JP7022341B2 - ドローン用エアバッグ - Google Patents

Description

本発明は、ドローンに搭載されて、ドローンが落下する際に膨張し、落下するドローンから、落下先の保護対象を保護するドローン用エアバッグに関する。

従来、ドローン用エアバッグは、膨張時、ドローンの下面側の全域を覆うように配設されたり、あるいは、ドローンの上面側の全域を覆うように、配設されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－５６８２２号公報

しかし、従来のドローン用エアバッグでは、落下時のドローンの下面側や上面側を覆っても、落下時の空気抵抗により、ドローンの姿勢をぐらつかせて、落下先の保護対象とドローンとの間に、的確に、エアバッグを配設できない事態を招く虞れを生じさせていた。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、膨張完了時、落下するドローンの姿勢を安定させて、ドローンを覆うことができるドローン用エアバッグを提供することを目的とする。

本発明に係るドローン用エアバッグは、ドローンに搭載されるドローン用エアバッグであり、膨張完了形状として、前記ドローンの下方側から側方側を覆い可能な椀形状として、底壁部と、該底壁部の外周縁から上方へ拡開するように配設される周壁部と、を備えて構成されていることを特徴とする。

本発明に係るドローン用エアバッグでは、膨張完了形状が、ドローンの下方側から側方側を覆い可能な椀形状として、周壁部が、底壁部の外周縁から拡開するように上方へ延びている。そのため、エアバッグが膨張すれば、落下するドローンは、エアバッグの周壁部における下縁側から上縁側へ拡開するような、外形を椀形状（略円錐台形状・すり鉢形状）とし、空気抵抗を少なくした形状として、ドローンの下方から側方を覆う形状を維持できるエアバッグに覆われて、姿勢を安定させた状態として落下する。そのため、落下先の保護対象とドローンとの間には、的確に、膨張を完了させたエアバッグが、配設されることとなって、保護対象が、エアバッグにより、落下するドローンから保護される。

したがって、本発明に係るドローン用エアバッグでは、膨張完了時、落下するドローンの姿勢を安定させて、ドローンを覆うことができて、落下先の保護対象を、落下するドローンから保護することができる。

そして、本発明に係るドローン用エアバッグでは、膨張用ガスを流入させて膨張する膨張部が、前記底壁部に配設される中央膨張部と、該中央膨張部から放射状に延びて前記周壁部に配設される複数の分岐膨張部と、を備えて構成されていることが望ましい。

このような構成では、膨張部が、中央膨張部から放射状に複数の分岐膨張部を延ばすように構成されて、底壁部の中央付近から周壁部の上縁まで、点対称的に、バランスよく配設されることとなって、一層、ドローン用エアバッグが、膨張完了時に、落下するドローンの姿勢を安定させて、ドローンを覆うことができる。

この場合、本発明に係るドローン用エアバッグでは、前記エアバッグが、略円形のパネル素材から形成される第１パネルと、外周縁を前記第１パネルに結合させて、前記第１パネルとの間に前記膨張部を形成する第２パネルと、を備えて構成され、
前記第１パネルが、略円形のパネル素材における隣接する前記分岐膨張部間の部位において、平らにした略円形の前記パネル素材の中央側から外周縁にかけて、相互に拡開するように離隔して対向する対向部位を、相互に結合させてなる結合部、を配設させて、形成されていることが望ましい。

このような構成では、エアバッグの外形形状を構成する第１パネルが、平らにした略円形のパネル素材における分岐膨張部間の部位を、タックを設けるように、中心側より外周縁側の対向部位相互の結合代を、幅広として、結合するだけで、椀形状のエアバッグの外形形状を、容易に、形成することができる。

そして、本発明に係るドローン用エアバッグでは、膨張完了時の前記周壁部の上端は、前記ドローンの中央側の中央構成部位を覆う高さまで、配設されてもよいし、あるいは、前記ドローンのプロペラ部位を覆う高さまで、配設してもよい。

本発明に係る一実施形態のドローン用エアバッグを搭載するドローンを示す平面図である。 実施形態のドローン用エアバッグを搭載するドローンを示す正面図である。 実施形態のドローン用エアバッグの非膨張状態での底壁部の上面側を表した概略斜視図である。 実施形態のドローン用エアバッグの非膨張状態での周壁部の外周面側を表した概略斜視図である。 実施形態のドローン用エアバッグの膨張時の平面図である。 実施形態のドローン用エアバッグの膨張時の底面図である。 実施形態のドローン用エアバッグを構成する部材の平面図と、縫合後の状態を示す平面図である。 実施形態のドローン用エアバッグを、ドローンに搭載した状態で膨張させた概略縦断面図である。 実施形態の変形例のドローン用エアバッグを、ドローンに搭載した状態で膨張させた概略縦断面図である。 実施形態の他の変形例のドローン用エアバッグの膨張部を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、実施形態のドローン用エアバッグ３０は、図１，２，８に示すドローン（マルチコプター）１に搭載される。ドローン１は、ドローン本体２とエアバッグ装置２０とを備えて構成されている。

ドローン本体２は、中央上部の六角板状の本体部３と、本体部３の中央下部から下方へ突出する円柱状の胴体部１０と、本体部３の外周縁下面から下方へ突出する脚部１２と、を備えて構成されている。本体部３の側面には、６本のアーム４が半径方向に突出して、各アーム４の先端の上面側に、回転するプロペラ６が、配設されている。各プロペラ６は、モータからなる駆動装置７により、回転駆動される。駆動装置７は、胴体部１０内の図示しないバッテリーから電源を供給されて、駆動される。脚部１２は、本体部３から下方へ向かって相互に拡開するように配設される左右両側の縦支持部１３，１３と、各縦支持部１３の下端で略直交方向の前後方向に延びて、相互に平行に配設され、安定して接地面にドローン１を着地させる横支持部１４，１４と、を備えて構成されている。胴体部１０内には、図示しない公知の受信装置、送信装置、飛行制御装置、地図記憶装置、カメラ、バッテリー等が配設されている。

このドローン本体２は、地上側のオペレータの遠隔操作による無縁信号を受信装置が受信して飛行制御装置に入力させ、飛行制御装置が、その信号に基づき、駆動装置７の駆動を制御して、所定の飛行を実行することとなる。また、飛行制御装置は、高度を含めた所定の飛行ルートで飛行できるように、プログラム可能であり、さらに、所定地点でカメラの撮影を開始して終了するように、プログラムすることも可能であり、そして、撮影したデータは、直ちに、送信装置により、地上側の所定の受信装置に送信したり、あるいは、内蔵する記録媒体に記録できるように、構成されている。

エアバッグ装置２０は、二本の横支持部１４，１４の上面側に取り付けられたケース２１と、ケース２１内に折り畳まれて収納されたエアバッグ３０と、エアバッグ３０に膨張用ガスを供給するインフレーター２２と、を備えて構成されている。

なお、ケース２１の下面側は、カバー２３（図８参照）に覆われる開口としており、折り畳まれてエアバッグ３０が膨張用ガスを流入させて膨張する際、カバー２３を押し開いて、エアバッグ３０はケース２１から突出することとなる。

また、インフレーター２２の作動は、地上側のオペレータの操作によりなされれる場合と、図示しない飛行制御装置が、駆動装置７等を制御不能となった際であって、地上から所定高さ以上（例えば、３ｍ以上）の場合に、作動される場合がある。さらに、ドローン本体２には、搭載するエアバッグ装置２０との重量バランスを良好にするため、ケース２１の配置位置と逆側の横支持部１４，１４に、バランサー１８（図１参照）が取り付けられている。

エアバッグ３０は、膨張完了形状として、図１～６に示すように、ドローン本体２の下方２ａ側から側方２ｂ側を覆い可能な椀形状として、底壁部３１と、底壁部３１の外周縁３４から上方へ拡開するように配設される周壁部３６と、を備えて構成されている。また、エアバッグ３０は、膨張用ガスを流入させて膨張する膨張部４０と、膨張用ガスを流入させない非膨張部４６と、を備えて構成されている。詳しくは、実施形態の場合、底壁部３１は、後述する脚部１２の下面側を覆い、周壁部３６は、脚部１２の側方からプロペラ６の側方までを覆う。

膨張部４０は、底壁部３１に配設されて略円板状に膨らむ中央膨張部４１と、周壁部３６に配設されて、中央膨張部４１から放射状として略棒状に膨らむように延びる複数（実施形態では６つ）の分岐膨張部４４と、を備えて構成されている。

エアバッグ３０は、ポリアミド等の織布からなる第１パネル５０と第２パネル６０とを、縫合糸６８を使用した縫合により、結合させて形成されている。第２パネル６０は、実施形態の場合、第１パネル５０との間に膨張部４０を配設させるように、第１パネル５０の上面５０ａ側、すなわち、エアバッグ３０の内周面３０ａ側、に配設されている。そのため、第２パネル６０は、中央部６２が中央膨張部４１の上面側を形成し、中央部６２から枝状に張り出す張出部６４が、各分岐膨張部４４の上面側を形成しており、そして、外周縁６０ａが、中央膨張部４１や分岐膨張部４４の外周縁を形成し、かつ、第１パネル５０に縫合される縫合部６６としている。

また、第２パネル６０の中央部６２には、開口６２ａが形成されるとともに、開口６２ａには、インフレーター２２と接続される筒状の流入口部４２が配設されている。

第１パネル５０は、図７に示すように、略円形のパネル素材５２から形成されている。第１パネル５０は、略円形のパネル素材５２における隣接する分岐膨張部４４，４４間の部位５３において、平らにした略円形のパネル素材５２の中央５２ａ側の頂部５６から外周縁５２ｂにかけて、相互に拡開するように離隔して対向する対向部位５７，５７を設けた扇状部位５５を設定し、各扇状部位５５の対向する対向部位５７，５７を相互に結合する結合部５８を設けることにより、形成されている。換言すれば、実施形態の場合、パネル素材５２の分岐膨張部４４，４４間の部位５３に、タック４８を形成することにより、第１パネル５０を形成している。そのため、第１パネル５０は、隣接する分岐膨張部４４，４４間の非膨張部４６に、タック４８と、平坦部４７と、を配設させて構成されている。そして、このようなタック４８を設けることにより、円板状の第１パネル５０の中心５２ａ側より外周縁５２ｂ側が収縮されて、エアバッグ３０の膨張完了時における椀形状が形成されている。

また、エアバッグ３０は、図７に示すように、第１パネル５０や第２パネル６０の外径寸法を、膨張完了時の周壁部３６の上端３６ａが、ドローン本体２におけるプロペラ６や駆動装置７を設けたプロペラ部位８を覆う高さとなるように、設定されている。

このエアバッグ３０は、開口６２ａに流入口部４２を設けた第２パネル６０を、パネル素材５２の上面５０ａ側に載せて、外周縁６０ａを、縫合糸６８による縫合により、パネル素材５２に結合させ、その後、各分岐膨張部４４間に、タック４８を設けて、第１パネル５０を形成すれば、容易に製造することができる。製造したエアバッグ３０は、折り畳んだ後、流入口部４２をインフレーター２２に接続させて、インフレーター２２とともに、ケース２１に収納し、かつ、カバー２３をケース２１に組み付け、そして、飛行制御装置から延びる図示しない作動信号を送信するリード線を、インフレーター２２に接続させつつ、ケース２１を横支持部１４に取り付ければ、ドローン本体２にエアバッグ装置２０を搭載することができる。

エアバッグ装置２０の搭載後におけるドローン１の飛行中において、地上側のオペレータの指示、あるいは、飛行制御手段の独自の判断により、インフレーター２２が作動して、エアバッグ３０内に膨張用ガスが流入すれば、エアバッグ３０は、カバー２３を押し開いて、ケース２１から突出し、膨張を完了させることとなる。

実施形態のエアバッグ３０では、膨張完了形状が、ドローン１におけるドローン本体２の下方２ａ側から側方２ｂ側を覆い可能な椀形状として、周壁部３６が、底壁部３１の外周縁３４から拡開するように上方へ延びている。そのため、エアバッグ３０が膨張すれば、落下するドローン１は、エアバッグ３０の周壁部３６における下縁３６ｂ側から上縁３６ａ側へ拡開するような、外形を椀形状（略円錐台形状・すり鉢形状）とし、空気抵抗を少なくした形状として、ドローン１の下方２ａから側方２ｂを覆う形状を維持できるエアバッグ３０に覆われて、姿勢を安定させた状態として落下する。そのため、落下先の保護対象（例えば人）７０（図８の二点鎖線参照）とドローン本体２との間には、的確に、膨張を完了させたエアバッグ３０が、配設されることとなって、保護対象７０が、エアバッグ３０により、落下するドローン本体２から保護される。

したがって、ドローン用エアバッグ３０では、膨張完了時、落下するドローン１の姿勢を安定させて、ドローン１を覆うことができ、落下先の保護対象７０を、落下するドローン１から保護することができる。

そして、実施形態のドローン用エアバッグ３０では、膨張用ガスを流入させて膨張する膨張部４０が、底壁部３１に配設される中央膨張部４１と、中央膨張部４１から放射状に延びて周壁部３６に配設される複数の分岐膨張部４４と、を備えて構成されている。

そのため、実施形態では、膨張部４０が、中央膨張部４１から放射状に複数の分岐膨張部４４を延ばすように構成されて、底壁部３１の中央付近から周壁部３６の上縁３６ａまで、点対称的に、バランスよく配設されることとなって、一層、ドローン用エアバッグ３０が、膨張完了時に、落下するドローン１の姿勢を安定させて、ドローン１を覆うことができる。

この場合、実施形態では、エアバッグ３０が、略円形のパネル素材５２から形成される第１パネル５０と、外周縁６０ａを第１パネル５０に結合させて、第１パネル５０との間に膨張部４０を形成する第２パネル６０と、を備えて構成されている。そして、第１パネル５０が、略円形のパネル素材５２における隣接する分岐膨張部４４，４４間の部位５３において、平らにした略円形のパネル素材５２の中央５２ａ側から外周縁５２ｂにかけて、相互に拡開するように離隔して対向する対向部位５７，５７を、相互に結合させてなる結合部５８、を配設させて、形成されている。

そのため、実施形態では、エアバッグ３０の外形形状を構成する第１パネル５０が、平らにした略円形のパネル素材５２における分岐膨張部４４，４４間の部位５３を、タック４８を設けるように、中心５２ａ側より外周縁５２ｂ側の対向部位５７，５７相互の結合代を、幅広として、結合するだけで、椀形状のエアバッグ３０の外形形状を、容易に、形成することができる。

さらに、実施形態の場合には、エアバッグ３０の内周面３０ａ側に、第２パネル６０やタック４８が配設されて、ドローン１の落下時に空気と干渉するエアバッグ３０の外周面３０ｂ側には、第２パネル６０の外周縁６０ａやタック４８が露出せず、第１パネル５０の平滑な下面５０ｂが露出されるだけであり、一層、空気抵抗が小さく、エアバッグ３０は、ドローン１の落下姿勢を安定させて、ドローン１を下方側から側方側にかけて覆うことができる。

この点を考慮しなければ、第２パネル６０を第１パネル５０の下面５０ｂ側に配設させてもよい。

そして、実施形態では、膨張完了時の周壁部３６の上端３６ａが、ドローン１のプロペラ６や駆動装置７を含めたプロペラ部位８を覆う高さまで、配設させており、保護対象７０と回転中のプロペラ６との間に、エアバッグ３０を介在させることができて、好適に、保護対象７０を保護できる。

勿論、エアバッグとしては、図９に示すエアバッグ３０Ａのように、膨張完了時の周壁部３６の上端３６ａが、ドローン１の中央側の重量があり、かつ、強度（剛性）のある胴体部１０や脚部１２を含めた中央構成部位１６を覆う高さまで、配設される構成としてもよい。このような構成では、エアバッグ３０Ａが、堅い中央構成部位１６から保護対象７０を保護することができる。

また、実施形態のエアバッグ３０では、タック４８を第１パネル５０の上面５０ａ側に配設した状態のものを示したが、タック４８を設けずに、扇状部位５５を切り欠いて、対向部位５７，５７相互を縫合するだけでもよい。

さらに、実施形態のエアバッグ３０では、分岐膨張部４４が、周壁部３６の上端３６ａ側にかけて、幅寸法を広げており、膨張時の周壁部３６の上端３６ａの周長を短くできて、一層、円滑に、空気抵抗の少ない椀形状（すり鉢形状）を構成できる。

この点を考慮しなければ、図１０に示すエアバッグ３０Ｂの分岐膨張部４４Ｂのように、先細り状に形成したり、あるいは、先端まで略同じ幅寸法として、形成してもよい。

１…ドローン、２…ドローン本体、２ａ…下方、２ｂ…側方、８…プロペラ部位、１６…中央構成部位、３０，３０Ａ，３０Ｂ…（ドローン用）エアバッグ、３１…底壁部、３４…外周縁、３６，３６Ａ…周壁部、３６ａ…（上縁）上端、４０…膨張部、４１…中央膨張部、４４，４４Ｂ…分岐膨張部、５０…第１パネル部、５２…パネル素材、５２ａ…（中心）中央、５２ｂ…外周縁、５７…対向部位、６０…第２パネル部、６０ａ…外周縁。

Claims (3)

1. ドローンに搭載されるドローン用エアバッグであり、
   膨張完了形状として、前記ドローンの下方側から側方側を覆い可能な椀形状として、底壁部と、該底壁部の外周縁から上方へ拡開するように配設される周壁部と、を備えて構成され、
   膨張用ガスを流入させて膨張する膨張部が、
   前記底壁部に配設される中央膨張部と、
   該中央膨張部から放射状に延びて前記周壁部に配設される複数の分岐膨張部と、
   を備えて構成されるとともに、
   前記エアバッグが、
   略円形のパネル素材から形成される第１パネルと、
   外周縁を前記第１パネルに結合させて、前記第１パネルとの間に前記膨張部を形成する第２パネルと、
   を備えて構成され、
   前記第１パネルが、
   略円形のパネル素材における隣接する前記分岐膨張部間の部位において、
   平らにした略円形の前記パネル素材の中央側から外周縁にかけて、相互に拡開するように離隔して対向する対向部位を、相互に結合させてなる結合部、を配設させて、形成されていることを特徴とするドローン用エアバッグ。
2. 膨張完了時の前記周壁部の上端が、前記ドローンの中央側の中央構成部位を覆う高さまで、配設されていることを特徴とする請求項１に記載のドローン用エアバッグ。
3. 膨張完了時の前記周壁部の上端が、前記ドローンのプロペラ部位を覆う高さまで、配設されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のドローン用エアバッグ。

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