CN114954945A - 具备具有移动单元的搭载部的飞行体和搭载部 - Google Patents

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CN114954945A CN202210176136.2A CN202210176136A CN114954945A CN 114954945 A CN114954945 A CN 114954945A CN 202210176136 A CN202210176136 A CN 202210176136A CN 114954945 A CN114954945 A CN 114954945A
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Yancheng Huikong Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供一种具备具有移动单元的搭载部的飞行体和搭载部，该飞行体能够提高货物的到达位置精度。本发明的飞行体具备保持搭载物的搭载部，所述搭载部经由绳状部件保持，从侧方观察所述搭载部时，所述搭载部具有移动单元，该移动单元包括设置于所述搭载部的上端与下端之间的旋翼。进一步地，所述四个以上的旋翼的旋转轴的一部分沿相互不同的方向延伸。进一步地，所述四个以上的旋翼中的至少一个旋转轴与水平方向的轴所成的角度比所述旋转轴与铅垂方向的轴所成的角度小。

Description

具备具有移动单元的搭载部的飞行体和搭载部
技术领域
本发明涉及具备具有移动单元的搭载部的飞行体和搭载部。
背景技术
近年来，使用无人机(Drone)、无人飞行器(UAV：Unmanned Aerial Vehicle)等飞行体(以下总称为“飞行体”)的住宅配送服务的实用化得到了发展。一般被称为多旋翼机的、具备多个螺旋桨的飞行体(以下总称为多旋翼机)不像一般的固定翼机那样需要起飞和着陆用的跑道，因此能够在比较窄的土地上运用，适用于住宅配送等运送服务。
在使用多旋翼机的运送中，研究了各种运送的货物的搭载方法、分离方法，众所周知的方法是在飞行体的主体部连接货物，通过着陆后解除连接来进行分离。
在现有的多旋翼机中，通过人手连接货物、解除连接的情况较多。在这种情况下，需要在货物的配送目的地安排人，增加了运用成本。此外，人可能会接近或接触飞行体。由于多旋翼机是精密设备，而且在动作时螺旋桨高速旋转，因此有时会发生受伤、机体故障等，因此优选减少人解除货物的连接的机会。鉴于这样的状况，专利文献1中发明了一种货物的分离机构，其利用绳状部件将飞行体和货物连接，不经由人手就能够解除货物与绳状部件的连接(例如，参照专利文献1)。
专利文献
[专利文献1]美国专利申请发明第2020/0094962号
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中，开发了一种配送系统，该配送系统将飞行体和货物用绳索连接，能够通过放出绳索来使货物下降，并且仅将货物卸下到地面。
在卸下货物的期间，飞行体优选在较高的位置进行悬停，以降低地面效应的影响，或者减少与地面的人、构造物接触的可能性。但是，在室外，存在刮强风的区域、季节。还可以设想，根据放出的绳索的长度，货物的落地位置可能会发生大幅偏差，难以使货物在狭窄的建筑用地、投递口上着陆。
因此，本发明的一个目的在于提供一种飞行体，该飞行体在货物与绳索之间设置搭载部，该搭载部具备能够在空中沿水平方向移动的移动单元，由此能够以较少的重量增加来提高货物的到达位置精度。
用于解决课题的手段
根据本发明，能够提供一种飞行体和搭载部，所述飞行体具备保持搭载物的搭载部，所述搭载部经由绳状部件保持，从侧方观察所述搭载部时，所述搭载部具有移动单元，该移动单元包括设置于所述搭载部的上端与下端之间的旋翼。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够提高货物的到达位置精度的飞行体和搭载部。
附图说明
图1是从侧面观察卸货时的本发明的飞行体的示意图。
图2是图1的飞行体的局部俯视图。
图3是图1的飞行体的局部侧视图。
图4是图3的飞行体结束卸货后的图。
图5是从侧面观察本发明中的飞行体的示意图。
图6是图5的飞行体的飞行中的图。
图7是从上面观察图5的飞行体的图。
图8是图1的飞行体的功能框图。
图9是从侧面观察本发明中的飞行体和搭载部的结构例的示意图。
图10是本发明中的飞行体保持搭载部时的侧视图。
图11是图10的飞行体使搭载部下降时的图。
图12是将到达投递口附近的图10的搭载部放大的侧视图。
图13是图12的搭载部的主视图。
图14是图13的搭载部卸货时的图。
图15是图13的搭载部卸货时的图。
图16是图13的搭载部结束卸货后的图。
图17是图13的投递口将落下防止部件向上部突出时的图。
图18是从上面观察图17的投递口的图。
图19是示出本发明的搭载部的移动单元的结构例的示意图。
图20是示出本发明的搭载部的移动单元的结构例的另一示意图。
图21是示出本发明的飞行体的内部构造的一部分的图。
图22是示出本发明的飞行体的内部构造的一部分的另一图。
图23是从侧面观察本发明的飞行体所具备的角度校正部的图。
图24是从底面观察本发明的飞行体所具备的角度校正部的图。
图25是本发明的搭载部的角度被校正前的侧视图。
图26是图22的搭载部的角度被校正后的侧视图。
图27是本发明的配送系统的结构例的俯视图。
图28是本发明的配送系统的结构例的另一俯视图。
图29是本发明的配送系统的结构例的另一俯视图。
图30是本发明的配送系统的结构例的侧视图。
具体实施方式
列出本发明的实施方式的内容进行说明。本发明的实施方式的具备具有移动单元的搭载部的飞行体和搭载部具备以下结构。
[项目1]
一种飞行体，其特征在于，具备：
保持搭载物的搭载部，
所述搭载部经由绳状部件保持，
从侧方观察所述搭载部时，所述搭载部具有移动单元，该移动单元包括设置于所述搭载部的上端与下端之间的旋翼。
[项目2]根据项目1所述的飞行体，其特征在于，
所述旋翼的旋转轴的一部分沿相互不同的方向延伸。
[项目3]根据项目1或2所述的飞行体，其特征在于，
所述旋翼中的至少一个旋翼的旋转轴与水平方向的轴所成的角度比所述旋转轴与铅垂方向的轴所成的角度小。
[项目4]根据项目1至3中任一项所述的飞行体，其特征在于，
所述旋翼为四个以上的偶数个，
相对于所述搭载部配置成对角的两个旋翼的旋转轴沿相互相同的方向延伸，
在所述搭载部的周围，相邻的旋翼的旋转轴沿相互不同的方向延伸。
[项目5]根据项目1至4中任一项所述的飞行体，其特征在于，
所述绳状部件从规定的位置分支为两根以上，与所述搭载部在两个以上的点处连接。
[项目6]根据项目1至5中任一项所述的飞行体，其特征在于，
所述搭载部由与悬吊机构连接的所述绳状部件悬吊。
[项目7]根据项目6所述的飞行体，其特征在于，
所述悬吊机构搭载于从所述飞行体的重心或从所述搭载部延伸的绳状部件的正上方且至少在所述飞行体的前后方向上偏移的位置。
[项目8]根据项目7所述的飞行体，其特征在于，
所述绳状部件从所述偏移的位置经由滑轮延伸至所述搭载部。
[项目9]根据项目1至8中任一项所述的飞行体，其特征在于，
所述搭载部与所述搭载物一起从机体分离。
[项目10]
一种保持搭载物的搭载部，其特征在于，
从侧方观察所述搭载部时，所述搭载部具有移动单元，该移动单元包括设置于所述搭载部的上端与下端之间的旋翼，
所述旋翼的旋转轴的一部分沿相互不同的方向延伸。
[项目11]根据项目10所述的搭载部，其特征在于，
所述旋翼中的至少一个旋翼的旋转轴与水平方向的轴所成的角度比所述旋转轴与铅垂方向的轴所成的角度小。
[项目12]根据项目10或11所述的搭载部，其特征在于，
所述旋翼为四个，
相对于所述搭载部配置成对角的两个旋翼的旋转轴沿相互相同的方向延伸，
在所述搭载部的周围，相邻的旋翼的旋转轴沿相互不同的方向延伸。
<本发明的实施方式的详细内容>
以下，参照附图对本发明的实施方式的具备具有移动单元的搭载部的飞行体和搭载部进行说明。
<第一实施方式的详细内容>
如图1所示，本发明的实施方式的飞行体包括：飞行体100，其进行飞行；搭载部10，其能够保持待配送的搭载物11；以及绳状部件20，其与飞行体100和搭载部10连接，能够放出和卷绕。
搭载了待配送的搭载物的飞行体100从起飞地点起飞，飞行到目的地(例如，投递口30等)。到达目的地的飞行体100悬停以进行卸货。之后，如图3和图4所示，飞行体100放出绳状部件20，使搭载部10和搭载物11下降，在搭载部10下降至规定的位置时，搭载部10将搭载物11分离，配送完成。分离了搭载物11的搭载部10通过绳状部件20的卷起再次上升至飞行体100附近。在绳状部件20上升到规定的位置时，飞行体100开始朝向下一个目的地移动。
如图5所示，本发明的实施方式的飞行体100为了飞行至少具备：主体部；多个旋翼部，其由螺旋桨110和马达111构成；以及飞行部，其包括支承旋翼部的马达支架、框架等要素，优选搭载有用于使它们动作的能量(例如，二次电池、燃料电池、化石燃料等)。
另外，为了便于说明本发明的结构而对图示的飞行体100进行了简略描绘，例如，未示出控制部等详细结构。
飞行体100以图中箭头D的方向(-Y方向)为行进方向(详细内容在后面叙述)。
另外，在以下说明中，可以按照以下定义区分使用术语。前后方向：+Y方向和-Y方向、上下方向(或铅垂方向)：+Z方向和-Z方向、左右方向(或水平方向)：+X方向和-X方向、行进方向(前方)：-Y方向、后退方向(后方)：+Y方向、上升方向(上方)：+Z方向、下降方向(下方)：-Z方向
螺旋桨110接受来自马达111的输出而旋转。通过螺旋桨110旋转，产生用于使飞行体100从出发地起飞、移动、并在目的地着陆的推进力。另外，螺旋桨110能够向右旋转、停止和向左旋转。
本发明的飞行体所具备的螺旋桨110具有一个以上桨叶。桨叶(转子)的数量可以是任意的(例如，1、2、3、4或更多的桨叶)。此外，桨叶的形状可以是平坦形状、弯曲形状、扭曲形状、锥形形状、或者它们的组合等任意形状。另外，桨叶的形状能够变化(例如，伸缩、折叠、弯折等)。桨叶可以是对称的(具有相同的上部和下部表面)，也可以是非对称的(具有不同形状的上部和下部表面)。桨叶能够形成为翼片、机翼或适于使桨叶在空中移动时生成气动力(例如，升力、推力)的几何形状。桨叶的几何形状可以适当地选择，以优化桨叶的气动特性，如增加升力和推力、减少阻力等。
此外，本发明的飞行体100所具备的螺旋桨可以考虑固定桨距、可变桨距、以及固定桨距和可变桨距的混合等，但不限于此。
马达111用于使螺旋桨110旋转，例如，驱动单元可以包括电动马达或发动机等。桨叶可由马达驱动，并绕马达的旋转轴(例如，马达的长轴)旋转。
桨叶可以全部沿相同方向旋转，也可以独立地旋转。一些桨叶沿一个方向旋转，其他桨叶沿另一方向旋转。桨叶可以全部以相同转速旋转，也可以分别以不同转速旋转。转速可以基于移动体的尺寸(例如，大小、重量)、控制状态(速度、移动方向等)自动或手动地确定。
飞行体100通过飞行控制器1001和ESC112、收发机(无线电收发机)1006等，根据风速和风向，确定各马达的转速、飞行角度。由此，飞行体可以进行上升和下降、加速和减速、或转换方向这样的移动。
飞行体100可以按照事先或飞行中设定的路线、规则自主飞行，也可以通过使用收发机(无线电收发机)1006进行操纵来飞行。
上述的飞行体100具有图8所示的功能块的一部分或全部。另外，图8的功能块是最低限度的参考结构的一例。飞行控制器1001是所谓的处理单元。处理单元可以具有可编程处理器(例如，中央处理单元(CPU))等一个以上处理器。处理单元具有未图示的存储器，并且能够访问该存储器。存储器存储有为了进行一个以上步骤而能够由处理单元执行的逻辑、代码和/或程序指令。存储器例如也可以包括SD卡、随机存取存储器(RAM)等可分离的介质或外部存储装置。从传感器类1002获取的数据也可以直接传递并存储到存储器中。例如，由照相机等拍摄的静止图像和动态图像数据被记录在内置存储器或外部存储器中。
处理单元包括构成为控制旋翼机的状态的控制模块。例如，控制模块控制旋翼机的推进机构(马达等)，以调整具有六自由度(平移运动x、y和z、以及旋转运动θx、θy和θz)的旋翼机的空间配置、速度和/或加速度。控制模块可以控制搭载物、传感器类的状态中的一个以上。
处理单元能够与收发部1005进行通信，该收发部1005构成为发送和/或接收来自一个以上外部设备(例如，终端、显示装置或其他远程控制器)的数据。收发机1006可以使用有线通信或无线通信等任意适当的通信方式。例如，收发部1005能够利用局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外线、无线、WiFi、点对点(P2P)网络、电信网络、云通信等中的一个以上。收发部1005可以发送和/或接收由传感器类1002获取的数据、处理单元生成的处理结果、规定的控制数据、来自终端或远程控制器的用户命令等中的一个以上。
本实施方式的传感器类1002可以包括惯性传感器(加速度传感器、陀螺仪传感器)、GPS传感器、接近传感器(例如，雷达)或视觉/图像传感器(例如，照相机)。
如图5和图6所示，本发明的实施方式中的飞行体100所具备的螺旋桨110的旋转面具有行进时朝向行进方向前倾的角度。通过前倾的螺旋桨110的旋转面，产生向上方的升力和向行进方向的推力，由此飞行体100前进。
飞行体100具备能够内置要搭载的处理单元、电池、搭载物等的主体部。主体部与飞行部固定连接，主体部的姿势随着飞行部的姿势的变化而变化。在飞行体100的移动中，通过优化期望长时间维持的巡航时的飞行体100的姿势中的主体部的形状，并提高速度，从而有效地缩短飞行时间。
主体部优选具备具有能够承受飞行、起飞着陆的强度的外皮。例如，塑料、FRP等具有刚性、防水性，因此适用于作为外皮的材料。这些材料既可以是与飞行部中包含的框架120(包括臂)相同的材料，也可以是不同的材料。
此外，飞行部所具备的马达支架、框架120和主体部可以通过将各个部件连接而构成，也可以利用单壳体构造、一体成型而成型为一体(例如，将马达支架与框架120一体地成型，将马达支架、框架120和主体部全部一体地成型等)。通过将部件成型为一体，能够使各部件的接缝平滑，因此有望减少翼身融合体、升力体这样的飞行体的阻力并提高其燃料效率。
飞行体100的形状也可以具有指向性。例如，可列举出，如图6、图21和图22所示，飞行体100在无风情况下巡航时的姿势中阻力少的流线型的主体部等的、在飞行体的机头与风正对时提高飞行效率的形状。
搭载部10至少具有保持搭载物11的功能(关于搭载物保持和分离方法在后面叙述)。此外，为了使搭载物11采取规定的姿势，搭载部10、飞行部也可以具备一个以上的转动轴。由此，搭载物11能够与飞行体100的姿势独立地变换姿势。
如图9所示，搭载部10与绳状部件20连接。绳状部件20是线、电线、钓线、缆绳、带等具有柔性的长条的材料。材料并不限定于例示的材料，只要具有能够将搭载部和搭载物吊起的强度，能够顺畅地进行卷绕于卷轴、从卷轴解开这样的动作即可。例如，在使用电线电缆的情况下，可以从飞行体100向搭载部10供电。
在飞行时，卷绕绳状部件20以使搭载部10处于规定的位置(例如，如图5所示那样收纳于盖内部的位置等)，搭载部10能够通过绳状部件20的放出、卷起而进行升降。
除了绳状部件20之外，飞行体100也可以具有保持搭载部10的功能。例如，有如下方法：如图5所示，在飞行时的搭载部10位于飞行体100的盖内部的结构的情况下，在盖的下部设置门的开闭机构。根据来自飞行控制器的控制信号，在搭载部10升降的期间打开门，在搭载部10到达盖内部之后关闭门，由此搭载部10成为从下侧支承于门的状态，因此即使在不对绳状部件20施加张力的状态下，搭载部10也被保持。由此，绳状部件20、绳状部件20所连接的卷起装置等的负荷降低。此外，也可以是，飞行体100和搭载部10以能够在一轴以上的轴方向上转动的方式连接，能够与飞行体100的姿势独立地控制搭载部10的姿势。在该情况下，能够通过弯曲绳状部件20，具有转动的富余量。
如图12～图16所示，搭载部10具备搭载物保持机构12，该搭载物保持机构12用于在自身所连接的飞行体100飞行时保持搭载物11使其不会意外地落下。此外，搭载物保持机构12具有在配送目的地分离搭载物11的功能。例如，有如下方法：在四周设置支承搭载物的底面的爪，在分离时将爪向下方倾倒或者向外侧拉，由此消除搭载物11的支承，分离搭载物。
此外，列举并描述使用搭载部10的搭载物保持和分离方法的例子，但以下的例子并非限定方法，只要是能够进行搭载物11的保持、分离的方法即可。此外，搭载部10在目的地分离时，搭载部10不需要具备分离机构，例如也可以是，搭载部10具有解除与绳状部件20的连接的结构等。
(1)利用磁性吸附、吸附进行保持。例如，可以在磁性吸附的情况下，通过在搭载部10上设置磁力产生装置，在搭载物11上设置被磁性吸附物(例如，金属等)来进行磁性吸附和解除，也可以在吸附的情况下，通过空气的吸入、吸盘等在搭载部10进行吸附和解除。
(2)利用紧固件等的压力进行保持。例如，也可以在搭载部10具备由条带、球囊等构成的紧固件，通过紧固件的压力的增减来进行保持和分离。
(3)利用门进行保持。例如，也可以在搭载部10的下部设置能够开闭的门，通过门的开闭进行保持和分离。
向搭载部10搭载物品时，优选能够将物品从搭载部的下表面、上表面、侧面中的至少任意一个插入。此外，在目的地分离搭载物时，优选在搭载部的下方分离。例如，在搭载部10收纳于飞行体100的状态下搭载物品的情况下，由于能够从侧面插入物品，即使不从比飞行体低的位置观察，或不将飞行体设置于高处，也能够插入物品，因此很容易将物品插入搭载部。
搭载部10具备能够至少在空中在XY方向上移动的移动单元13。如图9和图10所示，通过具备多个旋翼，从而防止搭载部10被风等扫过而离开指定的位置，提高搭载物11的到货位置精度。此外，搭载部控制自身位置，停留在规定的范围，由此，也能够防止因悬吊在绳状部件20上的搭载部10大幅摆动而导致飞行体的稳定性降低。
在移动单元13为旋翼的情况下，旋翼的连接位置优选设置为，在从侧方观察搭载部10时，旋翼的至少一部分存在于搭载物的上端与下端之间。例如，在旋翼为两个的情况下，以从上表面观察时旋翼夹着搭载物的方式配置。在旋翼为三个以上的情况下，如图19和图20所示，以旋翼包围搭载物的方式配置。通过在搭载物的上下端的范围内设置旋翼，被旋翼推拉的部位处于搭载部10的重心的附近，因此能够防止搭载部10的摇晃等。例如，在旋翼设置于比搭载物的上端更靠上方的位置的情况下，向上方远离搭载部10的重心的部位被推拉，有可能发生搭载部10的摆动。优选的是，旋翼的连接位置设置在从侧方观察时与搭载物的重心或大致重心一致的位置即可。
此外，在使搭载部10所具备的移动单元13的输出更大的情况下，搭载部10能够进行从飞行体的正下方离开的动作。在住宅、公寓等的侧面存在目的地(接收投递口等)的例子中，在搭载部10仅在飞行体100的正下方移动的情况下，飞行体100需要接近建筑物。越接近建筑物，与障碍物碰撞的可能性越大，此外，飞行体进入由于上升气流、下降气流等而气流紊乱的区域后，飞行体变得不稳定的可能性变大。碰撞、机体的稳定性的降低有时会导致故障、坠落等事故，因此优选避免碰撞、稳定性的降低。在搭载部10能够从飞行体的正下方离开的情况下，如图1～图4所示，能够使飞行体100在远离障碍物、气流紊乱的区域的位置待机，仅搭载部10接近目的地。
已知一般具有固定桨距的旋翼机进入上升气流时，会发生振荡等现象。由于该现象，飞行体变得不稳定。但是，本发明的搭载部10的重量的至少一部分或全部被飞行体100支承，因此不会出现同样的现象。进一步地，与飞行体100相比，搭载部10是轻量的，因此即使万一与建筑物等接触，损害也比飞行体100与其接触的情况小。
在搭载部10所具备的移动单元为旋翼的情况下，如图19所示，旋翼的旋转轴22可以沿包括铅垂成分的方向延伸，也可以如图20所示，沿包括水平成分的方向延伸。在旋转轴22沿包括较多铅垂成分的方向延伸时(即，在旋转轴22与铅垂方向的Z轴所成的角度小于旋转轴22与水平方向的X轴或Y轴所成的角度时)，搭载部10在被飞行体支承自重的同时产生使自重浮起的力。因此，对飞行体100施加的负荷减轻。另一方面，在旋转轴22沿包括较多水平成分的方向延伸时(即，在旋转轴22与水平方向的X轴或Y轴所成的角度小于旋转轴22与铅垂方向的Z轴所成的角度时)，搭载部几乎不产生使自重浮起的力。因此，旋翼产生的力的大部分作为移动的力(推进力)，使搭载部10的移动变快。
另外，关于搭载部10所具备的旋翼的详细结构，与前述的飞行体100所具备的旋翼重复的结构要素进行同样的动作，因此省略重复的说明。
搭载部10所具备的旋翼的旋转轴22也可以设置为能够转动。例如，在收纳于飞行体100时和通常搭载部下降时，旋转轴22为沿水平方向延伸的姿势，将旋翼产生的力用于XY方向的移动。在飞行体100产生异常、搭载部从飞行体分离时，旋转轴22为沿包括铅垂成分的方向延伸的姿势，能够将旋翼产生的力用于搭载部10的飞行。
此外，在搭载部10所具备的旋翼的旋转轴22沿水平方向延伸的情况下，在飞行体100推进时，也可以利用搭载部10所具备的旋翼作为飞行体的推力的一部分。由此，搭载部10所具备的旋翼、马达不会成为静重，另外，飞行体的行进速度也有望提升。
搭载部10所具备的旋翼也可以使用可变桨距螺旋桨。与固定桨距螺旋桨通过控制马达等的转速来控制位置相比，通过变更螺旋桨的桨距来控制位置的响应性能较高，因此能够进行更精密的位置调整。
从轻量化的观点出发，连接搭载部10和飞行体100的绳状部件20优选为一根。但是，在一个点处悬吊搭载部的情况下，有时会因搭载物的重心偏移、货物坍塌等而使搭载部倾斜。为了减少搭载部的倾斜，如图23所示，优选使绳状部件从规定的位置分支为两根以上，在两个以上的点处悬吊搭载部。此外，在以三个以上的点处悬吊搭载部的情况下，即使搭载物的重心偏移等，也能够抑制搭载部的倾斜，因此容易保持货物的水平。
在通过一根绳状部件(一个点处)连接的情况下，考虑到搭载部10因风、振动而一边旋转一边上升时，以非预期的朝向接近飞行体100，与飞行体接触，或无法进入应收纳搭载部10的空间。在使绳状部件分支为两根以上(两个以上的点处连接)的情况下，当使一度下降的搭载部10再次向飞行体附近上升时，容易校正方向以使搭载部10成为适当的朝向。
作为搭载部10的朝向的校正方法的一例，有使用图23～图26所示的角度调整部24的方法。通过在飞行体100所具备的角度调整部24的底面设置狭缝25，在分支成两根的绳状部件20被拉入狭缝25内时，在俯视时分支的绳状部件20相对于狭缝25以接近直角的角度进入的情况下，绳状部件20的由于张力而试图扩展的力被狭缝25限制。随着被进一步拉入到深处，绳状部件20试图扩展的力变强，以与狭缝25平行的方式旋转。由此，能够将朝向非预期的方向的搭载部10调整为规定的朝向。调整的强度、速度根据狭缝的宽度、分支的两根绳状部件20的安装角度来调整。此外，在绳状部件20分支为三根以上的情况下，狭缝25的形状可以是与从上方观察分支的绳状部件20的形状相匹配的形状。
作为搭载部10的朝向的校正方法，除此之外，还可以举出在搭载部10被卷起的期间使用移动单元13控制自身位置的方法、监视飞行体100接近而来时搭载部10的朝向并调整飞行体的朝向(偏航方向)的方法、使用通过与搭载部10所具备的框架、臂接触来促进位置的调整的导向部件的方法等，但并不限于此。
如图10和图11所示，绳状部件20的一端与能够进行绳状部件20的放出、卷起的绞盘、卷轴、提升机等机构(以下，总称为悬吊机构21)连接。另一端与搭载部10连接。
悬吊机构21使用马达或发动机、压缩空气等进行动作。这些动力源可以使用与用于飞行体100的飞行的能量(例如，二次电池、燃料电池、化石燃料等)相同的能量，也可以另外设置用于绞盘的动作。此外，使用绞盘的搭载部的上下方向控制通过飞行体100、搭载部10、投递口中的至少一个来进行。
飞行体100中的悬吊机构21的搭载位置一般设置在比搭载部10靠上方的位置(例如，图5)。但是，在巡航时，在从飞行体100观察沿一个方向行进时间较长的飞行体100(例如，用于住宅配送服务的飞行体等)的情况下，通过在飞行体100的上方设置悬吊机构21，飞行体100的主体部的总高度增加，巡航时的空气阻力可能会增加。因此，如图21和图22所示，更优选将悬吊机构21搭载于不易使飞行时的空气阻力增加的、从飞行体100的重心或从搭载部10延伸的绳状部件20的正上方且至少在前后方向(Y方向)上偏移的位置。悬吊机构21的搭载位置根据搭载的飞行体100的巡航姿势、盖的形状等，考虑气动力、阻力的大小，确定为适当的位置。
此外，从悬吊机构21延伸的绳状部件20通过悬挂在一个以上滑轮23上，与搭载部10连接而不与飞行体100的结构部件等接触。特别是，在悬吊机构21设置于比搭载部10与绳状部件20的连接位置靠下方的位置的结构中，通过使用两个以上滑轮23，从而防止绳状部件20与搭载部10接触。
本发明中的飞行体所使用的悬吊机构21除了设置于飞行体100之外，还可以设置于搭载部10。通过将搭载部10和搭载物11用绳状部件连接并进行升降，即使在飞行体100与搭载部10的距离较远的情况下，也能够进行精密的升降控制。
作为搭载部10的目的地之一的投递口，迄今为止，作为公知技术，已知有设置于地面、屋顶的垫、投递口，有设置于建筑物的窗户、阳台的投递口等。在具有庭院的住宅、设施中，容易在建筑用地内设置投递口。在本发明的配送系统中也能够利用公知的投递口。但是，在没有私人庭院等的住宅(例如，地上两层以上的公寓的房间、大厦内的办公室等)进行配送的情况下，需要利用窗户、阳台进行单独配送。
如图1～图4所示，本发明中的投递口30包括通过放置或连接货物而接收货物的收货部31和使收货部31独立于建筑物200转动的转动部33。投递口30优选设置在建筑物200的阳台、露台、窗户、外壁等容易从建筑物外的上空到达的位置。投递口30可以是能够移动的，但为了减少翻倒等的可能性并提高可靠性，优选固定设置于建筑物200。此外，在收货部31与转动部33的距离拉开的情况下，也可以具备与收货部和转动部连接而进行支承的支承部32。
如图2和图27～图29所示，投递口30至少具备不进行收货的待机模式和从飞行体等接收货物的收货模式。在待机模式时，是收货部31接近建筑物200的状态。优选的是，建筑物中的人处于容易卸下放置于收货部的货物或者在风吹时不易受到影响的位置。在收货模式时，通过转动部33的转动，收货部31或支承部32沿大致水平方向转动，收货部移动到与待机模式时相比远离建筑物的位置。
转动部33所具备的转动轴至少沿包含Z轴成分的方向延伸，使收货部31或支承部32能够转动。转动可以使用手摇手柄等手动进行，或者使用电动马达、发动机等自动进行。在自动化的情况下，根据飞行体的到达预定时刻、接近的信号等信息，在规定的时刻转动，并进行收货。
在建筑物200的壁面附近，与壁面碰撞的风在正面(碰撞面)产生上升气流、下降气流，在侧面产生强的水平方向的风。在收货模式时的收货部31优选存在于远离强风流的外侧。但是，在收货部31远离建筑物200的情况下，支承部32变得更长。根据支承部的强度、制造成本、阳台或窗户的面积等，确定最佳的结构。例如，如图28所示，也可以设置于建筑物200的躯干等强度较高的部件上。
收货部31可以具备飞行体能够着陆、或能够放置货物11的平坦的面形状，也可以具备用于接收货物的臂、机器手等。此外，在货物从飞行体等悬吊于绳状部件而下降的系统的情况下，具备抓住货物11、绳进行连接的连接机构，具有在连接机构的上方切断绳状部件的功能，由此，不需要在飞行体、搭载部等设置货物的分离机构，能够抑制飞行体的重量增加。
在收货部31具有能够放置货物的形状的情况下，优选具备防止放置的货物因风等而移动或落下的功能。以下，列举并描述收货部的结构例。
(1)在收货部的周围设置可移动式的挡壁、栅栏。
(2)在收货部的地板面上设置台阶、角度。
(3)通过负压吸引。
(4)利用磁性吸附、粘合、面紧固件等暂时固定。
(5)在收货部的周围设置常设的挡壁、栅栏。
如图17和图18所示，在具备栅栏、挡壁等落下防止部件34的情况下，若落下防止部件34始终设置得较高，则可能成为飞行体100的着陆动作、放置货物11的动作的障碍，因此优选使用伸缩、开闭等的机构，能够调整从平面向上方突出的长度。此外，在可以短距离落下的货物的情况下，货物也可以落下到被落下防止部件包围的空间内而不移动落下防止部件。
如图30所示，投递口30也可以具有在接收到货物11之后将货物11拉入到在阳台210的内侧或室内等人容易接收货物的位置、或能够安全地保管货物的位置的功能(例如，升降装置、搬运装置等)。由此，不仅能够防止接收到的货物丢失，还能够使人更容易取到货物。此外，在货物11被拉入之后，收货部31处于能够再次进行收货的状态，提高了收货的效率。
支承部32具有能够承受因放置货物11等而施加的重量、因风而施加的压力的强度。对于材料、形状，根据所接收的货物的重量、设置位置的条件选择适合的结构。例如，在使用板状部件的情况下，通过在部件上开设多个孔，形成空气通过的位置，能够降低因风而受到的压力。
此外，在组合管而构成的情况下(例如，桁架结构等)，通过将管的截面形状设为不是正圆而是椭圆或对称翼形状等，从而减少因某个方向的风而受到的压力。
<第二实施方式的详细内容>
在本发明的第二实施方式的详细内容中，与第一实施方式重复的结构要素进行同样的动作，因此省略重复的说明。
搭载部10也可以具有仅通过本机进行飞行的功能。例如，在飞行体100发生了异常时，通过分离搭载部10并使搭载部10飞行，飞行体的总重量变轻，能够减轻坠落时的冲击。
在搭载部10所具备的旋翼的旋转轴能够转动的情况下，平时，如图20那样旋转轴为沿水平方向延伸的姿势，在从飞行体分离搭载部时，如图19那样旋转轴为沿铅垂方向延伸的姿势，由此，平时能够高效地进行XY轴方向的移动，并且在紧急时等能够仅通过本机进行飞行。
各实施方式中的飞行体的结构可以组合多个来实施。优选根据飞行体的制造中的成本、运用飞行体的场所的环境和特性，研究适当的结构。
上述实施方式仅是为了容易理解本发明而例示的，并非用以限定地解释本发明。当然，本发明可以在不脱离其主旨的范围内进行变更、改进，并且本发明包括其等同物。
符号说明
10搭载部；11搭载物(货物)；12搭载物保持机构；13搭载部移动单元；20绳状部件；21悬吊机构；22转动轴；23滑轮；24角度校正部；25狭缝；30投递口；31收货部；32支承部；33转动部；34落下防止部件；100飞行体；110a～110d螺旋桨；111a～111d马达；120框架；130着陆支脚；100阻尼器；200建筑物；210阳台。

Claims (12)

1.一种飞行体，其特征在于，具备：
保持搭载物的搭载部，
所述搭载部经由绳状部件保持，
从侧方观察所述搭载部时，所述搭载部具有移动单元，该移动单元包括设置于所述搭载部的上端与下端之间的旋翼。
2.根据权利要求1所述的飞行体，其特征在于，
所述旋翼的旋转轴的一部分沿相互不同的方向延伸。
3.根据权利要求1或2所述的飞行体，其特征在于，
所述旋翼中的至少一个旋翼的旋转轴与水平方向的轴所成的角度比所述旋转轴与铅垂方向的轴所成的角度小。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的飞行体，其特征在于，
所述旋翼为四个以上的偶数个，
相对于所述搭载部配置成对角的两个旋翼的旋转轴沿相互相同的方向延伸，
在所述搭载部的周围，相邻的旋翼的旋转轴沿相互不同的方向延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的飞行体，其特征在于，
所述绳状部件从规定的位置分支为两根以上，在两个以上的点处与所述搭载部连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的飞行体，其特征在于，
所述搭载部由与悬吊机构连接的所述绳状部件悬吊。
7.根据权利要求6所述的飞行体，其特征在于，
所述悬吊机构搭载于从所述飞行体的重心或从所述搭载部延伸的绳状部件的正上方且至少在所述飞行体的前后方向上偏移的位置。
8.根据权利要求7所述的飞行体，其特征在于，
所述绳状部件从所述偏移的位置经由滑轮延伸至所述搭载部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的飞行体，其特征在于，
所述搭载部与所述搭载物一起从机体分离。
10.一种保持搭载物的搭载部，其特征在于，
从侧方观察所述搭载部时，所述搭载部具有移动单元，该移动单元包括设置于所述搭载部的上端与下端之间的旋翼，
所述旋翼的旋转轴的一部分沿相互不同的方向延伸。
11.根据权利要求10所述的搭载部，其特征在于，
所述旋翼中的至少一个旋翼的旋转轴与水平方向的轴所成的角度比所述旋转轴与铅垂方向的轴所成的角度小。
12.根据权利要求10或11所述的搭载部，其特征在于，
所述旋翼为四个，
相对于所述搭载部配置成对角的两个旋翼的旋转轴沿相互相同的方向延伸，
在所述搭载部的周围，相邻的旋翼的旋转轴沿相互不同的方向延伸。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11932393B2 (en) * 2019-09-03 2024-03-19 Rakuten Group, Inc. Unmanned aerial device, load-lowering device, and load transport method
US20230049474A1 (en) * 2020-08-11 2023-02-16 Aeronext Inc. Moving body
CN116424555B (zh) * 2023-06-12 2023-08-29 四川腾盾科技有限公司 一种无人机吊挂消摆及控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017145622A1 (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 株式会社Ihi 垂直離着陸機
JP2018154307A (ja) * 2017-03-21 2018-10-04 株式会社Ihi 飛行体
JP6630893B1 (ja) * 2019-03-28 2020-01-15 光司商会株式会社 吊り作業支援システム
US20200346781A1 (en) * 2016-08-20 2020-11-05 Modern Technology Solutions, Inc. Refueling system and systems with end effectors

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4397261B2 (ja) * 2004-03-26 2010-01-13 中国電力株式会社 浮揚ガスを用いた無人飛行体
JP2006051841A (ja) * 2004-08-09 2006-02-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 小型飛行装置
US10933997B2 (en) * 2015-10-02 2021-03-02 Insitu, Inc. Aerial launch and/or recovery for unmanned aircraft, and associated systems and methods
US10301016B1 (en) * 2016-08-09 2019-05-28 Vimana, Inc. Stabilized VTOL flying apparatus and aircraft
USD798961S1 (en) * 2016-09-20 2017-10-03 Shenzhen Hubsan Technology Co., Ltd. Quadcopter model drone
JP6565860B2 (ja) * 2016-10-17 2019-08-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
CN206734612U (zh) * 2017-03-10 2017-12-12 佛山市神风航空科技有限公司 一种飞机起降装置
JP6790932B2 (ja) * 2017-03-14 2020-11-25 富士通株式会社 飛行体運用システム、クレーン装置制御方法、及び制御プログラム
WO2018223031A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 Flirtey Holdings Inc. Package delivery mechanism
WO2019009424A1 (ja) * 2017-07-06 2019-01-10 久義 末福 飛行体及びそれを用いた飛行体システム
JP6527570B2 (ja) * 2017-10-24 2019-06-05 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ 無人機、その制御システムおよび方法、ならびに無人機降着制御方法
CN207917156U (zh) 2017-11-30 2018-09-28 上海孩子国科教设备有限公司 抓取式送货飞行器
US11472550B2 (en) * 2018-10-03 2022-10-18 Sarcos Corp. Close proximity countermeasures for neutralizing target aerial vehicles
US11008102B2 (en) * 2018-10-16 2021-05-18 Bell Textron Inc. Maneuverable capture apparatus for airborne deployment and retrieval of parasite aircraft
US11079760B2 (en) * 2018-11-28 2021-08-03 The Boeing Company Methods for maintaining difficult-to-access structures using unmanned aerial vehicles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017145622A1 (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 株式会社Ihi 垂直離着陸機
US20200346781A1 (en) * 2016-08-20 2020-11-05 Modern Technology Solutions, Inc. Refueling system and systems with end effectors
JP2018154307A (ja) * 2017-03-21 2018-10-04 株式会社Ihi 飛行体
JP6630893B1 (ja) * 2019-03-28 2020-01-15 光司商会株式会社 吊り作業支援システム

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