(57)【要約】  本発明の無人飛行体の一つの態様は、本体部と、回転翼および回転翼を回転軸回りに回転させるモータを有し、本体部に取り付けられる推進ユニットと、推進ユニットに電力を供給する充電式のバッテリと、本体部の鉛直方向下側において、本体部と繋がる脚部と、バッテリと電気的に接続され、脚部に設けられる非接触給電用の受電コイルと、を備える。
2018225757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
回転翼および前記回転翼を回転軸回りに回転させるモータを有し、前記本体部に取り付けられる推進ユニットと、
前記推進ユニットに電力を供給する充電式のバッテリと、
前記本体部の鉛直方向下側において、前記本体部と繋がる脚部と、
前記バッテリと電気的に接続され、前記脚部に設けられる非接触給電用の受電コイルと、
を備える、無人飛行体。
【請求項２】
前記脚部は、枠状であり、
前記受電コイルは、前記脚部に沿って枠状に設けられる、請求項１に記載の無人飛行体。
【請求項３】
前記受電コイルは、磁界共鳴方式による非接触給電用である、請求項２に記載の無人飛行体。
【請求項４】
前記脚部は、鉛直方向と直交する一方向に隙間を介して一対設けられ、
一対の前記脚部は、前記本体部から鉛直方向下側に突出し、かつ、前記一方向と平行な第１中心軸を囲む枠状であり、
一対の前記脚部同士の前記一方向の距離は、鉛直方向下側に向かうに従って大きくなる、請求項３に記載の無人飛行体。
【請求項５】
前記脚部は、前記受電コイルで構成される、請求項２から４のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項６】
前記脚部は、複数設けられ、
前記受電コイルは、複数の前記脚部のそれぞれに設けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項７】
ＯＮ状態において前記モータの端子同士を繋いで短絡させるスイッチング回路をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の無人飛行体と、
前記受電コイルに対して送電可能な非接触給電用の送電コイルを有する送電装置と、
を備える、無人飛行体システム。
【請求項９】
前記送電コイルの第２中心軸は、鉛直方向と直交する方向に延び、
前記送電コイルの鉛直方向の寸法は、前記脚部の鉛直方向の寸法よりも大きい、請求項８に記載の無人飛行体システム。
【請求項１０】
前記送電コイルの第２中心軸は、鉛直方向と直交する方向に延び、
前記送電コイルの第２中心軸および鉛直方向の両方と直交する方向において、前記送電コイルの寸法は、６４８ｍｍ以下である、請求項８または９に記載の無人飛行体システム。
【請求項１１】
本体部と、
回転翼および前記回転翼を回転軸回りに回転させるモータを有し、前記本体部に取り付けられる推進ユニットと、
を備える無人飛行体のバッテリシステムであって、
前記推進ユニットに電力を供給する充電式のバッテリと、
前記本体部の鉛直方向下側において、前記本体部と繋がる脚部と、
前記バッテリと電気的に接続され、前記脚部に設けられる非接触給電用の受電コイルと、
を備える、バッテリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行体、無人飛行体システム、およびバッテリシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
給電ワイヤから供給された電力によって飛行するマルチコプタが知られる。例えば、特許文献１には、照明システムに備えられたマルチコプタが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１０２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような給電ワイヤによる電力の供給では、マルチコプタは、給電ワイヤの長さの範囲内でしか飛行することができず、移動範囲が制限される問題があった。これに対して、マルチコプタに搭載されたバッテリから供給された電力によって飛行する方法を採用すれば、マルチコプタの移動範囲を広げることができる。この場合、バッテリの残量が低下した場合、あるいはバッテリが切れた場合等に、バッテリを充電する、あるいはバッテリを交換する必要がある。【０００５】
バッテリの充電あるいは交換は、人の手を介して行うと手間が大きいため、自動化されることが望まれる。しかし、例えば、バッテリに外部電源を接続してバッテリを充電する場合、マルチコプタを自動で外部電源と接続させる必要があり、マルチコプタの制御が複雑化しやすい。一方、バッテリを自動で交換する場合、バッテリを交換するための装置が、複雑化および大型化しやすい。以上のことから、バッテリの充電あるいは交換を自動化する場合、マルチコプタあるいは充電設備の製造コストが増加する問題がある。【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて、簡単な構造および制御でバッテリの充電を自動化できる無人飛行体、そのような無人飛行体を備える無人飛行体システム、およびそのような無人飛行体に備えられるバッテリシステムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無人飛行体の一つの態様は、本体部と、回転翼および前記回転翼を回転軸回りに回転させるモータを有し、前記本体部に取り付けられる推進ユニットと、前記推進ユニットに電力を供給する充電式のバッテリと、前記本体部の鉛直方向下側において、前記本体部と繋がる脚部と、前記バッテリと電気的に接続され、前記脚部に設けられる非接触給電用の受電コイルと、を備える。【０００８】
本発明の無人飛行体システムの一つの態様は、上記無人飛行体と、前記受電コイルに対して送電可能な非接触給電用の送電コイルを有する送電装置と、を備える。【０００９】
本発明のバッテリシステムの一つの態様は、本体部と、回転翼および前記回転翼を回転軸回りに回転させるモータを有し、前記本体部に取り付けられる推進ユニットと、を備える無人飛行体のバッテリシステムであって、前記推進ユニットに電力を供給する充電式のバッテリと、前記本体部の鉛直方向下側において、前記本体部と繋がる脚部と、前記バッテリと電気的に接続され、前記脚部に設けられる非接触給電用の受電コイルと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様によれば、簡単な構造および制御でバッテリの充電を自動化できる無人飛行体、そのような無人飛行体を備える無人飛行体システム、およびそのような無人飛行体に備えられるバッテリシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態の無人飛行体システムを示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態の無人飛行体システムを模式的に示す模式図である。
【図３】図３は、本実施形態の無人飛行体システムの機能構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態の無人飛行体システムを幅方向に沿って視た図である。
【図５】図５は、本実施形態の無人飛行体を示す斜視図である。
【図６】図６は、本実施形態のモータとバッテリとの接続を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態の他の一例である無人飛行体システムを示す斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態の他の一例である無人飛行体を奥行方向に沿って視た図である。
【図９】図９は、本実施形態の他の一例である無人飛行体を幅方向に沿って視た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
各図に適宜示すＺ軸方向は、鉛直方向と平行な方向である。Ｚ軸方向を単に「鉛直方向Ｚ」と呼ぶ。また、Ｚ軸方向の正の側、すなわち鉛直方向上側を単に「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側、すなわち鉛直方向下側を単に「下側」と呼ぶ。また、各図に適宜示すＸ軸方向およびＹ軸方向は、Ｚ軸方向と直交し、かつ、互いに直交する方向である。Ｘ軸方向を「奥行方向Ｘ」と呼び、Ｙ軸方向を「幅方向Ｙ」と呼ぶ。なお、奥行方向および幅方向とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
【００１３】
図１から図３に示すように、本実施形態の無人飛行体システム１０は、送電装置３０と、無人飛行体２０と、を備える。本実施形態において送電装置３０は、例えば、自動販売機Ｍの上面に設置される。送電装置３０は、送電装置本体３１と、送電コイル７０と、を有する。送電装置本体３１は、例えば、幅方向Ｙに扁平な直方体状である。送電装置本体３１は、自動販売機Ｍの上面における幅方向一方側の端部に配置される。
【００１４】
図１に示すように、送電コイル７０は、幅方向Ｙと平行な第２中心軸Ｊ２１を中心とする円環状である。すなわち、送電コイル７０の第２中心軸Ｊ２１は、鉛直方向Ｚと直交する方向に延びる。送電コイル７０は、送電装置本体３１に埋め込まれる。送電コイル７０は、後述する受電コイル６０に対して送電可能な非接触給電用のコイルである。第２中心軸Ｊ２１および鉛直方向Ｚの両方と直交する奥行方向Ｘにおいて、送電コイル７０の寸法Ｄは、例えば、６４８ｍｍ以下である。
【００１５】
ここで、自動販売機Ｍの代表的な規格においては、例えば、自動販売機Ｍの奥行方向Ｘの寸法は、６４８ｍｍ以上、８１９ｍｍ以下であり、自動販売機Ｍの幅方向Ｙの寸法は、８７０ｍｍ以上、１３７８ｍｍ以下である。そのため、送電コイル７０の寸法Ｄを上記数値範囲とすることで、代表的な規格であればいずれの自動販売機Ｍであっても、送電コイル７０を自動販売機Ｍの上面に設置することが可能である。なお、上述した自動販売機Ｍの代表的な規格の寸法範囲内であれば、送電コイル７０の寸法Ｄは６４８ｍｍより大きくてもよい。
【００１６】
送電コイル７０の鉛直方向Ｚの寸法Ｈ２は、後述する脚部２２の鉛直方向Ｚの寸法Ｈ１よりも大きい。そのため、図４に示すように、脚部２２の全体を、幅方向Ｙに沿って視て送電コイル７０の外縁よりも内側に配置することが可能である。
【００１７】
図３に示すように、送電装置３０は、送電ユニット３２をさらに有する。送電ユニット３２には、外部の電源３６から電力が供給される。電源３６は、ＤＣ電源であってもよいし、商用電源等の交流電源であってもよい。送電ユニット３２は、送電電源部３３と、送電通信部３５と、送電制御部３４と、を有する。
【００１８】
送電電源部３３は、送電制御部３４の制御に基づいて、電源３６から供給された電力を送電コイル７０に出力する。送電通信部３５は、例えば、赤外線センサ等を有し、無人飛行体２０に設けられた後述する受電通信部６５から射出される通信用の赤外光を受光する。また、送電通信部３５は、無人飛行体２０の受電通信部６５に通信用の赤外光を射出してもよい。送電制御部３４は、送電通信部３５が受光する赤外光に基づいて、送電コイル７０による電力供給を制御する。
【００１９】
図２から図５に示すように、無人飛行体２０は、本体部２１と、推進ユニット４０と、バッテリ５０と、脚部２２と、連結梁部２３と、受電コイル６０と、を備える。以下の説明において無人飛行体２０の各部の相対位置関係は、特に断りのない限り、無人飛行体２０の姿勢が図４および図５に示す姿勢である場合について説明する。
【００２０】
図５に示すように、本体部２１は、基部２１ａと、腕部２１ｂと、を有する。基部２１ａは、鉛直方向Ｚと直交する平面に沿って拡がる。基部２１ａの上側から視た形状は、略円形状である。腕部２１ｂは、鉛直方向Ｚと直交する方向において基部２１ａから略放射状に延びる四角柱状である。腕部２１ｂは、例えば、基部２１ａの幅方向Ｙの両側に２つずつ奥行方向Ｘに並んで、合計４つ設けられる。
【００２１】
推進ユニット４０は、本体部２１に取り付けられる。本実施形態において推進ユニット４０は、複数設けられる。複数の推進ユニット４０は、腕部２１ｂの先端にそれぞれ設けられる。すなわち、推進ユニット４０は、例えば、本体部２１の幅方向Ｙの両側に２つずつ奥行方向Ｘに並んで、合計４つ設けられる。推進ユニット４０は、モータ４１と、回転翼４２と、を有する。モータ４１は、腕部２１ｂの先端の上面に配置される。回転翼４２は、モータ４１のシャフトに固定される。モータ４１は、シャフトを回転させることで、回転翼４２を回転軸Ｒ回りに回転させる。本実施形態において回転軸Ｒは、鉛直方向Ｚに延びる。回転翼４２が回転することによって、無人飛行体２０は、推進ユニット４０から浮力を得るとともに、鉛直方向Ｚと直交する方向への推進力を得る。図３に示すように、推進ユニット４０は、モータ制御部４４をさらに有する。モータ制御部４４は、図示しない飛行制御部からの情報に基づいて、バッテリ５０から供給される電力をモータ４１に出力する。
【００２２】
図２に示すように、バッテリ５０は、本体部２１に配置される充電式のバッテリである。バッテリ５０は、推進ユニット４０と電気的に接続され、推進ユニット４０に電力を供給する。本実施形態においてバッテリ５０は、例えば、１つ設けられる。１つのバッテリ５０は、複数の推進ユニット４０と電気的に接続され、複数の推進ユニット４０に電力を供給する。バッテリ５０の種類は、充電式のバッテリであれば特に限定されない。
【００２３】
図５に示すように、脚部２２は、本体部２１の下側において、本体部２１と繋がる。本実施形態において脚部２２は、複数設けられる。より詳細には、脚部２２は、鉛直方向Ｚと直交する一方向に隙間を介して一対設けられる。本実施形態において一方向は、幅方向Ｙである。一対の脚部２２は、本体部２１から下側に突出し、かつ、幅方向Ｙと平行な第１中心軸Ｊ１を囲む枠状である。第１中心軸Ｊ１は、例えば、脚部２２の鉛直方向Ｚの中心における奥行方向Ｘの中心を通る。本実施形態において一対の脚部２２同士の幅方向Ｙの距離は、鉛直方向Ｚの全体に亘って一様である。
【００２４】
図４に示すように、脚部２２は、上側に凸となる半円弧状の円弧部２２ａと、奥行方向Ｘに直線状に延びる直線部２２ｂと、を有する。円弧部２２ａの頂部は、基部２１ａの下面に繋がる。直線部２２ｂは、円弧部２２ａの下端同士を繋ぐ。本実施形態において脚部２２は、例えば、本体部２１と単一の部材である。本体部２１および脚部２２は、例えば、樹脂製である。
【００２５】
図５に示すように、連結梁部２３は、幅方向Ｙに延びる四角柱状である。連結梁部２３は、奥行方向Ｘに隙間を介して一対設けられる。一対の連結梁部２３は、一対の脚部２２同士を繋ぐ。より詳細には、一方の連結梁部２３は、一対の脚部２２の直線部２２ｂにおける奥行方向一方側の端部同士を繋ぐ。他方の連結梁部２３は、一対の脚部２２の直線部２２ｂにおける奥行方向他方側の端部同士を繋ぐ。一対の脚部２２の直線部２２ｂと一対の連結梁部２３とが繋がることで、鉛直方向Ｚと平行な軸を囲む矩形枠状の枠部２４が構成される。
【００２６】
脚部２２および連結梁部２３は、例えば、無人飛行体２０によって運搬される運搬物等を無人飛行体２０に搭載する用途に用いられる。運搬物は、例えば、直線部２２ｂおよび連結梁部２３等に引っ掛けられて、無人飛行体２０に搭載される。本実施形態では、脚部２２が枠状であるため、脚部２２に対して運搬物を引っ掛けやすい。また、無人飛行体２０が飛行する際に、無人飛行体２０に加わる空気抵抗を小さくできる。
【００２７】
受電コイル６０は、非接触給電用のコイルである。図２に示すように、受電コイル６０は、バッテリ５０と電気的に接続される。送電コイル７０に電流が流れることで生じる磁界が受電コイル６０に作用すると、受電コイル６０に電流が流れる。これにより、受電コイル６０からバッテリ５０に給電することができ、バッテリ５０を充電できる。したがって、無人飛行体２０を送電装置３０に近づけることで、バッテリ５０を外部電源に接続することなく、受電コイル６０と送電コイル７０とによって非接触給電を行うことができる。また、受電コイル６０と送電コイル７０とによって非接触給電を行えるため、無人飛行体２０の構造および送電装置３０の構造を簡単化できる。以上により、簡単な構造および制御でバッテリ５０の充電を自動化できる。
【００２８】
また、例えば、無人飛行体を自動で移動させてバッテリと外部電源とを接続する構成とする場合、バッテリと外部電源とを接続する端子を外部に露出させる場合がある。そのため、屋外に送電装置を設置すると端子が雨で濡れる等して、バッテリの充電に不具合が生じる場合がある。これに対して本実施形態によれば、バッテリ５０を外部電源に接続する必要がないため、端子を外部に露出させる必要がない。したがって、送電装置３０を屋外に設置しても、バッテリ５０の充電を好適に行うことができる。また、バッテリ５０の充電を自動化できることで、人が入りにくいような場所等であっても、無人飛行体２０が移動可能な場所であればバッテリ５０の充電を行うことができる。
【００２９】
受電コイル６０は、脚部２２に設けられる。そのため、受電コイル６０を設ける部分を別途設ける必要がなく、無人飛行体２０を小型化かつ軽量化できる。また、無人飛行体２０の形状を変更する必要がない。受電コイル６０は、脚部２２に沿って枠状に設けられる。そのため、脚部２２を枠状として上述した効果を得つつも、受電コイル６０を脚部２２に設けやすい。本実施形態では、脚部２２が幅方向Ｙに延びる第１中心軸Ｊ１を囲む枠状であるため、図４に示すように、受電コイル６０も第１中心軸Ｊ１を囲む枠状である。受電コイル６０は、上側に凸となる半円状に延びる。
【００３０】
本実施形態において無人飛行体２０は、例えば、自動販売機Ｍの上面から上側に離れた位置に飛行した状態で、受電コイル６０を送電コイル７０と幅方向Ｙに重ねてバッテリ５０の充電を行う。これにより、脚部２２に運搬物が搭載され、運搬物が脚部２２より下側に配置される場合であっても、バッテリ５０の充電を容易に行うことができる。なお、無人飛行体２０は、自動販売機Ｍの上面に着地した状態でバッテリ５０の充電を行ってもよい。
【００３１】
本実施形態において受電コイル６０および送電コイル７０は、磁界共鳴方式による非接触給電用のコイルである。磁界共鳴方式による非接触給電を用いる場合、受電コイル６０を送電コイル７０に近づければ、受電コイル６０と送電コイル７０との相対姿勢によらず、受電コイル６０に電流を生じさせることができる。そのため、送電装置３０に対する無人飛行体２０の姿勢、および無人飛行体２０に対する受電コイル６０の姿勢によらず、バッテリ５０を充電しやすい。これにより、無人飛行体２０の位置制御の精度が比較的低い場合であっても、無人飛行体２０を単に送電装置３０に近づけることによって、バッテリ５０の充電を行いやすい。したがって、より簡単な無人飛行体２０の制御によって、バッテリ５０の自動充電を実現できる。
【００３２】
本実施形態において受電コイル６０は、脚部２２に埋め込まれる。そのため、金型に受電コイル６０を挿入した状態で樹脂を流し込むインサート成形によって、脚部２２を作ることができる。したがって、無人飛行体２０の製造を容易にできる。
【００３３】
受電コイル６０は、複数の脚部２２のそれぞれに設けられる。そのため、複数の受電コイル６０に生じた電流によって、バッテリ５０の充電を行うことができる。本実施形態では、図２に示すように、複数の受電コイル６０は、１つのバッテリ５０に電気的に接続されるため、複数の受電コイル６０に生じる電流によって１つのバッテリ５０を充電することができる。したがって、バッテリ５０をより早く充電することができる。
【００３４】
図４に示すように、受電コイル６０の奥行方向Ｘの寸法および鉛直方向Ｚの寸法は、送電コイル７０の外径よりも小さい。そのため、無人飛行体２０を送電装置３０に近づけた際に、受電コイル６０を送電コイル７０によって生じる磁界内に入れやすく、受電コイル６０に電流を生じさせやすい。また、上述したように送電コイル７０の寸法Ｈ２が脚部２２の寸法Ｈ１よりも大きいことで、脚部２２の全体を幅方向Ｙに沿って視て送電コイル７０の外縁よりも内側に配置しやすい。そのため、脚部２２に設けられた受電コイル６０の全体を送電コイル７０の外縁よりも内側に配置しやすい。
【００３５】
本実施形態では、一対の脚部２２は幅方向Ｙに隙間を介して配置されるため、無人飛行体２０を送電装置３０の幅方向Ｙのいずれか一方側に移動させることで、図４に示すように、２つの受電コイル６０の全体を幅方向Ｙに重ねて、送電コイル７０の外縁よりも内側に配置できる。これにより、１つの送電コイル７０によって、複数の受電コイル６０のすべてに電流を生じさせることができる。したがって、送電コイル７０を複数設ける必要がなく、送電装置３０の構造を簡単化できる。また、すべての受電コイル６０に同時に電流を生じさせることができるため、バッテリ５０をより早く充電することができる。
【００３６】
図６に示すように、無人飛行体２０は、スイッチング回路４３をさらに備える。スイッチング回路４３は、バッテリ５０の２つの端子とモータ４１の２つの端子とをそれぞれ繋ぐ２本の配線同士の間に設けられる。スイッチング回路４３は、ＯＮ状態において２本の配線同士を繋ぐ。これにより、スイッチング回路４３は、ＯＮ状態においてモータ４１の端子同士を繋いで短絡させる。そのため、スイッチング回路４３をＯＮ状態とすることで、モータ４１が回転することを阻止できる。これにより、モータ４１を停止させてバッテリ５０の充電を行う際に、送電コイル７０によって生じる磁界によってモータ４１が誤作動することを抑制できる。
【００３７】
図３に示すように、無人飛行体２０は、受電ユニット６２と、バッテリ制御ユニット５１と、をさらに備える。受電ユニット６２は、受電電源部６３と、受電通信部６５と、受電制御部６４と、を有する。受電電源部６３は、受電制御部６４の制御に基づいて、受電コイル６０から供給された電力をバッテリ制御ユニット５１に出力する。受電通信部６５は、例えば、通信用の赤外光等を射出する光源を有し、受電制御部６４の制御に基づいて、赤外光を射出する。また、受電通信部６５は、送電通信部３５が射出する赤外光を受光する。
【００３８】
受電制御部６４は、受電通信部６５を制御する。具体的には、受電制御部６４は、給電開始要求の信号および給電停止要求の信号を、受電通信部６５に出力する。受電通信部６５は、受電制御部６４から出力された給電開始要求の信号および給電停止要求の信号を送電装置３０に送信する。
【００３９】
バッテリ制御ユニット５１は、充電電源部５３と、充電制御部５２と、を有する。充電電源部５３は、充電制御部５２の制御に基づいて、受電ユニット６２から供給された電力をバッテリ５０に出力する。充電制御部５２は、バッテリ５０への充電の開始および停止を制御する。
【００４０】
本実施形態においては、バッテリ５０と脚部２２と連結梁部２３と受電コイル６０と受電ユニット６２とバッテリ制御ユニット５１とによってバッテリシステム８０が構成される。すなわち、バッテリシステム８０は、バッテリ５０と、脚部２２と、連結梁部２３と、受電コイル６０と、受電ユニット６２と、バッテリ制御ユニット５１と、を備える。
【００４１】
本発明は上述の実施形態に限られず、以下の他の構成を採用することもできる。回転翼４２が回転する回転軸Ｒは、鉛直方向Ｚ以外の方向に延びてもよい。例えば、回転軸Ｒは、鉛直方向Ｚと直交する方向に延びてもよい。また、複数の回転翼４２における回転軸Ｒの延びる方向は、互いに異なってもよい。また、推進ユニット４０の数は、特に限定されない。
【００４２】
また、バッテリ５０は、複数設けられてもよい。この場合、複数のバッテリ５０のそれぞれに対して、１つずつ受電コイル６０が接続される構成であってもよいし、複数ずつ受電コイル６０が接続される構成であってもよい。バッテリ５０は、推進ユニット４０ごとに設けられてもよい。また、スイッチング回路４３は、設けられなくてもよい。
【００４３】
また、受電コイル６０および送電コイル７０は、磁界共鳴方式以外の非接触給電用のコイルであってもよい。受電コイル６０および送電コイル７０は、例えば、電磁誘導方式の非接触給電用のコイルであってもよいし、電波受信方式の非接触給電用のコイルであってもよい。なお、磁界共鳴方式では、受電コイル６０と送電コイル７０同士の位置がずれていても給電可能である。そのため、受電コイル６０が送電コイル７０の外縁より外側に位置しても給電が可能である。必ずしも無人飛行体が送電コイル７０の外縁内に着陸しなくてもよい。
【００４４】
また、送電装置３０は、図７に示す送電装置１３０のような構成であってもよい。図７に示すように、無人飛行体システム１１０において送電装置１３０の送電装置本体１３１は、例えば、鉛直方向Ｚに扁平な直方体状である。送電装置本体１３１は、自動販売機Ｍの上面に配置される。送電コイル１７０は、鉛直方向Ｚと平行な第２中心軸Ｊ２２を中心とする円環状である。この構成においては、無人飛行体２０の受電コイル６０が囲む第１中心軸Ｊ１と送電コイル１７０の第２中心軸Ｊ２２とは略直交した状態となる。この場合であっても、磁界共鳴方式の非接触給電を用いることで、受電コイル６０に電流を生じさせてバッテリ５０の充電を行うことができる。送電装置１３０は、例えば、図１に示す送電装置３０を奥行方向Ｘと平行な軸回りに９０°回転させた構成である。
【００４５】
送電コイル１７０の奥行方向Ｘの寸法は、６４８ｍｍ以下であり、送電コイル１７０の幅方向Ｙの寸法Ｗは、８７０ｍｍ以下である。これにより、代表的な規格であればいずれの自動販売機Ｍであっても、送電コイル１７０を自動販売機Ｍの上面に設置することが可能である。
【００４６】
この構成において無人飛行体２０は、例えば、送電装置本体１３１の上面に着地した状態で、バッテリ５０の充電を行う。運搬物を搭載していない場合において無人飛行体２０が着地すると、脚部２２と連結梁部２３とによって構成される枠部２４の下面が着地面に接触する。そのため、送電装置本体１３１の上面に無人飛行体２０を着地させることで、脚部２２を送電装置本体１３１の上面に近づけることができる。これにより、受電コイル６０を送電装置本体１３１に埋め込まれた送電コイル１７０に近づけることができる。したがって、よりバッテリ５０を充電しやすい。
【００４７】
また、送電装置３０の送電コイル７０の外径は、無人飛行体２０の最大寸法より大きくてもよい。この場合、無人飛行体２０の全体を送電コイル７０の外縁よりも内側に配置しやすいため、複数の受電コイル６０に対して同時に電流を生じさせて、バッテリ５０の充電を行うことができる。なお、本明細書において「無人飛行体の最大寸法」とは、無人飛行体における任意の２点間を結ぶ仮想線分のうち最も長い仮想線分の長さを含む。また、送電装置３０の設置場所は、特に限定されない。送電コイル７０の寸法は、送電装置３０の設置場所に応じて適宜決めることができる。送電コイル７０の一部あるいは全体は、送電装置本体３１から露出してもよい。
【００４８】
また、複数の脚部２２のうちの一部の脚部２２のみに受電コイル６０が設けられてもよい。すなわち、上述した実施形態においては、一対の脚部２２のうちのいずれか一方の脚部２２のみに受電コイル６０が設けられてもよい。脚部２２の形状、受電コイル６０の形状、および送電コイル７０の形状は、特に限定されず、矩形状であってもよいし、多角形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。脚部２２の形状は、枠状でなく、例えば、板状であってもよい。受電コイル６０の形状と送電コイル７０の形状とは、互いに異なってもよい。脚部２２および受電コイル６０が囲む第１中心軸Ｊ１は、鉛直方向Ｚに対して平行であってもよい。また、無人飛行体２０に搭載される受電コイル６０の数は、特に限定されない。また、脚部２２の数は、特に限定されない。
【００４９】
また、本明細書において「受電コイルが脚部に設けられる」とは、受電コイルの少なくとも一部が脚部に設けられればよい。すなわち、上述した実施形態では、受電コイル６０の全体が脚部２２に設けられる構成としたが、これに限られない。例えば、受電コイル６０は、枠部２４に設けられてもよい。この場合、受電コイル６０は、枠部２４に沿った矩形枠状であり、受電コイル６０の一部は、脚部２２の直線部２２ｂに設けられる。
【００５０】
また、脚部２２は、図８に示す脚部２２２のような構成であってもよい。図８に示すように、無人飛行体２２０において、一対の脚部２２２同士の幅方向Ｙの距離は、下側に向かうに従って大きくなる。すなわち、一対の脚部２２２は、本体部２１から下側に向かって、鉛直方向Ｚに対して傾いた方向に突出する。そのため、脚部２２２に設けられる受電コイル２６０も、鉛直方向Ｚに対して傾く。この場合、受電コイル２６０と送電コイル７０とが互いに傾いた姿勢となりやすいが、磁界共鳴方式による非接触給電を採用することで、好適にバッテリ５０の充電を行うことができる。
【００５１】
また、この構成のように脚部２２２が傾いて設けられる場合であっても、単に脚部２２２に沿って受電コイル２６０を設けることで、上述したようにバッテリ５０の充電を容易に行うことが可能である。すなわち、本体部２１に対する脚部２２２の傾きを変更することなく、受電コイル６０を脚部２２２に設けつつ、バッテリ５０の充電を容易に行うことができる。
【００５２】
また、脚部２２は、本体部２１に対して着脱自在であってもよい。この場合、バッテリ５０と脚部２２と連結梁部２３と受電コイル６０とによって構成されるバッテリシステム８０を交換しやすい。また、連結梁部２３は、設けられなくてもよい。
【００５３】
また、本明細書において「受電コイルが脚部に設けられる」とは、図９に示す脚部３２２のように、脚部が受電コイルそのものである場合を含む。図９に示すように、無人飛行体３２０の脚部３２２は、受電コイル３６０で構成される。受電コイル３６０は、本体部２１に固定される。この構成によれば、受電コイル３６０を脚部３２２として利用できるため、受電コイル３６０を作ることによって、脚部３２２を作ることができる。したがって、受電コイル３６０が設けられた脚部３２２を作ることが容易であり、無人飛行体３２０の製造を容易にできる。
【００５４】
また、送電通信部３５と受電通信部６５とは、常時または所定の間隔毎に通信を行ってもよい。受電ユニット６２は、受電コイル６０による受電の状態を示す受電状態情報を送電通信部３５から受信してもよい。なお、送電通信部３５および受電通信部６５は、赤外光を用いる方式に限定されず、他の無線通信等の方式を採用してもよい。無人飛行体２０は、受電通信部６５が受信する受電状態情報に基づいて、水平移動もしくは回転移動を行う。すなわち、モータ制御部４４が、受電コイル６０による受電の状態を示す受電状態情報に基づいてモータ４１を制御することによって、無人飛行体２０は移動する。
【００５５】
また、図３において二点鎖線で示すように、受電ユニット６２は、直接的にモータ制御部４４に接続されてもよい。この構成では、受電ユニット６２からモータ制御部４４に直接、電力が供給される。この構成においては、受電制御部６４は、例えば、バッテリ５０からモータ制御部４４に電力供給を行うか、受電ユニット６２からモータ制御部４４に電力供給を行うかを判断してもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態の無人飛行体および無人飛行体システムの用途は、特に限定されない。上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。
【００５７】
本出願は、２０１７年６月７日に出願された日本出願である特願２０１７−１１２６４５号に基づく優先権を主張し、当該日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【符号の説明】
【００５８】
１０，１１０…無人飛行体システム、２０，２２０，３２０…無人飛行体、２１…本体部、２２，２２２，３２２…脚部、３０，１３０…送電装置、４０…推進ユニット、４１…モータ、４２…回転翼、４３…スイッチング回路、５０…バッテリ、６０，２６０，３６０…受電コイル、７０，１７０…送電コイル、８０…バッテリシステム、Ｊ１…第１中心軸、Ｊ２１，Ｊ２２…第２中心軸、Ｒ…回転軸、Ｙ…幅方向（一方向）、Ｚ…鉛直方向
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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