WO2022255208A1 - 飛行体及び飛行体用ガード - Google Patents

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WO2022255208A1
WO2022255208A1 PCT/JP2022/021489 JP2022021489W WO2022255208A1 WO 2022255208 A1 WO2022255208 A1 WO 2022255208A1 JP 2022021489 W JP2022021489 W JP 2022021489W WO 2022255208 A1 WO2022255208 A1 WO 2022255208A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aircraft
guard
guard frame
flying object
shafts
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/021489
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将馬 水谷
恭一 豊村
Original Assignee
Dic株式会社
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Publication date
Application filed by Dic株式会社 filed Critical Dic株式会社
Priority to JP2023525765A priority Critical patent/JP7460022B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00—Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B64U30/29—Constructional aspects of rotors or rotor supports; Arrangements thereof
    • B64U30/299—Rotor guards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters

Definitions

  • the present invention relates to flying objects such as drones and flying object guards.
  • Patent Document 1 describes an aircraft in which rotors (propellers) are arranged on a plurality of radially arranged arms. This aircraft is equipped with a guard frame connecting a plurality of arms to prevent contact between the rotor (propeller) and obstacles.
  • a flying object equipped with a guard frame like the flying object described in Patent Document 1 collides with obstacles such as walls in the guard frame.
  • the guard frame is arranged below the position of the center of gravity of the flying object, that is, if the position of the center of gravity of the flying object is arranged above the guard frame, the flying object will be propelled by the propulsive force directed in the direction of flight. , rotates in the direction of leaning forward with respect to the obstacle. This direction of rotation is the same as the direction of lift by the propeller. Therefore, when the flying object collides with an obstacle, the forward tilt angle increases and the flying object tends to fall.
  • flying objects are often used to observe the surroundings of the flying object by attaching observation equipment such as cameras. Therefore, if the guard frame is placed below the position of the center of gravity of the aircraft, the surrounding field of view is blocked by the guard frame, which may interfere with the observation of the surroundings by the observation equipment.
  • an object of the present invention is to provide a flying object and a flying object guard capable of suppressing a fall at the time of collision while ensuring visibility of the surroundings.
  • An aircraft according to the present invention is a flightable aircraft that includes a fuselage having a propeller, a plurality of shafts (linear members) connected to the fuselage, and a plane of the aircraft connected to the plurality of shafts. a guard frame arranged outside the airframe in view, the guard frame being arranged only above the position of the center of gravity of the aircraft in the vertical direction of the aircraft.
  • the guard frame is arranged outside the airframe in plan view, so the flying object collides with obstacles such as walls in the guard frame. At this time, the flying object tries to rotate in a forward tilting direction with respect to the obstacle by the lift force of the propeller.
  • the guard frame is arranged only above the position of the center of gravity of the flying object in the vertical direction, the flying object tends to rotate in a backward tilting direction with respect to the obstacle due to the propulsive force of the flying object. do. Since these rotations are rotations in directions opposite to each other, they act to cancel each other. As a result, the rotation when colliding with an obstacle can be suppressed to a small value, so that the falling when colliding can be suppressed.
  • the guard frame is arranged only above the position of the center of gravity of the aircraft in the vertical direction of the aircraft, it is possible to prevent the guard frame from obstructing the view of the surroundings. As a result, it is possible to ensure a good view of the surroundings. Also, the weight of the guard frame can be reduced, and the flight time can be lengthened.
  • the guard frame may be arranged above the propeller in the vertical direction of the aircraft.
  • the guard frame is arranged above the propeller in the vertical direction of the flying object, so that it is possible to further secure the surrounding field of view and further suppress the fall at the time of collision.
  • the flying object is configured to be propelled by tilting forward at an inclination angle
  • the guard frame is positioned vertically above the center of gravity of the flying object when the flying object is tilted at the inclination angle. It may be arranged only upwards.
  • the guard frame when it is configured to be propelled by tilting forward at an inclination angle, the guard frame is only vertically above the position of the center of gravity of the flying object when the flying object is inclined at an inclination angle.
  • the guard frame may be arranged only vertically above the center of gravity of the flying object when the flying object is tilted by 3°.
  • a flying object is often propelled while tilting forward in the flight direction, and the angle of forward tilting of the flying object at this time is often within 3°.
  • the guard frame is placed only vertically above the center of gravity of the aircraft when the aircraft is tilted by 3°, thereby further securing the surrounding visibility and further suppressing the drop at the time of collision. can do.
  • the guard frame may be formed in an annular shape surrounding the airframe in plan view of the flying object.
  • the guard frame is formed in a ring shape that surrounds the airframe in a plan view of the flying object. Collisions can be suppressed.
  • the guard frame may be formed in an annular shape.
  • the guard frame since the guard frame is formed in an annular shape, the impact load generated when the flying object collides with an obstacle can be distributed over the entire guard frame. As a result, damage to the guard frame can be suppressed, and the impact load input to the fuselage from the guard frame and the plurality of shafts can be reduced.
  • the guard frame may be formed in a perfectly circular ring.
  • the guard frame since the guard frame is formed in a perfect circular ring shape, it is possible to control the direction in which the flying object rebounds from the obstacle when the flying object collides with the obstacle. For example, when a flying object collides with an obstacle in a direction perpendicular to it, the flying object can be bounced back in a direction perpendicular to the obstacle. Further, when the flying object collides with the obstacle from a direction inclined at a predetermined angle, the flying object can be bounced back in a direction inclined at a predetermined angle opposite to the direction of collision with the obstacle.
  • the guard frame has a first guard frame and a second guard frame arranged below the first guard frame in the vertical direction of the flying object, and the second guard frame It may be arranged inside the first guard frame in a plan view of the body.
  • the guard frames are provided with the first guard frame and the second guard frame arranged vertically, so that the rigidity of the guard frame and the plurality of shafts can be increased.
  • the second guard frame which is arranged below the first guard frame in the vertical direction of the flying object, is arranged inside the first guard frame in plan view of the flying object, thereby preventing the flying object from becoming an obstacle. In the event of collision, it is possible to prevent the second guard frame from colliding with the obstacle earlier than the first guard frame. As a result, it is possible to prevent the attitude of the flying object from becoming unstable due to the hindrance of the rotation of the flying object by the second guard frame at the time of collision.
  • each of the plurality of shafts may extend in a direction away from the center of the fuselage from the tip on the fuselage side to the tip on the guard frame side in a plan view of the fuselage.
  • each of the plurality of shafts extends in a direction away from the center of the aircraft from the tip on the side of the aircraft to the tip on the side of the guard frame in plan view of the aircraft.
  • each of the plurality of shafts may be formed in a single linear shape from the tip on the airframe side to the tip on the guard frame side.
  • each of the multiple shafts is formed in a single line from the tip of the fuselage to the tip of the guard frame.
  • the elastic deformation of each of the plurality of shafts upon impact can be facilitated.
  • most of the collision energy can be consumed by the elastic deformation of each of the plurality of shafts, so that the impact at the time of collision can be mitigated.
  • the impact load applied to the aircraft can be reduced, and the rebound speed from the obstacle at the time of collision can be reduced.
  • each of the plurality of shafts may be arc-shaped.
  • each of the plurality of shafts is formed in an arc shape, which promotes elastic deformation of each of the plurality of shafts at the time of collision, and simultaneously distributes the impact load input to each of the plurality of shafts to each of the plurality of shafts. It can be distributed throughout each of the shafts.
  • each of the plurality of shafts may be bent.
  • each of the plurality of shafts is bent to promote elastic deformation of each of the plurality of shafts at the time of collision, while positioning each of the plurality of shafts so that they do not contact the fuselage. Can be easily placed.
  • the fuselage has a central portion and a plurality of arm portions extending from the central portion to which the propeller is attached, and each of the plurality of shafts is connected to one of the plurality of arm portions.
  • each of the plurality of arms may be connected to two or more shafts.
  • two or more shafts are connected to each of the plurality of arm portions, so that the number of shafts can be increased.
  • An aircraft guard according to the present embodiment is an aircraft guard attached to an aircraft having a propeller, comprising a plurality of shafts connected to the aircraft, and a guard frame connected to the plurality of shafts, The guard frame is arranged only above the aircraft guard in the up-down direction than the tips of the plurality of shafts on the airframe side.
  • the guard frame is arranged only above the flying object guard in the vertical direction than the ends of the plurality of shafts on the airframe side, the surrounding field of vision is restricted by the guard frame. You can avoid being blocked. As a result, it is possible to ensure a good view of the surroundings.
  • each of the plurality of shafts extends in a direction away from the center of the aircraft guard from the tip on the airframe side to the tip on the guard frame side in plan view of the guard for aircraft. good.
  • each of the plurality of shafts extends in a direction away from the center of the flying object guard from the tip on the airframe side to the tip on the guard frame side in plan view of the guard for flying object. Therefore, if each of the plurality of shafts has a portion that does not extend in a direction away from the center of the aircraft guard and a portion that extends only in the vertical direction of the aircraft guard in a plan view of the aircraft guard. In comparison, the elastic deformation of each of the plurality of shafts upon impact can be facilitated.
  • each of the plurality of shafts may be formed in a single linear shape from the tip of the airframe side to the tip of the guard frame side.
  • each of the plurality of shafts is formed in a single line from the tip of the airframe side to the tip of the guard frame side, so that each of the plurality of shafts is branched.
  • the elastic deformation of each of the multiple shafts at the time of collision can be promoted more than the case.
  • most of the collision energy can be consumed by the elastic deformation of each of the plurality of shafts, so that the impact at the time of collision can be mitigated.
  • the impact load applied to the aircraft can be reduced, and the rebound speed from the obstacle at the time of collision can be reduced.
  • each of the plurality of shafts may be arc-shaped.
  • each of the plurality of shafts is formed in an arc shape, thereby promoting elastic deformation of each of the plurality of shafts at the time of collision, and reducing the impact load input to each of the plurality of shafts. It can be distributed throughout each of the plurality of shafts.
  • each of the plurality of shafts may be formed in a bent linear shape.
  • each of the plurality of shafts is formed by being bent, so that elastic deformation of each of the plurality of shafts at the time of collision is accelerated, and each of the plurality of shafts is supported by the flying object guard. It can be easily arranged at a position that does not abut on the flying object to which it is attached.
  • the guard frame has an annular first guard frame and an annular second guard frame disposed below the first guard frame, the second guard frame In plan view of the body guard, it may be arranged inside the first guard frame.
  • the rigidity of the flying object guard can be increased by having the first guard frame and the second guard frame arranged vertically.
  • the second guard frame arranged below the first guard frame is arranged inside the first guard frame in plan view of the flying object guard, so that the flying object to which the flying object guard is attached collides with an obstacle, the second guard frame can be prevented from colliding with the obstacle earlier than the first guard frame.
  • FIG. 1 is a perspective view of an aircraft according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a front view of an aircraft according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a plan view of an aircraft according to a first embodiment
  • FIG. 4 is a front view showing an example of a state in which the flying object has collided with an obstacle
  • FIG. 4 is a front view showing a state in which the aircraft is tilted forward and is flying
  • FIG. 4 is a front view showing a state in which an aircraft that is tilting forward and flying has collided with an obstacle
  • It is a perspective view of the aircraft which concerns on 2nd embodiment.
  • It is a front view of the aircraft which concerns on 2nd embodiment.
  • It is a top view of the flying object concerning a second embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of an aircraft 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the aircraft 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of the flying object 1 according to the first embodiment.
  • the flying object 1 according to the first embodiment is a flying object, such as a drone.
  • An aircraft 1 according to the first embodiment includes a body 2 and an aircraft guard 3 .
  • the vertical direction D1 of the flying object 1 is the vertical direction of the flying object 1 placed on a horizontal plane or the vertical direction of the flying object 1 during hovering.
  • the vertical direction of the airframe 2 and the aircraft guard 3 is the same as the vertical direction D1 of the aircraft 1 .
  • the upper side of the aircraft 1 in the vertical direction D1 is the upper side in FIG.
  • a line passing through the center of the flying object 1 and extending in the vertical direction D1 of the flying object 1 is called a reference line L.
  • the fuselage 2 is the part that forms the main body of the aircraft 1.
  • the airframe 2 has a central portion 4 , a plurality of arm portions 5 and a plurality of propellers 6 .
  • the airframe 2 also includes, for example, a transmission/reception device (not shown) that transmits and receives wireless signals to and from an external device, a control device (not shown) for flying the aircraft 1, and a controller for rotating the propeller 6.
  • a motor (not shown), a control device, a battery (not shown) for supplying power to the motor, etc. are provided.
  • the central part 4 is a part located in the central part of the aircraft 1 .
  • the central portion 4 is equipped with, for example, a transmitter/receiver, a control device, a battery, and the like.
  • An observation device 7 such as a camera for observing the surroundings of the aircraft 1 is detachably attached to the central portion 4 .
  • the observation device 7 is, for example, a separate member from the aircraft 1 and is detachably attached to the bottom surface of the central portion 4 . Note that the observation device 7 may not be detachably attached to the central portion 4 , but may be a built-in part of the aircraft 1 mounted on the bottom of the central portion 4 .
  • a plurality of arm portions 5 extend in directions different from each other from the central portion 4 .
  • the plurality of arm portions 5 are arranged at equal angles around the reference line L, for example.
  • a motor is mounted on each of the plurality of arm units 5 .
  • the number of arms 5 is not particularly limited, but is four as an example in this embodiment.
  • a plurality of propellers 6 make the flying object 1 fly by rotating.
  • Each of the propellers 6 is rotatably attached to each of the arms 5 . That is, one propeller 6 is attached to one arm portion 5 .
  • a plurality of propellers 6 are arranged on the same circumference with the reference line L as the center.
  • Each of the plurality of propellers 6 is rotationally driven by, for example, a motor mounted on each of the plurality of propellers 6 .
  • the aircraft guard 3 protects the airframe 2. That is, the flying object guard 3 is for preventing the airframe 2, particularly the propeller 6, from colliding with an obstacle such as a wall when the flying object 1 collides with the obstacle.
  • the aircraft guard 3 includes a plurality of shafts 8 and a guard frame 9.
  • Each of the plurality of shafts 8 is a portion that supports the guard frame 9 with respect to the airframe 2.
  • Each of the multiple shafts 8 is connected to the body 2 and the guard frame 9 .
  • Each of the plurality of shafts 8 is detachably connected to the body 2, for example.
  • the detachable connection of each of the plurality of shafts 8 to the fuselage 2 can be performed by, for example, screwing, fitting, engagement, or the like.
  • each of the plurality of shafts 8 may be non-removably connected to the body 2 .
  • Each of the plurality of shafts 8 is non-detachably connected to the guard frame 9, for example.
  • each of the plurality of shafts 8 to the guard frame 9 can be performed, for example, by integral molding, adhesion, or the like.
  • the guard frame 9 may be detachably connected to each of the plurality of shafts 8 .
  • Each of the plurality of shafts 8 is connected to one of the plurality of arm portions 5 in the fuselage 2. More specifically, two or more shafts 8 are connected to each of the plurality of arm portions 5 .
  • the number of shafts 8 connected to one arm portion 5 is not particularly limited, but is two as an example in this embodiment.
  • Each of the plurality of shafts 8 extends away from the center of the airframe 2 from the tip on the airframe 2 side to the tip on the guard frame 9 side in a plan view of the aircraft 1 .
  • each of the plurality of shafts 8 does not have a portion that does not extend away from the center of the aircraft 2 and a portion that extends only in the vertical direction D1 of the aircraft 1 when the aircraft 1 is viewed from above.
  • a plan view of the flying object 1 means viewing from a direction along the reference line L, that is, a direction along the vertical direction D1 of the flying object 1 .
  • a plan view of the aircraft guard 3 is the same as a plan view of the aircraft 1 .
  • the center of the airframe 2 is the center of the aircraft 1 and is on the reference line L.
  • Each of the plurality of shafts 8 is formed in a single linear shape from the tip on the body 2 side to the tip on the guard frame 9 side. That is, each of the plurality of shafts 8 extends from the tip on the body 2 side to the tip on the guard frame 9 side without branching into a plurality of parts.
  • each of the plurality of shafts 8 is bent. Specifically, each of the plurality of shafts 8 has a horizontal portion 8a and an inclined portion 8b.
  • the horizontal portion 8 a is a portion connected to the arm portion 5 of the body 2 .
  • the horizontal portion 8a is arranged below the propeller 6 in the vertical direction D1 of the aircraft 1 .
  • the horizontal portion 8a extends from the arm portion 5 in the lateral direction of the aircraft 1 so as to be away from the center of the fuselage 2.
  • the lateral direction of the aircraft 1 is a direction orthogonal to the reference line L.
  • the inclined portion 8 b is a portion connected to the guard frame 9 .
  • the inclined portion 8b is bent and connected to the horizontal portion 8a and arranged on the side of the propeller 6 .
  • the inclined portion 8b extends from the tip of the horizontal portion 8a in a direction inclined with respect to the reference line L so as to separate from the center of the fuselage 2.
  • the inclined portion 8b extends from the tip of the horizontal portion 8a to the tip of the guard frame 9 while being inclined in the lateral direction of the flying object 1 and in the vertical direction D1 of the flying object 1 .
  • each of the plurality of shafts 8 has a bent shape along the propeller 6 .
  • any bending formation may be used.
  • the guard frame 9 is a part that protects the airframe 2. That is, the guard frame 9 is a part that prevents the aircraft 2 from colliding with the obstacle by colliding with the obstacle before the aircraft 2 when the aircraft 1 collides with the obstacle.
  • the guard frame 9 is arranged outside the fuselage 2 in a plan view of the aircraft 1 in order to protect the fuselage 2 .
  • the guard frame 9 is formed in an annular shape surrounding the airframe 2 in plan view of the aircraft 1 .
  • the guard frame 9 is formed in a perfectly circular ring shape.
  • the guard frame 9 is formed in an elliptical ring along the plurality of propellers 6. may have been
  • the guard frame 9 is arranged only above the center of gravity position G of the aircraft 1 in the vertical direction D1 of the aircraft 1 . That is, the guard frame 9 is supported by the plurality of shafts 8 so as to be arranged only above the center of gravity G of the aircraft 1 in the vertical direction D1 of the aircraft 1 . In addition, the guard frame 9 is arranged only above the aircraft guard 3 in the vertical direction than the ends of the plurality of shafts 8 on the airframe 2 side. Note that the guard frame 9 may be arranged above the plurality of propellers 6 in the vertical direction D1 of the aircraft 1 .
  • the center-of-gravity position G of the flying object 1 is the center-of-gravity position of the flying object 1 including the airframe 2 and the flying object guard 3 .
  • the center-of-gravity position G of the flying object 1 does not include the observation equipment 7. This is the position of the center of gravity of the aircraft 1 .
  • the center-of-gravity position G of the aircraft 1 is the center-of-gravity position of the aircraft 1 including the observation equipment 7. becomes.
  • FIG. 4 is a front view showing an example of a state in which the flying object 1 has collided with an obstacle W.
  • the guard frame 9 is arranged outside the fuselage 2 in plan view of the flying object 1, so the flying object 1 collides with an obstacle W such as a wall at the guard frame 9. do.
  • the flying object 1 tries to rotate in the forward tilting direction D2 with respect to the obstacle by the lift force of the propeller 6 .
  • the guard frame 9 is arranged only above the center of gravity position G of the flying object 1 in the vertical direction D1 of the flying object 1, the flying object 1 is pushed against the obstacle W by the propulsive force of the flying object 1.
  • the guard frame 9 is arranged only above the center of gravity G of the flying object 1 in the vertical direction of the flying object 1, it is possible to prevent the guard frame 9 from obstructing the surrounding field of view (the field of view of the observation equipment 7). can do. This makes it possible to secure the surrounding field of view (the field of view of the observation equipment 7).
  • the guard frame 9 above the propeller 6 in the vertical direction D1 of the flying object 1, it is possible to further secure the surrounding field of view (the field of view of the observation equipment 7) and further suppress the fall at the time of collision. can be done.
  • FIG. 5 is a front view showing a state in which the flying object 1 is tilted forward and flying.
  • the flying object 1 is often configured to be propelled while tilting forward at a predetermined tilt angle ⁇ . Therefore, in the flying object 1 that is configured to be propelled by tilting forward at an inclination angle ⁇ , the guard frame 9 is designed to prevent the flying object 1 from falling at the time of collision while ensuring a good view of the surroundings. It may be arranged only above the center-of-gravity position G of the aircraft 1 when tilted at the tilt angle ⁇ in the vertical direction D4.
  • the flying object 1 is configured to be propelled by tilting forward at an inclination angle ⁇
  • the flying object 1 is often propelled while tilting forward in the flight direction.
  • the angle ⁇ is generally within 3°, within 10°, or within 25°.
  • the guard frame 9 is arranged so that the aircraft 1 is 3°, 10°, or It may be arranged only above the center of gravity position G of the aircraft 1 when tilted by 25° in the vertical direction D4.
  • FIG. 6 is a front view showing a state in which the flying object 1, which is being propelled while tilting forward at an inclination angle ⁇ , collides with an obstacle W.
  • FIG. 6 when a flying object 1 that is being propelled while leaning forward collides with an obstacle W, the flying object 1 will rotate in a forward-leaning direction D2 with respect to the obstacle due to the lift force of the propeller 6. and This direction D2 is the same direction as the forward tilt of the flying object 1, and is a direction in which the forward tilting of the flying object 1 increases.
  • the guard frame 9 is arranged only above the center of gravity position G of the aircraft 1 in the vertical direction D4 when the aircraft 1 is inclined at the inclination angle ⁇ , the aircraft 1 is propelled while being inclined forward at the inclination angle ⁇ . Due to the propulsive force of the flying object 1, the flying object 1, which has been standing, tries to rotate in a backward tilting direction D3 with respect to the obstacle W. As shown in FIG. Since these rotations are rotations in directions opposite to each other, they act to cancel each other.
  • the forward tilting flying object 1 should be returned to a horizontal state, that is, forward. It acts to return the vertical direction D1 of the tilted aircraft 1 to the vertical direction D4. As a result, the rotation when colliding with an obstacle can be suppressed to a small value, so that the falling when colliding can be suppressed.
  • the guard frame 9 is arranged only above the center of gravity position G of the flying object 1 when the flying object 1 tilts at the inclination angle ⁇ in the vertical direction D4, the flying object 1 tilts forward at the inclination angle ⁇ . It is possible to prevent the guard frame 9 from obstructing the surrounding field of view (the field of view of the observation equipment 7) even when the robot is propelling forward. As a result, it is possible to secure the surrounding field of view (the field of view of the observation equipment 7) when the aircraft 1 is propelled while tilting forward at the tilt angle ⁇ .
  • the guard frame 9 only above the center of gravity position G of the flying object 1 when the flying object 1 is tilted by 3°, 10°, or 25° in the vertical direction D4, the surrounding field of vision is improved. can be further ensured while further suppressing the drop at the time of collision.
  • the guard frame 9 is formed in an annular shape surrounding the airframe 2 in plan view of the flying object 1, regardless of the orientation of the flying object 1 when the flying object 1 collides with the obstacle W, the airframe 2 can be suppressed from colliding with the obstacle W.
  • the guard frame 9 is formed in an annular shape, it is possible to disperse the impact load generated when the flying object 1 collides with an obstacle over the entire guard frame 9 . As a result, damage to the guard frame 9 can be suppressed, and the impact load input from the aircraft guard 3 to the airframe 2 can be reduced.
  • the guard frame 9 is formed in a perfectly circular ring shape, it is possible to control the rebound direction from the obstacle W when the flying object 1 collides with the obstacle W.
  • the flying object 1 can rebound in a direction perpendicular to the obstacle W.
  • the flying object 1 can rebound in a direction inclined at a predetermined angle opposite to the collision direction with respect to the obstacle. can.
  • each of the plurality of shafts 8 extends in a direction away from the center of the airframe 2 from the tip on the airframe 2 side to the tip on the guard frame 9 side in a plan view of the aircraft 1 . Therefore, compared to the case where each of the plurality of shafts 8 has a portion that does not extend away from the center of the airframe 2 and a portion that extends only in the vertical direction D1 of the airframe 1 in plan view of the airframe 1 , the elastic deformation of each of the plurality of shafts 8 upon impact can be promoted. As a result, most of the collision energy can be consumed by the elastic deformation of each of the plurality of shafts 8, so that the impact at the time of collision can be mitigated. As a result, the collision load input to the body 2 can be reduced, and the rebound speed from the obstacle W at the time of collision can be reduced.
  • each of the plurality of shafts 8 is formed in a single linear shape from the tip of the body 2 side to the tip of the guard frame 9 side, when each of the plurality of shafts branches into a plurality of In comparison, elastic deformation of each of the plurality of shafts 8 at the time of collision can be promoted. As a result, most of the collision energy can be consumed by the elastic deformation of each of the plurality of shafts 8, so that the impact at the time of collision can be mitigated. As a result, the collision load input to the body 2 can be reduced, and the rebound speed from the obstacle W at the time of collision can be reduced.
  • each of the plurality of shafts 8 is formed in an arc shape, while promoting elastic deformation of each of the plurality of shafts 8 at the time of collision, the impact load input to each of the plurality of shafts 8 can be distributed to a plurality of points. It can be distributed throughout each of the shafts 8 .
  • each of the plurality of shafts 8 is formed to be bent, each of the plurality of shafts 8 can be attached to the fuselage 2, particularly the propeller 6, while promoting elastic deformation of each of the plurality of shafts 8 at the time of collision. It can be easily arranged in a non-contact position.
  • each of the plurality of shafts 8 is connected to one of the plurality of arm portions 5, each of the plurality of shafts 8 can be shortened and reduced in weight.
  • the number of shafts 8 can be increased. As a result, it is possible to reduce the impact load that is input to one arm portion at the time of collision, so that the rigidity as a whole can be increased.
  • the flying object guard 3 is elastically deformable from the viewpoint of increasing the impact absorption.
  • the flying object guard 3 is excessively deformed, there is a possibility that the airframe 2 will collide with the obstacle W when it collides with the obstacle W.
  • the bending elastic modulus of the aircraft guard 3 may be 2.0 GPa or more.
  • the bending elastic modulus of the material of the aircraft guard 3 is preferably 5.0 GPa or more, more preferably 8.0 GPa or more.
  • the bending elastic modulus of the flying object guard 3 may be 250.0 GPa or less.
  • the bending elastic modulus of the aircraft guard 3 is preferably 60.0 GPa or less, more preferably 20.0 GPa or less.
  • the bending elastic modulus of the aircraft guard 3 is , 2.0 GPa or more and 250.0 GPa or less.
  • the bending elastic modulus of the aircraft guard 3 is preferably in the range of 5.0 GPa or more and 60.0 GPa or less, and more preferably in the range of 8.0 GPa or more and 20.0 GPa or less.
  • This flexural modulus is the flexural modulus specified in ISO178.
  • the bending strength of the aircraft guard 3 is It may be 50.0 MPa or more. In this case, the bending strength of the aircraft guard 3 is preferably 100.0 MPa or more, more preferably 250.0 MPa or more. On the other hand, the bending strength of the aircraft guard 3 is not particularly limited, but is preferably 30.0 GPa or less, for example. This bending strength is the bending strength specified in ISO178.
  • At least one of such bending elastic modulus and bending strength may be obtained from the shape or structure of the aircraft guard 3, or from the physical properties of the material of the aircraft guard 3.
  • polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, ABS resin, vinyl chloride resin, methyl methacrylate resin, and nylon are used as materials for the aircraft guard 3 .
  • thermoplastic resins such as resins, fluorine resins, polycarbonate resins, polyester resins, polyetheretherketone resins, polyimide resins, and polyphenylene sulfide resins, and these thermoplastic resins, olefin elastomers, and styrene elastomers , Thermoplastic resin compositions containing additives such as thermoplastic elastomers such as polyester elastomers, silicone elastomers, acrylate elastomers, and urethane elastomers, and these thermoplastic resins, epoxy resins, phenol resins, etc.
  • thermoplastic resins such as resins, fluorine resins, polycarbonate resins, polyester resins, polyetheretherketone resins, polyimide resins, and polyphenylene sulfide resins, and these thermoplastic resins, olefin elastomers, and styrene elastomers , Thermoplastic resin compositions
  • a resin material such as a curable resin composition containing a curable resin and a fiber-reinforced material obtained by reinforcing them with a fiber material may also be used.
  • the fiber material one or more of glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and the like can be used. These resin materials can be molded into a specific shape and used.
  • metal materials such as pure titanium, titanium alloys, steels, aluminum alloys, magnesium alloys, and steels such as maraging steels, stainless steels, and soft irons are used as materials for the aircraft guard 3.
  • metal materials can be molded into a specific shape and used as raw materials, and furthermore, they may have a hollow structure, a honeycomb structure, or the like in order to provide light weight and high strength.
  • the guard frame 9 is preferably made of the above resin material.
  • the plurality of shafts 8 can also be made of the resin material described above.
  • the plurality of shafts 8 may have a bending elastic modulus higher than that of the guard frame 9 .
  • the plurality of shafts 8 may have a bending strength higher than that of the guard frame 9, in which case the metal material described above may be used.
  • the flight guard 3 may be reinforced by providing braces.
  • Brace includes, for example, cross braces, geodesic structures.
  • a cross brace has at least two striations (linear members) and their intersections.
  • the respective muscles may not be connected to each other, or may be rotatably connected by a pin shaft or the like, or may be connected by a hub structure.
  • both ends of each muscle can be connected to the flight guard 3 for use.
  • the crossing portion has a hub structure
  • one end of each muscle can be connected to the hub and the other end can be connected to the flight guard 3 for use.
  • each cross brace may be formed in a straight line or in an arc shape.
  • the arc shape it is possible to disperse the impact load input to each of the plurality of muscles over the entirety of each of the plurality of muscles while promoting the elastic deformation of each of the plurality of muscles at the time of collision.
  • a triangle may be a polyhedron with one face or two or more faces, and a polyhedron with three or more faces may have a hemispherical (dome-like) structure.
  • Each muscle that constitutes the braces is connected to the flight guard 3, preferably to the guard frame 9.
  • Each of the plurality of muscles is detachably connected to the flight guard 3, for example.
  • the detachable connection of each of the plurality of struts to the flight guard 3 can be, for example, by screwing, fitting, engaging or the like to the guard frame 9 or shaft 8 .
  • each of the plurality of muscles may be non-detachably connected to the flight guard 3 .
  • the non-detachable connection of each of the plurality of struts to the flight guard 3 can be made, for example, by integral molding, gluing or the like to the guard frame 9 or shaft 8 .
  • the same materials as those used for the aircraft guard 3 can be used for each muscle constituting the braces.
  • the flight guard 3 can further protect the airframe 2 against collisions with obstacles from above, it may be covered with a net or a net-like object. In this case, it is preferable to provide braces because the net-like object can avoid interference with the propeller.
  • FIG. 7 to 9 A flying object according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
  • the flying object according to the second embodiment is basically the same as the flying object 1 according to the first embodiment, and only the flying object guard is different from the flying object 1 according to the first embodiment. Therefore, hereinafter, only the matters different from the flying object 1 according to the first embodiment will be explained, and the explanation of the same matters as the flying object 1 according to the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 7 is a perspective view of an aircraft 1A according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a front view of an aircraft 1A according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view of an aircraft 1A according to the second embodiment.
  • an aircraft 1A according to the second embodiment includes a body 2 and an aircraft guard 3A.
  • the flying object guard 3A is basically the same as the flying object guard 3 of the first embodiment, and differs from the flying object guard 3 of the first embodiment only in the shape of the plurality of shafts.
  • the aircraft guard 3A includes a plurality of shafts 8A and a guard frame 9.
  • Each of the plurality of shafts 8A extends from the tip of the airframe 2 side to the guard frame 9 in a plan view of the aircraft 1A (a plan view of the aircraft guard 3A). It extends away from the center of the fuselage 2 to the tip of the side. That is, each of the plurality of shafts 8A does not have a portion that does not extend away from the center of the fuselage 2 and a portion that extends only in the vertical direction D1 of the aircraft 1A in plan view of the aircraft 1A.
  • Each of the plurality of shafts 8A is formed in a single linear shape from the tip on the body 2 side to the tip on the guard frame 9 side, similar to each of the plurality of shafts 8 of the first embodiment. That is, each of the plurality of shafts 8A extends from the tip on the body 2 side to the tip on the guard frame 9 side without branching into a plurality of parts.
  • Each of the multiple shafts 8A is formed in an arc shape. Specifically, each of the plurality of shafts 8A extends arcuately without having a bent portion like each of the plurality of shafts 8 of the first embodiment.
  • the arc shape of each of the plurality of shafts 8A is not particularly limited. It can have a shape extending away from the center of the fuselage 2 .
  • each of the plurality of shafts 8A is formed in an arc shape, thereby promoting elastic deformation of each of the plurality of shafts 8A at the time of a collision, and inputting force to each of the plurality of shafts 8A.
  • the applied impact load can be distributed over each of the plurality of shafts 8A. As a result, the impact at the time of collision can be mitigated, and the impact load input from the aircraft guard 3A to the airframe 2 can be reduced.
  • FIG. 10 to 12 An aircraft according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 12.
  • FIG. The flying object according to the third embodiment is basically the same as the flying object 1 according to the first embodiment, and only the flying object guard is different from the flying object 1 according to the first embodiment. Therefore, hereinafter, only the matters different from the flying object 1 according to the first embodiment will be explained, and the explanation of the same matters as the flying object 1 according to the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 10 is a perspective view of an aircraft 1B according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a front view of an aircraft 1B according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view of an aircraft 1B according to the third embodiment.
  • an aircraft 1B according to the third embodiment includes a body 2 and an aircraft guard 3B.
  • the flying object guard 3B is basically the same as the flying object guard 3 of the first embodiment, and differs from the flying object guard 3 of the first embodiment only in the number and arrangement of guard frames.
  • the aircraft guard 3B includes a plurality of shafts 8 and a guard frame 9B.
  • the guard frame 9B has a first guard frame 9B1 and a second guard frame 9B2.
  • the second guard frame 9B2 is arranged below the first guard frame 9B1 in the vertical direction D1 of the aircraft 1 . That is, the first guard frame 9B1 is connected to the tips (upper ends) of the plurality of shafts 8, and the second guard frame 9B2 is located below the first guard frame 9B1 in the vertical direction D1 of the aircraft 1. are connected to a plurality of shafts 8 at .
  • Both the first guard frame 9B1 and the second guard frame 9B2 are arranged outside the airframe 2 in plan view of the aircraft 1B (plan view of the aircraft guard 3B).
  • the second guard frame 9B2 is arranged inside the first guard frame 9B1 in plan view of the aircraft 1B. That is, both the first guard frame 9B1 and the second guard frame 9B2 are formed in an annular shape surrounding the airframe 2 in plan view of the flying object 1B, like the guard frame 9 of the first embodiment.
  • the second guard frame 9B2 has a smaller diameter than the first guard frame 9B1.
  • Both the first guard frame 9B1 and the second guard frame 9B2 are arranged only above the center of gravity position G of the flying object 1B in the vertical direction D1 of the flying object 1B, like the guard frame 9 of the first embodiment. be done.
  • both the first guard frame 9B1 and the second guard frame 9B2 are arranged in the vertical direction of the aircraft guard 3B from the tips of the plurality of shafts 8 on the airframe 2 side, similarly to the guard frame 9 of the first embodiment. Placed only above.
  • both the first guard frame 9B1 and the second guard frame 9B2 are configured to fly in the same manner as the guard frame 9 of the first embodiment. It may be arranged only above the center of gravity position G of the flying object 1B in the vertical direction D4 when the object 1B is inclined at the inclination angle ⁇ . Further, regardless of whether or not the flying object 1B is configured to fly while tilting forward at an inclination angle ⁇ , in the case of the flying object 1B propelled while tilting forward, the first guard frame 9B1 and the second guard frame 9B1 are used. Both frames 9B2 may be arranged only above the center of gravity position G of the aircraft 1B in the vertical direction D4 when the aircraft 1B is tilted by 3°, 10°, or 25°.
  • the guard frame 9B has the first guard frame 9B1 and the second guard frame 9B2 arranged vertically, so that the rigidity of the aircraft guard 3B can be increased.
  • the second guard frame 9B2 which is arranged below the first guard frame 9B1 in the vertical direction D1 of the flying object 1B, is arranged inside the first guard frame 9B1 in plan view of the flying object 1B.
  • FIG. 4 embodiment An aircraft according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 15.
  • FIG. The flying object according to the fourth embodiment is basically the same as the flying object 1 according to the first embodiment, and only the flying object guard is different from the flying object 1 according to the first embodiment. More specifically, the flying object according to the fourth embodiment is the flying object 1 according to the first embodiment, in which the plurality of shafts are replaced with the plurality of shafts 8A of the second embodiment, and the guard frames are replaced with the shafts 8A of the third embodiment. is replaced with the guard frame 9B. Therefore, in the following, only matters different from the above embodiment will be explained, and explanations of matters similar to the above embodiment will be omitted.
  • FIG. 13 is a perspective view of an aircraft 1C according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a front view of an aircraft 1C according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view of an aircraft 1C according to the fourth embodiment.
  • an aircraft 1C according to the fourth embodiment includes a body 2 and an aircraft guard 3C.
  • the flying object guard 3C is basically the same as the flying object guard 3 of the first embodiment. differ from The aircraft guard 3C includes a plurality of shafts 8C and a guard frame 9C.
  • Each of the plurality of shafts 8C is the same as each of the plurality of shafts 8A of the second embodiment.
  • each of the plurality of shafts 8C is formed in a single linear shape extending in a direction away from the center of the body 2 from the tip on the body 2 side to the tip on the guard frame 9 side.
  • Each of the multiple shafts 8C is formed in an arc shape.
  • the guard frame 9C is the same as the guard frame 9C of the third embodiment. That is, the guard frame 9C has a first guard frame 9C1 similar to the first guard frame 9B1 of the third embodiment and a second guard frame 9C2 similar to the second guard frame 9B2 of the third embodiment.
  • the arrangement, shape, etc. of the first guard frame 9C1 and the second guard frame 9C2 are the same as those of the first guard frame 9B1 and the second guard frame 9B2 of the third embodiment.
  • the guard frame does not have to be annular as long as it is arranged outside the flying object in plan view.
  • the guard frame may be formed in an annular shape other than a perfect circle and an ellipse, or may be formed in an annular shape other than an annular shape.
  • the number of guard frames is not particularly limited as long as the guard frames are arranged only above the center of gravity of the aircraft in the vertical direction.
  • three or more guard frames may be provided.
  • each of the plurality of shafts may be connected to a portion other than the arm portion.

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Abstract

周囲の視界を確保しつつ衝突時の落下を抑制することができる飛行体及び飛行体用ガードを提供する。より詳しくは、飛行体１は、飛行可能な飛行体である。飛行体１は、プロペラ６を有する機体２と、機体２に接続された複数のシャフト８と、複数のシャフト８に接続されて飛行体１の平面視において機体２の外側に配置されるガードフレーム９と、を備える。ガードフレーム９は、飛行体１の重心位置Ｇよりも飛行体１の上下方向における上方にのみ配置される。

Description

飛行体及び飛行体用ガード
　本発明は、ドローン等の飛行体及び飛行体用ガードに関する。
　特許文献１には、放射状に配設された複数のアームにロータ（プロペラ）が配設された飛行体が記載されている。この飛行体は、ロータ（プロペラ）と障害物との接触を防止するために、複数のアームを連結するガードフレームを備えている。
特開２０１１－０４６３５５号公報
　ところで、特許文献１に記載された飛行体のようにガードフレームを備えた飛行体は、ガードフレームにおいて壁等の障害物に衝突する。このとき、ガードフレームが飛行体の重心位置よりも下方に配置されると、つまり、飛行体の重心位置がガードフレームよりも上方に配置されると、飛行体は、飛行方向に向かう推進力により、障害物に対して前傾する方向に回転する。この回転方向は、プロペラによる揚力方向と同じである。このため、飛行体は、障害物に衝突すると、前傾角度が大きくなって落下しやすくなる。
　また、飛行体は、カメラ等の観測機器を取り付けて、飛行体の周囲を観測する用途に用いられることが多い。このため、ガードフレームが飛行体の重心位置よりも下方に配置されると、周囲の視界がガードフレームにより遮られて、観測機器による周囲の観測に支障をきたす可能性がある。
　そこで、本発明は、周囲の視界を確保しつつ衝突時の落下を抑制することができる飛行体及び飛行体用ガードを提供することを課題とする。
　本発明に係る飛行体は、飛行可能な飛行体であって、プロペラを有する機体と、機体に接続された複数のシャフト（線状の部材）と、複数のシャフトに接続されて飛行体の平面視において機体の外側に配置されるガードフレームと、を備え、ガードフレームは、飛行体の重心位置よりも飛行体の上下方向における上方にのみ配置される。
　この飛行体では、ガードフレームが飛行体の平面視において機体の外側に配置されるため、飛行体は、ガードフレームにおいて壁等の障害物に衝突する。このとき、飛行体は、プロペラによる揚力により、障害物に対して前傾する方向に回転しようとする。一方、ガードフレームが飛行体の重心位置よりも飛行体の上下方向における上方にのみ配置されるため、飛行体は、飛行体の推進力により、障害物に対して後傾する方向に回転しようとする。これらの回転は、互いに反対方向の回転であるため、互いに相殺するように作用する。これにより、障害物に衝突した際の回転を小さく抑えることができるため、衝突時の落下を抑制することができる。しかも、ガードフレームが飛行体の重心位置よりも飛行体の上下方向における上方にのみ配置されるため、周囲の視界がガードフレームにより遮られるのを抑制することができる。これにより、周囲の視界を確保することができる。また、ガードフレームの軽量化を図ることもでき、飛行時間を長くすることができる。
　上記の飛行体において、ガードフレームは、プロペラよりも飛行体の上下方向における上方に配置されてもよい。この飛行体では、ガードフレームがプロペラよりも飛行体の上下方向における上方に配置されることで、周囲の視界を更に確保しつつ衝突時の落下を更に抑制することができる。
　上記の飛行体において、飛行体は、傾斜角度で前傾して推進するように構成されており、ガードフレームは、飛行体が傾斜角度に傾斜した際の飛行体の重心位置よりも鉛直方向における上方にのみ配置されてもよい。この飛行体では、傾斜角度で前傾して推進するように構成されている場合に、ガードフレームが、飛行体が傾斜角度に傾斜した際の飛行体の重心位置よりも鉛直方向における上方にのみ配置されることで、周囲の視界を更に確保しつつ衝突時の落下を更に抑制することができる。
　上記の飛行体において、ガードフレームは、飛行体が３°傾斜した際の飛行体の重心位置よりも鉛直方向における上方にのみ配置されてもよい。飛行体は、飛行方向に前傾しながら推進することが多く、このときの飛行体の前傾の角度は３°以内となることが多い。このため、ガードフレームが、飛行体が３°傾斜した際の飛行体の重心位置よりも鉛直方向における上方にのみ配置されることで、周囲の視界を更に確保しつつ衝突時の落下を更に抑制することができる。
　上記の飛行体において、ガードフレームは、飛行体の平面視において機体を包囲する環状に形成されていてもよい。この飛行体では、ガードフレームが飛行体の平面視において機体を包囲する環状に形成されていることで、飛行体が障害物に衝突した際の飛行体の向きに関わらず、機体が障害物に衝突するのを抑制することができる。
　上記の飛行体において、ガードフレームは、円環状に形成されていてもよい。この飛行体では、ガードフレームが円環状に形成されていることで、飛行体が障害物に衝突した際に生じる衝撃荷重を、ガードフレームの全体に分散させることができる。これにより、ガードフレームの破損を抑制することができるともに、ガードフレーム及び複数のシャフトから機体に入力される衝撃荷重を小さくすることができる。
　上記の飛行体において、ガードフレームは、真円の円環状に形成されていてもよい。この飛行体では、ガードフレームが真円の円環状に形成されていることで、飛行体が障害物に衝突した際の、障害物からの跳ね返り方向をコントロールすることができる。例えば、飛行体が障害物に対して垂直な方向から衝突した場合、障害物に対して垂直な方向に飛行体を跳ね返らすことができる。また、飛行体が障害物に対して所定角度傾斜した方向から衝突して場合、障害物に対して衝突方向とは反対側に所定角度傾斜した方向に飛行体を跳ね返らすことができる。
　上記の飛行体において、ガードフレームは、第一ガードフレームと、第一ガードフレームよりも飛行体の上下方向における下方に配置される第二ガードフレームと、を有し、第二ガードフレームは、飛行体の平面視において第一ガードフレームの内側に配置されてもよい。この飛行体では、ガードフレームが上下に配置される第一ガードフレーム及び第二ガードフレームを有することで、ガードフレーム及び複数のシャフトの剛性を高めることができる。しかも、第一ガードフレームよりも飛行体の上下方向における下方に配置される第二ガードフレームが、飛行体の平面視において第一ガードフレームの内側に配置されることで、飛行体が障害物に衝突した際に、第一ガードフレームよりも先に第二ガードフレームが障害物に衝突するのを抑制することができる。これにより、衝突時の飛行体の回転が第二ガードフレームにより阻害されることにより飛行体の姿勢が不安定になることを抑制することができる。
　上記の飛行体において、複数のシャフトのそれぞれは、飛行体の平面視において、機体側の先端からガードフレーム側の先端まで、機体の中心から離れる方向に延びていてもよい。この飛行体では、複数のシャフトのそれぞれが、飛行体の平面視において機体側の先端からガードフレーム側の先端まで機体の中心から離れる方向に延びている。このため、複数のシャフトのそれぞれが、飛行体の平面視において機体の中心から離れる方向に延びていない部分及び飛行体の上下方向にのみ延びている部位を有する場合に比べて、衝突時の複数のシャフトのそれぞれの弾性変形を促進することができる。これにより、衝突エネルギーの多くを複数のシャフトのそれぞれの弾性変形により消費することができるため、衝突時の衝撃を緩和することができる。その結果、機体に入力される衝突荷重を小さくすることができるとともに、衝突時の障害物からの跳ね返り速度を低下させることができる。
　上記の飛行体において、複数のシャフトのそれぞれは、機体側の先端からガードフレーム側の先端まで、一本の線状に形成されていてもよい。この飛行体では、複数のシャフトのそれぞれが、機体側の先端からガードフレーム側の先端まで一本の線状に形成されていることで、複数のシャフトのそれぞれが複数に分岐している場合に比べて、衝突時の複数のシャフトのそれぞれの弾性変形を促進することができる。これにより、衝突エネルギーの多くを複数のシャフトのそれぞれの弾性変形により消費することができるため、衝衝突時の衝撃を緩和することができる。その結果、機体に入力される衝突荷重を小さくすることができるとともに、衝突時の障害物からの跳ね返り速度を低下させることができる。
　上記の飛行体において、複数のシャフトのそれぞれは、弧状に形成されていてもよい。この飛行体では、複数のシャフトのそれぞれが弧状に形成されていることで、衝突時の複数のシャフトのそれぞれの弾性変形を促進しつつ、複数のシャフトのそれぞれに入力される衝撃荷重を複数のシャフトのそれぞれの全体に分散させることができる。
　上記の飛行体において、複数のシャフトのそれぞれは、屈曲して形成されていてもよい。この飛行体では、複数のシャフトのそれぞれが屈曲して形成されていることで、衝突時の複数のシャフトのそれぞれの弾性変形を促進しつつ、複数のシャフトのそれぞれを機体に当接しない位置に容易に配置することができる。
　上記の飛行体において、機体は、中央部と、中央部から延びてプロペラが取り付けられる複数のアーム部と、を有し、複数のシャフトのそれぞれは、複数のアーム部の何れかに接続されていてもよい。この飛行体では、複数のシャフトのそれぞれが複数のアーム部の何れかに接続されていることで、複数のシャフトのそれぞれを短くして軽量化することができる。
　上記の飛行体において、複数のアーム部のそれぞれに、二本以上のシャフトが接続されていてもよい。この飛行体では、複数のアーム部のそれぞれに二本以上のシャフトが接続されていることで、シャフトの本数を増やすことができる。これにより、衝突時に一本のアーム部に入力される衝撃荷重を小さくすることができるため、全体としての剛性を高めることができる。
　本実施形態に係る飛行体用ガードは、プロペラを有する機体に取り付けられる飛行体用ガードであって、機体に接続される複数のシャフトと、複数のシャフトに接続されたガードフレームと、を備え、ガードフレームは、複数のシャフトの機体側の先端よりも飛行体用ガードの上下方向における上方にのみ配置される。
　この飛行体用ガードが機体に取り付けられた飛行体は、ガードフレームにおいて壁等の障害物に衝突すると、プロペラによる揚力により、障害物に対して前傾する方向に回転しようとする。一方、ガードフレームが複数のシャフトの機体側の先端よりも飛行体用ガードの上下方向における上方にのみ配置されるため、飛行体は、飛行体の推進力により、障害物に対して後傾する方向に回転しようとする。これらの回転は、互いに反対方向の回転であるため、互いに相殺するように作用する。これにより、障害物に衝突した際の回転を小さく抑えることができるため、衝突時の落下を抑制することができる。しかも、ガードフレームが複数のシャフトの機体側の先端よりも飛行体用ガードの上下方向における上方にのみ配置されるため、飛行体用ガードが取り付けられた飛行体において、周囲の視界がガードフレームにより遮られるのを抑制することができる。これにより、周囲の視界を確保することができる。
　上記の飛行体用ガードにおいて、複数のシャフトのそれぞれは、飛行体用ガードの平面視において、機体側の先端からガードフレーム側の先端まで、飛行体用ガードの中心から離れる方向に延びていてもよい。この飛行体用ガードでは、複数のシャフトのそれぞれが、飛行体用ガードの平面視において機体側の先端からガードフレーム側の先端まで飛行体用ガードの中心から離れる方向に延びている。このため、複数のシャフトのそれぞれが、飛行体用ガードの平面視において飛行体用ガードの中心から離れる方向に延びていない部分及び飛行体用ガードの上下方向にのみ延びている部位を有する場合に比べて、衝突時の複数のシャフトのそれぞれの弾性変形を促進することができる。これにより、衝突エネルギーの多くを複数のシャフトのそれぞれの弾性変形により消費することができる。その結果、機体に入力される衝突荷重を小さくすることができるため、衝突時の衝撃を緩和することができるとともに、衝突時の障害物からの跳ね返り速度を低下させることができる。
　上記の飛行体用ガードにおいて、複数のシャフトのそれぞれは、機体側の先端からガードフレーム側の先端まで、一本の線状に形成されていてもよい。この飛行体用ガードでは、複数のシャフトのそれぞれが、機体側の先端からガードフレーム側の先端まで一本の線状に形成されていることで、複数のシャフトのそれぞれが複数に分岐している場合に比べて、衝突時の複数のシャフトのそれぞれの弾性変形を促進することができる。これにより、衝突エネルギーの多くを複数のシャフトのそれぞれの弾性変形により消費することができるため、衝突時の衝撃を緩和することができる。その結果、機体に入力される衝突荷重を小さくすることができるとともに、衝突時の障害物からの跳ね返り速度を低下させることができる。
　上記の飛行体用ガードにおいて、複数のシャフトのそれぞれは、弧状に形成されていてもよい。この飛行体用ガードでは、複数のシャフトのそれぞれが弧状に形成されていることで、衝突時の複数のシャフトのそれぞれの弾性変形を促進しつつ、複数のシャフトのそれぞれに入力される衝撃荷重を複数のシャフトのそれぞれの全体に分散させることができる。
　上記の飛行体用ガードにおいて、複数のシャフトのそれぞれは、屈曲した線状に形成されていてもよい。この飛行体用ガードでは、複数のシャフトのそれぞれが屈曲して形成されていることで、衝突時の複数のシャフトのそれぞれの弾性変形を促進しつつ、複数のシャフトのそれぞれを飛行体用ガードが取り付けられる飛行体に当接しない位置に容易に配置することができる。
　上記の飛行体用ガードにおいて、ガードフレームは、環状の第一ガードフレームと、第一ガードフレームよりも下方に配置される環状の第二ガードフレームと、を有し、第二ガードフレームは、飛行体用ガードの平面視において、第一ガードフレームの内側に配置されてもよい。この飛行体用ガードでは、ガードフレームが上下に配置される第一ガードフレーム及び第二ガードフレームを有することで、飛行体用ガードの剛性を高めることができる。しかも、第一ガードフレームよりも下方に配置される第二ガードフレームが、飛行体用ガードの平面視において第一ガードフレームの内側に配置されることで、飛行体用ガードが取り付けられた飛行体が障害物に衝突した際に、第一ガードフレームよりも先に第二ガードフレームが障害物に衝突するのを抑制することができる。これにより、衝突時の飛行体の回転が第二ガードフレームにより阻害されることにより飛行体の姿勢が不安定になることを抑制することができる。
　本発明によれば、周囲の視界を確保しつつ衝突時の落下を抑制することができる。
第一実施形態に係る飛行体の斜視図である。 第一実施形態に係る飛行体の正面図である。 第一実施形態に係る飛行体の平面図である。 飛行体が障害物に衝突した状態の例を示す正面図である。 飛行体が前傾して飛行している状態を示す正面図である。 前傾して飛行している飛行体が障害物に衝突した状態を示す正面図である。 第二実施形態に係る飛行体の斜視図である。 第二実施形態に係る飛行体の正面図である。 第二実施形態に係る飛行体の平面図である。 第三実施形態に係る飛行体の斜視図である。 第三実施形態に係る飛行体の正面図である。 第三実施形態に係る飛行体の平面図である。 第四実施形態に係る飛行体の斜視図である。 第四実施形態に係る飛行体の正面図である。 第四実施形態に係る飛行体の平面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第一実施形態］
　図１～図３を参照して、第一実施形態に係る飛行体について説明する。図１は、第一実施形態に係る飛行体１の斜視図である。図２は、第一実施形態に係る飛行体１の正面図である。図３は、第一実施形態に係る飛行体１の平面図である。図１～図３に示すように、第一実施形態に係る飛行体１は、飛行可能な飛行体であり、例えば、ドローンである。第一実施形態に係る飛行体１は、機体２と、飛行体用ガード３と、を備える。なお、飛行体１の上下方向Ｄ１は、水平面に載置された飛行体１の上下方向、又は、ホバリング中の飛行体１の上下方向である。機体２及び飛行体用ガード３の上下方向は、飛行体１の上下方向Ｄ１と同じである。飛行体１の上下方向Ｄ１における上方は、図２における上方である。飛行体１の中心を通って飛行体１の上下方向Ｄ１に延びる線を、基準線Ｌという。
　機体２は、飛行体１の本体を成す部分である。機体２は、中央部４と、複数のアーム部５と、複数のプロペラ６と、を有する。機体２は、その他にも、例えば、外部装置との間で無線信号を送受信する送受信装置（不図示）、飛行体１を飛行させるための制御装置（不図示）、プロペラ６を回転させるためのモータ（不図示）、制御装置及びモータ等に電源供給するための電池（不図示）等を備える。
　中央部４は、飛行体１の中央部に位置する部分である。中央部４には、例えば、送受信装置、制御装置、電池等が搭載されている。中央部４には、例えば、飛行体１の周囲を観測するためのカメラ等の観測機器７が着脱可能に取り付けられる。観測機器７は、例えば、飛行体１とは別部材であり、中央部４の底面に着脱可能に取り付けられる。なお、観測機器７は、中央部４に着脱可能に取り付けられるものではなく、中央部４の底部に搭載される飛行体１の内蔵部品であってもよい。
　複数のアーム部５は、中央部４から互いに異なる方向に延びている。複数のアーム部５は、例えば、基準線Ｌ周りに等角度で配置されている。複数のアーム部５のそれぞれには、例えば、モータが搭載されている。アーム部５の本数は、特に限定されないが、本実施形態では、一例として４本である。
　複数のプロペラ６は、回転することにより飛行体１を飛行させる。複数のプロペラ６のそれぞれは、回転可能に複数のアーム部５のそれぞれに取り付けられている。つまり、一つのアーム部５に一つのプロペラ６が取り付けられている。複数のプロペラ６は、基準線Ｌを中心とした同一円周上に配置されている。複数のプロペラ６のそれぞれは、例えば、複数のプロペラ６のそれぞれに搭載されたモータにより回転駆動される。
　飛行体用ガード３は、機体２を保護するものである。つまり、飛行体用ガード３は、飛行体１が壁等の障害物に衝突した際に、機体２、特にプロペラ６が障害物に衝突するのを防止するためのものである。飛行体用ガード３は、複数のシャフト８と、ガードフレーム９と、を備える。
　複数のシャフト８のそれぞれは、機体２に対してガードフレーム９を支持する部分である。複数のシャフト８のそれぞれは、機体２とガードフレーム９とに接続されている。複数のシャフト８のそれぞれは、例えば、機体２に対して着脱可能に接続されている。機体２に対する複数のシャフト８のそれぞれの着脱可能な接続は、例えば、螺合、嵌合、係合等により行うことができる。なお、複数のシャフト８のそれぞれは、機体２に対して着脱不能に接続されていてもよい。複数のシャフト８のそれぞれは、例えば、ガードフレーム９に対して着脱不能に接続されている。ガードフレーム９に対する複数のシャフト８のそれぞれの着脱不能な接続は、例えば、一体成形、接着等により行うことができる。なお、ガードフレーム９は、複数のシャフト８のそれぞれに対して着脱可能に接続されていてもよい。
　複数のシャフト８のそれぞれは、機体２における、複数のアーム部５の何れかに接続されている。より具体的には、複数のアーム部５のそれぞれに、二本以上のシャフト８が接続されている。一つのアーム部５に接続されているシャフト８の数は、特に限定されないが、本実施形態では、一例として二本である。
　複数のシャフト８のそれぞれは、飛行体１の平面視において、機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで、機体２の中心から離れる方向に延びている。つまり、複数のシャフト８のそれぞれは、飛行体１の平面視において機体２の中心から離れる方向に延びていない部分及び飛行体１の上下方向Ｄ１にのみ延びている部位を有さない。飛行体１の平面視とは、基準線Ｌに沿う方向、つまり、飛行体１の上下方向Ｄ１に沿う方向から見ることをいう。飛行体用ガード３の平面視は、飛行体１の平面視と同じである。機体２の中心は、飛行体１の中心であり、基準線Ｌ上にある。
　複数のシャフト８のそれぞれは、機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで、一本の線状に形成されている。つまり、複数のシャフト８のそれぞれは、機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで、複数に分岐せずに延びている。
　複数のシャフト８のそれぞれは、屈曲して形成されている、具体的には、複数のシャフト８のそれぞれは、水平部８ａと、傾斜部８ｂと、を有する。水平部８ａは、機体２のアーム部５に接続される部分である。水平部８ａは、飛行体１の上下方向Ｄ１におけるプロペラ６の下方に配置されている。水平部８ａは、機体２の中心から離れるように、アーム部５から飛行体１の横方向に向けて延びている。飛行体１の横方向とは、基準線Ｌと直交する方向である。傾斜部８ｂは、ガードフレーム９に接続される部分である。傾斜部８ｂは、水平部８ａに対して屈曲して接続されて、プロペラ６の側方に配置されている。そして、傾斜部８ｂは、水平部８ａの先端から、機体２の中心から離れるように、基準線Ｌに対して傾斜した方向に延びている。つまり、傾斜部８ｂは、水平部８ａ側の先端からガードフレーム９側の先端まで、飛行体１の横方向かつ飛行体１の上下方向Ｄ１に傾斜しながら延びている。これにより、複数のシャフト８のそれぞれは、プロペラ６に沿う屈曲形状となっている。但し、複数のシャフト８のそれぞれは、機体２に接触しなければ、どのような屈曲形成であってもよい。
　ガードフレーム９は、機体２を保護する部分である。つまり、ガードフレーム９は、飛行体１が障害物に衝突した際に、機体２より先に障害物に衝突することで、機体２が障害物に衝突するのを防止する部分である。ガードフレーム９は、機体２を保護するために、飛行体１の平面視において機体２の外側に配置される。
　ガードフレーム９は、飛行体１の平面視において機体２を包囲する環状に形成されている。本実施形態では、複数のプロペラ６が基準線Ｌを中心とした同一円周上に配置されていることから、ガードフレーム９は、真円の円環状に形成されている。但し、複数のプロペラ６が楕円状に配置されている場合、機体２が何れかの方向に長く延びている場合等は、ガードフレーム９は、複数のプロペラ６に沿った楕円の円環状に形成されていてもよい。
　ガードフレーム９は、飛行体１の重心位置Ｇよりも飛行体１の上下方向Ｄ１における上方にのみ配置される。つまり、ガードフレーム９は、飛行体１の重心位置Ｇよりも飛行体１の上下方向Ｄ１における上方にのみ配置されるように、複数のシャフト８により支持されている。また、ガードフレーム９は、複数のシャフト８の機体２側の先端よりも飛行体用ガード３の上下方向における上方にのみ配置される。なお、ガードフレーム９は、複数のプロペラ６よりも飛行体１の上下方向Ｄ１における上方に配置されてもよい。
　飛行体１の重心位置Ｇは、機体２及び飛行体用ガード３を備える飛行体１の重心位置である。例えば、観測機器７が飛行体１とは別部材であり、別部材である飛行体１が機体２に着脱可能に取り付けられる場合は、飛行体１の重心位置Ｇは、観測機器７を除いた飛行体１の重心位置となる。また、観測機器７が飛行体１の内蔵部品で、観測機器７が予め機体２に搭載されている場合は、飛行体１の重心位置Ｇは、観測機器７を含んだ飛行体１の重心位置となる。
　図４は、飛行体１が障害物Ｗに衝突した状態の例を示す正面図である。図４に示すように、飛行体１では、ガードフレーム９が飛行体１の平面視において機体２の外側に配置されるため、飛行体１は、ガードフレーム９において壁等の障害物Ｗに衝突する。このとき、飛行体１は、プロペラ６による揚力により、障害物に対して前傾する方向Ｄ２に回転しようとする。一方、ガードフレーム９が飛行体１の重心位置Ｇよりも飛行体１の上下方向Ｄ１における上方にのみ配置されるため、飛行体１は、飛行体１の推進力により、障害物Ｗに対して後傾する方向Ｄ３に回転しようとする。これらの回転は、互いに反対方向の回転であるため、互いに相殺するように作用する。これにより、障害物に衝突した際の回転を小さく抑えることができるため、衝突時の落下を抑制することができる。
　しかも、ガードフレーム９が飛行体１の重心位置Ｇよりも飛行体１の上下方向における上方にのみ配置されるため、周囲の視界（観測機器７の視界）がガードフレーム９により遮られるのを抑制することができる。これにより、周囲の視界（観測機器７の視界）を確保することができる。
　また、ガードフレーム９がプロペラ６よりも飛行体１の上下方向Ｄ１における上方に配置されることで、周囲の視界（観測機器７の視界）を更に確保しつつ衝突時の落下を更に抑制することができる。
　図５は、飛行体１が前傾して飛行している状態を示す正面図である。図５に示すように、飛行体１は、所定の傾斜角度θで前傾して推進するように構成されていることが多い。そこで、傾斜角度θで前傾して推進するように構成されている飛行体１においては、周囲の視界を確保しつつ衝突時の落下を抑制する観点から、ガードフレーム９は、飛行体１が傾斜角度θに傾斜した際の飛行体１の重心位置Ｇよりも鉛直方向Ｄ４における上方にのみ配置されてもよい。
　また、飛行体１が傾斜角度θで前傾して推進するように構成されているか否かに関わらず、飛行体１は、飛行方向に前傾しながら推進することが多く、このときの傾斜角度θは、一般的に、３°以内、１０°以内、又は２５°以内である。このため、前傾しながら推進する飛行体１の場合は、周囲の視界を確保しつつ衝突時の落下を抑制する観点から、ガードフレーム９は、飛行体１が、３°、１０°、又は２５°傾斜した際の飛行体１の重心位置Ｇよりも鉛直方向Ｄ４における上方にのみ配置されてもよい。
　図６は、傾斜角度θで前傾して推進している飛行体１が障害物Ｗに衝突した状態を示す正面図である。図６に示すように、前傾して推進している飛行体１が障害物Ｗに衝突すると、飛行体１は、プロペラ６による揚力により、障害物に対して前傾する方向Ｄ２に回転しようとする。この方向Ｄ２は、飛行体１の前傾と同じ方向であり、飛行体１の前傾を増大する方向である。一方、ガードフレーム９が、飛行体１が傾斜角度θに傾斜した際の飛行体１の重心位置Ｇよりも鉛直方向Ｄ４における上方にのみ配置されるため、傾斜角度θで前傾して推進していた飛行体１は、飛行体１の推進力により、障害物Ｗに対して後傾する方向Ｄ３に回転しようとする。これらの回転は、互いに反対方向の回転であるため、互いに相殺するように作用する。しかも、飛行体１の推進力による方向Ｄ３の回転は、飛行体１の前傾とは反対方向の回転であるため、前傾している飛行体１を水平状態に戻すように、つまり、前傾している飛行体１の上下方向Ｄ１を鉛直方向Ｄ４に戻すように作用する。これにより、障害物に衝突した際の回転を小さく抑えることができるため、衝突時の落下を抑制することができる。
　しかも、ガードフレーム９が、飛行体１が傾斜角度θに傾斜した際の飛行体１の重心位置Ｇよりも鉛直方向Ｄ４における上方にのみ配置されるため、飛行体１が傾斜角度θで前傾して推進している場合も、周囲の視界（観測機器７の視界）がガードフレーム９により遮られるのを抑制することができる。これにより、飛行体１が傾斜角度θで前傾して推進している場合の周囲の視界（観測機器７の視界）を確保することができる。
　また、ガードフレーム９が、飛行体１が、３°、１０°、又は２５°傾斜した際の飛行体１の重心位置Ｇよりも鉛直方向Ｄ４における上方にのみ配置されることで、周囲の視界を更に確保しつつ衝突時の落下を更に抑制することができる。
　また、ガードフレーム９が飛行体１の平面視において機体２を包囲する環状に形成されていることで、飛行体１が障害物Ｗに衝突した際の飛行体１の向きに関わらず、機体２が障害物Ｗに衝突するのを抑制することができる。
　また、ガードフレーム９が円環状に形成されていることで、飛行体１が障害物に衝突した際に生じる衝撃荷重を、ガードフレーム９の全体に分散させることができる。これにより、ガードフレーム９の破損を抑制することができるともに、飛行体用ガード３から機体２に入力される衝撃荷重を小さくすることができる。
　また、ガードフレーム９が真円の円環状に形成されていることで、飛行体１が障害物Ｗに衝突した際の、障害物Ｗからの跳ね返り方向をコントロールすることができる。例えば、飛行体１が障害物Ｗに対して垂直な方向から衝突した場合、障害物Ｗに対して垂直な方向に飛行体１を跳ね返らすことができる。また、飛行体１が障害物Ｗに対して所定角度傾斜した方向から衝突して場合、障害物に対して衝突方向とは反対側に所定角度傾斜した方向に飛行体１を跳ね返らすことができる。
　また、複数のシャフト８のそれぞれが、飛行体１の平面視において機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで機体２の中心から離れる方向に延びている。このため、複数のシャフト８のそれぞれが、飛行体１の平面視において機体２の中心から離れる方向に延びていない部分及び飛行体１の上下方向Ｄ１にのみ延びている部位を有する場合に比べて、衝突時の複数のシャフト８のそれぞれの弾性変形を促進することができる。これにより、衝突エネルギーの多くを複数のシャフト８のそれぞれの弾性変形により消費することができるため、衝突時の衝撃を緩和することができる。その結果、機体２に入力される衝突荷重を小さくすることができるとともに、衝突時の障害物Ｗからの跳ね返り速度を低下させることができる。
　また、複数のシャフト８のそれぞれが、機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで一本の線状に形成されていることで、複数のシャフトのそれぞれが複数に分岐している場合に比べて、衝突時の複数のシャフト８のそれぞれの弾性変形を促進することができる。これにより、衝突エネルギーの多くを複数のシャフト８のそれぞれの弾性変形により消費することができるため、衝突時の衝撃を緩和することができる。その結果、機体２に入力される衝突荷重を小さくすることができるとともに、衝突時の障害物Ｗからの跳ね返り速度を低下させることができる。
　また、複数のシャフト８のそれぞれが弧状に形成されていることで、衝突時の複数のシャフト８のそれぞれの弾性変形を促進しつつ、複数のシャフト８のそれぞれに入力される衝撃荷重を複数のシャフト８のそれぞれの全体に分散させることができる。
　また、複数のシャフト８のそれぞれが屈曲して形成されていることで、衝突時の複数のシャフト８のそれぞれの弾性変形を促進しつつ、複数のシャフト８のそれぞれを機体２、特にプロペラ６に当接しない位置に容易に配置することができる。
　また、複数のシャフト８のそれぞれが複数のアーム部５の何れかに接続されていることで、複数のシャフト８のそれぞれを短くして軽量化することができる。
　また、複数のアーム部５のそれぞれに二本以上のシャフト８が接続されていることで、シャフトの本数を増やすことができる。これにより、衝突時に一本のアーム部に入力される衝撃荷重を小さくすることができるため、全体としての剛性を高めることができる。
　ところで、飛行体１は、障害物Ｗに衝突する際は、飛行体用ガード３において障害物Ｗに衝突する。このため、飛行体用ガード３の衝撃吸収能力が高いほど、衝突時の衝撃を緩和することができ、機体２に入力される衝突荷重を小さくすることができるとともに、衝突時の障害物Ｗからの跳ね返り速度を低下させることができる。このため、飛行体用ガード３は、衝撃吸収性が高くなる観点から、弾性変形しやすい方が好ましい。一方、飛行体用ガード３が過変形すると、障害物Ｗに衝突した際に機体２が障害物Ｗに衝突する可能性がある。
　そこで、飛行体用ガード３の衝撃吸収性を高める観点から、飛行体用ガード３の曲げ弾性率は、２．０ＧＰａ以上であってもよい。この場合、飛行体用ガード３の素材の曲げ弾性率は、５.０ＧＰａ以上であることが好ましく、８．０ＧＰａ以上であることがより好ましい。また、飛行体用ガード３の過変形により機体２が障害物Ｗに衝突するのを抑制する観点から、飛行体用ガード３の曲げ弾性率は、２５０．０ＧＰａ以下であってもよい。この場合、飛行体用ガード３の曲げ弾性率は、６０．０ＧＰａ以下であることが好ましく、２０．０ＧＰａ以下の範囲であることがより好ましい。また、飛行体用ガード３の衝撃吸収性を高めつつ、飛行体用ガード３の過変形により機体２が障害物Ｗに衝突するのを抑制する観点から、飛行体用ガード３の曲げ弾性率は、２．０ＧＰａ以上２５０．０ＧＰａ以下の範囲であってもよい。この場合、飛行体用ガード３の曲げ弾性率は、５.０ＧＰａ以上６０．０ＧＰａ以下の範囲であることが好ましく、８．０ＧＰａ以上２０．０ＧＰａ以下の範囲であることがより好ましい。この曲げ弾性率は、ＩＳＯ１７８に規定される曲げ弾性率である。
　また、飛行体用ガード３の衝撃吸収性を高めつつ、飛行体用ガード３の過変形により機体２が障害物Ｗに衝突するのを抑制する観点から、飛行体用ガード３の曲げ強度は、５０．０ＭＰａ以上であってもよい。この場合、飛行体用ガード３の曲げ強度は、１００．０ＭＰａ以上であることが好ましく、２５０．０ＭＰａ以上であることがより好ましい。一方、飛行体用ガード３の曲げ強度は、特に限定されないが、例えば、３０．０ＧＰａ以下であることが好ましい。この曲げ強度は、ＩＳＯ１７８に規定される曲げ強度である。
　このような曲げ弾性率及び曲げ強度の少なくとも一方は、飛行体用ガード３の形状又は構造等により得てもよく、飛行体用ガード３の素材の物性により得てもよい。このような曲げ弾性率及び曲げ強度の少なくとも一方を得るために、飛行体用ガード３の素材として、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂等の熱可塑性樹脂の１又は２以上や、これらの熱可塑性樹脂と、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、シリコーン系エラストマー、アクリレート系エラストマー、ウレタン系エラストマー等の熱可塑性エラストマーなどの添加剤と、を含む熱可塑性樹脂組成物や、これらの熱可塑性樹脂と、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂と、を含む硬化性樹脂組成物や、それらを繊維材料で強化した繊維強化材料、といった樹脂材料を用いてもよい。該繊維材料としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の１又は２以上を用いることができる。これら樹脂材料を素材として特定の形状に成形して用いることができる。
　また、飛行体用ガード３の素材として、上記樹脂材料だけでなく、例えば、純チタン、チタン合金、鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金や、マレージング鋼、ステンレス鋼及び軟鉄等の鋼といった金属材料を用いてもよい。これら金属材料を素材として特定の形状に成形して用いることができるが、更に、軽量且つ高強度を持たせるため、中空構造やハニカム構造等を有していてもよい。
　飛行体用ガード３の衝撃吸収性を高める観点から、ガードフレーム９は、上記の樹脂材料を素材として用いることが好ましい。同様の観点から、複数のシャフト８は、上記の樹脂材料を素材として用いることもできる。但し、過変形を抑制する観点から、複数のシャフト８は、ガードフレーム９よりも高い曲げ弾性率を有してもよい。また、過変形を抑制する観点から、複数のシャフト８は、ガードフレーム９よりも高い曲げ強度を有してもよく、その場合には、上記の金属材料を用いることもできる。
　図示しないが、飛行用ガード３には筋交を設けて補強してもよい。筋交としては、例えば、交差ブレース、ジオデシック構造物が挙げられる。交差ブレースは、少なくとも２本の筋（線状の部材）と、その交差部を有する。該交差部では、それぞれの筋同士を連結しなくてもよいし、ピン軸等で回動自在に連結したり、ハブ構造で連結することもできる。交差部を連結しない場合やピン軸等で回動自在に連結する場合、それぞれの筋の両端を飛行用ガード３に接続して使用することができる。また、交差部をハブ構造とする場合、それぞれの筋の一端をハブに連結し、他端を飛行用ガード３に接続して使用することができる。交差ブレースは、飛行体１の正面視（飛行体用ガード３の正面視）において、それぞれの筋が直線状に形成されても、弧状に形成されていてもよい。弧状の場合、衝突時の複数の筋のそれぞれの弾性変形を促進しつつ、複数の筋のそれぞれに入力される衝撃荷重を複数の筋のそれぞれの全体に分散させることができる。
　また、筋交として、少なくとも３本の筋を三角形に繋ぎ合わせた構造（いわゆるジオデシック構造物）とし、外周部の各頂点を飛行用ガード３に接続して使用することもできる。三角形は１面または２以上の多面体としてもよく、さらに、３面以上の多面体であれば半球状（ドーム状）の構造とすることもできる。
　筋交を構成するそれぞれの筋は、飛行用ガード３、好ましくはガードフレーム９に接続されている。複数の筋のそれぞれは、例えば、飛行用ガード３に対して着脱可能に接続されている。飛行用ガード３に対する複数の筋のそれぞれの着脱可能な接続は、例えば、ガードフレーム９ないしシャフト８に対して螺合、嵌合、係合等により行うことができる。なお、複数の筋のそれぞれは、飛行用ガード３に対して着脱不能に接続されていてもよい。飛行用ガード３に対する複数の筋のそれぞれの着脱不能な接続は、例えば、ガードフレーム９ないしシャフト８に対して一体成形、接着等により行うことができる。筋交を構成するそれぞれの筋は、飛行体用ガード３に用いられた上記素材と同様のものを用いることができる。
　飛行用ガード３には、さらに、上面からの障害物との衝突に対して機体２を保護することができるため、ネットや網といったネット状物を被せてもよい。その際、筋交が設けられているとネット状物がプロペラとの干渉を回避することもできるため好ましい。
［第二実施形態］
　図７～図９を参照して、第二実施形態に係る飛行体について説明する。第二実施形態に係る飛行体は、基本的に第一実施形態に係る飛行体１と同様であり、飛行体用ガードのみ第一実施形態に係る飛行体１と相違する。このため、以下では、第一実施形態に係る飛行体１と相違する事項のみを説明し、第一実施形態に係る飛行体１と同様の事項の説明を省略する。
　図７は、第二実施形態に係る飛行体１Ａの斜視図である。図８は、第二実施形態に係る飛行体１Ａの正面図である。図９は、第二実施形態に係る飛行体１Ａの平面図である。図７～図９に示すように、第二実施形態に係る飛行体１Ａは、機体２と、飛行体用ガード３Ａと、を備える。
　飛行体用ガード３Ａは、基本的に第一実施形態の飛行体用ガード３と同様であり、複数のシャフトの形状のみ第一実施形態の飛行体用ガード３と相違する。飛行体用ガード３Ａは、複数のシャフト８Ａと、ガードフレーム９と、を備える。
　複数のシャフト８Ａのそれぞれは、第一実施形態の複数のシャフト８のそれぞれと同様に、飛行体１Ａの平面視（飛行体用ガード３Ａの平面視）において、機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで、機体２の中心から離れる方向に延びている。つまり、複数のシャフト８Ａのそれぞれは、飛行体１Ａの平面視において機体２の中心から離れる方向に延びていない部分及び飛行体１Ａの上下方向Ｄ１にのみ延びている部位を有さない。
　複数のシャフト８Ａのそれぞれは、第一実施形態の複数のシャフト８のそれぞれと同様に、機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで、一本の線状に形成されている。つまり、複数のシャフト８Ａのそれぞれは、機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで、複数に分岐せずに延びている。
　複数のシャフト８Ａのそれぞれは、弧状に形成されている。具体的には、複数のシャフト８Ａのそれぞれは、第一実施形態の複数のシャフト８のそれぞれのような屈曲部分を有さずに、弧状に延びている。複数のシャフト８Ａのそれぞれの弧形状としては、特に限定されないが、例えば、プロペラ６に沿うように、連続的に、飛行体１Ａの上下方向Ｄ１における上方に向かいながら、飛行体１Ａの平面視において機体２の中心から離れる方向に延びる形状とすることができる。
　このように、本実施形態では、複数のシャフト８Ａのそれぞれが弧状に形成されていることで、衝突時の複数のシャフト８Ａのそれぞれの弾性変形を促進しつつ、複数のシャフト８Ａのそれぞれに入力される衝撃荷重を複数のシャフト８Ａのそれぞれの全体に分散させることができる。これにより、衝突時の衝撃を緩和することができるとともに、飛行体用ガード３Ａから機体２に入力される衝撃荷重を小さくすることができる。
［第三実施形態］
　図１０～図１２を参照して、第三実施形態に係る飛行体について説明する。第三実施形態に係る飛行体は、基本的に第一実施形態に係る飛行体１と同様であり、飛行体用ガードのみ第一実施形態に係る飛行体１と相違する。このため、以下では、第一実施形態に係る飛行体１と相違する事項のみを説明し、第一実施形態に係る飛行体１と同様の事項の説明を省略する。
　図１０は、第三実施形態に係る飛行体１Ｂの斜視図である。図１１は、第三実施形態に係る飛行体１Ｂの正面図である。図１２は、第三実施形態に係る飛行体１Ｂの平面図である。図１０～図１２に示すように、第三実施形態に係る飛行体１Ｂは、機体２と、飛行体用ガード３Ｂと、を備える。
　飛行体用ガード３Ｂは、基本的に第一実施形態の飛行体用ガード３と同様であり、ガードフレームの数及び配置のみ第一実施形態の飛行体用ガード３と相違する。飛行体用ガード３Ｂは、複数のシャフト８と、ガードフレーム９Ｂと、を備える。
　ガードフレーム９Ｂは、第一ガードフレーム９Ｂ１と、第二ガードフレーム９Ｂ２と、を有する。第二ガードフレーム９Ｂ２は、第一ガードフレーム９Ｂ１よりも飛行体１の上下方向Ｄ１における下方に配置される。つまり、第一ガードフレーム９Ｂ１は、複数のシャフト８の先端（上端）に接続されており、第二ガードフレーム９Ｂ２は、第一ガードフレーム９Ｂ１よりも飛行体１の上下方向Ｄ１における下方となる位置で複数のシャフト８に接続されている。
　第一ガードフレーム９Ｂ１及び第二ガードフレーム９Ｂ２の双方は、飛行体１Ｂの平面視（飛行体用ガード３Ｂの平面視）において機体２の外側に配置される。そして、第二ガードフレーム９Ｂ２は、飛行体１Ｂの平面視において第一ガードフレーム９Ｂ１の内側に配置される。つまり、第一ガードフレーム９Ｂ１及び第二ガードフレーム９Ｂ２の双方は、第一実施形態のガードフレーム９と同様に、飛行体１Ｂの平面視において機体２を包囲する環状に形成されているが、第二ガードフレーム９Ｂ２は、第一ガードフレーム９Ｂ１よりも小径となっている。
　そして、第一ガードフレーム９Ｂ１及び第二ガードフレーム９Ｂ２の双方は、第一実施形態のガードフレーム９と同様に、飛行体１Ｂの重心位置Ｇよりも飛行体１Ｂの上下方向Ｄ１における上方にのみ配置される。また、第一ガードフレーム９Ｂ１及び第二ガードフレーム９Ｂ２の双方は、第一実施形態のガードフレーム９と同様に、複数のシャフト８の機体２側の先端よりも飛行体用ガード３Ｂの上下方向における上方にのみ配置される。
　傾斜角度θで前傾して推進するように構成されている飛行体１Ｂにおいては、第一ガードフレーム９Ｂ１及び第二ガードフレーム９Ｂ２の双方は、第一実施形態のガードフレーム９と同様に、飛行体１Ｂが傾斜角度θに傾斜した際の飛行体１Ｂの重心位置Ｇよりも鉛直方向Ｄ４における上方にのみ配置されてもよい。また、飛行体１Ｂが傾斜角度θで前傾して飛行するように構成されているか否かに関わらず、前傾しながら推進する飛行体１Ｂの場合は、第一ガードフレーム９Ｂ１及び第二ガードフレーム９Ｂ２の双方は、飛行体１Ｂが、３°、１０°、又は２５°傾斜した際の飛行体１Ｂの重心位置Ｇよりも鉛直方向Ｄ４における上方にのみ配置されてもよい。
　このように、本実施形態では、ガードフレーム９Ｂが上下に配置される第一ガードフレーム９Ｂ１及び第二ガードフレーム９Ｂ２を有することで、飛行体用ガード３Ｂの剛性を高めることができる。しかも、第一ガードフレーム９Ｂ１よりも飛行体１Ｂの上下方向Ｄ１における下方に配置される第二ガードフレーム９Ｂ２が、飛行体１Ｂの平面視において第一ガードフレーム９Ｂ１の内側に配置されることで、飛行体１Ｂが障害物Ｗに衝突した際に、第一ガードフレーム９Ｂ１よりも先に第二ガードフレーム９Ｂ２が障害物Ｗに衝突するのを抑制することができる。これにより、衝突時の飛行体１Ｂの回転が第二ガードフレーム９Ｂ２により阻害されることにより飛行体１Ｂの姿勢が不安定になることを抑制することができる。
［第四実施形態］
　図１３～図１５を参照して、第四実施形態に係る飛行体について説明する。第四実施形態に係る飛行体は、基本的に第一実施形態に係る飛行体１と同様であり、飛行体用ガードのみ第一実施形態に係る飛行体１と相違する。より具体的には、第四実施形態に係る飛行体は、第一実施形態に係る飛行体１において、複数のシャフトを第二実施形態の複数のシャフト８Ａに置き換え、ガードフレームを第三実施形態のガードフレーム９Ｂに置き換えたものである。このため、以下では、上記実施形態と相違する事項のみを説明し、上記実施形態と同様の事項の説明を省略する。
　図１３は、第四実施形態に係る飛行体１Ｃの斜視図である。図１４は、第四実施形態に係る飛行体１Ｃの正面図である。図１５は、第四実施形態に係る飛行体１Ｃの平面図である。図１３～図１５に示すように、第四実施形態に係る飛行体１Ｃは、機体２と、飛行体用ガード３Ｃと、を備える。
　飛行体用ガード３Ｃは、基本的に第一実施形態の飛行体用ガード３と同様であり、複数のシャフトの形状とガードフレームの数及び配置とのみ、第一実施形態の飛行体用ガード３と相違する。飛行体用ガード３Ｃは、複数のシャフト８Ｃと、ガードフレーム９Ｃと、を備える。
　複数のシャフト８Ｃのそれぞれは、第二実施形態の複数のシャフト８Ａのそれぞれと同様である。つまり、複数のシャフト８Ｃのそれぞれは、機体２側の先端からガードフレーム９側の先端まで、機体２の中心から離れる方向に延びて、一本の線状に形成されている。そして、複数のシャフト８Ｃのそれぞれは、弧状に形成されている。
　ガードフレーム９Ｃは、第三実施形態のガードフレーム９Ｃと同様である。つまり、ガードフレーム９Ｃは、第三実施形態の第一ガードフレーム９Ｂ１と同様の第一ガードフレーム９Ｃ１と、第三実施形態の第二ガードフレーム９Ｂ２と同様の第二ガードフレーム９Ｃ２と、を有する。第一ガードフレーム９Ｃ１及び第二ガードフレーム９Ｃ２の配置、形状等は、第三実施形態の第一ガードフレーム９Ｂ１及び第二ガードフレーム９Ｂ２と同様である。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
　例えば、ガードフレームは、飛行体の平面視において飛行体の外側に配置されていれば、環状に形成されていなくてもい。また、ガードフレームは、真円及び楕円以外の円環状に形成されていてもよく、円環状以外の環状に形成されていてもよい。
　また、ガードフレームが、飛行体の重心位置よりも前記飛行体の上下方向における上方にのみ配置されていれば、ガードフレームの数は特に限定されない。例えば、ガードフレームを３本以上備えるものであってもよい。
　また、機体は、中央部から複数のアーム部が延びた形状であるものとして説明したが、このようなアーム部を有しないものであってもよい。また、複数のシャフトのそれぞれは、アーム部以外の部分に接続されていてもよい。
　１…飛行体、１Ａ…飛行体、１Ｂ…飛行体、１Ｃ…飛行体、２…機体、３…飛行体用ガード、３Ａ…飛行体用ガード、３Ｂ…飛行体用ガード、３Ｃ…飛行体用ガード、４…中央部、５…アーム部、６…プロペラ、７…観測機器、８…シャフト、８ａ…水平部、８ｂ…傾斜部、８Ａ…シャフト、８Ｃ…シャフト、９…ガードフレーム、９Ｂ…ガードフレーム、９Ｃ…ガードフレーム、９Ｂ１…第一ガードフレーム、９Ｂ２…第二ガードフレーム、Ｄ１…上下方向、Ｄ４…鉛直方向、Ｇ…重心位置、Ｗ…障害物、θ…傾斜角度。

Claims (20)

  1. 　飛行可能な飛行体であって、
    　プロペラを有する機体と、
    　前記機体に接続された複数のシャフトと、
    　前記複数のシャフトに接続されて前記飛行体の平面視において前記機体の外側に配置されるガードフレームと、を備え、
    　前記ガードフレームは、前記飛行体の重心位置よりも前記飛行体の上下方向における上方にのみ配置される、
    飛行体。
  2. 　前記ガードフレームは、前記プロペラよりも前記飛行体の上下方向における上方に配置される、
    請求項１に記載の飛行体。
  3. 　前記飛行体は、傾斜角度で前傾して推進するように構成されており、
    　前記ガードフレームは、前記飛行体が前記傾斜角度に傾斜した際の前記飛行体の重心位置よりも鉛直方向における上方にのみ配置される、
    請求項１に記載の飛行体。
  4. 　前記ガードフレームは、前記飛行体が３°傾斜した際の前記飛行体の重心位置よりも鉛直方向における上方にのみ配置される、
    請求項１に記載の飛行体。
  5. 　前記ガードフレームは、前記飛行体の平面視において前記機体を包囲する環状に形成されている、
    請求項１に記載の飛行体。
  6. 　前記ガードフレームは、円環状に形成されている、
    請求項５に記載の飛行体。
  7. 　前記ガードフレームは、真円の円環状に形成されている、
    請求項５に記載の飛行体。
  8. 　前記ガードフレームは、
    　　第一ガードフレームと、
    　　前記第一ガードフレームよりも前記飛行体の上下方向における下方に配置される第二ガードフレームと、を有し、
    　前記第二ガードフレームは、前記飛行体の平面視において前記第一ガードフレームの内側に配置される、
    請求項５に記載の飛行体。
  9. 　前記複数のシャフトのそれぞれは、前記飛行体の平面視において、前記機体側の先端から前記ガードフレーム側の先端まで、前記機体の中心から離れる方向に延びている、
    請求項１に記載の飛行体。
  10. 　前記複数のシャフトのそれぞれは、前記機体側の先端から前記ガードフレーム側の先端まで、一本の線状に形成されている、
    請求項１に記載の飛行体。
  11. 　前記複数のシャフトのそれぞれは、弧状に形成されている、
    請求項９又は１０に記載の飛行体。
  12. 　前記複数のシャフトのそれぞれは、屈曲して形成されている、
    請求項９又は１０に記載の飛行体。
  13. 　前記機体は、中央部と、前記中央部から延びて前記プロペラが取り付けられる複数のアーム部と、を有し、
    　前記複数のシャフトのそれぞれは、前記複数のアーム部の何れかに接続されている、
    請求項１に記載の飛行体。
  14. 　前記複数のアーム部のそれぞれに、二本以上の前記シャフトが接続されている、
    請求項１３に記載の飛行体。
  15. 　プロペラを有する機体に取り付けられる飛行体用ガードであって、
    　前記機体に接続される複数のシャフトと、
    　前記複数のシャフトに接続されたガードフレームと、を備え、
    　前記ガードフレームは、前記複数のシャフトの前記機体側の先端よりも前記飛行体用ガードの上下方向における上方にのみ配置される、
    飛行体用ガード。
  16. 　前記複数のシャフトのそれぞれは、前記飛行体用ガードの平面視において、前記機体側の先端から前記ガードフレーム側の先端まで、前記飛行体用ガードの中心から離れる方向に延びている、
    請求項１５に記載の飛行体用ガード。
  17. 　前記複数のシャフトのそれぞれは、前記機体側の先端から前記ガードフレーム側の先端まで、一本の線状に形成されている、
    請求項１５に記載の飛行体用ガード。
  18. 　前記複数のシャフトのそれぞれは、弧状に形成されている、
    請求項１５に記載の飛行体用ガード。
  19. 　前記複数のシャフトのそれぞれは、屈曲した線状に形成されている、
    請求項１５に記載の飛行体用ガード。
  20. 　前記ガードフレームは、
    　　環状の第一ガードフレームと、
    　　前記第一ガードフレームよりも前記飛行体の上下方向における下方に配置される環状の第二ガードフレームと、を有し、
    　前記第二ガードフレームは、前記飛行体用ガードの平面視において、前記第一ガードフレームの内側に配置される、
    請求項１５に記載の飛行体用ガード。
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