JPWO2018066043A1 - 配達用回転翼機 - Google Patents
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Abstract
Description
このような回転翼機を用いることによって、タワーマンション等の高層ビル建築現場を高解像度にて撮影することができる、「パノラマ空撮」が可能となっている。
しかしながら、一般的な回転翼機の飛行速度は、迅速に商品を配達するという観点からすると十分ではない。
前記回転翼を支持する複数のアーム部が接続された中心部と、
荷物を積載するための第1搭載部と、
前記中心部から見て前記第1搭載部とは反対側に位置する第2搭載部と、
前記第1搭載部と前記中心部とを連結するための第1支持部材と、
前記中心部と前記第1支持部材との間に接続部と、を備えた回転翼機であって、
前記複数の回転翼が回転することによって前記回転翼機に発生する揚力の中心点と前記回転翼機の重力の中心点が前記接続部の中心点と一致するように制御され、
前記第1支持部材が当該第1支持部材の長さを鉛直下向きに伸長させるための調節機構を備えていることを特徴とする配達用回転翼機。
前記内筒支持部材が前記外筒支持部材に収納されており、
前記内筒支持部材が下方向にスライドすることによって、前記第1支持部材の長さを鉛直下向きに伸長させることを特徴とする(1)に記載の配達用回転翼機。
前記回転翼機にかかる鉛直上向きの上昇気流に対抗して、前記複数の回転翼の回転数を変化させる制御手段を備えていることを特徴とする(1)又は(2)に記載の配達用回転翼機。
<配達用回転翼機>
図1は、本発明の配達用回転翼機1の概要を示した斜視図である。図1に示されるように配達用回転翼機1は、複数の回転翼12、回転翼12を支持する複数のアーム部16が接続された中心部20と、複数のアーム部16の外周方向、端部に設けられた複数の回転翼部10を備えている。中心部20には、制御装置等が搭載される。さらに、配達用回転翼機1は、中心部20の下部に荷物Lを積載するための第1搭載部30と、中心部20の上部にバッテリー、GPSアンテナ等を搭載するための第2搭載部40を備えている。
なお、第1搭載部30は、サポートモータ(図示せず)を備えていてもよい。サポートモータを設けることによって、より安定して第1搭載部30に積載された荷物Lの状態を保持することができる。
以下、本発明の配達用回転翼機1の飛行態様について説明する。以下の説明では、配達用回転翼機1の飛行態様をルートA「出発地から目的地まで」と、ルートB「目的地から出発地まで」との2つのルートに分けて説明する。
ルートAは、荷物Lを積載した配達用回転翼機1が出発地を離陸して目的地に着陸し、目的地において荷物Lを搭載した配達用回転翼機1から荷物Lを積み下ろして、荷物Lの配達(宅配)を完了するまでの飛行ルートである。なお、配達回転翼機1の飛行ルート及びその高度は、第2搭載部40が備えているGPSアンテナ、赤外センサにより常時測定される。
配達用回転翼機1は、回転翼12A〜12Dの回転数を増加させることによって、上昇する。その後、配達用回転翼機1は、上昇を続けて、一定の高度に到達する。一定の高度に到達した配達用回転翼機1は、当該高度において、空中停止(ホバリング)を行う。当該高度は、配達用回転翼機1の飛行ルート、高層ビル等の建築物の高さ、配達用回転翼機1に適用される航空法等によって、適宜決定される。操縦者は、種々の条件を勘案して、配達用回転翼機1が空中停止(ホバリング)を行う高度をあらかじめ設定しておいてもよい。
空中停止(ホバリング)をしている配達用回転翼機1のアーム部16は、水平を保持しており、水平方向に対して傾斜していない。その後、当該アーム部16は、配達用回転翼機1の進行方向に対して、前方の回転翼である回転翼12A、12Dが後方の回転翼である回転翼12B、12Cよりも低い位置となるようにして前下がりに傾斜する。当該アーム部16が前下がりに傾斜する際には、前方の回転翼12A、12Dの回転数を後方の回転翼12B、12Cの回転数よりも小さくして、後方の回転翼12B、12Cの回転数を大きくする。なお、図5において、配達用回転翼機1がアーム部16を傾斜させるときに前方となる回転翼12Aと12Dの回転数をレベル(4)とし、後方となる回転翼12Bと12Cの回転数をレベル(6)としている。
次に、配達用回転翼機1は、ホバリング(空中停止)をしたまま、アーム部16を傾斜させた後、回転翼12A〜12Dの回転数を調整する。配達用回転翼機1は、アーム部16が傾斜している場合であっても、すべての回転翼12A〜12Dの回転数を等しくすることができる。
次に、配達用回転翼機1は、関節部28を支点として、第2搭載部40が進行方向に対して、最先端部となるように第2支持部材26及び第1支持部材24を左向きに90°回転させる。関節部28は、第2搭載部40が左向きに、例えば90°回転した位置で停止して、当該位置にて、ロック機構等によって固定される。配達用回転翼機1は、関節部28が支点として回転するだけで、第1搭載部30の向きを常に鉛直下向きに保持している。このため、第1搭載部30に積載されている荷物Lが傾いたりすることがない。
配達用回転翼機1は、アーム部16を傾斜させることによって、進行方向に対して前下がりの状態で前傾姿勢を保持し、かつ、アーム部16の搭載させている回転翼12A〜12Dの回転数を等しくすることができる。配達用回転翼機1は、進行方向に対して後方の回転翼12B、12Cの回転数を前方の回転翼12A、12Dの回転数よりも多くする必要はない。アーム部16が進行方向に対して前下がりの状態で前傾姿勢を保持していることによって、配達用回転翼機1が水平移動して、目的上空まで到達するまでその空気抵抗を著しく減少させることができる。
すなわち、配達用回転翼機1は、第1支持部材24と第2支持部材26を直線上に配置し、かつ、回転翼12が搭載されたアーム部16を傾斜させて、当該回転翼機として前傾姿勢を保持することによって進行方向に対する投射面積を大幅に軽減することができる。
このような配達用回転翼機1の飛行態勢は、当該回転翼機の飛行速度を向上させること及び当該回転翼機の燃費を向上させることに貢献する。
図6は、配達用回転翼機1が水平移動態勢を採用して水平移動して、目的地上空に到着後、着陸態勢を完了するまでのモデル図である。配達用回転翼機1は、関節部28を支点として、第2搭載部40が鉛直上向きとなるように第2支持部材26及び第1支持部材24を右方向に90°回転させる。関節部28は、第2搭載部40が右方向に90°回転した位置で停止してから、当該位置にてロック機構等により固定される。配達用回転翼機1は、関節部28が支点として第2支持部材26及び第1支持部材24が回転するだけで、第1搭載部30の向きを鉛直下向きに保持している。このため、第1搭載部30に積載されている荷物Lが傾いたりすることがない。
なお、図6において、配達用回転翼機1が支持部材の回転した後の回転翼12A〜12Dの回転数をレベル(5)としている。
第2搭載部40が鉛直上向きとなった配達用回転翼機1は、アーム部16が進行方向に対して前下がりとなっている。当該アーム部16は前下がりとなっている回転翼12A、12Dの回転数を大きくして、後ろ上がりとなっている回転翼12B、12Cの回転数の回転数を小さくすることによって、アーム部16を水平に保持する。その結果、回転翼の回転数はすべて等しくなる。配達用回転翼機1は、高層ビルの高さに相当する高度Hにおいて目的地への着陸態勢をとる。
なお、図6において、配達用回転翼機1のアーム部16が水平態勢を開始するときの回転翼12A、12Dの回転数をレベル(6)とし、回転翼12B、12Cの回転数をレベル(4)としている。
なお、調節手段242がネジ構造である場合には、当該ネジを緩めればよい。調節手段242がピン留め構造である場合には、当該ピンを引き抜けばよい。
配達用回転翼機1は、目的地に着陸して、第1搭載部30に積載されている荷物Lを目的地に下ろす。配達用回転翼機1と荷物Lは、分離される。配達用回転翼機1と荷物Lの分離は、荷物Lが積載されている収納ケース30aを第1搭載部30の取り付け部30bから切り離すことによって、荷物Lを目的地に下すことによって行われる。
しかしながら、配達用回転翼機1は、目的上空に到着した後、上昇気流を受ける前の段階にて、第1支持部材24を鉛直下向きに伸長し、配達用回転翼機1は、当該回転翼機の重心を下方向に下げている。配達用回転翼機1から荷物が分離されることによって、当該回転翼機に発生する上方向への重心の移動は、上記回転翼機の下方向への重心の移動によって打ち消される。このように、配達用回転翼機1から荷物が分離された後であっても、当該回転翼機の重心は、移動しない。
ルートBは、目的地において荷物Lを分離した(積み下ろした)配達用回転翼機1が目的地を出発地として、出発地まで戻るまでの飛行ルートである。
配達用回転翼機1は、ルートAと同じ経路を逆方向に飛行して出発地に戻る。基本的にルートBにおいて、配達用回転翼機1の飛行態様は、ルートAと同様である。ルートBにおいて、第1搭載部30に荷物を搭載していないので配達用回転翼機1の重心Cgは、鉛直上向きに移動している。このため、操縦者は、配達用回転翼機1がルートBを飛行するために、ルートAで用いたゲインと異なる新しいゲインを設定してもよい。
空中停止(ホバリング)をしている配達用回転翼機1のアーム部16は、前方の回転翼Aを後方の回転翼Bよりも低い位置にして、前下がりに傾斜する。その後、配達用回転翼機1は、ホバリング(空中停止)をしたままアーム部16を傾斜させた後、回転翼12A〜12Dの回転数を調整する。
次に、配達用回転翼機1は、関節部28を始点として、第2搭載部40が進行方向に対して、最先端部となるように第2支持部材26及び第1支持部材24を左向きに90°回転する。かかる配達用回転翼機1の飛行態様がルートBにおける水平移動態勢である。配達用回転翼機1は、水平移動態勢を保持しつつ、目的地の上空から出発地上空までの距離を水平移動する。
さらに、本発明の配達用回転翼機1は、高層ビル等による上昇気流を受けても当該回転翼機自体が傾くことがなく、安定して目的地に着陸することができ、荷物を当該回転翼機から分離した後であっても、バランスを崩すことない。
実施形態2の配達用回転翼機1は、回転翼機の基本構造である中心部20とアーム部16にラダーフレームを採用した形態である。実施形態2の配達用回転翼機1は、4本のアルミニウム製の中空角材から構成されるラダーフレームを基本構造としている。
実施形態3は、第2搭載部40の先端部に測位用の信号を受信するGPSアンテナ42が搭載されており、当該GPSアンテナ42が常に鉛直上向きとなるように関節部44を備えている形態である。関節部44は、GPSアンテナ42を構成する第3支持部材に設けられている。配達用回転翼機1は、関節部44によってGPSアンテナを水平に保持することができるので、受信感度を下げることなく、飛行することができる。
10A〜10D 回転翼部
12A〜12D 回転翼
14A〜14D 動力部
16A〜16D アーム部
20 中心部
22 接続部(ボールジョイント)
22a ソケット
24 第1支持部材(第1搭載部〜接続部)
26 第2支持部材(中心部〜第2搭載部)
242 調節機構
244 第1支持部材(調節機構〜関節部)
26 第2支持部材(中心部〜第2搭載部)
28 関節部
30 第1搭載部
L 荷物(宅配用)
30a 収納ボックス
30b 取付部
40 第2搭載部
42 GPSアンテナ
Claims (5)
- 複数の回転翼と、
前記回転翼を支持する複数のアーム部が接続された中心部と、
荷物を積載するための第1搭載部と、
前記中心部から見て前記第1搭載部とは反対側に位置する第2搭載部と、
前記第1搭載部と前記中心部とを連結するための第1支持部材と、
前記中心部と前記第1支持部材との間に接続部と、を備えた回転翼機であって、
前記複数の回転翼が回転することによって前記回転翼機に発生する揚力の中心点と前記回転翼機の重力の中心点が前記接続部の中心点と一致するように制御され、
前記第1支持部材が当該第1支持部材の長さを鉛直下向きに伸長させるための調節機構を備えていることを特徴とする配達用回転翼機。 - 前記第1支持部材は、外筒支持部材と内筒支持部材から構成され、
前記内筒支持部材が前記外筒支持部材に収納されており、
前記内筒支持部材が下方向にスライドすることによって、前記第1支持部材の長さを鉛直下向きに伸長させることを特徴とする請求項1に記載の配達用回転翼機。 - 前記第2搭載部は、前記回転翼機が着陸する際の加速度又は前記複数の回転翼の回転数を計測し、
前記回転翼機にかかる鉛直上向きの上昇気流に対抗して、前記複数の回転翼の回転数を変化させる制御手段を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の配達用回転翼機。 - 前記第1支持部材が前記接続部と前記第1搭載部との間に関節部を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の配達用回転翼機。
- 前記回転翼機が水平方向に移動する場合には、前記関節部を支点として前記第1支持部材を進行方向に折り曲げることによって前記第1支持部材を水平に位置させることを特徴とする請求項4に記載の配達用回転翼機。
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