CN114829254A - 姿势变更装置、无人机及姿势变更方法 - Google Patents

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Toyo Seikan Co Ltd
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Abstract

提供一种姿势变更装置，是搭载在无人机上的气溶胶容器的姿势变更装置，具备：姿势选择部，从多个姿势候选中选择气溶胶容器的姿势；及姿势变更部，将气溶胶容器的姿势变更为从多个姿势候选中选择的姿势。另外，本发明提供一种姿势变更方法，是搭载在无人机上的气溶胶容器的姿势变更方法，包括以下阶段，即，从多个姿势候选中选择气溶胶容器的姿势；以及将气溶胶容器的姿势变更为从多个姿势候选中选择的姿势。

Description

姿势变更装置、无人机及姿势变更方法
技术领域
本发明涉及一种姿势变更装置、无人机及姿势变更方法。
背景技术
以往，已知一种搭载着容器的无人机(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本专利特表2018-516197号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
以往的无人机中，有时难以根据容器的形状而搭载。
[解决问题的手段]
在本发明的第1方面，提供一种姿势变更装置，是搭载在无人机上的气溶胶容器的姿势变更装置，具备：姿势选择部，从多个姿势候选中选择气溶胶容器的姿势；以及姿势变更部，将气溶胶容器的姿势变更为从多个姿势候选中选择的姿势。
姿势选择部可包含如下两种姿势作为多个姿势候选，即，气溶胶容器的长边方向为大致水平方向的姿势、及气溶胶容器的长边方向为大致垂直方向的姿势。
姿势变更部也可包含如下两种姿势作为多个姿势候选，即，气溶胶容器的长边方向为大致垂直方向的正立姿势、及气溶胶容器的长边方向为大致垂直方向的倒立姿势。
姿势变更装置可具备状态检测部，所述状态检测部检测无人机的飞行状态。
姿势变更部在由状态检测部检测出无人机处于飞行中的情况下，允许变更气溶胶容器的姿势。
姿势变更部在无人机的飞行中，将气溶胶容器的姿势变更为大致水平方向或大致垂直方向。
姿势变更装置可具备取得部，所述取得部取得无人机及气溶胶容器的形状相关的信息。在气溶胶容器的长度比无人机的脚部的长度长，且无人机为着陆姿态的情况下，姿势变更装置可将气溶胶容器的姿势维持为大致水平方向。
姿势变更装置可还具备测距部，所述测距部测定相对于无人机的距离。姿势变更装置可根据测距部测定出的距离而将气溶胶容器的姿势维持为大致水平方向。
姿势变更部在气溶胶容器使用时，可将气溶胶容器的姿势维持为大致垂直方向。
在本发明的第2方面，提供一种无人机，具备：气溶胶容器；以及本发明的第1形态的姿势变更装置。
无人机可具有着陆用的脚部。气溶胶容器的长度可比无人机的脚部长。
气溶胶容器在大致水平方向的姿势下，可整体保持在相较无人机的脚部更靠内侧，在大致垂直方向的姿势下，可至少一部分保持在相较无人机的脚部更靠外侧。
在本发明的第3方面，提供一种姿势变更方法，是搭载在无人机上的气溶胶容器的姿势变更方法，包括以下阶段，即，从多个姿势候选中选择气溶胶容器的姿势；以及将气溶胶容器的姿势变更为从多个姿势候选中选择的姿势。
变更姿势的阶段可在无人机的飞行中执行。
此外，所述发明的概要并未列举出本发明的所有特征。另外，这些特征群的次组合也可又成为发明。
附图说明
图1A表示无人机100的构成的一例。
图1B表示无人机100的操纵系统400的一例。
图1C表示用于变更容器70的姿势的动作流程图的一例。
图1D是表示姿势变更装置30的构成的框图的一例。
图2A表示将容器70保持为大致垂直方向的无人机100的构成的一例。
图2B表示将容器70保持为大致水平方向的无人机100的构成的一例。
图2C是用于说明姿势变更装置30的控制方法的图。
图3表示另一实施例的无人机100的构成的一例。
图4表示具备旋转机构36的无人机100的一例。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式并不限定权利要求书的发明。另外，实施方式中说明的特征的组合并非全部为发明的解决手段所必需。
图1A表示无人机100的构成的一例。本例的无人机100具备主体部10、脚部15、推进部20、臂部24、以及姿势变更装置30。无人机100保持着容器70。
无人机100是在空中飞行的飞行体。无人机100将收容在容器70中的内容物喷出。
主体部10储存无人机100的各种控制电路及电源等。另外，主体部10可作为将无人机100的构成彼此连结的构造体发挥功能。本例的主体部10通过臂部24而连结到推进部20。
推进部20产生用于推进无人机100的推进力。推进部20具有旋转翼21及旋转驱动部22。本例的无人机100具备4个推进部20。推进部20经由臂部24而安装在主体部10。此外，无人机100也可以是具备固定翼作为推进部20的飞行体。
旋转翼21通过旋转而产生推进力。旋转翼21以主体部10为中心设置有4个，但旋转翼21的配置方法并不限于本例。旋转翼21经由旋转驱动部22而设置在臂部24的前端。
旋转驱动部22具有马达等动力源，从而使旋转翼21驱动。旋转驱动部22可具有旋转翼21的制动机构。也可以省略臂部24而将旋转翼21及旋转驱动部22直接安装在主体部10。
臂部24从主体部10以放射状延伸而设置。本例的无人机100具备对应于4个推进部20而设置的4个臂部24。臂部24可以是固定式也可以是可动式。也可以在臂部24固定相机等其它构成。
脚部15是连结在主体部10，且在着陆时保持无人机100的姿势的着陆用的脚。脚部15在停止推进部20的状态下，保持无人机100的姿势。本例的无人机100具有2根脚部15，但并不限定于此。
容器70是填充内容物的容器。在一例中，容器70是将填充在内部的内容物喷出的气溶胶容器。气溶胶容器通过填充在内部的液化气体或压缩气体的气压而喷出内容物。本例的容器70是金属制的气溶胶罐，但也可以是具有耐压性的塑料容器。本例的容器70具有用于喷出内容物的喷出部72。例如，喷出部72是喷出内容物的喷嘴。
此外，作为喷射剂，可使用烃(液化石油气)(LPG，Liquefied Petroleum Gas)、二甲醚(DME，Dimethoxyethane)、氟化烃(HFO-1234ze)等液化气体、二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、一氧化二氮(N2O)等压缩气体。
姿势变更装置30具备姿势选择部31及姿势变更部32。姿势变更装置30变更搭载在无人机100的容器70的姿势。
姿势选择部31从多个姿势候选中选择容器70的姿势。一例中，姿势选择部31选择与状况或用途相应的姿势。例如，姿势选择部31根据无人机100正在飞行或正在着陆等状况而选择容器70的姿势。姿势选择部31也可以根据是否允许容器70喷出等状况而选择容器70的姿势。另外，姿势选择部31可根据飞行中是否使用等容器70的用途而选择容器70的姿势。本例的姿势选择部31设置在主体部10的外部，但也可以设置在主体部10的内部或其它构成中。
多个姿势候选包含2个以上的容器70的姿势。例如，多个姿势候选包含容器70的长边方向为大致垂直方向及大致水平方向的姿势。本说明书中，所谓大致垂直方向，未必严格垂直，例如，允许±10度的差。大致水平方向也相同。另外，多个姿势候选可包含将容器70的长边方向倾斜成任意角度的姿势。多个姿势候选可包含与喷出方向相应的容器70的姿势。例如，根据喷出方向及所要喷出的内容物而准备容器70的适当的姿势候选。
姿势变更部32将容器70的姿势变更为从多个姿势候选中选择的姿势。例如，姿势变更部32将容器70的长边方向从大致垂直方向变更成为大致水平方向。另外，姿势变更装置30也能以使容器70的喷出部72的位置反转的方式变更容器70的姿势。该情况下，容器70的长边方向的轴可旋转180度。
本例的姿势变更装置30直接保持着容器70，但并不限定于此。姿势变更装置30也可以通过变更收容着容器70的收容部的姿势而变更容器70的姿势。收容部的材料只要是可保持容器70的材料则并无特别限定。一例中，收容部的材料包含铝等金属、塑料、或碳纤维等强度较高的轻量素材。另外，收容部的材料并不限于硬质材料，也可以包含软质材料，例如硅酮橡胶或氨酯泡沫塑料等橡胶材料。此外，收容部可具备用于对容器70进行加热、保温或冷却的温度调整机构。
此外，无人机100可具备用于拍摄周围的相机。无人机100的相机可以是固定相机，也可以是可动相机。一例中，相机安装在主体部10的侧面。相机也可以安装在脚部15等主体部10以外的部分。无人机100的使用者可根据由相机拍摄的影像而操作无人机100。另外，无人机100的使用者也可以直接目视操纵无人机100。
图1B表示无人机100的操纵系统400的一例。本例的操纵系统400具备无人机100及终端装置300。终端装置300包含显示部310及控制器320。
显示部310显示由搭载在无人机100的相机所拍摄的影像。显示部310在无人机100具备固定相机及可动相机的情况下，可显示由各相机拍摄的影像。例如，显示部310将固定相机及可动相机的影像以分割的画面显示。显示部310可与无人机100直接进行通讯，也可以经由控制器320而间接地与无人机100进行通讯。显示部310也可以与外部的服务器连接。
另外，显示部310也可以显示无人机100下方的图像。由此，能够获知无人机100与着陆面的距离。一例中，使用者根据显示在显示部310的影像而变更容器70的姿势。例如，在产生了容器70接触障碍物的危险的情况下，变更容器70的姿势。
控制器320由使用者操作，操纵无人机100。除无人机100的飞行外，控制器320也指示内容物的喷出。控制器320也可以对姿势变更装置30发出指示，变更容器70的姿势。控制器320可通过有线或无线而与显示部310连接。也可设置多个控制器320，按无人机100的操纵用、与内容物的喷出控制用而区别使用。
此外，本例的无人机100是使用终端装置300以手动的方式操纵。但是，无人机100也可以利用程序自动操纵而非手动。使用者也可以不使用显示在显示部310的画面，而是直接目视操纵无人机100。另外，也可以自动控制无人机100的操纵，且以手动的方式操作内容物的喷出。无人机100也可以根据状况而自动变更容器70的姿势。
图1C表示用于变更容器70的姿势的动作流程图的一例。本例的无人机100通过步骤S100及步骤S200而执行容器70的姿势变更。
步骤S100中，从多个姿势候选中选择容器70的姿势。步骤S100中，可选择与当前的容器70的姿势不同的姿势。容器70的姿势可根据无人机100的飞行状态、机体的形状、以及容器70的形状等而选择。
步骤S200中，将容器70的姿势变更为从多个姿势候选中选择的姿势。例如，步骤S200的变更姿势的阶段是在无人机100的飞行中执行。在步骤S200中变更容器70的姿势之后，可喷出容器70的内容物。步骤S100及步骤S200可在无人机100的动作中反复执行。
图1D是表示姿势变更装置30的构成的框图的一例。本例的姿势变更装置30除姿势选择部31及姿势变更部32外，具备状态检测部33、取得部34、以及测距部35。
状态检测部33检测无人机100的飞行状态。一例中，所谓无人机100的飞行状态是表示无人机100正在飞行、或为着陆姿态、或停止等无人机100的状态。例如，状态检测部33从无人机100的飞行控制部检测无人机100的飞行状态。另外，状态检测部33也可以根据GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等位置信息而检测无人机100的飞行状态。状态检测部33可设置在主体部10。
取得部34取得无人机100或容器70的形状相关的形状信息。例如，取得部34取得容器70的长边方向的长度。取得部34也可以取得容器70的短边方向的长度(即，容器70的宽度)。取得部34也可以取得脚部15的长度或臂部24的长度作为无人机100的形状。例如，取得部34通过由相机拍摄容器70而取得无人机100或容器70的形状信息。另外，取得部34也可以根据事先注册的信息而取得无人机100或容器70的形状信息。此外，取得部34也可以随时取得空气阻力等实时信息。取得部34可设置在主体部10。
测距部35测定无人机100的距离信息。一例中，测距部35测定相对于无人机100的距离。例如，测距部35测定主体部10的下表面与着陆面的距离。另外，测距部35也可以测定无人机100与障碍物的距离。由此，当在无人机100的下方有电线或屋顶等障碍物靠近的情况下，也能够避免接触。测距部35可设置在主体部10。例如，测距部35设置在主体部10的下表面侧。取得部34在可测定任意距离的情况下，也可以兼具测距部35的功能。
姿势选择部31基于状态检测部33、取得部34或测距部35的至少1者所取得的信息而选择容器70的姿势。例如，姿势选择部31在状态检测部33检测出无人机100的着陆姿态的情况下，选择容器70着陆时不会干涉的姿势。姿势选择部31可根据取得部34所取得的容器70的形状而选择容器70的姿势。进而，姿势选择部31可根据测距部35所取得的距离信息而选择容器70的姿势。
姿势变更部32将容器70的姿势变更为姿势选择部31所选择的姿势。姿势变更部32基于无人机100的飞行状态而变更容器70的姿势。姿势变更部32在由状态检测部33检测出无人机100处于飞行中的情况下，可允许变更容器70的姿势。例如，姿势变更部32在无人机100的飞行中，将容器70的姿势变更为大致水平方向或大致垂直方向。
图2A表示将容器70保持为大致垂直方向的无人机100的构成的一例。本例的无人机100保持更长的容器70，该方面与图1A的实施例不同。本例中，对于与图1A的实施例的不同之处特别进行说明。
姿势变更装置30以容器70的长边方向成为大致垂直方向或大致水平方向的方式进行控制。本例的姿势变更装置30在以容器70的长边方向成为大致垂直方向的方式进行保持的情况下，容器70有可能与着陆面接触，因此，在着陆姿态下禁止大致垂直方向的姿势。
所谓着陆姿态，除无人机100正在着陆的状态外，可包含无人机100开始着陆准备的状态。所谓开始着陆准备，包含已对无人机100发出着陆指示的情况，或无人机100为了着陆而开始减速等情况。无人机100在着陆前将容器70维持为大致水平方向，避免容器70的接触。
在容器70使用时，姿势变更部32将容器70的姿势维持为大致垂直方向。姿势变更部32根据容器70的构造，将容器70的姿势变更为正立姿势或倒立姿势。例如，当容器70是能够在倒立姿势下喷出的构造的情况下，在使用时姿势变更部32将容器70变更为倒立姿势。
图2B表示将容器70保持为大致水平方向的无人机100的构成的一例。本例的无人机100将容器70的姿势保持为能够与着陆姿态对应的大致水平方向的姿势，该方面与图2A的情况不同。本例的姿势变更装置30将容器70保持为其长边方向为大致水平方向的姿势。
这样，无人机100通过具备姿势变更装置30而可搭载比脚部15更长的容器70。因此，可搭载在无人机100的容器70的形状的宽度变宽。另外，将容器70维持为大致水平方向的情况下，容器70的空气阻力降低，不易受到风的影响。
图2C是用于说明姿势变更装置30的控制方法的图。该图是无人机100的脚部15及容器70的周边的放大图。
长度L表示容器70的长边方向的长度。长度L是关于容器70的形状的信息的一例。本例的长度L比无人机100的脚部15长。长度L的信息可由取得部34取得，且传递至姿势选择部31。取得部34预先存储容器70的形状信息，并识别所搭载的容器70的种类，以此可自动取得形状信息。
高度H是从着陆面至主体部10的下表面的高度。根据高度H可获知主体部10的下方空间的大小。高度H的信息可由测距部35取得，且传递至姿势选择部31。取得部34预先存储无人机100的形状信息，并识别所搭载的无人机100的种类，以此可自动取得形状信息。
长度L15是脚部15的长度。长度L15可由取得部34取得，且传递至姿势选择部31。在脚部15的长度L15可变的情况下，取得部34根据脚部15的伸缩而随时更新为最新的信息。
姿势变更装置30根据测距部35测定出的距离而将容器70的姿势维持为大致水平方向。例如，在通过测距部35获知容器70的长度L比高度H长的情况下，在无人机100已进入着陆姿态时，姿势变更装置30将容器70的姿势维持为大致水平方向。
在容器70的长度比无人机100的脚部15的长度L15长，且无人机100为着陆姿态的情况下，姿势变更装置30将容器70的姿势维持为大致水平方向。由此，无人机100可一方面防止容器70的干涉，一方面实现安全着陆。
容器70在大致水平方向的姿势下，整体保持在相较无人机100的脚部15更靠内侧。所谓相较脚部15更靠内侧的区域，是指在无人机100着陆时，容器70不会接触着陆面的区域。例如，相较脚部15更靠内侧的区域是主体部10的下方、且从主体部10的下表面起的高度H的范围内的区域。
容器70在大致垂直方向的姿势下，至少一部分保持在相较无人机100的脚部15更靠外侧。所谓相较脚部15更靠外侧的区域，是指在无人机100着陆时，容器70会接触到着陆面的区域。例如，相较脚部15更靠外侧的区域是从主体部10的下表面起的高度H的范围外的区域。如果无人机100在飞行中，那么可将容器70保持在相较脚部15更靠外侧。
图3表示另一实施例的无人机100的构成的一例。本例的无人机100将容器70反转保持。
姿势变更装置30将容器70的喷出部72朝下保持。姿势变更装置30也可以将喷出部72斜向下保持。本例的容器70是用于将喷出部72朝下保持而使用的反转用罐。
无人机100将容器70的姿势保持为大致垂直方向或大致水平方向。例如，为了降低飞行时的空气阻力，无人机100将容器70保持为其长边方向成为大致水平方向的姿势。另外，无人机100也可以将容器70保持为其长边方向成为大致水平方向的姿势，以免容器70与着陆面干涉。这样，无人机100可根据飞行状态与机体的构成等，将容器70维持为适当的姿势。
图4表示具备旋转机构36的无人机100的一例。本例的无人机100使用旋转机构36来变更容器70的姿势。
姿势变更装置30包含如下两个姿势作为多个姿势候选，即，容器70的长边方向为大致垂直方向的正立姿势、与容器70的长边方向为大致垂直方向的倒立姿势。正立姿势是容器70的喷出部72朝上的姿势。倒立姿势是容器70的喷出部72朝下的姿势。
旋转机构36使容器70向预先规定的方向旋转。一例中，旋转机构36通过使容器70旋转而使其上下反转。例如，旋转机构36安装在容器70的侧面，通过旋转180度而使容器70反转。
以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不限定于所述实施方式中记载的范围。业者已明确，可对所述实施方式实施多种变更或改良。根据权利要求书的记载而明确，实施了这种变更或改良后的形态也可以包含在本发明的技术范围内。
权利要求书、说明书、及附图中所示的装置、系统、程序、及方法中的动作、顺序、步骤、及阶段等各处理的执行顺序并未特别明示“之前”、“先于”等，另外，应留意，只要之后的处理中并不使用之前的处理的输出，那么能够以任意顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为了方便起见即便使用“首先，”、“其次，”等进行说明，也并非意味着必须以该顺序实施。
[符号的说明]
10 主体部
15 脚部
20 推进部
21 旋转翼
22 旋转驱动部
24 臂部
30 姿势变更装置
31 姿势选择部
32 姿势变更部
33 状态检测部
34 取得部
35 测距部
36 旋转机构
70 容器
72 喷出部
100 无人机
300 终端装置
310 显示部
320 控制器
400 操纵系统

Claims (13)

1.一种姿势变更装置，是搭载在无人机上的气溶胶容器的姿势变更装置，具备：
姿势选择部，从多个姿势候选中选择所述气溶胶容器的姿势；以及
姿势变更部，将所述气溶胶容器的姿势变更为从所述多个姿势候选中选择的姿势。
2.根据权利要求1所述的姿势变更装置，其中
所述姿势选择部包含如下两种姿势作为所述多个姿势候选，即，
所述气溶胶容器的长边方向为大致水平方向的姿势、及
所述气溶胶容器的长边方向为大致垂直方向的姿势。
3.根据权利要求1或2所述的姿势变更装置，其中
所述姿势变更部包含如下两种姿势作为所述多个姿势候选，即，
所述气溶胶容器的长边方向为大致垂直方向的正立姿势、及
所述气溶胶容器的长边方向为大致垂直方向的倒立姿势。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的姿势变更装置，
具备状态检测部，所述状态检测部检测所述无人机的飞行状态，
所述姿势变更部在由所述状态检测部检测出所述无人机处于飞行中的情况下，允许变更所述气溶胶容器的姿势。
5.根据权利要求4所述的姿势变更装置，其中
所述姿势变更部在所述无人机的飞行中，将所述气溶胶容器的姿势变更为大致水平方向或大致垂直方向。
6.根据权利要求4或5所述的姿势变更装置，
具备取得部，所述取得部取得所述无人机及所述气溶胶容器的形状相关的信息，
所述姿势变更装置在所述气溶胶容器的长度比所述无人机的脚部的长度长，且所述无人机为着陆姿态的情况下，将所述气溶胶容器的姿势维持为大致水平方向。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的姿势变更装置，
还具备测距部，所述测距部测定相对于所述无人机的距离，
所述姿势变更装置根据所述测距部测定出的距离而将所述气溶胶容器的姿势维持为大致水平方向。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的姿势变更装置，其中
所述姿势变更部在所述气溶胶容器使用时，将所述气溶胶容器的姿势维持为大致垂直方向。
9.一种无人机，具备：
所述气溶胶容器；以及
权利要求1至8中任一项所述的姿势变更装置。
10.根据权利要求9所述的无人机，其中
所述无人机具有着陆用的脚部，
所述气溶胶容器的长度比所述无人机的脚部长。
11.根据权利要求9或10所述的无人机，其中
所述气溶胶容器
在大致水平方向的姿势下，整体保持在相较所述无人机的脚部更靠内侧，
在大致垂直方向的姿势下，至少一部分保持在相较所述无人机的脚部更靠外侧。
12.一种姿势变更方法，是搭载在无人机上的气溶胶容器的姿势变更方法，包括以下阶段，即，
从多个姿势候选中选择所述气溶胶容器的姿势；以及
将所述气溶胶容器的姿势变更为从所述多个姿势候选中选择的姿势。
13.根据权利要求12所述的姿势变更方法，其中
所述变更姿势的阶段是在所述无人机的飞行中执行。
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