JP6603073B2

JP6603073B2 - 無人浮遊機及び対象物拘束システム

Info

Publication number: JP6603073B2
Application number: JP2015164610A
Authority: JP
Inventors: 正樹小林; 弘行森; 昭彦厚海
Original assignee: 日本工機株式会社
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2035-08-24
Also published as: JP2017044359A

Description

本発明は、マルチコプターなどの無人浮遊機や無人浮遊機を用いて対象物を拘束する対象物拘束システムに関する。

人が搭乗せず、無線通信を用いた遠隔操作や自動制御で飛行するマルチコプター等の無人浮遊機が一般に提供されている（特許文献１等参照）。無人浮遊機は、遊び目的や設置されたデジタルカメラ（デジタルビデオカメラを含む）による空撮を行う目的のために使用される。また、この他に、無人浮遊機は、例えば人間が立ち入ることが困難となる場所の検査や、状況把握を行う目的で使用されている。その一方で、無人浮遊機は、例えば重要施設などの飛行禁止区域の上空を飛行させながらの空撮や、公共の安全に被害を与える物質や***物などの運搬を行うことができる等、利用目的の点で悪用される虞がある。

一般に、犯罪嫌疑者を捕獲する装置として、例えば拘束網展開装置が提供される。拘束網展開装置は、起動スイッチのオン操作を受けて作動するガス発生器により発生した高圧ガスにより装置本体に収納された複数の錘を噴出させ、複数の錘の噴出に伴って装置本体に収納された拘束網を犯罪嫌疑者に向けて展開させながら飛翔させるものである（特許文献２等参照）。このような拘束網展開装置の中には、例えば建屋の天井等に設置され、建屋への侵入者の侵入を検知したことを受けて、建屋に侵入した犯罪嫌疑者に向けて展開させながら飛翔させる拘束網展開装置も提供されている（特許文献３等参照）。

特開２０１１−０４６３５５号公報特開２００８−３０４１５２号公報特開２００５−１８０７４４号公報

しかしながら、特許文献２に開示される拘束網展開装置は、地上にいる犯罪嫌疑者を捕獲対象（標的）としていることから、上空を飛行する無人浮遊機に向けて拘束網展開装置を作動させたとしても、飛翔する拘束網は無人浮遊機には届かず、無人浮遊機を捕獲することはできない。また、特許文献３に開示される拘束網展開装置は、建屋に侵入した侵入者の上方から拘束網を展開させるものであり、飛行する無人浮遊機を捕獲対象とするものではない。したがって、重要施設などの飛行禁止区域の上空を飛行する無人浮遊機や、公共の安全に被害を与える物質や***物などを運搬する無人浮遊機を捕獲する最適な手段や、捕獲した無人浮遊機を安全な場所に運搬するための最適な手段が得られていないのが実情である。

本発明は斯かる要望に応えるために為されたもので、飛行禁止領域の上空を飛行する、又は公共の安全に被害を与える物質や***物などを運搬する無人浮遊機を捕獲できるようにした技術を提供することにある。

本発明の無人浮遊機は、複数のロータユニットを有する機体と、前記機体の下部に設けられる降着装置と、複数のフレームから構成され、前記降着装置の下部に装着される固定架台と、複数の錘及び前記複数の錘を取り付けた拘束網を個別に収納する容器と、燃焼性物質を燃焼させてガスを発生させるガス発生器と、を有する拘束網噴出装置と、前記拘束網噴出装置を着脱自在に保持する保持具と、前記固定架台を構成する複数のフレームの何れかのフレームが、前記容器から下方に向けて発射される前記拘束網又は前記複数の錘の飛翔軌跡から外れるように、前記拘束網噴出装置が装着される前記保持具を前記固定架台に固定する固定具と、光軸方向が前記拘束網噴出装置における前記拘束網の射出方向と一致するように前記固定架台に設けられ、前記拘束網により捕獲する対象物の撮像により取得された撮像信号を地上のモニタに送信することが可能な撮像手段と、前記対象物が前記モニタの中心に位置し且つ前記対象物の全体が前記モニタに表示されたときに送信機から送信される点火信号を無線通信により受信する、前記固定架台に固定された無線通信手段と、前記固定架台に固定される前記保持具の上方となる位置で前記固定架台に固定され、前記無線通信手段が前記点火信号を受けたときに、前記拘束網噴出装置を作動させる点火器と、を備えたことを特徴とする。

また、前記固定架台は、同一間隔を空けて平行に配置される３本の第１フレームと、３本の前記第１フレームの両端が各々突き当てられる２本の第２フレームと、３本の前記第１フレームのうち２本の前記第１フレームの間に、所定の間隔を空けて、前記第２フレームと平行に配置される２本の第３フレームと、２本の前記第２フレームの両端下部に直交した状態で突き当てられて配置される４本の第４フレームと、４本の前記第４フレームのうち、隣り合う２本の前記第４フレームに跨って、且つ各々が同一の高さとなる位置に配置される４本の第５フレームと、４本の前記第５フレームのうち、対峙する２本の前記第５フレームの間に跨って配置される第６フレームと、を含み、前記点火器は、前記２本の第３フレームに跨って固定され、前記保持具は、前記固定具を介して前記第６フレームに固定されることを特徴とする。

また、前記固定具は、前記保持具を挟持した状態で締結部材により締結される２つの部材と、前記少なくとも２つの部材の一方が固着された状態で、前記固定架台に固定される部材と、を含むことを特徴とする。
また、前記ガス発生器により発生する前記ガスの圧力を受けて前記複数の錘が前記容器から噴出したときに前記容器から分離する蓋部材を備えることを特徴とする。

また、前記保持具は、前記点火器のリード線が接続される第１の接続端子を有し、前記拘束網噴出装置は、前記ガス発生器のリード線が接続される第２の接続端子を有し、前記点火器は、前記保持具による前記拘束網噴出装置の保持により前記第１の接続端子と第２の接続端子とが接触することで前記点火器と前記ガス発生器とが電気的接続された後、前記点火器が前記点火信号を受信したことを受けて前記ガス発生器に電力を供給する電力供給部を有することを特徴とする。

また、前記保持具は、前記保持具が前記拘束網噴出装置を保持したときに、前記第１の接続端子を前記第２の接続端子に向けて押圧する弾性部材を有することを特徴とする。

また、前記拘束網の目幅は、５０ｍｍ角から５００ｍｍ角の範囲であることが好ましい。また、前記拘束網の大きさは、２ｍ×２ｍから５ｍ×５ｍの範囲であることが好ましい。また、前記拘束網の引張強度は、１１０Ｎ以上であることが好ましい。

また、前記拘束網と前記容器とを連結する紐部材を備えていることを特徴とする。この場合、前記紐部材の長さは、前記容器に連結された前記拘束網が射出されたときに、射出された前記拘束網が展開できる長さに設定されることが好ましい。また、前記紐部材は、前記拘束網と前記容器との間の長さが０．０８ｍ〜１０ｍの範囲に設定されることが好ましい。さらに、前記紐部材の引張強度は、１１０Ｎ以上であることが好ましい。

また、本発明の対象物拘束システムは、複数のロータユニットを保持する機体と、前記機体の下部に設けられる降着装置と、複数のフレームから構成され、前記降着装置の下部に装着される固定架台と、を有する無人浮遊機と、複数の錘及び前記複数の錘を取り付けた拘束網を個別に収納する容器と、燃焼性物質を燃焼させてガスを発生させるガス発生器と、を有する拘束網噴出装置と、前記固定架台を構成する複数のフレームの何れかのフレームが、前記容器から下方に向けて発射される前記拘束網又は前記複数の錘の飛翔軌跡から外れるように、固定具を介して前記固定架台に固定された状態で、前記拘束網噴出装置を着脱自在に保持する保持具と、からなる拘束網展開装置と、前記固定架台に固定される前記保持具の上方となる位置で前記固定架台に固定され、前記拘束網噴出装置を作動させる点火器と、光軸方向が前記拘束網噴出装置における前記拘束網の射出方向と一致するように、前記固定架台に設けられ、前記拘束網により捕獲する対象物を撮像し、取得された撮像信号を無線通信により送信することが可能な撮像手段と、前記撮像手段から送信された撮像信号に基づいた映像を表示するモニタと、前記点火器との間で無線通信が可能であり、前記ガス発生器の点火信号を前記点火器に向けて送信する送信機と、を含むことを特徴とする。
また、前記送信機は、前記対象物が前記モニタの中心に位置し且つ前記対象物の全体が前記モニタに表示されたことを受けて、前記点火器に向けて前記点火信号を送信することを特徴とする。

本発明によれば、飛行禁止領域の上空を飛行する、又は公共の安全に被害を与える物質や***物などを運搬する無人浮遊機を捕獲できる。

本発明の一実施形態に係る拘束網展開装置を備えた無人浮遊機を示す斜視図である。拘束網噴出装置の断面図である。拘束網噴出装置の構成を分解して示す斜視図である。保持装置の一構成を示す一部断面図である。無線式点火器の外観を示す平面図である。拘束網展開装置における電気的な構成の一例を示す機能ブロック図である。保持装置を固定する固定具の一例を示す斜視図である。固定架台に無線式点火器を固定した一例を示す斜視図である。固定架台に保持装置を固定した一例を示す斜視図である。（ａ）標的となる無人浮遊機に拘束網を射出した状態を示す図、（ｂ）拘束網により無人浮遊機が捕獲された状態を示す図、（ｃ）捕獲した無人浮遊機を所定の位置まで運搬した状態を示す図である。（ａ）検証試験を行う際の拘束網噴出装置の設置例を示す図、（ｂ）飛行させる無人浮遊機の高さの一例を示す図、（ｃ）拘束網を展開させた状態を示す図である。拘束網と錘とを連結する紐部材に引掛け部材を設けた拘束網展開装置の断面図である。

図１は、本発明の拘束網展開装置が取り付けられる無人浮遊機の一実施形態を示す。無人浮遊機１０は、図示を省略したコントローラの操作に基づいた無線通信を受けて飛行するマルチコプター等の飛行体である。なお、無人浮遊機１０は、コントローラの操作に基づいた無線通信を受けて飛行する無人浮遊機の他、内部に組み込まれた制御プログラムによって自動的に飛行する無人浮遊機であってもよい。

無人浮遊機１０は、機体１１と、機体１１を中心として放射状に延出されるアーム１２と、機体１１から延出されたアーム１２の先端部に設けた複数のロータユニット１３と、機体１１の下部に設けられたスキッド（固定式降着装置）１４とを有する。図１では、６個のロータユニット１３を備えた無人浮遊機１０を一例として開示している。なお、無人浮遊機１０の形状は多種に亘るため、無人浮遊機１０の構造や、ロータユニット１３の数については、無人浮遊機の形状に合わせて適宜設定される。

機体１１は、図示を省略したコントローラとの間で無線通信を行う無線モジュール、無線モジュールにより受信された操作信号を受けてロータユニット１３の駆動制御を行う駆動制御基板の他、電池などを収納する。ここで、無人浮遊機１０にカメラが搭載されている場合、機体１１は、カメラによる撮像制御を行う撮像制御基板をさらに備える。

アーム１２は、例えば合成樹脂や金属材料を用いた筒状の部材である。これらアーム１２は機体１１から放射状に延出される。これらアーム１２は隣り合うアームとの角度が例えば６０度となるように配置される。

ロータユニット１３は、モータユニット１５及びロータ１６から構成される。図示は省略するが、モータユニット１５は、駆動モータ及び駆動モータをアーム１２に固定するブラケットから構成される。モータユニット１５は、駆動モータの駆動軸が上方に突出するように、アーム１２の先端部に固定される。ここで、モータユニット１５の駆動モータに接続されるケーブルは、例えばアーム１２の内部に挿通された後、機体１１に収納された駆動制御基板に接続される。ロータ１６は、駆動モータの駆動軸に固定される回転軸と、回転軸を中心として１８０度間隔を空けて配置された２枚のロータブレードとを有する。なお、ロータに設けられるロータブレードの数は２枚に限定される必要はなく、３枚以上のロータブレードを有してもよい。なお、ロータブレードの長さは、隣り合うロータユニットのロータブレードの回転軌跡が互いに重畳されない長さに設定される。

上述した無人浮遊機１０のスキッド１４の下部には、拘束網展開装置２０が固定架台１００を介して装着される。拘束網展開装置２０は、発生させた高圧ガスにより複数の錘２５を噴出させ、複数の錘２５の噴出により拘束網２６を展開させながら飛翔させる拘束網噴出装置２１と、拘束網噴出装置２１を着脱自在とする保持装置２２と、高圧ガスを発生させる際に点火を行う点火器２３と、保持装置２２を固定架台１００に固定する固定具２４とから構成される。点火器２３は、送信機７８からの無線信号を受けて点火を行う装置であることから、以下、無線式点火器２３と称する。ここで、拘束網噴出装置２１と保持装置２２とが装置本体として機能する。

以下、拘束網噴出装置２１として、外周部に８個の錘２５が取り付けられた拘束網２６を収納する拘束網噴出装置２１を用いる場合について説明する。図２及び図３に示すように、拘束網噴出装置２１は、８個の錘２５が紐部材２７によって取り付けられた拘束網２６と、８個の錘２５及び拘束網２６をそれぞれ個別に収納する容器２８と、拘束網２６を収納する容器２８の開口部分を被覆するスリーブ２９と、容器２８に取り付けられる蓋３０と、容器２８に個別に収納された８個の錘２５を噴出させる高圧ガスを発生させるガス発生器３１とを有する。

拘束網２６は、例えばポリエチレン製で、引張強度が１１０Ｎ以上のものが用いられる。なお、拘束網２６の材質としてポリエチレン製を挙げているが、網自体の引張強度が１１０Ｎ以上であればよいので、ポリエステル製、ケプラー製であってもよい。拘束網２６は、外形が正方形である。なお、拘束網２６の大きさは、例えば２×２ｍ〜５×５ｍである。ここで、拘束網２６の外形は、正方形に限定される必要はなく、例えば長方形や八角形などの多角形でもよい。

拘束網２６は、紐部材２７を介して８個の錘２５が取り付けられる。ここで、錘２５が取り付けられる拘束網２６の位置は、拘束網２６の外周の４隅及び各辺の中点である。錘２５は、例えばステンレス製の円柱形状である。なお、錘２５はステンレス製としているが、耐腐食性に優れた材質を用いることも可能である。これら錘２５は、弾性体からなる錘カバー３４の内部に収納される。錘２５のそれぞれに取り付けられる紐部材２７は、例えばポリエステル製で、線径が例えばφ＝０．７ｍｍの紐が用いられる。紐部材２７は、一端側が錘２５と連結され、他端が拘束網２６と連結している。ここで、連結された錘２５と拘束網２６との間の紐部材２７の長さは、例えば８０ｍｍである。

拘束網２６は、引張り紐３２を介して容器２８と連結される。引張り紐３２は、ポリエチレン製で、引張強度が１１０Ｎ以上のものが用いられる。なお、拘束網２６の材質としてポリエチレン製を挙げているが、紐自体の引張強度が１１０Ｎ以上であればよいので、ポリエステル製、ケプラー製であってもよい。また、引張り紐３２は、拘束網２６の中心部分、又は、拘束網２６の外周部となる４辺のうち、隣り合う２辺の中点、又は４辺全ての中点に固定される。ここで、拘束網２６と容器２８とを連結したときの拘束網２６と容器２８の間の長さが例えば０．０８〜１０ｍとなるように、引張り紐３２が拘束網２６と容器２８とに取り付けられる。

容器２８は、例えばＡＢＳ樹脂、又はＰＯＭ樹脂などの合成樹脂材を成形した２つの部材を重ね合わせた状態でねじ固定される部材である。以下、２つの部材を、第１構成部材３６、第２構成部材３７と称する。第１構成部材３６は、略漏斗形状の部材である。第１構成部材３６は、等間隔で８方向に分岐する半円弧状の溝部３６ａを内周面に有する。また、第１構成部材３６は、内周面に設けた溝部３６ａに対応する位置に溝部３６ｂを外周面に有する。さらに、第１構成部材３６は、ガス発生器３１の一部が収納される筒部３６ｃを有する。

第２構成部材３７は、第１構成部材３６が取り付けられる一端側から他端側に向けて広がる略漏斗形状の部材である。第２構成部材３７の他端側は開口されており、開口に連なる内部空間が、拘束網２６が収納される拘束網収納部３７ａとなる。第２構成部材３７の外周面には溝部３７ｂと、溝部３７ｂに連なる円弧状の溝部３７ｃとが８個設けられる。

第１構成部材３６と第２構成部材３７とを重ね合わせた状態でねじ固定すると、第１構成部材３６に設けた溝部３６ｂと、第２構成部材３７に設けた溝部３７ｂとがそれぞれ連通される。第１構成部材３６に設けた溝部３６ｂと、第２構成部材３７に設けた溝部３７ｂとが連通された状態では、蓋３０の舌片３０ａが挿入可能となる。また、第１構成部材３６の内周面に設けた半円弧状の溝部３６ａと、第２構成部材３７の外周面に設けた半円弧状の溝部３７ｃとが組み合わされ、８個の錘収納部（図示省略）が形成される。なお、第１構成部材３６と第２構成部材３７とを重ね合わせると、第１構成部材３６と第２構成部材３７との間に、８個の錘収納部に連なる流路（図示省略）が形成される。

スリーブ２９は、第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａに収納される拘束網２６が第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａからはみ出すことを防止する。同時に、スリーブ２９は、蓋３０を容器２８に取り付けるときに、第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａに収納される拘束網２６が容器２８の外周面と蓋３０との間に挟み込まれることを防止する。

スリーブ２９は、帯状のシートを軸方向の両端が開口された円筒状に加工したものである。スリーブ２９の材質としては、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、リニアポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の他、薄紙やポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンなどのラップフィルムが挙げられる。スリーブ２９の元になる帯状のシートは、厚みが例えば０．０８ｍｍ以下のシート材が使用される。

スリーブ２９は、幅方向の一端縁部が第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａの内周面に沿って挿入される。このとき、スリーブ２９の幅方向の他端縁部は、第２構成部材３７の開口部分から外部に延在している。スリーブ２９の幅方向の他端縁部は、拘束網２６が第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａに収納された後、第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａに収納された拘束網２６に向けて折り畳まれる。スリーブ２９の幅方向の他端側が折り畳まれると、折り畳まれたスリーブ２９は、第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａの開口部分のうち、錘２５と拘束網２６と連結する紐部材２７が位置する中央部分を除いた領域を被覆する。

なお、詳細は記載しないが、スリーブ２９は、第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａへ挿入するときの挿入量際の目安となるマークや線を有している。これらマークや線を有することで、スリーブ２９を第２構成部材３７の拘束網収納部３７ａに挿入するときの挿入量を一定とすることができる。

蓋３０は、容器２８の第２構成部材３７に設けた拘束網収納部３７ａの開口部分や容器２８の外周面の錘収納部を各々被覆して収納網２６及び８個の錘２５の脱落を防止する。蓋３０は、ガス発生器３１による高圧ガスの発生に伴って錘２５が噴出した時に容易に脱落するように容器２８に取り付けられる。蓋３０は、弾性のあるゴム材や紙材から製造される他、フィルム材から製造される。蓋３０は、側部から突出する例えば８個の舌片３０ａを有する。舌片３０ａは、根本部分に第２構成部材３７の溝部３７ｂに設けた突起３７ｄが嵌め込まれる孔３０ｂを有する。

ガス発生器３１は、装填されたガス発生剤を燃焼させることで、高圧ガスを発生させる。ガス発生器３１は、イニシエータ４０と、イニシエータ４０の外周に固定されるホルダ４１とを有する。また、図示は省略するが、ガス発生器３１は、イニシエータ４０において、イニシエータ４０からの高圧ガスを冷却濾過するフィルタと、フィルタを収納してホルダ４１の一側に螺合するフィルタカップとから構成される。ガス発生器３１の他端部にはリード線４２が露呈している。リード線４２の先端部にはコネクタ４３が設けられる。

ガス発生器３１に装填されるガス発生剤は、例えば低振動・低騒音破砕薬剤ガンサイザー（日本工機株式会社製商品名）を用いている。ガス発生剤は、火薬類を用いた破砕方法と同じ手順で消費許可を必要とせずに岩盤などを破砕する非火薬破砕組成物である。ガス発生器３１は、以下に示す構成のガス発生剤が０．１ｇ〜１．１ｇの範囲で充填される。ガス発生剤は、２４タイラーメッシュ通過４２タイラーメッシュ止まりの篩分け品を用いる。すなわち、ガス発生剤は、粒径が０．３５ｍｍ〜０．７１ｍｍの範囲に調整されている。上述したガス発生剤は、１０ｃｃ圧力タンク内で燃焼したときの最大圧力が２５ＭＰａ程度の薬剤が用いられる。

プラグ４４は、軸方向における一端部が開口され、他端部が閉口された筒部材から構成される。プラグ４４は、開口された一端側で、第１構成部材３６の筒部３６ｃを収納する。上述したように、ガス発生器３１は、第１構成部材３６の筒部３６ｃに一部が収納され、イニシエータ４０が取り付けられる端部が露呈される。第１構成部材３６にプラグ４４を取り付けると、第１構成部材２６の筒部３６ｃ、ガス発生器３１のイニシエータ４０側の端部、リード線４２及びコネクタ４３がプラグ４４の内部に収納される。プラグ４４の閉口された他端部には、接続端子４５，４６が露呈される。接続端子４５，４６は、プラグ４４の内部に収納されるリード線４７の一端部を固着する。リード線４７の他端部は、ガス発生器３１のリード線４２に設けたコネクタ４３と嵌合するコネクタ４８を有する。

フィックスカップ５０は、容器２８とプラグ４４とを連結する部材である。フィックスカップ５０は、キー溝５０ａを有する。キー溝５０ａは、プラグ４４が挿通されたときに、プラグ４４に設けたキー部４４ａを嵌合する。これにより、フィックスカップ５０とプラグ４４とが互いに対して位置決めされ、プラグ４４に対するフィックスカップ５０の回転が防止される。プラグ４４に対して位置決めされたフィックスカップ５０は、ねじ５１を用いて、容器２８の第１構成部材３６に固定される。なお、符号５２は、ねじ５１の頭部を被覆するシールである。

保持装置２２は、拘束網噴出装置２１を保持する装置である。図４に示すように、保持装置２２は、固定具２４により把持される把持部５５と、把持部５５の一端部を収納保持する基部５６とを有する。

把持部５５は、長手方向の一端部が閉口された円筒形状からなる合成樹脂製の部材である。把持部５５は、閉口された長手方向の一端部に、脱落防止部５５ａが設けられる。脱落防止部５５ａは、把持部５５の長手方向の中央部分の外径よりも大きい外径である。脱落防止部５５ａには、無線式点火器２３からのリード線７５が挿通される挿通孔が設けられる。

把持部５５は、長手方向の他端部に把持部５５の外周に沿ったフランジ部５５ｂを備える。フランジ部５５ｂは、把持部５５のフランジ部５５ｂ側の一端部を基部５６の内部に挿入保持したときに、基部５６の内部に設けられた段差部５６ａに当接され、把持部５５が基部５６から抜けることを防止する。さらに、把持部５５は、フランジ部５５ｂ側の一端部に、キー部５５ｃを備えている。キー部５５ｃは、基部５６に設けられたキー溝５６ｂに嵌め合わされることで、基部５６に対する把持部５５の回転が防止される。

なお、把持部５５の外周面は、凹凸形状である。把持部５５の外周面を凹凸形状とすることで、固定具２４との間でスベリの発生が抑止される。なお、固定具２４との間に生じるスベリの発生を抑止する方法として、把持部５５の外周面に、弾性体を設けることも可能である。

基部５６は、把持部５５が挿入保持される一端側とは反対側の他端側に、拘束網噴出装置２１のプラグ４４が挿入される挿入穴５６ｃを有する。挿入穴５６ｃは、拘束網噴出装置２１のプラグ４４の外周面に設けた突起部４４ｂが挿入される挿入溝５７と、挿入溝５７に連通し、拘束網噴出装置２１のプラグ４４に設けた突起部４４ａを円周方向に所定量回転移動させることが可能なスライド溝５８とを内壁面に有する。符号５９は、拘束網噴出装置２１を保持装置２２に取り付けたときに、プラグ４４に設けた突起部４４ａが係合する係合溝である。係合溝５９を設けることで、保持装置２２に対する拘束網噴出装置２１の回転が防止され、その結果、保持装置２２に対する拘束網噴出装置２１の脱落が防止される。

基部５６は、支持板６０、端子基板６１及びコイルばね６２を備える。支持板６０は、無線式点火器２３から延出されたリード線７５及びリード線７５の一端に設けたコネクタ７６が挿通される挿通孔６０ａと、端子基板６１に対峙する一面に設けられ、コイルばね６２の位置を規制する規制部６０ｂを備える。端子基板６１は、支持板６０と対峙する一面に、リード線７５の一端に設けたコネクタ７６が嵌合されるコネクタ部６５を備える。また、端子基板６１は、支持板６０と対峙する一面とは反対側の面に、拘束網噴出装置２１のプラグ４４から露呈された接続端子４５，４６と接触する接続端子６６，６７を備える。

コイルばね６２は、一端が支持板５５に当接され、他端が端子基板６１に当接される。これら部材が基部５６に組み込まれると、コイルばね６２は、一端側で当接される支持板６０を把持部５５に向けて押圧する。その結果、把持部５５のフランジ部５５ｂは、基部５６の内部に設けた段差部５６ａに当接された状態で保持される。また、コイルばね６２は、他端側で当接される端子基板６１を基部５６に設けた段差部５６ｂに向けて押圧する。

次に、拘束網噴出装置２１を保持装置２２へ取り付ける手順について説明する。プラグ４４の突起部４４ｂと基部５６の挿入溝５７とを位置合わせした後、拘束網噴出装置２１のプラグ４４が基部５６の挿入穴５６ｃに挿入される。拘束網噴出装置２１のプラグ４４を基部５６の挿入穴５６ｃに挿入している過程で、拘束網噴出装置２１のプラグ４４の先端が端子基板６１に当接され、拘束網噴出装置２１のプラグ４４がコイルばね６２の付勢に抗して端子基板６１を押圧する。ここで、把持部５５のフランジ部５５ｂは基部５６の内部に設けた段差部５６ａに当接されているため、支持板６０の移動は規制される。その結果、コイルばね６２は、端子基板６１からの押圧を受けて圧縮された状態になる。

拘束網噴出装置２１のプラグ４４が基部５６の挿入穴５６ｃに所定量挿入されると、プラグ４４の突起部４４ｂが挿入溝５７の端部に当接され、拘束網噴出装置２１のプラグ４４が、基部５６の挿入穴５６ｃへ挿入することができなくなる。この状態では、拘束網噴出装置２１のプラグ４４に設けた突起部４４ｂと、挿入溝５７に連通する横溝５８との位置が一致している。したがって、拘束網噴出装置２１のプラグ４４に設けた突起部４４ｂが横溝５８に沿って移動させる、言い換えれば、拘束網噴出装置２１が保持装置２２の基部５６に対して回転させることが可能となる。そして、拘束網噴出装置２１のプラグ４４に設けた突起部４４ｂが横溝５８の端部に当接されると、基部５６に対する拘束網噴出装置２１の回転が停止される。コイルばね６２により付勢された端子基板６１は、拘束網噴出装置２１を押圧している。したがって、拘束網噴出装置２１は保持装置２２の基部５６に設けた挿入穴５６ｃへの挿入方向とは逆方向に移動し、拘束網噴出装置２１のプラグ４４に設けた突起部４４ｂが係合溝５９に係合される。その結果、拘束網噴出装置２１が保持装置２２から抜け落ちることが防止される。

拘束網噴出装置２１を保持装置２２に装着する過程で、拘束網噴出装置２１のプラグ４４から露呈する接続端子４５，４６は、端子基板６１の接続端子６６，６７と接触した状態となる。コイルばね６２は端子基板６１を拘束網噴出装置２１のプラグ４４に向けて押圧しているので、拘束網噴出装置２１が保持装置２２に装着された状態では、端子基板６１の接続端子６６，６７と、拘束網噴出装置２１のプラグ４４に設けた接続端子４５，４６との接触状態は良好に保持される。

図５及び図６に示すように、無線式点火器２３は、無線モジュール７０、制御回路基板７１、電池７２、カメラ７３を有する。ここで、無線モジュール７０、制御回路基板７１及び電池７２は、合成樹脂製の防水ケース７４に収納される。また、カメラ７３は、防水ケース７４の外側に設けられる。

無線モジュール７０は、送信機７８からの点火信号を受信する。制御回路基板７１は、基板上に生成された回路（以下、制御回路７１ａ）が無線モジュール７０と接続されている。制御回路７１ａは、無線モジュール７０が点火信号を受信したことを受けて電池７２に蓄積された電力を、ＯＵＴＰＵＴ端子７１ｂを介して拘束網展開装置２１のガス発生器３１に供給する。なお、図５中符号７５は、制御回路基板７１と、保持装置２２の内部に設けた端子基板６１とを電気的に接続するためのリード線であり、リード線７５の先端には、端子基板６１に設けたコネクタ部６５と嵌合するコネクタ７６を有している（図４参照）。

電池７２は、例えばリチウムイオン電池などの一次電池などが用いられる。電池７２は、無線モジュール７０、制御回路７１ａやカメラ７３に電力を供給する。また、電池７２は、拘束網噴出装置２１が保持装置２２に装着された状態で、無線モジュール７０が点火信号を受信したことを受けて、ＯＵＴＰＵＴ端子７１ｂを介してガス発生器３１に電力を供給する。

カメラ７３は、無人浮遊機１０を飛行させたときに、無人浮遊機１０の下方を撮影する。カメラ７３は、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出方向と、カメラ７３の光軸とが略一致するように、防水ケース７４の外側に設けられる。カメラ７３は無線モジュール７３ａを内蔵しており、撮影された動画像、又は静止画像を地上に設置されたモニタ７７に送信する。なお、符号７７ａは、カメラ７３に設けた無線モジュール７３ａとの間で、信号の送受信を行うモニタ７７に設けられた無線モジュールである。

ここで、カメラ７３は、防水ケース７４の外部に設けられているが、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出方向と、カメラ７３の光軸とが略一致するように配置できるのであれば、防水ケース７４ではなく、固定架台１００に取り付けることも可能である。また、カメラを備えた無人浮遊機の場合には、無人浮遊機に設けられたカメラを用いることも可能である。この場合、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出方向とカメラの光軸とが略一致するようにカメラの姿勢を設定すればよい。

また、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出方向と、カメラ７３の光軸とが略一致するようにカメラ７３を防水ケース７４の外部に取り付けているが、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出面から下方に所定の距離離れた位置において展開される拘束網２６の中心がカメラの光軸（撮像範囲の中心）と一致するようにカメラを設置することも可能である。ここで、所定の距離とは、拘束網の射出面から、射出された拘束網が完全に展開される位置までの距離である。

図７に示すように、固定具２４は、保持装置２２を例えば固定架台１００に装着するときに用いられる部材である。固定具２４は、複数の部材から構成される。図７は固定具２４の一例を示している。

固定具２４は、例えば第１の固定部材８１、第２の固定部材８２、第３の固定部材８３を有する。第１の固定部材８１、第２の固定部材８２、第３の固定部材８３は、それぞれ合成樹脂材を用いた成形品である。第１の固定部材８１は、図７中ｚ方向に直交する断面が円弧状の凹部８１ａを有する。第１の固定部材８１は、円弧状の凹部８１ａの両縁端近傍に、図７中ｘ方向を軸とした挿通孔８１ｂ、８１ｃを有する。

第２の固定部材８２は、図７中ｚ方向に直交する断面が円弧状の凹部８２ａを有する。第２の固定部材８２は、円弧状の凹部８２ａの両縁端近傍に、図７中ｘ方向を軸とした雌ねじ部８２ｂ、８２ｃが設けられる。雌ねじ部８２ｂ、８２ｃは、第１の固定部材８１の挿通孔８１ｂ、８１ｃに挿通されたねじ８５，８６が螺合される。また、第２の固定部材８２は、凹部８２ａが設けられる一側面とは反対側の側面の下端部から底面の図７中右側の端部に亘って段差部８２ｄを有する。なお、符号８２ｅ、８２ｆは、ねじ８７，８８が挿通される、図７中ｚ方向を軸とした挿通孔である。

第３の固定部材８３は、上面の一端部から図７中左側の側面の上端部が切り欠かれた段差部８３ａを有する。符号８３ｂ、８３ｃは、ねじ８７，８８が螺合する雌ねじ部である。第３の固定部材８３は、段差部８３ａが設けられる一側面とは反対側となる面に、長手方向（図７中ｙ方向）に延在する溝部８３ｄが設けられる。溝部８３ｄは、固定架台１００のフレーム材１１６が挿入される。

第３の固定部材８３は、上面から溝部８３ｄに向けた（図７中ｚ方向を軸とする）雌ねじ孔８３ｅ、８３ｆを有する。これら雌ねじ孔８３ｅ、８３ｆには、ねじ８９，９０が螺合する。同様にして、第３の固定部材８３は、下面から溝部８３ｄに向けた（図７中ｚ方向を軸とする）雌ねじ孔８３ｇ、８３ｈを有する。これら雌ねじ孔８３ｇ、８３ｈには、ねじ９１，９２が螺合する。上述したように、第３の固定部材８３の溝部８３ｄには固定架台１００のフレーム部材１１６が挿入される。したがって、雌ねじ孔８３ｅ、８３ｆに螺合されたねじ８９，９０、及び雌ねじ孔８３ｇ、８３ｈに螺合されたねじ９１，９２をそれぞれ締め付けることで、第３の固定部材８３が固定架台１００のフレーム部材１１６に固定される。

固定架台１００は、本発明の拘束網展開装置２０を装着保持する機能を有するとともに、無人浮遊機１０のスキッドとしての機能を有する。固定架台１００は、アルミニウム又は合成樹脂からなる複数のフレーム材を組み合わせることで作成される。以下、図８及び図９を用いて、固定架台１００の構成について説明する。固定架台１００は、以下の構成からなる。長さが同一となる３本のフレーム材１０１，１０２，１０３が同一間隔を空けて配置された後、これらフレーム材１０１，１０２，１０３の両端部が２本のフレーム材１０４，１０５に突き当てられた状態で固定される。

フレーム材１０２とフレーム材１０３との間に、フレーム材１０２，１０３と直交する２本のフレーム材１０６，１０７が、所定の間隔を空けてフレーム材１０２，１０３に突き当てられた状態で固定される。なお、フレーム材１０２，１０３に固定される２本のフレーム材１０６，１０７は、無線式点火器２３を固定保持する。

フレーム材１０４の長手方向の両端部において、２本のフレーム材１０８，１０９がフレーム材１０４の下方から突き当てられた状態で固定される。同様にして、フレーム材１０５の長手方向の両端部において、２本のフレーム材１１０，１１１がフレーム材１０５の下方から突き当てられた状態で固定される。フレーム材１０８，１０９，１１０，１１１の長手方向の長さは、同一の長さに設定される。したがって、フレーム材１０８，１０９，１１０，１１１の下端面が接地面となる。

フレーム材１０８及びフレーム材１０９との間で、且つこれらフレーム材の長手方向の略中央部に、フレーム材１１２が固定される。フレーム材１１０及びフレーム材１１１との間で、且つこれらフレーム材の長手方向の略中央部に、フレーム材１１３が固定される。

フレーム材１０８及びフレーム材１１０との間で、且つこれらフレーム材の長手方向の略中央部に、フレーム材１１４が固定される。フレーム材１０９及びフレーム材１１１との間で、且つこれらフレーム材の長手方向の略中央部に、フレーム材１１５が固定される。

フレーム材１０１からフレーム材１１４までの距離、フレーム材１０３からフレーム材１１５までの距離、フレーム材１０４からフレーム材１１２までの距離及びフレーム材１０５からフレーム材１１３までの距離は、全て同一距離となる。フレーム材１１２とフレーム材１１３との間には、フレーム材１１６が固定される。

図８に示すように、固定架台１００を構成するフレーム材１０６，１０７は、無線式点火器２３を不図示のブラケットを介して固定する。上述したように、無線式点火器２３の防水ケース７４には、カメラ７３が取り付けられる。したがって、無線式点火器２３をフレーム材１０６，１０７に固定した後、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出方向と、カメラの光軸とが略一致するようにカメラ７３の向きが固定される。また、図９に示すように、固定架台１００を構成するフレーム材１１６には、固定具２２を介して保持装置２２が固定される。

以下、保持装置２２を固定架台１００に装着する工程について説明する。まず、保持装置２２を固定具２４に仮留めする。この状態では、保持装置２２の把持部５５の外周面の一部分が第１の固定部材８１の凹部８１ａに挿入される。また、保持装置２２の把持部５５の外周面のうち、第１の固定部材８１の凹部８１ａに挿入される部分とは反対側の部分が第２の固定部材８２の凹部８２ａに挿入される。また、第１の固定部材８１と第２の固定部材８２との間から保持装置２２の把持部５５が抜け落ちない程度に、ねじ８５，８６が締め付けられる。

保持装置２２を固定具２４に仮留めした状態で、固定具２４を固定架台１００に固定する。固定具２４の第３の固定部材８３の凹部８３ｄにフレーム材１１６が挿入された後、第３の固定部材８３の雌ねじ孔８３ｅ、８３ｆ、８３ｇ、８３ｈに螺合されたねじ８９，９０，９１，９２が締め付けられる。ねじ８９，９０，９１，９２を締め付けると、ねじ８９，９０，９１，９２の先端部が雌ねじ孔８３ｅ、８３ｆ、８３ｇ、８３ｈから突出し、フレーム材１１６の上面及び下面をそれぞれ押し付ける。その結果、固定具２４が固定架台１００に固定される。

上述したように、固定具２４を固定架台１００に固定した状態では、保持装置２２は固定具２４に仮留めされた状態である。したがって、保持装置２２に拘束網噴出装置２１を装着したときに、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出面（拘束網噴出装置２１に設けられる蓋３０の表面）が固定架台１００の接地面（フレーム材１０８，１０９，１１０，１１１の下端面）と同一平面となる、又は固定架台１００の接地面よりも若干高い位置となるように、固定具２４に対する保持装置２２の位置を調整する。固定具２４に対する保持装置２２の位置を調整した後、ねじ８５，８６を締め付ける。これにより、保持装置２２が固定具２４に固定される。

なお、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出面が固定架台１００の下端面（接地面）よりも若干高い位置となるように固定具２４に対する保持装置２２の位置を調整する場合、フレーム材１０８，１０９，１１０，１１１の下端部が、拘束網噴出装置２１から射出される８個の錘２５の飛翔軌跡又は拘束網２６の飛翔軌跡から外れるように、固定具２４に対する保持装置２２の位置が調整されていればよい。

次に、拘束網展開装置２０を装着した無人浮遊機１０を用いて、標的となる無人浮遊機を捕獲する動作について説明する。図１０（ａ）に示すように、拘束網展開装置２０を装着した無人浮遊機１０は、図示を省略したコントローラの操作により飛行動作が行われる。作業者はコントローラを操作して、拘束網展開装置２０を装着した無人浮遊機１０を、標的となる無人浮遊機１１８の上方に位置するまで飛行させる。このとき、無線式点火器７０に設けたカメラ７３からモニタ７７に映像信号が送信されるので、無人浮遊機１０を操作する作業者は、モニタ７７に映し出される映像や上空を見ながら、標的となる無人浮遊機１１８の位置を確認する。上述したように、カメラ７３の光軸が拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出方向に略一致するように設定されている。したがって、モニタ７７に映し出される映像として、標的となる無人浮遊機１１８が映像の中心に位置し、その全体像が写し込まれた映像となる場合に、作業者は、送信機７８のボタンを押圧操作する。ここで、コントローラを操作して無人浮遊機１０を飛行させる作業者と、送信機７８のボタンを押圧操作する作業者は、同一の作業者であっても、異なる作業者であってもよい。

送信機７８のボタンが押圧操作されると、無線式点火器２３の無線モジュール７０は点火信号を受信する。点火信号を受信すると、制御回路７１ａは、拘束網噴出装置２１に装着されたガス発生器３１に向けて電力を供給する。その結果、ガス発生器３１において点火動作が実行され、高圧ガスが発生する。高圧ガスが発生することを受けて、拘束網噴出装置２１に収納された８個の錘２５が下方に噴出される。８個の錘２５は、拘束網２６に連結されているので、８個の錘２５が噴出されると、拘束網２６が展開されながら飛翔する。その過程で、標的となる無人浮遊機１１８に展開された拘束網２６が掛かる。なお、拘束網２６は、引張り紐３２により拘束網噴出装置２１の容器２８と連結されている。したがって、引張り紐３２が張った状態となると、展開した拘束網２６は錘２５が連結された外周部分が収束される。その過程で、拘束網２６は、標的となる無人浮遊機１１８を包み込む。図１０（ｂ）に示すように、標的となる無人浮遊機１１８が拘束網２６に包み込まれると、標的となる無人浮遊機１１８のプロペラが拘束網２６に絡まり飛行動作が強制的に停止される。その結果、標的となる無人浮遊機１１８を捕獲することが可能となる。図１０（ｃ）に示すように、無人浮遊機１０は飛行可能であるので、標的となる無人浮遊機１１８を捕獲した後も継続して飛行を行って、捕獲された無人浮遊機１１８を安全な場所に運搬することができる。

ここで、標的となる無人浮遊機１１８を確実に拘束するために、例えばカメラ７３から得られた画像を解析して、標的となる無人浮遊機１１８までの距離が拘束網展開装置２０の作動により射出される拘束網２６により拘束できる範囲（距離）となる場合に、拘束網展開装置２０の作動を許可する報知をモニタに表示する、又は音声により報知することも可能である。また、カメラ７３から得られた画像を解析する他に、無人浮遊機１０、拘束網展開装置２０又は固定架台１００のいずれかに距離センサを設け、距離センサにより標的となる無人浮遊機１１８までの距離を検出した結果に基づいて、上記報知を行うことも可能である。

次に、拘束網噴出装置２１に用いられる拘束網２６や引張り紐３２に対する種々の検証試験の結果を示す。

まず、拘束網噴出装置２１に用いられる拘束網２６の大きさについて検証試験を行った。検証試験は、以下の条件で行われた。

１）図１１（ａ）に示すように、拘束網噴出装置２１に用いられる拘束網２６の射出方向が真下となり、且つ拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出面が地上から高さＨの位置となるように、拘束網噴出装置２１を試験用架台１２０に固定する。なお、検証試験において、高さＨを、Ｈ＝１０ｍに設定した。
２）図１１（ｂ）に示すように、地上から高さｈを飛行する無人浮遊機１２５を標的として、拘束網噴出装置２１に収納される拘束網２６を射出する。なお、飛行する無人浮遊機１２５としては、全長１ｍの大きさ（普及している最大の無人浮遊機の大きさ）を用いている。また、検証試験において、無人浮遊機１２５を飛行させる高さｈを、ｈ＝８．５ｍに設定した。つまり、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出面から無人浮遊機１２５までの距離は、１．５ｍである。上記検証試験では、飛翔した拘束網２６により標的となる無人浮遊機１２５の全体を覆い、拘束できるか否かを判定の基準とした。以下、拘束網噴出装置２１に用いた拘束網２６の大きさについて表１に示す。

表１に示すように、上記検証試験では、拘束網２６は、１×１ｍ（サンプル１）、２×２ｍ（サンプル２）、３×３ｍ（サンプル３）、４×４ｍ（サンプル４）、５×５ｍ（サンプル５）の５種類の大きさが用いられる。５種類の拘束網２６の目幅は１２５ｍｍである。なお、拘束網２６の大きさが６×６ｍ以上となる場合、検証試験で用いた拘束網噴出装置２１の容器２８に収納させることが困難であったので、６×６ｍ以上については考慮していない。以下、５種類のサンプルを用いた検証試験の結果を表２に示す。

例えばサンプル１を用いた場合、射出した拘束網２６は無人浮遊機１２５に掛かるが、展開された拘束網２６により無人浮遊機１２５を包み込むことができないという結果が得られた。一方、サンプル２からサンプル５のいずれもが、無人浮遊機１２５に掛かり、無人浮遊機１２５を包み込むことができるという結果が得られた。したがって、拘束網２６の大きさは、サンプル２からサンプル５で用いた、２×２ｍ〜５×５ｍの大きさの拘束網２６が好ましいとの検証結果が得られた。

次に、拘束網噴出装置２１に用いられる拘束網２６の目幅について検証試験を行った。検証試験は、以下の条件で行われた。

１）図１１（ａ）に示すように、拘束網噴出装置２１に用いられる拘束網２６の射出方向が真下となり、且つ拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出面が地上から高さＨの位置となるように、拘束網噴出装置２１を試験用架台１２０に固定する。なお、検証試験において、地上からの高さＨを、Ｈ＝４ｍに設定した。
２）図１１（ｂ）に示すように、地上から高さｈを飛行する無人浮遊機１２５を標的として、拘束網噴出装置２１に収納される拘束網２６を射出する。なお、飛行する無人浮遊機１２５としては、全長１ｍの大きさ（普及している最大の無人浮遊機の大きさ）を用いている。なお、検証試験において、無人浮遊機１２５を飛行させる高さｈを、ｈ＝２．５ｍに設定した。つまり、拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出面から無人浮遊機１２５までの距離は、１．５ｍである。

上記検証試験では、飛翔した拘束網２６により標的となる無人浮遊機１２５の全体を覆い、拘束できるか否かを判定の基準とした。以下、サンプルとして用いた拘束網噴出装置２１に用いた拘束網２６の目幅と大きさについて表３に示す。

表３に示すように、上記検証試験では、拘束網２６は３×３ｍの大きさで、拘束網２６の目幅として、４０ｍｍ角（サンプル６）、５０ｍｍ角（サンプル７）、５００ｍｍ角（サンプル８）、５１０ｍ角（サンプル９）の４種類のものを用いている。以下、これらサンプルを用いた検証試験の結果を表４に示す。

表４に示すように、サンプル６の場合、拘束網２６の展開時に空気抵抗の影響により、拘束網２６の飛翔方向がずれ、拘束網２６は標的となる無人浮遊機１２５に正常にかからないという結果が得られた。つまり、拘束網２６の目幅が４０ｍｍ角の場合には、飛翔時に空気抵抗や風の影響を受けやすく、無人浮遊機１２５を確実に捕獲するためには不適であると考えられる。一方、サンプル７及びサンプル８の場合、拘束網２６は無人浮遊機１２５を包み込むことができ、無人浮遊機１２５を確実に拘束できる結果が得られた。なお、サンプル９の場合、拘束網２６の目幅が大きすぎ、無人浮遊機１２５の一部が拘束網２６からすり抜ける事象が発生する。この事象は拘束網２６の目幅が５００ｍｍを超えると顕著となる。したがって、拘束網２６の目幅は、５０〜５００ｍｍの範囲のものが好ましい。

次に、拘束網噴出装置２１に用いられる拘束網２６の強度について検証試験を行った。検証試験は、以下の条件で行われた。

１）重量１０ｋｇの無人浮遊機１２５を用意し、拘束網２６に包み込まれた状態を再現する。
２）拘束網２６の中心部を試験用架台１２０に取り付け、拘束網２６に包み込まれた無人浮遊機１２５を吊り下げる。
３）無人浮遊機１２５を吊り下げた拘束網２６が切れるか否かを確認する。

上記検証試験では、拘束網２６に包み込まれた無人浮遊機１２５を吊り下げた状態を１０分間静置したときに拘束網２６が切れたか否かを基準とした。以下、拘束網噴出装置２１に用いた拘束網２６の材質、線径及び強度について、表５に示す。

表５に示すように、拘束網２６の材質としてポリエチレンを用いている。また、拘束網２６の線径は、０．９０ｍｍ、０．９５ｍｍ、１．００ｍｍ、１．０５ｍｍの４種類を用いた。なお、拘束網２６の線径０．９０ｍｍ、０．９５ｍｍ、１．００ｍｍ、１．０５ｍｍに対する強度は、それぞれ９０Ｎ（サンプル１０），１００Ｎ（サンプル１１），１１０Ｎ（サンプル１２），１２０Ｎ（サンプル１３）である。以下、上記検証試験の結果を表６に示す。上記検証試験では、同一のサンプルを用いた検証試験を、少なくとも５回行っている。

表６に示すように、強度が１００Ｎ以下の場合、拘束網２６が無人浮遊機１２５の重量に耐えきれず、１０分以内に綱の中心において切断する場合が見られた。一方、強度が１１０Ｎ以上の場合、１０分以内に綱の中心において切断する事例は見られなかった。したがって、強度が１１０Ｎ以上であれば、種々の無人浮遊機１２５を拘束し、回収する動作まで行うことができると考える。つまり、拘束網２６の強度は、１１０Ｎ以上が好ましい。なお、上記検証試験では、拘束網２６の材質をポリエチレンとしているが、１１０Ｎ以上の強度を持つ材質であれば、ポリエチレンに限定されるものではない。

次に、拘束網噴出装置２１に用いる引張り紐３２の強度について検証試験を行った。検証試験は、以下の条件で行われた。

１）重量１０ｋｇの無人浮遊機１２５を用意し、拘束網２６に包み込まれた状態を再現する。
２）拘束網２６の中心部を試験用架台１２０に取り付け、拘束網２６に包み込まれた無人浮遊機１２５を吊り下げる。
３）無人浮遊機１２５を吊り下げた引張り紐３２が切れるか否かを確認する。

上記検証試験では、拘束網２６に包み込まれた無人浮遊機１２５を吊り下げた状態を１０分間静置したときに引張り紐３２が切れたか否かを基準とした。以下、引張り紐３２の材質、線径及び強度について、表７に示す。

表７に示すように、引張り紐３２の材質はポリエチレンを用いた。また、引張り紐３２の線径は、０．９０ｍｍ、０．９５ｍｍ、１．００ｍｍ、１．０５ｍｍの４種類を用いた。なお、引張り紐３２の線径０．９０ｍｍ、０．９５ｍｍ、１．００ｍｍ、１．０５ｍｍに対する強度は、それぞれ９０Ｎ（サンプル１４），１００Ｎ（サンプル１５），１１０Ｎ（サンプル１６），１２０Ｎ（サンプル１７）である。以下、上記検証試験の結果を表８に示す。上記検証試験では、同一のサンプルを用いた検証試験を、少なくとも５回行っている。

表８に示すように、強度が１００Ｎ以下の場合、引張り紐３２が無人浮遊機１２５の重量に耐えきれず、１０分以内に引張り紐３２の中心において切断する場合が見られた。一方、強度が１１０Ｎ以上の場合、１０分以内に引張り紐３２の中心において切断する事例は見られなかった。したがって、強度が１１０Ｎ以上であれば、種々の無人浮遊機を拘束し、回収する動作まで行うことができると考える。つまり、引張り紐３２の強度は、１１０Ｎ以上が好ましい。なお、上記検証試験では、引張り紐３２の材質をポリエチレンとしているが、１１０Ｎ以上の強度を持つ材質であれば、ポリエチレンに限定されるものではない。

次に、拘束網２６に対する引張り紐３２の取付位置の検証実験を行った。この検証実験は、引張り紐３２を拘束網２６に取り付けたときに、拘束網２６が効果的に機能する位置を検証している。検証試験は、以下の条件で行われた。

上記検証試験では、拘束網２６が標的である無人浮遊機１２５の全体を覆い、拘束できるか否か、また、拘束した無人浮遊機１２５を吊り下げた状態で維持できるか否かを基準とした。以下、拘束網２６の大きさ、目幅、引張り紐３２の長さ及び拘束網２６に取り付ける引張り紐３２の位置と本数について、表９に示す。

表９において、拘束網２６の大きさを３．２×３．２ｍ、目幅を１２５ｍｍとしている。なお、サンプル１８は、１本の引張り紐３２を拘束網２６の中心に取り付けた場合を示す。サンプル１９は、拘束網２６の外周の４辺のうち、上部２辺の中点に取り付けられる錘に引張り紐３２をそれぞれ取り付けた場合を示す。サンプル２０は、拘束網２６の外周の４辺の各辺の中点に取り付けられる錘２５に引張り紐３２をそれぞれ取り付けた場合を示す。

これらサンプルをそれぞれ用いた検証試験では、いずれのサンプルにおいても標的である無人浮遊機１２５を包み込むように拘束網２６が掛かり、無人浮遊機１２５を拘束した状態で、吊り上げることができた。例えばサンプル１８の場合には、引張り紐３２が拘束網２６の中心に取り付けられているので、拘束網２６の四隅及び各辺の中点に取り付けられた錘２５が標的の下方のほぼ同一の位置で収束する。また、サンプル１８を使用した場合には、サンプル１９及びサンプル２０に比べ、拘束網２６が無人浮遊機１２５に密着して拘束していた。また、サンプル１９やサンプル２０の場合には、引張り紐３２が取り付けられた錘２５は、引張り紐３２の抵抗を受けて、引張り紐３２が取り付けられていない錘２５よりも高い位置で収束する結果となった。

上述したサンプル１８からサンプル２０においては、引張り紐３２の位置に関係なく、標的である無人浮遊機１２５を拘束、吊り下げることができる結果となっている。その中で、引張り紐３２を拘束網２６に取り付けたときに、最も効果的な位置は、拘束網２６の中心である。拘束網２６は、拘束網噴出装置２１から飛翔とともに展開される。拘束網２６が展開した後、錘により拘束網２６は収束するが、この収束の際に、拘束網２６に取り付けられた錘が拘束網２６を捩るように回転する。拘束網２６の中心に引張り紐３２を取り付けると、全ての錘が等しく回り込む結果、引っ張り紐を捩る力が強くなり、無人浮遊機１２５により密着して拘束できると考えられる。

次に、拘束網２６の中心に取り付ける引張り紐３２の本数や位置に対する検証試験を行った。上述したように、引張り紐３２は拘束網２６の中心に取り付けることが、無人浮遊機１２５を拘束する際に有効であることがわかっている。しかしながら、拘束網２６の中心位置は、編み目の内側に位置する場合もあり、拘束網２６の中心に引張り紐３２を取り付けることはできない。したがって、以下の検証試験では、引張り紐３２の結束位置と引張り紐３２の本数を検証し、拘束網２６及び引張り紐３２の破断強度が高くなる条件を検証する試験を行っている。検証試験は、以下の条件で行われた。

１）拘束網２６に引張り紐３２を結束したサンプル（サンプル２１からサンプル２６）を作成する。
２）各サンプルの拘束網２６側の端部と引張り紐３２側の端部とを、それぞれ引張強度試験器に取り付け、１０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張ったときの破断強度を計測する。

上記検証試験では、破断強度が１１０Ｎ以上となる場合を基準とした。以下、検証試験に用いた拘束網２６の大きさ、目幅、引張り紐３２の結束位置及び本数について、表１０に示す。

なお、検証試験に用いた拘束網２６及び引張り紐３２の材質は、強化ポリエチレン製である。以下、表１０に示したサンプルにおける強度試験の結果を表１１に示す。

表１１に示すように、引張り紐３２の本数が多いほど、破断強度が高くなる傾向にあるが、引張り紐３２の本数が４本を超えると、破断強度にあまり変化が見られない。したがって、引張り紐３２の本数は、最大４本であることが好ましい。また、上述したように、拘束網２６の引張り強度や、引張り紐３２の引張強度は、１１０Ｎ以上であればよい。表１１に示す各サンプルでは、破断強度が１１０Ｎを超過した結果となっている。したがって、引張り紐３２の本数は、１〜４本のいずれかであればよいことがわかる。また、引張り紐３２を結束する拘束網２６の位置は、拘束網２６の中心近傍に位置する１から４箇所を結束すればよいことがわかる。

最後に、引張り紐３２の長さを検証する試験を行った。この検証実験は、拘束網２６を確実に展開させることができる長さを検証している。検証試験は、以下の条件で行われた。

１）図１１（ｃ）に示すように、拘束網噴出装置２１の射出方向が真下となり、且つ拘束網噴出装置２１における拘束網２６の射出面が地上から高さＨの位置となるように、拘束網噴出装置２１を試験用架台１２０に固定する。なお、検証試験において、地上からの高さＨを、Ｈ＝１０ｍに設定した。
２）拘束網噴出装置２１から拘束網２６を噴出させ、噴出開始から収束するまでの拘束網２６の展開状況を動画撮影する。以下、検証試験に用いた拘束網２６の大きさ、引張り紐３２の長さについて、表１２に示す。

表１２に示すように、拘束網として、５×５ｍの大きさの拘束網２６を用いて、引張り紐３２の長さを０．０７ｍ（サンプル２７）、０．０８ｍ（サンプル２８）、１０ｍ（サンプル２９）として検証した。以下、検証結果を表１３に示す。

ここで、サンプル２７で使用した引張り紐３２の長さ０．０７ｍは、拘束網噴出装置２１の容器２８に取り付けられる引張り紐３２の根本部分から、拘束網２６の射出面までの長さとなる。例えば引張り紐３２の長さが０．０７ｍの場合、拘束網２６が拘束網噴出装置２１の射出面近傍で展開される。この場合、拘束網噴出装置２１の一部に引っ掛かりやすく、展開異常の事象が多発する。

また、引張り紐３２の長さが０．０８ｍ以上となるときには、拘束網２６の展開異常が発生せず、正常に展開する。したがって、引張り紐３２の最小長さは、０．０８ｍとなる。

一方、引張り紐３２が長い場合には、拘束網２６は正常に展開されることになる。しかしながら、引張り紐３２が長い程、風の影響により、拘束した無人浮遊機の振れ幅が大きくなり、拘束した無人浮遊機の回収時の操作が難しくなる。したがって、引張り紐３２の最大長さは１０ｍとするのが好ましい。つまり、引張り紐３２の長さは、０．０８〜１０ｍとするのが好ましい。

なお、検証試験で用いた拘束網噴出装置２１の容器２８よりも大きい容器を用いる場合も想定されることから、引張り紐３２は、拘束網噴出装置２１の容器２８に連結された拘束網２６が射出されたときに、射出された拘束網２６が展開することができる長さであればよい。

本実施形態では、拘束網噴出装置２１を保持装置２２に着脱自在としているが、拘束網噴出装置２１と保持装置２２とを一体に設けることも可能である。また、本実施形態では、保持装置２２と無線式点火器２３とを個別に設けているが、保持装置２２と無線式点火器２３とを一体に設けることも可能である。さらに、本実施形態では、拘束網噴出装置２１、保持装置２２及び無線式点火器２３を個別に設けているが、拘束網噴出装置２１、保持装置２２及び無線式点火器２３を一体に設けることも可能である。

本実施形態では、引張り紐３２により拘束網２６と容器２８とが連結される拘束網噴出装置を例に挙げているが、引張り紐３２により拘束網２６と容器２８とを連結していない拘束網噴出装置を用いることも可能である。

本実施形態では、固定架台１００を介して、拘束網展開装置２０を無人浮遊機１０に実装する場合を例に取り上げているが、拘束網展開装置２０を無人浮遊機１０に直接装着することも可能である。

本実施形態では、固定架台１００に１個の拘束網展開装置２０を実装した場合について説明しているが、固定架台１００に実装される拘束網展開装置２０の個数は、２個以上であってもよい。

本実施形態では、固定架台１００に装着される拘束網展開装置２０を固定式としているが、例えば固定架台１００に対して保持装置２２を左右方向及び前後方向に移動させる、又は、固定架台１００に対する保持装置２２の角度を変更することで、拘束網展開装置２０から噴出させる拘束網２６の射出方向を変更できるようにしてもよい。このような場合、保持装置の位置や角度の変更に合わせてカメラの位置や角度も変更する必要がある。

本実施形態では、拘束網２６の外周の四隅及び各辺の中点に紐部材を介して錘２５を取り付けた実施形態としている。このような拘束網２６を標的となる無人浮遊機に向けて射出したときには、標的である無人浮遊機を包み込むように拘束網２６が掛かり、無人浮遊機を拘束した状態で、吊り上げることができる。無人浮遊機を拘束した状態を確実に作り出すために、図１２に示すように、拘束網２６と錘２５とを連結するための紐部材３２に、湾曲方向が異なる２つのフック（鈎部）１３０ａ，１３０ｂを両端部に備えた引掛け部材１３０を設けることも可能である。なお、両端部にフックを設けた引掛け部材１３０である必要はなく、一端側のみにフックを設けた引掛け部材であってもよい。

１０…無人浮遊機、２０…拘束網展開装置、２１…拘束網噴出装置、２２…保持装置、２３…無線式点火器、２４…固定具、２５…錘、２６…拘束網、２８…容器、３０…蓋、３１…ガス発生器、３２…引張り紐、７０…無線モジュール、７２…電池、７３…カメラ、１００…固定架台

Claims

複数のロータユニットを有する機体と、
前記機体の下部に設けられる降着装置と、
複数のフレームから構成され、前記降着装置の下部に装着される固定架台と、
複数の錘及び前記複数の錘を取り付けた拘束網を個別に収納する容器と、燃焼性物質を燃焼させてガスを発生させるガス発生器と、を有する拘束網噴出装置と、
前記拘束網噴出装置を着脱自在に保持する保持具と、
前記固定架台を構成する複数のフレームの何れかのフレームが、前記容器から下方に向けて発射される前記拘束網又は前記複数の錘の飛翔軌跡から外れるように、前記拘束網噴出装置が装着される前記保持具を前記固定架台に固定する固定具と、
光軸方向が前記拘束網噴出装置における前記拘束網の射出方向と一致するように前記固定架台に設けられ、前記拘束網により捕獲する対象物の撮像により取得された撮像信号を地上のモニタに送信することが可能な撮像手段と、
前記対象物が前記モニタの中心に位置し且つ前記対象物の全体が前記モニタに表示されたときに送信機から送信される点火信号を無線通信により受信する、前記固定架台に固定された無線通信手段と、
前記固定架台に固定される前記保持具の上方となる位置で前記固定架台に固定され、前記無線通信手段が前記点火信号を受けたときに、前記拘束網噴出装置を作動させる点火器と、
を備えたことを特徴とする無人浮遊機。
請求項１に記載の無人浮遊機において、
前記固定架台は、
同一間隔を空けて平行に配置される３本の第１フレームと、
３本の前記第１フレームの両端が各々突き当てられる２本の第２フレームと、
３本の前記第１フレームのうち２本の前記第１フレームの間に、所定の間隔を空けて、前記第２フレームと平行に配置される２本の第３フレームと、
２本の前記第２フレームの両端下部に直交した状態で突き当てられて配置される４本の第４フレームと、
４本の前記第４フレームのうち、隣り合う２本の前記第４フレームに跨って、且つ各々が同一の高さとなる位置に配置される４本の第５フレームと、
４本の前記第５フレームのうち、対峙する２本の前記第５フレームの間に跨って配置される第６フレームと、
を含み、
前記点火器は、前記２本の第３フレームに跨って固定され、
前記保持具は、前記固定具を介して前記第６フレームに固定されることを特徴とする無人浮遊機。
請求項１又は請求項２に記載の無人浮遊機において
前記固定具は、前記保持具を挟持した状態で締結部材により締結される２つの部材と、前記少なくとも２つの部材の一方が固着された状態で、前記固定架台に固定される部材と、を含むことを特徴とする無人浮遊機。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無人浮遊機において、
前記ガス発生器により発生する前記ガスの圧力を受けて前記複数の錘が前記容器から噴出したときに前記容器から分離する蓋部材を備えることを特徴とする無人浮遊機。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無人浮遊機において、
前記保持具は、前記点火器のリード線が接続される第１の接続端子を有し、
前記拘束網噴出装置は、前記ガス発生器のリード線が接続される第２の接続端子を有し、
前記点火器は、前記保持具による前記拘束網噴出装置の保持により前記第１の接続端子と第２の接続端子とが接触することで前記点火器と前記ガス発生器とが電気的接続された後、前記点火器が前記点火信号を受信したことを受けて前記ガス発生器に電力を供給する電力供給部を有することを特徴とする無人浮遊機。
請求項５に記載の無人浮遊機において、
前記保持具は、前記保持具が前記拘束網噴出装置を保持したときに、前記第１の接続端子を前記第２の接続端子に向けて押圧する弾性部材を有することを特徴とする無人浮遊機。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無人浮遊機において、
前記拘束網の目幅は、５０ｍｍ角から５００ｍｍ角の範囲であることを特徴とする無人浮遊機。
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無人浮遊機において、
前記拘束網の大きさは、２ｍ×２ｍから５ｍ×５ｍの範囲であることを特徴とする無人浮遊機。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の無人浮遊機において、
前記拘束網の引張強度は、１１０Ｎ以上であることを特徴とする無人浮遊機。
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の無人浮遊機において、
前記拘束網と前記容器とを連結する紐部材を備えていることを特徴とする無人浮遊機。
請求項１０に記載の無人浮遊機において、
前記紐部材の長さは、前記容器に連結された前記拘束網が射出されたときに、射出された前記拘束網が展開できる長さに設定されることを特徴とする無人浮遊機。
請求項１０に記載の無人浮遊機において、
前記紐部材は、前記拘束網と前記容器との間の長さが０．０８ｍ〜１０ｍの範囲に設定されることを特徴とする無人浮遊機。
請求項１０又は請求項１２に記載の無人浮遊機において、
前記紐部材の引張強度は、１１０Ｎ以上であることを特徴とする無人浮遊機。
複数のロータユニットを保持する機体と、前記機体の下部に設けられる降着装置と、複数のフレームから構成され、前記降着装置の下部に装着される固定架台と、を有する無人浮遊機と、
複数の錘及び前記複数の錘を取り付けた拘束網を個別に収納する容器と、燃焼性物質を燃焼させてガスを発生させるガス発生器と、を有する拘束網噴出装置と、前記固定架台を構成する複数のフレームの何れかのフレームが、前記容器から下方に向けて発射される前記拘束網又は前記複数の錘の飛翔軌跡から外れるように、固定具を介して前記固定架台に固定された状態で、前記拘束網噴出装置を着脱自在に保持する保持具と、からなる拘束網展開装置と、
前記固定架台に固定される前記保持具の上方となる位置で前記固定架台に固定され、前記拘束網噴出装置を作動させる点火器と、
光軸方向が前記拘束網噴出装置における前記拘束網の射出方向と一致するように、前記固定架台に設けられ、前記拘束網により捕獲する対象物を撮像し、取得された撮像信号を無線通信により送信することが可能な撮像手段と、
前記撮像手段から送信された撮像信号に基づいた映像を表示するモニタと、
前記点火器との間で無線通信が可能であり、前記ガス発生器の点火信号を前記点火器に向けて送信する送信機と、
を含むことを特徴とする対象物拘束システム。
請求項１４に記載の対象物拘束システムにおいて、
前記送信機は、前記対象物が前記モニタの中心に位置し且つ前記対象物の全体が前記モニタに表示されたことを受けて、前記点火器に向けて前記点火信号を送信することを特徴とする対象物拘束システム。