JP6583874B1 - 配送システム、飛行体、および、コントローラ - Google Patents
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
この点について、例えば特許文献3には、ドローンに荷物を搭載するための搭載部が、常に所定方向(例えば鉛直下向き)を保持する構造を有し、荷物の位置及び向きを維持することを記載する。具体的には、搭載部は、ヒンジ(ジンバル)を有しており、ヒンジを支点として荷物が飛行体の傾きに応じて折れ曲がるように構成される。
(5)また、前記飛行体は、前記荷物の授受確認のための授受確認信号を、前記第一通信部を介して前記コントローラに送信する第一授受確認機構を備えており、前記コントローラは、前記第二通信部を介して前記飛行体から受信した授受確認信号に基づき、前記荷物の授受確認を行う第二授受確認機構を備えていることが好ましい。
(7)前記飛行体は、前記本体部の前記飛行機構が垂直飛行のための垂直飛行機構として構成されるとともに、前記垂直飛行機構とは別体で、水平飛行のための水平飛行機構を備えた飛行体であることが好ましい。
(8)前記飛行体は、前記荷物の授受確認のための授受確認信号を、前記通信部を介して前記コントローラに送信する授受確認機構を備えていることが好ましい。
(10)前記コントローラは、前記荷物の授受確認のための授受確認信号を、前記通信部を介して前記飛行体から受信して授受確認信号に基づき、前記荷物の授受確認を行う授受確認機構を備えていることが好ましい。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
[1.システム全体構成]
図1は、第一実施形態に係る配送システムの全体構成図である。本実施形態の配送システム1は、荷物50を搭載し得る飛行体100と、飛行体100に荷物50を搭載して所定の出発地点3から所定の目的地点5に荷物50が配送されるように飛行体100の運行を制御するためのコントローラ160とを備えており、飛行体100とコントローラ160とは、それぞれ、無線回線170を介して通信可能に構成されている。
本実施形態の飛行体100は、比較的小型の無人飛行体(いわゆるドローン)であり、
上部に取付部25を有し、取付部25がその上下方向位置を調整し得るように構成された枠状構造物として構成された第二枠体20(特許請求の範囲に記載の「枠体」に相当する)と、第二枠体20の上部に取り付けられ、飛行体100を飛行させるための飛行機構31を有する本体部30とを備えている。第二枠体20は、下部に荷物50を搭載した物体を連結するように構成されている。ここで、第二枠体20の下部に連結された物体とは、荷物50を搭載するための搭載面15を有する第一枠体10(特許請求の範囲に記載の「他の枠体」に相当する)である。また、第一枠体10の下面には複数の脚部40が突設されている。本明細書において荷物50とは、第一枠体10に搭載され、運搬の対象となる搭載物である。また、飛行とは空間を三次元的に移動することを言う。本実施形態の飛行体100の各部の詳細構成は後述する。
コントローラ160は、図示しないCPUと、ROM及びRAMを含む記憶装置と、入力インタフェースと、出力インタフェースと、これらを相互に接続するバスと、を含んで構成されるコンピュータである。記憶装置には、各種制御プログラムと、これら制御プログラムの実行に必要な各種データとが記憶される。
次に、上記の構成からなる配送システム1における配送サービスの手順を簡単に説明する。本配送システム1では、例えば依頼主からの配送依頼(オーダー)を受けたときに、当該オーダーに応じた配送サービスが行われる。
次に、飛行体100の自律飛行制御の例を説明する。
飛行体100の制御部60Aは、コントローラ160から送給された航路設定情報に基づいて出発地点3と目的地点5と航路とを設定する。そして、制御部60Aは、設定された航路に従って自動的に(自律的に)飛行するために、(1)検出機構60Cで検出された飛行情報に基づいて飛行状況を認知し、(2)認知結果に基づき飛行機構31がどのように作動するべきかを判断し、(3)判断結果に基づき飛行機構31の作動を制御するための飛行制御情報を生成し、(4)生成された飛行制御情報に基づいて本体部30の飛行機構31(後述の図2,図3参照)の作動を制御する。飛行制御情報は、例えば後述の複数の回転翼32(後述の図2,図3参照)を個別に回転制御するための制御信号を含む。
別の例として、飛行体100の飛行(飛行機構31の作動)はコントローラ160から遠隔で制御されてもよい。この場合、コントローラ160が、設定された航路に従って飛行体100を飛行させるために、(1)飛行体100から送給された飛行情報に基づいて飛行体100の飛行状況を認知し、(2)認知結果に基づき飛行機構31がどのように作動するべきかを判断し、(3)判断結果に基づき飛行制御情報を生成し、(4)生成した飛行制御情報を飛行体100に送給する。飛行体100では、コントローラ160から送給された飛行制御情報に基づいて飛行機構31の作動が制御される。
飛行体100は、飛行制御に付随する機構として、鳥との衝突を回避するための鳥避け機構を備えてもよい。鳥避け機構は、例えば、威嚇用発光機構や威嚇用音声出力機構で構成される。
飛行体100付随の鳥避け機構は、飛行体100自身への鳥との衝突回避のための用途以外、他の用途にも使用できる。例えば、飛行体100を農地上空で飛行させる場合に、農地上空から威嚇用の発光や威嚇用の音声を発することで、農地に対する鳥(害獣を含む)避け効果を発揮できる。
飛行体100に、その他、見張り機構を付随してもよい。この場合は、例えば、海上を飛行して船舶同士の衝突回避のための見張り等を実施することができる。
飛行体100に、充電量検出機構を付設しておき、充電量が所定値以下になると、充電基地に戻るようにすることができる。
本配送システム1の適用例の一つとして、物流の中継基地(出発地点3)から最終消費者(目的地点5)までの最終配送区間(いわゆるラストワンマイル)に本配送システム1を適用することが考えられる。この場合、例えば、倉庫等から中継基地までの長距離区間の荷物の配送は、例えばトラックや貨物列車、貨物飛行機等の長距離に適した配送手段が担うとよい。出発地点3となる中継基地としては、例えば配送サービスの営業所や,コンビニエンスストア,郵便局,交番などが考えられる。出発地点3から目的地点5までの最終配送区間の荷物の配送に飛行体100を利用するので、目的地点5が離島、山間地など物流網が不十分な僻地であっても、荷物50を簡単に配送できる。
本配送システム1に適用する飛行体100は、詳しくは後述するように荷物50を搭載するための搭載面15を有する第一枠体10と、第一枠体10の上部に取り付けられ、第一枠体10の飛行姿勢を制御するための第二枠体20と、飛行機構31を有する本体部30とを備え、制御部60Aが、第一枠体10の飛行姿勢を制御する飛行姿勢制御と飛行機構31の作動を制御する飛行制御とを実施するよう構成されている。このため、例えば飛行体100の急加速など飛行状況の変化や風など周囲の状況の影響で飛行機構31の姿勢が傾くなど変化したとしても、第一枠体10の飛行姿勢を制御して、第一枠体10に搭載された荷物50を安定して配送できる。よって、飛行体100に搭載された荷物50の安定性を向上できる。このように、搭載された荷物50の安定性を向上した飛行体100を利用するので、本配送システム1は荷物50の落下のおそれを抑制した安全性の高い配送サービスを提供できる。
本配送システム1は、一般的な商品の配送に好適であることはもちろんのこと、例えば医薬品の配送など、より一層の安定性が要求される物品の配送にも好適である。
次に、配送システム1に利用される飛行体100の詳細な構成例を説明する。
図2は図1に示す飛行体100の全体構成を例示する側面図であり、図3は飛行体100を上から見た平面図である。以下の各図において、両矢印Xの方向を左右方向とし、両矢印Yの方向を上下方向とし、両矢印Zの方向を奥行方向(前後方向)とする。図2では、飛行体100が水平な着地面105上に着地した状態を示しているため、上下方向は鉛直方向と一致し、前後方向と左右方向とは水平方向と一致する。
また、マルチコプター型の飛行機構31は、図2,図3に示すような四つの回転翼32を有するクアッドコプター型の飛行機構に限らず、三つの回転翼32を有するトライコプター型の飛行機構であってもよいし、あるいは、ヘキサコプター型,オクトコプター型など四つ以上の回転翼32を有する飛行機構であってもよい。なお、回転翼を有する飛行機構は、後述するように、マルチコプター型に限らず、ティルトローター型(オスプレイ型)であってもよいし、あるいは、ヘリコプター型であってもよい。
また、飛行機構31のフレーム(つまり基部33とアーム34)が、第一支柱11,第二支柱21と同様な入れ子状の管体と後述する継手ブロックとを用いた組み立て式の枠状構造物で形成されてもよい。この場合、飛行機構31のフレームの大きさを自由に変更できる。
なお、基部33やアーム34の大きさ,形状,あるいは、回転翼32の数、あるいは、羽根36の大きさ,形状など、飛行機構31の具体的構成に関して、揚力を向上するための工夫が適宜行われてよいことはもちろんである。
次に、第一支柱11,第二支柱21,及び,脚部40として用いる管体の構成について説明する。第一支柱11,第二支柱21,及び,脚部40は概ね同一構成であるため、ここでは第一支柱11を例に挙げて説明する。図6は第一支柱11の側面図である。第一支柱11は、外管110と外管110内に収納された内管112とを有する入れ子状の構造である。
各第二支柱21の上端,各脚部40の下端は、それぞれ、継手ブロック14に連結しないので、その形状が第一支柱11の雄ネジ114とは異なる。具体的には、第二支柱21の上端には本体部30への取付部25(図2参照)が設けられている。取付部25(図2参照)は、例えば本体部30(具体的には飛行機構31の基部33)に連結するためのピボットジョイント(ボールジョイント)により構成される。また、脚部40の下端には、接地部41(図2,図4参照)に連結するためのピボットジョイント(ボールジョイント)が設けられている。これにより、後述する第一枠体10の飛行姿勢の制御(第二支柱21の伸縮制御)を行う際に第二支柱21が本体部30に対して揺動することを許容でき、また、後述する飛行体100の着地時に接地部41が脚部40に対して揺動することを許容できる。
また、取付部25は、更に、第二支柱21の上端と本体部30とを着脱自在に係止する着脱式係止構造(アタッチメント)を有してよい。すなわち、第二枠体20を本体部30に結合した状態では、ピボットジョイント(ボールジョイント)により第二支柱21が本体部30に対して揺動可能に結合されており、また、第二枠体20を本体部30から分離させる(取り外す)際には、アタッチメントにより、第二枠体20を本体部30から自由,簡単,手軽に取り外し可能である。
次に、制御装置60(詳しくは制御部60A)が行う第一支柱11,第二支柱21,脚部40の伸縮制御について説明する。以下に説明する伸縮制御は、何れも、制御装置60が、個々の第一支柱11,第二支柱21,又は,脚部40に内蔵されたアクチュエータ113に制御信号を与えて、その作動を制御することで行われるものである。
このように、第一枠体10を構成する第一支柱11の伸縮制御を行うだけで、押さえ面17の上下方向の移動量を制御できる。押さえ面17を上下方向に移動させることで押さえ面17と搭載面15とにより荷物50を挟持して、荷物50を第一枠体10に適切に固定できる。荷物50a,50bを固定する力(挟持力)の強さは、各第一支柱11の伸縮(言い換えれば押さえ面17の上下方向の移動量)によって調整自在である。この第一支柱11の伸縮制御が、「前記押さえ面と前記搭載面とにより前記搭載物を挟持するために前記複数の柱部材の伸縮を制御する」ことに相当する。
上述した授受確認機構60D(図1)の例として、押さえ面17の下方移動により荷物が挟持されたときに荷物が搭載されたことを示す授受確認信号を生成し、押さえ面17の上方移動により荷物の挟持が解除されたときに荷物が配送先に受け取られたことを示す授受確認信号を生成するように構成することができる。
なお、第一枠体10の高さ調整(第一支柱11の伸縮制御)は、図1の手動操作機構64を介した手動操作により行われてもよい。
このように、本体部30(飛行機構31)と第一枠体10との間に介在する四本の第二支柱21を個別に伸縮制御することで、飛行機構31が傾斜した場合であっても、第一枠体10の飛行姿勢は水平に維持できる。したがって、荷物50を安定した姿勢で運搬することができる。この第二支柱21を伸縮制御が「前記物体の飛行姿勢を制御するために前記複数の支柱の伸縮を制御する」ことに相当する。
このように、飛行体100の着地時に脚部40の伸縮制御を行うことで、例えば傾斜面等の地形条件に関わらず第一枠体10の姿勢を水平に維持して、飛行体100を着地させることができる。この脚部40の伸縮制御が「着陸地の地形に応じて前記複数の脚部の伸縮を制御する」ことに相当する。
本配送システム1に利用される飛行体は、以下の各実施形態に例示するように様々な付設機構を備えていてよい。
図11(a),(b)は、第二実施形態に係る飛行体200を示す側面図である。図1〜図10を参照して既に説明した要素については、図1〜図10と同じ符号を付けて、その説明を省略する。図11(a),(b)に示す飛行体200は、本体部30に複数のウィンチ210を備える。各ウィンチ210は、第二枠体20を本体部30に昇降可能に取り付けるために設けられるもので、回転可能なドラム211と、ドラム211に巻き付けられた索体212と、ドラム211を回転駆動する駆動装置213とからなる。駆動装置213は、例えば図示しないバッテリーにより駆動される電動モーターである。
図11(a)に示す飛行体200は、本体部30の基部33の前後左右の四辺(図3参照)に1つずつ、4つのウィンチ210を備えている。各ウィンチ210のドラム211は、基部33の上面に突設された一対の支持フレーム211aにより軸方向両端を回転可能に支持される。各ウィンチ210のドラム211の回転軸が基部33の四辺(図3参照)に対して平行に配置され、ドラム211から繰り出された索体212は本体部30から鉛直方向に垂れ下がる。索体212は例えばロープである。
このようにウィンチ210を用いて、荷物50を搭載した第二枠体20及び第一枠体10だけを降下させる構成は、例えば荷物50として農薬散布機等の農業機器を第一枠体10に搭載する場合など、本飛行体200を農業用途に適用する場合に好適である。また、建築用途,林業用途などその他の用途にも好適である得ることはもちろんである。飛行機構31を含む本体部30を上空に待機させることで、飛行機構31から風圧が農作物に与える影響を抑制できるからである。上述した各ウィンチ210の駆動装置213の作動制御が「前記ドラムから前記索体を繰り出し、また、前記ドラムに前記索体を巻き取るために、前記駆動装置の作動を制御する」ことに相当する。
図13は第三実施形態の飛行体300を説明する側面図であり、図14は図13の飛行体300を上から見た平面図である。図13,図14に示す飛行体300の本体部30は、飛行機構として、ティルトローター型(オスプレイ型)の飛行機構310を備える。ここで、図13,図14の紙面に対して左側を飛行体300の進行方向Fの前方とする。
なお、本明細書において、ティルトローター型の飛行機構とは、ティルトウイング型の飛行機構を含む、回転翼320の回転軸321の角度を切り替え可能な転換式回転翼飛行機構を総称するものとする。
このように、複数台の飛行体100(200,300)を並べて連結させる編隊飛行タイプでの使用形態においては、管体11,12,13,21,40と複数の継手ブロック14との部品群を用いた組み立て式であるため、飛行体100(200,300)の台数や並べ方において自由度が高いという利点がある。
脚部40(図15において破線で示す)は、その下端(図2の接地部41)を接地させないように、収縮させておくとよい。この場合、例えば、脚部40を第一枠体10の下面側に折り畳んで収納できるように構成されてもよい。
また、搭載物として車両55を飛行体100に搭載した場合、搭載された車両55の発電能力を、第一支柱11,第二支柱21を伸縮駆動する電動モーター(アクチュエータ113)や、飛行機構31の回転翼32を駆動する電動モーターなどの駆動装置の電源として利用してもよい。また、搭載された車両55の動力が、飛行機構31の回転翼32を駆動するための動力源として利用されてもよい。
また、図16(a),(b)に示す第四実施形態において、飛行体400は、第二枠体20の下部、すなわち、第一枠体10の上部に備わる押さえ面17の上面に、ウィンチ210を備える。この場合、押さえ面17の上面には、ウィンチ210の索体212を通す穴が設けられてよく、索体212が荷物50に取り付けられるとよい。
制御装置60は、ウィンチ210から索体212を繰り出し、また、巻き取るために駆動装置の作動を制御するとともに、底面を開閉するために搭載面15の移動を制御(開閉機構19の開閉を制御)する。図16(b)は、搭載面15を下方向に搖動させて第一枠体10の底面を開放させ、ウィンチ210を用いて荷物50を第一枠体10から下降させた状態を示す。この第四実施形態の飛行体400も、飛行体400の直下の風圧による影響を抑制できるという点で、例えば店舗や一般住宅など、着陸スペースの確保しにくい目的地点5への荷物50の配送に好適である。また、荷物50を届ける際に飛行体400自体を着陸させる必要がないので、より効率の良い配送サービスを提供できる。
この場合、第一枠体10に農耕機械を搭載させた状態で飛行体400を作業場所(圃場など)まで飛行させ、到着後、農耕機械を地面に降ろして、飛行体400により農耕機械を牽引しつつ所定の作業を行わせた後、農耕機械を第一枠体10に引き上げて、飛行体400で別の作業場所に移動したり、倉庫に帰還したりするという使い方ができる。ここで、牽引される農耕機械の動作は遠隔制御されてよく、このとき、飛行体400の制御装置60がその遠隔制御用の制御信号を無線又は有線で農耕機械に送信してもよいし、あるいは、飛行体400とは別体のリモートコントローラ(図示略)から送信された遠隔制御用の制御信号を制御装置60が中継して無線又は有線で農耕機械に送信してもよい。
図20(a)には表れていないが、第一枠体10には、上側支持棒73と一対の継手ブロック14bと、下側支持棒74と一対の継手ブロック14dとが、それぞれ、前後方向に並べられて2組ずつ設けられている。
なお、下側支持棒74の外周面と、各第三支柱72の下端部76に設けられた孔78の内周面とにはネジ山が形成されておらず、各第三支柱72の下端部76は、電動モーター80の回転運動に応じた各第三支柱72の上端部75の直線運動に従動して下側支持棒74に沿って移動するようになっている。
なお、左右一対の支持部材70の移動は、制御装置60と電動モーター80とを用いた自動制御に限らず、手動で行われてもよい。
左右一対の支持部材70の形状は、図示の例に限定されない。例えば支持板71は一枚板であってもよい。例えば、上側支持棒73と電動モーター80と、下側支持棒74とはそれぞれ外側筒体で覆われていてもよい。また、支持部材70を左右方向に移動させるための機構も上記の例に限定されない。
この場合、本体部30の飛行機構31,310に替えて、飛行体100の進行方向の前後方向に推進力を出力するホバークラフト型のプロペラ機構を備えるようにしてもよい。
別の例として、垂直方向に架け渡されたロープに沿って移動可能に飛行体100を取り付けることで、このロープを移動ガイドとして飛行体100を垂直方向に移動させるようにしてもよい。
ロープを架け渡す方向は水平,垂直に限らず、斜めでもよい。ロープを架け渡す方向がどのような方向であっても、ロープを移動ガイドとして飛行体100を直線移動させることができる。ロープは一本に限らず二本以上であってよい。
また、ロープに限らず、レールを飛行体100(200,300,400,500)の移動ガイドとして用いてもよい。
更に、飛行体100(200,300,400,500)の飛行停止中又は飛行中に、飛行機構31(310)の発生する風力を風力発電に利用してもよい。飛行体100(200,300,400,500)は、そのための風力発電機を搭載していてもよい。
ここで、液体又は粉末の散布(噴出)用のノズルは、第一枠体10から延出され、その噴出口が第一枠体10から離間して位置され、噴出口から散布(噴出)された液体又は粉末が飛行機構31からの風の影響を受けないようにするとよい。
例えば、飛行体100(200,300,400,500)を、受粉作業に利用する場合、第一枠体10に花粉の入った容器(タンク)と受粉させるための装置とを搭載する。飛行体100(200,300,400,500)は第一枠体10の飛行姿勢の水平維持に優れているため、対象となる特定の花を狙って、蜂のようにピンポイントで行う受粉作業に好適である。
また、第一枠体10に鳥獣除外用の音響設備を取り付けて、飛行体100(200,300,400,500)を鳥獣除外に利用してもよい。第一枠体10に取り付けた鳥獣除外用の音響設備は、鳥獣除外用途以外に、防犯用途にも利用できる。この場合、例えば、飛行体100(200,300,400,500)が対象地域の上空を飛行しつつ図示しないカメラやセンサ等で当該地域内を監視し、防犯対象者を発見したときに音響設備から防犯用の警告音声を発することで、防犯効果を発揮できる。
また、例えば、第一枠体10に、打音検査装置のような非破壊検査装置を搭載し、検査対象物の表面の欠陥やひび割れ検査等を行うこともできる。
また、第一枠体10に塗装装置を取り付けて、飛行体100(200,300,400,500)を塗装作業に利用してもよい。
特に上記のようなピンポイントの作業に飛行体100(200,300,400,500)を利用する場合、飛行体100(200,300,400,500)又は作業機械にカメラを搭載して、カメラの撮影した映像を用いた周知の自動認識技術により、作業を高精度に行うことができる。また、第一枠体10に打音検査装置のような非破壊検査装置や塗装装置を搭載している場合に、更にカメラを搭載することで、検査や塗装作業にカメラの映像を利用したり、発見した欠陥の補修作業にカメラの映像を利用したりできる。
また、第一枠体10に、プロジェクタ(画像投影装置)を搭載してもよい。この場合、例えば、飛行体100(200,300,400,500)をプロジェクトマッピング等の上映機として利用してもよい。
また、第一枠体10に、カメラ(撮影機)を搭載してもよい。この場合、例えば、飛行体100(200,300,400,500)を空撮に利用してもよい。第一枠体10の飛行姿勢を水平に維持できるので、飛行体100(200,300,400,500)は空撮用途に適している。撮影した画像(動画又は静止画)のデータは、例えば無線通信により地上のコンピュータ等の画像処理装置に送信されてよい。
また、第一枠体10に苗移植機、耕運機など農業機械を搭載して、飛行体100(200,300,400,500)を飛行機構付きの農業機械として利用してもよい。
この場合、移動自由度の高い草刈機,農業機械を提供できる。飛行体100(200,300,400,500)は第一枠体10の飛行姿勢の水平維持に優れているため、安定した姿勢で草刈り作業や農作業を行うことができる。
また、第一枠体10にロボットアームを搭載した場合、ロボットアームを用いて枝払い、剪定、伐採,間伐などの作業を行わせることで、飛行体100(200,300,400,500)を林業に利用できる。また、第一枠体10にロボットアームを搭載した場合、いちご、リンゴ、トマトの収穫作業など、果樹や野菜の収穫作業にも、飛行体100(200,300,400,500)を利用できる。
また、第一枠体10に船やいかだを搭載した場合に、飛行体100(200,300,400,500)を、漁業に利用可能である。この場合、例えば、飛行体100(200,300,400,500)は、船や養殖用いかだを搭載して、漁場または養殖場まで飛行して、船や養殖用いかだを海上に降ろし、また、漁や養殖などの作業の終了後に船や養殖用いかだを海上から引き揚げて別の作業場所に移動したり、倉庫に帰還したりするという使い方ができる。
また、複数の第一支柱11,複数の第二支柱21がそれぞれサスペンションを有していてもよい。
また、複数の第一支柱11,複数の第二支柱21がそれぞれショックアブソーバーを有していてもよい。
上述したバッテリーにより駆動される電動モーターのほか、例えば、油圧モーター、エンジン(内燃機関)を駆動装置として使用できる。エンジンはガソリンエンジン,水素エンジン,ハイブリットエンジン,圧縮空気式の空気エンジンなどであってよい。
当然ながら、電動モーターを使用する場合には電力供給系統が、油圧モーターを使用する場合には油圧供給系統が、エンジンを使用する場合は燃料供給系統(燃料タンク、ガスボンベ等)が飛行体100(200,300,400,500)に装備される。電力供給系統は、バッテリーや、動力源としてエンジンを用いる発電機,太陽光発電機,風力発電機,燃料電池や、これらを組み合わせたものが例示できる。
図21は、第五実施形態に係る飛行体600を説明する側面図である。図21に示すように飛行体600は、第二枠体20の下部に運搬の対象となる物体を直接的に連結させる構造に構成されており、第一枠体10は具備されていない。
連結突起91と連結部材92とには、嵌合孔93に連結突起91を嵌合させた状態で、連結突起91を連結部材92に固定するためのロック機構(図示せず)が設けられている。ロック機構の一例としては、連結突起91の外周にボス部を設けるとともに、嵌合孔93の内周にボス部に係合する溝を設けて、ボス部と溝との係合により連結突起91を連結部材92に着脱自在に固定する構造を挙げることができる。ロック機構はこれに限らずどのような構造であってもよい。
上記の構成の飛行体600において、制御装置60が第二支柱21を伸縮制御することで、自動車55の飛行姿勢を制御できる。例えば、制御装置60は、飛行体600(詳しくは、本体部30)の姿勢の傾きがセンサにより検知されたとき、検知された傾きに応じて各第二支柱21を伸縮制御する。これにより、第二枠体20の下部に連結された自動車55の姿勢を水平に維持できる。
なお、自動車55の屋根に設けられた連結部材92は、自動車55が飛行体600から切り離された状態では、例えば、ルーフキャリアを自動車55に取り付けるための取り付け部として利用されてもよい。
第二枠体20の下部には、第一枠体10を連結するための第一の連結部として、各第二支柱21の下端に設けられた継手ブロック14eが備わり、また、第一枠体10には、第一の連結部に連結するための第一の被連結部として、各第一支柱11の上端に設けられた雄ネジ114(図7参照)が備わる。また、第一枠体10の下部には、車両55を連結するための第二の連結部として、各第一支柱11の下端に設けられた継手ブロック14fの下面から突出する連結突起91が設けられており、また、自動車55には、第二の連結部に連結する第二の被連結部として、嵌合孔93を有する連結部材92が設けられている。
上記の構成において、各第一支柱11の下端の連結突起91が、それぞれ、自動車55の屋根に設けられた連結部材92の嵌合孔93に嵌合されて、連結突起91と連結部材92とが相互に固定(連結)されることで、自動車55が第一枠体10の下部に連結される。
この場合、第一枠体10の搭載面15には、搭載物50(図22において破線で示す)を搭載でき、第一支柱11の伸縮を制御することにより、押さえ面17と搭載面15とにより搭載物50を挟持させることができる。
飛行体600に、農業車両,農耕機械,農業機械,草刈り機などの農作業用機械を脱着可能に連結した場合、飛行体600に農作業用機械を連結した状態で作業場所(圃場など)まで飛行して、到着後に農作業用機械を離脱させて所定の作業を実施する。そして、作業の終了後に飛行体600に農作業用機械を連結(ドッキング)して、飛行体600で次の作業場所に移動したり、倉庫に帰還したりする、という使い方ができる。
飛行体600において第二枠体20の下部に(または、第一枠体10を介して間接的に)連結される物体は、車両に限らず、運搬の対象となる物体であれば何でもよい。
図23は、第六実施形態の飛行体700の側面図であり、図24は図23の飛行体700を上方から見た平面図である。
飛行体700は、図2,3等に示すマルチコプター型の飛行機構31に加えて、水平飛行のための水平飛行機構710を本体部30に備えている点が第一実施形態〜第五実施形態とは異なっている。ここで、マルチコプター型の飛行機構31は、垂直飛行のための垂直飛行機構として把握できる。
このように、飛行機構31(垂直飛行機構)と水平飛行機構710とを備えた飛行体700は、マルチコプター型の飛行機構31の優れた垂直飛行性能に加えて、水平飛行機構710の長距離移動性能および水平方向への高速移動性能も有する。
[第七実施形態]
図25は、第七実施形態に係る飛行体800の側面図であり、図26は図25の飛行体800を上方から見た平面図である。飛行体800は、本体部30に垂直飛行のための垂直飛行機構としてマルチコプター型の飛行機構31を備えているとともに、第一枠体10の下部に水平飛行のための水平飛行機構810を備えている点で第六実施形態とは異なる。この場合、第二枠体20の下部に連結された物体は、第一枠体10と水平飛行機構810である、と把握できる。
第七実施形態の変形例として、飛行体800は、第二枠体20の下部に水平飛行機構810が連結され、水平飛行機構810の下部に第一枠体10が連結される構成であってもよい。
飛行体100〜800に備わる飛行機構は、上記の各実施形態で説明された飛行機構31,310,710,810に限らず、どのような飛行機構で構成されてもよい。飛行機構としては、例えば、パラグライダー,気球,飛行船,飛行機,ヘリコプター,ジャイロコプターなどを適用してもよい。
また、第一枠体10及び第二枠体20の全体を、もしくは、第一枠体10又は第二枠体20の各々の全体を、風の抵抗を低減するための風防カプセル体で覆ってもよい。
飛行体100〜800にソーラパネルを含む太陽光発電機を電源として搭載した場合は、有線による電力供給を省略することもできるし、有線による電力供給と協働させることもできる。
また、飛行体100〜800は、子ども用玩具として構成されてもよい。
3 出発地点
5 目的地点
60A 制御部
60B 第一通信部
60C 検出機構
60D 授受確認機構
62 表示灯
64 手動操作機構
160 コントローラ
160A 第二通信部
160B 運行制御部
160C 授受確認機構
162 モニタ装置
100〜800 飛行体
10 第一枠体(他の枠体)
11 第一支柱(柱部材)
12 上端連結棒
13 下端連結棒
14 継手ブロック
15 搭載面
17 押さえ面
19 開閉機構
20 第二枠体(枠体)
21 第二支柱(支柱)
22 取り付け棒
25 取付部
30 本体部
31,310,710,810 飛行機構
32 回転翼
33 基部
34 アーム
35 回転軸
36 羽根
37 保護リング
40 脚部
41 接地部
42 車輪
50 荷物
55 自動車(車両)
60 制御装置(制御部)
70 支持部材
71 支持板
72 第三支柱
73 上側支持棒
74 下側支持棒
75 上端部
76 下端部
77,78 孔
80 電動モーター
91 連結突起(連結部)
92 連結部材(被連結部)
93 嵌合孔
105 着地面
106 傾斜面
110 外管
112 内管
113 アクチュエータ
114 雄ネジ
141 雌ネジ
210 ウィンチ
211 ドラム
211a 支持フレーム
212 索体
213 駆動装置
311 基部
312 アーム
320 回転翼
321 回転軸
322 羽根
F 進行方向
D 軸方向
Claims (10)
- 荷物を搭載し得る飛行体と、前記飛行体に前記荷物を搭載して所定の出発地点から所定の目的地点に前記荷物が配送されるように前記飛行体の運行を制御するためのコントローラと、を備えた配送システムであって、
前記飛行体は、
上部に取付部を有し、前記取付部がその上下方向を調整し得るように構成された枠状構造物として構成されており、下部に前記荷物を搭載した物体を連結する枠体と、
前記枠体の上部に位置し、飛行機構を有する本体部と、
前記飛行機構の姿勢に応じて前記物体の飛行姿勢を制御するために前記取付部の上下方向位置を制御する飛行姿勢制御と前記飛行機構の作動を制御する飛行制御とを実施する制御部と、
前記コントローラと無線通信するための第一通信部と、を備えており、
前記コントローラは、
前記飛行体と無線通信するための第二通信部を備えている
ことを特徴とする配送システム。 - 前記本体部の前記飛行機構が垂直飛行のための垂直飛行機構として構成されるとともに、
前記飛行体は、前記垂直飛行機構とは別体で、水平飛行のための水平飛行機構を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の配送システム。 - 荷物を搭載し得る飛行体と、前記飛行体に前記荷物を搭載して所定の出発地点から所定の目的地点に前記荷物が配送されるように前記飛行体の運行を制御するためのコントローラと、を備えた配送システムであって、
前記飛行体は、
外管と前記外管内に収納された内管とを有し、軸方向に伸縮可能な複数の支柱からなり、下部に前記荷物を搭載した物体を連結する枠体と、
前記枠体の上部に位置し、飛行機構を有する本体部と、
前記物体の飛行姿勢を制御するために前記複数の支柱の伸縮を制御する飛行姿勢制御と前記飛行機構の作動を制御する飛行制御とを実施する制御部と、
前記コントローラと無線通信するための第一通信部と、を備えるとともに、
前記物体が、前記荷物を搭載するための搭載面を有する他の枠体であり、
前記コントローラは、
前記飛行体と無線通信するための第二通信部を備えている
ことを特徴とする配送システム。 - 前記コントローラは、前記出発地点から前記目的地点までの航路を設定する航路設定機能と前記飛行体の運行状況のモニタ機能とを有する運行制御部を備えるとともに、前記第二通信部を介して前記設定された航路の情報を含む航路設定情報を前記飛行体に送信するように構成されており、
前記飛行体は、前記制御部が、前記第一通信部を介して受信した前記航路設定情報に基づく飛行制御情報を生成して、生成された前記飛行制御情報に基づいて前記飛行機構の作動を制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の配送システム。 - 前記飛行体は、前記荷物の授受確認のための授受確認信号を、前記第一通信部を介して前記コントローラに送信する第一授受確認機構を備えており、
前記コントローラは、前記第二通信部を介して前記飛行体から受信した授受確認信号に基づき、前記荷物の授受確認を行う第二授受確認機構を備えている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の配送システム。 - 前記請求項1又は2に記載の配送システムに利用される飛行体であって、
上部に取付部を有し、前記取付部がその上下方向を調整し得るように構成された枠状構造物として構成されており、下部に物体を連結する枠体と、
前記枠体の上部に位置し、飛行機構を有する本体部と、
前記飛行機構の姿勢に応じて前記物体の飛行姿勢を制御するために前記取付部の上下方向位置を制御する飛行姿勢制御と前記飛行機構の作動を制御する飛行制御とを実施する制御部と、
前記配送システムのコントローラと無線通信するための通信部と、を備える
ことを特徴とする飛行体。 - 前記本体部の前記飛行機構が垂直飛行のための垂直飛行機構として構成されるとともに、
前記飛行体は、前記垂直飛行機構とは別体で、水平飛行のための水平飛行機構を備えている
ことを特徴とする請求項6に記載の飛行体。 - 前記荷物の授受確認のための授受確認信号を、前記通信部を介して前記コントローラに送信する授受確認機構を備えている
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の飛行体。 - 前記請求項1又は2に記載の配送システムに利用されるコントローラであって、
前記配送システムのコントローラと無線通信するための通信部と、
前記出発地点から前記目的地点までの航路を設定する航路設定機能と前記飛行体の運行状況のモニタ機能とを有する運行制御部とを備え、
前記通信部を介して前記設定された航路の情報を含む航路設定情報を前記飛行体に送信する
ことを特徴とするコントローラ。 - 前記荷物の授受確認のための授受確認信号を、前記通信部を介して前記飛行体から受信して授受確認信号に基づき、前記荷物の授受確認を行う授受確認機構を備えている
ことを特徴とする請求項9に記載のコントローラ。
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