JP2021142782A - 飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】飛行体の飛行を安定化する。【解決手段】飛行体は、機体に配置され、ペイロードを支持する支持部材が取付けられる取付部を備える。機体上下方向において、前記取付部は、機体重心と同じ位置又は前記機体重心よりも上方に位置に位置している。【選択図】図１２

Description

本開示は、飛行体に関する。

特許文献１は、給電ケーブルが接続された飛行体を開示する。

特開２０１７−２１８０６１号公報

給電ケーブル等のペイロードが飛行体に接続されていると、飛行が不安定になる可能性がある。

本開示の一側面は、飛行を安定化することが可能な飛行体を提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る飛行体は、機体に配置され、ペイロードを支持する支持部材が取付けられる取付部を備え、機体上下方向において、取付部は、機体重心と同じ位置又は機体重心よりも上方に位置に位置している。

実施形態に係る飛行体の概略構成の例を示す図である。 取付部及び支持部材の概略構成の例を示す図である。 取付部及び支持部材の概略構成の例を示す図である。 取付部及び支持部材の概略構成の例を示す図である。 飛行体の概略構成を示す側面図である。 飛行体の概略構成を示す側面図である。 飛行体の概略構成を示す側面図である。 飛行体の概略構成を示す側面図である。 飛行体の概略構成を示す側面図である。 飛行体の概略構成を示す側面図である。 飛行体の概略構成を示す平面図である。 飛行体の概略構成を示す正面図である。 飛行体の飛行の例を示す側面図である。 飛行体の飛行の例を示す側面図である。 飛行体の飛行の例を示す側面図である。 飛行体の飛行の例を示す側面図である。 飛行体の飛行の例を示す側面図である。 飛行体の飛行の例を示す側面図である。 変形例に係る飛行体の概略構成を示す平面図である。 変形例に係る飛行体の概略構成を示す正面図である。 変形例に係る飛行体の概略構成を示す側面図である。 変形例に係る飛行体の概略構成を示す側面図である。 変形例に係る飛行体の概略構成を示す図である。 変形例に係る飛行体の概略構成を示す図である。

以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部分には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
１． 実施形態
１．１ 飛行体の概略構成の例
１．２ 取付部の配置の例
１．３ 飛行の例
２． 変形例
３． 効果

１． 実施形態
１．１ 飛行体の概略構成の例
図１は、実施形態に係る飛行体の概略構成の例を示す図である。図１に示される飛行体１は、例えばＵＡＶ（無人航空機：Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）である。飛行体１には、ペイロードが接続される。ペイロードとして、図１にはケーブルＣが例示される。ケーブルＣは、例えば給電ケーブルである。給電ケーブルは、給電線及び通信線等を含む複合ケーブルであってよい。

図１に例示される飛行体１は、本体２と、アーム３と、ロータ４と、ランディングギア５と、支持部材６と、取付部７とを備える。飛行体１の機体を、機体１０と称し図示する。機体１０は、本体２、アーム３、ロータ４及びランディングギア５等を指し示す。支持部材６及び取付部７は、機体１０の一部であってもよし、機体１０とは別の部分であってもよい。

本体２は、機体１０の中央部分を構成する。本体２は、例えば、飛行制御及び外部通信等を行う制御装置（不図示）を内部に備える。制御装置は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を利用可能に構成されてよい。ＧＮＳＳの例は、ＧＰＳ（Global Positioning System）である。本体２の下方には、カメラ２１が搭載される。カメラ２１は、少なくとも一部が機体１０から露出するように搭載され、飛行体１の前方を含む周囲画像を撮像する。撮像画像は、飛行体１の飛行制御に用いられたり、外部装置に送信されたりする。なお、カメラ２１の位置は図１に示される例に限定されない。カメラ２１が搭載されていなくてもよい。

アーム３は、ロータ４を所望の位置に配置する。この例では、アーム３は、本体２側を基端部とし、本体２から外側に向かって延在する。各アーム３は同じ形状を有してよい。なお、アーム３の数及び延在方向は、図１の例に限定されない。

ロータ４は、推力を発生する。この例では、ロータ４は、アーム３の先端部において、アーム３の上側に設けられる。ただし、ロータ４は、アーム３の下側に設けられてもよいし、上側及び下側の両側にそれぞれ設けられてもよい。「ロータ」は、広義には、回転運動を生じる機関（内燃、外燃、モーター等の電動機）とプロペラとから構成される推進器を指し、狭義には、プロペラを指すものであるが、とくに説明がある場合を除き、ここでは、ロータとして、モータ及びプロペラを含む態様を説明する。すなわち、ロータ４は、モータ４ａ及びプロペラ４ｂを含む。ロータ４は、プロペラ４ｂの回転軸が機体上下方向となるように設けられる。モータ４ａによってプロペラ４ｂが回転し、機体上方に向かう推力（揚力）が発生する。隣り合うロータ４は互いに逆回転制御されてよく、また、各ロータ４の回転速度は個別に制御されてよい。各ロータ４の回転速度に差異を持たせることによって、回転速度の大きいロータ４から回転速度の小さいロータ４に向かう方向に飛行体１が飛行する。

ランディングギア５は、着陸時に飛行体１を支持する。この例では、ランディングギア５は、アーム３の先端部において、アーム３の下側に設けられる。ランディングギア５は下方に延在する棒状部材である。着陸時にランディングギア５の先端が地面等に当接し、飛行体１が支持される。

飛行体１の飛行時には、機体１０の姿勢制御が行われる。姿勢制御は、例えば上述した本体２内の制御装置によって行われる。姿勢制御の例は、機体１０を水平姿勢に維持する制御である。例えば、カメラ２１の画像及び図示しないセンサ（ジャイロセンサ、加速度センサ等）によって検出される機体１０の水平方向に対する傾きが小さくなるように、各ロータ４の推力が個別に制御される。推力は、ロータ４の回転速度の指示値（指示回転速度）を調節することによって制御される。このような姿勢制御により、機体１０が傾いた場合でも、機体１０が水平姿勢に戻され（復元し）、水平姿勢が維持される。

先に説明したように、機体１０にはケーブルＣが接続される。ケーブルＣが上述の複合ケーブルの場合、ケーブルＣの一端は機体１０に接続され、ケーブルＣの他端は図示しない地上設備等に接続される。地上設備は、例えば給電装置及び通信装置を備える。ケーブルＣの長さは、例えば１００ｍ程度である。ケーブルＣを除く飛行体１の重量が例えば５ｋｇ程度であるのに対し、ケーブルＣの重量は例えば２ｋｇ程度でありうる。ケーブルＣの重量が飛行体１の重量に対して無視できないほど大きいので、飛行体１は、ケーブルＣの張力の影響を受ける。これによって、機体１０の姿勢が不安定になる可能性がある。

上述のケーブルＣの影響は、支持部材６及び取付部７によって低減される。支持部材６及び取付部７について、図２〜図４も参照して説明する。図２〜図４は、いくつかの視点からみた支持部材６及び取付部７の概略構成の例を示す図である。この例では、ケーブルＣは、インレット２ａ（図２）を介して本体２の下部に接続される。

支持部材６は、ケーブルＣを支持する。この例では、支持部材６は、機体１０とケーブルＣとの接続箇所であるインレット２ａとは異なる位置でケーブルＣを支持する。支持部材６は、本体６ａ、接続部６ｂ及び接触部６ｃを含む。

本体６ａは、ケーブルＣの支持に必要な長さ及び強度（剛性）等を与える。例えば、本体６ａは、取付部７からインレット２ａまでの距離よりも大きい長さを有してよい。本体６ａは、ケーブルＣの張力によって大きくは変形しない剛性を有してよい。そのような本体６ａの例は、金属製のワイヤ、棒等である。また、素材は金属製に限らず、ゴム、プラスチック、ＦＲＰであってもよい。

接続部６ｂは、支持部材６を取付部７に接続する。接続部６ｂは、支持部材６が機体１０に対して回動できるように、支持部材６を取付部７に接続してよい。そのような接続の例は、回動係合である。回動係合を可能にする接続部６ｂとして、フック形状を有する接続部６ｂが例示される。２つの接続部６ｂが本体６ａの両端部に位置しており、各接続部６ｂが対応する取付部７に本体６ａの両端部をそれぞれ接続する。支持部材６は、取付部７を中心に回動（円運動）する。

接触部６ｃは、支持部材６をケーブルＣに接触させる。接触部６ｃは、ケーブルＣが本体６ａに固定されるように、本体６ａをケーブルＣに接続してよい。そのような接触部６ｃとして、バンドル形状を有する接触部６ｃが例示される。バンドル形状の開口部内側に本体６ａ及びケーブルＣを束ねることで、ケーブルＣが本体６ａに固定される。図２〜図４に示される例では、２つの接触部６ｃの各々が、ケーブルＣの異なる部分において、ケーブルＣ及び本体６ａを束ねて固定する。これ以外にも、さまざまな態様で支持部材６とケーブルＣとが固定されてよい。

支持部材６は、ケーブルＣにおけるインレット２ａと接触部６ｃとの間の長さが、機体上下方向におけるインレット２ａと接触部６ｃとの間の長さよりも長くなるように、ケーブルＣを支持してよい。例えば、取付部７と支持部材６との間においてケーブルＣが湾曲部を有するように、ケーブルＣが支持される。これにより、取付部７と支持部材６との間にはケーブルＣの張力は存在せず、したがって、ケーブルＣの張力は、インレット２ａではなく支持部材６に作用する。

支持部材６は、ケーブルＣ及び支持部材６がカメラ２１に対して非接触状態となるように、ケーブルＣを支持してよい。支持部材６は、ケーブルＣ及び支持部材６がカメラ２１の画角外に位置するように、ケーブルＣを支持してもよい。このようなケーブルＣの支持は、支持部材６の本体６ａの長さ、接触部６ｃとケーブルＣとの接続位置等を調節することによって実現される。

取付部７は、支持部材６が取付けられるように、機体１０に配置される。取付部７は、支持部材６が取付けられた場合に、支持部材６が機体１０に対して回動できるように構成されている。そのような取付部７として、リング形状を有する取付部７が例示される。フック形状を有する支持部材６の接続部６ｂがリング形状を有する支持部材６に回動係合することによって、支持部材６が機体１０に対して回動できるようになる。この例では、２つの支持部材６の各々に、対応する支持部材６の本体６ａが接続されることによって、支持部材６が機体１０に取付けられる。支持部材６は、機体水平方向を回動軸として（機体上下方向を含む平面を回動面として）、機体１０に対して回動する。

１．２ 取付部の配置の例
飛行体１においては、支持部材６の配置を工夫することで、機体１０の姿勢及び飛行体１の飛行を安定化することができる。

図５は、飛行体の概略構成を示す側面図である。図において、ＸＹＺ座標系が示される。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、水平方向に対応する。Ｚ軸方向は、鉛直方向に対応する。機体１０が水平姿勢の場合、Ｘ軸方向は機体左右方向に、Ｙ軸方向は機体前後方向に、Ｚ軸方向は機体上下方向にそれぞれ対応する。以下では、主に機体前後方向における機体１０の姿勢及び飛行体１の安定化について説明する。機体１０の左右方向の傾きも同様であるので、説明は省略する。図において、ケーブルＣが無い場合の機体１０の重心を、機体重心Ｇと称し図示する。

図５には、機体１０の前後方向の傾きを考察するための以下の変数が示される。
Ｗ：機体１０の重量（ｋｇ）
Ｗｃ：ケーブルＣの重量（ｋｇ）
Ｔ１：機体前方のロータ４の推力の総和（ｋｇ）
Ｔ２：機体後方のロータ４の推力の総和（ｋｇ）
Ｌ：機体重心Ｇからロータ４までの距離（ｍｍ）
ａ：機体重心Ｇに対するケーブルＣ及び本体２の接続位置のずれ量（ｍｍ）
力の釣り合い及びモーメントの釣り合いから、上記変数を用いた以下の式が成立する。
Ｔ１＋Ｔ２＝Ｗ＋Ｗｃ
Ｔ２×Ｌ−Ｔ１×Ｌ＝ａ×Ｗｃ
上記の２つの式を解くと、
Ｔ１＝（（Ｗ＋Ｗｃ）Ｌ＋ａＷｃ）／２Ｌ
Ｔ２＝（（Ｗ＋Ｗｃ）Ｌ−ａＷｃ）／２Ｌ
となる。すなわち、ケーブルＣの重量Ｗｃが大きくなるにつれて、また、機体重心Ｇに対するケーブルＣ及び本体２の接続位置のずれ量ａが大きくなるにつれて、機体前後のロータ４の推力の不釣り合いが大きくなり、飛行体１の飛行が不安定になりやすくなる。

なお、機体重心Ｇは、例えば以下の手順で計算することができる。ＣＡＤ上で機体１０のすべての構成要素に密度を入力することで、全重量及び重心位置（飛行体１の重量及び機体重心Ｇに相当）が求められる。飛行体１の各構成要素の重量をＷ１、Ｗ２、…Ｗｎとし、ある点から各構成要素までの距離をＸ１、Ｘ２、…Ｘｎとし、重心位置をＸとすると、Ｘ軸方向における重心は、以下の式で求まる。
Ｘ＝（Ｘ１×Ｗ１＋Ｘ２×Ｘ２＋…＋Ｘｎ×Ｗｎ）／（Ｗ１＋Ｗ２＋…＋Ｗｎ）
Ｙ軸方向及びＸ軸方向についても同様である。

以上を踏まえ、支持部材６の位置と機体重心Ｇの位置との関係について説明する。はじめに、図６〜図１０を参照して、機体上下方向における支持部材６の位置と機体重心Ｇの位置との関係を説明する。図６〜図１０は、飛行体の概略構成を示す側面図である。

図６に示される例では、取付部７は、機体重心Ｇと同じ高さに位置している。図６には、以下の変数が示される。
Ｗ：機体１０の重量（ｋｇ）
Ｔ１：機体前方のロータ４の推力の総和（ｋｇ）
Ｔ２：機体後方のロータ４の推力の総和（ｋｇ）
Ｔ：支持部材６に作用する張力（ｋｇ）
θ：支持部材６の傾き（ｒａｄ）
Ｆ：風による抗力（ｋｇ）
力の釣り合いから、上記変数を用いた以下の式が成立する。
Ｔ１＋Ｔ２＝Ｗ
Ｔ＝Ｆｓｉｎθ
すなわち、風による抗力の影響で機体１０を機体重心Ｇまわりに回転させようとするモーメントは働かない。このように支持部材６が機体重心Ｇと同じ高さに位置する場合、機体１０の姿勢及び飛行体１の飛行が安定化する。

図７に示される例では、取付部７は、機体重心Ｇよりも下方に位置している。図７には、以下の変数が示される。
Ｗ：機体１０の重量（ｋｇ）
Ｔ１：機体前方のロータ４の推力の総和（ｋｇ）
Ｔ２：機体後方のロータ４の推力の総和（ｋｇ）
Ｔ：取付部７に作用する張力（ｋｇ）
θ：支持部材６の傾き（ｒａｄ）
Ｌ：機体重心Ｇからロータ４までの距離（ｍｍ）
ｂ：機体重心Ｇから取付部７までの距離（ｍｍ）
Ｆ：風による抗力（ｋｇ）
力の釣り合いおよびモーメントの釣り合いから、上記変数を用いた以下の式が成立する。
Ｔ１＋Ｔ２＝Ｗ
Ｔ＝Ｆｓｉｎθ
Ｔ２×Ｌ−Ｔ２×Ｌ＝Ｆｂ
第３式において左辺のモーメントが右辺のモーメントが上回ると、図８に示されるように機体１０が後方（Ｙ軸負方向）に傾く。この場合、風に流される方向に働く力は（Ｔ１＋Ｔ２）ｓｉｎθ＋Ｆとなり、機体１０の姿勢を復元しようとするモーメント力は（Ｔ２ｃｏｓθ−Ｔ１ｃｏｓθ）×Ｌ−ｂ×Ｆｃｏｓθとなる。すなわち、傾きが大きくなるほど復元力が働きづらくなるとともに風に流される方向にロータ４の推力が働くことになる。このように、支持部材６が機体重心Ｇよりも下方に位置する場合、水平姿勢への復元が困難になるので、機体１０の姿勢及び飛行体１の飛行が不安定になりやすくなる。

図９される例では、取付部７は、機体重心Ｇよりも上方に位置している。図９には、以下の変数が示される。
Ｗ：飛行体１の重量（ｋｇ）
Ｔ１：機体前方のロータ４の推力の総和（ｋｇ）
Ｔ２：機体後方のロータ４の推力の総和（ｋｇ）
Ｔ：取付部７に作用する張力（ｋｇ）
θ：支持部材６の傾き（ｒａｄ）
Ｌ：機体重心Ｇからロータ４までの距離（ｍｍ）
ｂ：機体重心Ｇから取付部７までの距離（ｍｍ）
Ｆ：風による抗力（ｋｇ）
力の釣り合いおよびモーメントの釣り合いから、上記変数を用いた以下の式が成立する。
Ｔ１＋Ｔ２＝Ｗ
Ｔ＝Ｆｓｉｎθ
Ｔ２×Ｌ＋Ｆｂ＝Ｔ１×Ｌ
基本的には風による力Ｆが働いた際にはＴ２の方がＴ１より大きくなるよう制御が行われ、図１０に示されるように機体１０が前方（Ｙ軸正方向）に傾く。この場合、風に流される方向に働く力はＴ−（Ｔ１＋Ｔ２）ｓｉｎθとなり、機体１０の姿勢を復元しようとするモーメント力は（Ｔ２ｃｏｓθ−Ｔ１ｃｏｓθ）×Ｌ＋ｂ×Ｆｃｏｓθとなる。風に抵抗する方向にロータ４の推力が働くとともに、機体１０にかかるモーメントも風に抵抗する方向に傾く。このように、支持部材６が機体重心Ｇよりも上方に位置する場合、水平姿勢への復元が容易であり、機体１０の姿勢及び飛行体１の飛行が安定化する。

以上より、機体１０の上下方方向において支持部材６が機体重心Ｇと同じ高さか又は機体重心Ｇよりも上方に位置することで、機体１０の姿勢及び飛行体１の飛行が安定化する。

次に、図１１を参照して、機体１０の前後左右方向における支持部材６の位置と機体重心Ｇの位置との関係を説明する。

図１１は、飛行体１の概略構成を示す平面図であり、飛行体１を機体上下方向からみた図（飛行体１を平面視した図）である。２つの取付部７は、機体重心Ｇの外側に位置する。より具体的に、２つの支持部材６は、機体重心Ｇを挟んで互いに反対側（この例では本体２の両側）に位置する一対の取付部である。図５において、２つの取付部７どうしを結ぶ直線が一点鎖線で示される。機体重心Ｇは、その直線上（より具体的には直線の中央）に位置している。これにより、ケーブルＣの張力は、２つの支持部材６及び取付部７を介して、機体重心Ｇに作用する。

ケーブルＣの張力が機体重心Ｇに作用することによって、先に図５を参照して説明したような、機体重心Ｇに対するケーブルＣ及び本体２の接続位置のずれ量ａに起因して前後のロータ４の推力の不釣り合いが大きくなり機体１０が不安定になりやすくなるという問題が解消される。例えば上述のように２つの支持部材６が機体重心Ｇを挟んで互いに反対側に位置することで、機体１０の姿勢、ひいては飛行体１の飛行が安定化する。

なお、取付部７の数は２つに限られず、これについては後に図１９を参照して改めて説明する。

図１２は、飛行体１の概略構成を示す正面図である。上述の原理により機体１０が安定化するように、支持部材６が設けられる。すなわち、機体上下方向において、支持部材６は、機体重心Ｇと同じ位置又は機体重心Ｇよりも上方（この例では機体重心Ｇと同じ位置）に位置している。また、２つの支持部材６が、機体重心Ｇを挟んで互いに反対側（この例では本体２の両側）に位置している。また、支持部材６は、機体１０の下方に向かって突出するＵ字形状を有する。Ｕ字形状は、カメラ２１と離間した状態で（非接触状態で）、カメラ２１を内側に含んでいる。

１．３ 飛行の例
図１３〜図１８は飛行体の飛行の例を示す側面図である。

図１３に示されるように、水平姿勢にある飛行体１が、Ｙ軸負方向に向かう風による抗力Ｆを受ける。図１４に示されるように、飛行体１がＹ軸負方向に移動し、支持部材６に対して張力Ｔが発生する。支持部材６の向きが張力Ｔの向きに揃うように、支持部材６が回動する。図１５に示されるように、機体前方のロータ４の推力の総和Ｔ１及び機体後方のロータ４の推力の総和Ｔ２は、Ｙ軸正方向の推力を与える。この推力は、図１３に示される風による抗力Ｆに抵抗する方向に働くので、飛行体１は、水平方向の一定範囲内にとどまることができる。

また、図１６に示されるように、水平姿勢にある飛行体１が、Ｙ軸正方向に向かう風による抗力Ｆを受ける。図１７に示されるように、飛行体１がＹ軸正方向に移動し、支持部材６に対して張力Ｔが発生する。支持部材６の向きが張力Ｔの向きに揃うように、支持部材６が回動する。図１８に示されるように、前方のロータ４の推力の総和Ｔ１及び後方のロータ４の推力の総和Ｔ２は、Ｙ軸負方向の推力を与える。この推力は、図１６に示される風による抗力Ｆに抵抗する方向に働くので、飛行体１は、水平方向の一定範囲内にとどまることができる。

このようにして、例えば機体１０が風に流された時、ＧＰＳ信号が受信できずに機体１０がふらついた場合等でも、機体１０がある方向に流れようとすると元の位置に戻す復元力が働く事で一定の範囲内に飛行体１がとどまることができる。したがって、飛行体１の飛行が安定化する。

２． 変形例
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。いくつかの変形例について説明する。

例えば、上記実施形態では、飛行体１が２つの取付部７を備える例について説明した。ただし、飛行体１は、３つ以上の取付部７を備えていてもよい。図１９は、そのような変形例に係る飛行体１の概略構成の例を示す平面図である。図１９に示される飛行体１Ａは、飛行体１（図５）と比較して、３つの取付部７を備える点において相違する。３つの取付部７は、機体重心Ｇを囲むように配置される。機体重心Ｇは、各取付部７を頂点とする三角形の内側に位置している。機体重心Ｇは、三角形の中心に位置していてよい。飛行体１Ａにおいては、支持部材６は、各取付部７に接続される３つの接続部６ｂ（図２等を参照）を有してよい。飛行体１Ａがｎ個（ｎは３以上の整数）の取付部７を備える場合、機体重心Ｇは、各取付部７を頂点とするｎ角形の内側に位置している。機体重心Ｇは、ｎ角形の中心に位置していてよい。

上記実施形態では、飛行体１が１つの支持部材６を備える例について説明した。ただし、飛行体１は複数の支持部材６を備えていてよい。この場合、いくつかの支持部材６は、同じ取付部７を共有してよい。

上記実施形態では、取付部７が機体１０の本体２に設けられる例について説明した。ただし、支持部材６は、機体１０における本体２以外の部分に設けられてもよい。

上記実施形態では、支持部材６の接続部６ｂがフック形状を有し、取付部７がリング形状を有する例について説明した。ただし、接続部６ｂ及び取付部７の形状はこれらに限定されない。例えば、接続部６ｂ及び取付部７の少なくとも一方がフック形状を有していてよく、さらには、一方がフック形状を有し他方がリング形状を有していてもよい。リング形状及びフック形状以外にも、支持部材６が機体１０に対して回動できるようさまざまな形状が採用されてよい。

例えば、上記実施形態では、接触部６ｃがケーブルＣを本体６ａの２箇所で固定する例について説明した。ただし、ケーブルＣの固定箇所は１つであってよい。図２０は、そのような変形例に係る飛行体の概略構成の例を示す正面図である。飛行体１Ｂは、飛行体１（図１２等）と比較して、支持部材６に代えて支持部材６Ｂを備える点において相違する。支持部材６Ｂは、Ｕ字形状の底部の１箇所でのみケーブルＣを支持する。このようなケーブルＣの保持が可能な剛性を有するように、支持部材６Ｂは構成されている。

なお、ケーブルＣは、支持部材によって３箇所以上で支持されてもよい。

上記実施形態では、支持部材６の支持対象がケーブルＣである例について説明した。ただし、支持部材６の支持対象はケーブルＣに限定されない。図２１は、そのような変形例に係る飛行体の概略構成を示す側面図である。図２１に示される飛行体１Ｃは、飛行体１（図１等）と比較して、支持部材６に代えて支持部材６Ｃを備える点において相違する。支持部材６Ｃは、ペイロードＰを支持する。ペイロードＰの例は、ジンバル、カメラ等である。ペイロードＰとしてのカメラは、機体１０に搭載（接続された）カメラ２１であってもよいし、カメラ２１とは別のカメラであってもよい。この例では、ペイロードＰに取付けられたケーブルが、支持部材６Ｃによって支持される。

上記実施形態では、飛行体にカメラ２１が搭載される例について説明した。ただし、カメラ２１が搭載されていなくてもよい。図２２は、そのような変形例に係る飛行体の概略構成を示す側面図である。図２２に示される飛行体１Ｄは、飛行体１Ｃ（図２１）と比較して、カメラ２１が搭載されていない点において相違する。

上記実施形態では、飛行体１が複数の取付部７を備える例について説明した。ただし、飛行体１は、単一の取付部のみを備えていてもよい。図２３及び図２４は、そのような変形例に係る飛行体の概略構成を示す図である。図２３に示される飛行体１Ｅは、飛行体１（図３等）と比較して、支持部材６及び取付部７に代えて、支持部材６Ｅ及び取付部７Ｅを備える点において相違する。飛行体１Ｅの機体を、機体１０Ｅと称し図示する。この例では、取付部７Ｅは、機体重心Ｇ（図１１及び図１２等を参照）よりも上方に位置する機体１０Ｅの上部に設けられる。機体上下方向からみたとき（機体１０Ｅを平面視したとき）、取付部７Ｅは、機体重心Ｇと同じ位置に設けられる。支持部材６Ｅは、第１の部分６Ｅ１及び第２の部分６Ｅ２を有する。第１の部分６Ｅ１の一端部は、ケーブルＣに接触するとともにケーブルＣが接続される部分である。第１の部分６Ｅ１の他端部は、第２の部分６Ｅ２の一端部に接続される。第１の部分６Ｅ１及び第２の部分６Ｅ２は、回転孔Ｈ（この例ではＸ軸方向を深さ方向とする孔）の中心を回転軸として回動するように互いに接続される。第２の部分６Ｅ２の他端部は、取付部７Ｅに接続される。第２の部分６Ｅ２及び／又は取付部７Ｅは、Ｚ軸方向を中心に回動可能に設けられる。

飛行体１Ｅにおいても、機体上下方向において取付部７Ｅが機体重心Ｇと同じ位置又は機体重心Ｇよりも上方に位置しているので、飛行体１Ｅの飛行を安定化することができる。なお、図２３及び図２４には、機体水平方向における機体重心Ｇと同じ位置において、ケーブルＣが機体１０Ｅに接続されるとともに支持部材６Ｅによって支持される態様が例示される。ただし、ケーブルＣは、機体１０の別の場所に接続されていてもよい。その場合には、支持部材６Ｅの第１の部分６Ｅ１は、ワイヤ部品などで構成され、ケーブルＣと固定されてよい。

３． 効果
以上説明した飛行体は、例えば次のように特定される。図１等に例示されるように、飛行体１は、機体１０に配置され、ペイロード（例えば図１のケーブルＣ及び図２２のペイロードＰ等）を支持する支持部材６が取付けられる取付部７と、を備える。図１２等に例示されるように、機体上下方向において、取付部７は、機体重心Ｇと同じ位置又は機体重心Ｇよりも上方に位置している。

上記の飛行体１によれば、ペイロードを支持する支持部材６が、機体重心Ｇと同じ位置又は機体重心Ｇよりも上方に位置している取付部７に取付けられる。これにより、ペイロードの張力等による飛行体１の飛行への影響を低減し、機体１０の姿勢、ひいては飛行体１の飛行を安定化することができる。

図１等に例示されるように、取付部７は、支持部材６が取付けられた場合に、支持部材６が機体１０に対して回動できるように構成されていてよい。例えば、支持部材６は、取付部７に回動係合する接続部６ｂを含んでよい。接続部６ｂ及び取付部７の少なくとも一方は、フック形状を有してよい。接続部６ｂ及び取付部７の一方はフック形状を有し、他方はリング形状を有してよい。例えばこのようにして支持部材６が機体１０に対して回動可能に取付けられることで、飛行体１は、機体上方への推力を発生させる複数のロータ４をさらに備えてよい。これにより、先に図１３〜図１８を参照して説明したように、飛行体１の飛行を安定化することができる。

図１等に例示されるように、ペイロードは、機体１０に接続されたケーブルＣであってよい。図２等に例示されるように、支持部材６は、各々がケーブルＣの異なる部分に接触する複数の接触部６ｃを含んでよい。このように複数の箇所でケーブルＣを支持することで、例えば自重で支持部材６が撓んだり三角形状等に変形したりすることを防止して、ケーブルＣと支持部材６が接触する事を回避することができる。

支持部材６は、金属製ワイヤを含んでよい。金属性ワイヤのような一定の剛性（強度）を有する部材を用いることで、支持部材６によるペイロードの支持を安定化することができる。

図２３及び図２４等に例示されるように、取付部７Ｅは、機体上下方向からみたときに機体重心と同じ位置に位置している単一の取付部であってよい。あるいは、図１１等に例示されるように、取付部７は、機体上下方向からみたときに（機体１０を平面視したときに）機体重心Ｇを挟んで互いに反対側に位置する一対の取付部であってよい。図１９等に例示されるように、取付部７は、機体上下方向からみたときに機体重心Ｇを中心とする多角形の頂点に位置する複数の取付部であってもよい。これにより、ケーブルＣの張力を機体重心Ｇに作用させ、それによって機体１０の姿勢及び飛行体１の飛行を安定化することができる。

図２１及び図２２等を参照して説明したように、ペイロードは、機体１０に接続されたカメラ（カメラ２１でもよいし別のカメラでもよい）であり、支持部材６Ｃは、カメラを支持してよい。図１２等に例示されるように、支持部材６は、カメラ２１を内側に含むＵ字形状を有してよい。ペイロードは、カメラ、及び、機体１０に接続されたケーブルＣの少なくとも一方であってよい。ペイロードにケーブルＣが含まれる場合、支持部材６は、ケーブルＣ及び支持部材６がカメラ２１の画角外に位置するように、ケーブルＣを支持してよい。これにより、ケーブルＣのペイロードへの接触を回避することができる。ペイロードがカメラ２１の場合には、ケーブルＣのカメラ２１への写り込みを回避することができる。

なお、本開示に記載された効果は、あくまで例示であって、開示された内容に限定されない。他の効果があってもよい。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
機体に配置され、ペイロードを支持する支持部材が取付けられる取付部を備え、
機体上下方向において、前記取付部は、機体重心と同じ位置又は前記機体重心よりも上方に位置に位置している、
飛行体。
（２）
前記取付部は、前記支持部材が取付けられた場合に、当該支持部材が前記機体に対して回動できるように構成されている、
（１）に記載の飛行体。
（３）
前記支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記取付部に回動係合する接続部を含む、
（２）に記載の飛行体。
（４）
前記取付部及び前記接続部の少なくとも一方は、フック形状を有する、
（３）に記載の飛行体。
（５）
前記取付部及び前記接続部の一方はフック形状を有し、他方はリング形状を有する、
（４）に記載の飛行体。
（６）
機体上方への推力を発生させる複数のロータをさらに備える、
（１）〜（５）のいずれかに記載の飛行体。
（７）
前記ペイロードは、前記機体に接続されたケーブルであり、
前記支持部材は、各々が前記ケーブルの異なる部分に接触する複数の接触部を含む、
（１）〜（６）のいずれかに記載の飛行体。
（８）
前記支持部材は、金属製ワイヤを含む、
（１）〜（７）のいずれかに記載の飛行体。
（９）
前記取付部は、機体上下方向からみたときに前記機体重心と同じ位置に位置している単一の取付部である、
（１）〜（８）のいずれかに記載の飛行体。
（１０）
前記取付部は、機体上下方向からみたときに前記機体重心を挟んで互いに反対側に位置する一対の取付部である、
（１）〜（８）のいずれかに記載の飛行体。
（１１）
前記取付部は、機体上下方向からみたときに前記機体重心を中心とする多角形の頂点に位置する複数の取付部である、
（１）〜（８）のいずれかに記載の飛行体。
（１２）
前記ペイロードは、前記機体に接続されたカメラであり、
前記支持部材は、前記カメラを支持する、
（１）〜（１１）のいずれかに記載の飛行体。
（１３）
前記支持部材は、前記カメラを内側に含むＵ字形状を有する、
（１２）に記載の飛行体。
（１４）
前記ペイロードは、前記機体に接続されたケーブル及び／又はカメラであり、
前記支持部材は、前記ケーブル及び前記支持部材が前記カメラの画角外に位置するように、前記ケーブルを支持する、
（１）〜（１３）のいずれかに記載の飛行体。

１ 飛行体
２ 本体
３ アーム
４ ロータ
４ａ モータ
４ｂ プロペラ
５ ランディングギア
６ 支持部材
６ａ 本体
６ｂ 接続部
６ｃ 接触部
７ 取付部
１０ 機体
２１ カメラ
Ｃ ケーブル
Ｐ ペイロード

Claims (14)

1. 機体に配置され、ペイロードを支持する支持部材が取付けられる取付部を備え、
   機体上下方向において、前記取付部は、機体重心と同じ位置又は前記機体重心よりも上方に位置に位置している、
   飛行体。
2. 前記取付部は、前記支持部材が取付けられた場合に、当該支持部材が前記機体に対して回動できるように構成されている、
   請求項１に記載の飛行体。
3. 前記支持部材をさらに備え、
   前記支持部材は、前記取付部に回動係合する接続部を含む、
   請求項２に記載の飛行体。
4. 前記取付部及び前記接続部の少なくとも一方は、フック形状を有する、
   請求項３に記載の飛行体。
5. 前記取付部及び前記接続部の一方はフック形状を有し、他方はリング形状を有する、
   請求項４に記載の飛行体。
6. 機体上方への推力を発生させる複数のロータをさらに備える、
   請求項１に記載の飛行体。
7. 前記ペイロードは、前記機体に接続されたケーブルであり、
   前記支持部材は、各々が前記ケーブルの異なる部分に接触する複数の接触部を含む、
   請求項１に記載の飛行体。
8. 前記支持部材は、金属製ワイヤを含む、
   請求項１に記載の飛行体。
9. 前記取付部は、機体上下方向からみたときに前記機体重心と同じ位置に位置している単一の取付部である、
   請求項１に記載の飛行体。
10. 前記取付部は、機体上下方向からみたときに前記機体重心を挟んで互いに反対側に位置する一対の取付部である、
    請求項１に記載の飛行体。
11. 前記取付部は、機体上下方向からみたときに前記機体重心を中心とする多角形の頂点に位置する複数の取付部である、
    請求項１に記載の飛行体。
12. 前記ペイロードは、前記機体に接続されたカメラであり、
    前記支持部材は、前記カメラを支持する、
    請求項１に記載の飛行体。
13. 前記支持部材は、前記カメラを内側に含むＵ字形状を有する、
    請求項１２に記載の飛行体。
14. 前記ペイロードは、前記機体に接続されたケーブル及びカメラであり、
    前記支持部材は、前記ケーブル及び前記支持部材が前記カメラの画角外に位置するように、前記ケーブルを支持する、
    請求項１に記載の飛行体。

Images