JP6465205B2 - 飛行体 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔操作や自動操縦により無人で飛行する飛行体に関する。

近年、無人飛行体（Unmanned Air Vehicle ：ＵＡＶ）に観測機器を搭載して、例えば災害現場や人間が立ち入ることが困難な危険箇所の状態を観測することが行われている。ＵＡＶのひとつであるマルチコプターは、一般的に、ロータが地表面に接触しないように構成するため重心が比較的高い位置にある。このため、とくに着陸面が平面でないと安定して着陸することが難しい。換言すれば、一般的なマルチコプターは、着陸面として、重力に対して垂直な水平面を想定して設計されている。

特許文献１には、ロータよりも外側に配置された球状のフレームと、このフレーム内に、前記ロータの配置位置よりも鉛直下側に設けられた錘と、を備えた航空機が提案されている。この航空機は、ロータの配置位置よりも鉛直下側に錘が設けられているため、航空機が、例えばロータの軸が鉛直方向に対して傾斜した姿勢、すなわち転倒した姿勢で水平の着陸面に着陸した場合でも、錘の働きにより、航空機は、その転倒した姿勢から、ロータの軸が鉛直方向に沿う姿勢、すなわち、直立姿勢に自動的に復元するようになっている。

特開２０１２−２３２７３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の航空機は、着陸面として、障害物等の無い、少なくとも自らのフレームの大きさ程度の面積を有する水平面を想定して設計されている。このため、特許文献１に記載の航空機は、例えば災害現場等、障害物等の無い安定した水平面が存在するとは限らない場所においては、着陸自体が困難となるか、あるいは安定して着陸することが困難である虞がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、自らの基体の大きさよりも非常に狭い面積の支持対象（着陸対象）に対しても、安定して支持されることが可能な飛行体を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明の第１態様に関わる飛行体は、基体（１０）と、この基体から延びて形成された複数のフレーム（２０）と、この複数のフレームそれぞれに設けられ、前記飛行体の飛行時において、互いに同一平面内に配置され該平面に直交する同一の方向に推力を生じることにより揚力を生じさせる複数のスラスタ（３０）と、前記基体に固定され、前記飛行体の着地に際して着地点に接地可能な降着部（４０）と、前記基体の姿勢を検出する慣性計測部（５１）と、前記慣性計測部によって検出される前記基体の姿勢に基づいて前記各スラスタを制御する制御部（５２）とを備えている。そして、前記複数のフレームにおける少なくとも１つのフレームは、前記飛行体の着陸時において、前記少なくとも１つのフレームに設けられたスラスタが前記平面よりも少なくとも鉛直下方に位置するように曲がる。

前記第１の態様に関わる飛行体によれば、前記飛行体の着陸時における前記少なくとも１つのフレームに設けられたスラスタの位置は、該飛行体の飛行時に較べて鉛直下方にあるから、飛行体全体の重心を、飛行時に較べて鉛直下方に下げることができる。このため、着陸時に飛行体が有している位置エネルギーを小さくできるので、飛行体を、エネルギー的に安定して着陸させることができる。

好ましくは、着陸時において、前記少なくとも１つのフレームは、飛行体の重心が前記着地点よりも鉛直下方に位置するように曲がるように構成されると良い。

この構成によれば、飛行体の重心に作用する重力にかかる、着地点まわりの力のモーメントは、飛行体の姿勢が水平に対して傾いた場合であっても復元する方向に作用するので、飛行体を安定して着陸させることができる。

また、本発明の第２態様に関わる飛行体は、基体（１０、４０）と、この基体から外方に延びる少なくとも第１および第２のアームであり、該第１および第２のアームのうちの少なくとも一方は、その一部に可撓性を有する第１および第２のアーム（２０、２１、２２、２３、２４）と、前記第１のアームに取り付けられ、前記飛行体に対する推力を生成する第１のスラスタ（３０）と、前記第２のアームに取り付けられ、前記飛行体に対する推力を生成する第２のスラスタ（３０）と、前記飛行体の姿勢を検出する慣性計測部（５１）と、前記慣性計測部によって検出される前記飛行体の姿勢に基づいて、前記第１および第２のスラスタを制御して前記第１および第２のアームの少なくとも一方を曲げることにより、前記飛行体の重心位置を変化させる制御部（５２）と、を備えている。

前記第２の態様に関わる飛行体によれば、制御部は、前記慣性計測部によって検出される前記飛行体の姿勢に基づいて、前記第１および第２のスラスタを制御して前記第１および第２のアームの少なくとも一方を曲げることにより、前記飛行体の重心位置を変化させる。このように構成された飛行体が、支持対象の一部に対して接触した際に、制御部は、該飛行体の重心位置を、上記支持対象の接触点に対して離間させることにより、前記接触点上において前記飛行体を安定させる。この結果、前記第２の態様に関わる飛行体は、自らの基体の大きさよりも非常に狭い面積の支持対象に対しても、安定して支持される。

本発明の第１実施形態における飛行体の概略構成を示す該飛行体の上面図である。 図１に示す飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 図１に示すフレームの詳細な構成を示す斜視図である。 図３Ａに示すフレームの側面図である。 図３Ａに示すフレームの平面図である。 図１に示すフレームの変形例を示す側面図である。 図３Ｄに示すフレームの平面図である。 図１に示すマイコン部の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す飛行体の着陸直後の状態を示す該飛行体の側面図である。 図１に示す飛行体の着陸後の状態を示す該飛行体の側面図である。 第１実施形態の変形例１における飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 本発明の第２実施形態における飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 図８に示す飛行体の着陸後の状態を示す該飛行体の側面図である。 第２実施形態の変形例２における飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 第２実施形態の変形例３における把持部の概略構成を示す該把持部の側面図である。 本発明の第３実施形態における飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 図１２に示す飛行体の着陸後の状態を示す該飛行体の側面図である。 本発明の第４実施形態における飛行体の概略構成を示す該飛行体の上面図である。 本発明の各実施形態の変形例に関わる飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 本発明の各実施形態の変形例に関わる飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 本発明の各実施形態の変形例に関わる飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 本発明の各実施形態の変形例に関わる飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 本発明の各実施形態の変形例に関わる飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。 本発明の各実施形態の変形例に関わる飛行体の概略構成を示す該飛行体の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。また、飛行体に固定された座標系として、ｘ軸と、ｘ軸に直交するｙ軸と、ｘ軸およびｙ軸に対して一次独立なｚ軸を定義する。なお、ｘ軸の正の向き、ｙ軸の正の向きに対して、これらの外積が向く方向をｚ軸の正の方向と定義して以下説明する。この座標系は、地表面に対して固定ではなく、飛行体の姿勢に依存して変動する。

（第１実施形態）
最初に、図１〜図４を参照して、本実施形態に係る飛行体１００の概略構成について説明する。なお、図１は、飛行状態の飛行体１００の上面図であり、図２は、飛行状態の飛行体１００のある側方から見た場合の側面図である。なお、図２においては、飛行体１００の構造を分かりやすく説明するため、視点側におけるフレーム（後述する）の図示を省略している。図２以外の図５〜図１０、図１２、図１３、図１５〜図２０においても図２と同様である。

本実施形態における飛行体１００は、例えば、多回転翼式の無人飛行体（Unmanned Air Vehicle ：ＵＡＶ）であり、その用途は、例えば空撮や要救助者の救助などがある。

図１に示すように、飛行体１００は、基体１０と、フレーム２０と、複数のスラスタ３０と、を備えている。加えて、飛行体１００は、図２に示すように、降着部４０と、マイコン部５０と、バッテリ６０とを備えている。

基体１０は、フレーム２０を支持し、降着部４０を支持し、マイコン部５０が載置され、バッテリ６０を支持する部材である。なお、基体１０にはプラスチック材や金属材を採用することができる。本実施形態における基体１０は、図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に沿った辺から構成される直方体である。後述のフレーム２０は、ｘ軸方向とｙ軸方向にそれぞれ２本ずつ、計４本のアーム状に構成されている。

すなわち、フレーム２０の各アーム状部分は、互い長さが同一であり、その一部、例えば先端に対応するスラスタ３０が固定されている。本実施形態では、ｘｙ平面を正面視したとき、基体１０、フレーム２０、スラスタ３０、降着部４０、マイコン部５０、バッテリ６０を含めた飛行体１０全体の重心は、フレーム２０の各アーム状部分が略直線状に伸びている状態において、基体１０内の所定位置、例えば基体１０の中心に位置している。

すなわち、フレーム２０は、図１に示すように、基体１０におけるｘ軸に沿った第１の側面からｙ軸の正の方向に延びる第１フレーム２１と、基体１０におけるｙ軸に沿った第２の側面からｘ軸の正の方向に延びる第２フレーム２２と、基体１０における第１の側面に対向する第３の側面からｙ軸に沿って第１フレーム２１と反対方向（ｙ軸の負の方向）に延びる第３フレーム２３と、基体１０における第２の側面に対向する第４の側面からｘ軸に沿って第２フレーム２２と反対方向（ｘ軸の負の方向）に延びる第４フレーム２４とを有している。以降、第１フレーム２１〜第４フレーム２４をフレーム２０と総称することがある。

本実施形態において、フレーム２０、すなわち、各第１フレーム２１〜第４フレーム２４は、図２に仮想線で示すように、例えば飛行時において直線状に伸びた状態から、ｚ軸の負の方向に曲がるようになっている。
具体的には、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、フレーム２０、すなわち、各第１フレーム２１〜第４フレーム２４は、例えば、屈曲自在な複数の関節として機能する互いに連結された複数のリンク２０Ａを備えている。図３Ａにおいては、フレーム２０の一部である連続して接続された４つのリンク２０ａ〜リンク２０ｄを図示しており、特に、互いに隣接するリンク２０ａおよびリンク２０ｂをそれぞれ実線で示している。すなわち、リンク２０ａは、その両側にリンク２０ｂおよびリンク２０ｄ（図３Ａにおいては一点鎖線で示す）がそれぞれ連結されており、リンク２０ｂは、その両側にリンク２０ａおよびリンク２０ｃ（図３Ａにおいては一点鎖線で示す）がそれぞれ連結されている。なお、図３Ａでは、説明の簡便性のため、フレーム２０のうちｘ軸における負の方向に延びる第２フレーム２２を代表的に図示しているが、その他のフレーム２１、２３、および２４も、フレーム２２と同様の構造を有している。

各リンク２０Ａ、すなわち、各リンク２０ａ〜２０ｄは、例えば、四角筒形状を有しており、内部の空間は、その図３Ａにおけるｙ軸方向に沿った断面（横断面）が四角形を有している。
各リンク２０Ａは、そのｘ軸方向において互いに対向し、上記内部空間に連通する第１および第２の開口端を有している。

第１の開口端は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ｘｚ平面に平行な対向する第１の短手(lateral）端部を有している。この対向する第１の短手端部には、それぞれｙ軸方向に沿って貫通孔２０ｈが設けられている。
また、第１の開口端は、ｘｙ平面に平行な対向する第１の長手(longitudinal)端部を有しており、この対向する長手端部における上側の第１の長手端部の中央部は、図３Ａにおいてｘ軸の負の方向に延びて凸部２０Ｂを形成している。

また、第２の開口端は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、ｘｙ平面に平行な対向する第２の長手端部を有しており、この対向する第２の長手端部における上側の第２の長手端部の中央部には、他のリンク２０Ａの凸部２０Ｂが嵌合可能な凹部２０Ｃが形成されている。
第２開口端は、ｘｚ平面に平行な対向する第２の短手端部を有しており、この対向する第２の短手端部それぞれの内側部分には、その内側部分から図３Ｂにおけるｘ軸方向に沿って外方に突出する連結部２０ｉが形成されている。この連結部２０ｉの突出側端部には、上記貫通孔２０ｈと同一寸法の連結孔２０ｊが貫通状に形成されている。

すなわち、図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、リンク２０ｂの第２開口端の凹部２０Ｃには、リンク２０ａの凸部２０Ｂが嵌合されている。この状態において、リンク２０ａの第１の開口端における第１の短手端部の端面が、リンク２０ｂの第２開口端における第２の短手端部の端面に当接し、かつ連結部２０ｉの連結孔２０ｊが第１の短手端部の貫通孔２０ｈに対してアライメントされている。特に、リンク２０ａにおける第１の短手端部の端面は、そのｚ軸方向における中央部分から下方（ｚ軸の負方向）に対して所定の曲率を有する曲面として形成されている。

第１の短手端部の貫通孔２０ｈが第２の短手端部の連結部２０ｉの連結孔２０ｊにアライメントされた状態において、ピン２０Ｄが貫通孔２０ｈおよび連結孔２０ｊに設けられており、この結果、リンク２０ａおよびリンク２０ｂは、ピン２０Ｄを回転軸として、互いに相対的に回転可能にされている。すなわち、リンク２０ａにおける第１の短手端部の端面が、そのｚ軸方向における中央部分からｚ軸の負方向に対して所定の曲率を有する曲面として形成されているため、リンク２０ｂは、リンク２０ａに対してｚ軸の負の方向に回転できるようになっている。

一方、リンク２０ｂがリンク２０ａに対してｚ軸の正の方向に回転しようとすると、リンク２０ｂにおける第２の短手端部の端面とリンク２０ａにおける第１の短手端部の端面の中央部分からｚ軸の正方向の直線部分との干渉、およびリンク２０ａの凸部２０Ａとリンク２０ｂの凹部２０Ｃの嵌合による干渉により、リンク２０ｂは、ｚ軸の正の方向に回転することができないようになっている。

リンク２０ｃおよびリンク２０ｄについても同様の構成である。
すなわち、各フレーム２０は、例えば、後述するように、対応するスラスタ３０により生成された推力により、基体１０に対向して略直線状に伸びている状態（以下、第１の状態ともいう）と、対応するスラスタ３０により推力が生成されていない状態におけるｚ軸の負の方向に屈曲した状態で垂れ下がる状態（以下、第２の状態ともいう）との間で、自在に形状変化可能になっている。なお、第２の状態においては、それぞれのアーム２０のスラスタ３０におけるロータ３０ａが互いに干渉しないように構成されている。

上述したように、各リンク２０Ａは四角筒状であり、その内部空間、第１の開口端、および第２の開口端を介して、電源用電力および制御信号を対応するスラスタ３０に供給するためのケーブル２０Ｅが通されている。電源用のケーブル２０Ｅは、少なくとも電源供給用とグランド用のケーブルを含み、バッテリ６０から連結されたリンク２０Ａを介してスラスタ３０まで延び、該スラスタ３０に接続されている。制御信号用のケーブル２０Ｅは、少なくとも回路電源用、信号線用、グランド用のケーブルを含み、マイコン部５０から連結されたリンク２０Ａを介して対応するスラスタ３０まで延び、該スラスタ３０に接続されている。

なお、図３Ｄおよび図３Ｅに示すように、フレーム２０における各リンク２０Ａ（２０ａおよび２０ｂ）において、凸部２０Ｂおよび凹部２０Ｃを設けないことも可能である。この変形例においても、リンク２０ｂがリンク２０ａに対してｚ軸の正の方向に回転しようとすると、リンク２０ｂにおける第２の短手端部の端面とリンク２０ａにおける第１の短手端部の端面の中央部分からｚ軸の正方向の直線部分との干渉により、リンク２０ｂは、ｚ軸の正の方向に回転することができないようになっている。

本実施形態における各フレーム２０に設けられたスラスタ３０は、例えば、ロータ３０ａを有しており、このロータ３０ａの回転により推力を生じるものである。図２に示すように、スラスタ３０は、ロータ３０ａと、ロータ３０ａを回転させるためのモータ３０ｂと、を有している。スラスタ３０は、後述するマイコン部５０の制御に基づいて、ロータ３０ａの回転数を変更可能に構成されており、回転数に対応した推力を発揮できるようになっている。すなわち、ロータ３０ａの回転数が大きくなるにしたがって推力が向上する。より具体的に言えば、マイコン部５０は、ロータ３０ａの回転数を調整することにより、スラスタ３０により生成される推力の大きさを自在に調整することができる。

本実施形態におけるスラスタ３０は、４つのスラスタ３０、すなわち、第１スラスタ３１、第２スラスタ３２、第３スラスタ３３、第４スラスタ３４とから構成されている。第１スラスタ３１は第１フレーム２１の所定部位、例えば先端に、第２スラスタ３２は第２フレーム２２の所定部位、例えば先端に、第３スラスタ３３は第３フレーム２３の所定部位、例えば先端に、第４スラスタ３４は第４フレーム２４の所定部位、例えば先端に、それぞれ固定されている。図１に示すｚ軸の正の方向から飛行体１００を正面視すると、第１スラスタ３１、第２スラスタ３２、第３スラスタ３３、第４スラスタ３４は反時計回りに配置されている。以降、第１スラスタ３１〜第４スラスタ３４をスラスタ３０と総称する。

各フレーム２０がｘｙ平面に沿う平面内において直線状を成す状態において、各スラスタ３０は、ｚ軸の正の方向に推力を有するように固定されている。すなわち、マイコン部５０は、各スラスタ３０を制御して該各スラスタ３０により推力を生成させることにより、各フレーム２０を、第２の状態からｚ軸の正方向に向けて上昇させる。このとき、上述した各フレーム２０の干渉構造により、各フレーム２０は、対応するスラスタ３０により生成された推力により、第１の状態、すなわち基体１０に対向した直線状態で維持される。この結果、各フレーム２０の対応するスラスタ３０により生成された推力は、飛行体１００に対する揚力として作用し、飛行体１００を上昇させる。

好ましくは、マイコン部５０は、第１スラスタ３１〜第４スラスタ３４をそれぞれ制御することにより、第１および第３スラスタ３１および３３それぞれのロータ３０ａの回転方向と、第２および第４スラスタ３２および３４それぞれのロータ３０ａの回転方向を、互いに逆向きとすることにより、第１および第３のスラスタ３１および３３それぞれのロータ３０ａの回転に起因するカウンタートルクと、第２および第４のスラスタ３２および３４それぞれのロータ３０ａの回転に起因するカウンタートルクとを相殺することができる。

上述したように、各スラスタ３０のモータ３０ｂに対する電力の供給は、バッテリ６０から対応するケーブル２０Ｅを介して行われる。また、上記マイコン部５０は、各スラスタ３０のモータ３０ｂの回転数および回転方向の制御、すなわち、各スラスタ３０により生成される推力の大きさおよび方向の制御を、対応するケーブル２０Ｅを介して行っている。

降着部４０は、飛行体１００の着陸時に、着地点に接地する部分である。本実施形態における降着部４０は、ｘｙ平面に沿う平面状の降着面を有しており、着陸時には、その降着面が地表面に接地することで飛行体１００の着陸が完了する。なお、本実施形態における降着部４０は、ｘｙ平面を正面視したとき、飛行体１００の重心が降着面の面内に存在するように取り付けられている。

マイコン部５０は、ユーザによる外部からの指令や、飛行体１００の姿勢を検出し、各スラスタ３０のロータ３０ａの回転数および回転方向を適切に制御する部分である。マイコン部５０は、基体１０において、ｘｙ平面を正面視したとき、飛行体１００の重心が基体１０の中心とほぼ一致するような位置に固定されている。マイコン部５０は、図４に示すように、例えば、慣性計測部５１と制御部５２とを有している。

慣性計測部５１は、一般の航空機等に用いられるような、３軸（ピッチング軸、ローリング軸、ヨーイング軸）のジャイロスコープと上記３軸の加速度センサを含んで構成されている。慣性計測部５１は、飛行体１００の姿勢、上記３軸それぞれの回りの角速度および上記３軸それぞれの回りの加速度を、上記飛行体１００の姿勢に関する情報として検出する部分である。ジャイロスコープとしては、振動している物体のコリオリ力を利用した振動ジャイロセンサを使っても良いが、回転円盤を有する機械式ジャイロスコープや、サニャック効果を利用するレーザーリングジャイロスコープを用いることによって高精度化と軽量化が可能である。また、加速度センサとしては、機械的変位測定方式のほか、光学的な方式やピエゾ抵抗を利用した半導体方式を採用しても良い。

慣性計測部５１は、図４に示すように、制御部５２に通信可能に接続されており、飛行体１００の姿勢に関する情報を制御部５２に出力する。慣性計測部５１は、ジャイロおよび加速度センサの他、全地球測位システム（ＧＰＳ）や圧力センサ、流量センサ、磁気センサ、スタートラッカ等のデバイスを有することも可能であり、この場合、制御部５２は、飛行体１００の姿勢および高度を高精度で計測することができる。

制御部５２は、慣性計測部５１から出力される飛行体１００の姿勢に関する情報に基づいて、飛行体１００の姿勢を推定し、推定された飛行体１００の姿勢、およびユーザ等により操作された例えばリモートコントローラＲＣからの指令に基づいて、各スラスタ３０におけるモータ３０ｂの出力（回転方向および回転速度）を制御する部分である。制御部５２は、該制御部５２に接続されたアンテナ５３とユーザが操作する例えばリモートコントローラとの間の無線通信により、リモートコントローラＲＣから送られた指令を受信することができる。

バッテリ６０は、一般的に知られた二次電池である。バッテリ６０はスラスタ３０におけるモータ３０ｂやマイコン部５０に電源を供給している。バッテリ６０は、基体１０において、ｘｙ平面を正面視したとき、飛行体１００の重心が基体１０の中心とほぼ一致するような位置に固定されている。なお、バッテリ６０はスラスタ３０の近傍に均等に分散して設置しても良い。この場合は、回転慣性が大きくなることで制御性は悪化するものの、着陸時の重心低下の効果が大きくすることができる。

次に、図２、図５および図６を参照して、本実施形態における飛行体１００の飛行時および着陸時それぞれにおける作用および効果について説明する。

＜飛行時＞
飛行時においては、マイコン部５０は、各スラスタ３０のロータ３０ａを適切な回転数で回転させることにより推力を生成し、その推力を飛行体１００の揚力として作用させている。
すなわち、基体１０および基体１０に取り付けられたマイコン部５０およびバッテリ６０にはｚ軸の負の方向に重力が作用する。一方で、図２に示すように、マイコン部５０は、各スラスタ３０のロータ３０ａの回転数を上昇させて各フレーム２０を直線状に伸ばす。この結果、各フレーム２０のスラスタ３０により生成される推力はｚ軸の正の方向に向く。すなわち、各フレーム２０のスラスタ３０により推力が生成されている場合、各フレーム２０と基体１００との接続点のまわりに、該フレーム２０とスラスタ３０との接続点を作用点としてｚ軸の正の方向に力のモーメントが作用する。よって、各フレーム２０はｚ軸の正の方向に曲がろうとする。しかしながら、上記したように、各フレーム２０は略直線の状態を限界としてｚ軸の正の方向には曲がらないので、各フレーム２０におけるスラスタ３０の推力は飛行体１００の揚力として作用する。この結果、例えば地表面に位置する、飛行体１００は、フレーム２０が略直線の状態で、その地表面を離れて飛行（上昇）する。
上述したように、フレーム２０の各アーム状部分が略直線状に伸びているため、飛行時における飛行体１００の重心は、基体１０内の所定位置である中心に位置している。

＜着陸時＞
着陸時においては、マイコン部５０は、各スラスタ３０のロータ３０ａの回転数を調整することにより、図５に示すように、該着陸時における各スラスタ３０により生成される推力を、飛行時における各スラスタ３０により生成される推力よりも低下させる。すなわち、マイコン部５０は、着陸時における各スラスタ３０により生成される推力、すなわち揚力を、飛行体１００の重力よりも低下させることにより、飛行体１００を下降させる。この結果、飛行体１００は、着地対象の着地点２００に対して、降着部４０の降着面から接地する。すなわち、この着地点２００が、飛行体１００が着地後に支持される支点となる。

接地の瞬間は各スラスタ３０のロータ３０ａが回転しており、各スラスタ３０により推力が生じた状態にあるものの、揚力は飛行体１００にかかる重力よりも小さくなっている。各フレーム２０は、対応するスラスタ３０の推力により略直線状態を維持している。このため、飛行体１００の重心は飛行時と同様に、基体１０の中心に位置している。

その後、マイコン部５０は、各スラスタ３０のロータ３０ａの回転数をさらに低下させて各スラスタ３０の推力を低下させることにより、図６に示すように、各フレーム２０を、直線形状からｚ軸の負の方向に曲げる（図６参照）。上述したように、本実施形態において、マイコン部５０は、各フレーム２０のスラスタ３０からの推力の大きさ（ゼロを含む）を制御することにより、該各フレーム２０の形状を、基体１０に対して略直線状に伸びる状態から、ｚ軸の負の方向に垂れ下がる状態間において、自在に変化させることができる。

この各フレーム２０の形状制御により、飛行体１００全体の重心を、元の重心位置である基体１０の中心から、降着部４０が接地する着陸対象の着地点２００、すなわち、飛行体１００が支持される支点２００よりも下方に位置させることができる。このため、飛行体１００の重心に作用する重力にかかる、着地点（支点）２００まわりの力のモーメントあ、は、飛行体１００の姿勢が水平に対して傾いた場合であっても復元する方向に作用するので、飛行体１００は、着陸対象の支点２００において安定して支持される。

上記したように、着陸後の飛行体１００は、降着部４０が接触する着地点２００を支点として、該支点２００よりも下方に位置する各フレーム２０のスラスタ３０が錘として機能する、いわゆるヤジロベエのように作用する。すなわち、飛行体１００の重心の位置が支点２００に対して下方に離間しているため、飛行体１００は、支点２００上に安定して立つことができる。このため、本実施形態の飛行体１００は。着陸対象、すなわち支持対象における比較的狭い領域、例えば地面や壁等から突き出した木材の一部や瓦礫の突起にも、安定して着陸し、かつ安定して支持される。

（変形例１）
上記した第１実施形態においては、飛行体１００の各フレーム２０は、該フレーム２０および対応するスラスタ３０の重力によって曲がる例を示したが、各フレーム２０が曲がる方向に、常時、所定の引張力が印加される構成にすることも可能である。換言すれば、各フレーム２０が曲がった状態のポテンシャルエネルギーを、各フレーム２０が直線状に伸びている状態のポテンシャルエネルギーよりも低くすることが可能である。

図７に示すように、本変形例における各フレーム２０には、例えば対応するスラスタ３０が取り付けられた先端部と基体１０側の根元部とを接続する弾性部材７０が取り付けられている。弾性部材７０は例えばバネであり、少なくとも、各フレーム２０に推力や重力が印加されていない状態で、飛行体１００の重心が、降着部４０が接触する着地点、すなわち支点よりも鉛直下方に位置するような該フレーム２０の曲率を維持するようにバネの自然長が設定されている。つまり、弾性部材７０は、飛行体１００の重心が降着部４０が接触する支持対象の支点よりも鉛直下方に位置するようなフレーム２０の形状において、その弾性エネルギーが低い状態であるように設定されている。

この構成によれば、支持対象の一部に飛行体１００が到達して、該一部を支点として支持された後、仮に飛行体１００がその支点に対して傾いて、飛行体１００に対する重力の印加方向が変化しても、各フレーム２０の曲がった状態を確実に維持することができる。このため、各フレーム２０の形状が変化することに起因する飛行体１００の重心位置の変化を抑制することができる。この結果、例えば、飛行体１００が地表面に対して着陸した後、その地表面に対して傾いた場合における、飛行体１００の元の姿勢への復元性を向上させることができる。

なお、本変形例では、各フレーム２０を曲がった状態で固定する手段として、弾性部材７０、とくにバネの例を示したが、これに限定されるものではなく、各フレーム２０が曲がった状態のポテンシャルエネルギーを、各フレーム２０が直線状に伸びている状態のポテンシャルエネルギーよりも低くする手段であれば、何れの手段も用いることができる。

（第２実施形態）
上記した第１実施形態および変形例１は、飛行体１００の降着部４０が降着面を有しており、飛行体１００は、その降着部４０の降着面が、支持対象の一部である支点（着地点に）接触する例を示した。これに対して、本実施形態における飛行体３００が備える降着部４０は、少なくとも２つのフィンガ部材を有し、これらの少なくとも２つのフィンガ部材により、支持対象としての棒状の部材の一部を掴んで固定することにより、飛行体３００を棒状部材の一部に支持可能なグリッパとして構成されている。なお、飛行体３００の降着部４０を除く構成要素は、第１実施形態にかかわる飛行体１００の構成要素と略同様の構成であるため、その詳しい説明を省略する。

具体的には、図８に示すように、降着部４０は、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２とを有している。左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２は、それぞれの一端部がｘ軸方向に延びる共通の回転軸Ｌによって支持されている。すなわち、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２は、上記共通の回転軸Ｌのまわりを、上記一端部を支点として互いに逆方向、すなわち互いに近付く方向および離れる方向に回転するようになっており、図９に示すように、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２とで、その間に存在する部材を把持できるようになっている。

なお、図８に示す例では、降着部４０は、２つのフィンガ部材４１および４２を備えているが、３つ以上のフィンガ部材を備えていてもよい。また、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２は、それぞれの一端部がｘ軸方向に延びる共通の回転軸Ｌよって支持されており、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２は、上記共通の回転軸Ｌのまわりを、上記一端部を支点として互いに離接自在に構成されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。
すなわち、少なくとも２つのフィンガ部材は、それぞれ、その一部を支点として互いに離接自在に構成されていればよい。

図８においては、左フィンガ部材４１はｘ軸まわりに反時計回りに回転し、右フィンガ部材４２は、ｘ軸回りに時計回りに回転するようになっている。なお、本実施形態における左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２は、本発明の例示態様における把持部に相当している。以下、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２を総称して、把持部４１，４２とも記載する。

この飛行体３００は、着地点、すなわち支持される支点として、電線や木の枝などの棒状部材４００の一部を選択することができる。図９に示すように、飛行体３００は、棒状部材４００の一部を着地点（支点）の対象として着地する際に、左右のフィンガ部材４１，４２が回転軸Ｌまわりに逆向き、すなわち左右のフィンガ部材４１，４２が近付く方向に回転することにより、棒状部材４００の一部を挟み込む。そして、第１実施形態と同様に、マイコン部５０は、各フレーム２０のスラスタ３０を制御することにより該各フレーム２０を下方に曲げて、飛行体３００の重心を、上記フィンガ部材４１、４２により挟み込まれた棒状部材４００の一部より下方に下げる。これにより、飛行体３００の重心を、棒状部材４００の、上記フィンガ部材４１、４２により挟み込まれた棒状部材４００の一部よりも位置させることができる。すなわち、本実施形態の飛行体３００の構成により、該飛行体３００を、線や枝などの棒状部材４００の一部に対する安定した支持を可能にする。

以上のように、本実施形態における飛行体３００の構成により、従来の飛行体の構成では、飛行体３００を支持させることが困難であった支持対象、例えば電線や枝等、の一部に対する安定した支持を可能にする。この構成により、飛行体３００を、自らの基体１０の面積よりも広い水平面が存在しない足場の悪い場所である例えば災害現場においても、例えば構造物の一部が残存していれば、その構造物の一部に対して安定して支持させることができる。この結果、飛行体３００にカメラを搭載した場合には、その災害現場を調査するための撮影を効率よく行うことができる。また、飛行体３００に救助物資を搭載することにより、災害現場における要救助者の救助を効率よく行うことができる。

（変形例２）
本変形例における飛行体３００は、図１０に示すように、第２実施形態における把持部である左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２に加えて、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２とを互いに閉じる向き、すなわち互いに近付ける向き、に引張る引張力を印加するための引張部材８１を有している。本変形例における引張部材８１はバネを例示しているが、静電気力や磁力を利用しても良い。

さらに、本変形例における飛行体３００においては、左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２の開閉方向は、４つのフレーム２０における対向する一対のフレーム２０の対向方向に一致している。そして、本変形例における飛行体３００は、対向する一対のフレーム２０が曲がった状態から略直線状になるにつれて左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２を開くように引張るワイヤ８２を有している。図１０では、飛行体３００が２本のワイヤ８２を有する形態について例示している。一方のワイヤ８２は、左フィンガ部材４１と上記対向する一対のフレーム２０における左フィンガ部材４１に近いフレーム２０の先端とを連結しており、他方のワイヤ８２は、右フィンガ部材４２と、上記対向する一対のフレーム２０における右フィンガ部材４２に近いフレーム２０の先端とを連結している。この構成により、マイコン部５０の制御により、上記対向する一対のフレーム２０がそれぞれ曲がった状態となる場合では左右のフィンガ部材４１，４２は、引張部材８１によって閉じた状態となる。そして、マイコン部５０の制御により、上記対向する一対のフレーム２０が略直線状になると、左右のフィンガ部材４１，４２は、ワイヤ８２により引っ張られて開いた状態となる。なお、引張部材８１およびワイヤ８２は、本発明の例示態様における第１連結部に相当している。

本変形例に関わる飛行体３００の構成によれば、マイコン部５０の制御に基づく対向する一対のフレーム２０の形状変化により、把持部４１および４２を開閉させることができ、この把持部４１および４２の開閉により、支持対象の一部を把持すること、および該支持対象の一部を離すことを可能にする。この結果、本変形例に関わる飛行体３００は、その把持部４１，４２に対して、該把持部４１、４２を開閉させる独立した閉成機構を設けることなく、確実に支持対象を把持することができる。

なお、本変形例においては、第１連結部が引張部材８１とワイヤ８２とで構成される例を示したが、これに限定されるものではない。対向する一対のフレーム２０が略直線状の状態では把持部４１，４２が開いた開放状態となり、該対向する一対のフレーム２０が曲がった状態では把持部４１，４２が閉じた閉成状態となるように構成されるものであれば、どのように第１連結部を構成してもよい。

（変形例３）
第２実施形態に対する変形例として、図１１に示すように、把持部４１，４２の少なくとも一方にコイル４３が設けられており、さらに把持部４１，４２が磁性体により構成されている例について説明する。

この飛行体３００の降着部４０は、図１１に示すように、右フィンガ部材４２に巻かれることによって構成されたコイル４３を有している。そして、左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２はそれぞれ磁性体により構成されている。なお、降着部４０を除く構成は第１実施形態あるいは第２実施形態と同様であるから、詳しい説明を省略する。

第２実施形態において説明したように、飛行体３００は、その降着部４０の左右のフィンガ部材４１および４２により棒状部材４００一部を挟むことにより、棒状部材４００の一部に支持される。このとき、本変形例に係る飛行体３００の降着部４０は、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２の閉成状態において、左フィンガ部材４１と右フィンガ部材４２とが円環状の導体路になるように構成されている。左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２は磁性体により構成されているので、棒状部材４００が電線である場合、この左右のフィンガ部材４１および４２に基づく導体路は、その導体路を流れる電線に起因して発生する磁力線の磁路となり得る。

一般に、家庭用電源を供給するための電線等は、交流電流が流れているので、左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２が形成する磁路を通る磁束は時間に対して変動している。このため、コイル４３を貫く磁束が変化するので、電磁誘導によりコイル４３の両端に起電力が生じる。したがって、コイル４３の両端を、整流器等を介してバッテリ６０に接続することにより、バッテリ６０を充電することができる。以上記載したように、本変形例に係る飛行体３００は、電線への着陸によって、バッテリ６０を充電することができる。

（第３実施形態）
本実施形態に係る飛行体５００は、図１２および図１３に示すように、折りたたみ可能なソーラーパネル９０を備えている。ソーラーパネル９０は、受光面がｚ軸の正の方向を向くように、基体１０に固定されている。ソーラーパネル９０は、光を受光して発電に用いられる複数のパネル部９１と、複数のパネル部９１を互いに連結する蝶番部９２とを有している。ソーラーパネル９０は、パネル部９１のすべてが、例えばｘｙ平面に沿うようにｙ軸に沿って展開する展開状態と、隣り合うパネル部９１が互いに対向するように、ｙ軸に沿って閉じられた収納状態との間を遷移可能になっている。なお、図１２に示すソーラーパネル９０が収納状態を示し、図１３に示すソーラーパネル９０が展開状態を示している。ソーラーパネル９０を除く要素は第１実施形態と同様であるから、その詳しい説明を省略する。

本実施形態における飛行体５００は、ソーラーパネル９０の展開および収納方向（つまり、ｙ軸方向）は、４つのフレーム２０における対向する一対のフレーム２０の対向方向に一致している。そして、本実施形態における飛行体５００は、ソーラーパネル９０に加えて、ソーラーパネル９０を、上記対向する一対のフレーム２０の形状変化と連動して展開状態あるいは収納状態に遷移させるための例えば第１および第２のワイヤ９３を備えている。第１のワイヤ９３は、対向する一対のフレーム２０の一方の先端とソーラーパネル９０の一部とを連結している。同様に、第２のワイヤ９３は、対向する一対のフレーム２０の他方の先端とソーラーパネル９０の一部とを連結している。

具体的には、本実施形態における第１のワイヤ９３は、対向する一対のフレーム２０の一方の先端とソーラーパネル９０における蝶番部９２の一部とを連結している。また、第２のワイヤ９３は、対向する一対のフレーム２０の他方の先端とソーラーパネル９０における蝶番部９２の他の一部とを連結している。なお、第１および第２のワイヤ９３は、本発明の例示態様における第２連結部に相当している。

上述したように、飛行体５００の飛行時においては、マイコン部５０の制御により、各フレーム２０が略直線状を成しているので、蝶番部９２は第１および第２のワイヤ９３によって、ｙ軸方向であってソーラーパネル９０が閉じる方向に力を受ける。このため、各フレーム２０が略直線状である飛行体５０の飛行時においては、ソーラーパネル９０は収納状態となる。

一方、飛行体５００の着陸時においては、マイコン部５０の制御により、各フレーム２０がｚ軸の負の方向に曲がるので、蝶番部９２は、ｚ軸の負の方向、および第１および第２のワイヤ９３が接続された蝶番部９２同士が引き離される方向に引張力を受ける。これにより、ソーラーパネル９０は展開状態となる。すなわち、飛行体５０がある支持対象の一部を着地点（支点）２００（図１３参照）として支持された状態においては、各フレーム２０が曲げられているため、ソーラーパネル９０は展開状態となる。

このような構成によれば、飛行体５００は、支持対象の一部である着地点２００へ着陸して該着地点２００を支点として支持された状態においては、その各フレーム２０を曲げることによりソーラーパネル９０を展開させることができる。この結果、展開されたソーラーパネル９０は、そのパネル部分により光を受光することにより、電気エネルギーを生成し、生成した電気エネルギーをバッテリ６０に供給し、該バッテリ６０を充電することができる。

なお、本実施形態においては、第２連結部が第１および第２のワイヤ９３により構成される例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第２連結部は、ソーラーパネル９０の展開および収納方向に沿って対向する一対のフレーム２０がそれぞれ略直線状の状態ではソーラーパネル９０を開いた展開状態とし、該一対のフレーム２０がそれぞれ曲がった状態では、ソーラーパネル９０が閉じた収納状態となるように構成されていれば良い。

（第４実施形態）
上記した各実施形態では、各フレーム２０にひとつのスラスタ３０が取り付けられた例について説明した。これに対して、本実施形態における飛行体６００では、図１４に示すように、各のフレーム２０に、補助フレーム２５（あるいは２６）を介して、２つのスラスタ３０が取り付けられている。なお、フレーム２０の先端におけるスラスタ３０の設置のされ方を除く要素は、第１実施形態、第２実施形態およびその変形例と同様であるから、その詳しい説明を省略する。

本実施形態における飛行体６００は、２本のフレーム２０が基体１０から延びている。具体的には、図１４に示すように、飛行体６００は、基体１０におけるｙ軸に沿った第２の側面からｘ軸の正の方向に延びる第２フレーム２２と、基体１０における第２の側面に対向する第４の側面からｘ軸に沿って第２フレーム２２と反対方向（ｘ軸の負の方向）に延びる第４フレーム２４とを有している。換言すれば、飛行体６０は、第１実施形態に対して、第１フレーム２１と第３フレーム２３とを廃した構成となっている。上記した各実施形態と同様に、各フレーム２０は、対応するスラスタ３０により生成された推力により、基体１０に対向して略直線状に伸びている第１の状態と、対応するスラスタ３０により推力が生成されていない状態におけるｚ軸の負の方向に屈曲した状態で垂れ下がる第２の状態との間で、自在に変化可能になっている。

本実施形態では、さらに、第２フレーム２２の先端にｙ軸方向に延びる補助フレーム２５が固定され、第４フレーム２４の先端にｙ軸方向に延びる補助フレーム２６が固定されている。補助フレーム２５の中点付近が第２フレーム２２の先端に接続され、補助フレーム２６の中点付近が第４フレーム２４の先端に接続されている。そして、補助フレーム２５の両端に、それぞれスラスタ３５，３６が固定されている。また、補助フレーム２６の両端に、それぞれスラスタ３７，３８が固定されている。第１実施形態と同様に、４つのスラスタ３５〜３８をスラスタ３０と総称する。スラスタ３０はｚ軸の正の方向に推力が向くように配置されている。

このような構成によれば、飛行体１００の着陸時において、飛行体６００と支持対象の着地点（支点）との間の干渉の可能性をより低減することができる。例えば、第２実施形態に記載の飛行体３００がｙ軸方向に延びる電線などの棒状部材４００に着陸する場合、ｙ軸方向に延びる第１フレーム２１および第３フレーム２３が曲がることにより、第１フレーム２１および第３フレーム２３と棒状部材４００とが干渉してしまう虞がある。これに対して、本実施形態における飛行体６００は、ｙ軸方向に伸びるフレーム２０は存在しないので、棒状部材４００とフレーム２０とが干渉することはない。したがって、スラスタ３０の総数を変えることなく、例えば第１実施形態や第２実施形態にかかる飛行体１００，３００に較べて、棒状部材４００との干渉の可能性を低減することができる。

（その他の変形された実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

各実施形態において、マイコン部５０は、飛行体１００がその降着部４０が支持対象である突起物Ｐにおける一部（例えば先端部Ｐａ）に到達した際に、全てのフレーム２０のスラスタ３０からの推力の発生を停止することも可能である。この場合、図１５に示すように、各フレーム２０は、突起物Ｐの長手方向における下方に垂れ下がり、先端のスラスタ３０が錘として機能するため、飛行体１００は、突起物Ｐの先端部Ｐａにおいて安定して支持される。

第１〜第４実施形態において、マイコン部５０は、対応するスラスタ３０に基づく推力の大きさおよび方向を制御することにより、各フレーム２０を、基体１０に対向して略直線状に伸びている第１の状態と、対応するスラスタ３０により推力が生成されていない状態におけるｚ軸の負の方向に屈曲した状態で垂れ下がる第２の状態との間で、自在に形状変化可能に構成されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。

例えば、マイコン部５０における各フレーム２０を、マイコン部５０の制御に基づく対応するスラスタ３０により生成される推力により、ｚ軸の正の方向へ屈曲自在に構成することもできる。なお、この構成は、例えば、図３Ａ〜図３Ｅに示した各フレーム２０のリンク構造において、上記干渉構造を取り去ることにより、容易に実現できる。
すなわち、マイコン部５０は、各フレーム２０における対応するスラスタ３０により生成される推力の大きさおよび方向を制御することにより、該各アーム２０の形状を独立して自在に変化させることができる。

例えば、図１６に示すように、マイコン部５０は、各スラスタ３０のロータ３０ａの回転数を上昇させて対応するフレーム２０の推力を上昇させることにより、各フレーム２０を、直線形状からｚ軸の正の方向に曲げることができる。この構成により、例えば、図１６に示すように、天井等から下方に突出している突出物Ｑの下端に対して飛行体１００のマイコン部５０の上面を接触させ、飛行体１００を、該突出物Ｑの下端を支点ＳＰとして支持することができる。すなわち、この構成により、飛行体１００全体の重心を、元の重心位置である基体１０の中心から、マイコン部５０が接触する支点ＳＰよりも上方に位置させる。これにより、飛行体１００の重力と各フレーム２０の上方への推力とをバランスさせることができ、突出物Ｑの下端（支点）ＳＰにおいて飛行体１００を安定して支持させることができる。

また、図１７は、第２実施形態の変形例に関わる飛行体１００Ａを示す図である。図１７に示すように、左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２は、４つのフレーム２０における対向する一対のフレーム２０（例えば、２１および２３）の対向方向に一致している。また、左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２は、それぞれが一端部を支点として互いに離接可能に回転自在に構成されている。また、左フィンガ部材４１および右フィンガ部材４２の一端部はそれぞれ、ワイヤ８２の一端部に連結されている。左フィンガ部材４１に連結されたワイヤ８２の他端部は、上記対向する一対のフレーム２１および２３における左フィンガ部材４１に近いフレーム２１の先端とを連結している。右フィンガ部材４２に連結されたワイヤ８２の他端部は、上記対向する一対のフレーム２１および２３における右フィンガ部材４２に近いフレーム２３の先端とを連結している。
さらに、左フィンガ部材４１の一端部および右フィンガ部材４２の一端部は、バネ等の弾性部材８１により連結されており、左フィンガ部材４１の他端部および右フィンガ部材４２の他端部を互いに閉じる向き、すなわち互いに近付ける向きに付勢している。

このように構成された飛行体４０Ａは、マイコン部５０の制御により、全てのフレーム２１〜２４を直線状に維持した状態においては、左および右フィンガ部材４１および４２の一端部がワイヤ８２に引っ張られることにより、左および右フィンガ部材４１および４２の他端部が互いに近付く方向へ移動、すなわち、左右のフィンガ部材４１および４２が閉じられることにより、物体Ｍを把持することが可能になる。この結果、例えば、飛行体１００は、例えばフレーム２１および２３により物資等の物体Ｍを把持しながら、所望の場所まで飛行することができる。

そして、例えば、飛行体１００Ａが目的の災害場所の上方に到着した際に、マイコン部５０は、物資を把持しているフレーム２１および２３の推力を低下させることにより、左右のフィンガ部材４１および４２に把持された物体Ｍを、災害場所に落下させることも可能である。このように、本変形例に関わる飛行体１００Ａは、各フレーム２０のスラスタ３０により生成される推力を、該飛行体１００Ａを推進させる推力以外の用途である把持力として利用することが可能である。しかも、上述したように、本発明の各実施形態および各変形例に関わる飛行体は、基体１０よりも非常に狭い、例えば突起物の先端等に対しても、安定して支持されるため、災害現場や物流現場における物資の輸送等の様々な用途に利用が可能である。

なお、本変形例では、一対のフレーム２１および２３を、物体Ｍを把持するフレームとし、他のフレーム２２および２４を飛行用のフレームとしたが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、例えば、本変形例の飛行体が多数のフレームを有している場合、その一部のフレームを物体把持用に用い、残りのフレームを飛行用に用いればよい。一対のフレームに連結されたフィンガ部材、すなわち把持部の形状等も、上記フィンガ形状に限定されるものではなく、例えば、柔軟性のあるフレーム形状のような、物体を把持可能な形状であればよい。

また、図１８に示すように、各実施形態および各変形例に関わる飛行体１００は、例えばドーム状の物体ＤＯに着陸する際に、降着部４０が接触するドーム状の物体ＤＯの表面の一部Ｐ１を支点として支持される。このとき、上記Ｐ１に加えて、マイコン部５０の制御によりドーム状の物体ＤＯに向かって曲げられた各フレーム２０におけるスラスタ３０の一部（例えばモータ３０ｂ）が接触するドーム状の物体ＤＯの表面の一部Ｐ２を支点として支持されるように構成できる。この結果、飛行体１００のドーム状物体ＤＯに対する着陸安定性および支持安定性を向上させることができる。

また、図１９に示すように、飛行体１００は、降着部４０をドーム状の物体ＤＯの表面に対して浮かせた状態で、マイコン部５０の制御によりドーム状の物体ＤＯに向かって曲げられた各フレーム２０におけるスラスタ３０の一部（例えばモータ３０ｂ）が接触するドーム状の物体ＤＯの表面の一部Ｐ２を支点として支持されるように構成できる。この構成においても、飛行体１００のドーム状物体ＤＯに対する着陸安定性および支持安定性を向上させることができる。

上述したように、マイコン部５０は、各フレーム２０における対応するスラスタ３０により生成される推力の大きさおよび方向を制御することにより、該各アーム２０の形状を独立して自在に変化させることができる。このため、飛行体１００は、例えば、図２０に示すように、崖のような垂直あるいは垂直に近い傾斜を有する場所ＣＬに対しても、安定して着地し、支持されることが可能になる。すなわち、マイコン部５０の制御により、例えば一対のフレーム２１および２３の内の一方のフレーム２１におけるスラスタ３０の一部（例えばモータ３０ｂ）を、場所ＣＬにおける水平の表面の一部ＣＬ１を支点として支持される。このとき、マイコン部５０の制御により、他方のフレーム２３におけるスラスタ３０の推力を低下（例えばゼロ）にすることにより、他方のフレーム２３を、場所ＣＬの傾斜面に沿って垂れ下げることにより、飛行体１００は、上記のような場所ＣＬに対しても安定して支持される。

図２０に示された飛行体１００の状態からわかるように、各実施形態および各変形例に関わる飛行体１００は、その全ての第１フレーム２１〜第４フレーム２４が屈曲自在に構成されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、各実施形態および各変形例に関わる飛行体１００は、複数のアーム状のフレーム２０における少なくとも１つのフレーム２０における一部に可撓性を有するように構成されていればよい。すなわち、このように構成されていても、マイコン部５０の制御により、該可撓性を有する少なくとも１つのフレーム２０を曲げることにより、飛行体１００の重心位置を自在に変化させることができ、飛行体１００の安定した支持に寄与することができる。

上記した各実施形態および変形例において、複数のリンク２０Ａが互いに連結されることによって、各フレーム２０が曲がることを可能にする例について説明したが、各フレーム２０を曲げる構成については、他の所望な構成を採用することができる。
特に、上記した各実施形態および変形例において、各フレーム２０は、屈曲自在な複数の関節として機能する互いに連結された複数のリンク２０Ａにより構成されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、本発明に関わる少なくとも１つのフレーム２０は、少なくとも一部に可撓性を有していればよく、少なくも一関節を有していてもよく、あるいは自在に曲がる弾性部材等により構成されていてもよい。

また、第３実施形態では、第１実施形態の飛行体１００に対してソーラーパネル９０を付加する構成について説明したが、降着部４０が把持部４１，４２を有する第２実施形態の飛行体３００に対してソーラーパネル９０が付加される構成であっても良い。

また、変形例１では、各フレーム２０を曲がった状態で固定する手段として、弾性部材７０、とくにバネの例を示したが、これに限定されるものではなく、各フレーム２０が曲がった状態のポテンシャルエネルギーを、各フレーム２０が直線状に伸びている状態のポテンシャルエネルギーよりも低くする手段であれば、何れの手段も用いることができる。

また、変形例２においては、第１連結部が引張部材８１とワイヤ８２とで構成される例を示したが、これに限定されるものではない。第１連結部は、フレーム２０が略直線状の状態では把持部４１，４２が開いた開放状態となり、フレーム２０が曲がった状態では把持部４１，４２が閉じた閉成状態となるように構成されれば良い。

また、第３実施形態においては、第２連結部がワイヤ９３のみにより構成される例を示したが、これに限定されるものではない。第２連結部は、フレーム２０が略直線状の状態ではソーラーパネル９０が開いた展開状態となり、フレーム２０が曲がった状態ではソーラーパネル９０が閉じた収納状態となるように構成されれば良い。

上記した各実施形態では、飛行体１００は、主に４つのスラスタ３０を有する、いわゆるクアッドコプターとして構成されているが、スラスタ３０の数は限定されるものではない。具体的には、双発のツインコプターや、６発のヘキサコプターにも本発明を適用することができる。

また、上記した各実施形態では、ロータ３０ａを回転させて推力を生成するスラスタ３０を例に示したが、推力の生成手段はロータ方式に限定されるものではなく、ダクテッドファンやロケットエンジンを採用することもできる。

また、スラスタ３０としてロータ方式を採用する場合において、上記した各実施形態および変形例では、モータ部３０ｂの１つの回転軸に対して１つのロータ３０ａが回転する方式を例に示したが、これに限定されない。２つのロータ３０ａがモータ部３０ｂの１つの回転軸上に存在して、互いに逆回転する同軸反転型のスラスタ３０を採用してもよい。これによれば、１つのスラスタ３０あたりのカウンタートルクの影響を抑制することができるので、飛行体１００のホバリング時における該飛行体１００の姿勢の安定性を向上させることができる。

１０…基体，２０…フレーム，３０…スラスタ，４０…降着部，５０…マイコン部，６０…バッテリ

Claims (20)

1. 飛行体であって、
   基体（１０）と、
   前記基体から延びて形成された複数のフレーム（２０）と、
   前記複数のフレームそれぞれに設けられ、前記飛行体の飛行時において、互いに同一平面内に配置され該平面に直交する同一の方向に推力を生じることにより揚力を生じさせる複数のスラスタ（３０）と、
   前記基体に固定され、前記飛行体の着地に際して着地点に接地可能な降着部（４０）と、
   前記飛行体の姿勢を検出する慣性計測部（５１）と、
   前記慣性計測部によって検出される前記飛行体の姿勢に基づいて前記各スラスタを制御する制御部（５２）とを備え、
   前記複数のフレームにおける少なくとも１つのフレームは、前記飛行体の着陸時において、前記少なくとも１つのフレームに設けられたスラスタが前記平面よりも少なくとも鉛直下方に位置するように曲がることを特徴とする飛行体。
2. 前記飛行体の着陸時において、前記少なくとも１つのフレームは、前記飛行体の重心が前記着地点よりも鉛直下方に位置するように曲がることを特徴とする請求項１に記載の飛行体。
3. 前記少なくとも１つのフレームは、前記飛行体の着陸時において、曲がった状態で形状が固定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の飛行体。
4. 前記降着部は、前記着地点を把持可能に開閉自在に構成された把持部（４１，４２）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の飛行体。
5. さらに、前記少なくとも１つのフレームと前記把持部との間で機械的に連結された第１連結部を備え、
   前記把持部は、前記少なくとも１つのフレームの変形が前記第１連結部により伝達されることによって開状態と閉状態とを互いに遷移するようにされ、
   前記飛行体の着陸時においては、前記少なくとも１つのフレームが曲がることにより前記把持部が閉状態となり前記着地点を把持することを特徴とする請求項４に記載の飛行体。
6. 前記着地点は電流が流れる棒状部材（４００）の側面であって、
   前記把持部はコイル（４３）を有し、
   さらに、前記把持部は磁性体により形成され、前記棒状部材を把持した閉状態において前記棒状部材のまわりに環状の導体路を形成し、
   前記導体路は、前記棒状部材を流れる電流の変化に基づいて生じる磁力線の磁路となり、
   前記コイルは、前記磁路を通過する磁束の変化に基づいて発電を行うことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の飛行体。
7. 前記着地点は棒状部材であって、
   前記把持部は、少なくとも２つのフィンガ部材（４１，４２）を有し、この少なくとも２つのフィンガ部材はそれぞれ、その一部を支点として互いに離接自在に構成されており、この少なくとも２つのフィンガ部材は、互いに近付く方向に回転して閉成することによって前記棒状部材を把持するように構成され、
   前記各フレームは、前記棒状部材に直交する方向に延びることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の飛行体。
8. さらにソーラーパネル（９０）を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の飛行体。
9. 前記ソーラーパネルは、折りたたみ可能に構成され、
   さらに、前記少なくとも１つのフレームと前記ソーラーパネルとの間で機械的に連結された第２連結部を備え、
   前記ソーラーパネルは、前記少なくとも１つのフレームの変形が前記第２連結部により伝達されることによって光を受光可能な展開状態と折りたたまれた収納状態とを互いに遷移するようにされ、
   着陸時においては、前記少なくとも１つのフレームが曲がることにより前記ソーラーパネルが展開状態となり発電を行うことを特徴とする請求項８に記載の飛行体。
10. 飛行体であって、
    基体（１０、４０）と、
    この基体から外方に延びる少なくとも第１および第２のアームであり、該第１および第２のアームのうちの少なくとも一方は、その一部に可撓性を有する第１および第２のアーム（２０、２１、２２、２３、２４）と、
    前記第１のアームに取り付けられ、前記飛行体に対する推力を生成する第１のスラスタ（３０）と、
    前記第２のアームに取り付けられ、前記飛行体に対する推力を生成する第２のスラスタ（３０）と、
    前記飛行体の姿勢を検出する慣性計測部（５１）と、
    前記慣性計測部によって検出される前記飛行体の姿勢に基づいて、前記第１および第２のスラスタを制御して前記第１および第２のアームの少なくとも一方を曲げることにより、前記飛行体の重心位置を変化させる制御部（５２）と、
    を備えたことを特徴とする飛行体。
11. 前記制御部は、前記飛行体を、その基体の一部が支持対象の一部に接触することにより該支持対象の一部を支点として支持させる際に、前記慣性計測部によって検出される前記飛行体の姿勢に基づいて、前記第１および第２のスラスタを制御して前記第１および第２のアームの少なくとも一方を曲げることにより、前記飛行体の重心位置を前記支点の位置と異ならせることを特徴とする請求項１０記載の飛行体。
12. 前記制御部は、前記飛行体を上昇させる際には、前記第１および第２のスラスタを制御して当該第１および第２のスラスタそれぞれにより生成される推力を当該飛行体に対する揚力として作用させることを特徴とする請求項１０または１１記載の飛行体。
13. 前記第１および第２のアームは、それぞれ可撓性を有しており、前記制御部は、前記第１および第２のスラスタを制御して前記第１および第２のアームをそれぞれ近付く方向に曲げることにより、当該第１および第２のスラスタそれぞれにより生成される推力を、前記第１および第２のアームにより物体を把持する把持力として作用させることを特徴とする請求項１０〜１２の内のいずれか１項記載の飛行体。
14. 前記第１および第２のアームはそれぞれ、屈曲自在な複数の関節を有しており、前記制御部は、前記第１および第２のスラスタを制御して、当該第１および第２のスラスタそれぞれにより生成される推力を調整することにより、対応する前記第１および第２のアームを所望の形状に制御することを特徴とする請求項１０〜１３の内のいずれか１項に記載の飛行体。
15. 前記基体は、支持対象の一部に対して接触する接触部を有しており、前記飛行体は、前記接触部が接触する前記支持対象の一部を支点として支持されるようになっており、
    前記接触部は、前記支持対象の一部を把持可能に開閉自在に構成された把持部（４１，４２）を有することを特徴とする請求項１０〜１４の内のいずれか１項に記載の飛行体。
16. 前記第１および第２のアームの内の前記可撓性を有する少なくとも一方と前記把持部との間で機械的に連結された第１連結部を備え、
    前記第１および第２のアームの内の前記可撓性を有する少なくとも一方の変形が前記第１連結部により伝達され、この伝達により、前記把持部は、開状態と閉状態との間を互いに遷移するように構成されたことを特徴とする請求項１５に記載の飛行体。
17. 前記支持対象は、電流が流れる棒状部材（４００）であって、
    前記把持部はコイル（４３）を有し、
    さらに、前記把持部は磁性体により形成され、前記棒状部材を把持した閉状態において前記棒状部材のまわりに環状の導体路を形成し、
    前記導体路は、前記棒状部材を流れる電流の変化に基づいて生じる磁力線の磁路となり、
    前記コイルは、前記磁路を通過する磁束の変化に基づいて発電を行うことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の飛行体。
18. 前記支持対象は棒状部材であって、前記把持部は、少なくとも２つのフィンガ部材（４１，４２）を有し、この少なくとも２つのフィンガ部材はそれぞれ、その一部を支点として互いに離接自在に構成されており、この少なくとも２つのフィンガ部材は、互いに近付く方向に回転することにより、前記棒状部材の一部を把持するように構成されたことを特徴とする請求項１５〜１７の内のいずれか１項に記載の飛行体。
19. さらにソーラーパネル（９０）を備えることを特徴とする請求項１０〜１８の内のいずれか１項に記載の飛行体。
20. 前記ソーラーパネルは、折りたたみ可能に構成され、
    前記第１および第２のアームの内の前記可撓性を有する少なくとも一方と前記ソーラーパネルとの間を機械的に連結する第２連結部を備え、
    前記第１および第２のアームの内の前記可撓性を有する少なくとも一方の変形が前記第２連結部により伝達され、この伝達により、前記ソーラーパネルは、光を受光可能な展開状態と折りたたまれた収納状態との間を互いに遷移するように構成され、前記飛行体が支持対象の一部に対して接触して該一部を支点として支持された状態においては、前記第１および第２のアームの内の前記可撓性を有する少なくとも一方が曲がることにより前記ソーラーパネルが展開状態となることを特徴とする請求項１９に記載の飛行体。

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