(57)【要約】      （修正有）【課題】荷物が破損するおそれが無く、荷物を安全に運搬・受け渡すことができる、ドローン用荷物運搬容器を提供する。【解決手段】容器本体部１１、天面板１２、前面板、及び後面板を有する。天面板１２は、ドローン本体に固定されている。容器本体部１１と天面板１２、及び天面板１２と前面板とは、それぞれ軸支されている。天面板１２と容器本体部１１との間には第１のリンク機構２０が、容器本体部１１と前面板との間には第２のリンク機構３０がそれぞれ設けられている。荷物Ｗの運搬中は、容器本体部１１が天面板１２と平行状態で閉じており、前面開口が前面板で閉塞されている。荷物Ｗを運搬容器１０外へ取り出す際は、容器本体部１１の前方部側が下方に揺動して傾斜姿勢となると共に、前面板が上方に揺動して前面開口が開放されることで、荷物Ｗが容器本体部１１上を滑り落ちるように排出される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドローンに搭載されて荷物を搬送するためのドローン用荷物運搬容器であって、
底板及び左右両側板からなる容器本体部と、
前記容器本体部の天面を覆う天面板と、
前記容器本体部の前面開口を覆う前面板と、
前記容器本体部の後面開口を覆う後面板とを有し、
前記天面板は、ドローン本体に固定されており、
前記天面板と前記容器本体部とは、両者の後端部において互いに軸支され、前記容器本体部の前方部側が上下方向に揺動可能となっており、
前記前面板も、前記天面板へ上下方向に揺動可能に軸支されており、
前記天面板と前記容器本体部との間には、リンク駆動源に連結された第１のリンク機構が設けられており、
前記容器本体部と前記前面板との間には、第２のリンク機構が設けられており、
荷物運搬容器内へ荷物を収容した荷物運搬中は、前記容器本体部が前記天面板と平行状態で閉じており、且つ荷物運搬容器の前面開口が前記前面板で閉塞されており、
荷物を荷物運搬容器外へ取り出す際は、前記リンク駆動源を稼動させて前記第１のリンク機構を介して前記容器本体部の前方部側が下方に揺動して前記容器本体部が傾斜姿勢となると共に、前記第２のリンク機構を介して前記前面板が上方に揺動して荷物運搬容器の前面開口が開放される、ドローン用荷物運搬容器。
【請求項２】
前記後面板は、前記容器本体部の後面開口を開閉可能に取り付けられている、請求項１に記載のドローン用荷物運搬容器。
【請求項３】
荷物運搬容器内へ収容された荷物は、運搬目的地にドローンが着地した状態で荷物運搬容器外へ排出される、請求項１または請求項２に記載のドローン用荷物運搬容器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のドローン用荷物運搬容器を搭載した、ドローン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドローンに搭載されて荷物を搬送するためのドローン用荷物運搬容器と、これを搭載したドローンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、風景や危険区域等の空撮、災害時等における行方不明者捜索などのほか、各種荷物の運搬配達などに、リモートコントロールにより飛行する無人飛行機（通称「ドローン」）が使用されつつある。このようなドローンを使用した荷物の運搬配達技術として、例えば下記特許文献１〜特許文献４などが提案されている。
【０００３】
特許文献１〜特許文献４では、ドローン本体にアーム等の荷物把持手段や荷物運搬容器を搭載し、当該荷物把持手段によって荷物を把持しながら、又は荷物運搬容器に荷物を収容して飛行するよう構成されている。運搬目的地に到着すると、ドローンが空中に浮遊した状態で、荷物把持手段から荷物を離したり、荷物運搬容器ごとドローンから切り話して、荷物を落下ないし載置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−５５６９２号公報
【特許文献２】特開２０１８−４３６９８号公報
【特許文献３】特開２０１７−１０５２４２号公報
【特許文献４】特開２０１６−８８６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のようにアーム等の荷物把持手段によって荷物を運搬する場合は、飛行途中で荷物が落下するおそれがある。荷物運搬容器に収容して運搬するとしても、目的地において荷物運搬容器ごとドローンから切り離すのでは、連続運搬には不向きである。
【０００６】
また、そもそもドローンが空中に浮遊した状態で荷物を離す方法では、ドローンが空中で安定して停止することは困難であり、荷物が破損したり受け取る人が怪我をする危険性が高くなる。したがって、近年ではドローンが地面に着地した状態で荷物を離す構成としなければ、ドローンを荷物運搬用としては使用許可が得られない動向になっている。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、荷物が破損したり人が怪我をするおそれが無く、荷物を安全に運搬・受け渡すことができる、ドローン用荷物運搬容器と、これを搭載したドローンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのための手段として、本発明は、ドローンに搭載されて荷物を搬送するためのドローン用荷物運搬容器であって、底板及び左右両側板からなる容器本体部と、前記容器本体部の天面を覆う天面板と、前記容器本体部の前面開口を覆う前面板と、前記容器本体部の後面開口を覆う後面板とを有する。前記天面板は、ドローン本体に固定されている。前記天面板と前記容器本体部とは、両者の後端部において互いに軸支され、前記容器本体部の前方部側が上下方向に揺動可能となっている。前記前面板も、前記天面板へ上下方向に揺動可能に軸支されている。前記天面板と前記容器本体部との間には、リンク駆動源に連結された第１のリンク機構が設けられている。前記容器本体部と前記前面板との間には、第２のリンク機構が設けられている。荷物運搬容器内へ荷物を収容した荷物運搬中は、前記容器本体部が前記天面板と平行状態で閉じており、且つ荷物運搬容器の前面開口が前記前面板で閉塞されている。そのうえで、荷物を荷物運搬容器外へ取り出す際は、前記リンク駆動源を稼動させて前記第１のリンク機構を介して前記容器本体部の前方部側が下方に揺動して前記容器本体部が傾斜姿勢となると共に、前記第２のリンク機構を介して前記前面板が上方に揺動して荷物運搬容器の前面開口が開放されることを特徴とする。
【０００９】
前記後面板は、前記容器本体部の後面開口を開閉可能に取り付けられている。
【００１０】
荷物運搬容器内へ収容された荷物は、運搬目的地にドローンが着地した状態で荷物運搬容器外へ排出される。
【００１１】
また、本発明によれば、上記ドローン用荷物運搬容器を搭載したドローンも提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のドローン用荷物運搬容器によれば、ドローン本体に不動状に固定された天面板に対して、容器本体部が揺動可能に軸支されており、荷物運搬中は荷物運搬容器が閉じているので、飛行中に荷物が落下する心配が無く、目的地まで安全に運搬できる。一方、荷物を荷物運搬容器外へ取り出す際は、第１・第２のリンク機構を介して容器本体部が前下方向へ傾斜し、且つ荷物運搬容器の前面開口が開放されることで、収容した荷物を円滑・安定して滑り出すことができる。このように、荷物を取り出す際に荷物運搬容器をドローン本体から切り離すことは無いので、連続運搬にも適している。
【００１３】
荷物運搬容器の後面開口を開閉可能に後面板を取り付けておけば、当該後面開口から荷物を容易に入れることができる。
【００１４】
運搬目的地にドローンが着地した状態で荷物を荷物運搬容器外へ排出すれば、切り離し落下させるような荷物の破損を避けることができる。また、荷物運搬用のドローンとして使用許可認定も受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ドローンの斜視図である。
【図２】ドローンの正面図である。
【図３】運搬容器の後方斜視図である。
【図４】荷物運搬中の運搬容器の側面図である。
【図５】開放途中状態の運搬容器の側面図である。
【図６】開放状態にある運搬容器の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の荷物運搬容器（以下、単に運搬容器と称す）は、ドローン本体の下面に固定される。ここで、本発明の荷物運搬容器（以下、単に運搬容器と称す）の固定対象となるドローン本体としては、ドローン本体の中心を成すボディと、信号を送受信したり飛行を制御等する制御部と、飛行するためのローターとを備える一般的な構造のものであれば良く、下面に運搬容器を固定可能なものであれば特に制限は無い。したがって、図示しながら後説する実施形態は本発明の一例であって、特にドローン本体は従来から公知のドローン本体を広く使用できる。これを前提として、本発明の代表的な実施形態について説明する。
【００１７】
図１，２に示すように、本実施形態のドローンは、ドローン本体１の下面に、運搬容器１０が固定されている。ドローン本体１は、ボディ２と、制御部３と、アーム４と、ローター５と、脚６とを備える。これらボディ２、制御部３（の外蓋）、アーム４、ローター５、及び脚６は、連結金具や駆動機構などの各種部品を除いて、軽量で強度の強い繊維強化プラスチック製である。強化繊維としては、カーボン繊維やガラス繊維等が使用される。
【００１８】
ボディ２は、ドローン本体１の中心を成す中空な筐体である。ボディ２の内部には、ローター５の電源となるバッテリーや、各ローター５への配線などが収容されている。
【００１９】
制御部３は、ボディ２の上面に設置されている。制御部３には、図外のリモートコントローラーからの信号を受信する受信装置や、ドローンの飛行速度や方向、及び運搬容器１０の開閉等を制御する制御回路などが収容されている。
【００２０】
アーム４はボディ２から放射状に複数本延びており、その先端にローター５が回転可能に設けられている。各アーム４は、それぞれボディ２に対して着脱自在に連結されている。本実施形態ではアーム４は６本設けられているが、安定飛行可能である限り３〜８本あればよい。
【００２１】
脚６はボディ２の下面に連結されており、運搬容器１０は脚６を介してドローン本体１の下面に固定されている。そのため、脚６は下方空間を確保できるように、正面視で下辺のない台形状となっている。詳しくは、脚６は左右方向に延在して台形状に開脚した開脚部６ａと、地面に接地する左右二本の接地部６ｂとを有する。開脚部６ａは前後に複数本設けられており、接地部６ｂは各開脚部６ａの先端に連結されて前後方向に延在している。本実施形態では、開脚部６ａが前後に二本設けられているが、前後方向中央部に一本でもよく、三本以上設けることもできる。
【００２２】
ボディ２の下面には連結板７が設けられており、当該連結板７にビス留めされたジョイント８を介して脚６が連結されている。また、脚６にはジョイント９も連結されており、当該ジョイント９を介して運搬容器１０がビス留めされている。なお、脚６の左右開脚幅は運搬容器１０の幅寸法より大きく、脚６の高さは運搬容器１０の高さ寸法より大きい。
【００２３】
図３に示すように、運搬容器１０は、底板と底板の左右両縁を折り曲げて立設した左右両側板からなる容器本体部１１と、容器本体部１１の天面を覆う天面板１２と、容器本体部１１の前面開口を覆う前面板１３と、容器本体部１１の後面開口を覆う後面板１４とを有する。運搬容器１０も、できるだけ軽量で強度が高いことが好ましく、繊維強化プラスチックや金属製とすればよい。
【００２４】
天面板１２は平板からなる。また、天面板１２の左右両縁及び後縁には下方に延在するフランジを有し、運搬容器１０として組み立てた状態では、左右両側縁のフランジが容器本体部１１の左右側壁の上縁部と内外に重なる。符号１２ａはビス留め用のビス孔であり、当該ビス孔１２ａにおいてビス留めされることで、天面板１２は不動状に固定される。また、天面板１２の上面には、詳細は後述する第１のリンク機構２０のリンク駆動源として、モーター２１がブラケット２２を介して設けられている。モーター２１は、ドローン本体１内のバッテリーや制御回路等と電気コード（図示せず）を介して連結されている。
【００２５】
容器本体部１１と天面板１２とは、両者１１・１２の後端部において軸ピンＰ１によって互いに軸支されている。軸ピンＰ１は、容器本体部１１と天面板１２とが内外に重なる部分、すなわち容器本体部１１の左右側壁と天面板１２のフランジとを貫通している。これにより、容器本体部１１の前方部側は、不動な天面板１２に対して上下方向に揺動可能となっている。
【００２６】
前面板１３も平板からなる。また、前面板１３の左右両側縁には、詳細は後述する第２のリンク機構３０を構成する第４リンク３２を有する。第４リンク３２は、前面板１３の左右両側縁部を折り曲げることで一体的に設けても良いし、前面板１３へ溶接や接着等により固定することもできる。第４リンク３２は、前面板１３の左右両側縁から後方に延在しており、運搬容器１０として組み立てた状態では、第４リンク３２が天面板１２のフランジと内外に重なる。そのうえで、左右の第４リンク３２と天面板１２の左右フランジとが、軸ピンＰ７によって互いに回動可能に軸支されている。これにより、第４リンク３２と一体的に動く前面板１３が、不動な天面板１２に対して全体的に上下方向に揺動可能となっている。すなわち、前面板１３が、第４リンク３２を介して天面板１２へ上下方向に揺動可能に軸支されている。この意味において、第４リンク３２は、前面板１３を天面板１２へ軸支するためのフランジを兼ねている。
【００２７】
後面板１４も平板からなり、容器本体部１１の後面開口を開閉可能に取り付けられている。後面板１４を容器本体部１１へ取り付ける際は、後面板１４の４角部に穿設された位置決め孔１４ａに、容器本体部１１の左右両側壁内面にそれぞれ上下２つ設けられた位置決め突起１１ａを挿通する。すると、後面板１４の左右両側縁から前方に向けて突設されたネジ孔１４ｂと、容器本体部１１の左右両側壁に穿設されたネジ孔１１ｂとが内外に重なる。そのうえで、両ネジ孔１１ｂ・１４ｂへ固定ネジ１５を螺合することで、容器本体部１１へ後面板１４を固定することができる。符号１４ｃは、後面板１４の開閉操作を容易にするための把手である。
【００２８】
なお、後面板１４の一縁にヒンジを設けて、揺動開閉させることもできる。また、固定ネジ１５を使用せず、係合突起を係合孔に係合する構成とすることもできる。突起１１ａと位置決め孔１４ａの存在により、後面板１４の取り付けが容易、且つ安定して固定できるが、突起１１ａ及び位置決め孔１４ａは必ずしも設ける必要は無い。
【００２９】
また、図３〜図６に示すように、運搬容器１０の左右両外面にはリンク機構が設けられている。具体的には、天面板１２と容器本体部１１との間に第１のリンク機構２０が設けられており、容器本体部１１と前面板１３との間に第２のリンク機構３０が設けられている。
【００３０】
第１のリンク機構２０は、一端がモーター２１の回転軸Ｐ４に固定された棒状の第１リンク２３と、一端が固定ピンＰ２によって容器本体部１１に固定された棒状の第２リンク２４とを備える。第１リンク２３の他端と第２リンク２４の他端とは、軸ピンＰ３によって回動可能に軸支されている。第１リンク２３は、第２リンク２４よりも短い。また、左右のブラケット２２の外面には、第１リンク２３の回動限界を規制するピン状のストッパー２５が、上下２ヶ所に突設されている。
【００３１】
第２のリンク機構３０は、一端が軸ピンＰ５によって回動可能に軸支された棒状の第３リンク３１と、軸ピンＰ７によって中央部で回動可能に軸支された前述の第４リンク３２とを備える。第４リンク３２は略く字形であって、軸ピンＰ７より下方部が前面板１３の側縁に沿っており、軸ピンＰ７より上方部が棒状リンクとして機能する。第３リンク３１の他端と第４リンク３２の上端とは、軸ピンＰ６によって回動可能に軸支されている。
【００３２】
なお、第１のリンク機構２０は第２のリンク機構３０よりも左右方向外方位置に設けられており、運搬容器１０の開閉操作の際に第１のリンク機構２０と第２のリンク機構３０とが互いに干渉しないようになっている。又は、第２のリンク機構３０を第１のリンク機構２０よりも左右方向外方位置に設けてもよい。
【００３３】
次に、ドローンの操作について説明する。先ず、図４に示すように、運搬容器１０が閉じた状態において、固定ネジ１５を外して後面板１４を開け、運搬容器１０の後面から荷物Ｗを収容したら、再度後面板１４によって運搬容器１０の後面を塞ぎ、固定ネジ１５を螺合して固定する。これにより、運搬中に荷物Ｗが運搬容器１０から落下する心配は無い。
【００３４】
この図４に示す運搬容器１０が閉じた状態において、第１のリンク機構２０では、第１リンク２３及び第２リンク２４は起立状態にあり、第１リンク２３の他端と第２リンク２４の他端とを軸支する軸ピンＰ３は、第１リンク２３の一端が固定されたモーター２１の回転軸Ｐ４及び第２リンク２４の固定ピンＰ２よりも上方にある。固定ピンＰ２と、軸ピンＰ３と、回転軸Ｐ４とは前後方向位置が略同じ位置にあり、上下に並んでいる。
【００３５】
一方、図４に示す運搬容器１０が閉じた状態において、第２のリンク機構３０では、第３リンク３１はやや後方に傾斜した起立状態にあり、第４リンク３２の上半分は後方に大きく傾斜している。このとき、第３リンク３１の一端を軸支する軸ピンＰ５は第４リンク３２の回動軸となる軸ピンＰ７よりも下方且つ後方にあり、第３リンク３１と第４リンク３２の連結軸である軸ピンＰ６は軸ピンＰ６及び軸ピンＰ７よりも上方且つ後方にある。
【００３６】
そして、図４に示す運搬容器１０が閉じた状態のまま、図外のリモートコントローラーを操作し、運搬容器１０を搭載したドローンを所定の目的地まで飛行させ、着地させる。運搬容器１０内へ荷物Ｗを収容した荷物運搬中及び着地した時点では、容器本体部１１が天面板１２と平行となっている。また、運搬容器１０の前面開口は、前面板１３によって閉塞されている。
【００３７】
続いて、リモートコントローラーに設けられたスイッチを操作して、モーター２１を駆動させる。すると、図５に示すように、モーター２１の回転軸Ｐ４の回転と共に、第１のリンク機構２０の第１リンク２３が前方に向けて回動する。これに伴い、第２リンク２４が軸ピンＰ３を中心として下方に下がる。すると、第２リンク２４の一端は容器本体部１１に固定されていることで、容器本体部１１も下方に下がる。しかし、容器本体部１１の後端部は軸ピンＰ１によって天面板１２に連結されていることで、容器本体部１１は軸ピンＰ１を中心として前方側のみが下方に下がることになり、全体的に前傾斜姿勢となる。これにより、荷物Ｗが容器本体部１１内から前面開口に向けて滑り出せるようになる。
【００３８】
一方、容器本体部１１の揺動に伴い、軸ピンＰ５は下後方に移動することになる。これにより、第２のリンク機構３０の第３リンク３１の一端も下後方に移動することで、軸ピンＰ６を介して第４リンク３２の上半分が下後方へ引っ張られることで、第４リンク３２が軸ピンＰ７を中心として回動し、第４リンク３２の下半分が上方へ回動する。これにより、第４リンク３２の下半分に固定された前面板１３が上方へ揺動し、運搬容器１０の前面が開口する。
【００３９】
そのまま操作し続けて、図６に示すように運搬容器１０の前面が大きく開口したら、モーター２１の駆動をストップさせればよい。この状態では、容器本体部１１が大きく傾斜しているので、荷物Ｗが運搬容器１０内から円滑に滑り出し、荷物Ｗを目的地に破損することなく運搬することができる。なお、モーター２１の停止が遅れても、第１リンク２３が下方のストッパー２５に当接することで回動限界があるので、必要以上に容器本体部１１や前面板１３が揺動することは無い。
【００４０】
荷物Ｗを運搬容器１０から取り出せたら、モーター２１を逆回転させてこれまでの説明と逆の動きで、再度図４に示す閉じた状態に戻すことができる。この場合にモーター２１の停止が遅れても、第１リンク２３が上方のストッパー２５に当接することで閉じ方向にも回動限界があるので、必要以上に容器本体部１１や前面板１３が揺動することは無い。
【００４１】
なお、本発明は上記代表的な実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、後面板１４も容器本体部１１と一体化させ、荷物Ｗを収容する際も容器本体部１１を傾斜させて前面開口から収容してもよい。荷物Ｗは、ドローン１が空中に浮遊下状態で運搬容器１０の外へ排出することもできる。容器本体部１１の開閉操作は、コントローラーによりリモートコントロールのみならず、ドローン１に設けた開閉スイッチにより操作することもできる。
【００４２】
運搬容器１０の内部へキャスター付きの荷台収容して、荷物Ｗを荷台と共に滑り出るようにすることも好ましい。小型の荷物Ｗであれば、小型のカプセルに収容してからカプセルごと運搬容器１０内へ収容し、カプセルが転がりでるようにすることもできる。
【００４３】
運搬容器１０を構成する容器本体部１１、天面板１２、前面板１３、及び後面板１４は、ある程度の強度を担保しながらできるだけ軽量化を図るため、複数の軽量化穴を穿設することも好ましい。
【符号の説明】
【００４４】
１  ドローン本体
２  ボディ
３  制御部
４  アーム
５  ローター
６  脚
１０  運搬容器
１１  容器本体部
１２  天面板
１３  前面板
１４  後面板
２０  第１のリンク機構
２３  第１リンク
２４  第２リンク
２５  ストッパー
３０  第２のリンク機構
３１  第３リンク
３２  第４リンク
Ｗ  荷物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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