JP7397608B2 - ドローンポート - Google Patents

Description

本発明は、ドローンの飛行前点検を無人で行うことができるドローンポートに関する。

「ドローン」とは、小型の無人ヘリコプターの一種である。
近年、ドローンを用いて、小型の荷物を無人で搬送したり、橋梁等の建造物を点検したり、農薬を散布したりすることが計画されている。以下、かかるドローンを「産業用ドローン」と呼ぶ。

従来、ドローンを飛行させる前の点検は、人が行っていた。ドローンポートの周囲の環境について人がドローンを点検する運用については、例えば特許文献１に開示されている。

特表２０１８－５２８１２３号公報

産業用ドローンによって小型の荷物を無人で搬送するシステムを構築するには、まず、ドローンの無人飛行を実現させる必要がある。また、ドローンで建造物の点検や農薬の散布をするにも、無人飛行できることが好ましい。

ドローンを安全に飛行させるには、ドローンポート周辺の環境を点検するだけでなく、ドローン自体の故障の有無についての点検（以下、飛行前点検）をもする必要がある。その上、ドローンの無人飛行を実現するには、従来、人が行っていた点検作業を、無人化しなければならない。
しかし、ドローンポートが備える風力計や温度計でその周辺の環境を点検するのとは異なり、それぞれが別の個体である複数のドローン自体の機能を、ドローンポートが有する設備で、自動的に無人で点検できるドローンポートは今までに無かった。

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、無人でドローンの飛行前点検を行うことができるドローンポートを提供することにある。

本発明によれば、ドローンが離陸可能な離陸位置を有する離着陸面と、
プロペラが回転して上昇するドローンを前記離陸位置に繋ぎ止める係留装置と、
前記係留装置に固定され前記ドローンの推力又は振動を計測して計測値として出力する計測装置と、
前記計測値から前記ドローンの異常の有無を判断する制御装置と、を備える、ドローンポートが提供される。

上述した本発明によれば、係留装置が、ドローンの脚を離陸位置に繋ぎ止めながら、プロペラが回転してドローンを上昇させることで、ドローンの推力又は振動を計測するので、複数のドローンのそれぞれが別の個体であっても、無人で飛行前点検をすることができる。

着陸したドローンの位置決めをする過程を表した第１実施形態のドローンポートの斜視図である。 第１実施形態のドローンポートの部分矢視図である。 第２実施形態のドローンポートの部分矢視図である。 第３実施形態のドローンポートの部分横断面図である。 第４実施形態のドローンポートの説明図である。 第５実施形態のドローンポートの部分横断面図である。 第６実施形態のドローンポートの部分横断面図である。 第７実施形態のドローンポートの部分横断面図である。 第８実施形態のドローンポートの説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、着陸したドローン１の位置決めをする過程を表した第１実施形態のドローンポート１０の斜視図である。図１（Ａ）から図１（Ｃ）にかけて時間が経過している。
ドローン１は、プロペラ２を有し、遠隔操縦でき、空中で静止飛行が可能な無人航空機である。ドローン１は、複数のプロペラ２を有するマルチコプターでもよいが、プロペラ２の数が一つのヘリコプターでもよく、固定翼式の無人機であってもよい。ドローン１の駆動装置は、電動モータであってもよく、エンジンやジェットエンジンであってもよい。ドローン１は、複数の脚３を有しており、その脚３でドローンポート１０に着陸する。例えばこの図のドローン１は、４本の脚３と、隣接する脚３を横に連結する梁４と、を有しているが、本実施形態のドローンポート１０に離着陸するドローン１は、これに限らない。

本実施形態のドローンポート１０は、離着陸面２３と係留装置３０を備える。
この図に記載したドローンポート１０は、その建物躯体１１の上面２４に、例えば２ｍ×２ｍの離着陸面２３を有する。ドローンポート１０は、この離着陸面２３でドローン１を離着陸させる。

ドローン１は、搭載されたカメラで離着陸面２３に表示されたコードを読み込み、そのコードに誘導されながら、離着陸面２３への着陸を目指す。飛翔中のドローン１のプロペラ２からは、空気の下降流（ダウンウォッシュ）が発生する。ドローン１が離着陸面２３に近付くと、このダウンウォッシュが離着陸面２３ではね返り、ドローン１を煽る。そのためダウンウォッシュの影響でドローン１の着陸位置が予定の位置からずれることがある。

荷物Ａを適切にドローン１から回収するためには、そのドローン１が、受け取りに最適な所定の位置（以下、受取位置）に確実に位置する必要がある。そのためドローンポート１０には、着陸した位置から受取位置へドローン１を移動させるために、着陸したドローン１を動かす位置固定部材２１が設けられている。例えば、この図のドローン１の受取位置は、離着陸面２３の中央にある。

ドローン１が安全に離陸するためには、離陸に最適な所定の位置（以下、離陸位置２０）に、ドローン１が位置する必要がある。本実施形態のドローン１の離陸時には、必ずこの位置固定部材２１を作動させる。この図の例の離陸位置２０は、受取位置と同じであり、離着陸面２３の中央にある。この図では、離陸位置２０を破線で示している。

ドローンポート１０は、鉛直軸を中心として４辺の柵２６，２７が互いに回動自在に連結された位置固定部材２１を備える。この４辺の柵２６，２７は、対向する柵同士が、同じ形状をしている。対向する一対の柵２６のうちの一方（以下、分割柵２６）は、その長手方向両端部に位置する端部柵２６ａと、端部柵２６ａの間に挟まれた中間柵２６ｂとに分割されている。端部柵２６ａと中間柵２６ｂは、鉛直軸を中心として回転自在なヒンジ２６ｃで互いに連結されている。端部柵２６ａの長手方向の長さは互いに同じである。
一方、他方の対向する一対の柵２７（以下、長柵２７）の中間部には、ヒンジ２６ｃが設けられていない。長柵２７は、分割柵２６の両端部の間で水平に真っ直ぐ延びている。

この位置固定部材２１によって、受取位置や離陸位置２０へのドローン１の位置決めが行われる。位置固定部材２１は、ドローン１の着陸前に、離着陸面２３の外側まで柵２６，２７を退避させ、離着陸面２３を柵２６，２７で取り囲む（図１（Ａ））。位置固定部材２１のこの位置を、解放位置Ｐと呼ぶ。
一方、ドローン１を位置決めした位置固定部材２１は、ドローン１が離陸位置２０に在る間、布置位置Ｑに位置し続ける（図１（Ｃ））。布置位置Ｑは、離陸位置２０の辺縁に柵２６，２７を沿わせて離陸位置２０を囲った位置であり、柵２６，２７が離陸位置２０に隣接する位置である。

位置固定部材２１は、この解放位置Ｐから布置位置Ｑへ柵２６，２７を移動させることで、柵２６，２７でドローン１を離陸位置２０まで押し、離陸位置２０に位置させる。
具体的には、ドローンポート１０は、離着陸面２３の周辺に、解放位置Ｐと布置位置Ｑとの間で長柵２７を誘導する誘導レール２８を複数本有する。長柵２７は、その誘導レール２８に少なくとも２箇所ずつ連結されている。長柵２７は、離着陸面２３の下に設けられた駆動装置２９（図２を参照）によって、誘導レール２８に沿って水平に平行移動する。

この構成により、図１（Ｂ），図１（Ｃ）に示すように、長柵２７が誘導レール２８に沿って布置位置Ｑまで移動するにつれて、分割柵２６がヒンジ２６ｃで折れ曲がる。そして中間柵２６ｂの両端部が端部柵２６ａに押され、中間柵２６ｂが、布置位置Ｑまで平行移動する。それにより、ドローン１が離陸位置２０からずれた位置の離着陸面２３に着陸したとしても、位置固定部材２１が離陸位置２０まで柵２６，２７でドローン１を押し、離陸位置２０に位置させることができる。

係留装置３０は、安全が確認される前に着陸中のドローン１が飛翔しないように、ドローン１の脚３（スキッド）を一時的に離陸位置２０に着脱可能に繋ぎ止める装置である。
例えば本実施形態の係留装置３０は、ドローン１の脚３を上から押える部材（以下、押え具３１）を有するものであってもよい。押え具３１は、位置固定部材２１の長柵２７の中央部に設けられていてもよい。もしくは押え具３１は、中間柵２６ｂに設けられていてもよい。
例えばこの図の場合、長柵２７の中央部や中間柵２６ｂの高さが、ドローン１の梁４より高く設けられている。押え具３１は、その長柵２７の中央部の上端部や、中間柵２６ｂの上端部から、離陸位置２０へ向けて横方向に延びる張出部材３６である。これにより張出部材３６は、柵２６，２７が離陸位置２０にある間、ドローン１の梁４の上方へ突き出るので、ドローン１の上方への進路を遮ることができる。張出部材３６は、例えば板状若しくは棒状の部材であってもよい。

この構成により、位置固定部材２１の柵２６，２７がドローン１の脚３を押して離陸位置２０の辺縁へ水平移動することにより、本実施形態の係留装置３０の張出部材３６も布置位置Ｑへ移動する。ドローン１の梁４は、位置固定部材２１の柵２７，２６ｂより低く、張出部材３６は長柵２７の中央部又は中間柵２６ｂの上端部に設けられているため、位置固定部材２１の水平移動によって張出部材３６が梁４の上に固定される。これによりドローン１の四方が柵２６，２７で取り囲まれ、ドローン１の梁４の上方には張出部材３６が突き出ているので、位置固定部材２１が解放位置Ｐへ移動するまで離陸の進路が塞がれ、ドローン１が離陸位置２０に拘束される。

図２は、第１実施形態のドローンポート１０の部分矢視図である。図２（Ａ）は、図１（Ｃ）のＧ－Ｇ矢視図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のドローン１が浮上したときを表した図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＨ部分の拡大図であり、図２（Ｄ）は図２（Ｃ）のＪ部分の拡大図である。なお、この図では、荷物Ａと、プロペラ２を回転させるためのドローン１の駆動装置の記載を省略している。

本実施形態のドローンポート１０は、上述した係留装置３０の他に、計測装置４０と制御装置５０を備えている。
計測装置４０は、係留装置３０に固定され、ドローン１の推力又は振動を計測して計測値として出力する装置である。計測装置４０は、ロードセル４１と振動計４２とを有していてもよい。

ロードセル４１は、荷重を電気信号に変換する荷重変換器である。このロードセル４１は、ドローン１や係留装置３０から受けた荷重を電気信号に変換し、計測値として制御装置５０と振動計４２へ出力する。ロードセル４１が設けられる位置は、例えば、張出部材３６（押え具３１）の下面のうち上昇したドローン１の脚３に接触し得る位置であってもよい。

図２（Ｃ）のように脚３が係留されたままドローン１が浮上すると、脚３の梁４が下から張出部材３６を突き上げる。それにより張出部材３６の下面のロードセル４１に梁４が当たり、ロードセル４１に加わった荷重が電気信号（計測値）に変換される。この荷重は、飛翔しようとしているドローン１が、張出部材３６に下から当たったことによって生じたものなので、ドローン１の推力に比例している。
これにより制御装置５０は、ロードセル４１から入力した計測値から、ドローン１の推力に異常が無いか否かを判断することができる。

また、ロードセル４１から出力された荷重の計測値は、振動計４２へも出力される。
振動計４２は、荷重の計測値の変動から、ドローン１の振動を計測することができる。例えば振動計４２は、ロードセル４１が検知した荷重の変動からドローン１の振動の振幅、周波数、若しくは波形計測することで、振動を計測してもよい。振動計４２も制御装置５０に接続されており、検出した振動を制御装置５０へ出力する。

これにより制御装置５０は、振動計４２から入力した振動の計測値から、ドローン１のプロペラ２又はそのプロペラ２を回転させるドローン１の駆動装置に異常が有るか否かを判断することができる。
例えばプロペラ２やドローン１の駆動装置に破損があると、プロペラ２を回したときに、異常振動が出る。制御装置５０は、ロードセル４１の荷重の変動から振動を測定して異常振動を検出することで、プロペラ２やドローン１の駆動装置の破損を発見することができる。制御装置５０は、例えば振動の振幅が閾値より大きくなったら「異常」と判断してもよい。もしくは、例えば複数箇所で振動を測定し、１箇所の振動計の値のみが異常である場合に、「異常」と判断してもよい。

なお、図２（Ａ）（Ｃ）の制御装置５０とロードセル４１との接続は、位置固定部材２１の駆動装置２９や誘導レール２８に沿って敷設した配線によって行われてもよく、無線によって行われてもよい。

また、この制御装置５０は、駆動装置２９自体にも接続されていることが好ましい。この場合、制御装置５０は、ドローン１の推力や振動に異常が無いと判断したときに、解放信号を駆動装置２９へ送信してドローン１を解放する。
なお、ドローンポート１０は、ドローン１の点検時に、サーモカメラや画像認識技術を用いて異常発熱や機体の破損の有無を検知してもよい。

次に、第１実施形態のドローンポート１０の使用方法について説明する。
まず、図１（Ａ）のようにドローンポート１０の離着陸面２３にドローン１を着陸させ、位置固定部材２１でドローン１を受取位置に設置し、荷物Ａを回収する。

次に、図１（Ｂ），図１（Ｃ）に示すように位置固定部材２１でドローン１を離陸位置２０へ移動させ、図１（Ｃ）と図２（Ａ）（Ｂ）に示すように係留装置３０の張出部材３６でドローン１の脚３を係留する。そのまま、制御装置５０からドローン１へ指示信号を出し、図２（Ｃ）に示すようにドローン１のプロペラ２を回転させて、ドローン１を浮上させる。これにより、図２（Ｄ）に示すように、張出部材３６に設置されたロードセル４１に、ドローン１の梁４が下から当たる。図２（Ｃ）のように脚３を係留したままプロペラ２を回転させることで、ロードセル４１が、位置が固定された張出部材３６と上昇しようとする梁４の間に挟まれるので、プロペラ２から生じる推力が直接ロードセル４１にかかる。ロードセル４１は、荷重を電気信号に変換し、その電気信号をドローン１の推力の計測値として制御装置５０へ出力する。振動計４２は、ロードセル４１から入力した荷重の計測値の変動から、ドローン１の振動を検出し、その振動の計測値を制御装置５０へ出力する。
これにより、ドローンポート１０は、ドローン１の上向きの推力と振動を直にロードセル４１で測定できるので、ドローン１のモータ（駆動装置）の出力がきちんと出ているか、プロペラ２に故障が無いか、等、ドローン１の異常の有無を判断することができる。

制御装置５０は、ロードセル４１や振動計４２から入力した計測値からドローン１に異常が無いことを確認できた場合に、解放信号を送信して、係留装置３０を解除する。例えば本実施形態の場合、位置固定部材２１を解放位置Ｐへ移動させることで、ドローン１の脚３の係留を解除する。

このように、本実施形態のドローンポート１０は、浮上したドローン１が接触できる位置にロードセル４１が固定されており、ロードセル４１で取得した計測値が制御装置５０に集められる。それにより制御装置５０がドローン１の異常の有無を計測値から自動的に判断することができる。
したがって、本実施形態のドローンポート１０は、無人であっても、離陸前のドローン１について自動的に飛行前点検することができる。
さらに、制御装置５０が駆動装置２９を制御することができるので、ドローン１に異常が無いと判断した場合には、制御装置５０から駆動装置２９へ解放信号を送ることでドローン１を離陸させることができる。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態のドローンポート１０の部分矢視図である。図３（Ａ）は、図１（Ｃ）のＧ－Ｇ矢視図である。図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のドローン１を浮上させたときの図１（Ｃ）のＧ－Ｇ矢視図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＫ部分の拡大図であり、図３（Ｄ）は図３（Ｃ）のＬ部分の拡大図である。なお、この図でも、荷物Ａの記載を省略している。

本実施形態のドローンポート１０は、計測装置４０が、位置固定部材２１と係留装置３０との間にロードセル４１を有する点で、第１実施形態とは異なる。本実施形態のロードセル４１は、位置固定部材２１に固定され、係留装置３０に固着している。

つまり、本実施形態のロードセル４１は、位置固定部材２１の柵２６，２７と張出部材３６の間に挟まれて固定されている。言い換えると、張出部材３６が、ロードセル４１を介して位置固定部材２１に固定されている。位置固定部材２１は、離着陸面２３に形成された誘導レール２８に連結されているため、位置固定部材２１の鉛直方向の位置（高さ）は固定されて一定である。

図３（Ｄ）に示すように、ドローン１が浮上したとき、梁４は、ロードセル４１に直に接しない。プロペラ２を回転してドローン１が上昇すると、梁４が張出部材３６に当たる。ドローン１の上向きの推力は、張出部材３６を介してロードセル４１に間接的に伝達される。ドローン１が浮上しようとするのを張出部材３６で押えることでドローン１の飛行に関するパラメータを取得できるので、ドローンポート１０が無人であっても、ドローンの推力や振動を測定することができる。
制御装置５０は、計測値の変化から、ドローン１の上向きの推力の変動や振動の変化を把握し、ドローン１の異常の有無を判断することができる。
その他の本実施形態のドローンポート１０の構成、使用方法、及び効果は、第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態のドローンポート１０の部分横断面図である。図４（Ａ）は、押え具３１が短いフック部材３７である場合であり、図４（Ｂ）は、押え具３１が長いフック部材３７である場合である。なお、この図でも、荷物Ａの記載を省略している。

本実施形態のドローンポート１０は、係留装置３０が、位置固定部材２１ではなく、離着陸面２３に取り付けられている。この点で本実施形態のドローンポート１０は、第１，第２実施形態とは異なる。
この係留装置３０は、ドローン１に引っ掛かり繋ぎ止めるフック部材３７と、フック部材３７を回動する駆動装置２９と、を有する。本実施形態の駆動装置２９は、例えばモータであってもよい。

離着陸面２３には、フック部材３７を収納する収納穴３８が設けられている。フック部材３７は、駆動装置２９によって回動し、収納穴３８から表れる。
この構成により、係留装置３０は、制御装置５０が駆動装置２９を駆動することで、フック部材３７をドローン１の梁４に引っ掛け、ドローン１を着脱可能に離陸位置２０に繋ぎ止めることができる。

フック部材３７は、例えば図のように、離着陸面２３に直接固定されるのではなく、ロードセル４１を介して間接的に離着陸面２３に固定されていてもよい。この場合、例えばフック部材３７の回転軸がロードセル４１に固定され、ロードセル４１が収納穴３８に固着している。
これによりロードセル４１は、フック部材３７を介して間接的に、ドローン１の推力又は振動を受け取ることができる。

しかし、ロードセル４１の位置は、これに限らない。例えば、フック部材３７が直接離着陸面２３に固定されており、フック部材３７のうち、上昇したドローン１の梁４に接し得る位置（梁４より上に位置する部位の下面）に、ロードセル４１が第１実施形態のように設けられていてもよい。

本実施形態のドローンポート１０は、例えば短いフック部材３７（図４（Ａ））を備える離着陸面２３と長いフック部材３７（図４（Ｂ））を備える離着陸面２３等、複数の離着陸面２３を有し、離着陸するドローン１の梁４の高さに応じて着陸させる離着陸面２３を変えてもよい。例えば、図４（Ｂ）のように梁４が高い位置にあるドローン１を着陸させる場合は、長いフック部材３７をもつ離着陸面２３に着陸させるのが良い。

本実施形態のドローンポート１０は、係留装置３０のフック部材３７が離着陸面２３に固定されるので、位置固定部材２１を使用しない場合でも、ドローン１を離陸位置２０に繋ぎ止めることができ、無人でドローン１の飛行前点検を行うことができる。
その他の本実施形態のドローンポート１０の構成、使用方法、及び効果は、第１実施形態又は第２実施形態と同様である。

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態のドローンポート１０の説明図である。図５（Ａ）は、ドローンポート１０の部分横断面図である。なお、この図でも、荷物Ａの記載を省略している。

本実施形態の係留装置３０は、電磁石３２と、その電磁石３２に送電する電池３３とを有する。
電磁石３２は、離陸位置２０に埋め込まれており、磁力でドローン１の脚３を引きつけることでドローン１を離陸位置２０に係留する。本実施形態のドローンポート１０は、電磁石３２を係留装置３０として使用する点で第１実施形態～第３実施形態とは異なる。

本実施形態の係留装置３０の駆動装置２９は、電池３３とスイッチ３３ａである。スイッチ３３ａは、電池３３と電磁石３２の間に配置されている。制御装置５０がこのスイッチ３３ａを制御することによって、電磁石３２への通電が入ったり切れたりするようになっている。

図５（Ｂ）と図５（Ｃ）は、ドローンポート１０の部分斜視図である。
図５（Ｂ）は、脚３の下端に梁４が設けられたドローン１を係留するドローンポート１０である。
本実施形態の離陸位置２０には、電磁石３２が、離陸位置２０に直接接しないように埋め込まれた埋設穴３２ａが設けられている。電磁石３２は、離陸位置２０に設けられた埋設穴３２ａの内部に設けられている。電磁石３２は、埋設穴３２ａの内面にロードセル４１を介して固定されており、離陸位置２０や埋設穴３２ａの内面に直接接触しない。離陸位置２０には、梁４を電磁石３２へ誘導できるように、スロープ２５が設けられていることが好ましいが、これが無くてもよい。

この図の例の電磁石３２とロードセル４１は、ドローン１の梁４の全長より長いことが好ましいが、それに限らず、梁４の長手方向に複数に分割されていてもよい。電磁石３２とロードセル４１が梁４の長手方向に複数に分割されていることにより、図５（Ｂ）の手前側の脚３から伝達される振動や浮力と、奥側の脚３から伝達される振動や浮力の違いを検出できるので、より複雑なデータを取得することができる。

図５（Ｃ）は、脚３の下端に梁４が無く、脚３の下端部が直接電磁石３２につくドローンポート１０である。
この図の離着陸面２３には、離陸位置２０に位置したドローン１の脚３の下端部が位置する場所に、各脚３の下端部が入る大きさの埋設穴３２ａが設けられており、その埋設穴３２ａの中に、電磁石３２が設けられている。図５（Ｂ）のドローンポート１０と同様に図５（Ｃ）のドローンポート１０も、電磁石３２が、離陸位置２０の埋設穴３２ａの内面に直接接しないように、ロードセル４１を介して離陸位置２０に固定されている。この埋設穴３２ａにも、スロープ２５が設けられていることが好ましいが、これに限らない。

この構成により、脚毎にそれぞれ荷重や振動を計測することができるため、異常があるドローン１の駆動装置（モータ等）の位置やプロペラ２の位置を計測値から把握することができる。
その他の本実施形態のドローンポート１０の構成、使用方法、及び効果は、第１実施形態～第３実施形態と同様である。

（第５実施形態）
図６は、第５実施形態のドローンポート１０の部分横断面図である。図６（Ａ）は、ドローン１の着陸時の図であり、図６（Ｂ）は、飛行前点検時の図である。なお、この図でも、荷物Ａの記載を省略している。
本実施形態の離陸位置２０には、ドローン１の脚３の下端部が落ち得る縦孔２２が設けられている。縦孔２２は、ドローン１が離陸位置２０にあるときに、ちょうど脚３の下端部が位置する場所に設けられている。縦孔２２にも、スロープ２５が設けられていてもよい。本実施形態の係留装置３０は、この縦孔２２の中に設置された把持装置３４である。把持装置３４は、ドローン１の脚３を把持する把持具３４ａを有する。この把持具３４ａが、本実施形態の押え具３１である。把持装置３４は、縦孔２２の中へ入ってきたドローン１の脚３を、把持具３４ａで把持する。把持具３４ａは、この図のように、複数の爪を有するものであることが好ましい。把持具３４ａは、縦孔２２の中の土台３４ｂに回動可能に固定されており、この土台３４ｂが、ロードセル４１を介して縦孔２２の内面に固定されている。土台３４ｂが上下左右に動くことにより、ロードセル４１に荷重がかかり、計測値として制御装置５０や振動計４２へ出力される。なお、この土台３４ｂの内部に、把持具３４ａを動かす図示しない駆動装置２９が設けられていてもよい。

ドローン１が離陸位置２０に位置すると、脚３が縦孔２２の中に落ちる。縦孔２２の中では、把持具３４ａが複数の爪を開いた状態で待機しており（図６（Ａ））、脚３が縦孔２２の中に落ちると、爪を閉じて脚３の下端部を把持する（図６（Ｂ））。
把持装置３４に脚３を把持されたままドローン１が飛び立とうとすると、把持具３４ａを介してドローン１の上向きの推力や振動が土台３４ｂに伝達される。
したがって、この構成により、ロードセル４１を介して土台３４ｂに生じる荷重や振動を計測することで、間接的に、ドローン１の推力や振動を計測することができる。
その他の本実施形態のドローンポート１０の構成、使用方法、及び効果は、第１実施形態～第４実施形態と同様である。

（第６実施形態）
図７は、第６実施形態のドローンポート１０の部分横断面図である。図７（Ａ）は、ドローン１の着陸時の図であり、図７（Ｂ）は、飛行前点検時の図である。なお、この図でも、荷物Ａの記載を省略している。
本実施形態の係留装置３０は、開口ケース３９とバルーン３５を有する。本実施形態の押え具３１は、バルーン３５である。

この係留装置３０は、第５実施形態と同様に離陸位置２０に縦孔２２を有し、その縦孔２２の内部に、開口ケース３９を有する。開口ケース３９は、縦孔２２の内壁に直接接しないように内壁から隙間を隔てて設けられており、ロードセル４１を介して離陸位置２０に固定されている。開口ケース３９は、上方が開口しており、離陸位置２０に位置するドローン１の脚３が開口ケース３９の中に落ちるようになっている。開口ケース３９の上端部には、膨張と収縮が自在なバルーン３５が設けられている。このバルーン３５が図７（Ａ）のように収縮することで、開口ケース３９の開口が開き、図７（Ｂ）のようにバルーン３５が膨張することで、開口ケース３９の開口が閉じる。その状態でドローン１が上昇すると、膨張したバルーン３５がドローン１の脚３を上から押え、離陸位置２０に留める。

この構成により、ドローン１の推力や振動がバルーン３５を介して開口ケース３９に伝わり、開口ケース３９からロードセル４１へ伝わる。それにより、開口ケース３９とロードセル４１を介して間接的にドローン１の異常の有無を点検することができる。
その他の本実施形態のドローンポート１０の構成、使用方法、及び効果は、第１実施形態～第５実施形態と同様である。

（第７実施形態）
図８は、第７実施形態のドローンポート１０の部分横断面図である。図８（Ａ）は、ドローン１の着陸時の図であり、図８（Ｂ）は、飛行前点検時の図である。図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）のＭ部分の拡大図である。なお、この図でも、荷物Ａの記載を省略している。

本実施形態の係留装置３０は、水平な回転軸４３ａを中心として回動可能に設けられた板状又は棒状の回動部材４３である。回転軸４３ａは、回動部材４３の一端部に設けられている。本実施形態の離陸位置２０のちょうど脚３の下端部が位置する場所には、第５実施形態と同様に、ドローン１の脚３の下端部が落ち得る縦孔２２が設けられ、その縦孔２２の上端部に、本実施形態の回動部材４３が設けられていてもよい。
回動部材４３は、図示しないベアリングを介して、回転軸４３ａを中心として回動可能に縦孔２２の中の土台４３ｂに固定されている。この土台４３ｂは、ロードセル４１を介して縦孔２２の内面に固定されている。回動部材４３は、ドローン１が離陸位置２０に位置する前には、図８（Ａ）のように、縦孔２２の開口から退避している。

回転軸４３ａには、モータ２９ａが連結している。このモータ２９ａには、エンコーダが付いている。エンコーダの情報は、制御装置５０へ出力される。ドローン１の脚３が縦孔２２に入った後に、制御装置５０がモータ２９ａを駆動し、回動部材４３で上から梁４を押さえつける方向に回転軸４３ａを回転させる。

図８（Ｂ）に示すように飛行前点検をしている間、制御装置５０は、モータ２９ａを駆動し続ける。モータ２９ａの力がドローン１の推力より強いとき、回動部材４３を押し上げようとするドローン１の推力が、回動部材４３に伝わり、ロードセル４１を介して計測値として制御装置５０や振動計４２へ出力される。
モータ２９ａには、エンコーダが付いているため、図８（Ｃ）に示すように回転軸４３ａの回転角度を正確に知ることができ、制御装置５０で回動部材４３の傾き（すなわちロードセルの傾き）θを算出できる。これにより、回動部材４３の傾きθと、ロードセル４１に働く力Ｎ１（計測値）とから、ドローン１の推力Ｎ２を算出することができる。

本実施形態のドローンポート１０は、ドローン１の脚３が壊れない範囲内で強い推力Ｎ２が回動部材４３にかかったときに回動部材４３が開き、ドローン１が解放されてもよい。
その他の本実施形態のドローンポート１０の構成、使用方法、及び効果は、第１実施形態～第６実施形態と同様である。

（第８実施形態）
図９は、第８実施形態のドローンポート１０の説明図である。図９（Ａ）は、飛行前点検をしている荷物Ａを搭載したドローン１の斜視図である。図９（Ａ）は、ドローン１が荷物Ａを搭載する方法を例示している。
このドローン１は、この図のように、荷物Ａを入れて運搬するための荷物入れ１ａを備える。荷物入れ１ａは、上下方向に延びる４本の柱１ｅと、その柱に固定され荷物入れ１ａの側面を構成する壁面１ｆを有する。荷物Ａを入れる空間は、四方をこの壁面１ｆで囲まれる。なお、この図では、説明のため、荷物入れ１ａの手前の壁面１ｆの記載を省略している。

荷物Ａは、この荷物入れ１ａの下方から出し入れする。
荷物入れ１ａの下端部には、水平に延びる水平棒１ｂが取り付けられている。水平棒１ｂは、隣り合った２本の柱１ｅの下端部を連結する。水平棒１ｂの両端部は、柱１ｅの下端部に、その水平棒１ｂの軸線を中心として回転可能に取り付けられている。水平棒１ｂの回転は、ドローン１の制御装置又はドローンポート１０の制御装置５０に制御される。

水平棒１ｂには、ドローン１が荷物Ａを保持している間、荷物Ａの底面を支持する支持部材１ｃと、回転アーム４４に係合するロック部材１ｄとを有する。
支持部材１ｃとロック部材１ｄは、水平棒１ｂから互いに直交する方向へ延びている。この図の場合、ドローン１が荷物Ａを保持しているときの水平棒１ｂからは、荷物Ａの底面へ向けて支持部材１ｃが水平に延び、下方へロック部材１ｄが延びている。

図９（Ｂ）と図９（Ｃ）は、図９（Ａ）のＲ－Ｒ矢視図である。図９（Ｂ），（Ｃ）に示すように、水平棒１ｂを回転させることで、支持部材１ｃを下方へ向け、荷物Ａを下方へ放すことができる。ドローン１から解放された荷物Ａは、ドローンポート１０によって受け取られる。

本実施形態の係留装置３０は、押え具３１として、回転アーム４４を有する。図９（Ｄ），（Ｅ）は、回転アーム４４の斜視図である。図９（Ｄ）は、ドローン１を繋ぎ止める前又は解放した後の回転アーム４４の図であり、図９（Ｅ）は、飛行前点検中の回転アーム４４の図である。図９（Ｄ），（Ｅ）では、説明のため、回転アーム４４に関するもののみを記載し、他を省略している。

回転アーム４４は、離陸位置２０から上方に突出したＴ字型の部材であり、水平な棒部材４４ａと、その中心から下方へ延びる鉛直回転軸４４ｂを有している。鉛直回転軸４４ｂの下端又は、棒部材４４ａの下面には、第１実施形態～第７実施形態のように、図示しないロードセル４１が設けられており、振動計４２と制御装置５０に接続されている。制御装置５０は、回転アーム４４の回転をも制御する。

ロック部材１ｄは、水平棒１ｂから下方へ延び、その下端から水平棒１ｂに平行な横方向へ延びたＬ字型となっている。
この図のように、水平棒１ｂが複数設けられている場合は、ロック部材１ｄは、回転アーム４４の鉛直回転軸４４ｂを中心とした点対称となる形状になっている。

この構成により、回転アーム４４は、荷物入れ１ａの下方で、鉛直回転軸４４ｂを中心として回転することで、棒部材４４ａの両端部が、ロック部材１ｄと荷物入れ１ａの間に差し込まれる。言い換えると、回転アーム４４を回転させて荷物入れ１ａのロック部材１ｄに棒部材４４ａの端部を係合させる。ドローン１が上昇しようとすると、棒部材４４ａの両端部が、ロック部材１ｄに接触し、ドローン１の上昇が妨げられる。
これにより、係留装置３０が離陸位置２０の中央にある場合でも、荷物Ａを搭載したドローン１の飛行前点検をすることができる。

なお、ロック部材１ｄが取り付けられる位置は、上述したものに限らず、脚３に設けられていてもよい。また、回転アーム４４の動作も上述したものに限らない。例えば、対向した一対のロック部材１ｄが鉛直回転軸４４ｂを通る線対称に設けられている場合、回転アーム４４は、棒部材４４ａを水平移動させることでロック部材１ｄに着脱してもよい。
その他の本実施形態のドローンポート１０の構成、使用方法、及び効果は、第１実施形態～第７実施形態と同様である。

上述した本発明によれば、係留装置３０が、ドローン１の脚３を離陸位置２０に繋ぎ止めながら、プロペラ２が回転してドローン１を上昇させることで、ドローン１の推力又は振動を計測するので、複数のドローン１のそれぞれが別の個体であっても、無人で飛行前点検をすることができる。

なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ ドローン、
１ａ 荷物入れ、１ｂ 水平棒、１ｃ 支持部材、
１ｄ ロック部材、１ｅ 柱、１ｆ 壁面、
２ プロペラ、３ 脚、４ 梁、
１０ ドローンポート、１１ 建物躯体、２０ 離陸位置、
２１ 位置固定部材、２２ 縦孔、２３ 離着陸面、
２４ 上面、２５ スロープ、
２６ 分割柵（柵）、２６ａ 端部柵、２６ｂ 中間柵、２６ｃ ヒンジ、
２７ 長柵（柵）、２８ 誘導レール、２９ 駆動装置、２９ａ モータ、
３０ 係留装置、３１ 押え具、
３２ 電磁石、３２ａ 埋設穴、３３ 電池、３３ａ スイッチ、
３４ 把持装置、３４ａ 把持具、３４ｂ 土台、
３５ バルーン、３６ 張出部材、３７ フック部材、
３８ 収納穴、３９ 開口ケース、
４０ 計測装置、４１ ロードセル、４２ 振動計、
４３ 回動部材、４３ａ 回転軸、４３ｂ 土台、
４４ 回転アーム、４４ａ 棒部材、４４ｂ 鉛直回転軸、
５０ 制御装置、Ａ 荷物、
Ｎ１ ロードセルに働く力、Ｎ２ 推力、
Ｐ 解放位置、Ｑ 布置位置、θ ロードセルの傾き

Claims (15)

1. ドローンが離陸可能な離陸位置を有する離着陸面と、
   プロペラが回転して上昇するドローンを前記離陸位置に繋ぎ止める係留装置と、
   前記係留装置に固定され前記ドローンの推力又は振動を計測して計測値として出力する計測装置と、
   前記計測値から前記ドローンの異常の有無を判断する制御装置と、
   前記ドローンを前記離陸位置まで押して移動させ前記離陸位置に隣接して囲む位置固定部材と、を備え、
   前記離陸位置は、前記離着陸面の中央に位置し、
   前記位置固定部材は、
   水平かつ互いに平行に延び、両端が前記離着陸面の外側に位置する１対の長柵と、
   前記長柵が延びる方向に直行する水平方向かつ互いに平行に延び、両端が前記離陸位置の外側に位置する１対の中間柵と、
   前記長柵の前記両端と前記中間柵の前記両端とをそれぞれ平面視で斜めに連結する４つの端部柵と、を有し、
   前記長柵、前記中間柵、及び前記端部柵は、前記離陸位置を囲むように鉛直軸を中心として回転自在に連結される、ドローンポート。
2. ドローンが離陸可能な離陸位置を有する離着陸面と、
   プロペラが回転して上昇するドローンを前記離陸位置に繋ぎ止める係留装置と、
   前記係留装置に固定され前記ドローンの推力又は振動を計測して計測値として出力する計測装置と、
   前記計測値から前記ドローンの異常の有無を判断する制御装置と、を備え、
   前記計測装置は、前記離着陸面と前記係留装置との間に、前記離着陸面に固定され前記係留装置に固着するロードセルを有し、
   前記ロードセルは、受けた荷重を前記計測値として出力し、
   前記係留装置は、前記離陸位置に設けられ前記ドローンの脚が落ち得る縦孔の内部に設けられ上方が開口した開口ケースと、
   前記開口ケースの上端部に設けられ膨張と収縮が自在なバルーンと、を有し、
   前記ロードセルは、前記離着陸面と前記開口ケースとの間に位置する、ドローンポート。
3. ドローンが離陸可能な離陸位置を有する離着陸面と、
   プロペラが回転して上昇するドローンを前記離陸位置に繋ぎ止める係留装置と、
   前記係留装置に固定され前記ドローンの推力又は振動を計測して計測値として出力する計測装置と、
   前記計測値から前記ドローンの異常の有無を判断する制御装置と、を備え、
   前記係留装置は、一端部に設けられた水平な回転軸を中心として回動可能に設けられた板状又は棒状の回動部材と、
   前記ドローンの一部を上から押さえつける方向に前記回動部材を回転させるモータと、を有し、
   前記計測装置は、前記回動部材の下面のうち上昇した前記一部に接触し得る位置、又は前記離着陸面と前記係留装置との間に固定されたロードセルを有し、
   前記制御装置は、水平面を基準とした前記回動部材の傾きと、前記計測値とから、前記ドローンの推力又は振動を算出する、ドローンポート。
4. ドローンが離陸可能な離陸位置を有する離着陸面と、
   プロペラが回転して上昇するドローンを前記離陸位置に繋ぎ止める係留装置と、
   前記係留装置に固定され前記ドローンの推力又は振動を計測して計測値として出力する計測装置と、
   前記計測値から前記ドローンの異常の有無を判断する制御装置と、を備え、
   前記係留装置は、前記ドローンの荷物入れの下端部から下方へＬ字型に延びるロック部材と、
   前記荷物入れの下方で鉛直回転軸を中心として回転し端部が前記ロック部材と前記荷物入れの間に差し込まれる水平な棒部材と、を有する回転アームを有し、
   前記計測装置は、棒部材の下面のうち上昇した前記ロック部材に接触し得る位置、又は前記離着陸面と前記鉛直回転軸との間に固定されたロードセルを有する、ドローンポート。
5. ドローンが離陸可能な離陸位置を有する離着陸面と、
   プロペラが回転して上昇するドローンを前記離陸位置に繋ぎ止める係留装置と、
   前記係留装置に固定され前記ドローンの推力又は振動を計測して計測値として出力する計測装置と、
   前記計測値から前記ドローンの異常の有無を判断する制御装置と、を備え、
   前記係留装置は、上昇する前記ドローンの一部を上から押え前記離着陸面に対する高さが一定に固定された押え具を有し、
   前記計測装置は、前記押え具の下面のうちの上昇した前記ドローンの前記一部に直接接触し得る位置に固定されるロードセルを有し、
   前記ロードセルは、上昇した前記ドローンの前記一部が下方から該ロードセルを突き上げることによって生じる荷重を前記計測値として出力する、ドローンポート。
6. ドローンが離陸可能な離陸位置を有する離着陸面と、
   プロペラが回転して上昇するドローンを前記離陸位置に繋ぎ止める係留装置と、
   前記係留装置に固定され前記ドローンの推力又は振動を計測して計測値として出力する計測装置と、
   前記計測値から前記ドローンの異常の有無を判断する制御装置と、を備え、
   前記計測装置は、前記離着陸面と前記係留装置との間に、前記離着陸面に固定され前記係留装置に固着するロードセルを有し、
   前記係留装置は、前記ロードセルを介してのみ前記離着陸面に固定されており、
   前記ロードセルは、受けた荷重を前記計測値として出力する、ドローンポート。
7. ドローンが離陸可能な離陸位置を有する離着陸面と、
   プロペラが回転して上昇するドローンを前記離陸位置に繋ぎ止める係留装置と、
   前記係留装置に固定され前記ドローンの推力又は振動を計測して計測値として出力する計測装置と、
   前記計測値から前記ドローンの異常の有無を判断する制御装置と、を備え、
   前記ドローンを前記離陸位置まで押して移動させ前記離陸位置に隣接して囲み前記離着陸面に対する高さが一定に固定された位置固定部材を備え、
   前記係留装置は、上昇する前記ドローンの一部を上から押える押え具を有し、
   前記計測装置は、前記位置固定部材と前記押え具との間に、前記位置固定部材に固定され前記係留装置に固着するロードセルを有し、
   前記押え具は、前記ロードセルを介してのみ前記位置固定部材に固定されており、
   前記ロードセルは、受けた荷重を前記計測値として出力する、ドローンポート。
8. 前記係留装置は、上昇する前記ドローンの一部を上から押える押え具を有し、
   前記計測装置は、前記押え具の下面のうち上昇した前記ドローンの前記一部に接触し得る位置に固定されるロードセルを有し、
   前記ロードセルは、受けた荷重を前記計測値として出力する、請求項１に記載のドローンポート。
9. 前記計測装置は、前記離着陸面と前記係留装置との間に、前記離着陸面に固定され前記係留装置に固着するロードセルを有し、
   前記ロードセルは、受けた荷重を前記計測値として出力する、請求項１に記載のドローンポート。
10. 前記係留装置は、上昇する前記ドローンの一部を上から押える押え具を有し、
    前記計測装置は、前記長柵又は前記中間柵と前記押え具との間に、該長柵又は該中間柵に固定され前記係留装置に固着するロードセルを有し、
    前記ロードセルは、受けた荷重を前記計測値として出力する、請求項１に記載のドローンポート。
11. 前記制御装置は、前記荷重の変動から、前記ドローンの推力について異常の有無を判断する、請求項２及び請求項５～請求項１０のいずれか一項に記載のドローンポート。
12. 前記計測装置は、前記荷重の変動から前記ドローンの振動を計測する振動計を有し、
    前記制御装置は、前記振動から、前記プロペラ又は前記ドローンの駆動装置の異常の有無を判断する、請求項２及び請求項５～請求項１１のいずれか一項に記載のドローンポート。
13. 前記制御装置は、前記係留装置に接続しており、前記異常が無いと判断したときに前記ドローンを解放する解放信号を前記係留装置へ送信する、請求項１～請求項７のいずれか一項に記載のドローンポート。
14. 前記係留装置は、前記離陸位置に埋め込まれ前記ドローンの脚を磁力で引きつける電磁石と、
    前記電磁石に送電する電池と、を有する、請求項６に記載のドローンポート。
15. 前記係留装置は、前記離陸位置に設けられ前記ドローンの脚が落ち得る縦孔の中に設けられた把持装置であり、
    前記把持装置は、前記縦孔の中に入った前記脚を複数の爪で把持する把持具を有し、
    前記計測装置は、前記把持具の下面のうち前記縦孔の中で上昇した前記脚に接触し得る位置、又は前記離着陸面と前記把持装置との間に固定されたロードセルを有する、請求項１に記載のドローンポート。

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