエータ６９より変動外力を加えるときに、該変動外力の周波数、具体的には、各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を振動させる周波数が、上記羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数に等しくなるようにする。これにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に伴って生じる上記の如き慣性力をキャンセルすることができ、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させる各共振型の線形アクチュエータ６９の負荷を軽減させることができるようにしてある。
【０１１４】
上記構成としてある共振型の線形アクチュエータ６９は、図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示した実施の形態における線形アクチュエータ５７と同様に、胴体２６の左右両側部位置の図示しない固定部に、出力軸６３が上向きとなるように設置すると共に、該各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３に、該出力軸６３とは直角な平面内に配置した翼本体３２と、駆動ロッド３１と、連結ロッド３３とからなる羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの上記駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側の端部）を、直角の状態で連結して固定するようにする。
【０１１５】
したがって、上記共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を上記羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数に等しい周波数にて所要の振幅で振動させることにより、該出力軸６３に駆動ロッド３１を連結してある各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、翼本体３２の面に垂直な方向へ振動させられて羽ばたき作動されるようになり、この際、上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を、上記所定の周波数で振動させるときの振幅を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の振幅を独立に制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを個別に制御できるようにしてある。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、それぞれ共振型の線形アクチュエータ６９にて行わせるようにしてあることに伴い、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動をそれぞれ独立して制御するためのコントローラ４６ａ（図１３参照）としては、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの共振型の線形アクチュエータ６９へそれぞれ指令を与える際、該各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を振動させる周波数を、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数と等しい周波数に保ちながら、上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を振動させるときの振幅を増減させることができる機能を有するものとしてある。これにより、上記周波数にて羽ばたき作動させる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの振幅を制御することで、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを個別に制御できるようにしてある。その他の構成は図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【０１１７】
本実施の形態によれば、図１１（イ）（ロ）乃至１３に示した実施の形態と同様の効果を得ることができ、更に、上記各共振型の線形アクチュエータ６９を、出力軸６３に対してばね７１の弾性力に基づいた復元力を作用させることができるようにした構成としてあるため、上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を、羽ばたき作動の慣性力とばね復元力による振動系の共振周波数に等しい所要の周波数で振動させて、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させることにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動に伴って生じる慣性力をキャンセルできることから、各共振型の線形アクチュエータ６９の負荷を軽減させることができる。したがって、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動で発生する慣性力の変動を緩和できることから、本実施の形態の小型飛行装置にて所要の使用目的を達成できるようにするために、使用目的に対応させたペイロード５１を十分に搭載できるようにすると共に、長距離を長時間飛行できるようにすることが求められ、そのため、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、高い周波数（数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚ）で羽ばたき作動させることが要求される場合であっても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上記要求を満たすように高い周波数で羽ばたき作動させることができる。
【０１１８】
図１７（イ）（ロ）はいずれも図１５及び図１６（イ）（ロ）に示す実施の形態の応用例を示すもので、図１７（イ）に示すものは、図１６（イ）（ロ）に示したように、出力軸６３と支持容器５８の蓋部５８ａの前面に設けたばね用支柱７０との間にばね７１を介在させてなる共振型の線形アクチュエータ６９の上記出力軸６３の先端部に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側の端部）を直接固定するようにした構成に代えて、上記と同様に、出力軸６３と支持容器５８の蓋部５８ａの前面に設けたばね用支柱７０との間にばね７１を介在させてなる共振型の線形アクチュエータ６９に、図１４（イ）に示したと同様に、支持容器５８の蓋部５８ａの前面にて出力軸６３より胴体２６外側寄りとなる左右方向の一側位置にブラケット６４を設けて、該ブラケット６４の先端部に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の基端側となる一端寄りの所要個所を、ピン６５により揺動可能に支持させると共に、上記駆動ロッド３１の基端部に設けた長孔６６を、出力軸６３の先端部に取り付けた連結部材６７に添わせて動力伝達用ピン６８にて係合させてなる構成として、各共振型の線形アクチュエータ６９により出力軸６３を振動させるときに、上記ばね７１の弾性力による復元力を作用させながら、上記ブラケット６４の先端部を支点として上記駆動ロッド３１を揺動させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させることができるようにしたものである。
【０１１９】
又、図１７（ロ）に示すものは、上記と同様に、出力軸６３と支持容器５８の蓋部５８ａの前面に設けたばね用支柱７０との間にばね７１を介在させてなる共振型の線形アクチュエータ６９に、図１４（ロ）に示したと同様に、支持容器５８の蓋部５８ａの前面にて出力軸６３より胴体２６中央寄りとなる左右方向の他側位置にブラケット６４を設けて、該ブラケット６４の先端部に、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の基端部を、ピン６５により揺動可能に支持させると共に、上記駆動ロッド３１の基端側となる一端寄りの所要個所に設けた長孔６６を、出力軸６３の先端部に取り付けた連結部材６７に添わせて動力伝達用ピン６８にて係合させてなる構成として、各共振型の線形アクチュエータ６９にて出力軸６３を振動させるときに、上記ばね７１の弾性力による復元力を作用させながら、上記ブラケット６４の先端部を支点として上記駆動ロッド３１を揺動させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させることができるようにしたものである。
【０１２０】
上記図１７（イ）（ロ）に示した実施の形態によれば、いずれも、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるときに、上記各共振型の線形アクチュエータ６９の出力軸６３を振動させるときには、該出力軸６３に対してばね７１の弾性力に基づいた復元力を作用させることができることから、図１５及び図１６（イ）（ロ）に示した実施の形態と同様の効果を得ることができ、更に、図１４（イ）（ロ）に示した実施の形態と同様に、出力軸６３の振動を、増幅させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂへ伝達できるため、共振型の線形アクチュエータ６９における出力軸６３の振動の振幅が小さくても、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の振幅を大きく設定することが容易になり、共振型の線形アクチュエータ６９の小型化を図るのに有利なものとすることができる。
【０１２１】
次に、図１８（イ）（ロ）乃至図２０は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様に、胴体２６の左右両側位置に羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを備え、且つ胴体２６の所要位置に、機体重心Ｇの位置を前後方向と左右方向へ変位させることができるようにするための重心移動装置２８を備えてなる構成において、上記胴体２６の左右両側位置に設ける羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、該胴体２６に対する取り付け角度が固定されて、迎角が胴体２６の前後方向角度姿勢と一緒に変更されるようにしてある構成に代えて、胴体２６の左右両側位置に、羽ばたき速度を独立して制御できるようにしてある羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、上下方向に角度変更可能にそれぞれ設け、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの角度及び羽ばたき速度をそれぞれ適宜制御することにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに発生させる推力Ｔａ，Ｔｂ（図４参照）の方向及び大きさを独立して制御して、胴体２６の左右位置へ上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさをそれぞれ独立に制御できるようにしたものである。
【０１２２】
すなわち、上記胴体２６の左右両側位置に、図１８（イ）（ロ）に示す如く、翼駆動用モータ３０を出力軸３０ａが前向きとなるようにそれぞれ配置する。上記各翼駆動用モータ３０のケース外側面には、出力軸３０ａとは直交する方向で相対する方向に回転支持軸７２を取り付け、該翼駆動用モータ３０の両側へ延びる回転支持軸７２を、胴体２６の前後方向の中間部付近における左右両側位置の図示しない固定部にそれぞれ設けてある左右一対の軸受７３ａ，７３ｂに回転自在に支持させるようにして、図１８（イ）（ロ）に示す如く胴体２６上に設置させる。更に、一方（片側）の回転支持軸７２、たとえば、各翼駆動用モータ３０の胴体２６の中心側に位置する各々の回転支持軸７２に、角度変更用ギア７４をそれぞれ取り付け、且つ該各ギア７４に噛合させた各ピニオン７５を、各々独立させた角度制御用モータ７６の出力軸７６ａに取り付け、各角度制御用モータ７６によりピニオン７５を独立して回転させることにより、上記角度変更用ギア７４、回転支持軸７２を介して翼駆動用モータ３０を、それぞれ独立して前後方向に沿う垂直面内で上下方向に回転（角度変更）できるようにしてある。これにより、上記各角度制御用モータ７６の回転数を適宜制御することで、それぞれ対応する翼駆動用モータ３０と一緒に該翼駆動用モータ３０に取り付ける羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角をそれぞれ上下方向に独立に変更できるようにしてある。なお、上記翼駆動用モータ３０及び角度制御用モータ７６は、電磁モータ又は超音波モータのいずれの形式であってもよい。
【０１２３】
上記各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａには、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態と同様に、駆動ロッド３１と連結ロッド３３と上記出力軸３０ａに平行な面内に配置してある翼本体３２からなる羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの上記駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側端部）を、図１８（ロ）に示す如く直角の状態で連結して固定してある。
これにより、上記各翼駆動用モータ３０の正、逆転駆動する速度や角度範囲を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右両側位置にそれぞれ作用させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを独立して制御できるようにしてある。更に、上記各角度制御用モータ７６により各翼駆動用モータ３０と一緒に上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を上下方向に変更することによって、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右両側位置へそれぞれ作用させる上記推力Ｔａ，Ｔｂの向きをそれぞれ独立に変更できるようにしてある。
【０１２４】
上記重心移動装置２８は、図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同様に、胴体２６の後部寄り位置に該胴体２６の左右幅方向に延びるよう設けた左右方向重心移動アクチュエータ３７と、胴体２６の前後方向に沿わせた配置として、上記左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９上に取り付けた前後方向重心移動アクチュエータ４０と、該前後方向重心移動アクチュエータ４０のスライダ４２上に設けた所要重量の錘２９とからなる構成としてある。
【０１２５】
かかる構成としてあることにより、本実施の形態の小型飛行装置では、上記各角度制御用モータ７６により、各翼駆動用モータ３０と一緒にそれぞれ対応する各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上下方向へ回転させることで、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの胴体２６の前後方向に対する角度姿勢を、胴体２６の前方に向いた姿勢から、胴体２６の上方へ向いた姿勢まで変更できるようになる。このように、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、各翼駆動用モータ３０と一緒に上下方向へ回転させて、胴体２６の前後方向に対する相対的な角度姿勢を変化させるときには、上記各角度制御用モータ７６にて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂ及び翼駆動用モータ３０を上下方向へ回転させるための回転力の反力により、胴体２６の前後方向角度姿勢を、上記羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの回転方向とは逆方向へ回旋させるような力が誘導されるようになる。
【０１２６】
そのため、本実施の形態の小型飛行装置では、上記のように各角度制御用モータ７６により各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂ及び翼駆動用モータ３０を上下方向へ回転させるときに胴体２６に対して誘導される上記回旋力を、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０により機体重心Ｇの位置を揚力作用点Ｐ（図２（イ）（ロ）参照）に対し前後方向へ変位させることで胴体２６に対して発生させる回転モーメント（回旋力）により相殺して、胴体２６の前後方向角度姿勢を常に水平に保持することができるようにしてある。すなわち、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、翼駆動用モータ３０と一緒に胴体２６の前後方向に対して相対的に上方へ回転させる場合には、胴体２６に対し、機首を下げる方向の回旋力が作用するようになる。よって、この場合は、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２と一緒に錘２９を後方へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を揚力作用点Ｐの下方位置よりも後側へ所要量変位させ、これにより、胴体２６に対して機首を上げる方向の回転モーメントを発生させて、上記胴体２６に作用する機首を下げる方向の回旋力を打ち消すようにしてある。一方、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、翼駆動用モータ３０と一緒に胴体２６の前後方向に対して相対的に下方へ回転させる場合には、胴体２６に対し、機首を上げる方向の回旋力が作用するようになるため、この場合には、前後方向重心移動アクチュエータ４０にて、スライダ４２と一緒に錘２９を前方へ所要量移動させて、機体重心Ｇの位置を揚力作用点Ｐの下方位置よりも前側へ所要量変位させることにより、胴体２６に対して機首を下げる方向の回転モーメントを発生させて、上記胴体２６に作用する機首を上げる方向の回旋力を打ち消すようにしてある。なお、上記各角度制御用モータ７６による羽ばたき翼２７ａ，２７ｂと翼駆動用モータ３０の上下方向の角度変更作業が終了した後は、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０により、機体重心Ｇの位置を、胴体２６の前後方向角度姿勢が水平姿勢となるときに、揚力作用点Ｐの下方となる位置へ戻すようにするようにして、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平姿勢に保持させるようにしてある。
【０１２７】
上記のように、本実施の形態の小型飛行装置においては、機体重心Ｇの位置は、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平状態とするときに、揚力作用点Ｐの下方となる位置より前後方向に所要量ずつ移動させることができるようにすればよいことに伴い、上記前後方向重心移動アクチュエータ４０の作動により機体重心Ｇを前後方向に変位可能な領域、すなわち、重心移動領域ｒ（図２（イ）（ロ）参照）は、機体重心Ｇの位置を、上記揚力作用点Ｐの下方位置を中心として前後方向にほぼ均等に所要量ずつ変位できるように設定すればよい。なお、上記角度制御用モータ７６の駆動により翼駆動用モータ３０と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上下方向に角度変更させることに伴って、胴体２６における該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより揚力Ｌａ，Ｌｂの作用する揚力作用点Ｐの位置が胴体２６の前後方向に変位する場合は、上記重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０を適宜作動させて、機体重心Ｇの位置を、上記揚力作用点Ｐの前後方向の変位に追従させて前後方向へ変位させて、機体重心Ｇを、常に揚力作用点Ｐの下方に位置させるようにする。
【０１２８】
したがって、上記本実施の形態における小型飛行装置では、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平状態に保持したまま、各角度制御用モータ７６による対応する各翼駆動用モータ３０の上下方向への回転に伴って、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、それぞれ独立に制御すると共に、各翼駆動用モータ３０の出力軸３０ａを交互に正、逆転駆動させるときの速度や角度範囲を制御して各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を制御することにより、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに発生させる推力ＴａとＴｂの大きさ及び方向を独立に制御できることから、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさ及びバランスを独立に変更できるため、高度の飛行性能が実現されるようになる。
【０１２９】
すなわち、たとえば、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平状態に保持したまま角度制御用モータ７６により翼駆動用モータ３０を回動させて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、図１９（ロ）に示す如く、それぞれ９０度、すなわち、垂直方向上向きとなる姿勢とさせた状態にて、翼駆動用モータ３０の駆動により出力軸３０ａを交互に正、逆転駆動させることにより羽ばたき作動させると、双方の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔは垂直方向上向きとなって、全体揚力Ｌのみが発生され、水平分力である全体推進力Ｆは生じない。よって、気流のない領域にて、上記各翼駆動用モータ３０によるそれぞれの羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を調整して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体推力Ｔに等しい全体揚力Ｌが、本実施の形態における小型飛行装置の機体重量Ｗを上回るようにすれば、該小型飛行装置は、水平方向に移動されることなく垂直上昇するようになる。一方、上記全体揚力Ｌが機体重量Ｗを下回るようにすると、本実施の形態の小型飛行装置は垂直に降下させられるようになる。更に、上記全体揚力Ｌが機体重量Ｗと釣り合うようにすれば、本発明の小型飛行装置は空中停止飛行（ホバリング）を行うことができるようになる。
【０１３０】
又、たとえば、上記角度制御用モータ７６により翼駆動用モータ３０を回転させて羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの角度を変更すると、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動により発生する全体推力Ｔの方向が垂直方向上向きより傾くことから、該全体推力Ｔの水平分力として全体推進力Ｆが発生するようになる。したがって、図１９（イ）に示す如く、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平に保持したまま、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、いずれも所要迎角で前方やや上向きとなるような姿勢とさせた状態にて、各翼駆動用モータ３０の駆動により羽ばたき作動させると、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの発生する全体推力Ｔが前方やや上向きに作用するようになる。このため、上記全体推力Ｔの水平分力として全体推進力Ｆが得られるようになるため、この全体推進力Ｆに応じて本発明の小型飛行装置は前進する。この際、上記全体推力Ｔの垂直分力と、上記小型飛行装置が前進飛行するときに上記所要迎角に設定されている各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生される通常揚力又は非羽ばたき揚力の和として左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用される全体揚力Ｌが、本発明の小型飛行装置の機体重量Ｗと釣り合うように適宜調整することにより、本実施の形態の小型飛行装置は、静かな気流中では、一定高度を保持したまま、上記全体推進力Ｆの大きさに応じて前方へ飛行できるようになる。
【０１３１】
なお、上記のように上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、各翼駆動用モータ３０の交互正、逆転駆動により羽ばたき作動させて本発明の小型飛行装置へ水平方向の推進力を与える際、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの打下げ時の速度が打上げ時の速度よりも大となるように上記各翼駆動用モータ３０の駆動を制御し、これにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる全体推力Ｔの向きを、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに設定されている迎角よりも上方へ偏らせるようにして、この上方へ偏った全体推力Ｔにより機体重量Ｗを支えるための揚力を得るようにしてもよい。このようにすれば、本発明の小型飛行装置を水平方向前方に飛行させる際、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角をゼロ、すなわち、水平方向前方に向けた姿勢とすることが可能になる。
【０１３２】
更に、上記のように本発明の小型飛行装置を一定高度を保持した状態で前方へ飛行させる際、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態の小型飛行装置を図４（イ）（ロ）に示したように左右方向への旋回飛行させる場合と同様に、上記胴体２６左側の羽ばたき翼２７ａの羽ばたき作動と、胴体２６右側の羽ばたき翼２７ｂの羽ばたき作動に差が生じるよう調整することにより、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左側と右側に作用する推力ＴａとＴｂの大きさに差が生じるようにして、上記推力Ｔａの水平分力として胴体２６の左側に作用する推進力Ｆａと、上記推力Ｔｂの水平分力として胴体２６の右側に作用する推進力Ｆｂに差が生じるようにし、同時に、上記のように推力ＴａとＴｂとに差を生じさせることに応じて、胴体２６の左右位置に対し、各羽ばたき翼２７ａと２７ｂより揚力ＬａとＬｂをそれぞれ異なる大きさで作用することに対応させて、重心移動装置２８の左右方向重心移動アクチュエータ３７により、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０を、より大きな揚力Ｌａ又はＬｂが作用する胴体２６の左右の一側方向へ一緒に所要量移動させ、機体重心Ｗの位置を、胴体２６の左右幅方向の中央部より上記一側寄りに変位させて、上記小型飛行装置の左右の重心バランスを、より大きな揚力Ｌａ又はＬｂが作用している胴体２６の左右いずれか一側の方が重くなるようにして、胴体２６の左右方向を水平状態に保持させるように調整すると、本実施の形態における小型飛行装置を、胴体２６の左右方向を水平に保持したまま左右方向へ旋回飛行させたり、あるいは、飛行している小型飛行装置を左右方向へ旋回させようとする乱れた気流中では、小型飛行装置の進行方向を保持して該小型飛行装置が所定の飛行コースから左右方向へ外れるのを防止しながら飛行させることができるようになる。
【０１３３】
なお、上記のように左右方向への旋回飛行を行わせたり、乱れた気流中にて飛行コースから外れるの防止するために、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにてそれぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの大きさを相違させるようにする際、該各羽ばたき翼２７ａと２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる揚力ＬａとＬｂの和、すなわち、全体揚力Ｌが、機体重量Ｗと釣合うようにしておけば、本実施の形態の小型飛行装置の飛行高度は変化しない。又、上記において、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる全体揚力Ｌが機体重量Ｗを上回るようにすれば、左右方向へ旋回させながら飛行高度を上昇させることができ、一方、全体揚力Ｌが機体重量Ｗよりも小さくなるようにすれば、左右方向へ旋回させながら飛行高度を低下させることが可能となる。
【０１３４】
更に、図１９（ロ）に示したように、本実施の形態の小型飛行装置にホバリング、垂直上昇あるいは垂直降下を行わせている状態において、左右のいずれか一側の羽ばたき翼２７ａ又は２７ｂの姿勢を、やや前方に傾斜させ、且つ他側の羽ばたき翼２７ｂ又は２７ａの姿勢を、やや後方に傾斜させるようにすれば、胴体２６の左側と右側に、互いに前後方向に逆向きの推進力を作用させることができるようになるため、本発明の小型飛行装置をその場で左右方向に回頭させることも可能になる。更に、左右両側の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを、すべてやや後方に傾斜した姿勢とすれば、後進飛行させることも可能になる。
【０１３５】
したがって、本実施の形態の小型飛行装置においては、左右の翼駆動用モータ３０による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動の独立した制御、各角度制御用モータ７６による翼駆動用モータ３０の上下方向の回転による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の独立した制御、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０と３７による機体重心Ｇ位置の変位による胴体２６の前後方向と左右方向の角度姿勢の制御とを組み合わせることにより、上記本実施の形態の小型飛行装置を、垂直上昇、垂直下降、ホバリング、ホバリングしながらのその場回頭、前進飛行、後進飛行、左右方向への旋回、飛行高度の変更を自在とすることができて、高度な飛行性能を達成できる。
【０１３６】
更に又、本実施の形態では、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態における図５に示したコントローラ４６と同様に、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる揚力と推進力をそれぞれ独立して制御するためのコントローラ４６ｂを設けるようにしてある。なお、上記したように本実施の形態では、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の変更を、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平に保持したまま、各角度制御用モータ７６の作動により行わせるようにしてあることに伴い、上記コントローラ４６ｂは、図５に示した如く、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えるようにしてあるコントローラ４６の機能に代えて、図２０に示す如く、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに対応する角度制御用モータ７６と、前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えて、翼駆動用モータ３０による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき速度の独立した制御と、角度制御用モータ７６による各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の独立した制御と、前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０と３７による機体重心Ｇの前後方向及び左右方向への変位を介して胴体２６の前後方向角度姿勢及び左右方向の角度姿勢を水平に保持させるための指令を与える機能を有するようにしてある。
【０１３７】
具体的には、上記コントローラ４６ｂの飛行制御機能としては、図５に示したコントローラ４６と同様に、ＧＰＳや、磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ等の位置センサ４３より入力される信号に基づいて本発明の小型飛行装置自体の位置（たとえば、三次元座標）を検出することができるようにしてある。又、外部の制御装置より無線受信器４７、指令設定器４８を介して飛行指令、たとえば、目標位置がＧＰＳ座標等により設定されると、上記検出された自己の初期位置（離陸位置）から目標位置に至るための方向、距離等を求めて、飛行コースを、たとえば、先ず、所要高さ位置まで垂直に上昇した後、目標位置に向けて所要方位へ前進飛行するというような飛行コースを自動的に判断して設定できるようにしてある。更に、該設定された飛行コースに沿って飛行するために要求される飛行速度の変化、飛行高度の変化、左右方向への旋回等を行わせるために、上記角度制御用モータ７６に指令を与えて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の制御を行うと共に、各翼駆動用モータ３０へ指令を与えて、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向及び大きさをそれぞれ独立して制御できるようにしてあり、これにより、該各推力Ｔａ，Ｔｂの水平分力として得られる左右の羽ばたき翼２７ａと２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂと、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂとをそれぞれ独立して制御できるようにしてある。更に又、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７にそれぞれ独立に指令を与えて、機体重心Ｇの位置を前後左右方向へ適宜変位させることにより、上記のように羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を変えたり、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂで発生させる推力ＴａとＴｂの大きさ及び方向を変化させることに伴って、胴体２６の前後方向角度姿勢及び左右方向の角度姿勢が変化することを防止して胴体２６を水平に保持できるようにしてある。これにより、本実施の形態の小型飛行装置は、胴体２６を常に水平状態に保持したまま上記設定された飛行コースに沿って上記目標位置まで飛行することができるようにしてある。
【０１３８】
又、飛行制御機能として、図５に示したコントローラ４６と同様に、小型飛行装置を上記のように所定の飛行コースに沿って飛行させる際に、環境に存在する乱流により飛行コースが乱されても、随時修正しながら本発明の小型飛行装置を目標位置まで飛行させることができる機能、及び、目標位置における所定の目的が達成された後に、本発明の小型飛行装置を初期位置（離陸位置）あるいは予め設定された所定の位置まで戻るように帰還用の飛行コースを設定すると共に、該帰還用飛行コースに沿って上記したと同様の制御を行うことで飛行させることもできるようにしてあるものとする。
【０１３９】
上記コントローラ４６ｂは、姿勢制御機能として、搭載してある姿勢センサ４４より入力される信号に基づいて、飛行しているときの胴体２６の前後方向及び左右方向の角度姿勢を常時監視し、外乱等の影響により胴体２６が前後方向に傾いたことが検出される場合には、重心移動装置２８の前後方向重心移動アクチュエータ４０へ適宜指令を与えて、錘２９の位置を、胴体２６が傾いている前後いずれかの方向とは逆の方向へ所要量移動させることにより、機体重心Ｇ位置を、胴体２６が傾いている前後方向とは逆の方向へ変位させて、胴体２６の前後方向角度姿勢を水平に修正することができるようにしてある。又、外乱等の影響により胴体２６の左右方向が、水平状態より傾いた場合には、左右方向重心移動アクチュエータ３７へ適宜指令を与えて、錘２９と前後方向重心移動アクチュエータ４０の位置を、胴体２６が傾いている左右いずれかの方向とは逆の方向へ所要量移動させることにより、機体重心Ｇの位置を、そのとき行っている前進飛行あるいは左右方向への旋回飛行のときに設定されているべき位置より、左右の傾斜した方向とは逆の方向へ変位させ、左右の重量バランスを変化させることで、胴体２６の左右方向への傾きを水平状態に修正して、飛行中は、該胴体２６の左右方向を常に水平状態に保持することができるようにしてある。
【０１４０】
上記コントローラ４６ｂは、更に別の機能として、図５に示したコントローラ４６の障害物回避機能と同様に、衝突防止センサ４５より入力される信号に基づいてコントローラ４６ｂが進行方向前方を常に監視し、飛行コースの前方に障害物の存在が検出されると、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０、角度制御用モータ７６、重心移動装置２８の前後方向重心及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ適宜指令を与えることにより、飛行方向を上下左右方向へ適宜変更して上記障害物を迂回させた後、コントローラ４６ｂの有する上記飛行制御機能に基づいて、目標位置に至る飛行コースあるいは帰還用飛行コースに戻るようにして、飛行コース上に存在する障害物を自動的に回避することができるようにしてある障害物回避機能も備えているものとする。
【０１４１】
本実施の形態の小型飛行装置は、胴体２６を水平状態に保持したまま垂直上昇、垂直下降を行なうことができて、垂直離着陸を行なうことができるため、該小型飛行装置の離着陸時に接地させるための脚５２は、図１８（イ）に示す如く、胴体２６の下面側に設けるようにしてある。その他、図１（イ）（ロ）乃至図５に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【０１４２】
本実施の形態によれば、上記角度制御用モータ７６の回転を制御して翼駆動用モータ３０と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上下方向に回転させて、胴体２６の左右両側位置の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、図１９（ロ）に示すように、それぞれ垂直方向上向きとさせたり、図１９（イ）に示すように、前方やや上向きの姿勢とさせた状態で、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角の方向に向けて推力Ｔａ，Ｔｂを発生させることができる。
【０１４３】
したがって、図１（イ）（ロ）乃至図５に示した実施の形態におけるコントローラ４６による飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能に基づいた各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂ、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂ、及び、上記推力Ｔａ，Ｔｂの水平分力として各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂの制御と同様に、コントローラ４６ｂの有する姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能に基づいて、翼駆動用モータ３０と角度制御用モータ７６と重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ制御指令を与えて、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角、及び、羽ばたき作動をそれぞれ独立に制御して、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにて発生させる推力Ｔａ，Ｔｂ、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂ、及び、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる推進力Ｆａ，Ｆｂをそれぞれ自在に制御することができることから、図１（イ）（ロ）乃至図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態の小型飛行装置は、飛行中に胴体２６の前後方向及び左右方向を常に水平状態に保持することができるようになるため、たとえば、ペイロード５１として固定式のＣＣＤセンサ５１ａを搭載して、目標位置の撮影を行う場合等に、より有利なものとすることができる。
【０１４４】
図２１（イ）（ロ）乃至図２３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態と同様の構成において、胴体２６の左右両側位置の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるためのアクチュエータとして、角度制御用モータ７６の駆動により胴体２６に対して上下方向に角度変更できるようにしてある翼駆動用モータ３０を用いることに代えて、角度制御用モータ７６の駆動により胴体２６に対して上下方向に角度変更可能に設けた線形アクチュエータとしてのボイスコイル形の線形アクチュエータ５７を用いるようにしたものである。
【０１４５】
すなわち、図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示した実施の形態における図１２（イ）（ロ）に示した線形アクチュエータ５７と同様の構成としてある線形アクチュエータ５７を、胴体２６の左右両側位置に、図２１（イ）（ロ）に示す如く、出力軸６３が上向きとなるようにそれぞれ配置する。該各線形アクチュエータ５７の支持容器５８の外側面には、出力軸６３の往復動方向とは直交する方向で且つ相対する方向に回転支持軸７２を取り付けて、該支持容器５８の両側へ延びる回転支持軸７２を、胴体２６の前後方向の中間部付近における左右両側位置にそれぞれ設けてある左右一対の軸受７３ａ，７３ｂに回転自在に支持させるようにして、図２１（イ）（ロ）に示す如く胴体２６上に設置させる。更に一方（片側）の回転支持軸７２、たとえば、各線形アクチュエータ５７の胴体２６の中心側に位置する各々の回転支持軸７２に、角度変更用ギア７４をそれぞれ取り付け、且つ該各角度変更用ギア７４に噛合させた各ピニオン７５を、各々独立させた角度制御用モータ７６の出力軸７６ａに取り付け、各角度制御用モータ７６によりピニオン７５を独立して回転させることにより、上記角度変更用ギア７４、回転支持軸７２を介して線形アクチュエータ５７を、それぞれ独立して前後方向に沿う垂直面内で上下方向に回転（角度変更）できるようにしてある。これにより、上記各角度制御用モータ７６の回転数を適宜制御することで、それぞれ対応する線形アクチュエータ５７の角度変更に伴って、該線形アクチュエータ５７に取り付ける羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角をそれぞれ上下方向に独立に変更できるようにしてある。
【０１４６】
更に、上記線形アクチュエータ５７の出力軸６３には、図１１（イ）（ロ）乃至図１３に示した実施の形態における各線形アクチュエータ５７の出力軸６３に連結した場合と同様に、該出力軸６３とは直角な面内に配置した翼本体３２を備えてなる羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の一端部（胴体２６側端部）を直角の状態で連結して固定する。なお、本実施の形態の各図では、線形アクチュエータ５７の出力軸６３を垂直方向上向きとするときに、翼本体３２は翼前縁が水平方向前向き、すなわち、迎角がゼロの姿勢となり、線形アクチュエータ５７の出力軸６３を水平方向後向きとするときに、翼本体３２は翼前縁が垂直方向上向き、すなわち、迎角が９０度の姿勢となるように設定してある。
【０１４７】
かかる構成としてあることから、上記各線形アクチュエータ５７の出力軸６３を軸心方向に所要の振幅で振動させることにより、該出力軸６３に連結してある駆動ロッド３１と連結ロッド３３と翼本体３２とからなる各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂが、上記翼本体３２の面に垂直な方向へ振動させられて羽ばたき作動させられるようになり、この際、上記各線形アクチュエータ５７の出力軸６３の振動する速度や振幅を個別に制御することにより、それぞれ対応する羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動が独立して制御されて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右両側位置にそれぞれ作用させる推力Ｔａ，Ｔｂ（図４参照）の大きさを独立して制御できるようにしてある。更に、上記各角度制御用モータ７６により各線形アクチュエータ５７と一緒に上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を上下方向に変更することによって、上記各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右両側位置へそれぞれ作用させる上記推力Ｔａ，Ｔｂの向きをそれぞれ独立に変更できるようにしてある。
【０１４８】
更に又、本実施の形態では、上記したように各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動を、それぞれ線形アクチュエータ５７にて行わせるようにしてあることに伴い、姿勢制御機能、飛行制御機能、障害物回避機能を備えて該各制御機能に基づいて各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向と大きさ、すなわち、発生させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂ（図４参照）のそれぞれの大きさを独立して制御すると共に、重心位置の制御に伴う姿勢制御を行うためのコントローラとしては、図２０に示した各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの翼駆動用モータ３０と角度制御用モータ７６、及び、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へそれぞれ指令を与えるコントローラ４６ｂに代えて、図２３に示す如く、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの線形アクチュエータ５７と角度制御用モータ７６へそれぞれ指令を与えて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動と迎角をそれぞれ制御すると共に、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ指令を与えて、胴体２６の前後方向及び左右方向を常に水平姿勢に制御する機能を有するコントローラ４６ｃを設けるようにしてある。
【０１４９】
その他の構成は図１８（イ）（ロ）乃至図２０に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【０１５０】
本実施の形態によれば、上記角度制御用モータ７６の回転を制御して線形アクチュエータ５７と一緒に各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを上下方向に回転させて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を、図２２（ロ）に示すように、９０度として該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂをそれぞれ垂直方向上向きの姿勢とさせて、各線形アクチュエータ５７により羽ばたき作動させることにより、発生させる推力Ｔａ，Ｔｂのすべてが揚力Ｌａ，Ｌｂとして作用するようにして、垂直上昇、垂直下降、ホバリングを行なわせるようにしたり、又、図２２（イ）に示すように、各羽ばたきよく２７ａ，２７ｂを、進行方向前方やや上向きの迎角とさせた状態で羽ばたき作動させることにより、推力Ｔａ，Ｔｂの和である全体推力Ｔを前方やや上向きに発生させて、該全体推力Ｔの水平成分として得られる大きな全体推進力Ｆが、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用するようにすると共に、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６へ作用させる全体揚力Ｌが機体重量Ｗと釣合うようにさせることにより、一定の飛行高度で前進飛行させることが可能となる。
【０１５１】
したがって、図１８（イ）（ロ）乃至図２０に示した実施の形態におけるコントローラ４６ｂによるそれぞれ対応する角度制御用モータ７６と翼駆動用モータ３０の制御を介して行う各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂごとに独立した迎角及び羽ばたき作動の制御、及び、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７の制御を介した胴体２６の前後方向角度姿勢及び左右方向の角度姿勢の制御と同様に、コントローラ４６ｃの有する飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能に基づいて、角度制御用モータ７６と線形アクチュエータ５７へ制御指令を与えることにより、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角、及び、羽ばたき作動をそれぞれ独立に制御すると共に、重心移動装置２８の前後方向及び左右方向の各重心移動アクチュエータ４０及び３７へ制御指令を与えて、胴体２６の前後方向角度姿勢及び左右方向の角度姿勢を常に水平姿勢に保つよう制御させることで、図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５２】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、以下に述べるようにしたものも含むものである。たとえば、本発明の小型飛行装置のサイズは、適宜増減してもよい。胴体１は、たとえば、流線形のような本発明の小型飛行装置の飛行時に抵抗とならないような形状としてあれば、形状は自在に決定してよい。
【０１５３】
重心移動装置２８は、左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９の上側に、前後方向重心移動アクチュエータ４０を取り付け、該前後方向重心移動アクチュエータ４０のスライダ４２上に錘２９を取り付けてなる構成として示したが、前後方向重心移動アクチュエータ４０のスライダ４２上に、左右方向重心移動アクチュエータ３７を取り付け、該左右方向重心移動アクチュエータ３７のスライダ３９上に錘２９を取り付けた構成としてもよい。更に、錘２９を前後左右方向へ移動させて、機体重心Ｇの位置を上記各実施の形態で述べたように胴体２６の前後方向及び左右方向へ変位させることができれば、上記錘２９を前後左右方向へ移動させるための機構は、いかなる構成のものを採用してもよい。
【０１５４】
各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂにおける駆動ロッド３１と翼本体３２を繋ぐ連結ロッド３３の本数は、３本として示してあるが、適宜増減してもよい。翼本体３２は、軽量で且つ羽ばたき作動により本発明の小型飛行装置を飛行させるために必要とされる所要の揚力及び推進力を得られるような面積、及び、羽ばたき作動時にフェザリングを生じさせるための柔軟性を備えた平面状のものとしてあれば、横骨部材３４の本数を増やしたり、縦骨部材３５の本数を増減させてもよい。更には、一枚板状のものとする等、横骨部材３４と縦骨部材３５とフィルム３６とからなる構成以外のものとしてもよい。又、形状は低アスペクト比の矩形状とすることが好ましいが、低アスペクト比でなくてもよく、その形状を矩形状以外のものに変更してもよい。翼本体３２と連結ロッド３３は共に柔軟性を備えていることが望ましいが、いずれか一方の柔軟性のみで翼本体３２にフェザリングを生じさせることができれば、他方は柔軟性を備えていなくてもよい。翼本体３２の前縁部を、連結ロッド３３を介在させることなく駆動ロッド３１に直接取り付けるようにしてもよい。
【０１５５】
図９及び図１０（イ）（ロ）の実施の形態における共振型の翼駆動用モータ５３において、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂを羽ばたき作動させるべく出力軸５３ａの正、逆転駆動を行うときに、該出力軸５３ａの回転に伴って変形され、この変形状態より初期形状へ戻ろうとする復元力を利用して上記出力軸５３ａに対して十分な復元力（復元トルク）を与えることができるようにすれば、出力軸５３ａに直角方向に取り付けるばね用アーム５４の本数や、共振型の翼駆動用モータ５３のケース前面に突設するばね用支柱５５の本数を適宜増減して、１本のばね用アーム５４の先端部に対し、複数のばね用支柱５５の先端部に個別に一端側を取り付けてある複数のばね５６の他端側を一緒に取り付けるようにしたり、１本のばね用支柱５５の先端部に、複数のばね用アーム５４の先端部に個別に一端側を取り付けてある複数のばね５６の他端側を一緒に取り付ける等、ばね５６の取付け方は適宜変更してよく、又、ばね５６の本数を適宜増減させるようにしてもよい。更には、出力軸５３ａに内周側端部を取り付けた渦巻ばねの外周側端部を、共振側の翼駆動用モータ５３のケース前面の所要個所に設けたばね用支柱に連結する等、ばねの形式は、任意のものを採用してもよい。更に、出力軸５３ａの所要の角度範囲における正、逆転駆動を許容でき、且つ該回転される出力軸５３ａに対して復元トルクを与えることができるような所要の弾性係数を備えていれば、ばね用アーム５４の先端部とばね用支柱５５の先端部との間に、たとえば、ゴム等のばね５６以外の弾性部材を介在させて設ける等、いかなる弾性部材を採用するようにしてもよい。
【０１５６】
図１５及び図１６（イ）（ロ）の実施の形態、及び、図１７（イ）（ロ）の実施の形態における共振型の線形アクチュエータ６９において、出力軸６３の振動時に該出力軸６３に対して復元力を作用させるためのばね７１は、周方向に４本設けるものとして示したが、数は適宜増減させてよい。又、上記ばね７１は、出力軸６３と、支持容器５８の蓋部５８ａの前面に突設したばね用支柱７０の先端部との間に介在させて設けるものとして説明したが、上記出力軸６３の振動に伴って変形され、この変形状態からの復元力により振動する出力軸６３に対して復元力を作用させることができるようにしてあれば、たとえば、図１６（イ）に二点鎖線で示す如く、蓋部５８ａと磁気回路６０との間に形成されている空間部における軸心方向中間位置とほぼ対応する支持容器５８の内周面と、コイル６１の蓋部５８ａ側の外周部との間に、周方向の複数個所に半径方向に沿うよう（放射方向となるよう）に配置した所要のばね定数を有するばね７１を介在させて、各ばね７１を支持容器５８とコイル６１にそれぞれ接続した構成とする等、ばねの配置は自在に設定してよい。又、所要の弾性係数を備えていれば、ゴム等のばね７１以外の弾性部材等、いかなる弾性部材を採用するようにしてもよい。
【０１５７】
図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態においては、各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角を変更させる場合、軸受７３ａ，７３ｂに回転支持軸７２を介して回動自在に支持させてある翼駆動用モータ３０を、又、図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態においては、軸受７３ａ，７３ｂに回転支持軸７２を介して回動自在に支持させてある線形アクチュエータ５７を、それぞれ角度制御用モータ７６によりピニオン７５、角度変更用ギア７４を介して上下方向に回転させるものとして示したが、本発明の小型飛行装置を飛行させるときに各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂに所望される迎角を取らせることができるように所要の角度範囲で回転でき、且つ本発明の小型飛行装置の飛行に支障を来たさないサイズ、重量としてあれば、上記翼駆動用モータ３０や線形アクチュエータ５７を上下方向に回転させる機構は、ラック、ピニオン機構や、所要のアクチュエータによる直接あるいはリンクを介した押し引き機構、その他のいかなる機構を採用してもよい。
【０１５８】
図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態、及び、図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態においては、左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動と迎角を独立に制御できて、該各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へ作用させる揚力Ｌａ，Ｌｂと推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさをそれぞれ独立して制御できるようにしてあることから、左右方向への旋回飛行時、あるいは、外乱等により胴体２６に対して左右方向へ傾けようとする力が作用するときに、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの迎角及び羽ばたき作動を独立に制御して、それぞれ発生させる推力Ｔａ，Ｔｂの方向及び大きさを独立に変更して、変更後の推力Ｔａ，Ｔｂの水平分力である推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさが、そのときの飛行状態を継続するために胴体２６の左右位置へそれぞれ作用させるべき推進力Ｆａ，Ｆｂの大きさとなるように保持したまま、左右の各羽ばたき翼２７ａ，２７ｂより胴体２６の左右位置へ作用させる揚力ＬａとＬｂの大きさを、上記胴体２６が傾けられる側となる左右方向の一側に作用する揚力Ｌａ又はＬｂの方が、他側に作用する揚力Ｌｂ又はＬａよりも大きくなるように変化させて、該胴体２６の水平姿勢を保持できるように制御すれば、重心移動装置２８における左右方向重心移動アクチュエータ３７を省略することも可能になる。
【０１５９】
図１８（イ）（ロ）乃至図２０の実施の形態においては、胴体２６の左右位置に、角度制御用モータ７６の駆動により上下方向に角度変更できるよう設けて左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂをそれぞれ羽ばたき作動させるためのアクチュエータとしては、翼駆動用モータ３０を用いるものとして説明したが、該翼駆動用モータ３０に代えて、図１０（イ）（ロ）に示した如き共振型の翼駆動用モータ５３を用いるようにしてもよい。この場合は、図１８乃至図２０の実施の形態の効果に加えて、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動時に、出力軸５３ａにばね５６による復元トルクを作用させて、該羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動により生じる慣性力をキャンセルして、アクチュエータの負荷を軽減させる効果が期待できる。
【０１６０】
図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態においては、胴体２６の左右位置に、角度制御用モータ７６の駆動により上下方向に角度変更できるよう設けて左右の羽ばたき翼２７ａ，２７ｂをそれぞれ羽ばたき作動させるためのアクチュエータとしては、図１２（イ）（ロ）に示す如き線形アクチュエータ５７を用いるものとして説明したが、該線形アクチュエータ５７に代えて、図１６（イ）（ロ）に示した如き線形アクチュエータ５７を用いるようにしてもよい。又、図１２（イ）（ロ）に示した如き共振型の線形アクチュエータ５３や、図１４（イ）及び（ロ）にそれぞれ示す如き共振型の線形アクチュエータ５３を用いるようにしてもよい。この場合は、図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態の効果に加えて、羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動時に、出力軸６３にばね７１による復元トルクを作用させて、該羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの羽ばたき作動により生じる慣性力をキャンセルして、アクチュエータの負荷を軽減させる効果が期待できる。
【０１６１】
なお、又、図１１（イ）（ロ）乃至図１３の実施の形態、図１４（イ）（ロ）の実施の形態、図２１（イ）（ロ）乃至図２３の実施の形態における線形アクチュエータ、並びに、図１５（イ）（ロ）及び図１６の実施の形態、及び、図１７（イ）（ロ）の実施の形態における共振型の線形アクチュエータ６９は、いずれもボイスコイル形のものとして説明したが、出力軸６３を軸心方向に所要速度、所要振幅で振動させることができれば、上記出力軸６３を振動させるための駆動形式は、線形超音波モータや電磁式の線形モータの駆動形式を採用するようにしてもよい。
【０１６２】
図１４（イ）（ロ）の実施の形態、及び、図１７（イ）（ロ）の実施の形態においては、線形アクチュエータ５７，６９のブラケット６４に回動可能に取り付けてある羽ばたき翼２７ａ，２７ｂの駆動ロッド３１の基端側を、線形アクチュエータ５７，６９の出力軸６３に、該出力軸６３の軸心方向への振動により揺動できるように連結できれば、駆動ロッド３１の長孔６６と、出力軸６３側に取り付けた動力伝達用ピン６８とを係合させる構成以外のいかなる連結手段を採用してもよい。
【０１６３】
位置センサ４３は、本発明の小型飛行装置の位置を検出することができれば、ＧＰＳや磁気センサと飛行速度計と飛行高度計からなる位置センサ以外にも、加速度センサ等、任意のものを採用してもよい。姿勢センサ４４は、たとえば、ＧＰＳ受信機及びアンテナを３台ずつ用いる等、ジャイロ以外のものを採用するようにしてもよい。衝突防止センサ４５は、飛行方向の前方に位置する障害物を検出できれば、光フローセンサ以外にも、超音波や赤外線のエコーにより障害物を検出するセンサ等、任意の形式のものを採用してもよい。
【０１６４】
本発明の小型飛行装置の飛行に支障を来たさないサイズ、重量としてあれば、ペイロード５１は、本発明の小型飛行装置の所望の使用目的に応じて、任意のものとしてよい。したがって、本発明の小型飛行装置は、上記積載するペイロード５１に応じた任意の使用目的に適用できる。
【０１６５】
更に、上記実施の形態ではコントローラ４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃは、飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能を有するものとして説明したが、これらは基本的な機能であり、本発明の小型飛行装置に、別の小型飛行装置との通信装置を設けて、コントローラ４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃに、別の小型飛行装置と相互に連係した働きをさせるための機能を追加したり、飛行に関わる別の外部情報を収集するための別のセンサを追加して、該センサの信号に基づいて上記飛行制御機能、姿勢制御機能、障害物回避機能等にそれぞれ修正を加えることができるようにしたり、更に、上記ペイロード５１に搭載する機器の制御機能を追加する等、任意の機能を併せ持つようにしてもよい。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の小型飛行装置の実施の一形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は概略切断平面図である。
【図２】図１の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は高速で前進飛行する場合、（ロ）は低速で前進飛行する場合について、それぞれ推力、揚力、推進力と重心位置及び機体重量との関係を示す概要図である。
【図３】図１の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は一定高度で前進飛行する場合、（ロ）は飛行高度を上昇させる場合、（ハ）は飛行高度を下降させる場合について、それぞれ推力、揚力、推進力と重心位置及び機体重量との関係を示す概要図である。
【図４】図１の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は右方向へ旋回する場合、（ロ）は左方向へ旋回する場合について、それぞれ推力、揚力、推進力と重心位置との関係を示す概要図である。
【図５】図１の装置の制御機構を示す概要図である。
【図６】図１の装置にて、前進飛行時に推力発生方向を変更した状態を示す概略側面図である。
【図７】本発明の実施の他の形態を示す概略側面図である。
【図８】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は垂直飛行する場合における推力、揚力と重心位置及び機体重量との関係を示す概要図である。
【図９】本発明の実施の更に他の形態を示す概略切断平面図である。
【図１０】図９の装置で用いる共振型の翼駆動用モータを拡大して示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図１１】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は概略切断平面図である。
【図１２】図１１の装置で用いる線形アクチュエータを拡大して示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図１３】図１１の装置の制御機構を示す概要図である。
【図１４】（イ）（ロ）はいずれも図１１の装置に用いる線形アクチュエータの他の形態をそれぞれ示すもので、図１２（イ）（ロ）の変形例を示す概要図である。
【図１５】本発明の実施の更に他の形態を示す概略切断平面図である。
【図１６】図１５の装置で用いる共振型の線形アクチュエータを拡大して示すもので、（イ）は切断側面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ方向矢視図である。
【図１７】（イ）（ロ）はいずれも図１５の装置に用いる線形アクチュエータの他の形態をそれぞれ示すもので、図１６（イ）（ロ）の変形例を示す概要図である。
【図１８】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は概略切断平面図である。
【図１９】図１８の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は高速で前進飛行する場合、（ロ）は垂直に飛行する場合をそれぞれ示す概要図である。
【図２０】図１９の装置の制御機構を示す概要図である。
【図２１】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は概略切断平面図である。
【図２２】図２１の装置の飛行状態を示すもので、（イ）は高速で前進飛行する場合、（ロ）は垂直に飛行する場合をそれぞれ示す概要図である。
【図２３】図２１の装置の制御機構を示す概要図である。
【図２４】従来提案されている羽ばたき翼形式の飛行装置の一例を示す概要図である。
【図２５】従来提案されている羽ばたき翼形式の飛行装置の別の例を示す概要図である。
【図２６】従来提案されている羽ばたき翼形式の飛行装置の更に別の例を示す概要図である。
【図２７】従来提案されている回転翼式の飛行体の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
【０１６７】
２６ 胴体
２７ａ，２７ｂ 羽ばたき翼
２８ 重心移動装置
２９ 錘
３０ 翼駆動用モータ（アクチュエータ）
３０ａ 出力軸
３１ 駆動ロッド
３２ 翼本体
３３連結ロッド
３７ 左右方向重心移動アクチュエータ（重心移動アクチュエータ）
３８ ガイド部材
３９ スライダ
４０ 前後方向重心移動アクチュエータ（重心移動アクチュエータ）
４１ ガイド部材
４２ スライダ
４４ 姿勢センサ
４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ コントローラ
５３ 共振型の翼駆動用モータ（アクチュエータ）
５３ａ 出力軸
５６ ばね（弾性部材）
５７ 線形アクチュエータ（アクチュエータ）
６３ 出力軸
６９ 共振型の線形アクチュエータ（アクチュエータ）
７１ ばね（弾性部材）
Ｇ 機体重心
Ｐ 揚力作用点（揚力が作用する位置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体の左右位置に、それぞれ羽ばたき翼を設けて、該各羽ばたき翼を独立に駆動して羽ばたき作動ができるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させることができるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の各羽ばたき翼より作用する胴体への揚力作用位置に対する機体重心の相対的な位置を制御することにより、上記胴体と共に左右の各羽ばたき翼の迎角を所要角度に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにした構成を有することを特徴とする小型飛行装置。
【請求項２】
胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるための別々のアクチュエータを設け、該各アクチュエータの出力軸に、左右一対の羽ばたき翼を個別に取り付けて、上記各アクチュエータにより上記左右の羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立に制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けてなる構成を有することを特徴とする小型飛行装置。
【請求項３】
胴体の左右位置に設ける別々のアクチュエータを、出力軸を胴体の略前後方向に向けて配置した翼駆動用モータとして、該各翼駆動用モータの出力軸の交互の正、逆転駆動の速度及び又は角度範囲を独立して制御できるようにし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータの出力軸にそれぞれ取り付けて、上記各駆動ロッドを介して各羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立して制御できるようにした請求項２記載の小型飛行装置。
【請求項４】
胴体の左右位置に設ける別々の翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとして、該各共振型の翼駆動用モータの所定周波数での交互の正、逆転駆動による角度範囲を独立して制御できるようにし、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立して制御できるようにした請求項３記載の小型飛行装置。
【請求項５】
胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータの交互の正、逆転駆動による左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた請求項３又は４記載の小型飛行装置。
【請求項６】
胴体の左右位置に設ける別々のアクチュエータを、出力軸を胴体の略上下方向に向けて配置した線形アクチュエータとして、該各線形アクチュエータの出力軸の軸心方向の振動速度及び又は振幅の独立した制御ができるようにし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、上記各駆動ロッドを介して各羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立して制御できるようにした請求項２記載の小型飛行装置。
【請求項７】
胴体の左右位置に設ける線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとして、該各共振型の線形アクチュエータの所定周波数での出力軸の振動による振幅を独立して制御できるようにし、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立して制御できるようにした請求項６記載の小型飛行装置。
【請求項８】
胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各線形アクチュエータの出力軸の振動による左右の羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた請求項６又は７記載の小型飛行装置。
【請求項９】
胴体の左右位置に、羽ばたき翼をそれぞれ上下方向に角度調整可能に設けて、該各羽ばたき翼を独立に駆動して羽ばたき作動ができるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位できるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の羽ばたき翼より胴体に対して作用する揚力作用位置に対する機体重心の相対的な位置を制御して上記胴体の姿勢を制御し、更に、上記各羽ばたき翼を所要の迎角に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにした構成を有することを特徴とする小型飛行装置。
【請求項１０】
胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるための別々のアクチュエータを、出力軸が前後方向又は上下方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付け、更に、上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けた構成を有することを特徴とする小型飛行装置。
【請求項１１】
胴体の左右位置に角度変更可能に設ける別々のアクチュエータを、翼駆動用モータとして、該各翼駆動用モータの出力軸の上下方向の角度の独立した制御と、出力軸の交互の正、逆転駆動の速度及び又は角度範囲を独立して制御できるようにし、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータの出力軸にそれぞれ取り付けて、上記各羽ばたき翼ごとに迎角と、上記駆動ロッドを介した各羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立して制御できるようにした請求項１０記載の小型飛行装置。
【請求項１２】
胴体の左右位置に角度変更可能に設ける翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとして、該各共振型の翼駆動用モータの所定周波数での交互の正、逆転駆動による角度範囲を独立して制御できるようにし、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立して制御できるようにした請求項１１記載の小型飛行装置。
【請求項１３】
胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータの出力軸の上下方向の角度の制御と、各翼駆動用モータの交互の正、逆転駆動による左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた請求項１１又は１２記載の小型飛行装置。
【請求項１４】
胴体の左右位置に角度変更可能に設ける別々のアクチュエータを、線形アクチュエータとして、該各線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の独立した制御と、出力軸の軸心方向の振動速度及び又は振幅の独立した制御ができるようにし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、上記各羽ばたき翼ごとに、迎角と、上記駆動ロッドを介した各羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立して制御できるようにした請求項１０記載の小型飛行装置。
【請求項１５】
胴体の左右位置に角度変更可能に設ける線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとして、該各共振型の線形アクチュエータごとの所定周波数での出力軸の振動による振幅を独立して制御できるようにし、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした請求項１４記載の小型飛行装置。
【請求項１６】
胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の制御と、各線形アクチュエータの出力軸の振動による左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の変位による制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた請求項１４又は１５記載の小型飛行装置。
【請求項１７】
重心移動装置は、直線状に延びるガイド部材の任意の位置へスライダを移動させることができるようにしてある２つの重心移動アクチュエータを、胴体の前後方向と左右幅方向に沿うよう配置すると共に、一方の重心移動アクチュエータのスライダに、他方の重心移動アクチュエータのガイド部材を取り付け、且つ該他方の重心移動アクチュエータのスライダに、錘を取り付けてなるものとし、上記各重心移動アクチュエータにより、錘を、胴体の前後方向及び左右方向へ移動させて、機体重心の位置を胴体の前後左右方向に変位できるものとした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９，１０、１１、１２、１３、１４、１５又は１６記載の小型飛行装置。
【請求項１８】
重心移動装置を、左右の各羽ばたき翼より胴体に対して作用する揚力作用位置の下方にて機体重心の位置を胴体の前後左右方向へ変位できるものとした請求項１７記載の小型飛行装置。
【請求項１９】
重心移動装置は、左右の各羽ばたき翼にて垂直方向上向きの推力を発生させるときに、機体重心の位置を、上記各羽ばたき翼より胴体に対し作用する上記推力の作用点の真下の位置に保持できるものとした請求項１８記載の小型飛行装置。
【請求項２０】
羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記駆動ロッドと翼本体の前縁部との間に、上記駆動ロッドと直角方向に延びる柔軟性を備えた連結ロッドを介在させてなるものとした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８又は１９記載の小型飛行装置。
【請求項２１】
羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０記載の小型飛行装置。
【請求項２２】
羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を低アスペクト比とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０又は２１記載の小型飛行装置。
【請求項１】
胴体の左右位置に、それぞれ羽ばたき翼を設けて、該各羽ばたき翼を独立に駆動して羽ばたき作動ができるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させることができるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の各羽ばたき翼より作用する胴体への揚力作用位置に対する機体重心の相対的な位置を制御することにより、上記胴体と共に左右の各羽ばたき翼の迎角を所要角度に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにした構成を有することを特徴とする小型飛行装置。
【請求項２】
胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるための別々のアクチュエータを設け、該各アクチュエータの出力軸に、左右一対の羽ばたき翼を個別に取り付けて、上記各アクチュエータにより上記左右の羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立に制御できるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けてなる構成を有することを特徴とする小型飛行装置。
【請求項３】
胴体の左右位置に設ける別々のアクチュエータを、出力軸を胴体の略前後方向に向けて配置した翼駆動用モータとして、該各翼駆動用モータの出力軸の交互の正、逆転駆動の速度及び又は角度範囲を独立して制御できるようにし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータの出力軸にそれぞれ取り付けて、上記各駆動ロッドを介して各羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立して制御できるようにした請求項２記載の小型飛行装置。
【請求項４】
胴体の左右位置に設ける別々の翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとして、該各共振型の翼駆動用モータの所定周波数での交互の正、逆転駆動による角度範囲を独立して制御できるようにし、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立して制御できるようにした請求項３記載の小型飛行装置。
【請求項５】
胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータの交互の正、逆転駆動による左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた請求項３又は４記載の小型飛行装置。
【請求項６】
胴体の左右位置に設ける別々のアクチュエータを、出力軸を胴体の略上下方向に向けて配置した線形アクチュエータとして、該各線形アクチュエータの出力軸の軸心方向の振動速度及び又は振幅の独立した制御ができるようにし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、上記各駆動ロッドを介して各羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立して制御できるようにした請求項２記載の小型飛行装置。
【請求項７】
胴体の左右位置に設ける線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとして、該各共振型の線形アクチュエータの所定周波数での出力軸の振動による振幅を独立して制御できるようにし、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立して制御できるようにした請求項６記載の小型飛行装置。
【請求項８】
胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各線形アクチュエータの出力軸の振動による左右の羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた請求項６又は７記載の小型飛行装置。
【請求項９】
胴体の左右位置に、羽ばたき翼をそれぞれ上下方向に角度調整可能に設けて、該各羽ばたき翼を独立に駆動して羽ばたき作動ができるようにし、且つ上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位できるようにしてある重心移動装置を設けてなり、上記左右の羽ばたき翼より胴体に対して作用する揚力作用位置に対する機体重心の相対的な位置を制御して上記胴体の姿勢を制御し、更に、上記各羽ばたき翼を所要の迎角に保持しながらそれぞれ羽ばたき作動させて飛行できるようにした構成を有することを特徴とする小型飛行装置。
【請求項１０】
胴体の左右位置に、羽ばたき翼を羽ばたき作動させるための別々のアクチュエータを、出力軸が前後方向又は上下方向に向くように角度変更可能にそれぞれ設け、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を一体に保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付け、更に、上記胴体の所要位置に、錘の移動に伴って機体重心の位置を変位させて胴体の姿勢を制御できるようにしてある重心移動装置を設けた構成を有することを特徴とする小型飛行装置。
【請求項１１】
胴体の左右位置に角度変更可能に設ける別々のアクチュエータを、翼駆動用モータとして、該各翼駆動用モータの出力軸の上下方向の角度の独立した制御と、出力軸の交互の正、逆転駆動の速度及び又は角度範囲を独立して制御できるようにし、且つ左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各翼駆動用モータの出力軸にそれぞれ取り付けて、上記各羽ばたき翼ごとに迎角と、上記駆動ロッドを介した各羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立して制御できるようにした請求項１０記載の小型飛行装置。
【請求項１２】
胴体の左右位置に角度変更可能に設ける翼駆動用モータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元トルクを与えながら該出力軸を正、逆転駆動できるようにしてなる共振型の翼駆動用モータとして、該各共振型の翼駆動用モータの所定周波数での交互の正、逆転駆動による角度範囲を独立して制御できるようにし、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立して制御できるようにした請求項１１記載の小型飛行装置。
【請求項１３】
胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各翼駆動用モータの出力軸の上下方向の角度の制御と、各翼駆動用モータの交互の正、逆転駆動による左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた請求項１１又は１２記載の小型飛行装置。
【請求項１４】
胴体の左右位置に角度変更可能に設ける別々のアクチュエータを、線形アクチュエータとして、該各線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の独立した制御と、出力軸の軸心方向の振動速度及び又は振幅の独立した制御ができるようにし、左右方向に延びる駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる羽ばたき翼の上記駆動ロッドを、上記各線形アクチュエータの出力軸にそれぞれ取り付けて、上記各羽ばたき翼ごとに、迎角と、上記駆動ロッドを介した各羽ばたき翼の羽ばたき作動を独立して制御できるようにした請求項１０記載の小型飛行装置。
【請求項１５】
胴体の左右位置に角度変更可能に設ける線形アクチュエータを、出力軸と固定側との間に所要の弾性係数を有する弾性部材を介在させて出力軸に復元力を与えながら該出力軸を軸心方向に振動できるようにしてなる共振型の線形アクチュエータとして、該各共振型の線形アクチュエータごとの所定周波数での出力軸の振動による振幅を独立して制御できるようにし、各羽ばたき翼の羽ばたき作動の振幅を独立に制御できるようにした請求項１４記載の小型飛行装置。
【請求項１６】
胴体の姿勢を検出するための姿勢センサと、該姿勢センサから入力される信号を基に各線形アクチュエータの出力軸の上下方向の角度の制御と、各線形アクチュエータの出力軸の振動による左右の各羽ばたき翼の羽ばたき作動の独立した制御と、重心移動装置による機体重心位置の変位による制御による胴体の姿勢制御を行うコントローラを備えた請求項１４又は１５記載の小型飛行装置。
【請求項１７】
重心移動装置は、直線状に延びるガイド部材の任意の位置へスライダを移動させることができるようにしてある２つの重心移動アクチュエータを、胴体の前後方向と左右幅方向に沿うよう配置すると共に、一方の重心移動アクチュエータのスライダに、他方の重心移動アクチュエータのガイド部材を取り付け、且つ該他方の重心移動アクチュエータのスライダに、錘を取り付けてなるものとし、上記各重心移動アクチュエータにより、錘を、胴体の前後方向及び左右方向へ移動させて、機体重心の位置を胴体の前後左右方向に変位できるものとした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９，１０、１１、１２、１３、１４、１５又は１６記載の小型飛行装置。
【請求項１８】
重心移動装置を、左右の各羽ばたき翼より胴体に対して作用する揚力作用位置の下方にて機体重心の位置を胴体の前後左右方向へ変位できるものとした請求項１７記載の小型飛行装置。
【請求項１９】
重心移動装置は、左右の各羽ばたき翼にて垂直方向上向きの推力を発生させるときに、機体重心の位置を、上記各羽ばたき翼より胴体に対し作用する上記推力の作用点の真下の位置に保持できるものとした請求項１８記載の小型飛行装置。
【請求項２０】
羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記駆動ロッドと翼本体の前縁部との間に、上記駆動ロッドと直角方向に延びる柔軟性を備えた連結ロッドを介在させてなるものとした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８又は１９記載の小型飛行装置。
【請求項２１】
羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を、前縁部と直角方向に柔軟性を備えてなるものとした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９又は２０記載の小型飛行装置。
【請求項２２】
羽ばたき翼を、駆動ロッドに翼本体の前縁部を保持させてなる構成として、上記翼本体を低アスペクト比とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０又は２１記載の小型飛行装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００６−１４２９１３（Ｐ２００６−１４２９１３Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３３５０７（Ｐ２００４−３３３５０７）
【出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【出願人】（５０４１８２４０６）有限会社数理解析研究所 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【出願人】（５０４１８２４０６）有限会社数理解析研究所 (6)
【Ｆターム（参考）】
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