JP2017039334A - 飛翔機のフレーム構造体、飛翔機、飛翔機の使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の車輪の支持剛性を確保しつつ、飛翔機の移動性能を向上させることが目的である。【解決手段】第一実施形態の飛翔機のフレーム構造体３０は、フレーム３２と、一対の車輪３４とを備える。フレーム３２は、回転翼２２を有する飛翔機本体２０を囲う。この飛翔機本体２０は、フレーム３２に固定される。一対の車輪３４は、フレーム３２に回転可能に支持されている。【選択図】図１

Description

本願の開示する技術は、飛翔機のフレーム構造体、飛翔機、飛翔機の使用方法に関する。

近年、無人で飛翔しながら、カメラで写真を撮影したり、映像を録画したりするなどの作業を行う飛翔機が利用され始めている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−５２７１３号公報 実用新案登録第３１３０３９６号公報

このような飛翔機に例えば複数の車輪が追加されると、飛翔機が地面や壁面等に沿って移動できるようになり、飛翔機の移動性能が向上されると考えられる。

ここで、飛翔機に複数の車輪が追加される場合に、この複数の車輪を車軸で連結することが考えられるが、軽量化のためには車軸を細くすることが望まれる。しかしながら、車軸を細くすると、複数の車輪の支持剛性が低下し、飛翔機の着陸時に車軸に大きな負担が掛かったり、飛翔機の飛翔中に複数の車輪が振動し飛翔に影響が生じたりする虞がある。

そこで、本願の開示する技術は、一つの側面として、複数の車輪の支持剛性を確保しつつ、飛翔機の移動性能を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本願の開示する技術によれば、フレームと、複数の車輪とを備える飛翔機のフレーム構造体が提供される。フレームは、回転翼を有する飛翔機本体を囲う。飛翔機本体は、フレームに固定される。複数の車輪は、フレームに回転可能に支持されている。

本願の開示する技術によれば、複数の車輪の支持剛性を確保しつつ、飛翔機の移動性能を向上させることができる。

第一実施形態に係る飛翔機の斜視図である。 第一実施形態に係る飛翔機の平面図である。 第一実施形態に係る飛翔機の正面図である。 第一実施形態に係る飛翔機の側面図である。 第一実施形態に係るフレーム構造体の斜視図である。 第一実施形態に係る飛翔機の使用方法の第一の例を示す図である。 第一実施形態に係る飛翔機の使用方法の第二の例を示す図である。 第一実施形態に係る飛翔機の使用方法の第三の例を示す図である。 第一実施形態に係る飛翔機の使用方法の第四の例を示す図である。 第一実施形態に係る飛翔機が旋回する様子を示す図である。 第一実施形態に係る飛翔機の第一変形例を示す斜視図である。 第一実施形態に係る飛翔機の第一変形例を示す側面図である。 第一実施形態に係る飛翔機の第二変形例を示す斜視図である。 第一実施形態に係る飛翔機の第二変形例を示す側面図である。 第二実施形態に係る飛翔機の平面図である。 第二実施形態に係る飛翔機の側面図である。 第二実施形態に係るフレーム構造体の分解斜視図である。 第三実施形態に係るフレーム構造体の要部拡大図である。 第四実施形態に係る飛翔機及びその使用状態を示す図である。 第五実施形態に係る飛翔機及びその使用状態を示す図である。 第六実施形態に係る飛翔機の平面図である。 第七実施形態に係るフレーム構造体の側面図である。 第七実施形態に係る飛翔機の使用状態を示す図である。

［第一実施形態］
はじめに、本願の開示する技術の第一実施形態を説明する。

図１〜図４に示されるように、第一実施形態に係る飛翔機１０は、飛翔機本体２０と、フレーム構造体３０とを備える。

飛翔機本体２０は、例えば、マルチコプタであり、複数の回転翼２２を有する。この複数の回転翼２２は、いずれも水平に配置されており、モータ等の回転力によって回転される。飛翔機本体２０の中央本体部２４からは、複数のアーム２６が水平方向に沿ってＸ字状に延びており、複数の回転翼２２は、複数のアーム２６の先端部にそれぞれ設けられている。

また、飛翔機本体２０の中央本体部２４には、一対のカメラ２８が搭載されている。一方のカメラ２８は、飛翔機本体２０の前方を向いて配置され、他方のカメラ２８は、飛翔機本体２０の後方を向いて配置されている。

フレーム構造体３０は、フレーム３２と、一対の車輪３４と、弾性支持機構３６とを有する（図５も適宜参照）。フレーム３２は、概略円筒かご型に形成されている。このフレーム３２によって、カメラ２８を含む飛翔機本体２０の全体が囲われる。フレーム３２は、回転翼２２の軸方向と直交する方向（水平方向）を軸方向として配置される。このフレーム３２は、一対の固定棒３８，４０と、保護棒４２と、一対の連結部材４４とを有する。

一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２は、「複数の棒材」の一例であり、例えば、中空の細長いパイプによってそれぞれ形成されている。フレーム３２の軸方向の両端部には、後述する一対の車輪３４が設けられており、一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２は、フレーム３２の軸方向に延びている。

一対の固定棒３８，４０は、保護棒４２よりも下側に配置される。この一対の固定棒３８，４０には、後述する弾性支持機構３６を介して飛翔機本体２０が固定される。一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２は、車輪３４の周方向に略等間隔に配置されることで飛翔機本体２０を囲っており、飛翔機本体２０を保護する機能を有する。一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の互いの間には、隙間が確保されており、この一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の互いの間の隙間は、フレーム３２の内側と外側を連通し、飛翔機本体２０の飛翔に伴う風（回転翼２２の回転に伴う風）を透過する連通部４６として形成されている。

フレーム３２の両端部には、後述する一対の車輪３４を支持するための一対の軸受部４８がそれぞれ設けられている。一方の軸受部４８は、一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の一端部にそれぞれ形成された複数の支持部５０によって形成され、他方の軸受部４８は、一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の他端部にそれぞれ形成された複数の支持部５０によって形成されている。各複数の支持部５０は、一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の両端部にそれぞれ形成されることにより、各車輪３４の周方向に間隔を空けて（略等間隔に）配置されている。

一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２において、一方の複数の支持部５０と他方の複数の支持部５０との間の部分は、一方の複数の支持部５０と他方の複数の支持部５０とを連結する連結部５２としてそれぞれ形成されている。

一対の連結部材４４は、フレーム３２の両端部にそれぞれ設けられている。この一対の連結部材４４は、各車輪３４の周方向に沿う円環状に形成されている。一方の連結部材４４は、一方の車輪３４の周方向に沿って円環状に形成されることにより、一方の複数の支持部５０の先端部を連結している。同様に、他方の連結部材４４は、他方の車輪３４の周方向に沿って円環状に形成されることにより、他方の複数の支持部５０の先端部を連結している。

一対の連結部材４４は、車輪３４よりも僅かに小径とされており、これにより、一対の連結部材４４を含むフレーム３２の全体は、一対の車輪３４の外周面よりも車輪３４の径方向内側に配置されている。また、一対の連結部材４４は、一対の車輪３４よりも該一対の車輪３４の軸方向の外側に張り出している。

一対の車輪３４は、フレーム３２の両端部に設けられている。この一対の車輪３４は、各軸受部４８を形成する複数の支持部５０によって車輪３４の内側から支持されることで、フレーム３２に対して回転可能とされている。この一対の車輪３４は、フレーム３２の両端部に設けられることにより、飛翔機本体２０の横幅方向の両側に配置される。

上述の各連結部材４４には、複数の支持部５０と対応する位置に抜止部５４がそれぞれ形成されている。各抜止部５４は、連結部材４４から連結部材４４の径方向外側に突出されている。また、一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の両端部側には、リング状の抜止部材５６がそれぞれ設けられている。各車輪３４は、複数の抜止部５４及び複数の抜止部材５６によって車輪３４の軸方向両側から支持されることで、フレーム３２に対して抜け止めされている。

弾性支持機構３６は、ベース部材５８と、複数の支持アーム６０，６２とを有する。ベース部材５８は、平板状に形成されており、このベース部材５８には、飛翔機本体２０が固定される。

飛翔機本体２０が弾性支持機構３６を介してフレーム３２に固定された状態において、飛翔機本体２０は、鉛直方向における一対の固定棒３８，４０と保護棒４２との間の中央部に配置されると共に、フレーム３２の軸方向の中央部に配置される。また、図３に示されるように、回転翼２２は、水平方向に沿って見た場合に、一対の車輪３４の回転中心の高さに配置される。さらに、図２に示されるように、飛翔機１０の重心６４は、一対の車輪３４の中心を結ぶ回転軸線６６上の中央部に位置される。

一対の支持アーム６０の一端は、一方の固定棒３８に回転可能に連結され、一対の支持アーム６０の他端は、ベース部材５８に回転可能に連結されている。また、一対の支持アーム６２の一端は、他方の固定棒４０に回転可能に連結され、一対の支持アーム６２の他端は、ベース部材５８に回転可能に連結されている。

一対の支持アーム６０と固定棒３８との連結部分、及び、一対の支持アーム６０とベース部材５８との連結部分のうち少なくとも一方には、例えばダンパ等の弾性装置が内蔵されている。同様に、一対の支持アーム６２と固定棒４０との連結部分、及び、一対の支持アーム６２とベース部材５８との連結部分のうち少なくとも一方にも、例えばダンパ等の弾性装置が内蔵されている。そして、この弾性装置を有する弾性支持機構３６により、飛翔機本体２０は、フレーム構造体３０に対して弾性支持される。

次に、上述の飛翔機１０の使用方法について説明する。

図６には、第一実施形態に係る飛翔機１０の使用方法の第一の例が示されている。飛翔機１０は、操作者が操作するコントローラ７０から発せられる信号に基づいて飛翔する。コントローラ７０から発せられる信号は、好ましくは、無線で飛翔機１０に送信されるが、有線で飛翔機１０に送信されても良い。

この第一の例では、飛翔する飛翔機１０によって、撮影、観測、記録、検査、点検、運搬、塗装、マーキング、及び、その他の作業の少なくともいずれかが行われる。撮影、観測、記録、検査、点検等には、例えば、カメラ２８が使用される。

なお、飛翔機１０には、カメラ２８以外の機器が搭載されても良い。そして、飛翔機１０を用いて撮影、観測、記録、検査、点検等を行う際には、カメラ２８以外の機器が用いられても良い。また、飛翔機１０を用いて運搬を行う際には、カメラ２８との通信により得られる画像に基づいて飛翔機１０が操作されても良い。

図７には、第一実施形態に係る飛翔機１０の使用方法の第二の例が示されている。この第二の例では、橋３００の検査又は点検のために飛翔機１０が使用される。この第二の例では、橋３００の検査又は点検のために、飛翔機１０は、次のように操作される。

すなわち、はじめに、飛翔機１０は、地面３０２に置かれた状態とされる。そして、一対の車輪３４が地面３０２に接触した状態で回転翼２２が回転され、地面３０２との接触による一対の車輪３４の回転を伴いながら、飛翔機１０が地面３０２に沿って移動する。

続いて、飛翔機１０が一方の橋脚３０４に到着すると、一方の橋脚３０４に一対の車輪３４が接触される。そして、一方の橋脚３０４に一対の車輪３４が接触した状態で、橋脚３０４との接触による一対の車輪３４の回転を伴いながら、飛翔機１０が一方の橋脚３０４に沿って上昇する。

また、飛翔機１０が橋桁３０６に到着すると、橋桁３０６の下面に一対の車輪３４が接触される。そして、橋桁３０６の下面に一対の車輪３４が接触した状態で、橋桁３０６の下面との接触による一対の車輪３４の回転を伴いながら、飛翔機１０が橋桁３０６の下面に沿って水平に移動する。

また、飛翔機１０が他方の橋脚３０８に到着すると、他方の橋脚３０８に一対の車輪３４が接触される。そして、他方の橋脚３０８に一対の車輪３４が接触した状態で、他方の橋脚３０８との接触による一対の車輪３４の回転を伴いながら、飛翔機１０が他方の橋脚３０８に沿って降下する。

そして、この第二の例では、上述の如く橋３００の各部に沿って飛翔機１０が移動する間、この飛翔機１０によって、橋３００の検査又は点検が行われる。

なお、橋３００の検査又は点検には、カメラ２８以外の機器が使用されても良い。また、飛翔機１０を用いて橋３００の検査又は点検以外の作業が行われても良い。また、例えば、橋３００の工事や検査等の際に高所で作業する作業者の元へ工具や部材等が飛翔機１０によって運搬されても良い。

また、この第二の例では、飛翔機１０が橋に対して適用されているが、橋以外の建物、トンネル、屋根、梯子、電柱、煙突、大型旅客機、及び、その他の構造物の少なくともいずれかの対象物に対して飛翔機１０が適用されても良い。

図８には、第一実施形態に係る飛翔機１０の使用方法の第三の例が示されている。この第三の例では、飛翔機１０は、水面３１０に浮かべられた状態とされる。この第三の例では、飛翔機１０が水面３１０に浮かぶように、一対の車輪３４には、例えば発泡スチロールや発泡樹脂等の発泡材が使用されることが望ましい。また、カメラ２８は、フレーム３２の下側に垂下されている。

そして、この第三の例では、一対の車輪３４が水面３１０に接触した状態で回転翼２２が回転され、水面３１０との接触による一対の車輪３４の回転を伴いながら飛翔機１０が水面３１０に沿って移動する。また、飛翔機１０が水面３１０に沿って移動する間、カメラ２８によって撮影が行われる。

なお、この第三の例では、カメラ２８によって撮影が行われるが、撮影以外にも、例えば、水面３１０に沿って移動する飛翔機１０によって、観測、記録、検査、点検、運搬、塗装、マーキング、及び、その他の作業の少なくともいずれかが行われても良い。また、飛翔機１０は、水面の移動と、空中の飛翔とを組み合わせて作業を行っても良い。

図９には、第一実施形態に係る飛翔機１０の使用方法の第四の例が示されている。この第四の例において、先ず、飛翔機１０は、輸送車１２の荷台に載せられ、地点Ａまで輸送される。地点Ａと地点Ｂとの間には、例えば谷などの輸送車１２の走行困難な場所Ｃが存在する。そこで、飛翔機１０は、地点Ａから地点Ｂまで飛翔する。地点Ｂに着地した飛翔機１０は、地点Ｄに向けて走行する。地点Ｄの先には、目的地である地点Ｅがある。

地点Ｅは、翔機１０では走行困難な地形をしている。そこで、飛翔機１０は、地点Ｄから地点Ｅまで飛翔する。飛翔機１０は、地点Ｅの上方に到着すると、ロボットアーム１４を下方に伸ばす。そして、飛翔機１０は、回収目的物である物体Ｆをロボットアーム１４で把持して回収する。飛翔機１０は、物体Ｆをロボットアーム１４で回収した後、ロボットアーム１４を格納する。

そして、飛翔機１０は、飛翔や走行をすることにより、地点Ｅから最終目的地である地点Ｇに移動し、一連の作業を終了する。

次に、第一実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、第一実施形態によれば、飛翔機１０は、一対の車輪３４を備えている。そして、この飛翔機１０は、一対の車輪３４を対象物に接触させた状態で移動することができる。したがって、車輪３４を備えない場合に比して、飛翔機１０が対象物に沿って安定して移動できるので、飛翔機１０の移動性能を向上させることができる。

また、対象物に沿って移動する際の飛翔機１０の推進力は、回転翼２２の回転によって得られるため、車輪３４を駆動させるための専用の動力源も不要にできる。これにより、例えば、車輪３４を駆動させるための専用の動力源を備える場合に比して、軽量化できると共に、飛翔機１０の移動効率を向上させることができる。

さらに、一対の車輪３４を対象物に接触させることにより、飛翔機１０の安定性が増すので、撮影、観測、記録、検査、点検、運搬、塗装、マーキング等の作業をより的確に行うことができる。

また、一対の車輪３４は、それぞれ独立して回転可能とされている。これにより、例えば、図１０に示されるように、一対の車輪３４が互いに逆向きに回転されることにより、飛翔機１０をその場で旋回させることができるので、飛翔機１０の機動性を向上させることができる。

また、飛翔機本体２０は、円筒かご型に形成されたフレーム３２によって囲われているので、このフレーム３２によって飛翔機本体２０を保護することができる。

また、一対の車輪３４は、飛翔機本体２０を囲う円筒かご型のフレーム３２の両端部に回転可能に支持されている。したがって、例えば、一対の車輪３４が一本の車軸の両端部によって支持される場合に比して、一対の車輪３４の支持剛性を確保することができる。これにより、例えば、飛翔機１０の飛翔時における一対の車輪３４の振動を抑制することができるので、飛翔機１０の飛翔時の安定性を向上させることができる。

また、フレーム構造体３０では、フレーム３２が固定されたまま、一対の車輪３４がフレーム３２に対して回転される。したがって、例えば、フレーム３２及び一対の車輪３４の全体が回転する場合に比して、回転部分（すなわち、飛翔機１０の飛翔時にジャイロ効果を発生する部分）を小さくすることができる。これにより、飛翔機１０の飛翔に影響が生じることを抑制することができる。

また、一対の車輪３４は、より具体的には、フレーム３２の両端部に設けられた一対の軸受部４８に回転可能に支持されている。この一対の軸受部４８は、車輪３４の周方向に間隔を空けて配置された複数の支持部５０をそれぞれ有しており、この複数の支持部５０で各車輪３４を回転可能に支持する。

これにより、車輪３４からスポークを省くことができるので、軽量化できると共に、空気抵抗も低減することができる。この結果、飛翔機１０の飛翔性を向上させることができる共に、飛翔機１０の耐風性能も向上させることができる。さらに、車輪３４からスポークを省くことにより、フレーム３２の側面の開口を確保できるので、カメラ２８の視界も拡大させることができる。

また、フレーム３２は、一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の三本の棒材を有している。そして、一対の軸受部４８の一方における複数の支持部５０と、一対の軸受部４８の他方における複数の支持部５０とは、上記三本の棒材に形成された複数の連結部５２によってそれぞれ連結されている。これにより、フレーム３２の内側と外側を連通する連通部４６を複数の連結部５２の間に確保しながら、一対の軸受部４８の連結剛性、ひいては、一対の車輪３４の支持剛性を向上させることができる。

また、複数の支持部５０は、一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の三本の棒材の端部にそれぞれ形成されている。したがって、部材点数の増加を抑制することができると共に、複数の支持部５０の構造を簡素化することができるので、低コスト化及び軽量化を図ることができる。

また、上記三本の棒材は、飛翔機本体２０が固定される一対の固定棒３８，４０と、一対の固定棒３８，４０とで飛翔機本体２０を囲う保護棒４２とされる。これにより、必要最小限の棒材の本数で、飛翔機本体２０の固定と、飛翔機本体２０の保護とを両立させることができる。したがって、このことによっても、低コスト化及び軽量化を図ることができる。

また、フレーム３２の両端部には、連結部材４４がそれぞれ設けられており、各複数の支持部５０は、連結部材４４によってそれぞれ連結されている。したがって、この連結部材４４によって複数の支持部５０（軸受部４８）の剛性を向上させることができるので、一対の車輪３４の支持剛性を向上させることができる。

また、この連結部材４４は、車輪３４の周方向に沿う円環状に形成されている。したがって、このことによっても、フレーム３２の側面の開口が確保されるので、カメラ２８の視界を拡大させることができる。

また、フレーム構造体３０は、弾性支持機構３６を備えており、飛翔機本体２０は、弾性支持機構３６を介してフレーム３２に弾性支持されている。したがって、飛翔機１０の着陸時等における衝撃を弾性支持機構３６で吸収することができるので、飛翔機本体２０への衝撃を緩和することができる。

次に、第一実施形態の変形例について説明する。

上記第一実施形態において、飛翔機１０は、好ましくは、一対の車輪３４を有するが、三つ以上の車輪３４を有していても良い。

また、複数の支持部５０の数は、３個とされているが、２個でも良く、また、４個以上でも良い。

また、複数の支持部５０に回転可能な筒状部材がそれぞれ装着され、この複数の筒状部材を介して車輪３４が複数の支持部５０に回転可能に支持されても良い。このように構成されていると、車輪３４の回転性を向上させることができる。

また、車輪３４は、連結部材４４によって連結された複数の支持部５０に回転可能に支持されているが、この複数の支持部５０及び連結部材４４の代わりに、ボールベアリングが用いられても良い。この場合には、ボールベアリングに設けられた複数のボールが「複数の支持部」に相当する。

また、軸受部４８は、複数の支持部５０を有するが、車輪３４の周方向に沿って形成された円環状の支持部を有していても良い。

また、フレーム３２は、好ましくは、円筒かご型に形成されるが、円筒以外の形状のかご型に形成されても良い。

また、フレーム３２は、好ましくは、回転翼２２の軸方向と直交する方向を軸方向として配置されるが、回転翼２２の軸方向と直交する方向以外の方向を軸方向として配置されても良い。

また、フレーム３２は、好ましくは、一対の固定棒３８，４０及び保護棒４２の三本の棒材を有して構成されているが、四本以上の棒材を有して構成されていても良い。また、フレーム３２は、棒以外の形状の部材を有して構成されていても良い。

また、飛翔機１０は、カメラ２８を搭載しているが、カメラ２８以外の機器を搭載していても良い。

また、飛翔機本体２０は、４個の回転翼２２を有するが、回転翼２２の数は、４個以外でも良い。

また、図１１，図１２に示されるように、フレーム構造体３０は、上記第一実施形態に対し、次のように構造が変更されても良い。すなわち、図１１，図１２に示される変形例において、フレーム３２は、複数の棒材７８及び一対の支持棒８０を有して構成されている。

複数の棒材７８及び一対の支持棒８０の各両端部は、一対の連結部材４４に固定されており、複数の支持部５０は、複数の棒材７８の両端部にそれぞれ形成されている。また、一対の支持棒８０には、一対の支持アーム８２が橋渡しされており、この一対の支持アーム８２には、飛翔機本体２０（図１参照）が固定される。

このように構成されたフレーム構造体３０においても、上記第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、図１３，図１４に示されるように、フレーム構造体３０は、上記第一実施形態に対し、次のように構造が変更されても良い。すなわち、図１３，図１４に示される変形例において、連結部材４４は、スター型（放射型）に形成されており、複数の支持部５０は、連結部材４４によって連結されている。

このように連結部材４４がスター型に形成されていても、複数の支持部５０（軸受部４８）の剛性を向上させることができるので、一対の車輪３４の支持剛性を向上させることができる。

［第二実施形態］
次に、本願の開示する技術の第二実施形態を説明する。

図１５，図１６に示されるように、第二実施形態に係る飛翔機１１０は、飛翔機本体１２０と、フレーム構造体１３０とを備える。

飛翔機本体１２０は、例えば、マルチコプタであり、複数の回転翼１２２を有する。この複数の回転翼１２２は、いずれも水平に配置されており、モータ等の回転力によって回転される。飛翔機本体１２０の中央本体部１２４からは、複数のアーム１２６が水平方向に沿ってＨ字状に延びており、複数の回転翼１２２は、複数のアーム１２６の先端部にそれぞれ設けられている。飛翔機本体１２０の中央本体部１２４には、例えば、カメラ１２８等の機器が搭載される。

フレーム構造体１３０は、フレーム１３２と、一対の車輪１３４と、支持機構１３６とを有する（図１７も適宜参照）。フレーム１３２は、概略円筒かご型に形成されており、このフレーム１３２によって、飛翔機本体１２０が囲われる。フレーム１３２は、回転翼１２２の軸方向と直交する方向（水平方向）を軸方向として配置される。このフレーム１３２は、メッシュ材１３８と、一対の固定リング１４０とを有する。

メッシュ材１３８は、円筒状に形成されている。メッシュ材１３８に形成された多数の開口は、フレーム１３２の内側と外側を連通し、飛翔機本体１２０の飛翔に伴う風（回転翼１２２の回転に伴う風）を透過する連通部１４６として形成されている。

一対の固定リング１４０は、メッシュ材１３８の軸方向両端部にそれぞれ固定されている。この一対の固定リング１４０には、後述する一対の車輪１３４を支持するための一対の軸受部１４８がそれぞれ設けられている。各軸受部１４８は、複数の支持部１５０によって形成されている。各複数の支持部１５０は、固定リング１４０の軸方向に突出して形成されている。

また、固定リング１４０のリング本体１４４は、車輪１３４の周方向に沿う円環状に形成されている。各複数の支持部１５０は、リング本体１４４の周方向に略等間隔に形成されることにより、車輪１３４の周方向に間隔を空けて配置されている。この各複数の支持部１５０は、車輪１３４の周方向に沿うリング本体１４４によってそれぞれ連結されている。この第二実施形態において、リング本体１４４は、「連結部材」に相当する。

また、フレーム１３２において、一方の複数の支持部１５０と他方の複数の支持部１５０との間の部分は、メッシュ材１３８及び一対のリング本体１４４によって形成されている。このメッシュ材１３８及び一対のリング本体１４４は、一方の複数の支持部１５０と他方の複数の支持部１５０とを連結する連結部１５２として機能する。

また、メッシュ材１３８及び一対のリング本体１４４は、車輪１３４よりも僅かに小径とされている。そして、これにより、メッシュ材１３８及び一対のリング本体１４４を含むフレーム１３２の全体は、一対の車輪１３４の外周面よりも車輪１３４の径方向内側に配置されている。

一対の車輪１３４は、フレーム１３２の両端部に設けられている。この一対の車輪１３４は、各軸受部１４８を形成する複数の支持部１５０によって車輪１３４の内側から支持されることで、フレーム１３２に対して回転可能とされている。この一対の車輪１３４は、フレーム１３２の両端部に設けられることにより、飛翔機本体１２０の横幅方向の両側に配置される。

上述の各複数の支持部１５０の先端部には、抜止部材１５４がそれぞれ設けられている。各車輪１３４は、複数の抜止部材１５４及びリング本体１４４によって車輪１３４の軸方向両側から支持されており、これにより、フレーム１３２に対して抜け止めされている。

支持機構１３６は、複数の支持アーム１６０，１６２を有する。飛翔機本体１２０は、複数の支持アーム１６０，１６２を介してフレーム１３２（メッシュ材１３８）に固定される。支持機構１３６は、弾性装置を備えることにより、飛翔機本体１２０をフレーム構造体１３０に対して弾性支持する弾性支持機構として構成されていても良い。

図１６に示されるように、回転翼１２２は、水平方向に沿って見た場合に、一対の車輪１３４の回転中心の高さに配置される。また、図１５に示されるように、飛翔機１１０の重心１６４は、一対の車輪１３４の中心を結ぶ回転軸線１６６上の中央部に位置される。

以上の第二実施形態に係る飛翔機１１０は、上述の第一実施形態に係る飛翔機１０と同様の使用方法（図６〜図９参照）で使用することが可能である。

次に、第二実施形態の作用及び効果について説明する。

以上詳述したように、第二実施形態においても、飛翔機１１０は、一対の車輪１３４を備えている。そして、この飛翔機１１０は、一対の車輪１３４を対象物に接触させた状態で移動することができる。したがって、車輪１３４を備えない場合に比して、飛翔機１１０が対象物に沿って安定して移動できるので、飛翔機１１０の移動性能を向上させることができる。

また、対象物に沿って移動する際の飛翔機１１０の推進力は、回転翼１２２の回転によって得られるため、車輪１３４を駆動させるための専用の動力源も不要にできる。これにより、例えば、車輪１３４を駆動させるための専用の動力源を備える場合に比して、軽量化できると共に、飛翔機１１０の移動効率を向上させることができる。

さらに、一対の車輪１３４を対象物に接触させることにより、飛翔機１１０の安定性が増すので、撮影、観測、記録、検査、点検、運搬、塗装、マーキング等の作業をより的確に行うことができる。

また、一対の車輪１３４は、それぞれ独立して回転可能とされている。これにより、例えば、一対の車輪１３４が互いに逆向きに回転されることにより、飛翔機１１０をその場で旋回させることができるので、飛翔機１１０の機動性を向上させることができる。

また、飛翔機本体１２０は、円筒かご型に形成されたフレーム１３２に囲われるので、このフレーム１３２によって飛翔機本体１２０を保護することができる。

また、一対の車輪１３４は、飛翔機本体１２０を囲う円筒かご型のフレーム１３２の両端部に回転可能に支持されている。したがって、例えば、一対の車輪１３４が一本の車軸の両端部によって支持される場合に比して、一対の車輪１３４の支持剛性を確保することができる。これにより、例えば、飛翔機１１０の飛翔時における一対の車輪１３４の振動を抑制することができるので、飛翔機１１０の飛翔時の安定性を向上させることができる。

また、フレーム構造体１３０では、フレーム１３２が固定されたまま、一対の車輪１３４がフレーム１３２に対して回転される。したがって、例えば、フレーム１３２及び一対の車輪１３４の全体が回転する場合に比して、回転部分（すなわち、飛翔機１１０の飛翔時にジャイロ効果を発生する部分）を小さくすることができる。これにより、飛翔機１１０の飛翔に影響が生じることを抑制することができる。

また、一対の車輪１３４は、より具体的には、フレーム１３２の両端部に設けられた一対の軸受部１４８に回転可能に支持されている。この一対の軸受部１４８は、車輪１３４の周方向に間隔を空けて配置された複数の支持部１５０をそれぞれ有しており、この複数の支持部１５０で各車輪１３４を回転可能に支持する。

これにより、車輪１３４からスポークを省くことができるので、軽量化できると共に、空気抵抗も低減することができる。この結果、飛翔機１１０の飛翔性を向上させることができる共に、飛翔機１１０の耐風性能も向上させることができる。さらに、車輪１３４からスポークを省くことにより、フレーム１３２の側面の開口を確保できるので、飛翔機本体２０にカメラ１２８が搭載された場合には、このカメラ１２８の視界も拡大させることができる。

また、フレーム１３２は、メッシュ材１３８及び一対のリング本体１４４を有している。そして、一対の軸受部１４８の一方における複数の支持部１５０と、一対の軸受部１４８の他方における複数の支持部１５０とは、メッシュ材１３８及び一対のリング本体１４４によって形成された複数の連結部１５２によって連結されている。これにより、フレーム１３２の内側と外側を連通する連通部１４６をメッシュ材１３８によって確保しながら、一対の軸受部１４８の連結剛性、ひいては、一対の車輪１３４の支持剛性を向上させることができる。

また、フレーム１３２の本体部分は、メッシュ材１３８によって形成されている。これにより、フレーム構造体１３０の軽量化と、飛翔機本体１２０の保護とを両立させることができる。

また、フレーム１３２の両端部には、固定リング１４０がそれぞれ設けられており、各複数の支持部１５０は、この固定リング１４０のリング本体１４４によってそれぞれ連結されている。したがって、このリング本体１４４によって複数の支持部１５０（軸受部１４８）の剛性を向上させることができるので、一対の車輪１３４の支持剛性を向上させることができる。

また、このリング本体１４４は、車輪１３４の周方向に沿う円環状に形成されている。したがって、このことによっても、フレーム１３２の側面の開口が確保されるので、例えば、飛翔機本体１２０にカメラ１２８が搭載された場合には、このカメラ１２８の視界を拡大させることができる。

次に、第二実施形態の変形例について説明する。

上記第二実施形態において、飛翔機１１０は、好ましくは、一対の車輪１３４を有するが、三つ以上の車輪１３４を有していても良い。

また、複数の支持部１５０の数は、３個とされているが、２個でも良く、また、４個以上でも良い。

また、複数の支持部１５０は、リング本体１４４に固定されているが、リング本体１４４に対してそれぞれ回転可能とされていても良い。このように構成されていると、車輪１３４の回転性を向上させることができる。

また、車輪１３４は、固定リング１４０に形成された複数の支持部１５０に回転可能に支持されているが、この固定リング１４０の代わりに、ボールベアリングが用いられても良い。この場合には、ボールベアリングに設けられた複数のボールが「複数の支持部」に相当する。

また、軸受部１４８は、複数の支持部１５０を有するが、車輪１３４の周方向に沿って形成された円環状の支持部を有していても良い。

また、フレーム１３２は、好ましくは、円筒かご型に形成されるが、円筒以外の形状のかご型に形成されても良い。

また、フレーム１３２は、好ましくは、回転翼１２２の軸方向と直交する方向を軸方向として配置されるが、回転翼１２２の軸方向と直交する方向以外の方向を軸方向として配置されても良い。

また、飛翔機本体１２０は、４個の回転翼１２２を有するが、回転翼１２２の数は、４個以外でも良い。

［第三実施形態］
次に、本願の開示する技術の第三実施形態を説明する。

図１８に示される第三実施形態では、上述の第一実施形態に係る飛翔機１０に対して、車輪制御部２００が追加されている。車輪制御部２００は、各車輪３４に設けられた複数の突起２０２と、ストッパ２０４とを有する。ストッパ２０４は、例えば、コントローラから発せられた信号により作動するアクチュエータとされる。このストッパ２０４は、可動部２０６を有しており、この可動部２０６は、複数の突起２０２の間に挿入された状態と、複数の突起２０２の間から退避した状態とに切り替わるように進退動する。

この構成によれば、車輪制御部２００によって、車輪３４の回転を許容する状態と、車輪３４の回転を規制する状態とに切り替えることができる。したがって、例えば、飛翔機１０が飛翔する際には、ストッパ２０４を作動させて車輪３４の回転を規制することにより、車輪３４の回転に伴うジャイロ効果を抑制することができる。これにより、車輪３４の回転が飛翔機１０の飛翔に影響することを抑制することができるので、飛翔機１０の飛翔時の安定性を向上させることができる。

また、飛翔機１０が飛翔する際に、ストッパ２０４を作動させて車輪３４の回転を規制することにより、車輪３４が風を受けて回転することを抑制することができる。これにより、飛翔機１０の耐風性能も向上させることができる。

また、車輪３４が壁面や地面を転がりながら飛翔機１０が移動するときに、ストッパ２０４を作動させて車輪３４の回転を規制すれば、車輪３４にブレーキを掛けることができるので、飛翔機１０のブレーキ性能を向上させることができる。

なお、第三実施形態に係る車輪制御部２００は、上述の第二実施形態に係る飛翔機１１０（図１５，図１６）に適用されても良い。

［第四実施形態］
次に、本願の開示する技術の第四実施形態を説明する。

図１９に示される第四実施形態では、上述の第一実施形態に係る飛翔機１０に対して、次のように構造が変更されている。すなわち、飛翔機本体２０は、フレーム構造体３０の軸方向を高さ方向としてフレーム構造体３０に取り付けられている。また、この飛翔機本体２０は、回転軸２１０を介してフレーム３２の支持アーム６０に回転可能に支持されている。回転軸２１０は、フレーム３２の径方向（飛翔機本体２０の前後方向）を軸方向として配置されている。

この構成によれば、例えば、図１９に示されるように、フレーム構造体３０が壁面３１２に接触し、このフレーム構造体３０が鉛直方向を軸方向として配置された状態でも、飛翔機本体２０を左右どちらかに傾斜させることができる。これにより、壁面３１２との接触による一対の車輪３４の回転を伴いながら、飛翔機１０を壁面３１２に沿って水平方向に移動させることができる。

なお、上記第四実施形態に係る回転軸２１０を有する構造は、上述の第二及び第三実施形態に適用されても良い。

［第五実施形態］
次に、本願の開示する技術の第五実施形態を説明する。

図２０に示される第五実施形態では、上述の第一実施形態に係る飛翔機１０に対して、次のように構造が変更されている。すなわち、飛翔機本体２０は、回転軸２２０を介してフレーム３２の支持アーム６０に回転可能に支持されている。回転軸２２０は、フレーム３２の径方向（飛翔機本体２０の高さ方向）を軸方向として配置されている。

この構成によれば、例えば、図２０に示されるように、平面視にて壁面３１２の斜め方向から飛翔機１０が壁面３１２に接近した場合でも、フレーム構造体３０の一部（例えば、一方の車輪３４）が壁面３１２に接触することで、フレーム構造体３０を飛翔機本体２０に対して回転させることができる。これにより、一対の車輪３４を壁面３１２に円滑に接触させることができる。

なお、図２１に示されるように、第五実施形態において、飛翔機１０には、姿勢制御部２２２が備えられても良い。姿勢制御部２２２は、フレーム３２に対する飛翔機本体２０の相対回転を許容する状態と、フレーム３２に対する飛翔機本体２０の相対回転を規制する状態とに切り替わるアクチュエータとされている。この姿勢制御部２２２により、飛翔機本体２０は、フレーム３２に対して任意の姿勢で固定される。

この構成によれば、車輪３４の向きとは独立して、飛翔機本体２０の姿勢を固定することができる。これにより、例えば、飛翔機本体２０を任意の姿勢で固定することにより、飛翔機本体２０に搭載されたカメラ２８の方向を制御することが可能になる。

以上の第五実施形態に係る回転軸２２０を有する構造は、上述の第二及び第三実施形態に適用されても良い。また、第五実施形態に係る姿勢制御部２２２は、上述の第二乃至第四実施形態に適用されても良い。

［第六実施形態］
次に、本願の開示する技術の第六実施形態を説明する。

図２２に示される第六実施形態では、上述の第一実施形態に係るフレーム構造体３０に対して、車輪３４の構造が変更されている。すなわち、第六実施形態では、車輪３４にオムニホイールが用いられている。この車輪３４は、複数の回転体２３０を有している。この複数の回転体２３０は、車輪３４の接線方向を軸方向する回転軸によって回転可能に支持されている。

この構成によれば、例えば、図２３に示されるように、フレーム構造体３０が水平方向を軸方向として配置されている場合でも、複数の回転体２３０の回転により飛翔機１０を水平方向に移動させることができる。この結果、飛翔機１０の機動性を向上させることができる。

なお、第六実施形態に係る車輪３４の構造（オムニホール）は、上述の第二乃至第五実施形態に適用されても良い。

以上、本願の開示する技術の第一乃至第六実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

なお、上述の本願の開示する技術の第一乃至第六実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
回転翼を有する飛翔機本体を囲うと共に、前記飛翔機本体が固定されるフレームと、
前記フレームに回転可能に支持された複数の車輪と、
を備える飛翔機のフレーム構造体。
（付記２）
前記フレームは、前記フレームの内側と外側を連通する連通部を有する、
付記１に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記３）
前記フレームは、筒かご型に形成されている、
付記１又は付記２に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記４）
前記フレームは、前記回転翼の軸方向と直交する方向を軸方向として配置される、
付記１〜付記３のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記５）
前記フレームには、各前記車輪を支持する複数の軸受部が設けられ、
各前記軸受部は、前記車輪の周方向に間隔を空けて配置された複数の支持部を有し、前記複数の支持部で前記車輪を回転可能に支持する、
付記１〜付記４のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記６）
前記フレームは、一の前記軸受部における前記複数の支持部と、他の前記軸受部における前記複数の支持部とを連結する連結部を有する、
付記５に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記７）
前記複数の支持部は、前記車輪の内側から前記車輪を支持する、
付記５又は付記６に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記８）
前記複数の支持部は、連結部材によって連結されている、
付記５〜付記７のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記９）
前記連結部材は、前記車輪の周方向に沿う円環状に形成されている、
付記８に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１０）
前記フレームは、前記フレームの軸方向に延びる複数の棒材を有し、
前記複数の支持部は、前記複数の棒材の端部に形成されている、
付記５〜付記９のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１１）
前記複数の棒材は、
前記飛翔機本体が固定される一対の固定棒と、
前記一対の固定棒とで前記飛翔機本体を囲う保護棒と、
を含む、
付記１０に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１２）
前記フレームは、筒状のメッシュ材を有する、
付記１〜付記９のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１３）
前記フレームは、前記複数の車輪の外周面よりも前記車輪の径方向内側に配置されている、
付記１〜付記１２のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１４）
前記車輪は、発泡材により形成されている、
付記１〜付記１３のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１５）
前記フレームに対して前記飛翔機本体を弾性支持する弾性支持機構をさらに備える、
付記１〜付記１４のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１６）
前記車輪の回転を許容する状態と、前記車輪の回転を規制する状態とに切り替わる車輪制御部をさらに備える、
付記１〜付記１５のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１７）
前記車輪は、オムニホイールである、
付記１〜付記１６のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
（付記１８）
回転翼を有する飛翔機本体と、
付記１〜付記１７のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体と、
を備える飛翔機。
（付記１９）
前記飛翔機本体は、カメラを有し、
前記カメラは、前記フレームに囲われている、
付記１８に記載の飛翔機。
（付記２０）
前記フレームは、水平方向に配置され、
前記回転翼は、水平方向に沿って見た場合に、前記複数の車輪の回転中心の高さに配置されている、
付記１８又は付記１９に記載の飛翔機。
（付記２１）
前記複数の車輪は、前記フレームの軸方向両端部に配置された一対の車輪を有し、
前記飛翔機の重心は、前記一対の車輪の中心を結ぶ回転軸線上の中央部に位置する、
付記１８〜付記２０のいずれか一項に記載の飛翔機。
（付記２２）
前記フレームに対して前記飛翔機本体を回転可能に支持する回転軸をさらに備える、
付記１８〜付記２１のいずれか一項に記載の飛翔機。
（付記２３）
前記フレームに対する前記飛翔機本体の相対回転を許容する状態と、前記フレームに対する前記飛翔機本体の相対回転を規制する状態とに切り替わる姿勢制御部をさらに備える、
付記２２に記載の飛翔機。
（付記２４）
付記１８〜付記２３のいずれか一項に記載の飛翔機を用い、橋、建物、トンネル、屋根、梯子、電柱、煙突、大型旅客機、その他の構造物、及び、地面の少なくともいずれかの対象物に前記複数の車輪を接触させると共に前記回転翼を回転させ、前記複数の車輪の回転を伴いながら前記飛翔機を前記対象物に沿って移動させることを含む、
飛翔機の使用方法。
（付記２５）
付記１８〜付記２３のいずれか一項に記載の飛翔機を用い、前記飛翔機を水面に浮かべると共に前記回転翼を回転させ、前記飛翔機を前記水面に沿って移動させることを含む、
飛翔機の使用方法。
（付記２６）
前記飛翔機を移動させながら、撮影、観測、記録、検査、点検、運搬、塗装、マーキング、及び、その他の作業の少なくともいずれかを前記飛翔機に行わせることを含む、
付記２４又は付記２５に記載の飛翔機の使用方法。

１０ 飛翔機
２０ 飛翔機本体
２２ 回転翼
２８ カメラ
３０ フレーム構造体
３２ フレーム
３４ 車輪
３８ 固定棒（棒材の一例）
４０ 固定棒（棒材の一例）
４２ 保護棒（棒材の一例）
４４ 連結部材
４８ 軸受部
５０ 支持部
５２ 連結部
１１０ 飛翔機
１２０ 飛翔機本体
１２２ 回転翼
１２８ カメラ
１３０ フレーム構造体
１３２ フレーム
１３４ 車輪
１３８ メッシュ材
１４０ 固定リング
１４４ リング本体（連結部材の一例）
１４８ 軸受部
１５０ 支持部
１５２ 連結部

Claims (11)

1. 回転翼を有する飛翔機本体を囲うと共に、前記飛翔機本体が固定されるフレームと、
   前記フレームに回転可能に支持された複数の車輪と、
   を備える飛翔機のフレーム構造体。
2. 前記フレームには、各前記車輪を支持する複数の軸受部が設けられ、
   各前記軸受部は、前記車輪の周方向に間隔を空けて配置された複数の支持部を有し、前記複数の支持部で前記車輪を回転可能に支持する、
   請求項１に記載の飛翔機のフレーム構造体。
3. 前記フレームは、一の前記軸受部における前記複数の支持部と、他の前記軸受部における前記複数の支持部とを連結する連結部を有する、
   請求項２に記載の飛翔機のフレーム構造体。
4. 前記複数の支持部は、連結部材によって連結されている、
   請求項２又は請求項３に記載の飛翔機のフレーム構造体。
5. 前記連結部材は、前記車輪の周方向に沿う円環状に形成されている、
   請求項４に記載の飛翔機のフレーム構造体。
6. 前記フレームは、前記フレームの軸方向に延びる複数の棒材を有し、
   前記複数の支持部は、前記複数の棒材の端部に形成されている、
   請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体。
7. 前記複数の棒材は、
   前記飛翔機本体が固定される一対の固定棒と、
   前記一対の固定棒とで前記飛翔機本体を囲う保護棒と、
   を含む、
   請求項６に記載の飛翔機のフレーム構造体。
8. 回転翼を有する飛翔機本体と、
   請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の飛翔機のフレーム構造体と、
   を備える飛翔機。
9. 請求項８に記載の飛翔機を用い、橋、建物、トンネル、屋根、梯子、電柱、煙突、大型旅客機、その他の構造物、及び、地面の少なくともいずれかの対象物に前記複数の車輪を接触させると共に前記回転翼を回転させ、前記複数の車輪の回転を伴いながら前記飛翔機を前記対象物に沿って移動させることを含む、
   飛翔機の使用方法。
10. 請求項８に記載の飛翔機を用い、前記飛翔機を水面に浮かべると共に前記回転翼を回転させ、前記飛翔機を前記水面に沿って移動させることを含む、
    飛翔機の使用方法。
11. 前記飛翔機を移動させながら、撮影、観測、記録、検査、点検、運搬、塗装、マーキング、及び、その他の作業の少なくともいずれかを前記飛翔機に行わせることを含む、
    請求項９又は請求項１０に記載の飛翔機の使用方法。