JP7217687B2 - 荷下ろし装置及びこれを備える搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、運搬物を搬送する搬送装置全般、例えば、ドローンや小型ヘリコプタなどに使用され得る荷下ろし装置及びこれを備えた搬送装置に関する。

搬送装置等に用いられる荷下ろし装置の構造として、フックやロック機構など様々な構成を有するものが知られている。

このようなフック装置として、例えば、特許文献１では、ヘリコプタ等に取り付けたワイヤロープの下端に装着し、物体を吊り上げる際に使用される遠隔操作用フック装置であって、フック装置基部から下方に向けて鉛直に二本の棒状ロードアームを、フック装置基部の回動支点を中心に開閉自在に設置し、棒状ロードアームの一方の下端には、他方の棒状ロードアームの方向に突出するワイヤロープ受部を備えると共に、フック装置基部には棒状ロードアーム作動手段を備え、当該棒状ロードアーム作動手段により棒状ロードアームを閉状態にしたときに、二本の棒状ロードアーム間にワイヤロープが摺動可能な隙間を生じるフック装置に係る構成が開示されている。

また、このようなフック装置として、例えば、特許文献２では、ヘリコプタによって資材等を掛けて搬出するためのフック装置であって、吊部を有するハンガー部材の両端下部に、それぞれ撤去用スリングワイヤを吊るためのフックを取り付けて、これら両フックの開口を互いに向かい合わせに配置すると共に、両フックの開口間には撤去用スリングワイヤを受け入れるためのガイドバーを架設したフック装置に係る構成も知られている。

特開２０１４－１１８２５１号公報 特開２００６－３１５８３５号公報

しかしながら、特許文献１に係る構成では、１回の移動で複数の運搬物を搬送し得る一方で、一回の移動で複数の目的地に運搬物を搬送することができないという問題があった。また、ヘリコプタ等のワイヤロープに複数のフック装置を取り付けた場合、１回の移動で複数の目的地に運搬物を搬送することが可能であるものの、各目的地で複数のフック装置のそれぞれを制御するのは実際上困難であり、運搬物の円滑な荷下ろしが難しいという問題があった。

また、特許文献２に係る構成でも、１回の移動で複数の運搬物を搬送し得るものの、一回の移動で複数の目的地に運搬物を搬送することができないという問題があった。また、ヘリコプタ等のワイヤロープに複数のフック装置を取り付けた場合、１回の移動で複数の目的地に運搬物を搬送することが可能であるものの、同様に、各目的地で複数のフック装置のそれぞれを制御するのは実際上困難であり、運搬物の円滑な荷下ろしが難しいという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１回の移動で複数の目的地に所望の運搬物を搬送し、また各運搬物の荷下ろしを簡易かつ確実に行うことができる荷下ろし装置及びこれを備えた搬送装置を提供することにある。本発明のこれら以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかとなる。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置は、糸を含む運搬機構と、該糸に取り付けられた少なくとも１つの糸端部材と、運搬物が取り付けられ、該糸端部材に開放可能に保持された少なくとも１つの着脱装置と、を備え、該着脱装置と該運搬物との間に所定値以上の力が作用している場合に該糸端部材に保持され、該着脱装置と該運搬物との間の力が該所定値よりも小さい場合に該糸端部材から開放されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の運搬機構は、ウインチを含むよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、運搬物は当該着脱装置に糸により取り付けられるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、複数の当該着脱装置は直列に連結され、最下部の着脱装置に当該糸端部材が近接した場合に、該最下部の着脱装置の連結を解除する開放部材を備えるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該着脱装置は、当該開放部材により他の着脱装置と連結可能に構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該着脱装置は、開閉部材を備え、前記糸端部材は該開閉部材の閉状態で該着脱装置に保持され、該開閉部材の開状態で該着脱装置から開放されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該着脱装置は、その中央部に前記糸が挿通可能な開口部を有し、前記開閉部材は、前記開状態で該開口部の面積が増加し、前記糸端部材が該開口部から開放されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該着脱装置は、当該糸端部材が当該開閉部材に近接したことを検出する近接検出手段と、該着脱装置を他の着脱装置と連結解除可能に連結するための連結部材と、を備え、当該糸端部材が当該開閉部材に近接した場合に、該連結部材による、該着脱装置と該他の着脱装置との連結が解除されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該開閉部材は、当該糸端部材が当該開閉部材に近接しており、かつ当該着脱装置が接地した場合に、開状態となり該糸端部材が該着脱装置の当該開口部から開放されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該開閉部材は、当該糸端部材が当該開閉部材に近接していない場合、及び該糸端部材が該開閉部材に近接していても当該着脱装置が接地していない場合に、閉状態となり該糸端部材は該着脱装置に保持されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該開閉部材は、無負荷状態で当該糸端部材が当該開口部を通過可能状態となるようにばね付勢され、所定値以上の負荷で当該糸端部材が当該開口部を通過不可能状態となるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該開閉部材は、当該通過不可能状態で、ロック部材により当該着脱装置に係止されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該開閉部材が当該ロック部材により当該着脱装置に係止された状態で、連結部材により、該着脱装置は他の着脱装置と連結可能にされるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該着脱装置の当該連結部材は、当該他の着脱装置の連結受け部に連結されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該近接検出手段は、光学センサ若しくは磁気センサを含むよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、該着脱装置の接地を検出する接地検出手段を備え、該接地検出手段は、力センサ、光学センサ、超音波センサ若しくはカメラを含むよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該連結部材は、電磁アクチュエータにより制御されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該開閉部材は、電磁アクチュエータにより制御されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る搬送装置は、上記いずれかの本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置を備えるよう構成される。

上記実施形態によれば、１回の移動で複数の目的地に所望の運搬物を搬送することができるだけでなく、各運搬物の荷下ろしを簡易かつ確実に行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態の荷下ろし装置１の動作を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の着脱装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の着脱装置と糸端部材の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の着脱装置と糸端部材の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の着脱装置と糸端部材の構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の着脱装置の開閉部材を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置の着脱装置の開閉部材を説明する図である。

以下、本発明に係る荷下ろし装置の実施形態について、添付図面を参照しながら具体的に説明する。複数の図面において共通する構素には当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置は、運搬物を搬送する搬送装置全般、例えば、ドローンや小型ヘリコプタなどに使用することができる。このような搬送装置には様々なものが考えられ、上記例に限定されるものではない。以下では、便宜上ドローンを例に説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１は、通常、運搬機構（接続機構）２、例えば、糸と、該糸を巻き上げ可能な糸巻き装置（ウインチ）などを用いて、搬送装置３に接続されるが、当該荷下ろし装置１は搬送装置３と直接接続されてもよい。また、このような運搬機構には様々のものが考えられ、特定の装置、構造、形状、寸法に限定することを意図するものではない。また、糸についても、様々な材料、形状、寸法が考えられるが特定の態様に限定することを意図するものではない（以下同様）。

次に、図１を参照して、本発明に係る荷下ろし装置１の一実施形態について説明する。図示のように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１は、運搬物４を目的地に運ぶため、搬送装置３と当該運搬物４とを接続（連結）するために用いられ、当該荷下ろし装置１は、上述の通り、通常は図示の運搬機構２を介して、搬送装置３に接続（連結）される。この場合、運搬機構２の一端には搬送装置３が、当該運搬機構２の他端には荷下ろし装置１が取り付けられることとなる。

図示のように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１は、上記運搬機構２を含み、一方側では搬送装置３に取り付けられ、他方側では運搬物４に取り付けられる。荷下ろし装置１の運搬物４への取り付けは、運搬物４自体に直接取り付けられてもよいし、運搬物４を収容するケース等の収容体に間接的に取り付けることができる。当該収容体には様々なものが考えられ、特定のものに限定されない。以下、説明の便宜上、荷下ろし装置１の運搬物への取り付け（連結若しくは接続）などとして記載する。

引き続き図１を参照して、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１のより具体的構成につき説明する。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１は、糸を含む運搬機構２と、該糸に取り付けられた少なくとも１つの糸端部材５（図示の例では３つの糸端部材）と、運搬物４（図示の例では３つの運搬物）が取り付けられ、該糸端部材５に開放可能に保持された少なくとも１つの着脱装置６（図示の例では３つの着脱装置）と、を備え、該着脱装置６と該運搬物４との間に所定値以上の力（例えば、張力）が作用している場合に該糸端部材５に保持され、該着脱装置６と該運搬物４との間の力が該所定値よりも小さい場合に該糸端部材５から開放されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１により、１回の移動で複数の目的地に所望の運搬物を搬送することができるだけでなく、各運搬物の荷下ろしを簡易かつ確実に行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１の運搬機構２は、ウインチを含むよう構成されるが、これに限られない。当該ウインチは、図示しないドローン等に取り付けられる。また、ウインチはモータによって糸巻を正回転させることで、糸７を巻き取ることができる。一方、逆回転させることで、糸７を出すことができる。後述のように、糸７に掛かる張力を検出する機能があってもよい。また、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、運搬物は当該着脱装置に糸７により取り付けられるよう構成されるが、様々な態様が考えられる。

次に、図２を参照して、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１の別の具体的構成につき説明する。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１は、糸を含む運搬機構２と、該糸に取り付けられた少なくとも１つの糸端部材５（図示の例では１つの糸端部材）と、運搬物４（図示の例では３つの運搬物）が取り付けられ、該糸端部材５に開放可能に保持された少なくとも１つの着脱装置６（図示の例では３つの着脱装置）と、を備え、該着脱装置６と該運搬物４との間に所定値以上の力（例えば、張力）が作用している場合に該糸端部材５に保持され、該着脱装置６と該運搬物４との間の力が該所定値よりも小さい場合に該糸端部材５から開放されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１により、１回の移動で複数の目的地に所望の運搬物を搬送することができるだけでなく、各運搬物の荷下ろしを簡易かつ確実に行うことが可能となる。

次に、図３を参照して、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１につき説明する。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１は、糸を含む運搬機構２と、該糸に取り付けられた少なくとも１つの糸端部材５（図示の例では１つの糸端部材）と、運搬物４（図示の例では３つの運搬物）が取り付けられ、該糸端部材５に開放可能に保持された複数の着脱装置６（図示の例では２つの着脱装置）と、を備え、該複数の着脱装置６は直列に連結され、最下部の着脱装置６に当該糸端部材５が近接した場合に、該最下部の着脱装置６の連結を解除する開放部材８を備えるよう構成される。図示の例では、運搬機構２に開放部材８が設けられているが、これに限られず、着脱装置６自体に設けるよう構成することもできる。すなわち、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、当該着脱装置は、これに設けられた当該開放部材により他の着脱装置と連結可能に構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１により、１回の移動で複数の目的地に所望の運搬物を搬送することができるだけでなく、各運搬物の荷下ろしを簡易かつ確実に行うことが可能となる。

図示の例では、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１の運搬機構２は、ウインチ及びこれに取り付けられた筒状部材を含むよう構成されるが、これらに限られない。また、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、運搬物４は当該着脱装置６に糸７により取り付けられるよう構成されるが、様々な態様が考えられる。

図３に示すように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該着脱装置６は、開閉部材９を備え、該糸端部材５は該開閉部材９の閉状態で該着脱装置６に保持され、該開閉部材９の開状態で該着脱装置６から開放されるよう構成される。

また、図３に示すように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該着脱装置６は、その中央部に糸が挿通可能な開口部１８を有し、該開閉部材９は、開状態で該開口部１８の面積が増加し、その結果糸端部材５が該開口部１８から開放されることができるよう構成される（詳細は後述する）。

図３に示すように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該着脱装置６は、当該糸端部材５が当該開閉部材９に近接したことを検出する近接検出手段１２と、を備え、当該糸端部材５が当該開閉部材９に近接した場合に、該開放部材８は、該着脱装置と該他の着脱装置とを切り離すよう構成される。また、着脱装置６は、該着脱装置６の接地を検出する接地検出手段１３を備えるよう構成してもよい。

次に、図４ａ‐４ｄを参照して、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１の動作につき説明する。

まず、図４ａの状態では、運搬機構２に２つの着脱装置６が開放部材８により直列に連結され、糸端部材５は最下部の着脱装置６から離れた場所に位置している。この状態から、図４ｂに示すように、糸端部材５が最下部の着脱装置６に接近すると、該着脱装置６の近辺に配置された近接検出手段１２により糸端部材５の接近が検出される。その結果、図４ｃに示すように、開放部材８による最下部の着脱装置６による連結が解除され、該着脱装置６は自重により糸端部材５の方向へ向け降下し、糸端部材５と接触する（その結果、着脱装置６は糸端部材５に保持される）。その後、図４ｄに示すように、運搬機構２により着脱装置６及び糸端部材５は目的地の地面へ向け降下され、該着脱装置６が接地する開閉部材９は開状態となり、糸端部材５は着脱装置６から開放される。なお、接地検出手段１３を設ける場合、接地検出手段１３は、着脱装置６の開閉部材９が開状態となったタイミングを検出するように構成されてもよい。接地検出手段１３により検出された情報は、荷下ろし装置１の操作者等に必要に応じて伝達するように構成することができる。

図５に示すように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該着脱装置６は、該着脱装置６を他の着脱装置６と連結解除可能に連結するための連結部材１４を備え、当該糸端部材５が当該開閉部材９に近接した場合に、該連結部材１４による、該着脱装置６と該他の着脱装置６との連結が解除されるよう構成される。

図示のように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該開閉部材９は、無負荷状態で当該糸端部材５が当該開口部１８を通過可能状態となるようにばね１６によりばね付勢され、所定値以上の負荷で当該糸端部材５が当該開口部１８を通過不可能状態となるよう構成される。

また、図５に示すように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該開閉部材９は、当該通過不可能状態で、ロック部材１５により当該着脱装置６に係止されるよう構成される。当該ロック部材１５による開閉部材９のロック状態は、糸端部材５が最下部の着脱装置６内に入り込むことで該着脱装置６のロック部材と接触し、糸端部材の通過不可能状態が解除されることができる。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１により、１回の移動で複数の目的地に所望の運搬物を搬送することができるだけでなく、各運搬物の荷下ろしを簡易かつ確実に行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該開閉部材９が当該ロック部材１５により当該着脱装置６に係止された状態で、連結部材１４により、該着脱装置６は他の着脱装置６と連結可能にされるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該着脱装置６の当該連結部材１４は、当該他の着脱装置６の連結受け部１７に連結されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、近接検出手段１２は、光学センサ若しくは磁気センサを含むよう構成される。また、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置において、接地検出手段１３は、力センサ（例えば、圧電素子などを用いたセンサ）、光学センサ、超音波センサ若しくはカメラを含むよう構成してもよい。接地検出手段１３により検出された情報は、荷下ろし装置１の操作者等に必要に応じて伝達するように構成することができる。

本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該連結部材１４は、電磁アクチュエータ（例えば、小型ステッピングモータなど）により制御されるよう構成される。また、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１において、当該開閉部材９は、電磁アクチュエータ（例えば、小型ステッピングモータなど）により制御されるよう構成される。

上記いずれかの本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１は、搬送装置３を含むか、搬送装置３と組み合わされる。本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１を備えた搬送装置３により、１回の移動で複数の目的地に所望の運搬物を搬送することができるだけでなく、各運搬物の荷下ろしを簡易かつ確実に行うことが可能となる。

次に、図６ａ‐６ｅを参照して、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１の動作につき説明する。

まず、図６ａの状態では、運搬機構２に２つの着脱装置６が連結部材１４により直列に連結され、糸端部材５は最下部の着脱装置６から離れた場所に位置している。この状態から、図６ｂに示すように、糸端部材５が最下部の着脱装置６内に入り込むと、該着脱装置６のロック部材と接触し、糸端部材の通過不可能状態が解除される。その結果、図６ｃに示すように、開閉部材９が下方に移動する結果、連結部材１４による最下部の着脱装置６による連結が解除され、該着脱装置６は自重により糸端部材５の方向へ向け降下し、糸端部材５と接触する。その後、図６ｄに示すように、運搬機構２により着脱装置６及び糸端部材５は目的地の地面へ向け降下され、該着脱装置６が接地すると、開閉部材９は開状態となり、糸端部材５は着脱装置６から開放される。その後、図６ｅに示すように、糸端部材５は、着脱装置６へ向け近づき、次の運搬物の搬送のための準備状態を形成する。

次に、図７－１２を参照して、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１の別の具体的構成につき説明する。

図７に示すように、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１は、着脱装置保持部１１を有し、図示しないウインチ１０またはドローンに一体に固定され、内周側に後述の内溝を有し、着脱装置１００をぶら下げることができる。糸端部材２１は、糸２０の一端または途中に設けられる。図示のように、着脱装置１００は、円柱状に形成され、その中心軸に沿って糸２０が挿通可能に構成される。より詳細は後述するが、開閉装置１２０が開状態のときに、開閉装置１２０の開口部を通過可能にされ、閉状態のときに通過不能となるような直径を有するよう構成される。また、後述のように、糸端部材２１が開閉装置１２０に近接した際に、ロック装置１４０に作用し、ロック装置１４０をロック状態からリリース状態へと切り替えることができる。

着脱装置１００は、図示しない運搬物３０を保持し、ウインチ１０に巻きつけられた糸２０にぶら下がることができる。また、着脱装置１００が接地すると、糸２０から離れることができる。以下、その詳細について説明する。着脱装置１００は、カム筒１１０と、開閉装置１２０と、連結手段１３０と、ロック装置１４０と、引っ張りばね１５０と、荷物保持部１６０とで構成される。

開閉装置１２０は、ベース１２１と、シャッター羽根１２２、ローター１２３、シャッター回転軸１２４、上蓋１２５によって構成される。連結手段１３０は、カム筒１１０に取り付けられ、連結ピン１３１、圧縮ばね１３２、抜け止め１３３によって構成される。ロック装置１４０はロック爪１４１、ロックばね１４２、爪回転軸１４３によって構成され、本発明の一実施形態では下蓋１４４によって着脱装置１００の中に収納されるよう構成される。

カム筒１１０は、概略円筒形状に形成される。側面に備える３本の直進溝１１０１によってベース１２１の外周側に突き出たダボを案内することで、開閉装置１２０を直進可能に支持する。また、概略らせん状のカム溝１１０２は、後述のローター１２３の突起部を嵌合する。これにより、開閉装置１２０の軸方向の進退に応じて、ローター１２３を所定の角度に回転させることができる。

また、上部には放射方向に延びる穴を３箇所有し、連結ピン１３１を直進可能に案内する。また下部には、着脱装置保持部１１の内溝と同形状の内溝１１０３を有する。開閉装置１２０は内部に開口部を有し、糸端部材２１が通過可能な開状態および通過不能な閉状態の２つをとることができる。

図８及び９に示すように、開閉装置１２０がカム筒１１０の上端側に行った際に開状態となり、図１０に示すように、下端側へ行った際に閉状態となる。開閉装置１２０は、引っ張りばね１５０によって下端側へ向け付勢されるが、上端側では、ロック装置１４０の作用により、その位置が保持される。また、上端側では、連結手段は着脱装置保持部１１に連結可能な状態となる。ロック装置１４０が解除されると、開閉装置１２０は下側方向へ引っ張られ、連結手段は着脱装置保持部１１との連結が解除される。

シャッター羽根１２２は概略三日月形状であり、端部に空いた穴をシャッター回転軸１２４に軸支されることで、ベース１２１に対して回転可能に支持される。また、カム部１２２１がローター１２３に設けられた駆動ダボ１２３１と嵌合し、ローター１２３の位置によって開状態と閉状態の間を移動する。

図１１に、それぞれの状態での軸方向より見た断面図を示す。シャッター羽根の枚数は、多ければ多い程装置全体を小径化できる一方、組立性は悪くなる傾向がある。本発明の一実施形態では３枚を例に説明する。ローター１２３は概略円盤状であり、ベース１２１に対して回転可能に支持される。軸方向に延びる駆動ダボ１２３１をシャッター羽根の枚数と同数有する。また、放射状に延びる突起部１２３２を有し、カム溝１１０２に案内されることで回転方向の位置が決まる。上蓋１２５は、ベース１２１に取り付けられ、内部の空間にシャッター羽根１２２、ローター１２３、シャッター回転軸１２４を収容する。また、ベース１２１の反対側には、カム筒１１０の中心軸を同軸の円錐面を持つテーパー面１２５１を有する。

連結手段１３０は、連結ピン１３１の移動によって、着脱装置保持部１１と連結される連結状態、着脱装置保持部から外れる解除状態の２つをとることができる。連結ピン１３１はカム筒１１０によって径方向に直進可能に案内される。図８に示すように、テーパー面１２５１が上部に移動し、連結ピン１３１の内側の一端を押し出すことで連結状態となる。このとき、連結ピン１３１の他端は着脱装置保持部１１の内部に設けられた内溝１１ａに刺さる。これにより、着脱装置１００は着脱装置保持部１１にぶら下がることができる。

図９に示すように、テーパー面１２５１が下部へ移動すると、連結ピン１３１は圧縮ばね１３２の作用によって内側へ移動する。これにより、連結ピン１３１の他端が内溝１１ａから抜け、着脱装置１００は、着脱装置保持部１１から自由となる。本発明の一実施形態では、３本の連結ピン１３１を周方向に均等に配置するようにしている。

ロック装置１４０は、ロック状態及びリリース状態の２つの状態を取ることができる。ロック状態では上述のように引っ張りばね１５０の作用に伴い、開閉装置１２０が上端にいる状態を保持することができる。ロック爪１４１は、ベース１２１に固定される爪回転軸１４３を中心として回転可能に軸支される。

次に、図１２に示すように、ロック状態では、爪部１４１１がベースの外側に突き出ることで、カム筒に設けられたロック爪受け１１０４に引っ掛かる。また、図９および図１２に示すように、糸端部材２１がロック爪１４１の内側に入り込むと、爪部１４１１の反対側に設けられたスイッチ部１４１２が糸端部材２１によって押し退けられ、爪部１４１１がベースの内側に凹む。これによりロック装置１４０はリリース状態となる。スイッチ部１４１２は、糸端部材２１の軸方向の移動によって押し退けられやすい斜面を備える。

ロックばね１４１はロック爪１４１がロック状態となるように付勢する。これにより、開閉装置１２０がカム筒１０の上端に移動すると、ロック装置１４０がロック状態となる。下蓋１４４は、ベース１２１と固定することで、内部の空間にロック爪１４１、ロックばね１４２、爪回転軸１４３を収容する。なお、本実施例ではロック爪、ロックばね、爪回転軸の個数は各３個ずつ構成される。

引っ張りばね１５０は、一端をベース１２１に、他端をカム筒１１０に固定される。これにより、開閉装置１２０をカム筒下部へ移動するように付勢する。本実施例では３本の引っ張りばねを周方向に等分に配置しているが、本数や形状については限定をしない。荷物保持部１６０は、概略円盤形状であり、図示しない運搬物３０を収容することができる。荷物保持部１６０の開口部にはカム筒１１０を保持する。

次に、本発明の一実施形態に係る荷下ろし装置１の各段階における動作について説明する。
運搬前の準備段階では、運搬物３０を荷物保持部１６０に収容する。開閉装置１２０を開状態にして、糸端部材２１を開閉装置１２０の開口部に上側から下側へ通す。着脱装置１００を着脱装置保持部１１に仮組した状態で、開閉装置１２０をカム筒１１０の最上部へ移動する。この状態で開閉装置１２０は閉状態となり、ロック装置１４０はロック状態となり、連結手段１３０は連結状態となる。この状態を図８に示す。このとき、運搬物３０の重量は、連結手段１３０を通して着脱装置１１に働くため、糸端部材２１や糸２０には負荷は掛からない。

運搬物３０が複数ある時は、同様の手順を繰り返し、着脱装置１００に順次別の着脱装置をぶら下げていく。運搬物を取り付ける順番は、目的地を通る順番とは逆にしておくことができる。例えば、第１の目的地への運搬物、第２の目的地への運搬物、…と下から順番に並ぶようにしておく。

セッティング後、糸端部材２１は、最下部の着脱装置１００から適度な距離を離しておく。最下部の開閉装置に近づきすぎるとロック装置が誤作動してリリース状態になる恐れがあり、離れすぎると糸が装置自体や周辺の障害物に絡まってしまう恐れがある。

この状態で、運搬物３０を収容した着脱装置１００を目的地まで運搬する。本実施例では、着脱装置保持部１１を固定するドローンを移動させることによりこれを実現するが、これに限定するわけではなく、クレーンや自動車、人力等の手段を用いても構わない。

運搬物を最初の目的地まで搬送したら、ウインチ１０を操作して糸端部材２１を巻き上げ、最下部の開閉装置へ近接させる。図４のように、糸端部材２１がロック爪１４１の内側まで入り込むと、ロック爪１４１が回動してロック装置はリリース状態となる。そうすると、開閉装置は引っ張りばねの作用により下方へ移動する。連結手段は、テーパー面１２５１の支えがなくなることにより連結ピン１３１が内側へ移動し、解除状態となる。よって、着脱装置１００は着脱装置保持部１１から自由になり、下方へ落ちる。この落下は、閉状態となっているシャッター羽根１２２が糸端部材２１に乗ると停止する。すなわち、運搬物の重量は、シャッター羽根１２２及び糸端部材２１を介して糸に支えられる。

開閉装置のカム筒に対する移動は、引っ張りばねによるばね力と運搬物の重量が釣り合った位置で安定する。糸端部材２１とシャッター羽根１２２が接触している状態では、ロック装置１４０はロック状態への移動を糸端部材２１に阻害されるため、開閉装置が上端へ行った場合でもリリース状態となる。

なお、ウインチ１０が糸張力を検出できる場合、糸端まで巻き上げた後に糸張力が所定値以上増加することを検出することで、着脱装置１００の着脱装置保持部１１からの開放を検出することができる。

この状態からウインチ１０を操作して糸２０を出していくと、自重によって糸端部材２１と共に着脱装置１００は下方へ降下する。複数の着脱装置を連結させた場合は最下部の着脱装置のみがその他の着脱装置から離脱する。

さらに糸２０を出していき、着脱装置１００の最下部が地面に接地すると、運搬物の自重は地面に支えられ、糸２０にかかる張力が緩んでいく。これにより、引っ張りばねと糸の張力との釣り合いの位置が変わり、開閉装置１２０はカム筒１１０の下方へ引っ張られる。すると、カム溝１１０２の作用により、ローター１２３は開状態へと回動する。

図１０のように開閉装置１２０が最下部へ移動すると、シャッター羽根１２２は開状態となり、糸端部材２１が通過可能となる。この状態で、糸２０を巻き上げることで、着脱装置１００及び運搬物を糸２０から切り離し、目的地に置いて行くことができる。なお、ウインチ１０が糸張力を検出できる場合、糸の張力がなくなるまで糸出しを続け、張力が所定値以下になった際に巻き取りに切り替えることで、運搬物を確実に目的地においていくことができる。

運搬物が複数ある際は、次の目的地に移動する。荷物到着後は、再度上記各動作を繰り返すことで、各々の目的地にて運搬物を下すことができる。全ての運搬物を搬送し終えると任務終了となり、基地に帰還することとなる。

なお、上述の開閉装置の開閉動作には、モータを使用することができる。また、開閉装置の開閉動作をさせるトリガは、上述の実施形態では着脱装置が接地した際の糸の張力変化を利用した。しかし、当該方法に限定されるものではなく、着脱装置に近接センサ（フォトリフレクタ等の投光手段と受光手段を組み合わせたセンサが代表例）を利用することで、着脱装置と地面の近接を検出するようにしても構わない。

また、ＧＰＳや高度計などの位置検出センサを利用することで、着脱装置が目的地に到着したことを検出するようにしてもよい。このようなセンサを利用する場合、電力が必要となるため、開閉装置の開閉動作にモータを使うと相性がよい。モータを使うことで、開閉装置を着脱装置に対して軸方向に移動させる必要が無くなり、装置全体の小型化を図ることができる。

さらに、糸端部材の開閉装置への近接は、近接センサを利用しても構わない。また、例えば、フォトリフレクタを利用して、糸端部材の反射光を検出する/糸端部材に磁石を配置し、開閉装置に設けた磁気センサによって近接を検出する方法も考えられる。このような電気的な近接検出手段を用いた場合、ロック装置は開閉装置の開閉動作を物理的に制限するのではなく、マイコンのプログラム等で、糸端部材が開閉装置に近接していないときは、開閉装置の開閉動作を制限することも可能である。

本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。

１ 荷下ろし装置
２ 運搬機構（接続機構）
３ 搬送装置
４ 運搬物
５ 糸端部材
６ 着脱装置
７ 糸
８ 開放部材
９ 開閉部材
１０ ウインチ
１１ 開口部
１２ 近接検出手段
１３ 接地検出手段
１４ 連結部材
１５ ロック部材
１６ ばね
１７ 連結受け部
１８ 開口部
２０ 糸

Claims (18)

1. 糸を含む運搬機構と、該糸に取り付けられた少なくとも１つの糸端部材と、運搬物が取り付けられ、該糸端部材に開放可能に保持された複数の着脱装置と、を備える荷下ろし装置であって、
   該着脱装置と該運搬物との間に所定値以上の力が作用している場合に該糸端部材に保持され、該着脱装置と該運搬物との間の力が該所定値よりも小さい場合に該糸端部材から開放されるものであり、
   前記複数の着脱装置は直列に連結され、最下部の着脱装置に前記糸端部材が近接した場合に、該最下部の着脱装置の連結を解除する開放部材を備えることを特徴とする荷下ろし装置。
2. 前記運搬機構は、ウインチを含む、請求項１に記載の荷下ろし装置。
3. 前記運搬物は前記着脱装置に糸により取り付けられる、請求項１又は２に記載の荷下ろし装置。
4. 前記着脱装置は、前記開放部材により他の着脱装置と連結可能に構成される、請求項１に記載の荷下ろし装置。
5. 前記着脱装置は、開閉部材を備え、前記糸端部材は該開閉部材の閉状態で該着脱装置に保持され、該開閉部材の開状態で該着脱装置から開放される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の荷下ろし装置。
6. 前記着脱装置は、その中央部に前記糸が挿通可能な開口部を有し、前記開閉部材は、前記開状態で該開口部の面積が増加し、前記糸端部材が該開口部から開放される、請求項５に記載の荷下ろし装置。
7. 前記着脱装置は、前記糸端部材が前記開閉部材に近接したことを検出する近接検出手段と、該着脱装置を他の着脱装置と連結解除可能に連結するための連結部材と、を備え、
   前記糸端部材が前記開閉部材に近接した場合に、該連結部材による、該着脱装置と該他の着脱装置との連結が解除される、請求項５又は６に記載の荷下ろし装置。
8. 前記開閉部材は、前記糸端部材が前記開閉部材に近接しており、かつ前記着脱装置が接地した場合に、前記開状態となり該糸端部材が該着脱装置の前記開口部から開放される、請求項５から７までのいずれか１項に記載の荷下ろし装置。
9. 前記開閉部材は、前記糸端部材が前記開閉部材に近接していない場合、及び該糸端部材が該開閉部材に近接していても前記着脱装置が接地していない場合に、前記閉状態となり該糸端部材は該着脱装置に保持される、請求項５から８までのいずれか１項に記載の荷下ろし装置。
10. 前記開閉部材は、無負荷状態で前記糸端部材が前記開口部を通過可能状態となるようにばね付勢され、所定値以上の負荷で前記糸端部材が前記開口部を通過不可能状態となる、請求項５から９までのいずれか１項に記載の荷下ろし装置。
11. 前記開閉部材は、前記通過不可能状態で、ロック部材により前記着脱装置に係止される、請求項１０に記載の荷下ろし装置。
12. 前記開閉部材が前記ロック部材により前記着脱装置に係止された状態で、連結部材により、該着脱装置は他の着脱装置と連結可能にされる、請求項１１に記載の荷下ろし装置。
13. 前記着脱装置の前記連結部材は、前記他の着脱装置の連結受け部に連結される、請求項１２に記載の荷下ろし装置。
14. 前記近接検出手段は、光学センサ若しくは磁気センサを含む、請求項７に記載の荷下ろし装置。
15. 該着脱装置の接地を検出する接地検出手段を備え、該接地検出手段は、力センサ、光学センサ、超音波センサ若しくはカメラを含む、請求項７に記載の荷下ろし装置。
16. 前記連結部材は、電磁アクチュエータにより制御される、請求項７に記載の荷下ろし装置。
17. 前記開閉部材は、電磁アクチュエータにより制御される、請求項７に記載の荷下ろし装置。
18. 請求項１から１７までのいずれか１項に記載の荷下ろし装置を備える、搬送装置。

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