JP6763592B1 - 飛行体の給電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本開示の実施の形態を図面を参照して説明する。
本実施形態における飛行体は、ドローン(Drone)、マルチコプター(Multi Copter)、無人航空機(Unmanned Aerial Vehicle:UAV)、RPAS(Remote Piloted Aircraft Systems)、又はUAS(Unmanned Aircraft Systems)等と称呼されることがある。飛行体は、バッテリ、複数のモータ、位置検出部、制御部、ドライバ、記憶装置、無線通信装置、電圧センサ、及び電流センサ等を備えている。これらの構成要素は、所定形状のフレームに搭載されている。飛行体に搭載される情報処理装置のハードウェア構成については後述する。なお、これらの飛行のための基本構造については、既知の技術を適宜採用可能である。
図2は、一実施形態に係る管理サーバの機能ブロック図である。
図3は、本開示の第1の実施形態に係る飛行体の給電装置を示す概略図である。
次に、本実施形態の飛行体の給電装置の変形例を説明する。
上記において説明した本実施形態の主題は、例えば下記に記載する一群の付記項によって表される。ただし、本実施形態の主題はこれに限定されるものではない。
前記飛行体の前記バッテリには、一方の端部に第1のコネクタが接続された第1の給電ケーブルが接続されており、
前記給電装置は、電源に接続される第2の給電ケーブルと、該第2の給電ケーブルの一方の端部に接続された第2のコネクタとを有し、
該第2のコネクタは、前記第1のコネクタに磁力によって結合し、かつ前記第1のコネクタに結合すると、前記第2のコネクタの電極が前記第1のコネクタの電極に電気的に接続されるように構成されている、給電装置。
2)前記第1の給電ケーブルは前記飛行体の下側に延びており、
前記給電装置は、前記飛行体が着陸する着陸ステージの給電エリアに形成された開口部の下方に、前記第2のコネクタが上向きになるように配置されている、付記項1に記載の給電装置。
3)前記第1の給電ケーブルは前記飛行体の側方に延びており、
前記給電装置は、前記飛行体の前記第1の給電ケーブルの前記一方の端部に接続された前記第1のコネクタへ前記第2のコネクタを結合することが可能な位置に配置または移動可能に構成されている、付記項1に記載の給電装置。
4)前記第2の給電ケーブルと前記第2のコネクタとはコネクタ変換基板を介して接続されている、付記項1から3のいずれか1項に記載の給電装置。
図5は、本開示の第2の実施形態に係る飛行体の給電装置を示す概略図である。
次に、本実施形態の飛行体の給電装置の変形例について説明する。
図6は、図5に示した本開示の第2の実施形態に係る飛行体の給電装置の第1の変形例を示す概略図である。図6において、図5を参照して説明した各構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。
図7は、図5に示した本開示の第2の実施形態に係る飛行体の給電装置の第2の変形例を示す概略図である。図7において、図5を参照して説明した各構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。
図8は、図5に示した本開示の第2の実施形態に係る飛行体の給電装置の第3の変形例を示す概略図である。本変形例は図7を参照して説明した第2の変形例を応用したものであり、図7を参照して説明した各構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。ここではそれらの構成要素に関する詳しい説明は省略する。
上記において説明した本実施形態の主題は、例えば下記に記載する一群の付記項によって表される。ただし、本実施形態の主題はこれに限定されるものではない。
前記飛行体の前記バッテリには、一方の端部に第1のコネクタが接続された第1の給電ケーブルが接続されており、
前記給電装置は、電源に接続される第2の給電ケーブルと、該第2の給電ケーブルの一方の端部に接続された第2のコネクタと、前記飛行体の前記第1の給電ケーブルの前記一方の端部に接続された前記第1のコネクタを前記第2のコネクタへガイドするガイド部材とを有する、給電装置。
2)前記第1の給電ケーブルは前記飛行体の下側から延びており、
前記給電装置は前記第2のコネクタが上向きになるように配置されている、付記項1に記載の給電装置。
3)前記ガイド部材は、上側の開口部から下側の開口部へ向けて径が小さくなるように形成された錐形の内面を有し、前記下側の開口部が前記第2のコネクタの上に位置するように配置されている、付記項2に記載の給電装置。
4)前記ガイド部材は、前記飛行体が着陸する着陸ステージの給電エリアに形成された開口部の下方に配置されている、付記項3に記載の給電装置。
5)前記着陸ステージは、前記着陸ステージの給電エリアに形成された前記開口部を開閉するスライドドアを備えており、該スライドドアには前記飛行体の着陸位置を示すマーカが表示されている、付記項4に記載の給電装置。
6)前記給電装置の前記第2のコネクタを、
前記着陸ステージの前記給電エリアに着陸した前記飛行体から前記着陸ステージの前記開口部を通って吊り下がる前記第1の給電ケーブルに接続されている前記第1のコネクタに前記第2のコネクタを接続可能な第1の位置と、
当該第1のコネクタから前記第2のコネクタを離間させる第2の位置と、の間で上下に移動させるリフタをさらに備えている、付記項4または5に記載の給電装置。
7)前記ガイド部材は、前記上側の開口部の上に前記飛行体が着陸できるように構成されている、付記項3に記載の給電装置。
8)前記ガイド部材の内面に、前記飛行体の着陸位置を示すマーカが表示されている、付記項7に記載の給電装置。
9)前記給電装置の前記第2のコネクタを、
前記ガイド部材上に着陸した前記飛行体から吊り下がる前記第1の給電ケーブルに接続されている前記第1のコネクタに前記第2のコネクタを接続可能な第1の位置と、
当該第1のコネクタから前記第2のコネクタを離間させる第2の位置と、の間で水平方向に移動させる手段をさらに備えている、付記項7または8に記載の給電装置。
10)前記第2のコネクタは、前記第1のコネクタに磁力によって結合し、かつ前記第1のコネクタに結合すると、前記第2のコネクタの電極が前記第1のコネクタの電極に電気的に接続されるように構成されている、付記項1から9のいずれか1項に記載の給電装置。
図9は、本開示の第3の実施形態に係る飛行体の給電ステーションを示す概略平面図である。
次に、本実施形態の飛行体の給電ステーションの変形例について説明する。
図12は、図9に示した本開示の第3の実施形態に係る飛行体の給電ステーションの第1の変形例を示す概略平面図である。また、図13は、図12に示した給電装置を備えたスライド・バー機構と、着陸ステージ上に着陸した飛行体とを示す概略平面図である。図12及び図13において、図9を参照して説明した各構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。
ARマーカを用いて給電エリア51aに対する飛行体1の位置及び姿勢を順次取得して飛行体1の飛行制御を行うことにより、飛行体1に備えられたGPSセンサやジャイロセンサのみを用いて自律飛行させる場合に比べて、より正確に所定の着陸位置に所定の姿勢で飛行体1を着陸させることが可能になるが、それでも風等の影響により飛行体1を所定の着陸位置に所定の姿勢で正確に着陸させることは困難である。図12に実線で示す飛行体1のように、飛行体1が給電エリア51a上の所定の着陸位置へ着陸しなかった場合には、給電ステーション50のスライド・バー機構52による以下に説明する動作によって、飛行体1が給電エリア51a上の所定の着陸位置へ移動される。なお本例では、飛行体1のコネクタ66aを、給電装置60のコネクタ61aに向けて給電エリア51aに着陸するように設定されているため、着陸した飛行体1は、コネクタ66aが給電装置60を備えたスライド・バー機構52(図12の図示下側)の方向を概ね向いた状態となる。
図14は、図9に示した本開示の第3の実施形態に係る飛行体の給電ステーションの第2の変形例を示す概略図である。本変形例は図12及び図13を参照して説明した第1の変形例を応用したものであり、図12及び図13を参照して説明した各構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。ここではそれらの構成要素に関する詳しい説明は省略する。
上記において説明した本実施形態の主題は、例えば下記に記載する一群の付記項によって表される。ただし、本実施形態の主題はこれに限定されるものではない。
前記飛行体の前記バッテリへの給電を行う給電エリアが設けられた、前記飛行体が着陸する着陸ステージと、
前記着陸ステージ上に着陸した前記飛行体を前記着陸ステージ上で移動させる複数の飛行体移動手段とを備え、
前記飛行体移動手段は、第1の方向に沿って対向配置された第1のペアと、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って対向配置された第2のペアとを成し、
前記第1のペアの各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに対して前記第2の方向に沿う位置に移動可能に構成され、前記第2のペアの各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに対して前記第1の方向に沿う位置に移動可能に構成されている、給電ステーション。
2)各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに移動させる押出位置と、該押出位置から前記着陸ステージの外方向に向かって引き込まれた引込位置との間を移動可能なエンドエフェクタを有する、付記項1に記載の給電ステーション。
3)前記複数の飛行体移動手段は、
前記第1及び第2のペアのうちの一方のペアの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記押出位置まで移動させた後に、該一方のペアの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記引込位置に移動させ、
次に、前記第1及び第2のペアのうちの他方のペアの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記押出位置まで移動させて、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに移動させるように動作する、付記項2に記載の給電ステーション。
4)前記飛行体の前記バッテリには一方の端部に第1のコネクタが接続された第1の給電ケーブルが接続され、該第1の給電ケーブルは前記飛行体の側方に延びており、
前記複数の飛行体移動手段のうちの1つの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタに、電源に接続される第2の給電ケーブルと、該第2の給電ケーブルの一方の端部に接続された第2のコネクタと、前記飛行体の前記第1の給電ケーブルの前記一方の端部に接続された前記第1のコネクタを前記第2のコネクタへガイドするガイド部材とを有する給電装置が設置されている、付記項2に記載の給電ステーション。
5)前記飛行体は前記給電エリアに着陸したときに前記第1のコネクタが前記給電装置の前記第2のコネクタを向く姿勢で前記着陸ステージ上に着陸するように飛行制御され、
前記複数の飛行体移動手段は、
前記第1及び第2のペアのうちの一方のペアの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記押出位置まで移動させた後に、該一方のペアの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記引込位置に移動させ、
次に、前記第1及び第2のペアのうちの他方のペアの前記飛行体移動手段のうち、前記給電装置が設置されていない前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記押出位置へ向けて移動させ、
次に、前記第1及び第2のペアのうちの他方のペアの前記飛行体移動手段のうち、前記給電装置が設置された前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記押出位置へ向けて移動させ、前記ガイド部材によって前記飛行体の前記第1のコネクタを前記給電装置の前記第2のコネクタへガイドして、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとを接続させるように動作する、付記項4に記載の給電ステーション。
6)前記着陸ステージの前記給電エリアには、載置された飛行体を回転させるターンテーブルが設けられており、該ターンテーブルは、前記飛行体を前記第1のコネクタが前記給電装置の前記第2のコネクタを向く姿勢となるように前記飛行体を回転させ、
前記複数の飛行体移動手段は、
前記第1及び第2のペアのうちの一方のペアの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記押出位置まで移動させた後に、該一方のペアの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記引込位置に移動させ、
次に、前記第1及び第2のペアのうちの他方のペアの前記飛行体移動手段のうち、前記給電装置が設置されていない前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記押出位置へ向けて移動させ、
次に、前記第1及び第2のペアのうちの他方のペアの前記飛行体移動手段のうち、前記給電装置が設置された前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記押出位置へ向けて移動させ、前記ガイド部材によって前記飛行体の前記第1のコネクタを前記給電装置の前記第2のコネクタへガイドして、前記第1のコネクタと前記第2のコネクタとを接続させるように動作する、付記項4に記載の給電ステーション。
7)前記飛行体は前記飛行体の向きを示す光を射出する発光部を備え、前記給電装置は前記光を検出する受光部を備えており、
回転が開始された前記ターンテーブルは、前記受光部で受光する前記光の強度レベルが所定の基準レベル以上となったときに回転が停止される、付記項6に記載の給電ステーション。
8)前記ガイド部材は、前記エンドエフェクタが前記押出位置へ移動する方向を向いた前側の開口部から後側の開口部へ向けて径が小さくなるように形成された錐形の内面を有し、前記後側の開口部が前記第2のコネクタの近傍に位置するように配置されている、付記項4から7のいずれか1項に記載の給電ステーション。
9)前記着陸ステージに前記飛行体が着陸したことを検出する検出手段を備えた、付記項1から8のいずれか1項に記載の給電ステーション。
10)前記給電エリアに前記飛行体の着陸位置を示すマーカが表示されている、付記項1から9のいずれか1項に記載の給電ステーション。
30,40 給電装置
50 給電ステーション
Claims (6)
- バッテリからの給電によって動作する飛行体への給電を行う給電ステーションであって、
前記飛行体の前記バッテリへの給電を行う給電エリアが設けられた、前記飛行体が着陸する着陸ステージと、
前記着陸ステージ上に着陸した前記飛行体を前記着陸ステージ上で移動させる複数の飛行体移動手段とを備え、
前記飛行体移動手段は、第1の方向に沿って対向配置された第1のペアと、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って対向配置された第2のペアとを成し、
前記第1のペアの各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに対して前記第2の方向に沿う位置に移動可能に構成され、前記第2のペアの各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに対して前記第1の方向に沿う位置に移動可能に構成されており、
各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに移動させる押出位置と、該押出位置から前記着陸ステージの外方向に向かって引き込まれた引込位置との間を移動可能なエンドエフェクタを有し、
前記複数の飛行体移動手段は、
前記第1及び第2のペアのうちの一方のペアの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタを前記引込位置とした状態で、他方のペアの前記飛行体移動手段を前記押出位置に移動させることにより、前記一方のペアの前記飛行体移動手段と前記他方のペアの前記飛行体移動手段との干渉が防止されるように構成されている、給電ステーション。 - バッテリからの給電によって動作する飛行体への給電を行う給電ステーションであって、
前記飛行体の前記バッテリへの給電を行う給電エリアが設けられた、前記飛行体が着陸する着陸ステージと、
前記着陸ステージ上に着陸した前記飛行体を前記着陸ステージ上で移動させる複数の飛行体移動手段とを備え、
前記飛行体移動手段は、第1の方向に沿って対向配置された第1のペアと、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って対向配置された第2のペアとを成し、
前記第1のペアの各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに対して前記第2の方向に沿う位置に移動可能に構成され、前記第2のペアの各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに対して前記第1の方向に沿う位置に移動可能に構成されており、
各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに移動させる押出位置と、該押出位置から前記着陸ステージの外方向に向かって引き込まれた引込位置との間を移動可能なエンドエフェクタを有し、
前記飛行体の前記バッテリには一方の端部に第1のコネクタが接続された第1の給電ケーブルが接続され、該第1の給電ケーブルは前記飛行体の側方に延びており、
前記複数の飛行体移動手段のうちの1つの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタに、電源に接続される第2の給電ケーブルと、該第2の給電ケーブルの一方の端部に接続された第2のコネクタと、前記飛行体の前記第1の給電ケーブルの前記一方の端部に接続された前記第1のコネクタを前記第2のコネクタへガイドするガイド部材とを有する給電装置が設置されており、
前記着陸ステージの前記給電エリアには、載置された飛行体を回転させるターンテーブルが設けられており、該ターンテーブルは、前記飛行体を前記第1のコネクタが前記給電装置の前記第2のコネクタを向く姿勢となるように前記飛行体を回転させる、給電ステーション。 - 前記飛行体は前記飛行体の向きを示す光を射出する発光部を備え、前記給電装置は前記光を検出する受光部を備えており、
回転が開始された前記ターンテーブルは、前記受光部で受光する前記光の強度レベルが所定の基準レベル以上となったときに回転が停止される、請求項2に記載の給電ステーション。 - バッテリからの給電によって動作する飛行体への給電を行う給電ステーションであって、
前記飛行体の前記バッテリへの給電を行う給電エリアが設けられた、前記飛行体が着陸する着陸ステージと、
前記着陸ステージ上に着陸した前記飛行体を前記着陸ステージ上で移動させる複数の飛行体移動手段とを備え、
前記飛行体移動手段は、第1の方向に沿って対向配置された第1のペアと、前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って対向配置された第2のペアとを成し、
前記第1のペアの各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに対して前記第2の方向に沿う位置に移動可能に構成され、前記第2のペアの各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに対して前記第1の方向に沿う位置に移動可能に構成されており、
各々の前記飛行体移動手段は、前記着陸ステージ上の前記飛行体を前記給電エリアに移動させる押出位置と、該押出位置から前記着陸ステージの外方向に向かって引き込まれた引込位置との間を移動可能なエンドエフェクタを有し、
前記飛行体の前記バッテリには一方の端部に第1のコネクタが接続された第1の給電ケーブルが接続され、該第1の給電ケーブルは前記飛行体の側方に延びており、
前記複数の飛行体移動手段のうちの1つの前記飛行体移動手段の前記エンドエフェクタに、電源に接続される第2の給電ケーブルと、該第2の給電ケーブルの一方の端部に接続された第2のコネクタと、前記飛行体の前記第1の給電ケーブルの前記一方の端部に接続された前記第1のコネクタを前記第2のコネクタへガイドするガイド部材とを有する給電装置が設置されており、
前記ガイド部材は、前記エンドエフェクタが前記押出位置へ移動する方向を向いた前側の開口部から後側の開口部へ向けて径が小さくなるように形成された錐形の内面を有し、前記後側の開口部が前記第2のコネクタの近傍に位置するように配置されている、給電ステーション。 - 前記着陸ステージに前記飛行体が着陸したことを検出する検出手段を備えた、請求項1から4のいずれか1項に記載の給電ステーション。
- 前記給電エリアに前記飛行体の着陸位置を示すマーカが表示されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の給電ステーション。
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