JP2020029249A - ドローン用搬送投下ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 ドローンの優れた特性を活かし、例えば、緊急に救命具や災害救助物品等が必要となる状況下などで、これらを安全かつ迅速に搬送することが可能となる手段を提供することが本発明の課題である。【解決手段】 ドローン機体から左右に延びる両アームに繋がるバーの両端部にプロペラ等が設置され、そのアームを機体両側で上昇又は下降させることが可能なタイプのドローンに対し、機体や下降したアーム等に簡易迅速に設置して運搬物を搬送し、目的地ではアームを上昇させることにより、速やかに運搬物の投下を行うことができる搬送投下ユニットとした。【選択図】図７

Description

回転翼機としてのドローン、すなわち無人航空機（ＵＡＶ）に関するものである。

ドローンの技術は日進月歩であり、世界中のメーカーにおいて、日々、研究開発が進められ、様々な機種や附属部品等が製造販売されている。
ドローンを分類する視点には、プロペラ枚数の違いに着目するものなど多々あるが、機体とプロペラの位置関係により分類することも可能である。すなわち、いずれもドローンメーカーとして大きなシェアを誇るＤＪＩ社製の機種であるが、ＰＨＡＮＴＯＭシリーズのように、ドローンの機体に直接的にローターやプロペラが設置されるものと、ドローンの機体から左右横向きにアームが伸び、それに繋がる左右のバー先端部にプロペラ等が設置されたＩＮＳＰＩＲＥシリーズのように、プロペラがドローンの機体に直接設置されず、アーム等を介して間接的に設置されるものとに大別することも可能である。
そして更に、このＩＮＳＰＩＲＥシリーズのように、ドローンの機体とは別体となるアーム等が可動式で、操作によってドローンの形状が変化するもの、例えば、ＤＪＩ社ではトランスフォーム設計と呼ばれるシステムを採用したものも存在している。

特開２０１７−２１００７８

「ＩＮＳＰＩＲＥ２ユーザーマニュアル Ｖ１.０（２０１７.１）ＤＪＩ」（https://dl.djicdn.com/downloads/inspire_2/20170315/INSPIRE+2+User+Manual_JP.pdf）、平成３０年８月１２日確認。 「ＭＡＴＲＩＣＥ６００ユーザーマニュアルＶ１.0（２０１６.４）ＤＪＩ」（https://dl.djicdn.com/downloads/m600/jp/M600_User_Manual_JP_v1.0_20160713.pdf）、平成３０年８月１２日確認。

近年、ドローンの技術改良と普及は目覚ましく進み、過去のホビー用途中心の状況とは大きく様変わりを遂げている。
既に、農業や建設業など広範な産業分野において、空撮業務や点検業務などの有用な手段としてドローンの実用化が進んでおり、今後の発展が見込まれる新たな分野の取り組みとしては、これを宅配や物流サービスなど運搬物の搬送業務に利用しようという試みも積極的に模索されている。積載量の制限や業務の効率性、法規対応などの問題もあり、完全な実現に至るまでには、超えるべき関門は依然多いところだが、このような業務においても、人が容易には超えることができない地形や環境の壁を超え、目的地に安全かつ迅速にアプローチできるなど、ドローンが持つ安全性や迅速性という優れた特性は、他の手段と比較しても、非常に大きな利点として認識されている。
また、災害大国である我が国では、平成２３年東北地方太平洋沖地震の後も、全国各地では地震や豪雨などによる災害が頻発し、今後の発生も危惧されている。そのようなことから、災害対応分野におけるドローン利活用も、我々にとっての最重要課題の一つとなっている。
このような状況のなか、迅速性や安全性という非常に優れた特性を持つドローンが、我が国、そして世界で、より一層の普及をし、様々な領域でドローン利活用が進むことで、リスクの大幅な低減と豊かな生活環境の実現に役立つことが期待されるところである。そして、これらの優れたドローンの特性を活かし、例えば、救命具や災害救助物品等が緊急に必要となる状況下などで、これらの運搬物を簡易かつ迅速に搬送することが可能となる手段を提供し、より安全安心な社会の実現に寄与することが本発明の課題となる。

ＩＮＳＰＩＲＥシリーズのように、機体の両側面から左方と右方にそれぞれ延びる左右両アームに支持され、ドローンの全長方向となる前後に向けて水平に延びる、左右両バーの両端部には、プロペラやランディングスキッド、すなわち着陸用の脚部が設置され、操作により、その左右のアーム及びバーを、ドローンの機体の両側面で、両アームの回転支点である機体側の取付部を中心として、同時に回転上昇又は回転下降をさせることができる可動機能を備えたドローンに対し、そのドローンの機体及びアーム等に簡易迅速に設置して、救命具等の運搬物を搬送し、速やかに投下することができる、ドローン用の搬送投下ユニットとした。
また、本件発明に係るドローン用搬送投下ユニットは、同じＤＪＩ社製のＭＡＴＲＩＣＥ６００のように、ドローンの機体から左右に延びる両アームと、その両アームに支持されてドローンの全長方向前後に水平に延びる左右両バーとが、着陸用のランディングスキッドとして機能するタイプのドローンにも装着することができるものである。
なお、向きの表現に関しては、以下においても、ドローンの全長方向を前後、全幅方向を左右や横又は内外と統一して称することとする。
具体的な搬送投下ユニットの構成としては、ドローンの機体下側に設置する中央保持具と、ドローンの機体の両側面から外側に伸びて、操作によって上昇又は下降をする左アーム及び左バーの少なくとも一方に設置する左保持具と、左アーム等と同期して上昇又は下降をする右アーム及び右バーの少なくとも一方に設置する右保持具との３点によるものである。そして、搬送投下ユニットの設置時には、左保持具、中央保持具、右保持具のような順番で、ドローンの機体の前後中央付近に横一列に並ぶことになる。ただし、ドローンの機種や運搬物によっては、中央保持具を要せず、左右の保持具のみの構成となることもあり得る。
ここで、中央保持具は、前後に所定の幅を持つ中央保持具基部があり、その中央保持具基部の前端で鉛直方向からの前方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で下方に延びる中央保持具前抑え、同じく、中央保持具基部の後端で鉛直方向からの後方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で下方に延びる中央保持具後抑えを備え、ドローンの機体下側へ中央保持具基部を設置するための中央保持具固定手段を有している。ここで、前方傾斜角又は後方傾斜角とは、中央保持具基部の前端又は後端の辺を回転の中心軸として、中央保持具前抑え又は中央保持具後抑えを機体の前方又は後方に傾斜させた場合に、これらが鉛直方向となす角度のことを言うものとする。
左保持具と右保持具の基本的形状は左右対称的なものである。これらは、運搬物の搬送時には、機体側面斜め下方に位置する左右のアーム及びバーの少なくとも一方に、それぞれの固定手段（左保持具固定手段、右保持具固定手段）によって設置される。その時、アーム等への左右の保持具の設置位置から下方に延びた基部（左保持具基部、右保持具基部）と、その基部の下端など下部にあり、横向き略水平、すなわち、ドローンの横方向に地面と略水平に延び、前述の中央保持具基部と同幅の前後幅を持つ下抑え（左保持具下抑え、右保持具下抑え）、その下抑えの前端で鉛直方向からの前方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる前抑え（左保持具前抑え、右保持具前抑え）、同じく、下抑えの後端で鉛直方向からの後方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる後抑え（左保持具後抑え、右保持具後抑え）を備えている。
従って、ドローンのアーム等が下方に降りた状態、いわゆる、ＩＮＳＰＩＲＥシリーズやＭＡＴＲＩＣＥ６００で言うランディングモードの状態で、左保持具と右保持具は、中央保持具を挟むような位置関係で対面して設置される。そして、それぞれの下抑え・前抑え・後抑えで形成される空間を、互いに対向させるように有しており、これが運搬物の積載空間となる。そのため、左保持具及び右保持具の下抑え、前抑え、後抑えによって運搬物を保持し、更に、中央保持具の中央保持具前抑えと中央保持具後抑えによって、運搬物の予期せぬ転落を確実に防止しつつ、運搬物を目的地に搬送することになる。
そして、目的地では、ドローンのアーム等が上方に昇った状態に、いわゆる、ＩＮＳＰＩＲＥシリーズ等で言うフライトモードへの移行操作を行う。これにより、左保持具と右保持具によって保持されていた運搬物は開放されて、目的地で待つ人々に向けて、運搬物の投下が行われることになる。
また、ドローンの左右の重量バランスに配慮し、運搬物のより安定した搬送を可能とするため、左右の保持具に、いずれも横移動可能な左保持具横抑えと右保持具横抑えを設けることとした。加えて、ドローンの前後の重量バランスに配慮し、同幅で左右一列に並ぶ、左保持具下抑え、中央保持具基部、右保持具下抑えが、ドローンの重心を左右に通過する線上に位置するように、これらの前後位置を適宜調整するための前後調整機能を設けることとした。

本発明に係るドローン用搬送投下ユニットは、極めて簡単な構成の３つの保持具からなるものだが、これによって、確実かつ迅速な運搬物の搬送と投下が可能となる。
また、対象とするドローンに初めから備えられたアーム等の動きを、運搬物の保持と開放に利用するため、これら３つの保持具のほかには、別途、複雑な機構や動力源を必要とはしない。そのため、非常に軽量な設計が可能であり、附属品等の重量に関してシビアにならざるを得ないドローンの飛行時の様々な場面で、これを利用することが可能となる。
ドローン用搬送投下ユニットの製造に関しても、一般的で入手しやすく、身近な素材を利用することができ、各保持具の形状等についても設計の自由度が高く、大量生産と少量生産のいずれにも適するなどの利点がある。

搬送投下ユニットを左後ろ下方から見た斜視図である。 搬送投下ユニットが取付可能なドローンの平面図である。 図２のドローン（機体及びアームの一部を省略している。）を右から見た側面図である。 中央保持具を左後ろ上方から見た斜視図である。 左保持具を左後ろ下方から見た斜視図である。 右保持具を左後ろ下方から見た斜視図である。 搬送投下ユニットの設置状況を示す斜視図である。 右保持具の右アーム等への取付状況を示す前面図である。 右保持具の右アーム等への取付状況を示す側面図である。 可動式の左保持具横抑えを備える左保持具を左後ろ下方から見た斜視図である。 左アームに取り付けられた左保持具の他の例を示す斜視図である。 搬送投下ユニットによる搬送時の状況を示す前面図である。 搬送投下ユニットによる投下時の状況を示す前面図である。

ドローンには様々な機種があり、形状・大きさ・重量、そして、飛行性能（飛行時間・飛行速度・安定性等）もそれぞれ異なり、各自それぞれに適した用途を持っている。例えば、ＤＪＩ社製のＩＮＳＰＩＲＥ２の最高速度は９４ｋｍ／ｈとされ、同じＤＪＩ社製のＰＨＡＮＴＯＭ４の７２ｋｍ／ｈに比べて高速移動に優れている。また、画質やジンバルの機能などカメラ機能の性能の良さも、他機と比べた場合のＩＮＳＰＩＲＥシリーズのアピールポイントである。
このＩＮＳＰＩＲＥシリーズには、飛行のためのプロペラ等と着陸のためのランディングスキッドが付いた前後に細長い左右のバーと、操作により、そのバーを上昇又は下降させる左右のアームがある。ＩＮＳＰＩＲＥシリーズは、これらのアームとバーで構成されるＨ型の構造部が、操作者の意図に従って、ドローンの機体の両脇で左右対称的に、同期しつつ上下に昇降する、アームの可動機能が備わった機種の代表的な存在である。

このアームの可動機能では、離陸した後にはフライトモードに移行して、左右のアーム等を上昇させることが可能であり、着陸する前にはランディングモードに移行して、フライトモードにより上昇させていたアーム等を再び下降させて、バー下のランディングスキッドによって着陸することが可能になる。なお、ＤＪＩ社では、このような設計思想をトランスフォーム設計の採用と称している。

また、フライトモードに移行した状態では、プロペラ等の位置がドローンの機体より上部に位置するようになるため、高速飛行時の安定性に優れるとともに、前述のように、ＩＮＳＰＩＲＥシリーズがカメラ性能の優位性も大きなアピールポイントとしていることから、バーに設置されたプロペラ等やランディングスキッドが上昇してカメラに写り込まないようになるため、様々な用途に使用可能な自然で迫力のある美しい映像や画像が撮影可能となる利点があるとされている。
なお、このフライトモードとランディングモードの切り替えについては、自動設定とすることも可能なほか、手動によって適宜切り換えることも可能である。そして、ランディングモードにおいても、フライトコントローラー等の機能により安定飛行が十分に可能なものとなっている。
そして、本発明に係るドローン用搬送投下ユニットは、操作によって、ドローンの機体の両側面でアーム等を上昇又は下降させることができるアーム等の可動機能を備えたドローン、例えば、ＤＪＩ社製のＩＮＳＰＩＲＥシリーズやＭＡＴＲＩＣＥ６００のようなドローンに対して適用可能なものである。

以下、図に基づき、ドローン用搬送投下ユニットの構成と機能について説明を行う。
図１は搬送投下ユニット１を左後ろ下方から見たものであり、手前右側が搬送投下ユニット１の後方となる。
図１の左から、左保持具３、中央保持具２、右保持具４である。基本的に、本件発明に係る搬送投下ユニット１は、これら３点の構成からなる。

本件発明に係る搬送投下ユニット１が取付可能なドローン５の代表的な形状を図２及び図３に示す。
図２は、ドローン５を上から見た平面図である。
このドローン５は、ＤＪＩ社製のＩＮＳＰＩＲＥシリーズのようなタイプである。機体５Ａの左側面にある取付部から左方、すなわち左斜め後方に延びる左アーム５Ｂの左端と、同じく、機体５Ａの右側面にある取付部から右方、すなわち右斜め後方に延びる右アーム５Ｄの右端とは、いずれも全長方向に向けて前後に長い左バー５Ｃと右バー５Ｅとに繋がっている。
上から見て、左アーム５Ｂ及び右アーム５Ｄと、それらに支持される左バー５Ｃ及び右バー５Ｅとが、ドローン５の全体形状を印象づけるＨ型のフレーム構造をなしている。そして、このＨ型の４端部付近にはローター５Ｆがあり、その上方にプロペラ５Ｇが、下方にはランディングスキッド５Ｈが設置される。なお、このＨ型のフレーム構造は、機体５Ａの両側面にある左右アームの取付部において分断されている。そして、操縦者の指示によって、左アーム５Ｂと右アーム５Ｄとが、回転支点であるその取付部を中心として同時に回転上昇又は回転下降することに伴って、Ｈ型フレーム構造の外側となる左バー５Ｃと右バー５Ｅとが同期して上下運動を行う昇降可動式の機構となっている。

図３が、図２のドローン５を右側面から見て、ドローン５の機体５Ａを省略し、右アーム５Ｄの一部と右バー５Ｅを図示したものである。
右アーム５Ｄの右端は、ドローン５の機体５Ａに平行して前後に長い右バー５Ｅに繋がっており、右バー５Ｅの前後の端部付近にはローター５Ｆがあり、その上方にはプロペラ５Ｇが設置されている。また、その下方には着陸時のためのランディングスキッド５Ｈも設置されている。当然ながら、プロペラ５Ｇは、その回転運動によっても、互いに干渉はせず、機体５Ａにも接触しない設計になっている。右アーム５Ｄの上昇運動に伴い、この横水平の前後方向に延びる右バー５Ｅも上方へと平行移動し、プロペラ５Ｇ及びランディングスキッド５Ｈと、機体５Ａとの相対的な位置関係も変動する。
なお、ＭＡＴＲＩＣＥ６００のように、プロペラ５Ｇ等を設置するアームが別途存在するため、左右のアームとバーで構成される可動式のＨ型フレーム構造にはプロペラ５Ｇ等が設置されず、これらを専ら昇降可能なランディングスキッド５Ｈとして機能させる機種もある。しかし、この場合でも、本件発明に係る搬送投下ユニット１の構成や機能としては同じものとなる。そのため、以下の説明もＩＮＳＰＩＲＥシリーズのようなドローン５を念頭に置いたものとする。

次に、図１の中央に図示した中央保持具２について説明する。
図４は、この中央保持具２を左後ろ上方から見た斜視図である。
この中央保持具２は、上方が薄い板状となっている。これを中央保持具基部２Ａと称する。中央保持具基部２Ａの一部には軽量化のための切込みが設けられている。そして、中央保持具２の相対する前後の両端部のそれぞれ２箇所が鉛直下方に延び落ちるように形成され、前後それぞれに２つずつの中央保持具前抑え２Ｂと中央保持具後抑え２Ｃをなしている。なお、図４では、中央保持具前抑え２Ｂと中央保持具後抑え２Ｃが平行で、ともに鉛直下方を向いているが、中央保持具前抑え２Ｂは前方に傾斜したものであっても構わない。ただし、この傾斜角が例えば６０度を超えるなど過大な角度である場合、飛行中のドローン５の姿勢変化によって運搬物６が落下するおそれがあるため、この鉛直方向からの前方傾斜角については０度ないし３０度の範囲内にあることが望ましい。同様に、中央保持具後抑え２Ｃも、鉛直方向から後方に向かって傾斜したものであっても良く、鉛直方向からの後方傾斜角が０度ないし３０度の範囲内にあることが望ましい。
従って、中央保持具２が機体５Ａの下部に取り付けられると、この各２つの中央保持具前抑え２Ｂと中央保持具後抑え２Ｃとが、ドローン５の機体５Ａから鉛直下方に向けて突出した状態となる。そして、図４のように中央保持具前抑え２Ｂと中央保持具後抑え２Ｃとが平行に下向きである場合のほか、これらがなす下向きの開口角が、最大では前方傾斜角と後方傾斜角を合わせた６０度となる場合がある。
また、中央保持具基部２Ａに設けられた４つの小さな穴は、機体５Ａ下部に中央保持具２を設置するためのねじ穴である。これが中央保持具２をドローン５に設置するための中央保持具固定手段２Ｄとなるが、その固定方法はこれに限らない。

次に、左右の保持具について説明する。
図１の左側に示す左保持具３と、右側に示す右保持具４とは、同じ機能を持つが、ＩＮＳＰＩＲＥシリーズの場合、左アーム５Ｂと右アーム５Ｄが延びる向きの違いのため、一般的にはその形状は対称的なものとなる。ただし、それ以外の機種で、左右の両アームが前後方向への角度を持たず、真横に延びる場合には、左保持具３と右保持具４とが同一形状となることもありうる。
図５は、左保持具３を左後ろ下方から見たものである。ランディングモードのドローン５の左アーム５Ｂ及び左バー５Ｃの少なくとも一方に取り付けると、その設置位置から鉛直下方に垂れ下がるように延びる板状の左保持具基部３Ａがある。その左保持具基部３Ａの下方の端部からは、その前後幅が中央保持具基部２Ａと同幅で、横向き略水平、すなわちドローン５の横方向向きで地面と略水平方向に延びる左保持具下抑え３Ｂがドローン５の機体５Ａ側、すなわち内側に向けて延びている。そして、左保持具下抑え３Ｂの前後両端部には、前端で鉛直方向からの前方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に突き出た左保持具前抑え３Ｃと、後端で鉛直方向からの後方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に突き出た左保持具後抑え３Ｄとが設けられている。中央保持具２の場合と同じく、図５のように左保持具前抑え３Ｃと左保持具後抑え３Ｄとが平行に上向きである場合のほか、これらがなす上向きの開口角が最大で６０度となる場合がある。
なお、本件発明に係る搬送投下ユニット１はドローン用であるため、中央保持具２と同様に軽量化は重要な条件でもあり、左保持具基部３Ａ、左保持具下抑え３Ｂ、左保持具前抑え３Ｃ、左保持具後抑え３Ｄのいずれも、軽量化のため、パンチング加工等による切込みが適宜設けられている。また、左保持具基部３Ａの上部には、左保持具３をドローン５の左アーム５Ｂ及び左バー５Ｃに取り付けるための左保持具固定手段３Ｅが備わっている。なお、中央保持具２の場合と同様に、この設置方法はこれに限らない。

図６が、右保持具４を左後ろ下方から見たものである。基本的に左保持具３と同様の構成だが、右保持具基部４Ａの下方端部から横水平向きの右保持具下抑え４Ｂが機体５Ａ側、すなわち内側に向けて延びている。そのため、左保持具３の左保持具下抑え３Ｂの内側先端と、右保持具４の右保持具下抑え４Ｂの内側先端とは、ドローン５の下側において対向するようになる。右保持具下抑え４Ｂの前後の端部には、鉛直上方に延びる右保持具前抑え４Ｃと右保持具後抑え４Ｄがある。なお、図６の例に限らず、これらが左保持具３と同じく前方傾斜角及び後方傾斜角を有する場合がある。そして、右保持具基部４Ａの上部には、右保持具４をドローン５の右アーム５Ｄ及び右バー５Ｅに取り付けるための右保持具固定手段４Ｅが備わっている。
この水平に向かい合う、左保持具下抑え３Ｂと右保持具下抑え４Ｂとによって、運搬物６はその下面を保持される。そして、左保持具下抑え３Ｂの前後の端部に配された左保持具前抑え３Ｃ及び左保持具後抑え３Ｄと、右保持具下抑え４Ｂの前後の端部に配された右保持具前抑え４Ｃ及び右保持具後抑え４Ｄとが、運搬物６の意図せぬ前後への転落を防止する役割を果たす。

この搬送投下ユニット１を、ドローン５の機体５Ａ、左アーム５Ｂ及び左バー５Ｃ、右アーム５Ｄ及び右バー５Ｅに取り付けた状態を示すものが図７になる。なお、機体５Ａは省略して図示されていない。
搬送投下ユニット１の位置関係は、図１と同様であり、図７は、これらを左後ろ下方から見たものであり、手前右側がドローン５の後方になる。
図７の左側が左アーム５Ｂ及び左バー５Ｃに取り付けられた左保持具３であり、図７の中央が機体５Ａに取り付けられた中央保持具２である。そして、図７の右側が右アーム５Ｄ及び右バー５Ｅに取り付けられた右保持具４である。

また、この図７の右保持具４をドローン５前方から見た状態を示すものが図８となる。これは、右アーム５Ｄと右バー５Ｅが下方に降りたランディングモードの状態である。
右保持具下抑え４Ｂと右アーム５Ｄとの間には、救命具等の運搬物６の左側を挿入可能な空間がある。そして、図示された右保持具前抑え４Ｃと、図８には図示されない右保持具後抑え４Ｄにより、運搬物６が右保持具４から外れて不用意に前後に転落することが防止される。また、この図８の右保持具固定手段４Ｅは、右保持具基部４Ａから斜め上内側に向かう上下の突出部で右アーム５Ｄ及び右バー５Ｅを挟み込み、これを環状の固定部品で拘束している状態を示す。これに関しては、面ファスナーの付いたベルトで簡易に拘束することも可能であるし、軽量かつ小型の固定用具を設けても良い。右保持具固定手段４Ｅとしては、様々な方法が採用されうる。

図９は、右保持具４を外側、すなわち図７の右側から、図８では左側から見た場合の側面図である。従って、図９では右側方向がドローン５の前方となる。なお、右保持具基部４Ａは、軽量化のため、その一部をパンチング加工等により孔開けしてあるため、その向こう側の一部について視認することができる。
図９では省略されて図示されていない機体５Ａから延びる右アーム５Ｄ、そして、その右アーム５Ｄに繋がり、ドローン５の前後方向に延びる右バー５Ｅに対し、右保持具４が右保持具固定手段４Ｅにより設置されている。ここで、右保持具４の向こう側には、機体５Ａに設置された中央保持具２が存在するため、その一部である中央保持具基部２Ａと中央保持具前抑え２Ｂが図示されている。ただし、左保持具３は右保持具４の影になるため図示されていない。右保持具４、中央保持具２，左保持具３により囲まれてなる空間は、この図９では、右保持具基部４Ａ、右保持具前抑え４Ｃ、右保持具後抑え４Ｄ、中央保持具基部２Ａ、中央保持具前抑え２Ｂ、図示されていない右保持具下抑え４Ｂ及び中央保持具後抑え２Ｃによって囲まれる空間と同一であり、これが運搬物６の格納箇所となる。

ここで、右保持具基部４Ａは図９の右側、すなわち、ドローン５の前方に傾斜しながら下方に延びた構造となっている。それにより、右保持具下抑え４Ｂ、右保持具前抑え４Ｃ、右保持具後抑え４Ｄともに、右保持具基部４Ａが、右アーム５Ｄ等に設置された位置よりも、やや前方に向けてシフトした状態になっている。これは、搬送投下ユニット１を設置した場合のドローン５全体の前後重量バランスを考慮したものであり、この右保持具基部４Ａの位置については、右アーム５Ｄが機体５Ａから後向きに突出する角度に対応して変更可能なものとすることが考えられる。
すなわち、運搬物６の安定した搬送のため、同幅で横一列に並ぶ、左保持具３の左保持具下抑え３Ｂ、中央保持具２の中央保持具基部２Ａ、右保持具４の右保持具下抑え４Ｂが、ドローン５の重心を左右に通過する線上にバランス良く並ぶように、これらの位置を適宜変更するための調整機能を付加するものである。
この前後重量バランスを調整するための前後調整機能については、各保持具を２つのパーツからなる組み合わせ構造とし、下部パーツを前後に移動可能なものとすることなどを想定している。例えば、図９の右保持具４であれば、右保持具基部４Ａを上下２つのパーツとし、下部を前後にスライドさせてロック可能な構造とすることが考えられる。他にも、右保持具基部４Ａの下端で右保持具下抑え４Ｂがスライド可能な構造としても良い。また、中央保持具２であれば、これを２つのパーツにするまでもなく、中央保持具基部２Ａに前後方向へのスリットを設けて、所定の位置でねじ止めできる仕組みにしても良い。

また、図１０は、図５と同じく、左保持具３を左後ろ斜め下方から見た状態である。
ただし、この図１０では、図５とは異なり、左保持具横抑え３Ｆが追加されている。これは、本件発明に係る搬送投下ユニット１で全長が短い運搬物６を運ぶような場合、積載空間に余剰の遊びがあると、運搬物６の予期せぬ左右移動が発生し、ドローン５の左右重量バランスが崩れるおそれがあるため、これを防ぐものである。
必要に応じて、この横移動可能な左保持具横抑え３Ｆを左右に移動させ、運搬物６を固定し、これの予期せぬ左右移動を抑えるものであるから、右保持具４に対しても、これと同じような右保持具横抑え４Ｆが設けられることとなる。
なお、左保持具横抑え３Ｆを横移動する仕組みについては、図１０のようなスライド構造を左保持具下抑え３Ｂに設けるものに限らない。例えば、これを左保持具基部３Ａに設ける場合、左保持具基部３Ａに設けたダイヤルを回転させて、その回転運動をねじ構造により前後進運動に変換し、左保持具横抑え３Ｆを左右移動させる仕組みとすることも考え得る。また、その他の構成例としては、空気を適宜調整して注入することが可能で、その空気量の増減によって横方向に体積が変動する左保持具横抑え３Ｆとすることが考えられる。すなわち、空気量の増大に伴う膨張により運搬物６を挟み込み抑えるものである。

ここで、操作により、ともに上下移動可能な、左アーム５Ｂ及び左バー５Ｃと、右アーム５Ｄ及び右バー５Ｅとが、ランディングスキッド５Ｈとして機能するドローン５、例えば、ＤＪＩ社製のＭＡＴＲＩＣＥ６００のようなドローン５に、本件発明に係る搬送投下ユニット１を使用する場合についても簡単に説明する。
図１１が、左アーム５Ｂに設置した左保持具３を左後ろ上方から見た状況を示す斜視図である。なお、図１１の左保持具３は、これまで図示したものとは、その形状が異なるものである。
左アーム５Ｂは、この図では省略されて図示されていない機体５Ａ側の取付部を回転支点として、操作により、回転上昇又は回転下降をする。右アーム５Ｄも同様であり、図１１は、これらが下降したランディングモードの状態であり、着陸時には左バー５Ｃが地面に接地する。
左保持具固定手段３Ｅにより、左アーム５Ｂに取り付けられた左保持具基部３Ａの下端には、左保持具下抑え３Ｂがドローン５の横方向に延びている。そして、左保持具前抑え３Ｃ、左保持具後抑え３Ｄのほか、横移動可能な左保持具横抑え３Ｆが確認できる。ランディングモードからフライトモードに切り替えることで、左アーム５Ｂと左バー５Ｃが上昇し、左保持具３も上方に跳ね上がった状態に移行する。なお、この場合、運搬物６の左端は左保持具下抑え３Ｂの左端までの範囲内に収まることが望ましい。運搬物６が過度に長いもので、左保持具下抑え３Ｂの左端を超えて突出すると、左保持具下抑え３Ｂの左端が運搬物６をリフトし、投下の妨げとなる可能性があるからである。そのため、この図１１では、左保持具横抑え３Ｆが、そのような事態を防ぐ役割も担っている。

図１２及び図１３には、ドローン５に搬送投下ユニット１が設置された状態を、ドローン５の前方から見た様子を示している。なお、ここでは、搬送投下ユニット１の動作や機能とは無関係のローター５Ｆやプロペラ５Ｇ、ランディングスキッド５Ｈは省略して図示していない。
図１２は、ドローン５の両アームが下方にあるランディングモードの状態を示す。
ここで、図示されていない４つのランディングスキッド５Ｈの下端は、搬送投下ユニット１の下面より、更に下にあり、搬送投下ユニット１は地面に直に接していない状況となることが多い。
機体５Ａから下方に延びる中央保持具２の２つの中央保持具前抑え２Ｂが、図１２でも確認できる。そして、図１２の位置関係から影となって図示されていない中央保持具後抑え２Ｃも、これと同様に下方に向けて延びている状態である。

そして、図１２の左側の右アーム５Ｄ及び右バー５Ｅに設置された右保持具４の右保持具基部４Ａと右保持具下抑え４ＢとがＬ型の形状をなし、水平方向の右保持具下抑え４Ｂの上には右保持具前抑え４Ｃが確認できる。その背後となるため図示されていない右保持具後抑え４Ｄも、これと同様に、右保持具下抑え４Ｂの後端から鉛直上方に伸びている状態である。
右側に図示される左アーム５Ｂ及び左バー５Ｃに設置された左保持具３も、右保持具４とは対称的な逆Ｌ型の形状をなし、左保持具前抑え３Ｃも確認できる。右保持具４と同様に、背後となって図示されていない左保持具後抑え３Ｄが左保持具下抑え３Ｂの後端から上に伸びている状態である。

運搬物６、例えば、本件発明に係る搬送投下ユニット１に最も適したものの一つと考えられる自動膨張タイプの浮き輪やライフジャケットなどの救命具を搬送する場合、右保持具４の右保持具下抑え４Ｂと左保持具３の左保持具下抑え３Ｂとによって、運搬物６を下から保持し、中央保持具２の中央保持具前抑え２Ｂと中央保持具後抑え２Ｃ、右保持具４の右保持具前抑え４Ｃと右保持具後抑え４Ｄ、左保持具３の左保持具前抑え３Ｃと左保持具後抑え３Ｄが、運搬物６の前後をしっかりと支えるため、これの不用意な転落、意図せぬ投下を防ぐことになる。
例えば、海水浴場で遊泳者が溺れた場合、監視塔などに配備されたランディングモードのドローン５に、この搬送投下ユニット１を付けて救命具を保持させ、ランディングモードの状態を維持したままで飛行を行い、救助対象者の傍まで救命具を届けることになる。そして、ドローン５の操縦者は、救助対象者の状況を確認しながら、例えば、ドローン５に付けられたスピーカーから、救助に来た旨、そして、救命具を投下する旨などを救助対象者に伝え、ドローン５をフライトモードに切り換える。

図１３は、搬送投下ユニット１を付けて運搬物６を搬送したドローン５が、フライトモードに移行した状態を示すものである。
右アーム５Ｄ及び右バー５Ｅ、左アーム５Ｂ及び左バー５Ｃが、その回転支点、すなわち各アームの取付部を中心に回転をしつつ上昇するに従って、水平に向かい合っていた右保持具４と左保持具３が、徐々にその距離を拡大させながら、ともに上方に移動する。そして、左右の両保持具間の距離が救命具の全長を超えて拡大することにより、右保持具４の右保持具下抑え４Ｂと左保持具３の左保持具下抑え３Ｂによって左右両端側の下面を支えられていた救命具が解放され、下方に投下されることになる。そして、救助対象者の近傍に落下した救命具は水面に着水して自動的に膨張するため、救助対象者はこれを利用して、救助船等が到着するのを待つことになる。

次に、搬送投下ユニット１の製造に関して説明する。ドローン５用の運搬具であることから、軽量かつ強度を備えた素材であることが望ましく、中央保持具２、左保持具３、右保持具４ともに、軽金属や合成樹脂、繊維強化プラスチックなどを素材として選択することが考えられる。
軽金属を所定の形に切断し、これらを折り曲げ加工したり、それぞれのパーツに成形した素材を互いに溶着させたりすることで、極めて容易にこれらを製造することが可能である。また、それぞれの保持具について、合成樹脂等により一体成形しても良い。

また、中央保持具２、左保持具３、右保持具４ともに、その形状を、これまで図示したものに限定する必要はない。これらによって運搬物６を保持し、バランスを崩したり、不用意な転落や投下が生じない限り、軽量化や意匠上の観点から、中央保持具２、左保持具３、右保持具４とも、その形状に創意工夫をこらし、自由な設計変更を行うことが可能である。

１ 搬送投下ユニット
２ 中央保持具
２Ａ 中央保持具基部
２Ｂ 中央保持具前抑え
２Ｃ 中央保持具後抑え
２Ｄ 中央保持具固定手段
３ 左保持具
３Ａ 左保持具基部
３Ｂ 左保持具下抑え
３Ｃ 左保持具前抑え
３Ｄ 左保持具後抑え
３Ｅ 左保持具固定手段
３Ｆ 左保持具横抑え
４ 右保持具
４Ａ 右保持具基部
４Ｂ 右保持具下抑え
４Ｃ 右保持具前抑え
４Ｄ 右保持具後抑え
４Ｅ 右保持具固定手段
４Ｆ 右保持具横抑え
５ ドローン
５Ａ 機体
５Ｂ 左アーム
５Ｃ 左バー
５Ｄ 右アーム
５Ｅ 右バー
５Ｆ ローター
５Ｇ プロペラ
５Ｈ ランディングスキッド
６ 運搬物

Claims (5)

1. ドローンの機体から左方に延びた左アーム、及び、前記左アームに支持され前記機体の全長方向の前後に延びた左バーと、前記機体から右方に延びた右アーム、及び、前記右アームに支持され前記機体の全長方向の前後に延びた右バーとを備え、操作によって、前記左アーム及び前記右アームの前記機体側の回転支点を中心に、前記左アーム及び前記左バーと、前記右アーム及び前記右バーとを、同時に、回転上昇又は回転下降させる可動機能を備えた前記ドローンに用いる運搬物の搬送投下ユニットであって、
   前記搬送投下ユニットは、左保持具、右保持具を有し、
   下降した状態の前記左アーム及び前記左バーの少なくとも一方に設置される前記左保持具は、その設置位置から下方に延びた左保持具基部と、前記左保持具基部の下部で横向き略水平に延び、前記ドローンの全長方向に所定の幅を有する左保持具下抑えと、前記左保持具下抑えの前端で鉛直方向からの前方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる左保持具前抑えと、前記左保持具下抑えの後端で鉛直方向からの後方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる左保持具後抑えと、前記左保持具を前記左アーム及び前記左バーに設置するための左保持具固定手段を備え、
   下降した状態の前記右アーム及び前記右バーの少なくとも一方に設置される前記右保持具は、その設置位置から下方に延びた右保持具基部と、前記右保持具基部の下部で横向き略水平に延び、前記左保持具下抑えと同幅の右保持具下抑えと、前記右保持具下抑えの前端で鉛直方向からの前方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる右保持具前抑えと、前記右保持具下抑えの後端で鉛直方向からの後方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる右保持具後抑えと、前記右保持具を前記右アーム及び前記右バーに設置するための右保持具固定手段を備え、
   前記左アーム及び前記左バーと前記右アーム及び前記右バーとが下降した状態で、前記左保持具の前記左保持具下抑えと前記左保持具前抑えと前記左保持具後抑えと、前記右保持具の前記右保持具下抑えと前記右保持具前抑えと前記右保持具後抑えとで、前記運搬物を保持して搬送し、
   前記左アーム及び前記左バーと前記右アーム及び前記右バーとを回転上昇させることで、前記左保持具下抑えと前記右保持具下抑えによる保持が外れ、前記運搬物が投下されることを特徴とするドローン用搬送投下ユニット。
2. 請求項１記載のドローン用搬送投下ユニットであって、前記左保持具下抑えと、前記右保持具下抑えとを、前記ドローンの重心を左右に通過する線上に置くための前後調整機能を備えたことを特徴とするドローン用搬送投下ユニット。
3. ドローンの機体から左方に延びた左アーム、及び、前記左アームに支持され前記機体の全長方向の前後に延びた左バーと、前記機体から右方に延びた右アーム、及び、前記右アームに支持され前記機体の全長方向の前後に延びた右バーとを備え、操作によって、前記左アーム及び前記右アームの前記機体側の回転支点を中心に、前記左アーム及び前記左バーと、前記右アーム及び前記右バーとを、同時に、回転上昇又は回転下降させる可動機能を備えた前記ドローンに用いる運搬物の搬送投下ユニットであって、
   前記搬送投下ユニットは、中央保持具、左保持具、右保持具を有し、
   前記機体に設置される前記中央保持具は、前記ドローンの全長方向に所定の幅を有する中央保持具基部と、前記中央保持具基部の前端で鉛直方向からの前方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で下方に延びる中央保持具前抑えと、前記中央保持具基部の後端で鉛直方向からの後方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で下方に延びる中央保持具後抑えと、前記中央保持具を前記機体に設置するための中央保持具固定手段を備え、
   下降した状態の前記左アーム及び前記左バーの少なくとも一方に設置される前記左保持具は、その設置位置から下方に延びた左保持具基部と、前記左保持具基部の下部で横向き略水平に延び、前記中央保持具基部と同幅の左保持具下抑えと、前記左保持具下抑えの前端で鉛直方向からの前方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる左保持具前抑えと、前記左保持具下抑えの後端で鉛直方向からの後方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる左保持具後抑えと、前記左保持具を前記左アーム及び前記左バーに設置するための左保持具固定手段を備え、
   下降した状態の前記右アーム及び前記右バーの少なくとも一方に設置される前記右保持具は、その設置位置から下方に延びた右保持具基部と、前記右保持具基部の下部で横向き略水平に延び、前記中央保持具基部と同幅の右保持具下抑えと、前記右保持具下抑えの前端で鉛直方向からの前方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる右保持具前抑えと、前記右保持具下抑えの後端で鉛直方向からの後方傾斜角０度ないし３０度の範囲内で上方に延びる右保持具後抑えと、前記右保持具を前記右アーム及び前記右バーに設置するための右保持具固定手段を備え、
   前記左アーム及び前記左バーと前記右アーム及び前記右バーとが下降した状態で、前記中央保持具の前記中央保持具前抑えと前記中央保持具後抑えと、前記左保持具の前記左保持具下抑えと前記左保持具前抑えと前記左保持具後抑えと、前記右保持具の前記右保持具下抑えと前記右保持具前抑えと前記右保持具後抑えとで前記運搬物を保持して搬送し、
   前記左アーム及び前記左バーと前記右アーム及び前記右バーとを回転上昇させることで、前記左保持具下抑えと前記右保持具下抑えによる保持が外れ、前記運搬物が投下されることを特徴とするドローン用搬送投下ユニット。
4. 請求項３記載のドローン用搬送投下ユニットであって、前記中央保持具基部と、前記左保持具下抑えと、前記右保持具下抑えとを、前記ドローンの重心を左右に通過する線上に置くための前後調整機能を備えたことを特徴とするドローン用搬送投下ユニット。
5. 請求項１ないしは請求項４のいずれかに記載のドローン用搬送投下ユニットであって、前記左保持具に横移動可能な左保持具横抑えと、前記右保持具に横移動可能な右保持具横抑えとを備えたことを特徴とするドローン用搬送投下ユニット。