JP7175511B2 - マルチコプタシステム及び荷物の受け渡し方法 - Google Patents
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Description
本発明は、マルチコプタシステム及び荷物の受け渡し方法の技術に関する。
近年、空中撮影、土地の測量、物品の運搬等の様々な用途で、マルチコプタ(以下、「ドローン」とも称する)の利用が広がりつつある。例えば、特許文献1には、配達すべき荷物と共にドローンを配送車に搭載した配送システムが提案されている。この配送システムによれば、配送場所の近傍まで配送車により移動することで、配送場所までにドローンが飛行すべき距離を抑えることができる。そのため、宅配業務にドローンを効率的に活用することができる。
マルチコプタを物流システムに利用することについては、未だ様々な問題点が残されている。このマルチコプタの抱える様々な問題点のうちの大きな問題点の一つとして、安全性の懸念を挙げることができる。例えば、風等の外的な要因の影響を受けて、マルチコプタが、飛行中にバランスを崩し、航行ルートから外れてしまうことで、周囲の建造物、人等に接触してしまう危険性がある。また、例えば、マルチコプタは、複数のプロペラを備えており、各プロペラの回転により、飛行の推進力及び揚力を得ているが、各プロペラは、プロペラガードにより囲われているものの、各プロペラの多くの部分は露出している。加えて、プロペラガードは、軽量化の観点から簡素な造りになっているため、衝突事故の被害軽減には殆ど役立たない。更に、マルチコプタの飛行は、それぞれプロペラを駆動する複数のロータの回転数を緻密に制御することで達成されており、その航行ルートを正確に制御することは困難である。そのため、飛行の目標となる位置に到着する際に、微小な制御の誤差であっても、その影響により着陸ポイントがずれてしまう可能性がある。これにより、目標の位置の近傍に存在する建造物、人等をプロペラの回転に巻き込んでしまう危険性がある。
本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、マルチコプタを荷物の運搬に利用する際に、当該マルチコプタの安全性を高める技術を提供することである。
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
すなわち、本発明の一側面に係るマルチコプタシステムは、荷物を保持した状態で飛行可能に構成されたマルチコプタと、前記マルチコプタの飛行の目標となる位置に設置される係留装置であって、前記目標となる位置から所定の方向に延びる線状体を備える係留装置と、を備え、前記マルチコプタは、一方向に向かって開放された開放口を有する凹状に形成され、当該開放口を介して、前記所定の方向とは交差する方向に前記線状体を受け入れ可能に構成された受入部を備える。
上記構成では、マルチコプタの受入部に係留装置の線状体を受け入れさせることで、マルチコプタの飛行する方向を線状体の延びる方向に拘束することができる。これにより、マルチコプタの飛行を緻密に制御しなくても、マルチコプタを目標の位置に正確に到着させることができ、その目標の位置で荷物の受け渡しを実施することができるようになる。したがって、上記構成によれば、マルチコプタを荷物の運搬に利用する際に、当該マルチコプタの安全性を高めることができ、これによって、マンション、住宅街等の人口密集地でも、安全性を確保しながら、マルチコプタによる荷物の運搬を実施することができる。
なお、「マルチコプタ」とは、2つ以上のプロペラを有するヘリコプタ全般を指し、3つ以上のプロペラを有し、物資の運搬、空中撮影等に利用されている比較的小型のドローンの他、尾翼と本体上部とにそれぞれプロペラを有する一般的なヘリコプタを含む。また、「線状体」は、少なくとも一方向に延びる線状の物体であればよく、例えば、ケーブル、ワイヤ、ロープ、ポール、シャフト、ロッド等であってよい。線状体の延びる方向は、実施の形態に応じて適宜選択されてよく、例えば、垂直方向等であってよい。線状体は、傾いていてもよいし、湾曲していてもよい。また、荷物の受け渡しは、マルチコプタから係留装置に対して行われてもよいし、係留装置からマルチコプタに対して行われてもよいし、双方向に行われてもよい。荷物の受け渡しが双方向に行われる場合、マルチコプタと係留装置との間で荷物の交換がなされることになる。また、「荷物」は、あらゆる種類のものを含んでもよく、例えば、ガソリンを充填したタンク、マルチコプタのバッテリ、他の装置に給電するための電源、データを保存した記憶媒体等を含んでもよい。
上記一側面に係るマルチコプタシステムにおいて、前記係留装置は、前記線状体に沿って移動し、前記マルチコプタとの間で前記荷物を受け渡し可能に構成された可動部を更に備えてもよい。当該構成によれば、マルチコプタが目標の位置に着陸しなくても、マルチコプタと係留装置との間で荷物の受け渡しを実施することができるようになる。これにより、荷物の受け渡しの際に、マルチコプタが建造物、人等に接近しなくてもよいようになるため、マルチコプタを荷物の運搬に利用する際の安全性を更に高めることができる。
上記一側面に係るマルチコプタシステムにおいて、前記マルチコプタは、前記荷物を収容可能に形成された収容空間であって、前記可動部が配置される側に形成された挿通口を介して外部に連通する収容空間を有する荷物保持部を更に備えてもよく、前記荷物は、前記挿通口から露出する面に開口を有してよく、前記可動部は、前記荷物の前記開口に差し込まれて、前記荷物を係止するように形成されたフック部材を備えてもよい。当該構成によれば、簡易な制御で荷物の受け渡しを実施することができる。
上記一側面に係るマルチコプタシステムにおいて、前記可動部は、前記荷物を支持する支持面、前記支持面に対向する背面、及び前記背面から前記支持面に貫通する貫通孔を有する支持台を更に備えてもよく、前記フック部材は、前記支持台の前記背面に配置されたモータに取り付けられることにより、前記貫通孔を介して前記支持面側に突出して、前記荷物の前記開口に差し込まれる第1ポジション、及び前記支持面側に突出せずに、前記荷物の係止を開放する第2ポジションを取り得るように構成されてよい。当該構成によれば、可動部が荷物を安定的に支持することができるようになるため、荷物の受け渡しの際の安全性を更に高めることができる。
上記一側面に係るマルチコプタシステムにおいて、前記係留装置は、前記線状体を支持する基台部を更に備えてもよく、前記基台部は、1又は複数の前記荷物を収容可能に形成された内部空間と、前記内部空間に対して前記線状体の延びる方向に隣接して配置され、前記線状体の延びる方向の周りに回転可能に構成された回転板と、前記回転板に設けられ、前記内部空間を外部に連通する受口であって、前記荷物を挿通可能に形成された受口と、を備えてもよい。当該構成によれば、マルチコプタが基台部に着陸することで、マルチコプタと係留装置との間で荷物の受け渡しを実施可能なマルチコプタシステムを提供することができる。
上記一側面に係るマルチコプタシステムにおいて、前記基台部は、前記内部空間に収容され、前記回転板と同軸で回転可能に構成された回転台と、前記回転板の方を向いた前記回転台の面において、前記回転の方向に分割して配置され、それぞれ前記荷物を保持可能に構成された複数の荷物保持部と、を更に備えてもよい。当該構成によれば、マルチコプタと係留装置との間で荷物の受け渡しを適切に実施することができる。
上記一側面に係るマルチコプタシステムにおいて、前記マルチコプタは、前記開放口の縁に回転自在に軸支されることで、前記開放口を開放する開放ポジション、及び前記開放口を閉鎖する閉鎖ポジションを取り得るように構成された回転片を更に備えてもよい。当該構成によれば、線状体によるマルチコプタの飛行方向の拘束を簡易な制御で確実にすることができ、マルチコプタの重量化を防ぎつつ、マルチコプタを荷物の運搬に利用する際の安全性を更に高めることができる。
上記一側面に係るマルチコプタシステムにおいて、前記係留装置は、地上又は天井に設置されてよく、前記線状体は、地上又は天井から垂直方向に延びてもよい。当該構成によれば、地上又は天井に設置された係留装置とマルチコプタとの間で荷物の受け渡しを実施可能なマルチコプタシステムを提供することができる。
なお、地上は、垂直方向上方に開放されたあらゆる種類の面を含んでもよく、例えば、屋外の地表面、建造物の床面、屋上の面等の静止した面を含んでもよいし、自動車の天板、船舶の甲板等の移動体の面を含んでもよい。また、天井は、垂直方向下方に開放されたあらゆる種類の面を含んでよく、例えば、建造物の天井面を含んでもよい。各面は、平坦であることが好ましいが、傾いていてもよいし、湾曲していてもよい。
また、本発明の一側面に係る荷物の受け渡し方法は、荷物を保持した状態で飛行可能に構成されたマルチコプタと、前記マルチコプタの飛行の目標となる位置に設置される係留装置であって、前記目標となる位置から所定の方向に延びる線状体を備える係留装置との間で行う荷物の受け渡し方法であって、前記マルチコプタは、一方向に向かって開放された開放口を有する凹状に形成され、当該開放口を介して、前記所定の方向とは交差する方向に前記線状体を受け入れ可能に構成された受入部を備え、前記係留装置は、前記線状体に沿って移動し、前記マルチコプタとの間で前記荷物を受け渡し可能に構成された可動部を更に備え、前記マルチコプタが、前記係留装置の前記線状体に接近して、前記線状体を前記受入部に受け入れる第1ステップと、前記係留装置が、前記可動部を前記マルチコプタに接近させる第2ステップと、前記マルチコプタ及び前記係留装置の少なくとも一方が、接近した前記可動部と前記マルチコプタとの間で前記荷物の受け渡しを行う第3ステップと、前記荷物の受け渡しを行った後に、前記係留装置が、前記マルチコプタから前記可動部を引き離す第4ステップと、前記マルチコプタが、前記係留装置の前記線状体から離脱する第5ステップと、を備える。当該構成によれば、マルチコプタを荷物の運搬に利用する際の安全性を高めることができる。
また、本発明の一側面に係る荷物の受け渡し方法は、荷物を保持した状態で飛行可能に構成されたマルチコプタと、前記マルチコプタの飛行の目標となる位置に設置される係留装置であって、前記目標となる位置から所定の方向に延びる線状体を備える係留装置との間で行う荷物の受け渡し方法であって、前記マルチコプタは、一方向に向かって開放された開放口を有する凹状に形成され、当該開放口を介して、前記所定の方向とは交差する方向に前記線状体を受け入れ可能に構成された受入部を備え、前記係留装置は、前記線状体を支持する基台部を更に備え、前記基台部は、1又は複数の前記荷物を収容可能に形成された内部空間と、前記内部空間に対して前記線状体の延びる方向に隣接して配置され、前記線状体の延びる方向の周りに回転可能に構成された回転板と、前記回転板に設けられ、前記内部空間を外部に連通する受口であって、前記荷物を挿通可能に形成された受口と、を備え、前記マルチコプタが、前記係留装置の前記線状体に接近して、前記線状体を前記受入部に受け入れる第1ステップと、前記係留装置が、前記回転板を回転させて、前記マルチコプタに対して前記受口の位置合わせを行う第2ステップと、前記マルチコプタが、前記線状体に沿って移動し、前記基台部に接近する第3ステップと、前記マルチコプタ及び前記係留装置の少なくとも一方が、前記基台部の前記内部空間と前記マルチコプタとの間で前記受口を介して前記荷物の受け渡しを行う第4ステップと、前記荷物の受け渡しを行った後、前記マルチコプタが、前記線状体に沿って移動し、前記基台部から離れる第5ステップと、前記マルチコプタが、前記係留装置の前記線状体から離脱する第6ステップと、を備える。当該構成によれば、マルチコプタを荷物の運搬に利用する際の安全性を高めることができる。
本発明によれば、マルチコプタを荷物の運搬に利用する際に、当該マルチコプタの安全性を高める技術を提供することができる。
以下、本発明の一側面に係る実施の形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良又は変形が行われてもよい。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、以下の説明では、説明の便宜のため、図面内の向きを基準として説明を行う。
§1 構成例
まず、図1を用いて、本発明の適用場面について説明する。図1は、本発明の適用場面の一例を模式的に例示する。図1に示されるとおり、本実施形態に係るマルチコプタシステムは、荷物を保持した状態で飛行可能に構成されたマルチコプタ1と、マルチコプタ1の飛行の目標となる位置に設置される係留装置5と、を備える。マルチコプタ1及び係留装置5の動作は共に制御装置3により制御される。
まず、図1を用いて、本発明の適用場面について説明する。図1は、本発明の適用場面の一例を模式的に例示する。図1に示されるとおり、本実施形態に係るマルチコプタシステムは、荷物を保持した状態で飛行可能に構成されたマルチコプタ1と、マルチコプタ1の飛行の目標となる位置に設置される係留装置5と、を備える。マルチコプタ1及び係留装置5の動作は共に制御装置3により制御される。
係留装置5は、目標となる位置から所定の方向(図1の例では、垂直方向)に延びる線状体52を備えている。一方、マルチコプタ1は、一方向に向かって開放された開放口141を有する凹状に形成され、開放口141を介して、所定の方向とは交差する方向に線状体52を受け入れ可能に構成された受入部14を備えている。「所定の方向とは交差する方向」とは、線状体52の延びる方向とは平行ではなく、線状体52の延びる方向から任意の角度に傾いた方向である。つまり、「所定の方向とは交差する方向」とは、所定の方向に延びる線状体52の側方から当該線状体52に接近可能な方向であれば、特に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。図1の例では、水平方向、水平方向に90度未満で傾いた方向等が、「所定の方向とは交差する方向」の一例である。
これにより、本実施形態では、線状体52の延びる方向とは交差する方向にマルチコプタ1の受入部14が係留装置5の線状体52を受け入れさせることで、マルチコプタ1の飛行する方向を線状体52の延びる方向に拘束することができる。そのため、マルチコプタ1の飛行を緻密に制御しなくても、マルチコプタ1を目標の位置に正確に到着させることができ、その目標の位置で荷物の受け渡しを実施することができるようになる。したがって、本実施形態によれば、マルチコプタ1を荷物の運搬に利用する際の安全性を高めることができる。以下、各装置の構成について説明する。
[マルチコプタ]
まず、図2A~図2Dを用いて、マルチコプタ1の構成について説明する。図2A~図2Dは、本実施形態に係るマルチコプタ1の一例を示す斜視図、背面斜視図、平面図及び正面図である。各図に示されるとおり、マルチコプタ1の機体F1は、複数のフレーム材により矩形状に形成された本体部11と、本体部11の四角にそれぞれ配置された4つのプロペラ12と、を有している。
まず、図2A~図2Dを用いて、マルチコプタ1の構成について説明する。図2A~図2Dは、本実施形態に係るマルチコプタ1の一例を示す斜視図、背面斜視図、平面図及び正面図である。各図に示されるとおり、マルチコプタ1の機体F1は、複数のフレーム材により矩形状に形成された本体部11と、本体部11の四角にそれぞれ配置された4つのプロペラ12と、を有している。
各プロペラ12は、ロータ121により駆動され、これによって、マルチコプタ1は、飛行可能に構成されている。各プロペラ12は、上下方向に配置された一対のプロペラガード13により保護されている。各プロペラガード13は、各プロペラ12を保護するために機体F1の外周を囲むように略矩形状に形成されている。各プロペラガード13は、例えば、樹脂製のフレーム材等で構成されてよい。
また、機体F1の前方部分では、各プロペラガード13は、各プロペラ12の周囲を囲みつつ、機体F1の内側中央の方向に円弧状に湾曲している。これにより、一方向(本実施形態では、前方向)に向かって開放された開放口141を有する凹状の受入部14が形成されている。また、この受入部14及び開放口141の幅は線状体52の幅以上になっており、これによって、受入部14は、開放口141を介して線状体52を、当該線状体52の延びる方向とは交差する方向に受け入れ可能に構成されている。
更に、受入部14の開放口141の縁には、L字状の回転片15が取り付けられている。図2A及び図2Dに示されるとおり、本実施形態では、2つの回転片15がそれぞれ上下方向の各プロペラガード13に配置されている。各回転片15は、開閉用サーボモータ151に取り付けられ、開放口141の縁に回転自在に軸支されることで、開放口141を開放する開放ポジション(後述する図9E)と、開放口141を閉鎖する閉鎖ポジション(後述する図9A)とを取り得るように構成されている。
本体部11には、各部を制御するための後述の制御部190を含む基板(不図示)、各部に電気を供給するためのバッテリ(不図示)等が搭載されており、これによって、マルチコプタ1は、荷物(後述する荷物4)を保持した状態で電子制御可能に構成されている。また、本体部11の中央には、荷物を保持するための荷物保持部16が設けられている。
ここで、図2Eを更に用いて、荷物保持部16について説明する。図2Eは、本実施形態に係るマルチコプタ1の荷物保持部16を例示する。各図で示されるとおり、荷物保持部16は、ドーム状の筐体により構成されており、荷物を収容可能に形成された収容空間161を内部に有している。収容空間161の大きさ及び形状は、収容する荷物に応じて適宜決定されてよい。本実施形態では、収容空間161は、略直方体状に形成されている。
この収容空間161の下側、すなわち、荷物保持部16の下面164側には、矩形状の挿通口162が形成されており、収容空間161は、挿通口162を介して外部に連通している。なお、係留装置5の線状体52を受入部14で受け入れているときには、マルチコプタ1の下側に、係留装置5の後述する可動部53が配置される。そのため、この収容空間161の下側は、本発明の「可動部が配置される側」の一例である。
また、荷物保持部16の下面164における挿通口162の縁には、それぞれ挿通口162の方に延びるL字状の4つの突起部163が設けられている。各突起部163は、収容空間161に収容された荷物が係止するように適宜位置決めされている。これにより、本実施形態に係る荷物保持部16は、荷物を保持可能に構成されている。ただし、荷物保持部16における荷物を保持可能な構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。
(システム構成)
次に、図3を更に用いて、マルチコプタ1のシステム構成について説明する。図3は、本実施形態に係るマルチコプタ1のシステム構成を模式的に例示する。図3に示されるとおり、本実施形態に係るマルチコプタ1は、制御部190及び通信モジュール191を備えている。
次に、図3を更に用いて、マルチコプタ1のシステム構成について説明する。図3は、本実施形態に係るマルチコプタ1のシステム構成を模式的に例示する。図3に示されるとおり、本実施形態に係るマルチコプタ1は、制御部190及び通信モジュール191を備えている。
制御部190は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等により、各部を制御可能に構成されている。制御部190は、1又は複数のマイクロコンピュータにより構成されてよい。また、通信モジュール191は、制御装置3と無線によるデータ通信を行うことができるように構成される。この通信モジュール191には、公知の無線通信モジュールが用いられてよい。
制御部190は、通信モジュール191を介して制御装置3とデータ通信を行い、制御装置3から受信したデータに基づいて各部の制御を行う。本実施形態では、制御部190は、ロータ121、開閉用サーボモータ151、GPS(Global Positioning System)情報受信部192、カメラ193、受入検知センサ194、及び荷物装着検知センサ195に接続されている。
GPS情報受信部192は、GPS衛星からのGPS信号に基づき自装置の位置を検出可能に構成される。制御部190は、このGPS情報受信部192による位置の測定結果(位置情報)を制御装置3に送信する。制御装置3は、マルチコプタ1から受信した位置情報に基づいて所望の位置までの航行情報を作成し、作成した航行情報をマルチコプタ1に送信する。制御部190は、受信した航行情報に基づいて、各プロペラ12のロータ121を適宜制御する。これにより、マルチコプタ1は、所望の位置に移動するように飛行制御される。
カメラ193は、マルチコプタ1の飛行状態を撮影可能に適宜配置される。本実施形態では、カメラ193は、荷物保持部16の下面164に受入部14の方を向いて配置されている。そのため、カメラ193により得られる撮影画像によれば、線状体52と受入部14との位置関係を監視することができる。このカメラ193の種類は、特に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
また、受入検知センサ194は、線状体52を受入部14に受け入れたか否かを検知可能に構成される。この受入検知センサ194の種類は、特に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。受入検知センサ194は、例えば、赤外線センサ等であってよい。
制御部190は、カメラ193の撮影画像及び受入検知センサ194の検知結果を参照しながら、係留装置5の線状体52に近接して、線状体52を受入部14で受け入れることができる。そして、制御部190は、開閉用サーボモータ151を駆動して、回転片15を閉鎖ポジションに回転させることで、回転片15により線状体52を受入部14内に閉じ込めることができる。
また、荷物装着検知センサ195は、荷物保持部16に荷物が保持されているか否かを検知可能に構成される。荷物装着検知センサ195の種類は、特に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。荷物装着検知センサ195は、例えば、マイクロスイッチ、リミットスイッチ等であってよい。制御部190は、荷物装着検知センサ195の検知結果に基づいて、荷物保持部16に荷物が正しく装着されているか否かを認識することができる。
[係留装置]
次に、図4A及び図4Bを用いて、係留装置5の構成について説明する。図4A及び図4Bは、本実施形態に係る係留装置5の一例を示す側面図及び平面図である。各図に示されるとおり、本実施形態に係る係留装置5は、平板状の基台部51、基台部51から延びる線状体52、及び線状体52に沿って移動し、マルチコプタ1との間で荷物を受け渡し可能に構成された可動部53を備えている。
次に、図4A及び図4Bを用いて、係留装置5の構成について説明する。図4A及び図4Bは、本実施形態に係る係留装置5の一例を示す側面図及び平面図である。各図に示されるとおり、本実施形態に係る係留装置5は、平板状の基台部51、基台部51から延びる線状体52、及び線状体52に沿って移動し、マルチコプタ1との間で荷物を受け渡し可能に構成された可動部53を備えている。
基台部51には、各部を制御するための後述の制御部540を含む基板(不図示)、各部に電気を供給するためのバッテリ(不図示)等が搭載されており、これにより、係留装置5は、電子制御可能に構成されている。ただし、係留装置5の構成は、このような例に限定されなくてもよい。係留装置5は、有線により電気が供給されるように構成されてもよい。
基台部51の設置場所は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、係留装置5をマンションのベランダに利用する場合には、基台部51は、ベランダの柵に取り付けられてもよい。本実施形態では、基台部51が地上に固定されており、これにより、係留装置5は、地上に設置されている。なお、「地上」は、垂直方向上方に開放されたあらゆる種類の面を含んでもよく、例えば、屋外の地表面、建造物の床面、屋上の面等の静止した面を含んでもよいし、自動車の天板、船舶の甲板等の移動体の面を含んでもよい。また、地上の面は、平坦であることが望ましいが、傾いていてもよいし、湾曲していてもよい。
線状体52は、少なくとも一方向に延びる線状の物体であればよく、例えば、ケーブル、ワイヤ、ロープ、ポール、シャフト、ロッド等であってよい。線状体52の延びる方向は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。図1及び図4Aの例では、線状体52は、地上から垂直方向に延びている。なお、線状体52は、ポール、シャフト、ロッド等のように、延びた状態を自律的に維持可能なように剛性を有するのが好ましい。ただし、線状体52は、このような例に限定されなくてもよく、剛性を有さなくてもよい。剛性を有さない場合、線状体52の両端を固定することで、延びた状態を維持可能な張力を線状体52に作用させてもよい。また、線状体52の寸法は、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。
次に、図4C~図4Eを更に用いて、本実施形態に係る可動部53について説明する。図4C~図4Eは、本実施形態に係る係留装置5の可動部53の一例を示す斜視図、側面図、及び背面斜視図である。可動部53の構成は、線状体52に沿って移動し、マルチコプタ1との間で荷物を受け渡し可能であれば、特に限定されなくてもよい。本実施形態に係る可動部53は、線状体52が挿通する筒状部材531、筒状部材531の上端に連結された平板状の支持台532、及び荷物の開口(後述する荷物4の開口43)に差し込まれて、荷物を係止するように形成されたL字状のフック部材536を備えている。
支持台532は、荷物を支持する支持面533、支持面533に対向する背面534、及び背面534から支持面533に貫通する断面矩形状の貫通孔535を有している。本実施形態では、支持台532は、後述する荷物4を下側から支持するため、支持面533は、支持台532の上面であり、背面534の下面である。
背面534の貫通孔535の近傍には、荷物係止用サーボモータ547が配置されており、フック部材536は、この荷物係止用サーボモータ547に取り付けられている。また、貫通孔535の寸法は、フック部材536を挿通可能に適宜設定されている。これにより、フック部材536は、貫通孔535を介して支持面533側に突出して、荷物の開口に差し込まれる第1ポジション(後述する図9C)、及び支持面533側に突出せずに、荷物の係止を開放する第2ポジション(後述する図9B)を取り得るように構成されている。なお、本実施形態では、フック部材536を駆動するモータとしてサーボモータ(荷物係止用サーボモータ547)が用いられている。しかしながら、フック部材536を駆動するモータの種類は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
(システム構成)
次に、図5を更に用いて、係留装置5のシステム構成について説明する。図5は、本実施形態に係る係留装置5のシステム構成を模式的に例示する。図5に示されるとおり、本実施形態に係る係留装置5は、制御部540及び通信モジュール541を備えている。
次に、図5を更に用いて、係留装置5のシステム構成について説明する。図5は、本実施形態に係る係留装置5のシステム構成を模式的に例示する。図5に示されるとおり、本実施形態に係る係留装置5は、制御部540及び通信モジュール541を備えている。
制御部540は、例えば、CPU、RAM、ROM等により、各部を制御可能に構成されている。制御部540は、1又は複数のマイクロコンピュータにより構成されてよい。また、通信モジュール541は、制御装置3と無線によるデータ通信を行うことができるように構成される。この通信モジュール541には、公知の無線通信モジュールが用いられてよい。
制御部540は、通信モジュール541を介して制御装置3とデータ通信を行い、制御装置3から受信したデータに基づいて各部の制御を行う。本実施形態では、制御部540は、可動部53の昇降を駆動するための昇降駆動部542及びフック部材536による荷物の係止を制御するための係止駆動部545に接続されている。
昇降駆動部542は、昇降用ロータリエンコーダ543及び昇降用モータ544により構成されている。昇降用ロータリエンコーダ543には、公知のロータリエンコーダが用いられてよい。昇降用ロータリエンコーダ543は、昇降用モータ544の駆動量を監視するために利用される。制御部540は、昇降用ロータリエンコーダ543の検知結果を参照しながら、制御装置3からの可動部53の昇降の指令に応じて、昇降用モータ544を駆動してもよい。これにより、制御部540は、線状体52の所望の位置(高さ)に可動部53を移動させることができる。
また、係止駆動部545は、マルチコプタ検知用センサ546及び荷物係止用サーボモータ547により構成されている。マルチコプタ検知用センサ546は、支持台532の支持面533がマルチコプタ1の荷物保持部16の下面164に近接(又は、接触)したか否かを検知可能に構成される。マルチコプタ検知用センサ546の種類は、特に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。マルチコプタ検知用センサ546は、例えば、マイクロスイッチ、リミットスイッチ等のスイッチであってよい。本実施形態では、マルチコプタ検知用センサ546は、支持台532の側面に配置され、スイッチ部分が支持面533側に突出している。これにより、マルチコプタ検知用センサ546は、支持台532の支持面533が荷物保持部16の下面164に接触しているか否かを検知することができる。すなわち、制御部540は、マルチコプタ検知用センサ546の検知結果に基づいて、支持台532の支持面533上にマルチコプタ1が存在するか否かを判定することができる。そして、支持台532の支持面533上にマルチコプタ1が存在すると判定した場合に、制御部540は、荷物係止用サーボモータ547を駆動して、フック部材536を第1ポジションにすることで、支持面533上の荷物をフック部材536により係止することができる。
[荷物]
次に、図6を用いて、マルチコプタ1と係留装置5との間で受け渡しされる荷物4について説明する。図6は、本実施形態に係る荷物4の一例を例示する。荷物4の種類は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。荷物4は、例えば、ガソリンを充填したタンク、マルチコプタのバッテリ、他の装置に給電するための電源、データを保存した記憶媒体等であってよい。図6に示されるとおり、本実施形態に係る荷物4は、マルチコプタ1の荷物保持部16の収容空間161に収容可能に形成された略直方体状の本体部41を有している。本体部41には、収容空間(不図示)が設けられてよく、この収容空間に運搬対象の物資等が収容されてよい。
次に、図6を用いて、マルチコプタ1と係留装置5との間で受け渡しされる荷物4について説明する。図6は、本実施形態に係る荷物4の一例を例示する。荷物4の種類は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。荷物4は、例えば、ガソリンを充填したタンク、マルチコプタのバッテリ、他の装置に給電するための電源、データを保存した記憶媒体等であってよい。図6に示されるとおり、本実施形態に係る荷物4は、マルチコプタ1の荷物保持部16の収容空間161に収容可能に形成された略直方体状の本体部41を有している。本体部41には、収容空間(不図示)が設けられてよく、この収容空間に運搬対象の物資等が収容されてよい。
この荷物4は、本体部41の上端側から収容空間161に収容される。そのため、収容空間161に荷物4が収容されたときには、本体部41の底面42が、挿通口162から露出する。この底面42は、係留装置5のフック部材536を受け入れ可能な開口43を備えている。開口43と連通する内部空間は、開口43よりも拡がっている。これにより、フック部材536は、内部空間の内壁に引っ掛かることで、荷物4を係止することができる。
また、底面42には、荷物保持部16の各突起部163の位置に応じて、水平方向に突出する突出部421が設けられており、各突出部421には、上下方向に延びる溝部422が設けられている。収容空間161に荷物4を収容するときに、各溝部422は、各突起部163が挿通するのに利用される。
更に、荷物4の内部には、前後方向にスライド可能なスライド板44が取り付けられている。このスライド板44には、各溝部422の位置に合わせて突起部441が設けられている。また、スライド板44は、開口43の位置に合わせて開口を有している。これにより、スライド板44は、フック部材536が開口43に差し込まれて、各突起部441が各溝部422を塞がない第1ポジション(後述する図9C)と、フック部材536が開口43に差し込まれずに、各突起部441が各溝部422を上下方向に塞ぐ第2ポジション(後述する図9B)とを取り得るように構成されている。
[制御装置]
次に、図7を用いて、制御装置3の構成について説明する。図7は、本実施形態に係る制御装置3の構成の一例を模式的に例示する。図7に示されるとおり、制御装置3は、CPU、RAM、ROM等を含む制御部31、制御部31で実行するプログラム9等を記憶する記憶部32、マルチコプタ1及び係留装置5と無線通信を行うための通信モジュール33、マウス、キーボード等の入力を行うための入力装置34、及びディスプレイ、スピーカ等の出力を行うための出力装置35が電気的に接続されたコンピュータである。制御装置3は、制御部31によりプログラム9を実行して、マルチコプタ1及び係留装置5と無線通信でデータをやりとりすることで、マルチコプタ1及び係留装置5の動作を制御する。
次に、図7を用いて、制御装置3の構成について説明する。図7は、本実施形態に係る制御装置3の構成の一例を模式的に例示する。図7に示されるとおり、制御装置3は、CPU、RAM、ROM等を含む制御部31、制御部31で実行するプログラム9等を記憶する記憶部32、マルチコプタ1及び係留装置5と無線通信を行うための通信モジュール33、マウス、キーボード等の入力を行うための入力装置34、及びディスプレイ、スピーカ等の出力を行うための出力装置35が電気的に接続されたコンピュータである。制御装置3は、制御部31によりプログラム9を実行して、マルチコプタ1及び係留装置5と無線通信でデータをやりとりすることで、マルチコプタ1及び係留装置5の動作を制御する。
なお、制御装置3の具体的なハードウェア構成に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が可能である。例えば、制御部31は、複数のプロセッサを含んでもよい。また、例えば、入力装置34及び出力装置35は、タッチパネルディスプレイに置き換えられてもよい。制御装置3は、提供されるサービス専用に設計された端末の他、スマートフォンを含む携帯電話、タブレット端末、PC(Personal Computer)等が用いられてもよい。
§2 動作例
次に、図8A~図8Fを用いて、本実施形態に係るマルチコプタ1と係留装置5との間で荷物4の受け渡しを行う過程について説明する。図8A~図8Fは、荷物4の受け渡しの過程を例示する。以下で説明する荷物の受け渡しの手順は、本発明の「荷物の受け渡し方法」の一例である。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。更に、以下では、マルチコプタ1から係留装置5に荷物4を受け渡す場面を説明する。しかしながら、荷物4の受け渡しは、このような例に限定されなくてもよく、係留装置5からマルチコプタ1に対して行われてもよいし、可能であれば双方向に行われてもよい。なお、マルチコプタ1及び係留装置5はそれぞれ、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行する。
次に、図8A~図8Fを用いて、本実施形態に係るマルチコプタ1と係留装置5との間で荷物4の受け渡しを行う過程について説明する。図8A~図8Fは、荷物4の受け渡しの過程を例示する。以下で説明する荷物の受け渡しの手順は、本発明の「荷物の受け渡し方法」の一例である。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。更に、以下では、マルチコプタ1から係留装置5に荷物4を受け渡す場面を説明する。しかしながら、荷物4の受け渡しは、このような例に限定されなくてもよく、係留装置5からマルチコプタ1に対して行われてもよいし、可能であれば双方向に行われてもよい。なお、マルチコプタ1及び係留装置5はそれぞれ、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行する。
(第1ステップ)
第1ステップでは、図8A及び図8Bに示されるとおり、マルチコプタ1が、係留装置5の線状体52に接近して、線状体52の延びる方向とは交差する方向に開放口141を介して当該線状体52を受入部14で受け入れる。例えば、マルチコプタ1は、GPS情報受信部192により測定した結果に基づいて、係留装置5の方に向かって飛行する。また、マルチコプタ1は、カメラ193の撮影画像及び受入検知センサ194の検知結果を参照しながら、係留装置5の線状体52に近接する。マルチコプタ1は、線状体52の近傍では、線状体52の側方から当該線状体52に接近するように移動することで、線状体52を受入部14で受け入れる。そして、マルチコプタ1は、開閉用サーボモータ151を駆動して、回転片15を閉鎖ポジションに回転させる。
第1ステップでは、図8A及び図8Bに示されるとおり、マルチコプタ1が、係留装置5の線状体52に接近して、線状体52の延びる方向とは交差する方向に開放口141を介して当該線状体52を受入部14で受け入れる。例えば、マルチコプタ1は、GPS情報受信部192により測定した結果に基づいて、係留装置5の方に向かって飛行する。また、マルチコプタ1は、カメラ193の撮影画像及び受入検知センサ194の検知結果を参照しながら、係留装置5の線状体52に近接する。マルチコプタ1は、線状体52の近傍では、線状体52の側方から当該線状体52に接近するように移動することで、線状体52を受入部14で受け入れる。そして、マルチコプタ1は、開閉用サーボモータ151を駆動して、回転片15を閉鎖ポジションに回転させる。
図9Aは、マルチコプタ1の受入部14が係留装置5の線状体52を受け入れて、回転片15を閉鎖ポジションにした場面の一例を示す。受入部14が線状体52を受け入れた状態で、回転片15を閉鎖ポジションにすることで、開放口141を閉鎖して、回転片15により線状体52を受入部14内に閉じ込めることができる。これにより、マルチコプタ1が線状体52に垂直な方向に移動しないようにすることができる。すなわち、マルチコプタ1の飛行方向を線状体52の延びる方向に拘束することができる。
(第2ステップ)
第2ステップでは、図8Cに示されるとおり、係留装置5が、可動部53をマルチコプタ1に接近させる。本実施形態では、基台部51は地上に設置される。そのため、係留装置5は、昇降用ロータリエンコーダ543の検知結果を参照しながら、昇降用モータ544を駆動させることで、基台部51の近傍に配置された可動部53をマルチコプタ1の位置まで上昇させる。
第2ステップでは、図8Cに示されるとおり、係留装置5が、可動部53をマルチコプタ1に接近させる。本実施形態では、基台部51は地上に設置される。そのため、係留装置5は、昇降用ロータリエンコーダ543の検知結果を参照しながら、昇降用モータ544を駆動させることで、基台部51の近傍に配置された可動部53をマルチコプタ1の位置まで上昇させる。
(第3ステップ)
第3ステップでは、図8Dに示されるとおり、マルチコプタ1及び係留装置5の少なくとも一方が、接近した可動部53とマルチコプタ1との間で荷物4の受け渡しを行う。本動作例では、マルチコプタ1の荷物保持部16に荷物4が保持されており、可動部53のフック部材536が駆動して、係留装置5が、マルチコプタ1から荷物4を受け取る。
第3ステップでは、図8Dに示されるとおり、マルチコプタ1及び係留装置5の少なくとも一方が、接近した可動部53とマルチコプタ1との間で荷物4の受け渡しを行う。本動作例では、マルチコプタ1の荷物保持部16に荷物4が保持されており、可動部53のフック部材536が駆動して、係留装置5が、マルチコプタ1から荷物4を受け取る。
図9B~図9Dは、マルチコプタ1の荷物保持部16と係留装置5の可動部53との間で荷物4を受け渡す過程の一例を詳細に示す。まず、図9Bに示されるとおり、係留装置5は、フック部材536を第2ポジションにした状態で、可動部53の支持台532をマルチコプタ1の荷物保持部16に近接させる。この状態では、フック部材536が開口43に差し込まれていないため、スライド板44は、各突起部441により各溝部422を塞ぐ第2ポジションになっている。そのため、各溝部422を塞ぐ各突起部441が荷物保持部16の各突起部163に引っ掛かっており、これによって、荷物4は、収容空間161に収容された状態で荷物保持部16に保持されている。
係留装置5は、マルチコプタ検知用センサ546の検知結果に基づいて、支持台532の支持面533上にマルチコプタ1が存在するか否か、換言すると、支持台532の支持面533が荷物保持部16に保持された荷物4に近接(又は、接触)したか否かを認識することができる。支持台532の支持面533に荷物4が近接したことを認識した後、図9Cに示されるとおり、係留装置5は、荷物係止用サーボモータ547を駆動して、フック部材536を第1ポジションにする。これにより、フック部材536の先端部を、貫通孔535を介して支持面533側に突出させて、荷物4の開口43に差し込むことで、支持面533上の荷物4をフック部材536により上下方向に固定することができる。
加えて、この状態では、フック部材536が開口43に差し込まれることで、スライド板44は、各突起部441が各溝部422を塞がない第1ポジションになっている。そのため、スライド板44の各突起部441と荷物保持部16の各突起部163との引っ掛かりは解除されており、各溝部422から荷物保持部16の各突起部163が抜け出すことができるため、収容空間161から荷物4を下方向に引き抜くことができる。つまり、本実施形態では、可動部53の支持台532を荷物4に接触させて、荷物係止用サーボモータ547を駆動させて、フック部材536により荷物4を係止することで、マルチコプタ1の荷物保持部16から係留装置5の可動部53への荷物4の受け渡しを完了することができる。
この後、図9Dに示されるとおり、係留装置5は、フック部材536により荷物4を係止した状態のまま、可動部53をマルチコプタ1から引き離すことで、荷物保持部16の収容空間161から荷物4を取り出すことができる。なお、可動部53の支持台532に支持された荷物4をマルチコプタ1の荷物保持部16に引き渡す場合には、上記一連の動作を反対に実行すればよい。
(第4ステップ)
第4ステップでは、図8Eに示されるとおり、荷物4の受け渡しを行った後に、係留装置5が、マルチコプタ1から可動部53を引き離す。本実施形態では、係留装置5は、昇降用ロータリエンコーダ543の検知結果を参照しながら、昇降用モータ544を駆動させることで、可動部53を基台部51の方に下降させる。これにより、係留装置5は、マルチコプタ1から可動部53を引き離す。
第4ステップでは、図8Eに示されるとおり、荷物4の受け渡しを行った後に、係留装置5が、マルチコプタ1から可動部53を引き離す。本実施形態では、係留装置5は、昇降用ロータリエンコーダ543の検知結果を参照しながら、昇降用モータ544を駆動させることで、可動部53を基台部51の方に下降させる。これにより、係留装置5は、マルチコプタ1から可動部53を引き離す。
また、図9Eに示されるとおり、次の第5ステップを実行する前に、マルチコプタ1は、開閉用サーボモータ151を駆動して、回転片15を開放ポジションに回転させる。図9Eは、回転片15を開放ポジションにすることで、マルチコプタ1の受入部14から係留装置5の線状体52を開放可能にした場面の一例を示す。図9Eに示されるとおり、回転片15を開放ポジションにすることで、開放口141が開放される。これにより、マルチコプタ1は、開放口141から線状体52を開放して、線状体52から離脱可能な状態になる。
(第5ステップ)
第5ステップでは、図8Fに示されるとおり、マルチコプタ1は、係留装置5の線状体52から離脱する。これにより、本動作例に係る荷物4の受け渡しの作業は終了する。この後、マルチコプタ1は、別の荷物を回収する等の作業の実行を継続してもよい。また、係留装置5に引き渡された荷物4は、ロボット、人手等により適宜回収されてよい。
第5ステップでは、図8Fに示されるとおり、マルチコプタ1は、係留装置5の線状体52から離脱する。これにより、本動作例に係る荷物4の受け渡しの作業は終了する。この後、マルチコプタ1は、別の荷物を回収する等の作業の実行を継続してもよい。また、係留装置5に引き渡された荷物4は、ロボット、人手等により適宜回収されてよい。
[特徴]
以上のとおり、本実施形態では、第1ステップにより、線状体52の延びる方向とは交差する方向にマルチコプタ1の受入部14が係留装置5の線状体52を受け入れさせることで、第2ステップ以降の動作において、マルチコプタ1の飛行する方向を線状体52の延びる方向に拘束することができる。そのため、マルチコプタ1の飛行を緻密に制御しなくても、マルチコプタ1を目標の位置に正確に到着させることができ、その目標の位置で荷物4の受け渡しを実施することができる。したがって、本実施形態によれば、マルチコプタ1を荷物4の運搬に利用する際の安全性を高めることができ、これによって、マンション、住宅街等の人口密集地でも、安全性を確保しながら、マルチコプタ1による荷物4の運搬を実施することができる。
以上のとおり、本実施形態では、第1ステップにより、線状体52の延びる方向とは交差する方向にマルチコプタ1の受入部14が係留装置5の線状体52を受け入れさせることで、第2ステップ以降の動作において、マルチコプタ1の飛行する方向を線状体52の延びる方向に拘束することができる。そのため、マルチコプタ1の飛行を緻密に制御しなくても、マルチコプタ1を目標の位置に正確に到着させることができ、その目標の位置で荷物4の受け渡しを実施することができる。したがって、本実施形態によれば、マルチコプタ1を荷物4の運搬に利用する際の安全性を高めることができ、これによって、マンション、住宅街等の人口密集地でも、安全性を確保しながら、マルチコプタ1による荷物4の運搬を実施することができる。
また、本実施形態では、第2ステップから第4ステップの動作のとおり、係留装置5の可動部53がマルチコプタ1に近接して、この可動部53とマルチコプタ1の荷物保持部16との間で荷物4の受け渡しが行われる。そのため、荷物4の受け渡しを行うために、マルチコプタ1を、例えば、基台部51等に着陸させなくてもよい。したがって、本実施形態によれば、荷物4の受け渡しの際に、建造物、人等にマルチコプタ1を接近させなくてもよいため、マルチコプタ1を荷物4の運搬に利用する際の安全性を更に高めることができる。
§3 変形例
以上、本発明の実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良及び変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
以上、本発明の実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良及び変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
<3.1>
上記実施形態では、マルチコプタ1は、4つのプロペラ12を有している。しかしながら、マルチコプタ1のプロペラの数は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。また、マルチコプタ1は、姿勢を計測するためのジャイロセンサ等の上記以外のセンサを備えてもよい。更に、マルチコプタ1の機体F1の構成及び形状は、上記実施形態の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。本実施形態に係る「マルチコプタ」とは、2つ以上のプロペラを有するヘリコプタ全般を指し、3つ以上のプロペラを有し、物資の運搬、空中撮影等に利用されている比較的小型のドローンの他、尾翼と本体上部とにそれぞれプロペラを有する一般的なヘリコプタを含んでよい。また、上記実施形態に係るマルチコプタ1では、各プロペラ12は、ロータ121により駆動されている。しかしながら、マルチコプタ1の各プロペラ12を駆動する方法は、このような例に限られなくてもよい。マルチコプタ1の各プロペラ12の駆動には、ロータ以外の駆動機構が用いられてもよい。
上記実施形態では、マルチコプタ1は、4つのプロペラ12を有している。しかしながら、マルチコプタ1のプロペラの数は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。また、マルチコプタ1は、姿勢を計測するためのジャイロセンサ等の上記以外のセンサを備えてもよい。更に、マルチコプタ1の機体F1の構成及び形状は、上記実施形態の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。本実施形態に係る「マルチコプタ」とは、2つ以上のプロペラを有するヘリコプタ全般を指し、3つ以上のプロペラを有し、物資の運搬、空中撮影等に利用されている比較的小型のドローンの他、尾翼と本体上部とにそれぞれプロペラを有する一般的なヘリコプタを含んでよい。また、上記実施形態に係るマルチコプタ1では、各プロペラ12は、ロータ121により駆動されている。しかしながら、マルチコプタ1の各プロペラ12を駆動する方法は、このような例に限られなくてもよい。マルチコプタ1の各プロペラ12の駆動には、ロータ以外の駆動機構が用いられてもよい。
<3.2>
上記実施形態では、1台の制御装置3により、マルチコプタ1及び係留装置5の動作が制御されている。しかしながら、マルチコプタ1及び係留装置5の動作を制御するための構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、マルチコプタ1及び係留装置5は、異なるコンピュータにより制御されてもよい。また、マルチコプタ1及び係留装置5は、無線通信により通信するコンピュータに制御されるのではなく、内蔵のコンピュータにより制御されてもよい。更に、マルチコプタ1及び係留装置5は、ラジオコントローラ等で利用者により直接制御されるように構成されてよい。
上記実施形態では、1台の制御装置3により、マルチコプタ1及び係留装置5の動作が制御されている。しかしながら、マルチコプタ1及び係留装置5の動作を制御するための構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、マルチコプタ1及び係留装置5は、異なるコンピュータにより制御されてもよい。また、マルチコプタ1及び係留装置5は、無線通信により通信するコンピュータに制御されるのではなく、内蔵のコンピュータにより制御されてもよい。更に、マルチコプタ1及び係留装置5は、ラジオコントローラ等で利用者により直接制御されるように構成されてよい。
<3.3>
上記実施形態では、線状体52は、垂直方向に延びている。この垂直方向は、本発明の「所定の方向」の一例である。しかしながら、線状体52の延びる方向(すなわち、所定の方向)は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、線状体52は、水平方向に延びていてもよい。更に、線状体52は、ある方向に対して傾いていてもよいし、湾曲していてもよい。
上記実施形態では、線状体52は、垂直方向に延びている。この垂直方向は、本発明の「所定の方向」の一例である。しかしながら、線状体52の延びる方向(すなわち、所定の方向)は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、線状体52は、水平方向に延びていてもよい。更に、線状体52は、ある方向に対して傾いていてもよいし、湾曲していてもよい。
<3.4>
上記実施形態では、受入部14の開放口141近傍には、上下方向に一対の回転片15が取り付けられている。しかしながら、回転片15の数は、このような例に限定されなくてもよい。回転片15の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、回転片15は、省略されてもよい。
上記実施形態では、受入部14の開放口141近傍には、上下方向に一対の回転片15が取り付けられている。しかしながら、回転片15の数は、このような例に限定されなくてもよい。回転片15の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、回転片15は、省略されてもよい。
また、受入部14に線状体52を閉じ込めるための機構は、上記実施形態の回転片15を用いた機構に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、マルチコプタ1は、回転片15に代えて、ラック・アンド・ピニオン機構により、開放口141を開閉可能に構成されてよい。
<3.5>
上記実施形態では、フック部材536は、背面534に配置された荷物係止用サーボモータ547に取り付けられている。しかしながら、フック部材536の配置は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、フック部材536は、貫通孔535内に収容されてもよい。また、フック部材536は、省略されてもよい。更に、係留装置5の可動部53は、フック部材536に代えて、荷物4を支持可能な機構を有してもよい。
上記実施形態では、フック部材536は、背面534に配置された荷物係止用サーボモータ547に取り付けられている。しかしながら、フック部材536の配置は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、フック部材536は、貫通孔535内に収容されてもよい。また、フック部材536は、省略されてもよい。更に、係留装置5の可動部53は、フック部材536に代えて、荷物4を支持可能な機構を有してもよい。
<3.6>
上記実施形態では、マルチコプタ1は、荷物保持部16により荷物4を保持している。しかしながら、荷物を保持する機構は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、マルチコプタ1は、荷物保持部16に代えて、荷物を保持可能なロボットアーム等の他の機構を備えてもよい。この場合、上記第3ステップにおいて、マルチコプタ1が、接近した可動部53に荷物4を引き渡してもよい。更に、マルチコプタ1及び係留装置5は、互いに協働して荷物の受け渡しを行うように構成されてもよい。
上記実施形態では、マルチコプタ1は、荷物保持部16により荷物4を保持している。しかしながら、荷物を保持する機構は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、マルチコプタ1は、荷物保持部16に代えて、荷物を保持可能なロボットアーム等の他の機構を備えてもよい。この場合、上記第3ステップにおいて、マルチコプタ1が、接近した可動部53に荷物4を引き渡してもよい。更に、マルチコプタ1及び係留装置5は、互いに協働して荷物の受け渡しを行うように構成されてもよい。
<3.7>
上記実施形態において、荷物4の種類は、特に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、荷物4は、マルチコプタ1のバッテリであってもよい。この場合、マルチコプタ1及び係留装置5は、以下のように変更されてもよい。
上記実施形態において、荷物4の種類は、特に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、荷物4は、マルチコプタ1のバッテリであってもよい。この場合、マルチコプタ1及び係留装置5は、以下のように変更されてもよい。
(マルチコプタ)
まず、図10を用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Aについて説明する。図10は、本変形例に係るマルチコプタ1Aの一例を示す斜視図である。本変形例に係るマルチコプタ1Aは、上記荷物保持部16に代えて、バッテリを保持するためのバッテリ保持部17を備えている。
まず、図10を用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Aについて説明する。図10は、本変形例に係るマルチコプタ1Aの一例を示す斜視図である。本変形例に係るマルチコプタ1Aは、上記荷物保持部16に代えて、バッテリを保持するためのバッテリ保持部17を備えている。
バッテリ保持部17は、プロペラガード13の後方部分から本体部11Aの中央の方に延びるアーム部171と、アーム部171の先端部分の下方に取り付けられる平板状の保持部材172と、を備えている。本変形例では、アーム部171は、一対のフレーム材で構成されている。また、保持部材172の側面には、円弧状に湾曲した溝部173が貫通しており、この溝部173の下方は、溝部173の幅よりも小さい幅で開放されている。これにより、バッテリ保持部17は、後述する各バッテリ(61、62)が保持可能に構成されている。
また、マルチコプタ1Aの機体FAは、中央部分が開放された本体部11Aを有している。これにより、マルチコプタ1Aは、後述する係留装置5Aの可動部55が機体FAの中央に侵入可能に構成されている。これらの点を除き、マルチコプタ1Aは、上記マルチコプタ1と同様に構成されてよい。また、マルチコプタ1Aのシステム構成は、上記マルチコプタ1と同様であってよい。なお、荷物装着検知センサ195は、バッテリ保持部17にバッテリが正しく装着されているか否かを検知するために利用される。
(係留装置)
次に、図11を用いて、本変形に係る係留装置5Aについて説明する。図11は、本変形例に係る係留装置5Aの一例を示す側面図である。本変形例に係る係留装置5Aは、上記可動部53に代えて、線状体52に沿って移動し、マルチコプタ1Aとの間でバッテリの交換を実施可能に構成された可動部55を備えている。この点を除き、係留装置5Aは、上記係留装置5と同様に構成されてよい。
次に、図11を用いて、本変形に係る係留装置5Aについて説明する。図11は、本変形例に係る係留装置5Aの一例を示す側面図である。本変形例に係る係留装置5Aは、上記可動部53に代えて、線状体52に沿って移動し、マルチコプタ1Aとの間でバッテリの交換を実施可能に構成された可動部55を備えている。この点を除き、係留装置5Aは、上記係留装置5と同様に構成されてよい。
ここで、図12A及び図12Bを用いて、可動部55について説明する。図12Aは、本変形例に係る係留装置5Aの可動部55の一例を示す斜視図である。図12Bは、本変形例に係る可動部55に各バッテリ(61、62)が保持された状態の一例を示す斜視図である。各図に示されるとおり、本変形例に係る可動部55は、線状体52が挿通する筒状部材551と2つのバッテリ(61、62)を支持可能に構成された円形状の回転台552とを備えている。筒状部材551は、上記実施形態に係る可動部53の筒状部材531と同様に構成されてよい。
回転台552の上面には、周方向に間隔をあけて、複数の柱部553が配置されている。各柱部553は、例えば、フレーム材等で構成されてよい。また、回転台552の上面の中央には、平板状の仕切板554が配置されている。これにより、回転台552上方の空間は、それぞれ仕切板554と各柱部553とで水平方向に囲まれた、前後方向に一対の収容空間が形成されている。図12Bに示されるとおり、各収容空間には、各バッテリ(61、62)が保持される。
なお、本変形例では、各バッテリ(61、62)は、略直方体状の筐体部601を備えており、筐体部601の上部には、首部602を介して突起部603が連結している。突起部603は、保持部材172の溝部173の形状に適合するように、円弧状に湾曲した形状を有している。また、首部602は、溝部173下部の開放部分を通過することができるように、溝部173下部の開放幅よりも小さい幅に形成されている。
これにより、保持部材172の溝部173は、バッテリ(61、62)の一方の突起部603を側面側から受け入れ、かつこの突起部603を受け入れた状態で当該突起部603を下方向に抜け止めするように構成されている。すなわち、マルチコプタ1Aのバッテリ保持部17は、突起部603が溝部173に受け入れられた状態で、保持部材172とバッテリ(61、62)の一方とを上下方向に外れないように連結し、これにより、バッテリ(61、62)の一方を保持することができる。この状態で、マルチコプタ1Aは、保持したバッテリ(61、62)の一方から電気の供給を受けることができる。
次に、図13を用いて、本変形例に係る係留装置5Aのシステム構成について説明する。図13は、本変形例に係る係留装置5Aのシステム構成の一例を模式的に例示する。図13に示されるとおり、係留装置5Aは、係止駆動部545に代えて、回転駆動部545Aを備えている。回転駆動部545Aは、マルチコプタ検知用センサ546及び回転台用サーボモータ547Aにより構成されている。これにより、本変形例では、制御部540は、マルチコプタ検知用センサ546の検知結果に基づいて、回転台552上にマルチコプタ1Aが存在するか否か、すなわち、マルチコプタ1Aの保持するバッテリが回転台552上の一方の収容空間に収容されたか否かを判定することができる。そして、マルチコプタ1Aの保持するバッテリが回転台552上の一方の収容空間に収容されたと判定した場合に、制御部540は、回転台用サーボモータ547Aを駆動することで、後述するとおり、回転台552を回転させて、マルチコプタ1Aの保持するバッテリと回転台552の保持するバッテリとを交換することができる。この点を除き、係留装置5Aのシステム構成は、上記係留装置5と同様であってよい。
(動作例)
次に、図14A~図14Fを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Aと係留装置5Aとの間でバッテリの受け渡しを行う過程について説明する。図14A~図14Fは、バッテリの受け渡しの過程を例示する。以下では、マルチコプタ1Aの保持するバッテリ61と係留装置5Aの保持するバッテリ62とを交換する過程を説明する。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。なお、マルチコプタ1A及び係留装置5Aはそれぞれ、上記実施形態と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
次に、図14A~図14Fを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Aと係留装置5Aとの間でバッテリの受け渡しを行う過程について説明する。図14A~図14Fは、バッテリの受け渡しの過程を例示する。以下では、マルチコプタ1Aの保持するバッテリ61と係留装置5Aの保持するバッテリ62とを交換する過程を説明する。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。なお、マルチコプタ1A及び係留装置5Aはそれぞれ、上記実施形態と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
第1ステップでは、図14A及び図14Bに示されるとおり、マルチコプタ1Aが、係留装置5Aの線状体52に接近して、線状体52の延びる方向とは交差する方向に当該線状体52を受入部14で受け入れる。第2ステップでは、図14Cに示されるとおり、係留装置5Aが、可動部55をマルチコプタ1Aに接近させる。本変形例に係る第1ステップ及び第2ステップは、上記実施形態と同様に実施可能である。マルチコプタ1Aのバッテリ保持部17にはバッテリ61が保持されており、このバッテリ61の電気により、マルチコプタ1Aは、動作することができる。また、係留装置5Aの可動部55は、バッテリ62を保持している。このバッテリ62は、未使用又は充電済みのものが好ましい。
第3ステップでは、図14Dに示されるとおり、マルチコプタ1A及び係留装置5Aの少なくとも一方が、接近した可動部55とマルチコプタ1Aとの間でバッテリの受け渡しを行う。本変形例では、回転台552の上面に形成された一対の収容空間のうち、線状体52に近接する手前側の収容空間にバッテリ62が保持されている。そこで、上記第2ステップでは、係留装置5Aは他方の収容空間にバッテリ61を収容するように、可動部55をマルチコプタ1Aに上昇させる。マルチコプタ検知用センサ546の検知結果に基づいて、他方の収容空間にバッテリ61を収容したことを認識すると、係留装置5Aは、昇降用モータ544の駆動を停止することで、可動部55の上昇を停止する。そして、係留装置5Aが、回転台用サーボモータ547Aを駆動することにより、回転台552を180度回転させて、一対の収容空間の位置を入れ替える。
図15は、本変形例に係るマルチコプタ1Aのバッテリ保持部17からバッテリ61が外れる場面の一例を示す。回転台552を回転させると、バッテリ保持部17に保持されたバッテリ61は、収容空間を構成する各柱部553及び仕切板554と共に周方向に移動する。これにより、バッテリ61の突起部603をバッテリ保持部17の溝部173から抜け出させて、バッテリ保持部17による保持からバッテリ61を開放することができる。一方、可動部55に保持されたバッテリ62は、収容空間を構成する各柱部553及び仕切板554と共に周方向に移動する。これにより、バッテリ61の突起部603が抜け出た側とは反対側から、バッテリ62の突起部603を、バッテリ保持部17の溝部173に進入させて、バッテリ保持部17にバッテリ62を保持させることができる。
すなわち、本変形例では、回転台552を180度回転させることにより、マルチコプタ1Aの保持するバッテリ61と係留装置5Aの保持するバッテリ62とを交換することができる。これによって、利用していたバッテリ61に代えて、新たなバッテリ62をマルチコプタ1Aに装着することができる。なお、バッテリ61が外れた後、バッテリ62が装着されるまでの間、マルチコプタ1Aには電気が供給されない可能性がある。この間、可動部55の回転台552がマルチコプタ1Aを支持することで、このマルチコプタ1Aの墜落を防ぐことができる。
第4ステップでは、図14Eに示されるとおり、各バッテリ(61、62)の受け渡しを行った後に、係留装置5Aが、マルチコプタ1Aから可動部55を引き離す。第5ステップでは、図14Fに示されるとおり、マルチコプタ1Aは、係留装置5Aの線状体52から離脱する。本変形例に係る第4ステップ及び第5ステップは、上記実施形態と同様に実施可能である。
これにより、本動作例に係る各バッテリ(61、62)の受け渡しの作業は完了する。この後、マルチコプタ1Aは、別の荷物を回収する等の作業の実行を継続してもよい。また、係留装置5Aに渡された使用済みのバッテリ61は、ロボット、人手等により適宜回収されてよい。本変形例によれば、係留装置5Aを利用して、マルチコプタ1Aのバッテリを交換することができる。そのため、安全にバッテリ交換を行うことができ、かつ、マルチコプタ1Aの航続時間を延ばすことができる。
なお、マルチコプタ1A及び係留装置5Aの構成は、上記の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。例えば、マルチコプタ1Aは、複数のバッテリを保持可能に構成されてもよい。また、係留装置5Aの回転台552には、3つ以上の収容空間が形成されてもよい。
<3.8>
上記実施形態では、係留装置5(基台部51)は、地上に設置されている。しかしながら、係留装置5の設置場所は、地上に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、係留装置5は、建造物の天井に設置されてよい。「天井」は、垂直方向下方に開放されたあらゆる種類の面を含んでよく、例えば、建造物の天井面を含んでもよい。天井の面は、平坦であることが好ましいが、傾いていてもよいし、湾曲していてもよい。天井に設置する場合、マルチコプタ1及び係留装置5は、以下のように変更されてもよい。
上記実施形態では、係留装置5(基台部51)は、地上に設置されている。しかしながら、係留装置5の設置場所は、地上に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、係留装置5は、建造物の天井に設置されてよい。「天井」は、垂直方向下方に開放されたあらゆる種類の面を含んでよく、例えば、建造物の天井面を含んでもよい。天井の面は、平坦であることが好ましいが、傾いていてもよいし、湾曲していてもよい。天井に設置する場合、マルチコプタ1及び係留装置5は、以下のように変更されてもよい。
(マルチコプタ)
まず、図16を用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Bについて説明する。図16は、本変形例に係るマルチコプタ1Bの一例を示す斜視図である。本変形例に係るマルチコプタ1Bは、上記荷物保持部16に代えて、荷物保持部16Bを備えている。
まず、図16を用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Bについて説明する。図16は、本変形例に係るマルチコプタ1Bの一例を示す斜視図である。本変形例に係るマルチコプタ1Bは、上記荷物保持部16に代えて、荷物保持部16Bを備えている。
本変形例では、後述する係留装置5Bが天井に設置されるため、荷物保持部16Bは、上記実施形態に係る荷物保持部16の上下を入れ替えた構成を有している。具体的には、荷物保持部16Bは、ドーム状の筐体により構成されており、荷物を収容可能に形成された収容空間161Bを有している。収容空間161Bは、上記実施形態に係る収容空間161と同様である。
この収容空間161Bの上側、すなわち、荷物保持部16Bの上面側には、矩形状の挿通口162Bが形成されており、収容空間161Bは、挿通口162Bを介して外部に連通している。なお、本変形例では、後述する係留装置5Bの線状体52を受入部14で受け入れているときには、マルチコプタ1Bの上側に、係留装置5Bの可動部53Bが配置される。そのため、この収容空間161Bの上側は、本発明の「可動部が配置される側」の一例である。
更に、本変形例では、上記突起部163に代えて、収容空間161Bの内壁面に一対の凹部163Bが設けられている。各凹部163Bは、後述する荷物4Bの突起部441Bが係止するように適宜位置決めされている。これにより、本変形例に係る荷物保持部16Bは、荷物を保持可能に構成されている。なお、その他の点については、マルチコプタ1Bは、上記マルチコプタ1と同様に構成されてよい。また、マルチコプタ1Bのシステム構成も、上記マルチコプタ1と同様であってよい。
(係留装置)
次に、図17A及び図17Bを用いて、本変形例に係る係留装置5Bについて説明する。図17Aは、本変形例に係る係留装置5Bの一例を示す側面図である。図17Bは、本変形例に係る係留装置5Bの可動部53の一例を示す斜視図である。係留装置5Bは、基本的には、上記実施形態に係る係留装置5の上下を入れ替えた構成を有している。
次に、図17A及び図17Bを用いて、本変形例に係る係留装置5Bについて説明する。図17Aは、本変形例に係る係留装置5Bの一例を示す側面図である。図17Bは、本変形例に係る係留装置5Bの可動部53の一例を示す斜視図である。係留装置5Bは、基本的には、上記実施形態に係る係留装置5の上下を入れ替えた構成を有している。
具体的には、係留装置5Bは、天井に設置される基台部51B、基台部51Bから延びる線状体52、及び線状体52に沿って移動し、マルチコプタ1Bとの間で荷物を受け渡し可能に構成された可動部53Bを備えている。基台部51Bは、天井に設置される点を除き、上記基台部51と同様に構成されてよい。本変形例に係る線状体52は、基台部51Bが天井に設置されることにより、天井から垂直方向に延びている。
次に、図18A及び図18Bを更に用いて、本変形例に係る可動部53Bと荷物4Bとの関係について説明する。本変形例に係る可動部53Bは、上記可動部53の上下を入れ替えた構成を有している。具体的には、本変形例に係る可動部53Bでは、支持台532Bは、筒状部材531の下端に連結されており、支持台532Bの下面が荷物4Bを支持するための支持面533Bとなっており、支持台532Bの上面が背面534Bとなっている。L字状のフック部材536Bは、背面534Bの荷物係止用サーボモータ547に取り付けられることで、貫通孔535を介して支持面533B側に突出して、荷物4Bの開口に差し込まれる第1ポジション(図18B)、及び支持面533B側に突出せずに、荷物4Bの係止を開放する第2ポジション(図18A)を取り得るように構成されている。なお、その他の点については、係留装置5Bは、上記係留装置5と同様に構成されてもよい。係留装置5Bのシステム構成も、上記係留装置5と同様であってよい。
また、荷物4Bも、基本的には、上記荷物4の上下を入れ替えた構成を有している。具体的には、本変形例に係る荷物4Bは、略直方体状の本体部41Bを備えている。本体部41Bは、上記本体部41と同様に構成されてよい。この荷物4Bは、本体部41Bの下端側から収容空間161Bに収容される。収容空間161Bに荷物4Bが収容されたときには、本体部41Bの上面が挿通口162Bから露出する。そのため、本変形例では、本体部41Bの上面に、フック部材536Bを受け入れ可能な開口が設けられている。この開口と連通する内部空間の内壁にフック部材536Bの先端部が係止可能であることについては、上記実施形態と同様である。
更に、荷物4Bの内部には、上記実施形態と同様に、前後方向にスライド可能なスライド板44Bが取り付けられている。このスライド板44Bには、スライド板44Bがスライドすることで、本体部41Bの側面から突出可能に構成された一対の突起部441Bであって、それぞれ荷物保持部16Bの各凹部163Bに位置合わせされた一対の突起部441Bが設けられている。また、スライド板44Bは、上記実施形態と同様に、荷物4Bの開口の位置に合わせて開口を有している。これにより、スライド板44Bは、フック部材536Bが開口に差し込まれて、各突起部441Bが本体部41Bの側面から突出しない第1ポジション(図18B)と、フック部材536Bが開口に差し込まれずに、各突起部441Bが本体部41Bの側面から突出する第2ポジション(図18A)とを取り得るように構成されている。
(動作例)
次に、図19A~図19Eを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Bと係留装置5Bとの間で荷物4Bの受け渡しを行う過程について説明する。図19A~図19Eは、荷物4Bの受け渡しの過程を例示する。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。更に、以下では、マルチコプタ1Bから係留装置5Bに荷物4Bを受け渡す場面を説明する。しかしながら、荷物4Bの受け渡しは、このような例に限定されなくてもよく、係留装置5Bからマルチコプタ1Bに対して行われてもよいし、可能であれば双方向に行われてもよい。なお、マルチコプタ1B及び係留装置5Bはそれぞれ、上記実施形態と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
次に、図19A~図19Eを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Bと係留装置5Bとの間で荷物4Bの受け渡しを行う過程について説明する。図19A~図19Eは、荷物4Bの受け渡しの過程を例示する。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。更に、以下では、マルチコプタ1Bから係留装置5Bに荷物4Bを受け渡す場面を説明する。しかしながら、荷物4Bの受け渡しは、このような例に限定されなくてもよく、係留装置5Bからマルチコプタ1Bに対して行われてもよいし、可能であれば双方向に行われてもよい。なお、マルチコプタ1B及び係留装置5Bはそれぞれ、上記実施形態と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
第1ステップでは、図19A及び図19Bに示されるとおり、マルチコプタ1Bが、係留装置5Bの線状体52に接近して、線状体52の延びる方向とは交差する方向に当該線状体52を受入部14で受け入れる。本変形例に係る第1ステップは、上記実施形態と同様に実施可能である。
第2ステップでは、図19Cに示されるとおり、係留装置5Bが、可動部53Bをマルチコプタ1Bに接近させる。本変形例では、基台部51Bは天井に設置される。そのため、係留装置5Bは、昇降用ロータリエンコーダ543の検知結果を参照しながら、昇降用モータ544を駆動させることで、基台部51Bの近傍に配置された可動部53Bをマルチコプタ1Bの位置まで下降させる。マルチコプタ検知用センサ546の検知結果に基づいて、支持台532Bの支持面533Bがマルチコプタ1Bの荷物保持部16Bに近接(又は、接触)したことを認識すると、係留装置5Bは、昇降用モータ544の駆動を停止することで、可動部53Bの下降を停止する。
第3ステップでは、図19Dに示されるとおり、マルチコプタ1B及び係留装置5Bの少なくとも一方が、接近した可動部53Bとマルチコプタ1Bとの間で荷物4Bの受け渡しを行う。本動作例では、上記実施形態の第3ステップと同様に、係留装置5Bは、マルチコプタ検知用センサ546の検知結果に基づいて、支持台532Bの支持面533Bがマルチコプタ1Bの荷物保持部16Bに近接(又は、接触)したことを認識する。そして、係留装置5Bは、この認識に応じて、荷物係止用サーボモータ547を駆動して、フック部材536Bを第1ポジションにする。これにより、フック部材536Bの先端部を、貫通孔535を介して支持面533B側に突出させて、荷物4Bの開口に差し込むことで、支持面533Bにおいて荷物4Bをフック部材536Bにより上下方向に固定することができる。
また、フック部材536Bが差し込まれる前は、スライド板44Bは、第2ポジションになっており、スライド板44Bの各突起部441Bが荷物保持部16Bの収容空間161Bに設けられた各凹部163Bに差し込まれている。これにより、荷物4Bは、マルチコプタ1Bの収容空間161Bに固定されている。これに対して、フック部材536Bが差し込まれると、スライド板44Bは、各突起部441Bが本体部41Bの側面から突出しない第1ポジションになる。そのため、各突起部441Bと各凹部163Bとの引っ掛かりは解除されており、収容空間161Bから荷物4Bを上方向に引き抜くことができる。
よって、本変形例では、上記実施形態と同様に、可動部53Bの支持台532Bを荷物4Bに接触させて、荷物係止用サーボモータ547を駆動させて、フック部材536Bにより荷物4Bを係止することで、マルチコプタ1Bの荷物保持部16Bから係留装置5Bの可動部53Bへの荷物4Bの受け渡しが完了する。なお、可動部53Bの支持台532Bに支持された荷物4Bをマルチコプタ1Bの荷物保持部16Bに引き渡す場合には、上記一連の動作を反対に実行すればよい。
第4ステップでは、図19Eに示されるとおり、荷物4Bの受け渡しを行った後に、係留装置5Bが、マルチコプタ1Bから可動部53Bを引き離す。本変形例では、係留装置5Bが、昇降用ロータリエンコーダ543の検知結果を参照しながら、昇降用モータ544を駆動させることで、可動部53Bを基台部51Bの方に上昇させる。また、上記実施形態と同様に、次の第5ステップを実行する前に、マルチコプタ1Bは、開閉用サーボモータ151を駆動して、回転片15を開放ポジションにすることで、開放口141を開放する。
第5ステップでは、マルチコプタ1Bは、係留装置5Bの線状体52から離脱する。これにより、本動作例に係る荷物4Bの受け渡しの作業は終了する。この後、マルチコプタ1Bは、別の荷物を回収する等の作業の実行を継続してもよい。また、係留装置5Bに引き渡された荷物4Bは、ロボット、人手等により適宜回収されてよい。なお、マルチコプタ1B及び係留装置5Bの構成は、上記の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。
<3.9>
上記<3.7>の変形例では、係留装置5Aは、上記実施形態と同様に、地上に設置されている。しかしながら、係留装置5Aの設置場所は、地上に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、係留装置5Aは、上記<3.8>の変形例と同様に、建造物の天井に設置されてよい。天井に設置する場合、マルチコプタ1A及び係留装置5Aは、以下のように変更されてもよい。
上記<3.7>の変形例では、係留装置5Aは、上記実施形態と同様に、地上に設置されている。しかしながら、係留装置5Aの設置場所は、地上に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、係留装置5Aは、上記<3.8>の変形例と同様に、建造物の天井に設置されてよい。天井に設置する場合、マルチコプタ1A及び係留装置5Aは、以下のように変更されてもよい。
(マルチコプタ)
まず、図20A及び図20Bを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Cについて説明する。図20A及び図20Bは、本変形例に係るマルチコプタ1Cの一例を示す正面図及び側面図である。本変形例に係るマルチコプタ1Cは、上記バッテリ保持部17に代えて、バッテリ保持部17Cを備えている。
まず、図20A及び図20Bを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Cについて説明する。図20A及び図20Bは、本変形例に係るマルチコプタ1Cの一例を示す正面図及び側面図である。本変形例に係るマルチコプタ1Cは、上記バッテリ保持部17に代えて、バッテリ保持部17Cを備えている。
バッテリ保持部17Cは、上記係留装置5Aの可動部55における回転台552とほぼ同様に構成される。具体的には、バッテリ保持部17Cは、円形状の回転台174を備えている。この回転台174は、回転台用サーボモータ177により回転するように駆動される。回転台174の上面には、周方向に間隔をあけて、複数の柱部175が配置されている。また、回転台174の上面の中央には、平板状の仕切板176が配置されている。これにより、回転台174の上方の空間は、それぞれ仕切板176と各柱部175とで水平方向に囲まれた、前後方向に一対の収容空間が形成されている。各収容空間は、回転台174の回転により入れ替わり可能に構成されている。各収容空間には、各バッテリ支持部(241、243)が設けられている。
図20Bの例では、第1バッテリ支持部241が後方の収容空間に設けられており、第2バッテリ支持部243が前方の収容空間に設けられている。マルチコプタ1Cを駆動するための電気を供給するバッテリ61は、後方の収容空間に収容されており、第1バッテリ支持部241に支持されている。後方の収容空間の上方には、押し込み用サーボモータ178に取り付けられたL字状の押し込み部材179が配置されている。この押し込み部材179が、押し込み用サーボモータ178により駆動されることで、バッテリ61を上方から押し込み、バッテリ61と第1バッテリ支持部241との接触を確実にすることができる。
なお、これらの点を除き、マルチコプタ1Cは、上記マルチコプタ1Aと同様に構成されてよい。また、マルチコプタ1Cのシステム構成も、上記マルチコプタ1Aと同様であってよい。上記マルチコプタ1Aと同様のシステム構成を採用する場合、回転台用サーボモータ177及び押し込み用サーボモータ178は、制御部190に接続されてよい。
次に、図21を用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Cの電子回路について説明する。図21は、本変形例に係るマルチコプタ1Cの電子回路の構成の一例を模式的に例示する。各バッテリ支持部(241、243)は、一対の端子部(242、244)を備えており、マルチコプタ1Cの電源回路201は、各端子部(242、244)と電気的に接続している。これにより、電源回路201は、各バッテリ支持部(241、243)に装着されたバッテリからの電気をマルチコプタ1Cの各部に供給可能に構成される。
本変形例では、各端子部(242、244)は並列になっており、電源回路201と各端子部(242、244)との間に、2つのリレースイッチ(202、203)が配置されている。第1リレースイッチ202は、各端子部(242、244)と直接配線されている。一方、第2リレースイッチ203と端子部(242、244)との間には、ダイオード(204、205)がそれぞれ配置されている。各ダイオード(204、205)は、各端子部(242、244)から電源回路201への方向が順方向となるように接続される。この電子回路の動作については、後述で詳細に説明する。
(係留装置)
次に、図22A及び図22Bを用いて、本変形例に係る係留装置5Cについて説明する。図22Aは、本変形例に係る係留装置5Cの一例を示す側面図である。図22Bは、本変形例に係る係留装置5Cの可動部55Cの一例を示す斜視図である。係留装置5Cは、天井に設置される基台部51C、基台部51Cから延びる線状体52、及び線状体52に沿って移動し、マルチコプタ1Cとの間でバッテリの交換を実施可能に構成された可動部55Cを備えている。基台部51Cは、上記基台部51Bと同様に構成されてよい。
次に、図22A及び図22Bを用いて、本変形例に係る係留装置5Cについて説明する。図22Aは、本変形例に係る係留装置5Cの一例を示す側面図である。図22Bは、本変形例に係る係留装置5Cの可動部55Cの一例を示す斜視図である。係留装置5Cは、天井に設置される基台部51C、基台部51Cから延びる線状体52、及び線状体52に沿って移動し、マルチコプタ1Cとの間でバッテリの交換を実施可能に構成された可動部55Cを備えている。基台部51Cは、上記基台部51Bと同様に構成されてよい。
本変形例に係る可動部55Cは、線状体52が挿通する筒状部材551と、筒状部材551の上端に連結される平板状の保持部材555と、を備えている。保持部材555は、マルチコプタ1Aの保持部材172と同様に構成される。すなわち、保持部材555の側面には、円弧状に湾曲した溝部556が貫通しており、この溝部556の下方には、溝部556の幅よりも小さい幅で開放されている。これにより、保持部材555は、各バッテリ(61、62)を保持可能に構成されている。
なお、これらの点を除き、係留装置5Cは、上記係留装置5Aと同様に構成されてよい。また、係留装置5Cのシステム構成も、上記係留装置5Aと同様であってよい。上記係留装置5Aと同様のシステム構成を採用する場合、回転駆動部545Aの回転台用サーボモータ547Aは省略されてよい。
(動作例)
次に、図23A~図23Eを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Cと係留装置5Cとの間でバッテリの受け渡しを行う過程について説明する。図23A~図23Eは、バッテリの受け渡しの過程を例示する。以下では、マルチコプタ1Cの保持するバッテリ61と係留装置5Cの保持するバッテリ62とを交換する過程を説明する。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。なお、マルチコプタ1C及び係留装置5Cはそれぞれ、上記<3.7>の変形例と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
次に、図23A~図23Eを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Cと係留装置5Cとの間でバッテリの受け渡しを行う過程について説明する。図23A~図23Eは、バッテリの受け渡しの過程を例示する。以下では、マルチコプタ1Cの保持するバッテリ61と係留装置5Cの保持するバッテリ62とを交換する過程を説明する。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。なお、マルチコプタ1C及び係留装置5Cはそれぞれ、上記<3.7>の変形例と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
第1ステップでは、図23A及び図23Bに示されるとおり、マルチコプタ1Cが、係留装置5Cの線状体52に接近して、線状体52の延びる方向とは交差する方向に当該線状体52を受入部14で受け入れる。本変形例の第1ステップは、上記<3.7>の変形例と同様に実施可能である。なお、マルチコプタ1Cのバッテリ保持部17Cにはバッテリ61が保持されており、このバッテリ61の電気により、マルチコプタ1Cは、動作することができる。また、係留装置5Cの可動部55Cは、バッテリ62を保持している。このバッテリ62は、未使用又は充電済みのものが好ましい。
第2ステップでは、図23Cに示されるとおり、係留装置5Cが、可動部55Cをマルチコプタ1Cに接近される。本第2ステップは、上記<3.8>の変形例と同様に実施可能である。つまり、係留装置5Cは、昇降用モータ544を駆動させることで、基台部51Cの近傍に配置された可動部55Cをマルチコプタ1Cの位置まで下降させる。マルチコプタ検知用センサ546の検知結果に基づいて、保持部材555に保持されたバッテリ62がマルチコプタ1Cの回転台174における前方の収容空間に収容されたことを認識すると、係留装置5Cは、昇降用モータ544の駆動を停止することで、可動部55Cの下降を停止する。
第3ステップでは、図23Dに示されるとおり、マルチコプタ1C及び係留装置5Cの少なくとも一方が、接近した可動部55Cとマルチコプタ1Cとの間でバッテリの受け渡しを行う。本変形例では、上記第2ステップにより、係留装置5Cの保持部材555が保持するバッテリ62がマルチコプタ1Cの回転台174における前方の収容空間に収容され、マルチコプタ1Cの駆動に利用されているバッテリ61が回転台174における後方の収容空間に収容されている。そのため、マルチコプタ1Cは、回転台用サーボモータ177を駆動し、回転台174を180度回転させて、一対の収容空間の位置を入れ替える。これにより、上記<3.7>の変形例と同様に、マルチコプタ1Cの保持するバッテリ61と係留装置5Cの保持するバッテリ62とを交換することができる。なお、この交換の際のマルチコプタ1Cの電子回路の状態は後述で説明する。
第4ステップでは、図23Eに示されるとおり、各バッテリ(61、62)の受け渡しを行った後、係留装置5Cが、マルチコプタ1Cから可動部55Cを引き離す。第5ステップでは、マルチコプタ1Cは、係留装置5Cの線状体52から離脱する。本変形例に係る第4ステップ及び第5ステップは、上記<3.8>の変形例と同様に実施可能である。
また、回転台174の回転により、バッテリ62を受け取ると、受け取ったバッテリ62を収容した収容空間は、後方側に配置される。そこで、マルチコプタ1Cは、押し込み用サーボモータ178を駆動して、押し込み部材179によりバッテリ62を上方から押し込んでもよい。これにより、バッテリ62と第2バッテリ支持部243との接触を確実にすることができる。
これにより、本動作例に係る各バッテリ(61、62)の受け渡しの作業は完了する。この後、マルチコプタ1Cは、別の荷物を回収する等の作業の実行を継続してもよい。また、係留装置5Cに渡された使用済みのバッテリ61は、ロボット、人手等により適宜回収されてよい。本変形例によれば、上記<3.7>の変形例と同様に、係留装置5Cを利用して、マルチコプタ1Cのバッテリを交換することができる。そのため、安全にバッテリ交換を行うことができ、かつ、マルチコプタ1Cの航続時間を延ばすことができる。
次に、図24A~図24Cを用いて、マルチコプタ1Cの保持するバッテリ61と係留装置5Cの保持するバッテリ62との交換を行う際の電子回路の状態について説明する。図24A~図24Cは、このバッテリの交換の過程におけるマルチコプタ1Cの電子回路の状態を模式的に例示する。まず、可動部55Cがマルチコプタ1Cの位置に到着し、バッテリ62が第2バッテリ支持部243に装着されたが、バッテリ61とバッテリ62との交換を行っていない段階では、図24Aに示されるとおり、各リレースイッチ(202、203)は、第2バッテリ支持部243の配線とは切り離されており、第1バッテリ支持部241の配線と接続している。そのため、この段階では、バッテリ61から電源回路201に電気が供給される。
続いて、上記第3ステップによるバッテリの交換を行う際に、マルチコプタ1Cは、図24Bに示されるとおり、第1リレースイッチ202の接続を、第1バッテリ支持部241側の配線から第2バッテリ支持部243側の配線に切り替える。これにより、電源回路201には、第1リレースイッチ202を介してバッテリ62から電気が供給されるようになる。
このとき、搭載されていたバッテリ61と係留装置5Cから供給されたバッテリ62とは両リレースイッチ(202、203)を介して接続される。搭載されていたバッテリ61は消耗しているため、通常、バッテリ61の電圧は、供給されたばかりのバッテリ62よりも小さくなっている。そのため、供給されたバッテリ62と搭載されていたバッテリ61とが直接的に接続された場合には、供給されたバッテリ62から搭載されていたバッテリ61に電流が流れ、電子回路内で短絡が生じてしまう。
これに対して、本変形例では、第1バッテリ支持部241から電源回路201への方向が順方向となるようにダイオード204が配置されている。すなわち、供給されたバッテリ62を装着した第2バッテリ支持部243から搭載されていたバッテリ61を装着した第1バッテリ支持部241への方向は、ダイオード204の逆方向になっている。そのため、供給されたバッテリ62から搭載されていたバッテリ61へ電流が流れないようにし、上記のような短絡を防止することができる。
なお、この第1リレースイッチ202の切り替えを行う際には、第1リレースイッチ202が第1バッテリ支持部241及び第2バッテリ支持部243の両方の配線に接続していない期間がある。この期間は、ダイオード204及び第2リレースイッチ203を介してバッテリ61から電源回路201に電気が供給される。
そして、バッテリ62から電気が供給されるようになった後、マルチコプタ1Cは、図24Cに示されるとおり、第2リレースイッチ203の接続を、第1バッテリ支持部241側の配線から第2バッテリ支持部243側の配線に切り替える。これにより、搭載されていたバッテリ61は、電源回路201から完全に切り離され、マルチコプタ1Cから取り外すことができる状態になる。この状態になった後、係留装置5Cは、第4ステップにより、可動部55Cを駆動させることで、使用済みのバッテリ61を回収する。これにより、上記過程では、マルチコプタ1Cは、電気の供給が途絶えることなく、バッテリの交換を実施することができる。
なお、マルチコプタ1C及び係留装置5Cの構成は、上記の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。例えば、マルチコプタ1Cの回転台174には、3つ以上の収容空間が形成されてもよい。また、係留装置5Cの可動部55Cは、複数のバッテリを保持可能に構成されてもよい。
<3.10>
上記実施形態及び変形例では、各係留装置(5、5A、5B、5C)は、可動部(53、55、53B、55C)を備えており、各可動部(53、55、53B、55C)とマルチコプタ(1、1A、1B、1C)との間で、荷物の受け渡しを行っている。しかしながら、各可動部(53、55、53B、55C)は省略されてもよい。この場合、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C)は線状体52に沿って移動することで、所定の位置に着陸してもよい。各可動部(53、55、53B、55C)を省略する場合、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C)及び各係留装置(5、5A、5B、5C)は、以下のように変更されてよい。
上記実施形態及び変形例では、各係留装置(5、5A、5B、5C)は、可動部(53、55、53B、55C)を備えており、各可動部(53、55、53B、55C)とマルチコプタ(1、1A、1B、1C)との間で、荷物の受け渡しを行っている。しかしながら、各可動部(53、55、53B、55C)は省略されてもよい。この場合、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C)は線状体52に沿って移動することで、所定の位置に着陸してもよい。各可動部(53、55、53B、55C)を省略する場合、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C)及び各係留装置(5、5A、5B、5C)は、以下のように変更されてよい。
(マルチコプタ)
まず、図25A~図25Cを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Dについて説明する。図25A及び図25Bは、本変形例に係るマルチコプタ1Dの一例を示す斜視図及び背面斜視図である。図25Cは、本変形例に係るマルチコプタ1Dが荷物4Dを保持した状態を例示する。
まず、図25A~図25Cを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Dについて説明する。図25A及び図25Bは、本変形例に係るマルチコプタ1Dの一例を示す斜視図及び背面斜視図である。図25Cは、本変形例に係るマルチコプタ1Dが荷物4Dを保持した状態を例示する。
本変形例に係るマルチコプタ1Dの機体FDは、中央でクロスするように延びる一対のフレーム材と中央に配置された平板状のベースとで構成される本体部11Dを有している。本体部11Dの中央部分の下面には、荷物4Dを保持するための荷物保持部18が設けられている。荷物保持部18は、本体部11Dの中央部分の下面に配置される平板状の保持部材181を備えている。保持部材181は、上記バッテリ保持部17の保持部材172及び可動部55Cの保持部材555と同様に構成される。すなわち、保持部材181の側面には、円弧状に湾曲した溝部182が貫通しており、この溝部182の下方には、溝部182の幅よりも小さい幅で開放されている。
これに対して、図25Cに示されるとおり、本変形例に係る荷物4Dは、上記各バッテリ(61、62)と同様に構成される。すなわち、荷物4Dは、略直方体状の筐体部451を備えており、筐体部451の上部には、首部452を介して突起部453が連結している。突起部453は、保持部材181の溝部182の形状に適合するように、円弧状に湾曲した形状を有している。また、首部452は、溝部182下部の開放部分を通過することができるように、溝部182下部の開放幅よりも小さい幅に形成されている。
これにより、荷物保持部18の溝部182は、荷物4Dの突起部453を側面側から受け入れ、かつこの突起部453を受け入れた状態で当該突起部453を下方向に抜け止めするように構成されている。そのため、荷物保持部18は、突起部453を溝部182に受け入れた状態で、保持部材181と荷物4Dとを上下方向に外れないように連結し、これにより、荷物4Dを保持することができる。この荷物4Dは、バッテリであってよい。
また、本変形例に係るマルチコプタ1Dは、上記回転片15に代えて、複数のリンクで構成された開閉部15Dを有している。開閉部15Dは、トグル機構を有しており、開閉用サーボモータ151の駆動により、その先端部を開閉可能に構成されている。また、度グル機構を有していることで、開閉部15Dの先端部が閉じている際に、その先端部に力が作用しても、開閉用サーボモータ151を駆動しない限り、先端部が開かないようになっている。これらの点を除き、マルチコプタ1Dは、上記マルチコプタ1と同様に構成されてよい。また、マルチコプタ1Dのシステム構成も、上記マルチコプタ1と同様であってよい。
(係留装置)
次に、図26A及び図26Bを用いて、本変形例に係る係留装置5Dについて説明する。図26Aは、本変形例に係る係留装置5Dの一例を示す斜視図である。図26Bは、本変形例に係る係留装置5Dの基台部56の内部の一例を示す斜視図である。本変形例に係る係留装置5Dでは、上記各可動部(53、55、53B、55C)が省略されている。具体的には、係留装置5Dは、線状体52と、線状体52を支持するドーム状の基台部56と、を備えている。
次に、図26A及び図26Bを用いて、本変形例に係る係留装置5Dについて説明する。図26Aは、本変形例に係る係留装置5Dの一例を示す斜視図である。図26Bは、本変形例に係る係留装置5Dの基台部56の内部の一例を示す斜視図である。本変形例に係る係留装置5Dでは、上記各可動部(53、55、53B、55C)が省略されている。具体的には、係留装置5Dは、線状体52と、線状体52を支持するドーム状の基台部56と、を備えている。
基台部56は、荷物4Dを収容可能に形成された内部空間563と、内部空間563に対して線状体52の延びる方向(各図では、上方向)に隣接して配置された円形状の回転板561と、回転板561に設けられ、内部空間563を外部に連通する矩形状の受口562と、を備えている。回転板561は、受口回転用モータ573の駆動により、線状体52の延びる方向の周りに回転可能に構成されている。また、受口562は、荷物4Dを挿通可能な大きさに形成されている。
なお、内部空間563に収容可能な荷物4Dの数は、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。内部空間563に収容可能な荷物4Dの数は、1つであってもよく、2つ以上であってもよい。本変形例では、後述する内部構成により、内部空間563は、複数の荷物4Dを収容可能に構成されている。また、回転板561を駆動する構成は、各図の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。更に、回転板561及び受口562の形状は、各図の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。受口562は、荷物4Dを挿通可能なように適宜形成されてよい。
内部空間563内で荷物4Dを収容する構成は、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。本変形例では、基台部56は、内部空間563に収容され、回転板561と同軸で回転可能に構成された円形状の回転台564と、回転板561の方を向いた回転台564の面において、回転の方向に分割して配置され、それぞれ荷物4Dを保持可能に構成された複数の荷物保持部566と、を更に備えている。
本変形例では、回転台564は、交換用モータ576の駆動により、回転板561と同様に、線状体52の延びる方向の周りに回転可能に構成されている。また、各荷物保持部566は、平板状の4つの側板565により構成されている。具体的には、各荷物保持部566は、平板状の4つの側板565が四方に配置されており、これらの4つの側板565の間で荷物4Dを水平方向に囲むことで、当該荷物4Dを保持するように構成されている。各荷物保持部566は、受口562の直下に配置可能なように適宜位置合わせされている。図26Bの例では、回転台564には、6つの荷物保持部566が設けられている。ただし、回転台564の形状、回転台564を駆動する構成、荷物保持部566の構成、及び荷物保持部566の数は、図26Bの例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。これらの点を除き、本変形例に係る係留装置5Dは、上記係留装置5と同様に構成されてよい。
次に、図27を用いて、本変形例に係る係留装置5Dのシステム構成について説明する。図27は、本変形例に係る係留装置5Dのシステム構成の一例を模式的に例示する。図27に示されるとおり、本変形例に係る係留装置5Dは、上記係留装置5と同様に、制御部540及び通信モジュール541を備える。一方、上記係留装置5とは異なり、本変形例では、制御部540は、回転板561を回転させて、受口562の位置を変更するための受口回転部571、及び回転台564を回転させて、受口562の直下に配置する荷物保持部566を変更するための交換駆動部574に接続されている。
受口回転部571は、受口回転角検出用ロータリエンコーダ572及び受口回転用モータ573により構成されている。受口回転角検出用ロータリエンコーダ572には、公知のロータリエンコーダが用いられてよい。受口回転角検出用ロータリエンコーダ572は、受口回転用モータ573の駆動量を監視するために利用される。制御部540は、受口回転角検出用ロータリエンコーダ572の検知結果を参照しながら、制御装置3からの受口562の位置の変更の指令に応じて、受口回転用モータ573を駆動してもよい。これにより、制御部540は、回転板561を回転させて、受口562を所望の位置に移動させることができる。
また、交換駆動部574は、交換用ロータリエンコーダ575及び交換用モータ576により構成されている。交換用ロータリエンコーダ575には、公知のロータリエンコーダが用いられてよい。交換用ロータリエンコーダ575は、交換用モータ576の駆動量を監視するために利用される。制御部540は、交換用ロータリエンコーダ575の検知結果を参照しながら、制御装置3からの指令であって、受口562の直下に配置する荷物保持部566の変更の指令に応じて、交換用モータ576を駆動してもよい。これにより、制御部540は、回転台564を回転させて、受口562の直下に所望の荷物保持部566を配置することができる。
次に、図28A~図28Gを用いて、本変形例に係るマルチコプタ1Dと係留装置5Dとの間で荷物の受け渡しを行う過程について説明する。図28A~図28Gは、荷物4Dの受け渡しの過程を例示する。以下で説明する荷物の受け渡しの手順は、本発明の「荷物の受け渡し方法」の一例である。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。更に、以下では、マルチコプタ1Dから係留装置5Dに荷物4Dを受け渡すと同時に、荷物4Dと同じ構成を有する荷物4DAを係留装置5Dからマルチコプタ1Dに受け渡す場面を説明する。しかしながら、荷物の受け渡しは、このような例に限定されなくてもよく、いずれか一方は省略されてよい。なお、マルチコプタ1D及び係留装置5Dはそれぞれ、上記実施形態と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
第1ステップでは、図28A及び図28に示されるとおり、マルチコプタ1Dが、係留装置5Dの線状体52に接近して、線状体52の延びる方向とは交差する方向に当該線状体52を受入部14で受け入れる。本変形例に係る第1ステップは、上記実施形態と同様に実施可能である。線状体52を受入部14に受け入れた後、マルチコプタ1Dは、開閉用サーボモータ151を駆動して、開閉部15Dの先端部を閉じることで、開閉部15Dと受入部14とにより線状体52を閉じ込めることができる。これにより、上記実施形態と同様に、マルチコプタ1Dの飛行方向を線状体52の延びる方向に拘束することができる。
第2ステップでは、図28Cに示されるとおり、係留装置5Dが、回転板561を回転させて、マルチコプタ1Dに対して受口562の位置合わせを行う。具体的には、係留装置5Dは、受口回転角検出用ロータリエンコーダ572の検知結果を参照しながら、受口回転用モータ573を駆動することで、回転板561を回転させて、受口562を所望の位置に移動させる。
例えば、係留装置5Dは、通信モジュール541を介して、マルチコプタ1Dに搭載された地磁気センサ、ジャイロセンサ等のセンサ(不図示)のデータを受信する。係留装置5Dは、これにより得られたデータによりマルチコプタ1Dの位置を特定し、特定したマルチコプタ1Dの位置に基づいて、マルチコプタ1Dの荷物保持部18(荷物4D)の直下に位置するように受口562を移動させる。また、本動作例では、荷物保持部18に荷物4Dが保持されている。そのため、係留装置5Dは、交換用ロータリエンコーダ575の検知結果を参照しながら、交換用モータ576を駆動することで、回転台564を回転させて、荷物を保持していない空の荷物保持部566を受口562の直下に移動させる。荷物保持部18に荷物4Dが保持されていない場合には、この回転台564を回転させる動作は省略されてよい。
第3ステップでは、マルチコプタ1Dが、線状体52に沿って移動し、基台部56に接近する。本変形例では、基台部56は、地上に設定されているため、マルチコプタ1Dは、線状体52に沿って下降する。これにより、図28Dに示されるとおり、マルチコプタ1Dは、荷物保持部18に保持した荷物4Dを、受口562を介して内部空間563に進入させた状態で、基台部56上に着陸することができる。なお、第2ステップ及び第3ステップは、同時に実施されてもよいし、いずれか一方が先に実施されてもよいし、部分的に並列に実施されてもよい。
第4ステップでは、マルチコプタ1D及び係留装置5Dの少なくとも一方が、基台部56の内部空間563とマルチコプタ1Dとの間で受口562を介して荷物の受け渡しを行う。本変形例では、マルチコプタ1Dが基台部56に着陸したときに、荷物保持部18に保持された荷物4Dは、受口562の直下に配置された荷物保持部566に収容される。また、荷物保持部18の保持部材181は、上記バッテリ保持部17の保持部材172及び可動部55Cの保持部材555と同様に構成されており、荷物4Dは、上記各バッテリ(61、62)と同様に構成されている。そのため、図28Eに示されるとおり、係留装置5Dが、交換用モータ576を駆動させて、回転台564を回転させて、各荷物保持部566の位置を変更することで、上記<3.7>及び<3.9>と同様に、荷物保持部18による保持から荷物4Dを開放することができる。また、他の荷物保持部566に保持された、荷物4Dと同じ構成を有する荷物4DAを荷物保持部18に保持させることができる。これにより、マルチコプタ1Dと係留装置5Dとの間で各荷物(4D、4DA)の受け渡しを行うことができる。
第5ステップでは、図28Fに示されるとおり、各荷物(4D、4DA)の受け渡しを行った後、マルチコプタ1Dは、線状体52に沿って移動し、基台部56から離れる。また、マルチコプタ1Dは、開閉用サーボモータ151を駆動して、開閉部15Dの先端部を開くことで、開放口141から線状体52を開放可能な状態にする。そして、第6ステップでは、図28Gに示されるとおり、マルチコプタ1Dは、係留装置5Dの線状体52から離脱する。
これにより、本動作例に係る荷物の受け渡しの作業は終了する。この後、マルチコプタ1Dは、荷物4DAを別の場所に配達する等の作業の実行を継続してもよい。また、係留装置5Dに引き渡された荷物4Dは、ロボット、人手等により適宜回収されてよい。本変形例によれば、マルチコプタ1Dは、線状体52に沿って安全に基台部56に着陸することができ、また、マルチコプタ1Dに積載された荷物4Dを基台部56の内部空間563に引き渡すことができる。更に、マルチコプタ1Dが、基台部56内に収容された荷物4DAを回収して、回収した荷物4DAを別の場所に運搬することができる。そのため、係留装置5Dを様々な場所に配置することで、この係留装置5Dをベースとした物流システムを構築することができる。なお、マルチコプタ1D及び係留装置5Dの構成は、上記の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。
<3.11>
上記実施形態及び各変形例では、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C、1D)と各係留装置(5、5A、5B、5C、5D)との間で荷物の受け渡しが行われている。しかしながら、各係留装置(5、5A、5B、5C、5D)を利用しない場合には、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C、1D)は、他のマルチコプタ(以下、第2マルチコプタとも称する)との間で、荷物の受け渡しが行われてもよい。この場合、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C、1D)は、他のマルチコプタと区別して、第1マルチコプタと称されてもよい。
上記実施形態及び各変形例では、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C、1D)と各係留装置(5、5A、5B、5C、5D)との間で荷物の受け渡しが行われている。しかしながら、各係留装置(5、5A、5B、5C、5D)を利用しない場合には、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C、1D)は、他のマルチコプタ(以下、第2マルチコプタとも称する)との間で、荷物の受け渡しが行われてもよい。この場合、各マルチコプタ(1、1A、1B、1C、1D)は、他のマルチコプタと区別して、第1マルチコプタと称されてもよい。
(第2マルチコプタ)
図29A~図29Cを用いて、本変形例に係る第2マルチコプタ7について説明する。図29A及び図29Bは、本変形例に係る第2マルチコプタ7の一例を示す側面図及び背面斜視図である。図29Cは、本変形例に係る第2マルチコプタ7の可動部76の一例を示す側面図である。
図29A~図29Cを用いて、本変形例に係る第2マルチコプタ7について説明する。図29A及び図29Bは、本変形例に係る第2マルチコプタ7の一例を示す側面図及び背面斜視図である。図29Cは、本変形例に係る第2マルチコプタ7の可動部76の一例を示す側面図である。
本変形例に係る第2マルチコプタ7の機体F7は、フレーム材及びベース材で矩形状に形成された本体部71と、本体部71の四角にそれぞれ配置された4つのプロペラ72と、を有している。上記マルチコプタ1と同様に、各プロペラ72は、ロータ721により駆動され、これによって、第2マルチコプタ7は、飛行可能に構成されている。各プロペラ72は、上下方向に配置された一対のプロペラガード73により保護されている。
本体部71には、線状体75を繰り出し/巻き取るための線状体駆動部783が搭載されている。線状体75及び線状体75の延びる方向は、上記係留装置5の線状体52と同様であってよい。また、第2マルチコプタ7は、線状体75に沿って移動可能に構成された可動部76を備えている。可動部76は、上記可動部53Bとほぼ同様に構成されている。すなわち、可動部76は、線状体75が挿通する筒状部材761と、筒状部材761に連結する支持台762と、荷物を係止するためのフック部材766と、を備えている。支持台762は、荷物を支持するための支持面(図29Cでは、下側の面)と、支持面に対向する背面と、背面から支持面に貫通する貫通孔と、を有している。フック部材766は、背面に配置された荷物係止用サーボモータ792に取り付けられ、この荷物係止用サーボモータ792に駆動されることで、貫通孔を介して支持面側に突出して、荷物の開口に差し込まれる第1ポジション、及び支持面側に突出せずに、荷物の係止を開放する第2ポジションを取り得るように構成されている。
次に、図30を用いて、本変形例に係る第2マルチコプタ7のシステム構成について説明する。図30は、本変形例に係る第2マルチコプタ7のシステム構成の一例を模式的に例示する。本変形例に係る第2マルチコプタ7は、制御部780及び通信モジュール781を備えている。制御部780及び通信モジュール781は、上記マルチコプタ1の制御部190及び通信モジュール191と同様であってよい。
本変形例では、制御部780は、GPS情報受信部782に接続される。GPS情報受信部782は、上記マルチコプタ1のGPS情報受信部と同様であってよい。制御部780は、GPS情報受信部782による位置の測定結果(位置情報)を制御装置3に送信する。制御装置3は、第2マルチコプタ7から受信した位置情報に基づいて所望の位置までの航行情報を作成し、作成した航行情報を第2マルチコプタ7に送信する。制御部780は、受信した航行情報に基づいて、各プロペラ72のロータ721を適宜制御する。これにより、第2マルチコプタ7は、所望の位置に移動するように飛行制御される。
また、制御部780は、線状体駆動部783、昇降駆動部786、マルチコプタ検知用センサ791、及び荷物係止用サーボモータ792に接続される。本変形例では、線状体駆動部783は、線状体用ロータリエンコーダ784及び線状体用モータ785により構成される。線状体用ロータリエンコーダ784には、公知のロータリエンコーダが用いられてよい。線状体用ロータリエンコーダ784は、線状体用モータ785の駆動量を監視するために利用される。制御部780は、線状体用ロータリエンコーダ784の検知結果を参照しながら、制御装置3からの線状体75の巻き取り又は繰り出しの指令に応じて、線状体用モータ785を駆動してもよい。これにより、制御部780は、本体部71から繰り出されている線状体52を所望の長さにすることができる。
昇降駆動部786は、昇降用ロータリエンコーダ787及び昇降用モータ788により構成され、上記係留装置5の昇降駆動部542と同様である。制御部780は、昇降用ロータリエンコーダ787の検知結果を参照しながら、制御装置3からの可動部76の昇降の指令に応じて、昇降用モータ788を駆動してもよい。これにより、制御部780は、線状体75の所望の位置(高さ)に可動部76を移動させることができる。
マルチコプタ検知用センサ791及び荷物係止用サーボモータ792は、上記係留装置5のマルチコプタ検知用センサ546及び荷物係止用サーボモータ547と同様である。制御部780は、マルチコプタ検知用センサ791の検知結果に基づいて、支持台762の支持面がマルチコプタに近接(又は、接触)しているか否かを判定することができる。そして、支持台762の支持面がマルチコプタに近接していると判定した場合、制御部780は、荷物係止用サーボモータ792を駆動して、フック部材766を第1ポジションにすることで、マルチコプタの保持している荷物をフック部材766により支持台762に係止することができる。
(動作例)
次に、図31A~図31Eを用いて、本変形例に係る第2マルチコプタ7と上記変形例に係るマルチコプタ1Bとの間で荷物4Bの受け渡しを行う過程について説明する。図31A~図31Eは、マルチコプタ1Bと第2マルチコプタ7との間で行われる荷物4Bの受け渡しの過程を例示する。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。以下では、マルチコプタ1Bと第2マルチコプタ7との間で荷物4Bの受け渡しを行う過程について説明するが、第2マルチコプタ7と荷物の受け渡しを行うマルチコプタは、マルチコプタ1Bに限定されなくてもよい。更に、以下では、第2マルチコプタ7からマルチコプタ1Bに荷物4Bを受け渡す場面を説明するが、荷物4Bの受け渡しは、このような例に限定されなくてもよく、マルチコプタ1Bから第2マルチコプタ7に対して行われてもよいし、可能であれば双方向に行われてもよい。なお、マルチコプタ1B及び第2マルチコプタ7はそれぞれ、上記実施形態と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
次に、図31A~図31Eを用いて、本変形例に係る第2マルチコプタ7と上記変形例に係るマルチコプタ1Bとの間で荷物4Bの受け渡しを行う過程について説明する。図31A~図31Eは、マルチコプタ1Bと第2マルチコプタ7との間で行われる荷物4Bの受け渡しの過程を例示する。ただし、以下で説明する手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。以下では、マルチコプタ1Bと第2マルチコプタ7との間で荷物4Bの受け渡しを行う過程について説明するが、第2マルチコプタ7と荷物の受け渡しを行うマルチコプタは、マルチコプタ1Bに限定されなくてもよい。更に、以下では、第2マルチコプタ7からマルチコプタ1Bに荷物4Bを受け渡す場面を説明するが、荷物4Bの受け渡しは、このような例に限定されなくてもよく、マルチコプタ1Bから第2マルチコプタ7に対して行われてもよいし、可能であれば双方向に行われてもよい。なお、マルチコプタ1B及び第2マルチコプタ7はそれぞれ、上記実施形態と同様に、制御装置3により制御されて、以下の各ステップの動作を実行してよい。
第1ステップでは、図31A及び図31Bに示されるとおり、第2マルチコプタ7が、線状体75を繰り出すことで、マルチコプタ1Bとの間で荷物4Bの受け渡しを行うための経路を確保する。本変形例では、第2マルチコプタ7が、マルチコプタ1Bの上方を飛行する。そして、図31Aに示されるとおり、第2マルチコプタ7は、線状体駆動部783を駆動することで、線状体75を機体F7から垂れ下げるように繰り出す。次に、図31Bに示されるとおり、マルチコプタ1Bが、線状体75に接近して、線状体75の延びる方向とは交差する方向に当該線状体75を受入部14で受け入れる。このマルチコプタ1Bの動作は、上記<3.8>の第1ステップと同様に実施可能である。これにより、マルチコプタ1Bと第2マルチコプタ7とは、線状体75を介して上下方向に結合され、マルチコプタ1Bと第2マルチコプタ7との間に荷物の受け渡しを行うための経路が確保される。
第2ステップでは、図31Cに示されるとおり、第2マルチコプタ7が、可動部76をマルチコプタ1Bに接近させる。本変形例に係る第2ステップは、上記<3.8>の第2ステップと同様に実施可能である。第2マルチコプタ7は、昇降用ロータリエンコーダ787の検知結果を参照しながら、昇降用モータ788を駆動させることで、本体部71の近傍に配置され、荷物4Bを保持した可動部76をマルチコプタ1Bの位置まで下降させる。マルチコプタ検知用センサ791の検知結果に基づいて、可動部76の支持台762がマルチコプタ1Bの荷物保持部16Bに近接(又は、接触)したことを認識すると、第2マルチコプタ7は、昇降用モータ788の駆動を停止することで、可動部76の下降を停止する。
第3ステップでは、図31Dに示されるとおり、マルチコプタ1B及び第2マルチコプタ7の少なくとも一方が、接近した可動部76とマルチコプタ1Bとの間で荷物4Bの受け渡しを行う。本動作例では、第2マルチコプタ7が、マルチコプタ検知用センサ791の検知結果に基づいて、可動部76の支持台762がマルチコプタ1Bの荷物保持部16Bに近接(又は、接触)して、荷物4Bが収容空間161Bに収容されたことを認識する。そして、第2マルチコプタ7は、この認識に応じて、荷物係止用サーボモータ792を駆動して、フック部材766を第2ポジションにする。これにより、可動部76のフック部材766と荷物4Bとの結合を解除することができると共に、荷物4Bのスライド板44Bを第2ポジションにして、スライド板44Bの各突起部441Bを荷物保持部16Bの各凹部163Bに差し込んで、荷物保持部16Bに荷物4Bを固定することができる。
よって、本動作例では、可動部76の支持台762に支持された荷物4Bを荷物保持部16Bの収容空間161Bに収容し、荷物係止用サーボモータ792を駆動させて、フック部材766の係止を解除することで、第2マルチコプタ7の可動部76からマルチコプタ1Bの荷物保持部16Bへの荷物4Bの受け渡しが完了する。なお、マルチコプタ1Bの荷物保持部16Bに保持された荷物4Bを可動部76が受け取る場合には、上記一連の動作を反対に実行すればよい。
第4ステップでは、図31Eに示されるとおり、荷物4Bの受け渡しを行った後に、第2マルチコプタ7が、マルチコプタ1Bから可動部76を引き離す。本変形例では、第2マルチコプタ7が、昇降用ロータリエンコーダ787の検知結果を参照しながら、昇降用モータ788を駆動させることで、可動部76を本体部71の方に上昇させる。また、上記実施形態と同様に、次の第5ステップを実行する前に、マルチコプタ1Bは、開閉用サーボモータ151を駆動して、回転片15を開放ポジションにすることで、開放口141を開放する。
第5ステップでは、マルチコプタ1Bは、第2マルチコプタ7の線状体75から離脱する。これにより、本動作例に係る荷物4Bの受け渡しの作業は完了する。この後、マルチコプタ1Bは、荷物4Bを別の場所に輸送する等の作業の実行を継続してもよい。一方、第2マルチコプタ7は、線状体駆動部783を駆動して、線状体75を巻き取った後に、別の荷物を回収する等の作業の実行を継続してもよい。本変形例によれば、2つのマルチコプタ(本変形例では、マルチコプタ1B及び第2マルチコプタ7)間で荷物の受け渡しを行うことができる。なお、第2マルチコプタ7の構成は、上記の例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜変更されてよい。
<3.12>
電柱又は電線と各マルチコプタ(1、1A、1B、1C、1D)との接触事故を避ける観点から、上記実施形態及び各変形例に係る線状体52の長さは、電柱の長さよりも長く設定されるのが好ましい。例えば、電柱の一般的な高さが10m程度である場所では、線状体52の長さは、10m~15mに設定されるのが好ましい。ただし、線状体52の長さを長くすると、垂直方向に延びる線状体52を基台部51により安定的に支えることが困難になる可能性がある。そこで、線状体52の垂直方向の両端を固定することで、当該線状体52を安定的に支持するようにしてもよい。また、以下のような構成を採用してもよい。
電柱又は電線と各マルチコプタ(1、1A、1B、1C、1D)との接触事故を避ける観点から、上記実施形態及び各変形例に係る線状体52の長さは、電柱の長さよりも長く設定されるのが好ましい。例えば、電柱の一般的な高さが10m程度である場所では、線状体52の長さは、10m~15mに設定されるのが好ましい。ただし、線状体52の長さを長くすると、垂直方向に延びる線状体52を基台部51により安定的に支えることが困難になる可能性がある。そこで、線状体52の垂直方向の両端を固定することで、当該線状体52を安定的に支持するようにしてもよい。また、以下のような構成を採用してもよい。
図32は、本変形例に係る係留装置5Eの一例を例示する。図32で例示される係留装置5Eでは、線状体52よりも太くて剛性の高い支柱59が更に基台部51に取り付けられている。この支柱59は、線状体52と並立し、基台部51から垂直方向に延びている。この支柱59と線状体52とは、金属製又は樹脂製の連結具591により1又は複数箇所(図32の例では2箇所)で連結される。これにより、線状体52を安定的に支持することができる。
なお、連結具591の部分を通過する場合、上記マルチコプタ1は、上下方向の一対の回転片15のうち、連結具591に近接する側の回転片15を開放ポジションにし、他方の回転片15を閉鎖ポジションにする。そして、上記マルチコプタ1は、開放ポジションにした回転片15の部分が連結具591の部分を通過した後に、この回転片15を閉鎖ポジションにし、他方の回転片15を開放ポジションにして、他方の回転片15の部分を連結具591の部分を通過させる。これにより、上記マルチコプタ1は、線状体52を開放せずに、連結具591の部分を通過することができる。また、開閉部15Dを有するマルチコプタ1Dのケースでは、開閉部15Dの先端部分の間隙よりも細い連結具591を用いてもよい。これにより、マルチコプタ1Dは、開閉部15Dの先端部分の間隙に連結具591を通すことで、開閉部15Dで線状体52を拘束したまま、連結具591の部分を通過することができる。
1…マルチコプタ、F1…機体、11…本体部、12…プロペラ、121…ロータ、13…プロペラガード、14…受入部、141…開放口、15…回転片、151…開閉用サーボモータ、16…荷物保持部、161…収容空間、162…挿通口、163…突起部、164…下面、190…制御部、191…通信モジュール、192…GPS情報受信部、193…カメラ、194…受入検知センサ、195…荷物装着検知センサ、3…制御装置、31…制御部、32…記憶部、33…通信モジュール、34…入力装置、35…出力装置、4…荷物、41…本体部、42…底面、421…突出部、422…溝部、43…開口、44…スライド板、441…突起部、5…係留装置、51…基台部、52…線状体、53…可動部、531…筒状部材、532…支持台、533…支持面、534…背面、535…貫通孔、536…フック部材、540…制御部、541…通信モジュール、542…昇降駆動部、543…昇降用ロータリエンコーダ、544…昇降用モータ、545…係止駆動部、546…マルチコプタ検知用センサ、547…荷物係止用サーボモータ、1A…マルチコプタ、FA…機体、11A…本体部、17…バッテリ保持部、171…アーム部、172…保持部材、173…溝部、5A…係留装置、55…可動部、551…筒状部材、552…回転台、553…柱部、554…仕切板、545A…回転駆動部、547A…回転台用サーボモータ、61・62…バッテリ、601…筐体部、602…首部、603…突起部、1B…マルチコプタ、16B…荷物保持部、161B…収容空間、162B…挿通口、163B…凹部、5B…係留装置、51B…基台部、53B…可動部、532B…支持台、533B…支持面、534B…背面、536B…フック部材、4B…荷物、44B…スライド板、441B…突起部、1C…マルチコプタ、11C…本体部、17C…バッテリ保持部、174…回転台、175…柱部、176…仕切板、177…回転台用サーボモータ、178…押し込み用サーボモータ、179…押し込み部材、201…電源回路、202…第1リレースイッチ、203…第2リレースイッチ、204・205…ダイオード、241…第1バッテリ支持部、242…端子部、243…第2バッテリ支持部、244…端子部、5C…係留装置、55C…可動部、555…保持部材、556…溝部、1D…マルチコプタ、11D…本体部、15D…開閉部、18…荷物保持部、181…保持部材、182…溝部、4D…荷物、451…筐体部、452…首部、453…突起部、5D…係留装置、56…基台部、561…回転板、562…受口、563…内部空間、564…回転台、565…側板、566…荷物保持部、571…受口回転部、572…受口回転角検出用ロータリエンコーダ、573…受口回転用モータ、574…交換駆動部、575…交換用ロータリエンコーダ、576…交換用モータ、7…第2マルチコプタ(他のマルチコプタ)、F7…機体、71…本体部、72…プロペラ、721…ロータ、73…プロペラガード、75…線状体、76…可動部、761…筒状部材、762…支持台、766…フック部材、780…制御部、781…通信モジュール、782…GPS情報受信部、783…線状体駆動部、784…線状体用ロータリエンコーダ、785…線状体用モータ、786…昇降駆動部、787…昇降用ロータリエンコーダ、788…昇降用モータ、791…マルチコプタ検知用センサ、792…荷物係止用サーボモータ
Claims (10)
- 荷物を保持した状態で飛行可能に構成されたマルチコプタと、
前記マルチコプタの飛行の目標となる位置に設置される係留装置であって、前記目標となる位置から所定の方向に延びる線状体を備える係留装置と、
を備え、
前記マルチコプタは、一方向に向かって開放された開放口を有する凹状に形成され、当該開放口を介して、前記所定の方向とは交差する方向に前記線状体を受け入れ可能に構成された受入部を備える、
マルチコプタシステム。 - 前記係留装置は、前記線状体に沿って移動し、前記マルチコプタとの間で前記荷物を受け渡し可能に構成された可動部を更に備える、
請求項1に記載のマルチコプタシステム。 - 前記マルチコプタは、前記荷物を収容可能に形成された収容空間であって、前記可動部が配置される側に形成された挿通口を介して外部に連通する収容空間を有する荷物保持部を更に備え、
前記荷物は、前記挿通口から露出する面に開口を有し、
前記可動部は、前記荷物の前記開口に差し込まれて、前記荷物を係止するように形成されたフック部材を備える、
請求項2に記載のマルチコプタシステム。 - 前記可動部は、前記荷物を支持する支持面、前記支持面に対向する背面、及び前記背面から前記支持面に貫通する貫通孔を有する支持台を更に備え、
前記フック部材は、前記支持台の前記背面に配置されたモータに取り付けられることにより、前記貫通孔を介して前記支持面側に突出して、前記荷物の前記開口に差し込まれる第1ポジション、及び前記支持面側に突出せずに、前記荷物の係止を開放する第2ポジションを取り得るように構成される、
請求項3に記載のマルチコプタシステム。 - 前記係留装置は、前記線状体を支持する基台部を更に備え、
前記基台部は、
1又は複数の前記荷物を収容可能に形成された内部空間と、
前記内部空間に対して前記線状体の延びる方向に隣接して配置され、前記線状体の延びる方向の周りに回転可能に構成された回転板と、
前記回転板に設けられ、前記内部空間を外部に連通する受口であって、前記荷物を挿通可能に形成された受口と、
を備える、
請求項1に記載のマルチコプタシステム。 - 前記基台部は、
前記内部空間に収容され、前記回転板と同軸で回転可能に構成された回転台と、
前記回転板の方を向いた前記回転台の面において、前記回転の方向に分割して配置され、それぞれ前記荷物を保持可能に構成された複数の荷物保持部と、
を更に備える、
請求項5に記載のマルチコプタシステム。 - 前記マルチコプタは、前記開放口の縁に回転自在に軸支されることで、前記開放口を開放する開放ポジション、及び前記開放口を閉鎖する閉鎖ポジションを取り得るように構成された回転片を更に備える、
請求項1から6のいずれか1項に記載のマルチコプタシステム。 - 前記係留装置は、地上又は天井に設置され、
前記線状体は、地上又は天井から垂直方向に延びる、
請求項1から7のいずれか1項に記載のマルチコプタシステム。 - 荷物を保持した状態で飛行可能に構成されたマルチコプタと、前記マルチコプタの飛行の目標となる位置に設置される係留装置であって、前記目標となる位置から所定の方向に延びる線状体を備える係留装置との間で行う荷物の受け渡し方法であって、
前記マルチコプタは、一方向に向かって開放された開放口を有する凹状に形成され、当該開放口を介して、前記所定の方向とは交差する方向に前記線状体を受け入れ可能に構成された受入部を備え、
前記係留装置は、前記線状体に沿って移動し、前記マルチコプタとの間で前記荷物を受け渡し可能に構成された可動部を更に備え、
前記マルチコプタが、前記係留装置の前記線状体に接近して、前記線状体を前記受入部に受け入れる第1ステップと、
前記係留装置が、前記可動部を前記マルチコプタに接近させる第2ステップと、
前記マルチコプタ及び前記係留装置の少なくとも一方が、接近した前記可動部と前記マルチコプタとの間で前記荷物の受け渡しを行う第3ステップと、
前記荷物の受け渡しを行った後に、前記係留装置が、前記マルチコプタから前記可動部を引き離す第4ステップと、
前記マルチコプタが、前記係留装置の前記線状体から離脱する第5ステップと、
を備える、
荷物の受け渡し方法。 - 荷物を保持した状態で飛行可能に構成されたマルチコプタと、前記マルチコプタの飛行の目標となる位置に設置される係留装置であって、前記目標となる位置から所定の方向に延びる線状体を備える係留装置との間で行う荷物の受け渡し方法であって、
前記マルチコプタは、一方向に向かって開放された開放口を有する凹状に形成され、当該開放口を介して、前記所定の方向とは交差する方向に前記線状体を受け入れ可能に構成された受入部を備え、
前記係留装置は、前記線状体を支持する基台部を更に備え、
前記基台部は、1又は複数の前記荷物を収容可能に形成された内部空間と、前記内部空間に対して前記線状体の延びる方向に隣接して配置され、前記線状体の延びる方向の周りに回転可能に構成された回転板と、前記回転板に設けられ、前記内部空間を外部に連通する受口であって、前記荷物を挿通可能に形成された受口と、を備え、
前記マルチコプタが、前記係留装置の前記線状体に接近して、前記線状体を前記受入部に受け入れる第1ステップと、
前記係留装置が、前記回転板を回転させて、前記マルチコプタに対して前記受口の位置合わせを行う第2ステップと、
前記マルチコプタが、前記線状体に沿って移動し、前記基台部に接近する第3ステップと、
前記マルチコプタ及び前記係留装置の少なくとも一方が、前記基台部の前記内部空間と前記マルチコプタとの間で前記受口を介して前記荷物の受け渡しを行う第4ステップと、
前記荷物の受け渡しを行った後、前記マルチコプタが、前記線状体に沿って移動し、前記基台部から離れる第5ステップと、
前記マルチコプタが、前記係留装置の前記線状体から離脱する第6ステップと、
を備える、
荷物の受け渡し方法。
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