JP6760475B1 - 吐出装置および無人航空機 - Google Patents

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Abstract

【課題】吐出方向を容易に変更できる無人航空機を提供する。【解決手段】エアゾール容器の内容物を吐出するための吐出装置であってエアゾール容器に接続された第１流路と、第１流路に接続された第２流路と、第２流路の少なくとも一部を支持する支持部と、第２流路の形状を変更する変更部とを備え、支持部は、第２流路の形状の変更に応じて、第２流路の支持位置を変更する吐出装置を提供する。また、吐出装置を搭載した無人航空機を提供する。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、吐出装置および無人航空機に関する。
従来、噴射ノズルを備えた無人航空機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 特開２０１９−１８５８９号公報
従来の無人航空機においては、吐出方向を容易に変更できることが好ましい。
本発明の第１の態様においては、エアゾール容器の内容物を吐出するための吐出装置であってエアゾール容器に接続された第１流路と、第１流路に接続された第２流路と、第２流路の少なくとも一部を支持する支持部と、第２流路の形状を変更する変更部とを備え、支持部は、第２流路の形状の変更に応じて、第２流路の支持位置を変更する吐出装置を提供する。
第２流路は、支持部によって支持可能な支持区間と、支持区間と異なる非支持区間とを有してよい。支持区間および非支持区間は、変更部による第２流路の形状の変更に応じて変化してよい。
吐出装置は、エアゾール容器を収容する収容部を備えてよい。第１流路は、収容部に固定されていてよい。
支持部は、第２流路が貫通する円形構造を有してよい。
変更部は、支持部と連結され、支持部の位置を変更することにより、第２流路の形状を変更してよい。
変更部は、第１流路の位置を変更することにより、第２流路の形状を変更してよい。
支持部は、第２流路が内側を通る管状構造を有してよい。変更部は、支持部を予め定められた方向に回転移動することにより第２流路の形状を変更してよい。
変更部は、それぞれ異なる軸を中心に回転する複数の回転機構を有してよい。
支持部は、第２流路が内側を通る輪状構造を有してよい。変更部は、支持部を予め定められた方向に平行移動又は回転移動することにより第２流路の形状を変更してよい。
第２流路の先端は、支持部に対して自由であってよい。
支持部は、第２流路の先端と固定され、第２流路の少なくとも一部を支持する支持固定部材を有してよい。
支持部は、第２流路の少なくとも一部を支持する支持部材と、第２流路の先端と固定され、第２流路の軸方向において、支持部材と相対的に可動である先端部材とを有してよい。
支持部材は、先端部材の内径よりも小さな外径を有してよい。
先端部材は、支持部材の内径よりも小さな外径を有してよい。
支持部は、第２流路の少なくとも一部を支持する支持部材と、第２流路の先端と固定され、第２流路の周方向において、支持部材と相対的に可動である先端部材とを有してよい。
先端部材は、エアゾール容器の内容物を吐出する吐出部を兼ねてよい。
支持部は、カメラを有してよい。
支持部は、対象物との距離を測定するための測距センサを有してよい。
本発明の第２の態様においては、本発明の第１の態様に係る吐出装置を搭載した無人航空機を提供する。
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
無人航空機１００の構成の概要を示す。 吐出装置４００の構成の一例を示す。 無人航空機１００の吐出システム３００の一例を示す。 吐出装置４００の構成の一例を示す。 図２Ａに係る吐出装置４００の断面図の一例を示す。 吐出装置４００の動作方法の一例を示す。 吐出装置４００の構成の一例を示す。 吐出装置４００の構成の一例を示す。 変更部４５０の動作方法の一例を示す。 変更部４５０の動作方法の一例を示す。 変更部４５０の動作方法の一例を示す。 他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。 図５Ａに係る吐出装置４００の断面図の一例を示す。 他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。 図６Ａに係る吐出装置４００の断面図の一例を示す。 他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。 図７Ａに係る吐出装置４００の断面図の一例を示す。 吐出装置４００の分解方法の一例を示す。 他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。 他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。 他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。 比較例に係る無人航空機５００の構成の一例を示す。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１Ａは、無人航空機１００の構成の概要を示す。無人航空機１００は、空中を飛行する飛行体である。本例の無人航空機１００は、本体部１０と、推進部２０と、吐出装置４００とを備える。本例の吐出装置４００は、収容部４１０を有する。吐出装置４００は、吐出方向を任意の方向に変更することができる。吐出方向の変更方法については後述する。
本体部１０は、無人航空機１００の各種制御回路および電源等を格納する。また、本体部１０は、無人航空機１００の構成同士を連結する構造体として機能してよい。本例の本体部１０は、推進部２０に連結されている。
推進部２０は、無人航空機１００を推進させる。推進部２０は、回転翼２１および回転駆動部２２を有する。本例の無人航空機１００は、４つの推進部２０を備える。推進部２０は、腕部２４を介して本体部１０に取り付けられている。
推進部２０は、回転翼２１を回転させることにより推進力を得る。回転翼２１は、本体部１０を中心として４つ設けられているが、回転翼２１の配置方法は本例に限られない。回転翼２１は、腕部２４の先端に回転駆動部２２を介して設けられる。
回転駆動部２２は、モータ等の動力源を有し回転翼２１を駆動させる。回転駆動部２２は、回転翼２１のブレーキ機構を有してよい。回転翼２１および回転駆動部２２は、腕部２４を省略して本体部１０に直接取り付けられてもよい。
腕部２４は、本体部１０から放射状に延伸して設けられる。本例の無人航空機１００は、４つの推進部２０に対応して設けられた４つの腕部２４を備える。腕部２４は、固定式であっても可動式であってもよい。腕部２４には、カメラ等の他の構成が固定されてよい。
収容部４１０は、吐出される内容物が充填された後述の容器７０を収容する。収容部４１０は、連結部を介して本体部１０に連結される。収容部４１０は、腕部２４または脚部１５等の本体部１０以外の部材に連結されてもよい。一例において、収容部４１０は、容器７０を収容する筒状のスリーブである。
収容部４１０の材料は、容器７０を収容する収容部の形状を保持することができるものであれば、特に限定されない。例えば、収容部４１０の材料は、アルミ等の金属、プラスチック、または炭素繊維等の強度の高い軽量の素材を含む。また、収容部４１０の材料は、硬質の材料に限らず、軟質の材料、例えば、シリコーンゴムまたはウレタンフォーム等のゴム材料を含んでもよい。なお、収容部４１０は、容器７０を加熱または保温するための加熱機構を備えてよい。
容器７０は、内容物を充填する容器である。一例において、容器７０は、内部に充填された内容物を吐出するエアゾール容器である。エアゾール容器は、内部に充填された液化ガスまたは圧縮ガスのガス圧によって、内容物を噴出する。本例の容器７０は、金属製のエアゾール缶であるが、耐圧性を有するプラスチック容器であってもよい。容器７０は、収容部４１０に収容された状態で搭載される。
内容物は、液体、気体または固体のいずれであってもよい。内容物は、粉状、粒状またはゲル状等の状態であってもよい。内容物は、農薬または補修剤を含んでよい。
なお、噴射剤としては、炭化水素（液化石油ガス）（ＬＰＧ）、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、フッ化炭化水素（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）等の液化ガス、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素（Ｎ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）等の圧縮ガスが用いられてよい。
脚部１５は、本体部１０に連結されて、着陸時に無人航空機１００の姿勢を保持する。本例の無人航空機１００は、２本の脚部１５を有する。複数の脚部１５は、それぞれ異なる長さに伸びることにより傾斜地または凹凸のある面でも安定して無人航空機１００の姿勢を保持できる。
図１Ｂは、吐出装置４００の構成の一例を示す。吐出装置４００は、収容部４１０と、吐出駆動部４２０と、第１流路４３１と、第２流路４３２とを備える。図１Ｂは、収容部４１０の断面図を示している。本例の吐出装置４００は、容器７０の内容物を吐出する。
収容部４１０は、容器７０を収容し、容器７０の内容物を吐出する。本例の収容部４１０は、本体４１１と、第１端カバー部４１３と、第２端カバー部４１４とを備える。また、収容部４１０は、容器７０からの吐出を制御するための吐出駆動部４２０を収容している。
本体４１１は、容器７０を収容する。本体４１１は、容器７０より大径の円筒状の形状を有する。本例の本体４１１は、第１端カバー部４１３および第２端カバー部４１４に挟まれている。
第１端カバー部４１３は、本体４１１の一方の端部を覆う。本例の第１端カバー部４１３は、容器７０の噴射側の端部を覆う。第１端カバー部４１３は、本体４１１に対してネジ部４１５を介して着脱可能にねじ込み固定される。本例の第１端カバー部４１３は、ドーム状のカバー本体を有する。第１端カバー部４１３は、空力特性を考慮して先端に向かって徐々に小径となるように縮径される。第１端カバー部４１３は、先端が丸みを帯びた円錐状またはドーム状の曲面を有する。このように空力特性のよい形状とすることにより、横風の影響が小さくなり、飛行の安定化を図ることができる。
第２端カバー部４１４は、本体４１１において、第１端カバー部４１３が覆う端部の他方の端部を覆う。本例の第２端カバー部４１４は、容器７０の噴射側と反対側の端部を覆う。第２端カバー部４１４は、本体４１１と一体に構成されている。また、第２端カバー部４１４は、本体４１１と取り外し可能に設けられてよい。
吐出駆動部４２０は、容器７０から内容物を吐出させる。吐出駆動部４２０は、容器７０の底部側に位置する第２端カバー部４１４に収納されている。第２端カバー部４１４は、吐出駆動部４２０の筐体として機能している。吐出駆動部４２０は、カム４２１と、カムフォロワ４２２と、可動板４２３とを備える。吐出駆動部４２０が収容部４１０に設けられているので、容器７０の交換時に吐出駆動部４２０を交換する必要がない。
カム４２１は、駆動源によって回転駆動される。一例において、駆動源としてモータが用いられる。カム４２１は、回転中心から外周までの距離が異なる構造を有する。なお、図示例では、カム４２１の形状が誇張されている。カム４２１は、外周において、カムフォロワ４２２と接触している。
カムフォロワ４２２は、カム４２１と可動板４２３との間に設けられる。カムフォロワ４２２は、カム４２１および可動板４２３に接続され、カム４２１の回転運動を可動板４２３に直線運動として伝達する。
可動板４２３は、容器７０の底面と接して設けられ、容器７０のバルブの開閉を制御する。可動板４２３は、カムフォロワ４２２によって前後に移動する。例えば、カム４２１の回転中心と、カムフォロワ４２２が当接するカム４２１の接触領域との距離が短い場合、可動板４２３が容器７０に対して後退し、容器７０のバルブが閉じる。一方、カム４２１の回転中心と、カムフォロワ４２２が当接するカム４２１の接触領域との距離が長い場合、可動板４２３が容器７０に対して前進し、容器７０のバルブが開く。
なお、吐出駆動部４２０は、モータの回転運動をカム機構によって直線運動に変換する構成を有するが、カム機構に限定されない。例えば、吐出駆動部４２０の機構は、ねじ送り機構、ラックアンドピニオン等、モータの回転運動を直線運動に変換する機構であればよい。また、駆動源としては、回転モータではなく、直線駆動用のリニアモータ、または電磁ソレノイド等を備えてよい。
ステム７１は、容器７０に設けられる。ステム７１がアクチュエータ４３５によって押圧されることにより、容器７０から内容物を吐出する。アクチュエータ４３５は、吐出方向および吐出形態に応じた第１流路４３１を有する。一例において、アクチュエータ４３５は、内容物を霧状にして吐出する。
第１流路４３１は、容器７０に接続されている。第１流路４３１は、容器７０の内容物が流れる流路である。本例の第１流路４３１は、第１端カバー部４１３の先端に設けられている。第１流路４３１は、アクチュエータ４３５の内側に設けられている。本例の第１流路４３１は、収容部４１０に固定されている。
第２流路４３２は、第１流路４３１と接続されている。第２流路４３２は、第１流路４３１からの内容物が流れる流路である。一例において、第２流路４３２は、第１流路４３１よりも柔軟性のある材料で構成される。第２流路４３２の形状を変更することにより、吐出装置４００の吐出方向を制御することができる。第２流路４３２は、鋭角に曲がらず任意の曲率で曲がる材料であってよい。第２流路４３２は、滑らかな曲線を描くことにより、圧力損失を抑制できる。
なお、本例では、容器７０が収容部４１０に直接搭載されているが、容器７０が収容部材によって収容され、収容部材を収容部４１０に搭載してもよい。収容部材が衝撃から容器７０を保護するので事故時の安全性が高まる。
本例の容器７０は、エアゾール容器であるので、容器７０が空になった場合であっても新たな容器７０を搭載するだけで、容易に交換することができる。また、内容物が人体に付着しにくく交換時の安全性が高い。
図１Ｃは、無人航空機１００の吐出システム３００の一例を示す。本例の吐出システム３００は、無人航空機１００および端末装置２００を備える。端末装置２００は、表示部２１０およびコントローラ２２０を含む。
表示部２１０は、無人航空機１００に搭載されたカメラで撮影した映像を表示する。表示部２１０は、固定カメラおよび可動カメラのそれぞれで撮影した映像を表示してよい。例えば、表示部２１０は、固定カメラおよび可動カメラの映像を分割した画面で表示する。表示部２１０は、無人航空機１００と直接通信してもよいし、コントローラ２２０を介して間接的に無人航空機１００と通信してもよい。表示部２１０は、外部のサーバと接続されてもよい。
コントローラ２２０は、利用者によって操作され、無人航空機１００を操縦する。コントローラ２２０は、無人航空機１００の飛行に加えて、吐出装置４００による内容物の吐出を指示してもよい。コントローラ２２０は、有線または無線により表示部２１０と接続されてよい。複数のコントローラ２２０が設けられ、無人航空機１００の操縦用と、吐出装置４００の吐出制御用で使い分けてもよい。
なお、本例の利用者は、端末装置２００を用いてマニュアルで無人航空機１００を操縦する。但し、利用者は、マニュアルではなく、プログラムによって自動で操縦してもよい。また、利用者は、表示部２１０に表示された画面を使用せず、直接、無人航空機１００を見て操縦してもよい。また、無人航空機１００の操縦を自動制御して、吐出装置４００の吐出をマニュアルで操作してもよい。
図２Ａは、吐出装置４００の構成の一例を示す。吐出装置４００は、支持部４４０および変更部４５０を備える。本例の吐出装置４００は、内容物の吐出方向を任意の方向に変更する。
支持部４４０は、第２流路４３２の少なくとも一部を支持する。但し、第２流路４３２の吐出方向によっては、支持部４４０が第２流路４３２を支持しなくてもよい。支持部４４０は、第２流路４３２の形状の変更に応じて、第２流路４３２の支持位置を変更する。即ち、第２流路４３２が支持部４４０に固定されないので、支持部４４０の位置に応じて第２流路４３２の位置を柔軟に変更することができる。これにより、吐出装置４００の吐出方向を変更した場合であっても、第２流路４３２における圧力損失を低減しやすくなる。本例の支持部４４０は、第２流路４３２が貫通する円形構造を有する。本例の支持部４４０は、第２流路４３２が内側を通る管状構造を有する。なお、支持部４４０の構造は、円形に限定されず、多角形等の任意の形状であってよい。
連結部４４１は、支持部４４０に連結される。本例の連結部４４１は、支持部４４０と変更部４５０とを連結する。本例の連結部４４１は、吐出方向に沿って設けられる。連結部４４１の形状は、第２流路４３２の長さ等に応じて適宜変更されてよい。連結部４４１は、支持部４４０および変更部４５０と一体に形成されてよい。
変更部４５０は、第２流路４３２の形状を変更する。本例の変更部４５０は、支持部４４０と連結され、支持部４４０の位置を変更することにより、第２流路４３２の形状を変更する。一例において、変更部４５０は、支持部４４０の位置を平行移動または回転移動させる。本例の変更部４５０は、支持部４４０を予め定められた方向に回転移動することにより第２流路４３２の形状を変更している。
連結部４５１は、変更部４５０に連結される。本例の連結部４５１は、変更部４５０と収容部４１０とを連結する。連結部４５１は、変更部４５０を本体部１０または脚部１５などの他の構成に連結させてもよい。連結部４５１は、変更部４５０と一体に形成されてよい。
第２流路４３２の先端は、支持部４４０に対して自由である。第２流路４３２の先端が自由とは、第２流路４３２の先端が他の部材に固定されていないことを指す。即ち、第２流路４３２の先端が拘束されないので、第２流路４３２の形状を自由に変更することができる。第２流路４３２の先端が支持部４４０に対して自由の場合、第２流路４３２の根元側が窮屈になる状況であっても、第２流路４３２の先端側で調整される。これにより、第２流路４３２の変形に伴う抵抗力が減少し、変更部４５０の負荷が軽減される。第２流路４３２の調整方法については後述する。
本例の吐出装置４００は、支持部４４０および変更部４５０を任意の収容部４１０に取り付けることができる。よって、サイズまたは種類の異なる容器７０に対応できる。また、吐出装置４００は、容器７０の内容物の種類または用途等に応じて、適宜、吐出方向の調整方法を変更してもよい。
図２Ｂは、図２Ａに係る吐出装置４００の断面図の一例を示す。本例の吐出装置４００は、内容物の吐出方向を異なる方向に変更している。第２流路４３２は、支持区間４６０および非支持区間４６２を有する。
支持点Ｓは、第２流路４３２と支持部４４０との間の支持点である。第２流路４３２が曲げられていない場合、第２流路４３２と支持部４４０との間の支持点Ｓがなくてもよい。第２流路４３２は、支持点Ｓにおいて、支持部４４０により支持されているものの、固定されていない。即ち、第２流路４３２は、その形状に応じて、異なる支持点Ｓで支持されてよい。これにより、第２流路４３２の形状が適当な曲線を描くので、第２流路４３２における圧力損失を低減することができる。
支持区間４６０は、支持部４４０によって支持可能な区間である。例えば、支持区間４６０は、第２流路４３２が支持部４４０によって覆われている区間である。支持区間４６０は、変更部４５０による第２流路４３２の形状の変更に応じて変化する。
非支持区間４６２は、第２流路４３２において、支持区間４６０と異なる区間である。例えば、非支持区間４６２は、第２流路４３２が支持部４４０によって覆われていない区間である。非支持区間４６２は、非支持区間４６２ａおよび非支持区間４６２ｂを含む。非支持区間４６２ａおよび非支持区間４６２ｂは可変である。但し、支持区間４６０と非支持区間４６２の合計は一定である。
非支持区間４６２ａは、支持区間４６０よりも第１流路４３１側の非支持区間である。非支持区間４６２ｂは、支持区間４６０よりも第２流路４３２の先端側の非支持区間である。非支持区間４６２の長さは、第２流路４３２の材料等に応じて決定される。非支持区間４６２は、変更部４５０による第２流路４３２の形状の変更に応じて変化する。
本例の吐出装置４００は、支持区間４６０および非支持区間４６２を第２流路４３２の形状に応じて変更できる。よって、第２流路４３２の形状が適当な曲線を描くので、第２流路４３２における圧力損失を低減することができる。
図２Ｃは、吐出装置４００の動作方法の一例を示す。本例では、変更部４５０を中心に支持部４４０を回転移動させた場合の支持区間４６０と非支持区間４６２の変化について説明する。
吐出装置４００ａは、正面に第２流路４３２を向けた状態である。本例では、吐出装置４００ａを基準状態として説明する。基準状態では、変更部４５０が第２流路４３２の下方に設けられている。なお、支持区間４６０および非支持区間４６２は、基準状態における変更部４５０の位置によって、本例と異なって変化する場合がある。また、支持区間４６０および非支持区間４６２は、連結部４４１および連結部４５１の長さによっても、本例と異なって変化する場合がある。
吐出装置４００ｂは、支持部４４０が基準状態よりも上側に移動した状態である。吐出装置４００ｃは、吐出装置４００ｂの状態よりも、支持部４４０がさらに上側に移動した状態である。吐出装置４００ｂおよび吐出装置４００ｃでは、非支持区間４６２ａが基準状態よりも短くなり、非支持区間４６２ｂが基準状態よりも長くなる。
吐出装置４００ｄは、支持部４４０が基準状態よりも下側に移動した状態である。吐出装置４００ｅは、吐出装置４００ｄの状態よりも、支持部４４０がさらに下側に移動した状態である。吐出装置４００ｄおよび吐出装置４００ｅでは、非支持区間４６２ａが基準状態よりも長くなり、非支持区間４６２ｂが基準状態よりも短くなる。
このように、吐出装置４００は、第２流路４３２の先端が自由なので、支持区間４６０と非支持区間４６２の長さを自由に調整できる。したがって、吐出装置４００は、吐出方向の変更に応じて、第２流路４３２の形状を適切に変更することができる。
図３Ａは、吐出装置４００の構成の一例を示す。本例の吐出装置４００は、図２Ａと異なる形状の支持部４４０を備える。
支持部４４０は、第２流路４３２を支持する。本例の吐出装置４００は、２つの支持部４４０ａおよび支持部４４０ｂを有する。本例の支持部４４０ａおよび支持部４４０ｂは、平行に配置されているが、これに限定されない。支持部４４０ａおよび支持部４４０ｂは、段差を付けて配置されてよい。本例の支持部４４０は、変更部４５０によって移動されることにより、第２流路４３２の形状を変更することができる。本例の支持部４４０は、第２流路４３２が内側を通る輪状構造を有する。なお、支持部４４０ａおよび支持部４４０ｂは、異なる形状であってもよい。
変更部４５０は、支持部４４０を予め定められた方向に移動することにより第２流路４３２の形状を変更する。例えば、本例の変更部４５０は、支持部４４０を回転移動することにより、第２流路４３２の形状を変更する。
図３Ｂは、吐出装置４００の構成の一例を示す。本例の吐出装置４００は、図２Ａと異なる形状の支持部４４０を備える。本例の支持部４４０は、第２流路４３２が内側を通る輪状構造を有する。
変更部４５０は、支持部４４０を予め定められた方向に移動することにより第２流路４３２の形状を変更する。例えば、変更部４５０は、支持部４４０を平行移動又は回転移動することにより、第２流路４３２の形状を変更する。
図４Ａは、変更部４５０の動作方法の一例を示す。本例の変更部４５０は、支持部４４０を回転移動することにより、第２流路４３２の形状を変更する。例えば、変更部４５０は、変更部４５０を回転することにより、吐出の傾きと高さを変更することができる。これにより、吐出装置４００は、内容物の吐出方向を変更することができる。
図４Ｂは、変更部４５０の動作方法の一例を示す。本例では、支持部４４０が固定されている点で、図４Ａの方法と相違する。
変更部４５０は、第１流路４３１の位置を変更することにより、第２流路４３２の形状を変更する。連結部４４１および変更部４５０は、共通の固定部４７０に固定されている。例えば、変更部４５０は、収容部４１０の位置を変更することにより、第１流路４３１の位置を変更する。本例の変更部４５０は、収容部４１０の高さを変更しているが、収容部４１０を回転させたり、傾けたりしてもよい。これにより、吐出装置４００は、内容物の吐出方向を変更することができる。吐出装置４００は、固定部４７０の代わりに本体部１０の下面に取り付けられてよい。
図４Ｃは、変更部４５０の動作方法の一例を示す。本例の変更部４５０は、連結部４４１を平行移動させることにより、第２流路４３２の形状を変更する。例えば、変更部４５０は、直動アクチュエータによって、連結部４４１の延伸方向に連結部４４１を平行移動させる。これにより、支持部４４０が平行移動して高さが変わる。例えば、変更部４５０は、連結部４４１を延伸させることにより、支持部４４０の内側の支持点Ｓで第２流路４３２を支持する。また、変更部４５０は、連結部４４１を収縮させることにより、支持部４４０の内側の支持点Ｓで第２流路４３２を支持してもよい。
このように、吐出装置４００は、支持部４４０と第１流路４３１との相対的な位置関係を変更できるものであれば、図４Ａ〜図４Ｃの動作方法に限定されない。例えば、吐出装置４００は、支持部４４０と第１流路４３１の両方の位置を変更することにより、第２流路４３２の形状を変更してもよい。
図５Ａは、他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。本例の吐出装置４００は、支持部４４０として、第２流路４３２を支持するための支持固定部材４４７を有する。支持固定部材４４７は、連結部４４１によって、変更部４５０と連結されている。
図５Ｂは、図５Ａに係る吐出装置４００の断面図の一例を示す。本例の吐出装置４００は、内容物の吐出方向を異なる方向に変更している。
支持固定部材４４７は、第２流路４３２の先端と固定され、第２流路４３２の少なくとも一部を支持する。支持固定部材４４７は、第２流路４３２の先端に固定されているので、容器７０の内容物を吐出する吐出部を兼ねてよい。支持固定部材４４７が第２流路４３２の先端に固定されることにより、第２流路４３２を吐出方向に調整しやすくなる。支持固定部材４４７の内径は、第２流路４３２の外径よりも大きい。支持固定部材４４７の内径を大きくすることにより、支持固定部材４４７の内部で第２流路４３２を曲げることができる。したがって、第２流路４３２が支持固定部材４４７に固定されている場合であっても、第２流路４３２は変形余裕を持ち、適当な曲線を描くので、第２流路４３２における圧力損失を低減することができる。
図６Ａは、他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。支持部４４０は、支持部材４４２および先端部材４４３を有する。
支持部材４４２は、第２流路４３２の少なくとも一部を支持する。支持部材４４２は、連結部４４１により変更部４５０と連結されている。本例の支持部材４４２は、先端部材４４３の内径よりも小さな外径を有する。即ち、支持部材４４２は、先端部材４４３に挿入されている。
先端部材４４３は、第２流路４３２の先端と固定される。先端部材４４３は、第２流路４３２の軸方向において、支持部材４４２と相対的に可動である。先端部材４４３は、容器７０の内容物を吐出する吐出部を兼ねてよい。
図６Ｂは、図６Ａに係る吐出装置４００の断面図の一例を示す。本例の吐出装置４００は、内容物の吐出方向を異なる方向に変更している。
先端部材４４３は、第２流路４３２の先端と固定されるものの、支持部材４４２に対して可動である。支持部材４４２は、変更部４５０の回転軸を中心に回転移動される。そのため、支持部材４４２の位置によっては第２流路４３２が近回りあるいは遠回りすることにより、非支持区間４６２ａの経路長が変化する場合がある。即ち、非支持区間４６２ｂの経路長が変化する。先端部材４４３は、支持部材４４２に対して、第２流路４３２の軸方向に移動することにより、非支持区間４６２ｂの変化を吸収することができる。これにより、第２流路４３２の圧力損失を低減することができる。また、先端部材４４３は支持部材４４２と同軸を保つので、変更部４５０によって吐出方向を定めることができる。
図７Ａは、他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。本例の先端部材４４３は、支持部材４４２の内径よりも小さな外径を有する。即ち、先端部材４４３は、支持部材４４２に挿入されている。
図７Ｂは、図７Ａに係る吐出装置４００の断面図の一例を示す。本例の吐出装置４００は、内容物の吐出方向を異なる方向に変更している。
先端部材４４３は、第２流路４３２の先端と固定されるものの、支持部材４４２に対して可動である。支持部材４４２は、変更部４５０の回転軸を中心に回転移動される。そのため、図６Ｂの場合と同様に、支持部材４４２の位置によっては第２流路４３２が近回りあるいは遠回りすることにより、非支持区間４６２ａの経路長が変化する場合がある。即ち、非支持区間４６２ｂの経路長が変化する。先端部材４４３は、支持部材４４２に対して、第２流路４３２の軸方向に移動することにより、非支持区間４６２ｂの変化を吸収することができる。このように、先端部材４４３が支持部材４４２に挿入される場合であっても、第２流路４３２の圧力損失を低減することができる。また、先端部材４４３は支持部材４４２と同軸を保つので、変更部４５０によって吐出方向を定めることができる。
図８は、吐出装置４００の分解方法の一例を示す。図７Ａおよび図７Ｂのように、先端部材４４３の外径が、支持部材４４２の内径よりも小さい場合の分解方法を示す。本例では、アクチュエータ４３５がネジによって第１端カバー部４１３に取り付けられている。アクチュエータ４３５を取り外すことにより、アクチュエータ４３５から先の部品を取り外すことができる。そして、先端部材４４３を支持部材４４２から引き抜くことができる。よって、容器７０の内容物によって汚染されやすい第１流路４３１および第２流路４３２をまとめて交換することができる。このように、第１流路４３１および第２流路４３２の交換が容易である。
図９Ａは、他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。変更部４５０は、それぞれ異なる軸を中心に回転する複数の回転機構を有する。例えば、変更部４５０は、３軸方向に自由に位置を制御可能なジンバルとして機能する。変更部４５０は、それぞれ任意の方向に回転する回転機構として、変更部４５０ａおよび変更部４５０ｂを含む。それぞれの回転機構は、互いに異なる軸を中心に回転することができる。一例において、変更部４５０ａが高さ方向を調整して、変更部４５０ｂが左右方向を調整する。
図９Ｂは、他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。本例の支持部４４０は、支持部材４４２および先端部材４４３を有する。本例の吐出装置４００は、複数の回転機構を備える点で図７Ａおよび図７Ｂの実施例と相違する。本例では、図７Ａおよび図７Ｂの実施例と相違する点について特に説明する。本例の吐出装置４００は、回転軸の異なる変更部４５０ａおよび変更部４５０ｂを有する。
先端部材４４３は、第２流路４３２の先端と固定されている。先端部材４４３は、第２流路４３２の周方向において、支持部材４４２と相対的に可動である。即ち、先端部材４４３が第２流路４３２の固定されている一方で、支持部材４４２は、第２流路４３２の周方向に回転自在である。
ここで、変更部４５０ａが回転した場合の非支持区間４６２ｂの変化は、先端部材４４３が第２流路４３２の軸方向において、支持部材４４２と相対的に可動であることにより、吸収することができる。一方、変更部４５０ｂが回転した場合の第２流路４３２の変化は、先端部材４４３が第２流路４３２の周方向において、支持部材４４２と相対的に可動であることにより、吸収することができる。この場合、支持部材４４２が第２流路４３２の周方向に回転し、先端部材４４３が第２流路４３２の周方向に固定される。
本例の吐出装置４００は、複数の回転機構を有する場合であっても、第２流路４３２を適当な形状に維持できる。即ち、第２流路４３２の軸方向および周方向において、先端部材４４３が支持部材４４２と相対的に可動であるので、第２流路４３２のねじれを防止できる。よって、第２流路４３２のねじれによって生じる変形抵抗が減少し、変更部４５０への負荷が低減できる。また、第２流路４３２に生じる疲労を軽減できる。
図９Ｃは、他の実施例に係る吐出装置４００の構成の一例を示す。吐出装置４００は、カメラ４４５および測距センサ４４６を備える。
カメラ４４５は、吐出装置４００の吐出方向を撮影する。本例のカメラ４４５は、吐出方向を撮影するように、支持部４４０に設けられる。これにより、支持部４４０の位置の変更に応じて、カメラ４４５の位置も変更される。そのため、吐出状態の監視を行いやすくなる。また、吐出の照準を定めやすくなる。なお、カメラ４４５の位置は、固定であってもよい。
測距センサ４４６は、吐出装置４００の吐出方向に存在する対象物との距離を測定する。本例の測距センサ４４６は、吐出方向に沿って測距するように、支持部４４０に設けられる。これにより、支持部４４０の位置の変更に応じて、測距センサ４４６の位置も変更される。そのため、吐出の照準における距離補正が可能となる。なお、測距センサ４４６の位置は、固定であってもよい。
図１０は、比較例に係る無人航空機５００の構成の一例を示す。本例の無人航空機５００は、吐出装置５４０を備える。本例では、無人航空機５００ａを基準状態として、無人航空機５００ｂまたは無人航空機５００ｃに吐出方向を変更する場合について説明する。
吐出装置５４０は、収容部５４１と、チューブ５４２と、ノズル５４３とを有する。本例の吐出装置５４０は、チューブ５４２によって、ノズル５４３とエアゾール容器とを接続している。吐出装置５４０は、ノズル５４３の位置を変更することにより、吐出方向を制御する。ノズル５４３の位置を変更すると、ノズル５４３と収容部５４１との距離が変化する。そのため、チューブ５４２は、ノズル５４３と収容部５４１がなし得る最大の離隔距離以上の長さを少なくとも有する。
しかしながら、吐出装置５４０では、チューブ５４２の両端が固定されているので、チューブ５４２の配管抵抗によって、圧力損失が増加する場合がある。また、チューブ５４２がよじれると、チューブ５４２内の液が無駄になる場合がある。
例えば、無人航空機５００ｂでは、ノズル５４３の位置が収容部５４１から遠ざかる方向に移動している。この場合、チューブ５４２は引張の状態となり、チューブ５４２に小半径の曲げ部が形成されるので配管抵抗が増加する。
無人航空機５００ｃでは、ノズル５４３の位置が収容部５４１と近接する方向に移動している。この場合、チューブ５４２が圧縮の状態となり、よじれやすくなる。チューブ５４２がよじれた場合、チューブ５４２に複数の曲げ部が生じるので、配管抵抗が増加する。また、チューブ５４２が排水トラップ状のよじれを発生した際、チューブ５４２内に残液が生じやすくなる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０・・・本体部、１５・・・脚部、２０・・・推進部、２１・・・回転翼、２２・・・回転駆動部、２４・・・腕部、７０・・・容器、７１・・・ステム、１００・・・無人航空機、２００・・・端末装置、２１０・・・表示部、２２０・・・コントローラ、３００・・・吐出システム、４００・・・吐出装置、４１０・・・収容部、４１１・・・本体、４１３・・・第１端カバー部、４１４・・・第２端カバー部、４１５・・・ネジ部、４２０・・・吐出駆動部、４２１・・・カム、４２２・・・カムフォロワ、４２３・・・可動板、４３１・・・第１流路、４３２・・・第２流路、４３５・・・アクチュエータ、４４０・・・支持部、４４１・・・連結部、４４２・・・支持部材、４４３・・・先端部材、４４５・・・カメラ、４４６・・・測距センサ、４４７・・・支持固定部材、４５０・・・変更部、４５１・・・連結部、４６０・・・支持区間、４６２・・・非支持区間、４７０・・・固定部、５００・・・無人航空機、５４０・・・吐出装置、５４１・・・収容部、５４２・・・チューブ、５４３・・・ノズル

Claims (20)

  1. エアゾール容器の内容物を吐出するための吐出装置であって
    前記エアゾール容器を収容する収容部と、
    エアゾール容器に接続された第１流路と、
    前記第１流路に接続された第２流路と、
    前記第２流路の少なくとも一部を支持する支持部と、
    前記収容部と連結され、前記第２流路の形状を変更する変更部と
    を備え、
    前記支持部は、前記第２流路の形状の変更に応じて、前記第２流路の支持位置を変更し、
    前記変更部は、前記支持部と連結され、前記支持部の位置を前記第１流路の方向と直交する方向に直線上に移動することにより、前記第２流路の形状を変更する、
    吐出装置。
  2. 前記支持部は、前記第２流路が内側を通る輪状構造を有する
    請求項１に記載の吐出装置。
  3. エアゾール容器の内容物を吐出するための吐出装置であって
    エアゾール容器に接続された第１流路と、
    前記第１流路に接続された第２流路と、
    前記第２流路の少なくとも一部を支持する支持部と、
    前記第２流路の形状を変更する変更部と、
    前記吐出装置とは別に設けられた固定部に前記支持部を連結するための連結部と、
    を備え、
    前記支持部は、前記第２流路の形状の変更に応じて、前記第２流路の支持位置を変更し、
    前記変更部は、前記固定部における前記連結部が連結された位置と離間して固定され、
    前記変更部は、前記エアゾール容器の前記固定部に対する位置を変更することにより、前記第２流路の形状を変更する、
    吐出装置。
  4. 前記支持部は、前記第２流路が貫通する円形構造を有する
    請求項１から３のいずれか一項に記載の吐出装置。
  5. 前記第２流路の先端は、前記支持部に対して自由である
    請求項１から４のいずれか一項に記載の吐出装置。
  6. 前記支持部は、
    前記第２流路の少なくとも一部を支持する支持部材と、
    前記第２流路の先端と固定され、前記第２流路の軸方向において、前記支持部材と相対的に可動である先端部材と
    を有する
    請求項１から４のいずれか一項に記載の吐出装置。
  7. 前記支持部は、
    前記第２流路の少なくとも一部を支持する支持部材と、
    前記第２流路の先端と固定され、前記第２流路の周方向において、前記支持部材と相対的に可動である先端部材と
    を有する
    請求項１から４のいずれか一項に記載の吐出装置。
  8. エアゾール容器の内容物を吐出するための吐出装置であって
    エアゾール容器に接続された第１流路と、
    前記第１流路に接続された第２流路と、
    前記第２流路の少なくとも一部を支持する支持部と、
    前記第２流路の形状を変更する変更部と
    を備え、
    前記支持部は、
    前記第２流路の少なくとも一部を支持する支持部材と、
    前記第２流路の先端と固定され、前記支持部材と同軸を保ち、前記支持部材に対して摺動する先端部材と
    を有し、
    前記支持部材は、前記第２流路の形状の変更に応じて、前記第２流路の支持位置を変更し、
    前記第２流路の形状は、前記第２流路の先端、前記支持位置、および前記第１流路との接続部分の相対的な位置関係に応じて変更される、
    吐出装置。
  9. 前記第２流路は、前記第２流路の先端、前記支持位置、および前記第１流路との接続部分によって一様に曲げられる、
    請求項６から８のいずれか一項に記載の吐出装置。
  10. 前記先端部材は、前記エアゾール容器の内容物を吐出する吐出部を兼ねる
    請求項６から９のいずれか一項に記載の吐出装置。
  11. 前記支持部材は、前記先端部材の内径よりも小さな外径を有する
    請求項６から１０のいずれか一項に記載の吐出装置。
  12. 前記先端部材は、前記支持部材の内径よりも小さな外径を有する
    請求項６から１０のいずれか一項に記載の吐出装置。
  13. 前記エアゾール容器を収容する収容部と、
    前記収容部に設けられ、前記エアゾール容器からの前記内容物の吐出を制御する吐出駆動部と
    を備え、
    前記第１流路は、前記収容部に固定されている
    請求項３または８に記載の吐出装置。
  14. 前記第２流路は、
    前記支持部によって支持可能な支持区間と、
    前記支持区間と異なる非支持区間と
    を有し、
    前記支持区間および前記非支持区間は、前記変更部による前記第２流路の形状の変更に応じて変化する
    請求項１から１３のいずれか一項に記載の吐出装置。
  15. 前記変更部は、それぞれ異なる軸を中心に回転する複数の回転機構を有する
    請求項１から１４のいずれか一項に記載の吐出装置。
  16. 前記エアゾール容器の内容物を吐出する吐出部を備え、
    前記吐出部は、前記第２流路の外径よりも小さな内径を有する
    請求項１から１５のいずれか一項に記載の吐出装置。
  17. 前記支持部は、カメラを有する
    請求項１から１６のいずれか一項に記載の吐出装置。
  18. 前記支持部は、対象物との距離を測定するための測距センサを有する
    請求項１から１７のいずれか一項に記載の吐出装置。
  19. 前記第１流路を有し、前記エアゾール容器を押圧するためのアクチュエータを備え、
    前記アクチュエータは、前記第１流路が前記第２流路に接続された状態で、前記収容部から取り外し可能である
    請求項１または１３に記載の吐出装置。
  20. 請求項１から１９のいずれか一項に記載の吐出装置を搭載した無人航空機。
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