(57)【要約】      （修正有）【課題】ドローンの墜落時の衝撃を最小限に抑えるとともに、地上にいる人や物に対する安全性をも確保する。【解決手段】ドローンに搭載され、ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置１０であって、ドローンに備えられ、ドローンのプロペラ１１０の不具合を検知するための不具合検知部３２と、ドローンに備えられ、エアバッグ３６が収納されたエアバッグ収納部３５と、不具合検知部によって不具合が検知された場合、ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部２６とを備える。【選択図】図１
2018154249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドローンに搭載され、前記ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、
ドローン本体を支持する脚部に取り付けられ、前記ドローンの墜落時における衝撃を吸収するための衝撃吸収手段を備えたドローン用安全装置。
【請求項２】
前記ドローンに備えられ、前記ドローンのプロペラの不具合を検知するための不具合検知部と、
前記ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部と、
前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、前記ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、前記パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させる信号処理部と、
を備えた請求項１に記載のドローン用安全装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、前記パラシュートを上空に射出し、吊索を伸び切らせた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項２に記載のドローン用安全装置。
【請求項４】
前記パラシュートの開傘が、火工品を使用することなく実施される、請求項２または３に記載のドローン用安全装置。
【請求項５】
ドローンに搭載され、前記ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、
前記ドローンに備えられ、前記ドローンのプロペラの不具合を検知するための不具合検知部と、
前記ドローンに備えられ、エアバッグが収納されたエアバッグ収納部と、
前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、前記ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、前記エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部と、
を備えたドローン用安全装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、前記エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項５に記載のドローン用安全装置。
【請求項７】
前記エアバッグの作動が、火工品を使用することなく実施される、請求項５または６に記載のドローン用安全装置。
【請求項８】
前記エアバッグ収納部において、前記収納されたエアバッグを作動させるために、圧縮空気ボンベに充填されていた空気によって前記エアバッグを膨張させるエアバッグ作動機構を備えた、請求項５乃至７のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項９】
前記ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部をさらに備え、  前記信号処理部は、前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、前記パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させる、請求項５または８に記載のドローン用安全装置。
【請求項１０】
前記信号処理部は、前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、前記パラシュートを上空に射出し、吊索を伸び切らせた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項９に記載のドローン用安全装置。
【請求項１１】
前記パラシュートの開傘と、前記エアバッグの作動とは、火工品を使用することなく実施される、請求項９または１０に記載のドローン用安全装置。
【請求項１２】
前記不具合検知部によって前記不具合が検知されると、前記信号処理部が、予め定められた一定時間後に、前記パラシュートを開傘させる、請求項２、９乃至１１のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１３】
前記収納されたパラシュートを開傘させるために、前記パラシュート収納部においてバネ力を、前記収納されたパラシュートに与えて、前記パラシュートを前記パラシュート収納部から射出させるパラシュート作動機構を備えた、請求項２、９乃至１１のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１４】
ドローン本体を支持する脚部に取り付けられ、前記ドローンの墜落時における衝撃を吸収するための衝撃吸収手段を備えた請求項５乃至１３のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１５】
前記ドローンの浮上を検知するための浮上検知部をさらに備え、
前記信号処理部は、前記浮上検知部によって、前記ドローンの浮上が検知されている場合に動作する、請求項２乃至１４のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１６】
前記浮上検知部が、前記ドローンの接地部分に設けられ、前記ドローンの接地時におけるドローン本体の接地圧力を検知する第１の感圧センサを備え、前記第１の感圧センサによって接地圧力が検知されない場合に、前記信号処理部において、前記ドローンが浮上していると判定する、請求項１５に記載のドローン用安全装置。
【請求項１７】
前記不具合検知部が、前記ドローンの各プロペラを駆動するための各モータの温度異常または電流異常に基づいて、対応するプロペラかモータの不具合を検知する、請求項２乃至１４のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１８】
前記不具合検知部が、前記ドローンの複数のプロペラの各々に対して設けられた複数の第２の感圧センサを備え、
前記信号処理部は、対応するプロペラからの風圧に比例して変化する、前記各第２の感圧センサの抵抗値を電圧に変換して、各プロペラの回転数を把握し、この回転数が、前記ドローンの制御装置からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、前記対応するプロペラかモータに不具合があると判定する、請求項２乃至１４のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１９】
前記不具合検知部が、前記ドローンの複数のプロペラの各々に対して備えられた近赤外ＬＥＤ、光学フィルタ、および受光素子を備え、
前記近赤外ＬＥＤが、対応するプロペラに向けて近赤外光を照射し、前記受光素子が、前記対応するプロペラによって反射された近赤外光を前記光学フィルタを経由して受光した後、増幅して前記信号処理部に出力し、前記信号処理部は、前記受光素子によって単位時間当たりに受光された近赤外光をカウントし、何れかの受光素子によるカウント値が、モータドライバから入力したドローン制御装置からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラかモータに不具合があると判定する、請求項２乃至１４のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項２０】
前記ドローン用の駆動電源とは独立した、ドローン用安全装置用の駆動電源をさらに備えた、請求項１乃至１９のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項２１】
請求項１乃至２０のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置を備えたドローン。
【請求項２２】
ドローンの墜落時における安全を確保するための方法であって、
前記ドローンが浮上している場合に、前記ドローンのプロペラの何れかの不具合を検知すると、前記ドローンのすべてのプロペラの駆動を停止させ、
前記ドローンに備えられたパラシュートを開傘させるとともに、前記ドローンに備えられたエアバッグを作動させるようにした方法。
【請求項２３】
ドローンに搭載され、前記ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、
前記ドローンに備えられ、エアバッグが収納されたエアバッグ収納部と、
前記ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部と、
前記ドローンが浮上している場合に、前記ドローンの異常に応じて送出されるドローン用安全装置外部からの強制作動指令に応じて、前記ドローンのプロペラの駆動を停止させ、前記パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させるとともに、前記エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部と、
を備えるドローン用安全装置。
【請求項２４】
ドローンの墜落時における安全を確保するための方法であって、
前記ドローンが浮上している場合に、前記ドローンの異常に応じて送出されるドローン用安全装置外部からの強制作動指令に応じて、前記ドローンのプロペラの駆動を停止させ、前記ドローンに備えられたパラシュートを上空に射出して開傘させるとともに、前記ドローンに備えられたエアバッグを作動させるようにした方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置および方法、ならびにドローン用安全装置を備えたドローンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遠隔操縦または自律式のマルチコプター（以下、「ドローン」という）は、安価で、機動性に富んでおり、搭載したカメラ、各種センサ等を活用して、様々な産業分野で利用され始めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３６７４９号公報
【特許文献２】特許第５５５８９７８号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】http://japanese.engadget.com/2016/05/09/1-parazero-safeair/  （平成２８年１０月３日検索）
【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、ドローンは、故障時に墜落する可能性が高い。そして、万一墜落した場合、ドローン本体の破損のみならず、地上の人員や物に衝突すると、大事故になる恐れもあるという問題がある。これは、重量の大きいドローン程、深刻である。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、ドローンの墜落時の衝撃を最小限に抑えるとともに、地上にいる人や物に対する安全性確保に寄与することができるドローン用安全装置および方法、ならびにドローンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【０００８】
すなわち、請求項１の発明は、ドローンに搭載され、ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、ドローン本体を支持する脚部に取り付けられ、ドローンの墜落時における衝撃を吸収するための例えばダンパのような衝撃吸収手段を備える。
【０００９】
請求項２の発明は、ドローンに備えられ、ドローンのプロペラの不具合を検知するための不具合検知部と、ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部と、不具合検知部によって不具合が検知された場合、ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させる信号処理部と、を備えた請求項１に記載のドローン用安全装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、不具合検知部によって不具合が検知された場合、信号処理部が、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、パラシュートを上空に射出し、吊索を伸び切らせた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項２に記載のドローン用安全装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、パラシュートの開傘が、火工品を使用することなく実施される、請求項２または３に記載のドローン用安全装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、ドローンに搭載され、ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、ドローンに備えられ、ドローンのプロペラの不具合を検知するための不具合検知部と、ドローンに備えられ、エアバッグが収納されたエアバッグ収納部と、不具合検知部によって不具合が検知された場合、ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部と、を備える。
【００１３】
請求項６の発明は、不具合検知部によって不具合が検知された場合、信号処理部が、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項５に記載のドローン用安全装置である。
【００１４】
請求項７の発明は、エアバッグの作動が、火工品を使用することなく実施される、請求項５または６に記載のドローン用安全装置である。
【００１５】
請求項８の発明は、エアバッグ収納部において、収納されたエアバッグを作動させるために、例えば、バネ力を撃針に与えることによって、撃針によって圧縮空気ボンベに穴を開け、圧縮空気ボンベに充填されていた空気を穴から放出させることによってエアバッグを膨張させるエアバッグ作動機構を備えた、請求項５乃至７のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００１６】
請求項９の発明は、ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部をさらに備え、不具合検知部によって不具合が検知された場合、信号処理部が、パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させる、請求項５または８に記載のドローン用安全装置である。
【００１７】
請求項１０の発明は、不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、信号処理部が、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、パラシュートを上空に射出し、吊索を伸び切らせた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項９に記載のドローン用安全装置である。
【００１８】
請求項１１の発明は、パラシュートの開傘と、エアバッグの作動とは、火工品を使用することなく実施される、請求項９または１０に記載のドローン用安全装置である。
【００１９】
請求項１２の発明は、不具合検知部によって不具合が検知されると、信号処理部が、予め定められた一定時間後に、パラシュートを開傘させる、請求項２、９乃至１１のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００２０】
請求項１３の発明は、収納されたパラシュートを開傘させるために、パラシュート収納部においてバネ力を、収納されたパラシュートに与えて、パラシュートをパラシュート収納部から射出させるパラシュート作動機構を備えた、請求項２、９乃至１１のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００２１】
請求項１４の発明は、ドローン本体を支持する脚部に取り付けられ、ドローンの墜落時における衝撃を吸収するための例えばダンパのような衝撃吸収手段を備えた請求項５乃至１３のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００２２】
請求項１５の発明は、ドローンの浮上を検知するための浮上検知部をさらに備え、信号処理部は、浮上検知部によって、ドローンの浮上が検知されている場合に動作する、請求項２乃至１４のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００２３】
請求項１６の発明は、浮上検知部が、ドローンの接地部分に設けられ、ドローンの接地時におけるドローン本体の接地圧力を検知する第１の感圧センサを備え、第１の感圧センサによって接地圧力が検知されない場合に、信号処理部において、ドローンが浮上していると判定する、請求項１５に記載のドローン用安全装置である。
【００２４】
請求項１７の発明は、不具合検知部が、ドローンの各プロペラを駆動するための各モータの温度異常または電流異常に基づいて、対応するプロペラかモータの不具合を検知する、請求項２乃至１４のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００２５】
請求項１８の発明は、不具合検知部が、ドローンの複数のプロペラの各々に対して設けられた複数の第２の感圧センサを備え、信号処理部は、対応するプロペラからの風圧に比例して変化する、各第２の感圧センサの抵抗値を電圧に変換して、各プロペラの回転数を把握し、この回転数が、ドローンの制御装置からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラかモータに不具合があると判定する、請求項２乃至１４のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００２６】
請求項１９の発明は、不具合検知部が、ドローンの複数のプロペラの各々に対して備えられた近赤外ＬＥＤ、光学フィルタ、および受光素子を備え、近赤外ＬＥＤが、対応するプロペラに向けて近赤外光を照射し、受光素子が、対応するプロペラによって反射された近赤外光を光学フィルタを経由して受光した後、増幅して信号処理部に出力し、信号処理部では、受光素子によって単位時間当たりに受光された近赤外光をカウントし、何れかの受光素子によるカウント値が、モータドライバから入力したドローン制御装置からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラかモータに不具合があると判定する、請求項２乃至１４のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００２７】
請求項２０の発明は、ドローン用の駆動電源とは独立した、ドローン用安全装置用の駆動電源をさらに備えた、請求項１乃至１９のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【００２８】
請求項２１の発明は、請求項１乃至２０のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置を備えたドローンである。
【００２９】
請求項２２の発明は、ドローンの墜落時における安全を確保するための方法であって、ドローンが浮上している場合に、ドローンのプロペラの何れかの不具合を検知すると、ドローンのすべてのプロペラの駆動を停止させ、ドローンに備えられたパラシュートを開傘させるとともに、ドローンに備えられたエアバッグを作動させるようにした方法である。
【００３０】
請求項２３の発明は、ドローンに搭載され、ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、ドローンに備えられ、エアバッグが収納されたエアバッグ収納部と、ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部と、ドローンが浮上している場合に、ドローンの異常に応じて送出されるドローン用安全装置外部からの強制作動指令に応じて、ドローンのプロペラの駆動を停止させ、パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させるとともに、エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部と、を備えるドローン用安全装置である。
【００３１】
請求項２４の発明は、ドローンの墜落時における安全を確保するための方法であって、ドローンが浮上している場合に、ドローンの異常に応じて送出されるドローン用安全装置外部からの強制作動指令に応じて、ドローンのプロペラの駆動を停止させ、ドローンに備えられたパラシュートを上空に射出して開傘させるとともに、ドローンに備えられたエアバッグを作動させるようにした方法である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態のドローン用安全装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態のドローン用安全装置が搭載されたドローンの外観例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態のドローン用安全装置が搭載されたドローンの別の外観例を示す斜視図である（浮上検知センサとエアバッグ収納部との設置場所が異なる例）。
【図４】本発明の実施形態のドローン用安全装置が搭載されたドローンの別の外観例を示す正面図である（１つのエアバッグ収納部を備えた例）。
【図５】風圧センサ方式の不具合検知センサの一例を示す概念図である。
【図６】近赤外線方式の不具合検知センサの一例を示す概念図である。
【図７】モータドライバの構成例を示す機能ブロック図である。
【図８】パラシュート収納筒の一例を示す機能構成図である。
【図９】エアバッグボックスの一例を示す機能構成図である。
【図１０】図２のドローンにおいてパラシュートが開傘しエアバッグが膨張した状態の一例を示す正面図である。
【図１１】図１０に対応する底面図である。
【図１２】図４のドローンにおいてパラシュートが開傘しエアバッグが膨張した状態の一例を示す正面図である。
【図１３】図１２に対応する底面図である。
【図１４】パラシュート、エアバッグ、およびダンパの作動範囲を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明の実施形態のドローン用安全装置を、図面を参照して説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態のドローン用安全装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【００３５】
図２は、本発明の実施形態のドローン用安全装置が搭載されたドローンの外観例を示す斜視図である。
【００３６】
すなわち、同実施形態のドローン用安全装置１０は、ドローン１００に搭載され、ドローン１００の墜落時における安全を確保するためのものである。例示するドローン１００は、プロペラ１１０を６個備えているが、これは一例であって、同実施形態のドローン用安全装置１０が適用されるドローン１００のプロペラ１１０の数は、６個に限定されるものではない。
【００３７】
ドローン用安全装置１０は、ドローン１００の浮上を検知するための浮上検知センサ３０（本例では２個）と、プロペラ１１０の不具合を検知するための不具合検知センサ３２（本例では６個）と、プロペラ１１０の不具合時に開傘されるパラシュート４０を備えたパラシュートボックス２０と、プロペラ１１０の不具合時に作動されるエアバッグ３６を備えたエアバッグボックス３５とを備えている。
【００３８】
図２に示すように、パラシュートボックス２０は、ドローン１００の本体の上端側に備えられる。
【００３９】
一方、浮上検知センサ３０はドローン１００の接地部分もしくはその周辺部に設けられる。また、エアバッグボックス３５はドローン１００の下端側に設けられる。エアバッグボックス３５は、エアバッグ３６が作動した時に、エアバッグ３６がドローン１００の最下端よりも下方に位置するようになるのであれば、必ずしも接地部分もしくはその周辺部に設けられる必要は無い。
【００４０】
ドローン本体を支持する脚部１１５には、下端側にダンパ１１６が設けられている。このダンパ１１６は、ドローンの着陸時や、墜落時における衝撃を吸収する衝撃吸収手段として機能する。
【００４１】
なお、図２に示す例では、略正方形を形成する接地部１２０の４隅のうち、互いに対角する２隅に浮上検知センサ３０が備えられ、残りの対角する２隅にエアバッグボックス３５が備えられている。
【００４２】
しかしながら、このような配置は一例であって、例えば図３のように、接地部１２０の４隅ではなく、接地部１２０の４辺のそれぞれの中点付近に、浮上検知センサ３０とエアバッグ作動機構３４とを交互に備えるようにしても良い。
【００４３】
また、浮上検知センサ３０とエアバッグボックス３５との個数は、必ずしも同数である必要は無い。例えば、図４の正面図に示すように、大きな１つのエアバッグボックス３５を中央に備えることによって実現することも可能である。
【００４４】
一方、浮上検知センサ３０は、ドローン１００が浮上していることを確実に検知するために、少なくとも２個以上必要である。
【００４５】
また、不具合検知センサ３２は、個々のプロペラ１１０の直下にそれぞれ設けられており、それぞれが、対応するプロペラ１１０の回転を検知し、検知結果を信号ｂとして信号処理部２６に出力する。なお、不具合検知センサ３２の具体的な構成は、後述する。
【００４６】
パラシュートボックス２０はさらに、未開傘のパラシュート４０と、パラシュート４０を開傘させるためのパラシュート作動機構２１と収納されるパラシュート収納筒２３に加えて、作動スイッチ２２、安全装置用バッテリ２４、ＤＣＤＣコンバータ２５、信号処理部２６、および警報ブザー２８を備えている。
【００４７】
作動スイッチ２２をオンにすると、信号処理部２６がそれを検知し、ドローン用安全装置１０の動作が可能となる。また、安全装置用バッテリ２４からの電源が、ＤＣＤＣコンバータ２５を介してドローン用安全装置１０全体に供給される。さらには、安全装置用バッテリ２４からの電源が、ＤＣＤＣコンバータ２５を介して、制御用電源ｒとして、モータドライバ１３０およびブザーへ供給される。安全装置用バッテリ２４は、ドローン１００の本体の電源とは別個に設けられており、これによって、ドローン用安全装置１０は、ドローン１００の電源に異常があった場合であっても、影響を受けず、ドローン用安全装置１０と独立して動作することが可能となっている。
【００４８】
このように、ドローン用安全装置１０の動作が可能な状態で、ドローン１００を起動させ、プロペラ１１０が正常に回転し、ドローン１００が地上から浮上すると、浮上検知センサ３０内の感圧センサの荷重が大きく低減し、それに比例して抵抗値も大きく変化する。浮上検知センサ３０は、この抵抗値の変化を信号ａとして信号処理部２６に出力する。これにより、信号処理部２６は、ドローン１００が浮上していると認識する。
【００４９】
また、各不具合検知センサ３２は、対応するプロペラ１１０の回転を検知し、検知結果を、信号ｂとして信号処理部２６に出力する。信号処理部２６では、対応するプロペラ１１０の回転が、プロペラ回転数制御信号ｐによるドローン制御装置（図示せず）からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラ１１０に不具合があると判定する。
【００５０】
不具合検知センサ３２の具体例について、図１、図５および図６を用いて説明する。
【００５１】
図５は、不具合検知センサ３２の一例である風圧センサ方式の概念図であって、感圧センサ３３ａを備えて構成される風圧方式の不具合検知センサ３２の例である。図５に示すような風圧センサ方式の不具合検知センサ３２は、対応するプロペラ１１０からの風圧に比例して感圧センサの抵抗が変化するが、この抵抗値を信号ｂとして信号処理部２６に出力する。図１に示す信号処理部２６では、対応するプロペラからの風圧に比例して変化する、感圧センサ３３ａの抵抗値を電圧に変換して、各プロペラの回転数を把握し、この回転数が、後述する段落［００５６］に示すモータドライバ１３０からの回転数制御信号ｐによる回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、前記対応するプロペラ１１０かモータ１４０に不具合があると判定する。また、不具合検知センサ３２の側面または底面には、水抜き穴３３ｂが設けられており、内部に貯まった雨水等の水が、水抜き穴３３ｂから抜け出るようにしている。
【００５２】
一方、図６は、不具合検知センサの別の例である近赤外線センサ方式の概念図である。近赤外線センサ方式の不具合検知センサは、近赤外ＬＥＤ３３ｃ、光学フィルタ３３ｄ、受光素子３３ｅおよび増幅器３３ｆを備えて構成される。このような近赤外線センサ方式の不具合検知センサでは、近赤外ＬＥＤ３３ｃが、対応するプロペラ１１０に向けて近赤外光ｃを照射し、光学フィルタ３３ｄが、太陽光のような外来光を遮断する一方、プロペラ１１０によって反射された近赤外光ｄを透過して、受光素子３３ｅに出力する。受光素子３３ｅは、光学フィルタ３３ｄによってフィルタ出力された近赤外光ｄを受光するとそれを電気信号に変換し、その電気信号は、増幅器３３ｆにて増幅して信号ｂとして信号処理部２６に出力する。図１に示す信号処理部２６では、受光素子３３ｅによって単位時間当たりに受光された近赤外光をカウントし、何れかの受光素子によるカウント値が、後述する段落［００５６］に示すモータドライバ１３０からの回転数制御信号ｐによる回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラ１１０かモータ１４０に不具合があると判定する。また、近赤外光ｃの反射率を改善し、プロペラ１１０の回転数に関わる検出精度を高めるため、プロペラ１１０の裏面は、白色に塗装するか、白色テープを張り付けるようにしている。
【００５３】
回転異常等のプロペラ１１０の不具合を検知するために、これら不具合検知センサ３２に加えて、またはその代わりに、各プロペラ１１０を駆動するための各モータ１４０へ、ドローン制御装置（図示せず）から送られるプロペラ回転数制御信号ｐに応じてモータ駆動信号ｊを提供する各モータドライバ１３０において検知されるモータ１４０の異常（温度、電流値）に基づいて、信号処理部２６において、プロペラ１１０かモータ１４０の不具合を判定するようにしてもよい。
【００５４】
図７は、モータドライバ１３０の構成例を示す機能ブロック図である。
【００５５】
モータドライバ１３０は、ＭＰＵ  １３１、ドライバＡＭＰ  １３２、ＡＭＰ  １３３、および電流センサ１３４を備えていて、不具合検知センサ３２と同様の機能を有する。
【００５６】
万が一、対応するプロペラ１１０の欠損や脱落があった場合、モータトルクが低下するので、電流センサ１３４によって検知される電流は、プロペラ回転数制御信号ｐによるプロペラ回転数指示値に対する通常の電流値とは異なる数値となる。したがって、ＭＰＵ  １３１は、その異常を検知できる。ＭＰＵ  １３１はまた、過電流か、極端に少ない負荷電流（負荷オープン）あるいは、モータ１４０の温度異常ｋにより、モータ１４０本体の異常を検知できる。ＭＰＵ  １３１は、これら異常を検知した場合、モータ出力信号ｍにモータ異常ステータスを重畳して信号処理部２６へ送る。また、ＭＰＵ  １３１は、ＤＣＤＣコンバータ２５を介して安全装置用バッテリ２４から提供された制御用電源ｒをも受け取る。さらにＭＰＵ１３１は、ドローン制御装置（図示せず）からのプロペラ回転数制御信号ｐをモータ出力信号ｍとして信号処理部２６に常時出力する。
【００５７】
信号処理部２６は、浮上検知センサ３０からの、信号ａにより、ドローン１００の浮上が検知されている場合に、何れかの不具合検知センサ３２からの信号ｂによりプロペラ１１０かモータ１４０に不具合があると自身で判定した場合、あるいは、モータドライバ１３０からのモータ出力信号ｍにモータ異常ステータス信号が出力されると、特定のプロペラ１１０の駆動を停止させるために、特定のプロペラ１１０を駆動しているモータドライバ１３０へプロペラ停止信号ｅを出力する。
【００５８】
例えば、１個または２個の不具合検知センサ３２からの信号ｂによりプロペラ回転異常が検知された場合、あるいは、１個または２個のモータドライバ１３０からモータ異常信号ｍが出力された場合、すなわち、１個または２個のプロペラ１１０の不具合が検知された場合、信号処理部２６は、不具合が検知されたプロペラ１１０および対向するプロペラのモータドライバ１３０へ、プロペラ停止信号ｅを出力し、このモータドライバ１３０によって駆動されるモータ１４０を停止させ、これらプロペラ１１０を停止させる。これによって、ドローン１００の姿勢の上下反転等を防止する。同時に、パラシュート作動機構２１を作動させるために、信号処理部２６はさらに、パラシュート収納筒２３に設けられたパラシュート作動機構２１へ作動信号ｆを出力する。また、パラシュート４０の作動と同時に、エアバッグ３６を膨張させるために、信号処理部２６は、エアバッグ作動機構３４に作動信号ｇを出力する。これに応じて、パラシュート作動機構２１およびエアバッグ作動機構３４が作動を開始する。これによってパラシュート４０が射出されるとともに、エアバッグ３６が膨張する。
【００５９】
次に、信号処理部２６は、パラシュート４０の吊索が伸び切るまでの時間経過後（例えば、約１秒経過後）に、全て（本実施形態では例えば６個）のモータドライバ１３０へプロペラ停止信号を出力する。これによって、モータドライバ１３０は、モータへのモータ駆動信号ｊを遮断し、全てのプロペラ１１０を停止させる。以上により、ドローン１００が自由落下に入る前にパラシュート４０の吊索４１を伸び切らせて、開傘高度の低下を阻止するようにしている。
【００６０】
信号処理部２６はさらに、パラシュート作動機構２１への作動信号ｆおよびエアバッグ作動機構３４への作動信号ｇの出力と同時に、警報ブザー２８へ、作動信号ｉを出力する。これに応じて、警報ブザー２８が鳴動し、地上の人員に対して注意喚起する。
【００６１】
一方、３個以上の不具合検知センサ３２から信号ｂが出力された場合、すなわち、３個以上のプロペラ１１０の不具合が検知された場合、信号処理部２６は、全て（実施形態では例えば６個）のモータドライバ１３０へプロペラ停止信号ｅを出力する。これを受けたモータドライバ１３０は、モータ駆動信号ｊを遮断することによって、全てのプロペラ１１０を停止させる。信号処理部２６は、プロペラ停止信号ｅの出力と同時に、警報ブザー２８に対して、作動信号ｉを出力する。これに応じて、警報ブザー２８が鳴動し、地上の人員に対して注意喚起する。また、ドローン制御装置（図示せず）から安全装置強制作動信号ｈが入力された場合、信号処理部２６は、上記と同様の動作を行う。ここで、安全装置強制作動信号ｈは、ドローンの操作員が、ドローンの異常を察知した場合に、自らドローン制御装置（図示せず）にドローン用安全装置の作動を指示する命令を送出した場合または、ドローン制御装置（図示せず）自身が、地上から通信信号が電波障害などを受けて異常動作するか或いは途絶することも含めた、ドローンの異常を検知した場合にドローン制御装置（図示せず）からドローン用安全装置に送出される信号を意味する。
【００６２】
上述したように、信号処理部２６は、パラシュート作動機構２１に作動信号ｆを、エアバッグ作動機構３４に作動信号ｇを出力し、パラシュート作動機構２１およびエアバッグ作動機構３４を作動させる。これに応じて、パラシュート作動機構２１およびエアバッグ作動機構３４が作動を開始する。以下に、パラシュート作動機構２１およびエアバッグ作動機構３４の作動の詳細を説明する。
【００６３】
図８は、パラシュート収納筒２３の一例を示す機能構成図である。
【００６４】
図８に図示されるパラシュート作動機構２１は、トレイ５０、バネ５２、ワイヤ５３、固定ブロック５４、安全ピン５５、カム５６、およびサーボモータ５７を備えている。
【００６５】
トレイ５０は、未開傘のパラシュート４０を収納するためのパラシュート収納部５１内に配置されており、底面には、ワイヤ５３が固定されている。ワイヤ５３は、パラシュート収納部５１の下部に設けられパラシュート作動機構２１を貫通している穴６０を通って延びており、下端に固定ブロック５４が固定されている。パラシュート収納部５１には、トレイ５０の下部にバネ５２が配置されている。
【００６６】
パラシュート収納筒２３に未開傘のパラシュート４０を収納する場合には、穴６０の下端開口部から固定ブロック５４に接続されたひも付きリング５９を図中下方に向けて引き、トレイ５０を下降させることによってバネ５２を圧縮する。固定ブロック５４を十分な長さに引いたならば、カム５６によって固定ブロック５４が上方に戻らないように固定する。これによって、バネ５２は圧縮されたままとなり、パラシュート収納部５１に、未開傘のパラシュート４０を収納するための空間が確保されるようになる。その後、固定ブロック５４からひも付きリング５９を取り外す。
【００６７】
また、固定ブロック５４を十分に引いた位置に対応する、パラシュート収納筒２３の側面位置には、安全ピン５５を通すための対向する２つの穴が開いている。また、これら２つの穴に対応するように、固定ブロック５４に貫通穴が設けられている。
【００６８】
パラシュート収納筒２３の一方の穴から、安全ピン５５を、固定ブロック５４の貫通穴を通って、パラシュート収納筒２３の逆側の側面位置の穴まで通すことによって、固定ブロック５４を、パラシュート収納筒２３に固定する。
【００６９】
これによって、万が一、カム５６が回転し、カム５６が固定ブロック５４を固定しなくなった場合であっても、固定ブロック５４は、安全ピン５５によってパラシュート収納筒２３に固定されているので、圧縮されたバネ５２が延びることはない。
【００７０】
この状態で、カバー５８を開け、パラシュート収納筒２３の図中上方から、未開傘のパラシュート４０をトレイ５０の上に配置する。このようにしてパラシュート収納部５１に未開傘のパラシュート４０を収納した後に、カバー５８を閉じる。そして、ドローン用安全装置１０を作動させる場合には、安全ピン５５を抜く。これによって、固定ブロック５４は、カム５６のみによって固定されるようになる。
【００７１】
信号処理部２６から出力される作動信号ｆは、パラシュート作動機構２１のサーボモータ５７へ入力される。サーボモータ５７は、作動信号ｆを入力されると、回転を開始する。サーボモータ５７にはカム５６が固定されており、サーボモータ５７が回転すると、カム５６も連動して回転し、固定ブロック５４の固定が解除される。
【００７２】
これによって、圧縮されたバネ５２のバネ力が解放され、パラシュート４０が図中上方向へと押し上げられ、カバー５８が開き、パラシュート４０が上方へと射出される。このようにして、パラシュート４０が開傘されるようになる。
【００７３】
図９は、エアバッグボックス３５の一例を示す機能構成図である。
【００７４】
エアバッグボックス３５の内部には、空気流通路６８が設けられており、空気流通路６８の内部に、バネ６１、固定ブロック６２、安全ピン６３、撃針６４、および圧縮空気ボンベ６７を備えている。また、空気流通路６８の周囲に、サーボモータ６５、カム６６、およびエアバッグ３６を備えている。
【００７５】
バネ６１、固定ブロック６２、安全ピン６３、撃針６４、サーボモータ６５、カム６６、および圧縮空気ボンベ６７は、図１に示すエアバッグ作動機構３４を構成する。
【００７６】
空気流通路６８のサーボモータ６５側の一端には、バネ６１の一端が固定されている。バネ６１の他端は、固定ブロック６２の裏面に固定されている。固定ブロック６２の表面には、撃針６４が固定されている。エアバッグ作動機構３４を作動させるためには、先ず、固定ブロック６２を押してバネ６１を圧縮させる。
【００７７】
固定ブロック６２を十分に押した位置に対応する、空気流通路６８の側面位置には、安全ピン６３を通すための対向する２つの穴が開いている。また、これら２つの穴に対応するように、固定ブロック６２に貫通穴が設けられている。
【００７８】
固定ブロック６２を十分に押し、バネ６１を十分に圧縮させたならば、カム６６によって固定ブロック６２を固定する。これによって、バネ６１は圧縮されたままとなる。
【００７９】
さらに、空気流通路６８の側面位置に設けられた穴から、安全ピン６３を、固定ブロック６２の貫通穴を通って、空気流通路６８の逆側の側面位置の穴まで通すことによって、固定ブロック６２を、空気流通路６８に固定する。
【００８０】
これによって、万が一、カム６６が回転し、カム６６が固定ブロック６２を固定しなくなった場合であっても、固定ブロック６２は、安全ピン６３によって固定されているので、圧縮されたバネ６１が延びることはない。
【００８１】
この状態で、空気流通路６８の他端（サーボモータ６５が配置されている側とは反対側）に圧縮空気ボンベ６７を配置するとともに、空気流通路６８に沿ってエアバッグ３６を配置する。
【００８２】
そして、ドローン用安全装置１０を作動させる前には、安全ピン６３を抜く。これによって、固定ブロック６２は、カム６６のみによって固定されるようになる。
【００８３】
信号処理部２６からエアバッグ作動機構３４へ出力される作動信号ｇは、サーボモータ６５へ入力される。サーボモータ６５は、作動信号ｇを入力されると、回転を開始する。サーボモータ６５にはカム６６が固定されており、サーボモータ６５が回転すると、カム６６も連動して回転し、固定ブロック６２の固定が解除される。
【００８４】
これによって、圧縮されたバネ６１のバネ力が解放され、固定ブロック６２が、空気流通路６８内を圧縮空気ボンベ６７に向かって勢いよく移動し、固定ブロック６２の表面側に固定されている撃針６４が、圧縮空気ボンベ６７の封止部に穴を開けることによって、圧縮空気ボンベ６７に充填されていた空気を、空気流通路６８へ放出させることによってエアバッグ３６を膨張させる。
【００８５】
図１０は、図２のように２つのエアバッグボックス３５が設けられたドローン１００においてパラシュート４０が開傘し、エアバッグ３６が膨張した状態の一例を示す正面図である。図１１は、図１０に対応する底面図である。図１２は、図４のように１つのエアバッグボックス３５が設けられたドローン１００においてパラシュート４０が開傘し、エアバッグ３６が膨張した状態の一例を示す正面図である。図１３は、図１２に対応する底面図である。
【００８６】
このように、同実施形態のドローン用安全装置１０によれば、パラシュート４０の開傘、および、エアバッグ３６の膨張のいずれも、火工品を使用することなく実施される。非特許文献１には、ドローンが浮上中に故障した場合、ドローンをパラシュートで降下させる技術が開示されているが、パラシュートを開傘するために火工品が使用されており、日本国内では、火薬取締法の制約対象となる。したがって、非特許文献１で開示されているような技術は、日本国内での実施は現実的ではないのに対して、同実施形態のドローン用安全装置１０は、そのような制約を受けることなく実施することができる。
【００８７】
さらには、同実施形態のドローン用安全装置１０は、パラシュート４０およびエアバッグ３６が誤作動なく、かつ確実に作動するように、以下のような対策が講じられている。
【００８８】
すなわち、ドローン用安全装置１０は、ドローン１００用の電源とは独立している専用の安全装置用バッテリ２４によって駆動されるので、ドローン１００の電源系に不具合が生じた場合であっても、パラシュート４０およびエアバッグ３６を確実に作動させることができる。
【００８９】
また、ドローン用安全装置１０を作動させない場合には、安全ピン５５によって固定ブロック５４を固定し、安全ピン６３によって固定ブロック６２を固定することによって、パラシュート４０およびエアバッグ３６の誤作動を阻止することができる。
【００９０】
さらには、ドローン用安全装置１０の作動は、浮上検知センサ３０および信号処理部２６によるドローン１００の浮上の検知が前提となっているので、ドローン１００が浮上していない場合におけるパラシュート４０およびエアバッグ３６の誤作動をも阻止することができる。
【００９１】
そして、ドローン１００が浮上している間は、不具合検知センサ３２および信号処理部２６が、対応するプロペラ１１０による風圧を検知するか、または、近赤外光を対応するプロペラ１１０に向けて照射し、対応するプロペラ１１０からの単位時間当たりの反射光をカウントすることにより、プロペラ１１０の回転数を個々に検知することができる。そして、検知された風圧または回転数が、プロペラ回転数制御信号ｐによるドローン制御装置（図示せず）からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラ１１０かモータ１４０に不具合があると判定することができる。
【００９２】
あるいは、対応するプロペラ１１０の欠損や脱落があった場合のモータトルクの低下に伴う電流の変化や、モータ１４０に異常があった場合の過電流か、極端に少ない負荷電流（負荷オープン）、または、モータ１４０の温度異常を検知することによっても、対応するプロペラ１１０かモータ１４０に不具合があると判定することができる。
【００９３】
上述したように、同実施形態のドローン用安全装置１０は、パラシュート４０を確実に開傘させることが可能となる。しかしながら、パラシュート４０は、ドローン１００の高度が低い場合には、開傘が間に合わず、パラシュート４０による衝撃吸収機能を期待できない場合がある。したがって、同実施形態のドローン用安全装置１０では、パラシュート４０による衝撃吸収効果を期待できない高度からの墜落に対しては、エアバッグ３６による衝撃吸収効果を利用し、エアバッグ３６の作動も間に合わないような低い高度からの墜落に対しては、ダンパ１１６による衝撃吸収効果を利用するようにしている。このような衝撃吸収効果の使い分けを、図１４を用いて説明する。
【００９４】
図１４は、パラシュート４０、エアバッグ３６、およびダンパ１１６の作動範囲を説明するための図であり、横軸が作動許容時間（ｓ（秒））であり、左縦軸が高度（ｍ）であり、右縦軸が着地速度（ｍ／ｓ）である。また、左縦軸の左側に、パラシュート４０、エアバッグ３６、およびダンパ１１６それぞれの作動範囲を示している。また、曲線Ａは落下距離（ｈ＝１／２ｇｔ２）であり、直線Ｂは速度（Ｖ＝ｇｔ）を示している。
【００９５】
作動範囲Ｒでは、パラシュート４０の最低開傘高度は２０ｍと仮定している。また、エアバッグ３６の最低作動高度は後述する段落［００９７］から、５ｍであり、ダンパ１１６は作動のための準備時間を要しないことから最低作動高度は０ｍである。
【００９６】
曲線Ａにおけるプロット（１）に示すように、最低開傘高度２０ｍにおけるエアバッグ３６の作動許容時間は、約２（ｓ）以下であるが、作動時間は常識的範囲の約１（ｓ）とする。
【００９７】
これは、プロット（２）により、エアバッグ３６が、地上５（ｍ）以上で有効であり、５（ｍ）以下で無効であることを意味する。
【００９８】
従って、ドローン１００を、高度５（ｍ）からエアバッグ３６なしで自由落下させてもドローン１００が破損しないように、ダンパ１１６を備えている。
【００９９】
次に、パラシュートの最低開傘高度と仮定した高度２０ｍから、６０ｋｇのドローン本体がパラシュート未開傘の状態で自由落下した場合、プロット（３）に示す着地速度２０（ｍ／ｓ）が、０．０１（ｓ）で０（ｍ／ｓ）まで減速したとする。この時の衝撃力は、Ｆ＝（ｍｖ）／ｔ(式１)で算出され、１２０（ｋＮ）となる。
【０１００】
これが、エアバッグ３６により、ｔ＝０．０２（ｓ）となった場合、着地時の衝撃力は、(式１)から６０（ｋＮ）となる。この数値は、エアバッグ無しでの着地速度１０（ｍ／ｓ）に同じであり、プロット（４）から導かれるプロット（２）に示す高度５（ｍ）からの自由落下と同等の数値となる。これは、前述した段落［００９６］に示すダンパ１１６によりドローン１００を破損させない自由落下高度に同じであることを意味する。
【０１０１】
以上説明したように、同実施形態に係るドローン用安全装置１０によれば、例えば高度２０（ｍ）以上のように、パラシュート４０が作動できる十分に高い高度においてプロペラ１１０の不具合が発生した場合、パラシュート４０と、エアバッグ３６と、ダンパ１１６とによって、ドローン１００の墜落時の衝撃を吸収することができる。
【０１０２】
また、例えば高度５〜２０（ｍ）のように、パラシュート４０の作動が間に合わない低い高度においてプロペラ１１０の不具合が発生した場合であっても、エアバッグ３６と、ダンパ１１６とによって、ドローン１００の墜落時の衝撃を吸収することができる。
【０１０３】
さらには、例えば高度５（ｍ）以下のように、パラシュート４０のみならず、エアバッグ３６の作動も間に合わない高度においてプロペラ１１０の不具合が発生した場合であっても、ダンパ１１６によって、ドローン１００の墜落時の衝撃を吸収することができる。
【０１０４】
このように、同実施形態に係るドローン用安全装置１０は、パラシュート４０、エアバッグ３６、およびダンパ１１６からなる３つの機能によって、ドローン１００がどの高度から墜落した場合であっても、墜落時の衝撃を最小限に抑えることができる。
【０１０５】
同実施形態のドローン用安全装置１０によれば、上述したように、高い高度（例えば２０ｍ以上）からの墜落時には、パラシュート４０、エアバッグ３６、およびダンパ１１６による３つの機能によって、確実に衝撃を吸収することができる。
【０１０６】
また、パラシュート４０の開傘が間に合わない中位の高度（例えば５ｍ〜２０ｍ）であっても、エアバッグ３６とダンパ１１６の機能によって、衝撃を吸収することができる。
【０１０７】
さらには、エアバッグ３６の作動も間に合わない低い高度（例えば〜５ｍ）であっても、ダンパ１１６の機能によって、衝撃を吸収することができる。
【０１０８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  ドローン用安全装置、２０  パラシュートボックス、２１  パラシュート作動機構、２２  作動スイッチ、２３  パラシュート収納筒、２４  安全装置用バッテリ、２５  ＤＣＤＣコンバータ、２６  信号処理部、２８  警報ブザー、３０  浮上検知センサ、３２  不具合検知センサ、３３ａ  感圧センサ、３３ｂ  水抜き穴、３３ｃ  近赤外ＬＥＤ、３３ｄ  光学フィルタ、３３ｅ  受光素子、３３ｆ  増幅器、３３ｇ  ドライブ回路、３４  エアバッグ作動機構、３５  エアバッグボックス、３６  エアバッグ、４０  パラシュート、４１  吊索、５０  トレイ、５１  パラシュート収納部、５２  バネ、５３  ワイヤ、５４  固定ブロック、５５  安全ピン、５６  カム、５７  サーボモータ、５８  カバー、５９  ひも付きリング、６０  穴、６１、バネ、６２  固定ブロック、６３  安全ピン、６４  撃針、６５  サーボモータ、６６  カム、６７  圧縮空気ボンベ、６８  空気流通路、１００  ドローン、１１０  プロペラ、１１５  脚部、１１６  ダンパ、１２０  接地部、１３０  モータドライバ、１３１  ＭＰＵ、１３２  ドライバＡＭＰ、１３３  ＡＭＰ、１３４  電流センサ、１４０  モータ。
【図１】
2018154249.tif 000003
【図２】
2018154249.tif 000004
【図３】
2018154249.tif 000005
【図４】
2018154249.tif 000006
【図５】
2018154249.tif 000007
【図６】
2018154249.tif 000008
【図７】
2018154249.tif 000009
【図８】
2018154249.tif 000010
【図９】
2018154249.tif 000011
【図１０】
2018154249.tif 000012
【図１１】
2018154249.tif 000013
【図１２】
2018154249.tif 000014
【図１３】
2018154249.tif 000015
【図１４】
2018154249.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月7日(2018.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
すなわち、請求項１の発明は、ドローンに搭載され、ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、ドローン本体を支持する脚部に取り付けられ、ドローンの墜落時における衝撃を吸収するための例えばダンパのような衝撃吸収手段と、ドローンに備えられ、ドローンのプロペラの不具合を検知するための不具合検知部と、ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部と、不具合検知部によって不具合が検知された場合、ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させる信号処理部と、ドローンの浮上を検知するための浮上検知部と備え、信号処理部は、浮上検知部によって、前記ドローンの浮上が検知されている場合に動作する、ドローン用安全装置である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項２の発明は、不具合検知部によって不具合が検知された場合、信号処理部が、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、パラシュートを上空に射出し、吊索を伸び切らせた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項１に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項３の発明は、パラシュートの開傘が、火工品を使用することなく実施される、請求項１または２に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項４の発明は、ドローンに搭載され、ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、ドローンに備えられ、ドローンのプロペラの不具合を検知するための不具合検知部と、ドローンに備えられ、エアバッグが収納されたエアバッグ収納部と、不具合検知部によって不具合が検知された場合、ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部と、ドローンの浮上を検知するための浮上検知部とを備え、信号処理部は、浮上検知部によって、ドローンの浮上が検知されている場合に動作する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項５の発明は、不具合検知部によって不具合が検知された場合、信号処理部が、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項４に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項６の発明は、エアバッグの作動が、火工品を使用することなく実施される、請求項４または５に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項７の発明は、エアバッグ収納部において、収納されたエアバッグを作動させるために、例えば、バネ力を撃針に与えることによって、撃針によって圧縮空気ボンベに穴を開け、圧縮空気ボンベに充填されていた空気を穴から放出させることによってエアバッグを膨張させるエアバッグ作動機構を備えた、請求項４乃至６のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項８の発明は、ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部をさらに備え、不具合検知部によって不具合が検知された場合、信号処理部が、パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させる、請求項４または７に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項９の発明は、不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、信号処理部が、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、パラシュートを上空に射出し、吊索を伸び切らせた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項８に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項１０の発明は、パラシュートの開傘と、エアバッグの作動とは、火工品を使用することなく実施される、請求項８または９に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項１１の発明は、不具合検知部によって不具合が検知されると、信号処理部が、予め定められた一定時間後に、パラシュートを開傘させる、請求項１、８乃至１０のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１２の発明は、収納されたパラシュートを開傘させるために、パラシュート収納部においてバネ力を、収納されたパラシュートに与えて、パラシュートをパラシュート収納部から射出させるパラシュート作動機構を備えた、請求項１、８乃至１０のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項１３の発明は、ドローン本体を支持する脚部に取り付けられ、ドローンの墜落時における衝撃を吸収するための例えばダンパのような衝撃吸収手段を備えた請求項４乃至１２のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項１４の発明は、浮上検知部が、ドローンの接地部分に設けられ、ドローンの接地時におけるドローン本体の接地圧力を検知する第１の感圧センサを備え、第１の感圧センサによって接地圧力が検知されない場合に、信号処理部において、ドローンが浮上していると判定する、請求項１に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項１５の発明は、不具合検知部が、ドローンの各プロペラを駆動するための各モータの温度異常または電流異常に基づいて、対応するプロペラかモータの不具合を検知する、請求項１乃至１３のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項１６の発明は、不具合検知部が、ドローンの複数のプロペラの各々に対して設けられた複数の第２の感圧センサを備え、信号処理部は、対応するプロペラからの風圧に比例して変化する、各第２の感圧センサの抵抗値を電圧に変換して、各プロペラの回転数を把握し、この回転数が、ドローンの制御装置からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラかモータに不具合があると判定する、請求項１乃至１３のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項１７の発明は、不具合検知部が、ドローンの複数のプロペラの各々に対して備えられた近赤外ＬＥＤ、光学フィルタ、および受光素子を備え、近赤外ＬＥＤが、対応するプロペラに向けて近赤外光を照射し、受光素子が、対応するプロペラによって反射された近赤外光を光学フィルタを経由して受光した後、増幅して信号処理部に出力し、信号処理部では、受光素子によって単位時間当たりに受光された近赤外光をカウントし、何れかの受光素子によるカウント値が、モータドライバから入力したドローン制御装置からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラかモータに不具合があると判定する、請求項１乃至１３のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項１８の発明は、ドローン用の駆動電源とは独立した、ドローン用安全装置用の駆動電源をさらに備えた、請求項１乃至１７のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置である。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項１９の発明は、請求項１乃至１８のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置を備えたドローンである。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項２０の発明は、ドローンの墜落時における安全を確保するための方法であって、ドローンの浮上が検知されている場合に、ドローンのプロペラの何れかの不具合を検知すると、ドローンのすべてのプロペラの駆動を停止させ、ドローンに備えられたパラシュートを開傘させるとともに、ドローンに備えられたエアバッグを作動させるようにした方法である。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項２１の発明は、ドローンに搭載され、ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、ドローンに備えられ、エアバッグが収納されたエアバッグ収納部と、ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部と、ドローンの浮上を検知するための浮上検知部と、浮上検知部によって、ドローンの浮上が検知されている場合に、ドローンの異常に応じて送出されるドローン用安全装置外部からの強制作動指令に応じて、ドローンのプロペラの駆動を停止させ、パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させるとともに、エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部と、を備えるドローン用安全装置である。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
請求項２２の発明は、ドローンの墜落時における安全を確保するための方法であって、ドローンの浮上が検知されている場合に、ドローンの異常に応じて送出されるドローン用安全装置外部からの強制作動指令に応じて、ドローンのプロペラの駆動を停止させ、ドローンに備えられたパラシュートを上空に射出して開傘させるとともに、ドローンに備えられたエアバッグを作動させるようにした方法である。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドローンに搭載され、前記ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、
ドローン本体を支持する脚部に取り付けられ、前記ドローンの墜落時における衝撃を吸収するための衝撃吸収手段と、
前記ドローンに備えられ、前記ドローンのプロペラの不具合を検知するための不具合検知部と、
前記ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部と、
前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、前記ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、前記パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させる信号処理部と、
前記ドローンの浮上を検知するための浮上検知部と備え、
前記信号処理部は、前記浮上検知部によって、前記ドローンの浮上が検知されている場合に動作する、ドローン用安全装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、前記パラシュートを上空に射出し、吊索を伸び切らせた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項１に記載のドローン用安全装置。
【請求項３】
前記パラシュートの開傘が、火工品を使用することなく実施される、請求項１または２に記載のドローン用安全装置。
【請求項４】
ドローンに搭載され、前記ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、
前記ドローンに備えられ、前記ドローンのプロペラの不具合を検知するための不具合検知部と、
前記ドローンに備えられ、エアバッグが収納されたエアバッグ収納部と、
前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、前記ドローンのプロペラの駆動を停止させるとともに、前記エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部と、
前記ドローンの浮上を検知するための浮上検知部とを備え、
前記信号処理部は、前記浮上検知部によって、前記ドローンの浮上が検知されている場合に動作する、ドローン用安全装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、前記エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項４に記載のドローン用安全装置。
【請求項６】
前記エアバッグの作動が、火工品を使用することなく実施される、請求項４または５に記載のドローン用安全装置。
【請求項７】
前記エアバッグ収納部において、前記収納されたエアバッグを作動させるために、圧縮空気ボンベに充填されていた空気によって前記エアバッグを膨張させるエアバッグ作動機構を備えた、請求項４乃至６のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項８】
前記ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部をさらに備え、
前記信号処理部は、前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、前記パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させる、請求項４または７に記載のドローン用安全装置。
【請求項９】
前記信号処理部は、前記不具合検知部によって前記不具合が検知された場合、不具合が検知されたプロペラと、このプロペラに対向するプロペラの駆動を停止させ、前記パラシュートを上空に射出し、吊索を伸び切らせた後に、残りのプロペラの駆動を停止させる、請求項８に記載のドローン用安全装置。
【請求項１０】
前記パラシュートの開傘と、前記エアバッグの作動とは、火工品を使用することなく実施される、請求項８または９に記載のドローン用安全装置。
【請求項１１】
前記不具合検知部によって前記不具合が検知されると、前記信号処理部が、予め定められた一定時間後に、前記パラシュートを開傘させる、請求項１、８乃至１０のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１２】
前記収納されたパラシュートを開傘させるために、前記パラシュート収納部においてバネ力を、前記収納されたパラシュートに与えて、前記パラシュートを前記パラシュート収納部から射出させるパラシュート作動機構を備えた、請求項１、８乃至１０のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１３】
ドローン本体を支持する脚部に取り付けられ、前記ドローンの墜落時における衝撃を吸収するための衝撃吸収手段を備えた請求項４乃至１２のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１４】
前記浮上検知部が、前記ドローンの接地部分に設けられ、前記ドローンの接地時におけるドローン本体の接地圧力を検知する第１の感圧センサを備え、前記第１の感圧センサによって接地圧力が検知されない場合に、前記信号処理部において、前記ドローンが浮上していると判定する、請求項１に記載のドローン用安全装置。
【請求項１５】
前記不具合検知部が、前記ドローンの各プロペラを駆動するための各モータの温度異常または電流異常に基づいて、対応するプロペラかモータの不具合を検知する、請求項１乃至１３のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１６】
前記不具合検知部が、前記ドローンの複数のプロペラの各々に対して設けられた複数の第２の感圧センサを備え、
前記信号処理部は、対応するプロペラからの風圧に比例して変化する、前記各第２の感圧センサの抵抗値を電圧に変換して、各プロペラの回転数を把握し、この回転数が、前記ドローンの制御装置からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、前記対応するプロペラかモータに不具合があると判定する、請求項１乃至１３のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１７】
前記不具合検知部が、前記ドローンの複数のプロペラの各々に対して備えられた近赤外ＬＥＤ、光学フィルタ、および受光素子を備え、
前記近赤外ＬＥＤが、対応するプロペラに向けて近赤外光を照射し、前記受光素子が、前記対応するプロペラによって反射された近赤外光を前記光学フィルタを経由して受光した後、増幅して前記信号処理部に出力し、前記信号処理部は、前記受光素子によって単位時間当たりに受光された近赤外光をカウントし、何れかの受光素子によるカウント値が、モータドライバから入力したドローン制御装置からの回転数指示値に対して予め定められた値以下である場合または、回転数指示値如何に関わらず予め決定された回転数以下である場合、対応するプロペラかモータに不具合があると判定する、請求項１乃至１３のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１８】
前記ドローン用の駆動電源とは独立した、ドローン用安全装置用の駆動電源をさらに備えた、請求項１乃至１７のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のうち何れか１項に記載のドローン用安全装置を備えたドローン。
【請求項２０】
ドローンの墜落時における安全を確保するための方法であって、
前記ドローンの浮上が検知されている場合に、前記ドローンのプロペラの何れかの不具合を検知すると、前記ドローンのすべてのプロペラの駆動を停止させ、
前記ドローンに備えられたパラシュートを開傘させるとともに、前記ドローンに備えられたエアバッグを作動させるようにした方法。
【請求項２１】
ドローンに搭載され、前記ドローンの墜落時における安全を確保するためのドローン用安全装置であって、
前記ドローンに備えられ、エアバッグが収納されたエアバッグ収納部と、
前記ドローンに備えられ、パラシュートが収納されたパラシュート収納部と、
前記ドローンの浮上を検知するための浮上検知部と、
前記浮上検知部によって、前記ドローンの浮上が検知されている場合に、前記ドローンの異常に応じて送出されるドローン用安全装置外部からの強制作動指令に応じて、前記ドローンのプロペラの駆動を停止させ、前記パラシュート収納部に収納されたパラシュートを上空に射出して開傘させるとともに、前記エアバッグ収納部に収納されたエアバッグを作動させる信号処理部と、
を備えるドローン用安全装置。
【請求項２２】
ドローンの墜落時における安全を確保するための方法であって、
前記ドローンの浮上が検知されている場合に、前記ドローンの異常に応じて送出されるドローン用安全装置外部からの強制作動指令に応じて、前記ドローンのプロペラの駆動を停止させ、前記ドローンに備えられたパラシュートを上空に射出して開傘させるとともに、前記ドローンに備えられたエアバッグを作動させるようにした方法。