JP6779442B2 - Luggage carrier for drone and drone equipped with this - Google Patents
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Description
本発明は、ドローンに搭載されて荷物を搬送するためのドローン用荷物運搬容器と、これを搭載したドローンに関する。 The present invention relates to a luggage carrying container for a drone mounted on a drone for carrying luggage, and a drone equipped with the same.
近年、風景や危険区域等の空撮、災害時等における行方不明者捜索などのほか、各種荷物の運搬配達などに、リモートコントロールにより飛行する無人飛行機(通称「ドローン」)が使用されつつある。このようなドローンを使用した荷物の運搬配達技術として、例えば下記特許文献1〜特許文献4などが提案されている。 In recent years, unmanned aerial vehicles (commonly known as "drones") that fly by remote control are being used for aerial photography of landscapes and dangerous areas, search for missing persons in the event of a disaster, and transportation and delivery of various packages. For example, the following Patent Documents 1 to 4 have been proposed as a technique for transporting and delivering a package using such a drone.
特許文献1〜特許文献4では、ドローン本体にアーム等の荷物把持手段や荷物運搬容器を搭載し、当該荷物把持手段によって荷物を把持しながら、又は荷物運搬容器に荷物を収容して飛行するよう構成されている。運搬目的地に到着すると、ドローンが空中に浮遊した状態で、荷物把持手段から荷物を離したり、荷物運搬容器ごとドローンから切り話して、荷物を落下ないし載置している。 In Patent Documents 1 to 4, a luggage gripping means such as an arm and a luggage carrying container are mounted on the drone body, and the luggage is gripped by the luggage gripping means, or the luggage is stored in the luggage carrying container and flies. It is configured. Upon arriving at the transportation destination, the drone is suspended in the air, and the luggage is separated from the luggage gripping means, or the luggage transportation container is cut off from the drone to drop or place the luggage.
しかしながら、従来のようにアーム等の荷物把持手段によって荷物を運搬する場合は、飛行途中で荷物が落下するおそれがある。荷物運搬容器に収容して運搬するとしても、目的地において荷物運搬容器ごとドローンから切り離すのでは、連続運搬には不向きである。 However, when the luggage is transported by a luggage gripping means such as an arm as in the conventional case, the luggage may fall during the flight. Even if it is housed in a cargo carrier and transported, it is not suitable for continuous transportation if the cargo carrier is separated from the drone at the destination.
また、そもそもドローンが空中に浮遊した状態で荷物を離す方法では、ドローンが空中で安定して停止することは困難であり、荷物が破損したり受け取る人が怪我をする危険性が高くなる。したがって、近年ではドローンが地面に着地した状態で荷物を離す構成としなければ、ドローンを荷物運搬用としては使用許可が得られない動向になっている。 In addition, with the method of releasing the luggage while the drone is floating in the air, it is difficult for the drone to stop stably in the air, and there is a high risk that the luggage will be damaged or the recipient will be injured. Therefore, in recent years, there has been a tendency that permission to use a drone for carrying luggage cannot be obtained unless the drone is configured to release the luggage while landing on the ground.
そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、荷物が破損したり人が怪我をするおそれが無く、荷物を安全に運搬・受け渡すことができる、ドローン用荷物運搬容器と、これを搭載したドローンを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and provides a luggage carrying container for drones, which can safely carry and deliver the luggage without the risk of damaging the luggage or injuring a person. The purpose is to provide a drone on board.
そのための手段として、本発明は、ドローンに搭載されて荷物を搬送するためのドローン用荷物運搬容器であって、底板及び左右両側板からなる容器本体部と、前記容器本体部の天面を覆う天面板と、前記容器本体部の前面開口を覆う前面板と、前記容器本体部の後面開口を覆う後面板とを有する。前記天面板は、ドローン本体に固定されている。前記天面板と前記容器本体部とは、両者の後端部において互いに軸支され、前記容器本体部の前方部側が上下方向に揺動可能となっている。前記前面板も、前記天面板へ上下方向に揺動可能に軸支されている。前記天面板と前記容器本体部との間には、リンク駆動源に連結された第1のリンク機構が設けられている。前記容器本体部と前記前面板との間には、第2のリンク機構が設けられている。荷物運搬容器内へ荷物を収容した荷物運搬中は、前記容器本体部が前記天面板と平行状態で閉じており、且つ荷物運搬容器の前面開口が前記前面板で閉塞されている。そのうえで、荷物を荷物運搬容器外へ取り出す際は、前記リンク駆動源を稼動させて前記第1のリンク機構を介して前記容器本体部の前方部側が下方に揺動して前記容器本体部が傾斜姿勢となると共に、前記第2のリンク機構を介して前記前面板が上方に揺動して荷物運搬容器の前面開口が開放されることを特徴とする。 As a means for that purpose, the present invention is a luggage carrying container for a drone mounted on a drone for carrying luggage, and covers a container main body composed of a bottom plate and left and right side plates, and a top surface of the container main body. It has a top plate, a front plate that covers the front opening of the container body, and a rear plate that covers the rear opening of the container body. The top plate is fixed to the drone body. The top plate and the container main body are pivotally supported at the rear ends of both, and the front side of the container main body can swing in the vertical direction. The front plate is also pivotally supported on the top plate so as to be swingable in the vertical direction. A first link mechanism connected to a link drive source is provided between the top plate and the container body. A second link mechanism is provided between the container body and the front plate. During the transportation of the cargo in which the cargo is stored in the cargo carrying container, the main body of the container is closed in parallel with the top plate, and the front opening of the luggage carrying container is closed by the front plate. Then, when the luggage is taken out of the luggage carrying container, the link drive source is operated and the front portion side of the container main body swings downward via the first link mechanism, and the container main body tilts. It is characterized in that the front plate swings upward via the second link mechanism and the front opening of the luggage carrier is opened.
前記後面板は、前記容器本体部の後面開口を開閉可能に取り付けられている。 The rear surface plate is attached so that the rear surface opening of the container body can be opened and closed.
荷物運搬容器内へ収容された荷物は、運搬目的地にドローンが着地した状態で荷物運搬容器外へ排出される。 The luggage stored in the luggage carrier is discharged to the outside of the luggage carrier with the drone landing at the destination.
また、本発明によれば、上記ドローン用荷物運搬容器を搭載したドローンも提供される。 Further, according to the present invention, a drone equipped with the above-mentioned luggage carrier for drone is also provided.
本発明のドローン用荷物運搬容器によれば、ドローン本体に不動状に固定された天面板に対して、容器本体部が揺動可能に軸支されており、荷物運搬中は荷物運搬容器が閉じているので、飛行中に荷物が落下する心配が無く、目的地まで安全に運搬できる。一方、荷物を荷物運搬容器外へ取り出す際は、第1・第2のリンク機構を介して容器本体部が前下方向へ傾斜し、且つ荷物運搬容器の前面開口が開放されることで、収容した荷物を円滑・安定して滑り出すことができる。このように、荷物を取り出す際に荷物運搬容器をドローン本体から切り離すことは無いので、連続運搬にも適している。 According to the luggage carrier for drones of the present invention, the container body is swingably supported by the top plate fixed to the drone body in an immovable manner, and the luggage carrier is closed during luggage transportation. Therefore, there is no need to worry about luggage falling during flight, and it can be safely transported to the destination. On the other hand, when the luggage is taken out of the luggage carrier, the container body is tilted forward and downward via the first and second link mechanisms, and the front opening of the luggage carrier is opened to accommodate the luggage. You can slide your luggage smoothly and stably. As described above, since the luggage carrying container is not separated from the drone body when taking out the luggage, it is also suitable for continuous transportation.
荷物運搬容器の後面開口を開閉可能に後面板を取り付けておけば、当該後面開口から荷物を容易に入れることができる。 If a rear plate is attached so that the rear opening of the luggage carrier can be opened and closed, luggage can be easily put in through the rear opening.
運搬目的地にドローンが着地した状態で荷物を荷物運搬容器外へ排出すれば、切り離し落下させるような荷物の破損を避けることができる。また、荷物運搬用のドローンとして使用許可認定も受けることができる。 If the luggage is discharged to the outside of the luggage transportation container with the drone landing at the transportation destination, it is possible to avoid damage to the luggage that would be separated and dropped. In addition, it can be used as a drone for carrying luggage.
本発明の荷物運搬容器(以下、単に運搬容器と称す)は、ドローン本体の下面に固定される。ここで、本発明の荷物運搬容器(以下、単に運搬容器と称す)の固定対象となるドローン本体としては、ドローン本体の中心を成すボディと、信号を送受信したり飛行を制御等する制御部と、飛行するためのローターとを備える一般的な構造のものであれば良く、下面に運搬容器を固定可能なものであれば特に制限は無い。したがって、図示しながら後説する実施形態は本発明の一例であって、特にドローン本体は従来から公知のドローン本体を広く使用できる。これを前提として、本発明の代表的な実施形態について説明する。 The luggage transport container of the present invention (hereinafter, simply referred to as a transport container) is fixed to the lower surface of the drone body. Here, the drone main body to be fixed to the luggage carrying container (hereinafter, simply referred to as a carrying container) of the present invention includes a body forming the center of the drone main body and a control unit that transmits / receives signals and controls flight. Any structure may be used as long as it has a general structure including a rotor for flying, and there is no particular limitation as long as the transport container can be fixed to the lower surface. Therefore, the embodiment described later while being illustrated is an example of the present invention, and in particular, a conventionally known drone body can be widely used as the drone body. On the premise of this, a typical embodiment of the present invention will be described.
図1,2に示すように、本実施形態のドローンは、ドローン本体1の下面に、運搬容器10が固定されている。ドローン本体1は、ボディ2と、制御部3と、アーム4と、ローター5と、脚6とを備える。これらボディ2、制御部3(の外蓋)、アーム4、ローター5、及び脚6は、連結金具や駆動機構などの各種部品を除いて、軽量で強度の強い繊維強化プラスチック製である。強化繊維としては、カーボン繊維やガラス繊維等が使用される。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the drone of the present embodiment, the
ボディ2は、ドローン本体1の中心を成す中空な筐体である。ボディ2の内部には、ローター5の電源となるバッテリーや、各ローター5への配線などが収容されている。
The
制御部3は、ボディ2の上面に設置されている。制御部3には、図外のリモートコントローラーからの信号を受信する受信装置や、ドローンの飛行速度や方向、及び運搬容器10の開閉等を制御する制御回路などが収容されている。
The
アーム4はボディ2から放射状に複数本延びており、その先端にローター5が回転可能に設けられている。各アーム4は、それぞれボディ2に対して着脱自在に連結されている。本実施形態ではアーム4は6本設けられているが、安定飛行可能である限り3〜8本あればよい。
A plurality of
脚6はボディ2の下面に連結されており、運搬容器10は脚6を介してドローン本体1の下面に固定されている。そのため、脚6は下方空間を確保できるように、正面視で下辺のない台形状となっている。詳しくは、脚6は左右方向に延在して台形状に開脚した開脚部6aと、地面に接地する左右二本の接地部6bとを有する。開脚部6aは前後に複数本設けられており、接地部6bは各開脚部6aの先端に連結されて前後方向に延在している。本実施形態では、開脚部6aが前後に二本設けられているが、前後方向中央部に一本でもよく、三本以上設けることもできる。
The legs 6 are connected to the lower surface of the
ボディ2の下面には連結板7が設けられており、当該連結板7にビス留めされたジョイント8を介して脚6が連結されている。また、脚6にはジョイント9も連結されており、当該ジョイント9を介して運搬容器10がビス留めされている。なお、脚6の左右開脚幅は運搬容器10の幅寸法より大きく、脚6の高さは運搬容器10の高さ寸法より大きい。
A connecting plate 7 is provided on the lower surface of the
図3に示すように、運搬容器10は、底板と底板の左右両縁を折り曲げて立設した左右両側板からなる容器本体部11と、容器本体部11の天面を覆う天面板12と、容器本体部11の前面開口を覆う前面板13と、容器本体部11の後面開口を覆う後面板14とを有する。運搬容器10も、できるだけ軽量で強度が高いことが好ましく、繊維強化プラスチックや金属製とすればよい。
As shown in FIG. 3, the
天面板12は平板からなる。また、天面板12の左右両縁及び後縁には下方に延在するフランジを有し、運搬容器10として組み立てた状態では、左右両側縁のフランジが容器本体部11の左右側壁の上縁部と内外に重なる。符号12aはビス留め用のビス孔であり、当該ビス孔12aにおいてビス留めされることで、天面板12は不動状に固定される。また、天面板12の上面には、詳細は後述する第1のリンク機構20のリンク駆動源として、モーター21がブラケット22を介して設けられている。モーター21は、ドローン本体1内のバッテリーや制御回路等と電気コード(図示せず)を介して連結されている。
The
容器本体部11と天面板12とは、両者11・12の後端部において軸ピンP1によって互いに軸支されている。軸ピンP1は、容器本体部11と天面板12とが内外に重なる部分、すなわち容器本体部11の左右側壁と天面板12のフランジとを貫通している。これにより、容器本体部11の前方部側は、不動な天面板12に対して上下方向に揺動可能となっている。
The
前面板13も平板からなる。また、前面板13の左右両側縁には、詳細は後述する第2のリンク機構30を構成する第4リンク32を有する。第4リンク32は、前面板13の左右両側縁部を折り曲げることで一体的に設けても良いし、前面板13へ溶接や接着等により固定することもできる。第4リンク32は、前面板13の左右両側縁から後方に延在しており、運搬容器10として組み立てた状態では、第4リンク32が天面板12のフランジと内外に重なる。そのうえで、左右の第4リンク32と天面板12の左右フランジとが、軸ピンP7によって互いに回動可能に軸支されている。これにより、第4リンク32と一体的に動く前面板13が、不動な天面板12に対して全体的に上下方向に揺動可能となっている。すなわち、前面板13が、第4リンク32を介して天面板12へ上下方向に揺動可能に軸支されている。この意味において、第4リンク32は、前面板13を天面板12へ軸支するためのフランジを兼ねている。
The
後面板14も平板からなり、容器本体部11の後面開口を開閉可能に取り付けられている。後面板14を容器本体部11へ取り付ける際は、後面板14の4角部に穿設された位置決め孔14aに、容器本体部11の左右両側壁内面にそれぞれ上下2つ設けられた位置決め突起11aを挿通する。すると、後面板14の左右両側縁から前方に向けて突設されたネジ孔14bと、容器本体部11の左右両側壁に穿設されたネジ孔11bとが内外に重なる。そのうえで、両ネジ孔11b・14bへ固定ネジ15を螺合することで、容器本体部11へ後面板14を固定することができる。符号14cは、後面板14の開閉操作を容易にするための把手である。
The
なお、後面板14の一縁にヒンジを設けて、揺動開閉させることもできる。また、固定ネジ15を使用せず、係合突起を係合孔に係合する構成とすることもできる。突起11aと位置決め孔14aの存在により、後面板14の取り付けが容易、且つ安定して固定できるが、突起11a及び位置決め孔14aは必ずしも設ける必要は無い。
It is also possible to provide a hinge on one edge of the
また、図3〜図6に示すように、運搬容器10の左右両外面にはリンク機構が設けられている。具体的には、天面板12と容器本体部11との間に第1のリンク機構20が設けられており、容器本体部11と前面板13との間に第2のリンク機構30が設けられている。
Further, as shown in FIGS. 3 to 6, link mechanisms are provided on both the left and right outer surfaces of the
第1のリンク機構20は、一端がモーター21の回転軸P4に固定された棒状の第1リンク23と、一端が固定ピンP2によって容器本体部11に固定された棒状の第2リンク24とを備える。第1リンク23の他端と第2リンク24の他端とは、軸ピンP3によって回動可能に軸支されている。第1リンク23は、第2リンク24よりも短い。また、左右のブラケット22の外面には、第1リンク23の回動限界を規制するピン状のストッパー25が、上下2ヶ所に突設されている。
The
第2のリンク機構30は、一端が軸ピンP5によって回動可能に軸支された棒状の第3リンク31と、軸ピンP7によって中央部で回動可能に軸支された前述の第4リンク32とを備える。第4リンク32は略く字形であって、軸ピンP7より下方部が前面板13の側縁に沿っており、軸ピンP7より上方部が棒状リンクとして機能する。第3リンク31の他端と第4リンク32の上端とは、軸ピンP6によって回動可能に軸支されている。
The
なお、第1のリンク機構20は第2のリンク機構30よりも左右方向外方位置に設けられており、運搬容器10の開閉操作の際に第1のリンク機構20と第2のリンク機構30とが互いに干渉しないようになっている。又は、第2のリンク機構30を第1のリンク機構20よりも左右方向外方位置に設けてもよい。
The
次に、ドローンの操作について説明する。先ず、図4に示すように、運搬容器10が閉じた状態において、固定ネジ15を外して後面板14を開け、運搬容器10の後面から荷物Wを収容したら、再度後面板14によって運搬容器10の後面を塞ぎ、固定ネジ15を螺合して固定する。これにより、運搬中に荷物Wが運搬容器10から落下する心配は無い。
Next, the operation of the drone will be described. First, as shown in FIG. 4, in a state where the
この図4に示す運搬容器10が閉じた状態において、第1のリンク機構20では、第1リンク23及び第2リンク24は起立状態にあり、第1リンク23の他端と第2リンク24の他端とを軸支する軸ピンP3は、第1リンク23の一端が固定されたモーター21の回転軸P4及び第2リンク24の固定ピンP2よりも上方にある。固定ピンP2と、軸ピンP3と、回転軸P4とは前後方向位置が略同じ位置にあり、上下に並んでいる。
In the state where the
一方、図4に示す運搬容器10が閉じた状態において、第2のリンク機構30では、第3リンク31はやや後方に傾斜した起立状態にあり、第4リンク32の上半分は後方に大きく傾斜している。このとき、第3リンク31の一端を軸支する軸ピンP5は第4リンク32の回動軸となる軸ピンP7よりも下方且つ後方にあり、第3リンク31と第4リンク32の連結軸である軸ピンP6は軸ピンP6及び軸ピンP7よりも上方且つ後方にある。
On the other hand, in the state where the
そして、図4に示す運搬容器10が閉じた状態のまま、図外のリモートコントローラーを操作し、運搬容器10を搭載したドローンを所定の目的地まで飛行させ、着地させる。運搬容器10内へ荷物Wを収容した荷物運搬中及び着地した時点では、容器本体部11が天面板12と平行となっている。また、運搬容器10の前面開口は、前面板13によって閉塞されている。
Then, with the
続いて、リモートコントローラーに設けられたスイッチを操作して、モーター21を駆動させる。すると、図5に示すように、モーター21の回転軸P4の回転と共に、第1のリンク機構20の第1リンク23が前方に向けて回動する。これに伴い、第2リンク24が軸ピンP3を中心として下方に下がる。すると、第2リンク24の一端は容器本体部11に固定されていることで、容器本体部11も下方に下がる。しかし、容器本体部11の後端部は軸ピンP1によって天面板12に連結されていることで、容器本体部11は軸ピンP1を中心として前方側のみが下方に下がることになり、全体的に前傾斜姿勢となる。これにより、荷物Wが容器本体部11内から前面開口に向けて滑り出せるようになる。
Subsequently, the switch provided on the remote controller is operated to drive the
一方、容器本体部11の揺動に伴い、軸ピンP5は下後方に移動することになる。これにより、第2のリンク機構30の第3リンク31の一端も下後方に移動することで、軸ピンP6を介して第4リンク32の上半分が下後方へ引っ張られることで、第4リンク32が軸ピンP7を中心として回動し、第4リンク32の下半分が上方へ回動する。これにより、第4リンク32の下半分に固定された前面板13が上方へ揺動し、運搬容器10の前面が開口する。
On the other hand, the shaft pin P5 moves downward and rearward as the
そのまま操作し続けて、図6に示すように運搬容器10の前面が大きく開口したら、モーター21の駆動をストップさせればよい。この状態では、容器本体部11が大きく傾斜しているので、荷物Wが運搬容器10内から円滑に滑り出し、荷物Wを目的地に破損することなく運搬することができる。なお、モーター21の停止が遅れても、第1リンク23が下方のストッパー25に当接することで回動限界があるので、必要以上に容器本体部11や前面板13が揺動することは無い。
The operation may be continued as it is, and when the front surface of the
荷物Wを運搬容器10から取り出せたら、モーター21を逆回転させてこれまでの説明と逆の動きで、再度図4に示す閉じた状態に戻すことができる。この場合にモーター21の停止が遅れても、第1リンク23が上方のストッパー25に当接することで閉じ方向にも回動限界があるので、必要以上に容器本体部11や前面板13が揺動することは無い。
After the luggage W can be taken out from the
なお、本発明は上記代表的な実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、後面板14も容器本体部11と一体化させ、荷物Wを収容する際も容器本体部11を傾斜させて前面開口から収容してもよい。荷物Wは、ドローン1が空中に浮遊下状態で運搬容器10の外へ排出することもできる。容器本体部11の開閉操作は、コントローラーによりリモートコントロールのみならず、ドローン1に設けた開閉スイッチにより操作することもできる。
The present invention is not limited to the above typical embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the
運搬容器10の内部へキャスター付きの荷台収容して、荷物Wを荷台と共に滑り出るようにすることも好ましい。小型の荷物Wであれば、小型のカプセルに収容してからカプセルごと運搬容器10内へ収容し、カプセルが転がりでるようにすることもできる。
It is also preferable to accommodate the cargo bed with casters inside the
運搬容器10を構成する容器本体部11、天面板12、前面板13、及び後面板14は、ある程度の強度を担保しながらできるだけ軽量化を図るため、複数の軽量化穴を穿設することも好ましい。
The
1 ドローン本体
2 ボディ
3 制御部
4 アーム
5 ローター
6 脚
10 運搬容器
11 容器本体部
12 天面板
13 前面板
14 後面板
20 第1のリンク機構
23 第1リンク
24 第2リンク
25 ストッパー
30 第2のリンク機構
31 第3リンク
32 第4リンク
W 荷物
1
Claims (4)
底板及び左右両側板からなる容器本体部と、
前記容器本体部の天面を覆う天面板と、
前記容器本体部の前面開口を覆う前面板と、
前記容器本体部の後面開口を覆う後面板とを有し、
前記天面板は、ドローン本体に固定されており、
前記天面板と前記容器本体部とは、両者の後端部において互いに軸支され、前記容器本体部の前方部側が上下方向に揺動可能となっており、
前記前面板も、前記天面板へ上下方向に揺動可能に軸支されており、
前記天面板と前記容器本体部との間には、リンク駆動源に連結された第1のリンク機構が設けられており、
前記容器本体部と前記前面板との間には、第2のリンク機構が設けられており、
荷物運搬容器内へ荷物を収容した荷物運搬中は、前記容器本体部が前記天面板と平行状態で閉じており、且つ荷物運搬容器の前面開口が前記前面板で閉塞されており、
荷物を荷物運搬容器外へ取り出す際は、前記リンク駆動源を稼動させて前記第1のリンク機構を介して前記容器本体部の前方部側が下方に揺動して前記容器本体部が傾斜姿勢となると共に、前記第2のリンク機構を介して前記前面板が上方に揺動して荷物運搬容器の前面開口が開放される、ドローン用荷物運搬容器。 It is a luggage carrier for drones that is mounted on a drone to carry luggage.
The container body, which consists of the bottom plate and the left and right side plates,
A top plate that covers the top surface of the container body and
A front plate that covers the front opening of the container body and
It has a rear surface plate that covers the rear surface opening of the container body, and has a rear surface plate.
The top plate is fixed to the drone body and
The top plate and the container main body are pivotally supported at the rear ends of both, and the front side of the container main body can swing in the vertical direction.
The front plate is also pivotally supported on the top plate so as to be swingable in the vertical direction.
A first link mechanism connected to a link drive source is provided between the top plate and the container body.
A second link mechanism is provided between the container body and the front plate.
During the transportation of the cargo in which the cargo is stored in the cargo carrier, the container main body is closed in parallel with the top plate, and the front opening of the cargo carrier is closed by the front plate.
When the luggage is taken out of the luggage carrier, the link drive source is operated and the front side of the container main body swings downward via the first link mechanism, and the container main body is in an inclined posture. At the same time, the front plate of the luggage carrier swings upward via the second link mechanism to open the front opening of the luggage carrier container.
A drone equipped with the luggage carrying container for the drone according to any one of claims 1 to 3.
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