JP2018039374A

JP2018039374A - 着陸装置

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Publication number: JP2018039374A
Application number: JP2016174817A
Authority: JP
Inventors: 守朗中山; Moriaki Nakayama; 将弘田中; Masahiro Tanaka; 健輔進藤; Kensuke Shindo; 田中　貞朗; Sadao Tanaka; 貞朗田中; 神山　憲; Ken Kamiyama; 憲神山
Original assignee: Secom Co Ltd
Current assignee: Secom Co Ltd
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2036-09-07
Also published as: JP6776068B2

Abstract

【課題】着陸面側の構造等に起因して着陸時に飛行装置がバランスを崩しにくく、着陸後に所定位置に飛行装置を安定して誘導できる着陸装置を提供する【解決手段】着陸面４０を有する基台３の開口部４１には、ガイド部１１ａ、ｂと嵌合部３０が設けられている。ガイド部が非突出状態のとき、ガイド部と嵌合部の凸部３１は着陸面と同一面を形成し、着陸面に凹凸は少ない。飛行装置２が安定して着陸した後、嵌合部が上昇し、嵌合部の凹部に押されたガイド部が立ち上がる。ガイド部が飛行装置の着陸脚１０の内側に掛止して飛行装置を所定位置に案内・固定し、嵌合部の凹部にある給電端子８が飛行装置の受電端子７に接続される。【選択図】図２

Description

本発明は、飛行装置が着陸するための基地となる着陸装置に係り、特に着陸した飛行装置の位置を矯正して正規位置に設定する位置決め機構を備えた着陸装置において、当該位置決め機構のために飛行装置の着陸動作が不安定化しないようにした発明に関するものである。

従来から、様々な用途で無人の飛行装置が使用されている。このような飛行装置は、着陸を行うための着陸装置と共に用いることがあり、このような着陸装置のなかには、飛行装置の着陸中に飛行装置に対して給電や通信等を自動的に行い、飛行装置が次の離陸に備えるようにする機能を備えたものがある。

そのような機能を有する着陸装置においては、着陸中の飛行装置に充電や通信を行うため、飛行装置を着陸装置上の所定位置に固定する必要がある。このように、着陸装置において飛行装置を固定する従来技術としては、例えば下記特許文献１が知られている。

下記特許文献１には、ＶＴＯＬ機１０１（飛行装置）を捕獲して所定位置に保持する捕獲システム１０２（着陸装置）の発明が開示されている。この発明において、ＶＴＯＬ機１０１には、捕獲システム１０２に係合する捕獲バー１１２が設けられている。これに対し、捕獲システム１０２は、ＶＴＯＬ機１０１を捕獲して保持するための捕獲プレート１２０を有している。この捕獲プレート１２０は、ＶＴＯＬ機１０１を保持状態に案内するため、ＶＴＯＬ機１０１の輪郭の形状を備えており、ＶＴＯＬ機１０１を捕獲する面にはＶＴＯＬ機１０１の捕獲バー１１２と係合する捕獲ジョー１２２が突出して設けられている。捕獲プレート１２０は、ＶＴＯＬ機１０１とのドッキング時に、ＶＴＯＬ機１０１の捕獲バー１１２が捕獲ジョー１２２の位置に来るようにＶＴＯＬ機１０１を案内し、捕獲ジョー１２２を作動させて捕獲バー１１２に係合させ、ＶＴＯＬ機１０１を捕獲システム１０２（着陸装置）の所定位置に保持する。

特開２００９−２２７２７０号公報

しかしながら、前記従来技術の捕獲システム１０２（着陸装置）は、飛行装置が着陸する着陸面（捕獲プレート１０１）が起伏に富んだ立体的な形状となっている上、飛行装置と嵌合して所定位置に固定するための嵌合部（捕獲ジョー１２２）が着陸面上に常時突出しているため、風などの影響を受けやすい飛行装置にとっては、着陸する際に着陸面から突出した捕獲ジョー１２２等に不正規な態様で接触すれば姿勢を崩しかねず、着陸する位置に関して高度な飛行制御が要求されるという問題がある。

本発明は、以上説明した従来の技術における課題を解決することを目的としており、飛行装置の着陸位置に誤差が出たとしても、着陸面側の何らかの構造又は部材等に接触してバランスを崩すといった不具合が発生しにくく、着陸装置の所定位置に飛行装置を安定して誘導できる着陸装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載された着陸装置は、
着陸した飛行装置を所定位置に固定する着陸装置であって、
前記飛行装置が着陸するための着陸面を有する着陸部と、
前記着陸部に設けられ、前記着陸面から突出することにより前記着陸した飛行装置と係合して当該飛行装置を前記所定位置に案内するガイド部と、を備え、
前記ガイド部は、前記着陸面から突出していない非突出状態においては前記着陸面と同一面を形成することを特徴とする。

請求項２に記載された着陸装置は、請求項１記載の着陸装置において、
前記着陸部には、前記ガイド部が設けられた開口部が形成されており、
前記ガイド部は、前記非突出状態においては前記開口部から突出していないことを特徴とする。

請求項３に記載された着陸装置は、請求項３に記載の着陸装置において、
前記開口部から前記着陸部の上方に突出することで前記飛行装置と嵌合して当該飛行装置を前記所定位置に固定する嵌合部を備えることを特徴とする。

請求項４に記載された着陸装置は、請求項３に記載の着陸装置において、
前記嵌合部は、前記飛行装置と嵌合した状態において前記飛行装置と接続される接続部を有し、
前記ガイド部は、前記非突出状態においては前記接続部を覆うことを特徴とする。

請求項５に記載された着陸装置は、請求項３又は請求項４に記載の着陸装置において、
前記嵌合部は、前記飛行装置と嵌合するための凸部と凹部を有し、
前記ガイド部が前記非突出状態にある場合には、前記凸部は前記開口部から露出して前記着陸面と同一面を形成し、前記凹部は前記ガイド部に隠蔽されることを特徴とする。

請求項６に記載された着陸装置は、請求項３から請求項５の何れか一項に記載の着陸装置において、
前記ガイド部は、
前記開口部の縁部に可動部を介して移動自在に設けられ、
前記非突出状態において前記嵌合部に支持され、
前記嵌合部の突出に連動して前記開口部より突出することを特徴とする。

請求項１に記載された着陸装置によれば、着陸面の所定位置に飛行装置を案内するためのガイド部が非突出状態にあるとき、ガイド部は着陸面と同一面を形成しており、着陸面の凹凸は少ない状態にある。この状態で、飛行装置が着陸面に着陸を試みれば、飛行装置がガイド部に引っ掛かることはない。従って、このような引っ掛かりによって着陸時にバランスを崩したり、ガイド部による所定位置への案内が困難な位置に着陸してしまうといった問題を避けることができる。このように、着陸部の着陸面の所定位置に飛行装置を案内して固定する機構であるガイド部を着陸部に備えつつも、着陸面への飛行装置の安定した着陸動作が可能となる。

請求項２に記載された着陸装置によれば、ガイド部と着陸面が同一平面を形成する状態から、ガイド部が飛行装置を案内するために着陸面から突出するという作用を、着陸部に形成した開口部にガイド部を設けるという簡素な構造で実現することができる。

請求項３に記載された着陸装置によれば、着陸面に設けた開口部を、ガイド部を設けるためのスペースとしてだけでなく、飛行装置を所定位置に固定するための嵌合部が上方に突出する際に通過するスペースとしても共用できる。これにより、ガイド部に加えてさらに飛行装置を所定位置に固定する嵌合部を備えつつも、飛行装置の安定した着陸動作が可能となるように着陸面の凹凸を少なくする構造を簡易な構成で実現できる。

請求項４に記載された着陸装置によれば、飛行装置のバッテリーに充電したり、飛行装置との間で通信したり等するための端子として接続部を着陸面上に設けることとしても、この接続部が非突出状態にある場合にはガイド部で覆う位置にあることから、飛行装置が着陸する際には着陸面を平面状のような凹凸が少ない状態に保つことができる。

請求項５に記載された着陸装置によれば、非突出状態では嵌合部の凸部が露出して着陸面と同一面を形成し、凹部は着陸面と同一面を形成するガイド部で覆われる構造であり、ガイド部は嵌合部の全面を覆うのではないため、ガイド部の形状・面積は、凹部に相当する部分に合せて決めればよい。従って、そのような形状・面積のガイド部が着陸面から突出する高さは、ガイド部が嵌合部の全面を覆うような形状とされている場合に比べてより低く抑えることができ、飛行装置を案内し、嵌合するために要するガイド部の構造をよりコンパクトにすることができる。また、ガイド部によって覆われる接続部は凹部に設ける構成とすることができる。

請求項６に記載された着陸装置によれば、着陸面と同一面を形成する位置にあるガイド部を飛行装置に向けて突出させるための部材を、飛行装置に嵌合して固定するための嵌合部が兼ねることになるので、必要な部材を少なくすることができる。

着陸状態にある実施形態の離着陸装置と着陸直前の飛行装置の斜視図である。実施形態の離着陸装置の一部と、これに着陸しようとする着陸直前の飛行装置の一部の斜視図である。実施形態の離着陸装置の一部と、これに着陸した飛行装置の一部の斜視図である。実施形態の離着陸装置の一部と、これに着陸した飛行装置の一部の斜視図であって、飛行装置がガイド部によって図３に示す位置から移動している状態を示す図である。実施形態の離着陸装置の一部を示す斜視図であって、図４に示す状態での嵌合部を明示するためにガイド部を省略した図である。実施形態の離着陸装置の一部と、これに着陸した飛行装置の一部の斜視図であって、図５に示す状態からガイド部及び嵌合部がさらに突出し、飛行装置が所定位置に固定された状態を示す図である。実施形態の離着陸装置の一部と、これに着陸した飛行装置の一部の断面図であって、ガイド部による飛行装置の案内及び固定の動作を示した図である。

本発明の第１実施形態を図１〜図６を参照して説明する。
本実施形態の離着陸装置１は、本発明の着陸装置の機能を含むもので、無人で飛行する飛行装置２が離着陸を行う基地となる装置である。離着陸装置１は、着陸した飛行装置２を所定位置に固定して目的に応じた接続動作を自動的に行い、例えばバッテリーへの充電や、制御装置への情報の書き込み、又は制御装置からの情報の読み出し等の作業を行うための装置である。詳細は後述するが、図１に示すように、離着陸装置１は、飛行装置２の着陸部である基台３を備えており、着陸した飛行装置２が位置決めされる所定位置が上面の中央に設定されている。飛行装置２は、通常この基台３の中央を目標となる所定位置として着陸するように飛行制御される。

１．飛行装置２について
図１に示す飛行装置２について説明する。
飛行装置２は、丸形の本体４と、本体４の頂部付近に平面視十字型の配置で設けられた４本の保持部５と、各保持部５の先端に設けられた回転翼６を有している。４本の保持部５は、本体４から外方向けて斜め下方に突出しており、周方向については上述の通り等角度間隔で配置されている。また、各保持部５の先端に設けられた回転翼６は、その回転面が略水平となっている。従って、回転翼６が下方に向けて気流を発生させれば、回転面の上側の気圧が下側よりも低下し、揚力が発生して飛行装置２が浮上し、飛行することができる。

なお、図示はしないが、この飛行装置２は、内部に充電可能な電池を備えており、前記回転翼６を駆動する図示しないモータに電流を供給することができる。そして、この電池は、図示しない充電回路を介して、図２に示すように本体４の底面に設けられた受電端子７に接続されている。詳細は後述するが、離着陸装置１に着陸して所定位置に位置決めされた飛行装置２の前記受電端子７は、離着陸装置１の嵌合部３０に設けられた接続部としての給電端子８に接続される。

さらに、この飛行装置２は、その目的に応じた種々の機器等を搭載している。例えば、警備用の飛行装置２であれば、監視カメラや視界を照らすための照明装置、通信装置、スピーカー等を搭載していてもよい。また、飛行装置２は、これらの機器等及び前記モータを制御する図示しない制御部を備えている。なお、受電端子７に替えて、飛行装置２に送受信端子部を設け、給電端子８に替えて離着陸装置１に他の接続部である送受信端子部を設け、着陸時に両者を結合させ、離着陸装置１の制御部と飛行装置２の制御部の間で、情報の読み出し、書き込み等、何らかの通信又は情報の交換等を行うようにしてもよい。すなわち、離着陸装置１と飛行装置２の接続の目的は問わない。

図１及び図２に示すように、飛行装置２の本体４の底面側には、２対の連結材９を介して着陸脚１０が取り付けられている。着陸脚１０は、正六角形の環状の板体である。詳細は後述するが、図２に示すように、飛行装置２の着陸部である基台３には、ガイド部１１と称する６個の板状の部材が設けられており、これが上方に突出して着陸脚１０の内側に引っ掛かり、ガイド部１１の動作に従って着陸脚１０が操作されることにより、飛行装置２を基台３の中央の所定位置に位置決めするようになっている。

２．離着陸装置１の構成
離着陸装置１の構成を図１〜図６を参照して説明する。なお、図２〜図６においては、図形表現の煩雑さを避けるとともに、発明を視覚的に認識しやすくするため、飛行装置２については、着陸脚１０と、連結材９と、受電端子７のみを図示するものとする。また、離着陸装置１については、可動体２５を省略した基台３を中心とした構成を図示するものとする。
まず、図１を参照して離着陸装置１の駆動機構を中心に説明する。
図１に示すように、離着陸装置１は、装置本体としてのフレーム１５を有している。フレーム１５は中空の箱型であり、内部には円筒状の案内部１６が一体に設けられ、案内部１６は略円形の開口１７を介してフレーム１５の内外を連通させている。フレーム１５の内部には、その底部上に駆動部１８が設けられている。駆動部１８は、上下方向に伸縮するリンク機構１９と、これを作動させる図示しないアクチュエータを備えている。なお、図示はしないが、このフレーム１５の内部には、本装置の各部を制御するための装置、機構、制御部等が設けられており、当該各部に接続されている。

リンク機構１９の上端には図示しない昇降台が固定されている。図１では、この昇降台は後述する移動台２０の下に隠れている。昇降台は円形の板体であり、その直径は案内部１６の内径よりも小さい。従って、リンク機構１９を伸縮させれば、昇降台は、案内部１６の内部で案内部１６の内面に接触することなく昇降することができる。この昇降台の上には、複数本の支持柱２２を介して、着陸部としての基台３が固定されている。この基台３は円形の板体であり、その直径は案内部１６の内径よりも若干小さい。この基台３の周縁には、その全周に花弁状の可動体２５が連結されている。可動体２５は、基台３の着陸面に着陸した飛行装置２を中心に寄せるための部材である。可動体２５は、その下端においてヒンジで基台３に回動可能に連結されており、図１に示すような外方に拡がった開放状態と、これよりも内方に回動して窄まった状態となる収納状態との間で移動することができる。すなわち、リンク機構１９が伸展して基台３を最も上方の離着陸位置に位置すれば、可動体２５は最も外方に拡がった開放状態となり（図１参照）、リンク機構１９を縮退させて基台３が最も下方の収納位置に位置すれば、可動体２５は案内部１６内に引き込まれて収納状態となる。

昇降台と基台３の間には、支持柱２２に挿通された移動台２０が設けられている。移動台２０は、昇降台と基台３の間を支持柱２２に沿って移動できるように構成されている。移動台２０は円形であり、その直径は案内部１６の内径とほぼ同じである。従って、リンク機構１９を伸縮させれば、昇降台に載った移動台２０は、案内部１６の内部で案内部１６の内面に沿って昇降することができる。

また、案内部１６の内周面には、その上半部分に、ストッパ２４が設けられている。ストッパ２４は、円環状の部材であり、案内部１６の内周面よりも内方に突出している。なお、ストッパ２４は、円環を周方向に分割した部材の幾つかを、周方向について等間隔で全周にわたり配置した構成であってもよい。この円環状のストッパ２４の内径は前記昇降台の外径より大きく、移動台２０の外径よりも小さい。従って、図１に示すように、リンク機構１９が上方に伸展して昇降台及び移動台２０が案内部１６の開口付近に達し、基台３が最も上方の位置である離着陸位置に位置した状態では、移動台２０は昇降台の上に載置されて基台３との間隔が最も大きくなっている。逆に、図示はしないが、リンク機構１９が下方に縮退すると、昇降台及び基台３と共に移動台２０も下降するが、昇降台はストッパ２４とは干渉しない。そして、昇降台が最も下方の収納位置に至る手前で、移動台２０は前記ストッパ２４に掛止するため、これよりも下降する昇降台から離れ、その結果、昇降台と共にさらに下降する基台３が上方から移動台２０に接近することになる。詳細は後述するが、基台３の中央には開口部４１が設けられており、移動台２０の中央には嵌合部３０が設けられているため、このようにリンク機構１９が下方に縮退し、基台３が下降して移動台２０に相対的に接近すると、嵌合部３０が基台３の開口部４１から上方に突出することになる。

次に、図２〜図６を参照して離着陸装置１に設けられた飛行装置２の案内、固定機構を中心に説明する。
図２及び図５に示すように、着陸部としての基台３は、飛行装置２の回転翼６が発生させる風を通過させる等のために多数の孔２６（一部のみ図示し、他は省略する。）を形成した板状の部材であり、その上面が飛行装置２の着陸面４０となっている。着陸面４０の中心には、下方に貫通した大略六角形の開口部４１が形成されており、開口部４１の縁部の各縁辺ごとに切欠き４２が形成されている。開口部４１の縁部には、切欠き４２に設けられたヒンジ等の可動部４３を介して、６個のガイド部１１が回動自在に取り付けられている。６個のガイド部１１は、高さに対して上底及び下底が長い略台形状の２個のガイド部１１ａと、三角形の一辺を切欠いて段部を設けたような尖鋭形状の４個のガイド部１１ｂから構成されている。これらのガイド部１１（ガイド部１１はガイド部１１ａ，１１ｂの総称である。）は、開口部４１内に配置した際には、開口部４１の縁辺に沿った部分を閉塞し、開口部４１の中央に砂時計形の隙間を生じるような形状に組み合わされる。これらのガイド部１１は、開口部４１の内部に配置されて着陸面４０と同一面を構成する非突出状態と、着陸面４０及び開口部４１よりも上方に突出する突出状態との間で回動可能である。そして、詳細は後述するが、ガイド部１１は、基台３が離着陸位置にある場合には、基台３の上面である着陸面４０及び開口部４１から突出せずに着陸面４０と同一面となる非突出状態となり、また、飛行装置２をフレーム１５内に収容する際には、着陸面４０の上方に突出してゆくことで、飛行装置２の着陸脚１０に係合して飛行装置２を所定位置に案内し固定する。ここで飛行装置２が固定されるべき基台３上の所定位置とは、飛行装置２の六角形の着陸脚１０の内縁が、基台３の六角形の開口部４１に略一致するような位置である。

図２及び図５に示すように、基台３の下方にある嵌合部３０は、平面視において基台３の開口部４１に相当する位置に配置されている。この嵌合部３０は、開口部４１から着陸面４０の上方に突出することによって飛行装置２の受電端子７と接続されて給電を行うとともに、飛行装置２との嵌合関係によって当該飛行装置２を前記所定位置に固定する機能を有する。

図２及び図５に示すように、嵌合部３０の上端部には、飛行装置２と嵌合するための凸部３１と凹部３２が形成されている。凸部３１は中央にあり、凹部３２は凸部３１の両側にそれぞれ形成されている。凸部３１は、非突出状態にあるガイド部１１が開口部４１内で区画する前記砂時計形の隙間と略同一形状である。また、各凹部３２は、非突出状態にある各２個のガイド部１１ｂ，１１ｂが構成する形状と略同一形状である。また、各凹部３２には、飛行装置２の受電端子７に接続される給電端子８が、凹部３２よりもやや低い位置にそれぞれ設けられている。

図２に示すように、基台３が離着陸位置にあってガイド部１１が非突出状態である際には、嵌合部３０の凸部３１はガイド部１１に隠されることなく露出しており、凸部３１とガイド部１１は共に開口部４１内にあって着陸面４０と同一平面を形成している。その時には、ガイド部１１は凹部３２の上に載って凹部３２によって支持されている。別の表現をすれば、凹部３２及び凹部３２に設けられた給電端子８は、ガイド部１１によって覆われている。

図６に示すように、基台３が収納位置に下がって基台３が移動台２０（図１参照）に相対的に接近した状態になると、嵌合部３０が基台３の開口部４１から上方に突出し、ガイド部１１ａ，１１ｂを上方に押し上げて着陸面４０から突出させる。その時には、ガイド部１１は飛行装置２を所定位置に位置決めしており、飛行装置２の受電端子７は嵌合部３０の凹部３２にある給電端子８（図６中、受電端子７の下にある。）に接続される。

なお、以上説明した本実施形態の構成において、ガイド部１１は基台３の開口部４１の縁部に可動部４３で回動可能に取り付けられ、着陸面４０から突出できるようになっていたが、このようにガイド部１１と開口部４１の間には機構的な係わりがあってもよいし、なくてもよい。すなわち、ガイド部１１が基台３側と全く機械的に連結されていない構造によってガイド部１１が着陸面４０から突出できるようにしてもよい。

また、本実施形態の構成では、嵌合部３０が開口部４１から突出する作用は、基台３が嵌合部３０に対して下降することで実現していたが、これとは逆に嵌合部３０が基台３に対して上昇することで前記作用を得てもよい。さらに、嵌合部３０と基台３が互いに接近することで前記作用を得てもよい。

次に、図２〜図６を参照して離着陸装置１に飛行装置２が着陸し、当該飛行装置２が着陸面４０の所定位置に案内されて固定されるまでの作用について説明する。

図２に示すように、基台３が離着陸位置に位置していると、ガイド部１１と嵌合部３０の凸部３１は、共に開口部４１内に位置し、着陸面４０と同一面を形成する。従って、着陸面４０はほぼ平坦な状態となり、着陸面４０から突出している部材や、大きな面積にわたって深く窪んだ場所は存在していない。このため、着陸面４０に着陸しようとした飛行装置２の着陸脚１０がそのような場所に引っ掛かり、飛行装置２がバランスを崩したり、ガイド部１１による所定位置への案内が困難な位置に着陸してしまうといった問題は発生しにくい。このように、着陸面４０の所定位置に飛行装置２を案内して固定するために着陸面４０から突出する機能を備えたガイド部１１を備えつつも、着陸面４０への飛行装置２の安定した着陸動作が可能となる。

なお、着陸面４０に着陸しようとした飛行装置２の着陸脚１０が何かに引っ掛かることにより生じる問題としては、さらに具体的に挙げれば次のような事象が挙げられる。例えば、着陸時に風によって機体が揺れることで、着陸脚１０が着陸面４０から突出しているもの又は窪んだ場所に衝突又は引っ掛かる等してバランスを崩す事象や、着陸面４０に何かが突出して段差ができている部分や窪んだ場所に着陸脚１０が乗って飛行装置２がバランスを崩す事象などが考えられる。

図３に示すように、飛行装置２が着陸面４０に着陸する。この場合、飛行装置２は所定位置からやや外れた位置に着陸したとする。

図４及び図５に示すように、ガイド部１１が非突出状態から着陸面４０の上方に突出をし始める。これは、図１において、リンク機構１９が下方に縮退することにより、基台３が下降して移動台２０に相対的に接近しているため、嵌合部３０が基台３の開口部４１を通過して上方に移動しており、この嵌合部３０によってガイド部１１が押し上げられるためである。着陸面４０から徐々に突出するガイド部１１が、飛行装置２の六角形の着陸脚１０の内側に入り込んで着陸脚１０がガイド部１１の斜辺と係り合うことで、着陸脚１０の位置を所定位置へと案内していく。

図６に示すように、基台３が収納位置に位置すると、嵌合部３０が開口部４１から上限位置まで突出した状態となり、各ガイド部１１は着陸面４０から垂直に近くなるまで立ち上がった状態となる。このとき、着陸脚１０は、その内縁が開口部４１に略一致する位置まで移動しており、これにより飛行装置２は所定位置に位置することとなる。また、嵌合部３０の凹部３２にある給電端子８は、飛行装置２の受電端子７に接続されている。

なお、図３〜図６に示す過程においては、可動体２５が窄まることにより、飛行装置２が所定位置を大きく外れた場合でも、飛行装置２を所定位置に大まかに誘導することができ、その後のガイド部１１による所定位置への案内及び固定に円滑につなげることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ガイド部１１が非突出状態にあるとき、ガイド部１１は着陸面４０と同一面を形成しており、着陸面４０の凹凸は少ない。すなわち、ガイド部１１は着陸面４０から突出しておらず、また着陸面４０に大きな穴部などもない。従って、飛行装置２を着陸面４０の所定位置に案内して固定するガイド部１１と、飛行装置２を所定位置に固定する嵌合部３０を基台３に装備しているにも係わらず、これら各部が互いに精妙に組み合わされたコンパクトで簡素な構成とされているため、飛行装置２の着陸面４０はほぼ平坦な面となっている。従って、飛行装置２を案内、固定する機構を着陸面４０上に備えながらも、飛行装置２が着陸する際にガイド部１１や着陸面４０の穴部などに引っ掛かりにくくなり、引っ掛かりによってバランスを崩したり、所定位置から大きく離れた位置へ着陸してしまう可能性を小さくできる。また、離陸時にも同様の効果が得られる。

また、本実施形態によれば、飛行装置２のバッテリーに充電する給電端子８は、非突出状態においてはガイド部１１で覆われるため、着陸面４０を平面状のような凹凸が少ない状態に保ちつつ、この給電端子８を保護することができる。

また、本実施形態によれば、非突出状態では凸部３１が着陸面４０と同一面となり、凹部３２は着陸面４０と同一面を形成するガイド部１１で覆われるため、ガイド部１１の形状や大きさは、凹部３２に相当する部分に合せて形成すればよい。このため、開口部４１においてガイド部１１だけで着陸面４０と同一面を形成する場合と比べて、ガイド部１１が着陸面４０から突出する高さを低く抑えることができ、飛行装置２を案内、固定するガイド部１１の構造をよりコンパクトにすることができる。また、飛行装置２の着陸脚１０の高さを低く設計することができる。

また、本実施形態によれば、ガイド部１１を飛行装置２に向けて突出させるための手段として、飛行装置２に嵌合して固定するための嵌合部３０を兼用する構造としたため、必要な部材を少なくすることができる。

本実施形態では、基台３には可動体２５が設けられており、基台３に飛行装置２が着陸した後、基台３を収納位置に下降させることで可動体２５を窄め、着陸した飛行装置２を所定位置に大まかに誘導することができる例を示した。しかし、飛行装置２の着陸性能に十分な精密性がある場合や、風等の影響の少ない環境で着陸する場合などで、図３に示したように飛行装置２を所定位置又はその近傍に着陸させることができるのであれば、可動体２５の機構は必ずしも必要ではない。但し、可動体２５の有無に係わらず、また精度の高い着陸を行えるとしても、着陸面４０に何らかの突出物又は穴部があれば、飛行装置２がこれに引っ掛かってバランスを崩したり、着陸位置を大きく外れる不具合は可能性を否定できないため、本発明は有用である。

本発明の第２実施形態を図７を参照して説明する。
第１実施形態の離着陸装置１’では、基台３に貫通した開口部４１があり、ガイド部１１は開口部４１の縁部に取り付けられ、開口部４１を挿通して下から上に向けて突出する嵌合部３０によってガイド部１１を突出駆動するようになっていた。しかしながら、基台３の開口部４１は必ずしも貫通していなくてもよい。

図７に示すように、基台３の着陸面４０に貫通していない開口部、すなわち着陸面４０よりも低い底面を有する凹所４４を設けてもよい。この凹所４４内に、軸４５を中心として上方に回動可能となるようにガイド部１１を配置する。ガイド部１１は、ガイド部１１が着陸面４０から突出していない非突出状態では、その上面が着陸面４０と同一面を形成するようにし、飛行装置２を所定位置に案内する際には、任意の駆動機構でガイド部１１を上方に回動させて着陸面４０から突出させ、飛行装置２の着陸脚１０に係合させて飛行装置２の案内、固定を行う。なお、この実施形態では、凹所４４が貫通しておらず、凹所４４の容積はガイド部１１で占められているため、前記嵌合部３０が凹所４４を経て着陸面４０から突出するように構成されていないが、前記嵌合部３０と同様の機能を有する機構を他の位置に設けることもできる。例えば、基台３の上面の所定位置以外の位置に他の嵌合部を設け、ガイド部１１によって所定位置に固定された飛行装置２に側方から嵌合部を嵌合させて飛行装置２のさらに確実な固定や、飛行装置２に対する給電等を行うようにしてもよい。

本発明の第３実施形態を説明する。
以上説明した第１及び第２の各実施形態では、基台３を貫通した開口部４１や貫通していない開口部である凹所４４が基台３の着陸面４０に形成されており、ガイド部１１はこの開口部４１や凹所４４の内部に設けられていた。そして、ガイド部１１は、非突出状態においては開口部４１や凹所４４から突出しておらず、着陸面４０と同一面を形成しており、着陸面４０に着陸した飛行装置２の案内が必要なときには、開口部４１や凹所４４から突出することにより、着陸面４０からも突出するようになっていた。

しかしながら、第３の実施形態として、基台３に開口部４１や凹所４４を形成せず、着陸面４０の全面を平坦な面としたままでも、非突出状態には着陸面４０から事実上突出せず、着陸した飛行装置２の案内が必要なときには着陸面４０から突出するガイド部を設けることができる。

第３の実施形態では、ガイド部としての袋状部材と、この袋状部材の内部に空気を供給する供給部と、必要であれば袋状部材の内部から空気を吸い出す吸い出し部を備えている。この袋状部材は、飛行装置２の着陸脚１０の内縁の形状に沿った外形の六角形状であり、基台３の中央に配置されている。袋状部材は、少なくとも一部分が弾性材料から構成され高さ方向にのみ伸縮する構造である。従って、空気が吹き込まれない状態では、薄く平らであって、着陸面４０と事実上同一面を形成しているが、空気を吹き込むと膨らんで、前後左右方向には寸法が変化しないが、縦方向にのみ寸法が拡張し、着陸面４０から突出した状態となる。なお、この第３実施形態では、着陸面４０の全面が平坦面である基台と、ガイド部としての袋状部材及びその膨張・縮退機構以外の構成は、概ね第１実施形態と同様である。

飛行装置２が着陸面４０に着陸する際には、袋状部材の内部から空気を排出すれば、袋状部材は縮退して着陸面と略同一面を形成するため、着陸脚が袋状部材に引っ掛かることはない。そして、飛行装置２が着陸面４０の所定位置の近傍に着陸した後、袋状部材に空気を供給すれば、袋状部材は膨張して着陸面４０から突出するため、飛行装置２の着陸脚１０の内縁に膨らんだ袋状部材が入り込んで飛行装置２を所定位置に案内することができる。

なお、袋状部材の形状は、平面視、すなわち着陸面４０に直交する視線で六角形としたが、六角形の各辺に対応する６個の棒状の枕型又はカマボコ型等の袋状部材を六角形状に配置したものでもよいし、六角形の６の辺のうち、一つ置きに選択した３つの辺に相当する３つの棒状の袋状部材で構成してもよい。袋状部材の形状や配置は、飛行装置２の着陸脚の形状に合せて設定すればよい。

以上説明した各実施形態は飛行装置２の離着陸装置１，１’に係るものであり、飛行装置２はこの離着陸装置１，１’に着陸でき、またここから離陸することができる。すなわち、この離着陸装置１，１’は、着陸装置と離陸装置の機能を兼ね備えた装置である。そして、本明細書で実施形態を説明した本発明の名称は着陸装置であるが、これは必ずしも離陸する機能を有することを否定したものではない。

１，１’…着陸装置である離着陸装置
２…飛行装置
３…着陸部としての基台
８…接続部としての給電端子
１１，１１ａ，１１ｂ…ガイド部
２５…可動体
３０…嵌合部
３１…凸部
３２…凹部
４０…着陸面
４１…貫通している開口部
４３…可動部
４４…貫通していない開口部である凹所

Claims

着陸した飛行装置を所定位置に固定する着陸装置であって、
前記飛行装置が着陸するための着陸面を有する着陸部と、
前記着陸部に設けられ、前記着陸面から突出することにより前記着陸した飛行装置と係合して当該飛行装置を前記所定位置に案内するガイド部と、を備え、
前記ガイド部は、前記着陸面から突出していない非突出状態においては前記着陸面と同一面を形成する着陸装置。
前記着陸部には、前記ガイド部が設けられた開口部が形成されており、
前記ガイド部は、前記非突出状態においては前記開口部から突出していない請求項１記載の着陸装置。
前記開口部から前記着陸部の上方に突出することで前記飛行装置と嵌合して当該飛行装置を前記所定位置に固定する嵌合部を備える請求項２に記載の着陸装置。
前記嵌合部は、前記飛行装置と嵌合した状態において前記飛行装置と接続される接続部を有し、
前記ガイド部は、前記非突出状態においては前記接続部を覆う請求項３に記載の着陸装置。
前記嵌合部は、前記飛行装置と嵌合するための凸部と凹部を有し、
前記ガイド部が前記非突出状態にある場合には、前記凸部は前記開口部から露出して前記着陸面と同一面を形成し、前記凹部は前記ガイド部に隠蔽される請求項３又は請求項４に記載の着陸装置。
前記ガイド部は、
前記開口部の縁部に可動部を介して移動自在に設けられ、
前記非突出状態において前記嵌合部に支持され、
前記嵌合部の突出に連動して前記開口部より突出する請求項３から請求項５の何れか一項に記載の着陸装置。