(57)【要約】【課題】無人飛行体の仕組みを組み込むことで、総重量の重い小荷物の運搬に係る作業者の負荷を軽減し、より簡便かつ安全に運べるようにするドローン台車を提供する。【解決手段】本発明は、荷箱２と、荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計３と、重量計が平面上に配設され、底面にタイヤユニット８が配設される台座部６と、台座部内に搭載されるドローンユニット１０とを備え、ドローンユニット１０は３つ以上のプロペラ１８−１乃至１８−ｎを備えており、台座部６には、プロペラの数と同数の開口部７が設けられており、ドローンユニット１０は、台座部６内に、プロペラが開口部の下方に位置するように搭載されるドローン台車１である。【選択図】図１
2019155933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷箱と、
前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、
前記重量計が平面上に配設され、底面にタイヤユニットが配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される
ドローン台車。
【請求項２】
荷箱と、
前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、
前記重量計が平面上に配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、
前記台座部が固定される台車と、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される
ドローン台車。
【請求項３】
前記ドローンユニットは、ジャイロセンサと、加速度センサと、制御部と、モータ駆動制御部と、前記プロペラを回転させるモータと、を更に有し、
前記制御部は、前記重量計からの出力信号、及び前記ジャイロセンサ及び前記加速度センサからの出力信号に基づいて、前記ドローンユニットの浮上高及び姿勢を調整するために前記モータ駆動制御部に制御信号を送出し、前記モータ駆動制御部は前記制御信号に基づいて前記モータの回転数を制御する
請求項１又は請求項２に記載のドローン台車。
【請求項４】
荷箱と、
前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、
前記重量計が平面上に配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される
ドローン台車ユニット。
【請求項５】
荷箱と、
前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、
前記重量計が平面上に配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される
ドローン台車ユニット。
【請求項６】
前記ドローンユニットは、ジャイロセンサと、加速度センサと、制御部と、モータ駆動制御部と、前記プロペラを回転させるモータと、を更に有し、
前記制御部は、前記重量計からの出力信号、及び前記ジャイロセンサ及び前記加速度センサからの出力信号に基づいて、前記ドローンユニットの浮上高及び姿勢を調整するために前記モータ駆動制御部に制御信号を送出し、前記モータ駆動制御部は前記制御信号に基づいて前記モータの回転数を制御する
請求項４又は請求項５に記載のドローン台車ユニット。
【請求項７】
前記ドローン台車ユニットは、台車にクランプ又はベルト部材により固定される
請求項４又は請求項５に記載のドローン台車ユニット。
【請求項８】
荷箱と、
前記荷箱が積層されるもので、底面にタイヤユニットが配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される
ドローン台車。
【請求項９】
荷箱と、
前記荷箱が積層される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、
前記台座部が固定される台車と、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される
ドローン台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行体の仕組みを組み込むことで小荷物等の運搬を簡便にするドローン台車及びドローン台車ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小荷物等の運搬には、台車が利用されている。台車によれば、小型トラック等で近隣に運んだ小荷物を、当該トラック等が通過できない配達先へも簡便に運搬することができる。台車は、作業員が複数の小荷物等を搭載して運搬するものであり、小荷物等の種類によっては、総重量が重くなり、作業員への負荷が高まることもある。
【０００３】
一方、今日では、物流にドローン等の無人飛行体を活用することが一般的になされており、その為の各種提案がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、電力供給を受けて３次元的な移動が可能な無人飛行体を用いた輸送システムが開示されている。同技術では、無人飛行体は、輸送対象の荷物を収納するコンテナを装着し、当該荷物の出荷先から配達先を結ぶ中継基地を介して飛行し、該コンテナには無人飛行体に供給される電力を備えるための蓄電部が設けられ、該蓄電部は非移動中に中継基地で充電されつつ、輸送するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６０８４６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたものは、無人飛行体を空輸に用いるものにすぎず、台車による小荷物等の運搬を簡便なものとする視点は記載されていない。
【０００７】
このように、無人飛行体の仕組みを台車に組み込むことで、当該台車による総重量の重い荷物の運搬に係る作業者への負荷を軽減し、小荷物等を、より簡便かつ安全に運べるようにする従来技術は存在しなかった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、無人飛行体の仕組みを組み込むことで、総重量の重い小荷物の運搬に係る作業者の負荷を軽減し、より簡便かつ安全に運べるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るドローン台車は、荷箱と、前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、前記重量計が平面上に配設され、底面にタイヤユニットが配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される。
【００１０】
本発明の第２の態様に係るドローン台車は、荷箱と、前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、前記重量計が平面上に配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、前記台座部が固定される台車と、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される。
【００１１】
第１及び第２の態様において、前記ドローンユニットは、ジャイロセンサと、加速度センサと、フライトコントローラと、前記プロペラを回転させるモータと、を備え、前記フライトコントローラは、前記重量計からの出力信号及び前記ジャイロセンサ及び前記加速度センサからの出力信号に基づいて、前記ドローンユニットの浮上高及び姿勢を調整すべく前記モータの回転数を制御する。
【００１２】
本発明の第３の態様に係るドローン台車ユニットは、荷箱と、前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、前記重量計が平面上に配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される。
【００１３】
本発明の第４の態様に係るドローン台車ユニットは、荷箱と、前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、前記重量計が平面上に配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される。
【００１４】
第３又は第４の態様において、前記ドローンユニットは、ジャイロセンサと、加速度センサと、制御部と、モータ駆動制御部と、前記プロペラを回転させるモータと、を更に有し、前記制御部は、前記重量計からの出力信号、及び前記ジャイロセンサ及び前記加速度センサからの出力信号に基づいて、前記ドローンユニットの浮上高及び姿勢を調整するために前記モータ駆動制御部に制御信号を送出し、前記モータ駆動制御部は前記制御信号に基づいて前記モータの回転数を制御する。
【００１５】
第３又は第４の態様において、前記ドローン台車ユニットは、台車にクランプ又はベルト部材により固定される。
【００１６】
本発明の第５の態様では、荷箱と、前記荷箱が積層されるもので、底面にタイヤユニットが配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される。
【００１７】
本発明の第６の態様では、荷箱と、前記荷箱が積層される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、前記台座部が固定される台車と、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無人飛行体の仕組みを組み込むことで、総重量の重い小荷物の運搬に係る作業者の負荷を軽減し、より簡便かつ安全に運べるようにするドローン台車及びドローン台車ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るドローン台車の構成図である。
【図２】同ドローン台車の分解斜視図である。
【図３】同ドローン台車の制御系の構成を示す図である。
【図４】同ドローン台車の制御コントローラの画面の様子を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るドローン台車の構成図である。
【図６】同ドローン台車の分解斜視図である。
【図７】台車へのドローン台車ユニット等の装着の様子を示す図である。
【図８】改良例に係る台車へのドローン台車ユニットの装着の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
【００２２】
図１には、本発明の第１実施形態に係るドローン台車の構成図を示し、図２には同ドローン台車の分解斜視図を示し、説明する。この例は、台車一体型である。
【００２３】
同図に示されるように、ドローン台車１は、台座部６を備えており、当該台座部６の平面の中央部には重量計３が配設され、当該重量計３の上には荷箱２が配設される。台座部６の平面の後方には把持部５が装着されている。台座部６の下方は開口されており、当該下方の開口よりドローンユニット１０が挿入され固定される。このとき、台座部６の平面には６か所の開口部７が設けられており、ドローンユニット１０の６つのプロペラ１８−１乃至１８−６は、この開口部７の下方に位置決めされる。ドローンユニット１０には配線を介して制御コントローラ４が接続されている。以上のほか、台座部６の平面の裏方の４カ所にはタイヤユニット８が配設されている。ドローン台車１より把持部５及びタイヤユニット８を除外した構成は、汎用性のあるドローン台車ユニットとなる。
【００２４】
このような構成において、一般に、ドローンは、プロペラのブレードに空気を当て続けることで揚力を得る。従って、プロペラの上部を塞いでしまうとブレードに一定に空気を当て続けることができなくなる可能性がある。そこで、この実施形態では、台座部６のプロペラ用の開口部７とは抵触しない中央領域に荷物を入れる荷箱２を設ける。
【００２５】
荷箱２の底面には重量計３が装備されており、ドローンユニット１０内の不図示のフライトコントローラに荷重情報をリアルタイムで送信している。
【００２６】
すなわち、この実施形態では、荷箱２を重量計３の上に設置して、荷物の重さをリアルタイムで測定し、フライトコントローラに荷重情報を送信し、フライトコントローラがプロペラ１８−１乃至１８−６の回転数を制御する。厳密には、フライトコントローラからの制御信号に基づき、ＥＳＣがモータの回転数を制御する。これにより、荷重に対する揚力を一定に保つことで、浮上高を所定高で維持する。
【００２７】
このように、ドローンユニット１０は、フライトコントローラが、台座部６の重量計３からの荷重情報を受信して、当該荷重情報等に基づいて、プロペラ１８−１乃至１８−６の回転数を制御することにより揚力を制御する。また、後述するジャイロセンサ等からの出力信号に基づいて姿勢を制御する。そして、それらの組み合わせにより、例えば、状況に合わせた運搬設定も可能となる。
【００２８】
ここで、例えば、荷重制御、安全制御については次の通りである。
【００２９】
荷重制御については、この例では、荷箱２の下方位置に重量計３を設けることで、荷物の重さを検出し、荷重に基づく制御を実行する。フライトコントローラは、荷物の重さとドローンユニット１０の揚力との関係より、現在どの程度（何センチ）浮上しているのかを判断し、所定の浮上高さを実現すべく、荷重に合わせた揚力を自動的に判断し、設定された所定高以上に台車を上昇させないようにする。これは、省電力化にも寄与する。
【００３０】
すなわち、ドローン台車１を地面からｎ（ｎ＝０，１，２、…）ｃｍだけ浮上させる等と設定しておけば、フライトコントローラが自動的に荷重を判断し、揚力をコントロールして浮上高（ｎセンチ）を維持するように制御する。従って、段差の多い場所や起伏の激しい道などであっても、気にすることなく運搬できる。また、段差などを目視で確認した場合は手動で揚力を上げて台車を上昇させて回避することもできる。
【００３１】
一方、安全制御については、フライトコントローラが、重量計３からの出力信号に基づいて、荷重を判断して浮力を制御するので、設定された所定の浮上高以上のなることもないので、安全性を高めることができる。
【００３２】
詳細には、例えば、次のような安全制御が可能である。
・地面からｎ［ｃｍ］以上浮上した場合にすぐに自動で降下する。
・急上昇、急降下をしないように急スロットルを制御する。
・荷重がｎ［ｋｇ］以上は上昇しない。
【００３３】
次に、図３には、ドローンユニット１０の制御系の構成を示し説明する。
【００３４】
同図に示されるように、ドローンユニット１０は全体の制御を司る制御部としてのフライトコントローラ１５を備えている。フライトコントローラ１５は、ジャイロセンサ１２及び加速度センサ１３と接続されており、更に、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１１を介して制御コントローラ４と接続され、Ｉ／Ｆ１４を介して重量計３と接続されている。この例では、制御コントローラ４が有線で接続される例を示したが、これには限定されず、スマートフォン等に所定のアプリケーションプログラムをインストールして、近距離無線通信等で制御することも可能である。その場合には、ドローンユニット１０は、フライトコントローラ１５に接続された通信部を更に有することになる。
【００３５】
フライトコントローラ１５は、モータ駆動制御部として機能するＥＳＣ（Electronic Speed Controller）１６−１乃至１６−ｎ（ｎ＝１，２，３…）に接続されている。ＥＳＣ１６−１乃至１６−ｎの出力は、モータ１７−１乃至１７−ｎに接続されている。モータ１７−１乃至１７−ｎは、プロペラ１８−１乃至１８−ｎに機械的に接続されている。この例では、６つのプロペラ１７−１乃至１７−６を備える例を想定しているので、６つのＥＳＣ１６−１乃至１６−６、６つのモータ１７−１乃至１７−６を備えている。
【００３６】
フライトコントローラ１５は、制御部として機能し、ジャイロセンサ１２及び加速度センサ１３、更には不図示のコンパスや気圧などの各種センサから情報を得て、ドローンユニット１０の姿勢を監視し、モータ１７−１乃至１７−ｎの回転や進行方向を制御するものである。なお、ＧＰＳなどのＧＮＳＳ（グローバル衛星測位システム）を実装すれば自律的な飛行も可能となる。
【００３７】
ジャイロセンサ１２は、ドローンユニット１０の３軸に沿った角速度を検出する。フライトコントローラ１５は、この角速度を積分することにより角度を得る。加速度センサ１３は、主として重力加速度を検出し、ドローンユニット１０の下方向を検出する。
【００３８】
以下、上記構成による高度制御、姿勢制御について詳述する。
【００３９】
＜高度制御＞
一般的なドローンの浮上高の計算式は次式で示される。
高さ（浮上高）ｃ＝重量（重力）ａ−プロペラの回転数（揚力）ｂ
従って、発生する揚力が重量より大きければ（ａ＜ｂ）ドローンユニット１０が固定されたドローン台車１は上昇し、発生する揚力が重量と同じであれば（ａ＝ｂ）ホバリングし、発生する揚力が重量より小さければ（ａ＞ｂ）降下する。
【００４０】
上記の計算式を利用すれば、ドローンユニット１０が固定されたドローン台車１の浮上高を所定の高さに維持することができる。つまり、荷箱の中の小荷物の重量に対応させてプロペラ１８−１乃至１８−ｎの回転数を増減させればよい。
【００４１】
ドローンユニット１０では、各プロペラ１８−１乃至１８−ｎの回転数を個別に電子制御することができるので、フライトコントローラ１５は、重量計３から得た荷重情報に基づいて重量に対して高さを維持するための回転数を演算し、ＥＳＣ１６−１乃至１６−ｎに制御信号を送出し、当該ＥＳＣ１６−１乃至１６−ｎによりモータ１７−１乃至１７−ｎの回転数を制御し、プロペラ１８−１乃至１８−ｎの回転数を制御する。
【００４２】
＜姿勢制御＞
一般的にドローンは垂直方向に３個以上のプロペラを備えている。プロペラの数が２個以下の場合には姿勢を制御する為、サイクリックピッチ機構のような回転中に連続的にプロペラの角度を変える機構が必要になるが、プロペラの数が増える事により、各プロペラの回転数を増減する事で姿勢を適正に制御できる。そこで、この例では、６つのプロペラ１８−１乃至１８−ｎを備えた構成としている。
【００４３】
姿勢制御の場合も、各モータ１７−１乃至１７−ｎの回転数の制御は、フライトコントローラ１５が、ジャイロセンサ１２と加速度センサ１３からの出力信号に基づいてドローンユニット１０の傾きを検出し、補正すべき方向に合わせてモータ１７−１乃至１７−ｎの回転数を変えることで対応している。
【００４４】
このように、フライトコントローラ１５は、ジャイロセンサ１２と加速度センサ１３の各センサ信号を融合してドローンユニット１０の姿勢を検出している。そして、この検出結果に基づいて、プロペラ１８−１乃至１８−ｎを回転させる各モータ１７−１乃至１７−ｎの出力を制御し、ユニット１０の姿勢を制御している。
【００４５】
すなわち、フライトコントローラ１５は、各モータ１７−１乃至１７−ｎの回転数に係る制御信号をＥＳＣ１６−１乃至１６−ｎに送出する。すると、ＥＳＣ１６−１乃至１６−ｎは、浮上高制御、姿勢制御のために各プロペラ１８−１乃至１８−ｎを回転させるように、各モータ１７−１乃至１７−ｎの回転数を制御する。
【００４６】
より詳細には、姿勢制御を行うためには、ドローン本体１０に取り付けられたジャイロセンサ１２から送られてくる角度の変化量に係る信号をフライトコントローラ１５で受ける。フライトコントローラ１５は、ＥＳＣ１６−１乃至１６−ｎに制御信号を出力し、ドローンユニット１０が傾いた方向とは逆方向（打ち消す方向）に揚力が発生するようにモータ１７−１乃至１７−ｎの回転数を制御する。これにより、ドローンユニット１０の傾きは解消される。ジャイロセンサ１２は、角度の変化量しか検出できないので、加速度センサ１３によって傾く速度を検出することで、高い安定性を実現する。
【００４７】
風向きと揚力の関係について更に言及する。ドローンユニット１０の各プロペラ１８−１乃至１８−ｎは、モータ１７−１乃至１７−ｎの出力が同じであっても、風向きなどの要因が作用し、実際の揚力は異なってくる。そのため、ドローンユニット１０の姿勢は常に変化している。そこで、この傾きをジャイロセンサ１２によって検知し、フライトコントローラ１５で演算し、その演算結果に基づいてＥＳＣ１６−１乃至１６−ｎが、ドローンユニット１０を水平に保つように各モータ１７−１乃至１７−３の回転数を調整し、ドローンユニット１０を常に水平に保つように制御している。
【００４８】
なお、出力の調整については各プロペラ１８−１乃至１８−３の傾きに対して反対方向の揚力が出力されるようにフライトコントローラ１５で演算され出力され、傾きがなくなった時点での揚力を維持するようにするなど、傾きを検知しながら水平になるように出力調整を継続する方式でもよい。
【００４９】
台車に荷物を載せる場合も、荷物を置く場所によって傾きが出るので、前述したようなフライトコントローラ１５による制御の下、各プロペラ１８−１乃至１８−ｎの回転数を増減させることで水平を維持するようにしている。
【００５０】
ここで、図４には、制御コントローラ４のオペレーション画面の一例を示し説明する。
【００５１】
ドローン台車１では、前述した各種制御により、浮上する高さを指定するだけでコントロールできるようになっている。操作者は、ドローン台車１を所定高だけ浮上させた上で把持部５を把持し前後左右に操作させることになる。
【００５２】
上昇操作については、図４（ａ）の画面により設定する。この例では、０ｃｍ〜５ｃｍまでの浮上高を設定できるようになっている。この画面により、浮上高が設定されるとドローン台車１は、当該浮上高でホバリングする。
【００５３】
下降操作については、図４（ｂ）の画面により設定する。この例では、０ｃｍ〜５ｃｍまでの浮上高を設定できるようになっている。この画面により、浮上高が設定されるとドローン台車は当該高さになった状態でホバリングする。
【００５４】
停止操作については、図４（ｃ）の画面により設定する。この例では、停止の可否を２択で選ぶようになっている。停止が設定されると、急降下を防ぐために、ゆっくりと下降するようにプロペラ１８−１乃至１８−ｎの回転数を徐々に減らしていき、高さが０ｃｍになった時点で完全停止する。
【００５５】
安全設定については、図４（ｄ）の画面により設定する。この例では、最高上昇高さを０ｃｍ〜５ｃｍの間で設定できるようになっている。安全設定がなされると、プロペラ１８−１乃至１８−ｎの回転数を制御する。例えば、最高上昇上限を超えた場合には下降するような回転数制御が自動的になされることになる。このほか、ドローン台車１が水平姿勢を保てない状態になった場合に、自動的に下降するように設定することもできる。
【００５６】
以上のほか、作業者がドローン台車による運搬を行う場合の作業負荷を何％軽減するかといった設定を行うようにしてもよい。その場合には、ドローン台車自体が完全に浮上させないまでも、その揚力により積荷の負荷を軽減することが可能となる。
【００５７】
以上説明した第１実施形態に係るドローン台車によれば、台座部にドローンユニットを装着して荷物ごと浮上させるので、重い荷物を簡易に運ぶことができる。
【００５８】
通常の運搬用のドローンは荷物をぶら下げるタイプで、遠くの場所へ無人で運搬することを目的にしている。しかし、本実施形態は、高く上昇させる必要もないので、荷物をぶら下げることによるバランス制御や無人飛行するための航路制御は不要となる。
【００５９】
また、ドローン台車を浮上させた後は、前後左右の移動はドローン台車の把持部を使って手動で動かせるので、操作方法は簡単で誰にでもできる。街中でも狭い道でも直接ハンドルで運搬機を操作するので、安全である。さらに、ドローンユニットの揚力によって荷物の荷重をなくす、もしくは軽減させることができればよいで、小駆動、省電力化で安全に運搬することができる。また、揚力の強弱によって段差や階段なども楽に運搬することができる。つまり、段差や階段等ではその高さ、傾斜角に合わせて浮上高を調整するなどして簡易且つ安全に運搬することができる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
【００６１】
図５には、本発明の第２実施形態に係るドローン台車の構成図を示し、図６には、同ドローン台車の分解斜視図を示し説明する。この例では、ドローン台車ユニットを一般的な台車に固定するアタッチメント型である。
【００６２】
同図に示されるように、ドローン台車２０は、台座部２４を備えており、当該台座部２４の平面上には重量計２２が配設され、当該重量計２２の上には荷箱２１が配設されている。台座部６の側面には、６か所の開口部２５が設けられており、ドローンユニット３０を装着したときには、当該ドローンユニット３０の６つのプロペラ３１−１乃至３１−６に連結された軸部材が該開口部２５より外部に突出するよう位置決めされる。ドローンユニット３０には配線を介して制御コントローラ２３が接続されている。台座部２４は、台車２６にコの字クランプ２９等により固定される。この例では、左右側面それぞれ２箇所の計４カ所で固定されている。台車２６は、把持部２８を有している。上記の構成から台車２６（把持部２８を含む）及び接続用のコの字クランプ２９を除いた構成がドローン台車ユニットに相当する。
【００６３】
このような構成において、一般に、ドローンは、プロペラのブレードに空気を当て続けることで揚力を得る。従って、プロペラの上部を塞いでしまうとブレードに一定に空気を当て続けることができなくなる可能性がある。そこで、この実施形態では、台座部２４にプロペラ用の開口部２５を設け、当該開口部２５より外部にプロペラ３１−１乃至３１−６が突出するようにしている。従って、プロペラ３１−１乃至３１−６は、台座部２４の左右両側で、台座に接触することなく回転可能となる。
【００６４】
荷箱２１の底面には重量計２２があり、ドローンユニット３０内のここでは不図示のフライトコントローラに荷重情報をリアルタイムで送信している。
【００６５】
すなわち、この実施形態では、荷箱２１を重量計２２の上に設置して、荷物の重さをリアルタイムで測定して、プロペラ３１−１乃至３１−６の回転数を制御するフライトコントローラに荷重情報を送信する。これによって、荷重に対応した揚力を発生させ、所定の浮上高となるよう揚力を維持する。
【００６６】
ドローンユニット３０は、プロペラ３１−１乃至３１−６の回転数を制御することにより揚力を制御することができる。また、ジャイロセンサによって姿勢を制御することができる。更に、台座部２４の上に配設された重量計２２からの荷重情報をフライトコントローラがリアルタイムで受けることで、種々の電子制御をするとこができ、例えば、状況に合わせた運搬設定も可能となる。
【００６７】
尚、荷重制御、安全制御については第１実施形態で前述した通りであり、ドローンユニット３０の制御系の構成についても第１実施形態で図３を参照しつつ前述した通りであるので、ここでは重複した説明は省略する。さらに、制御コントローラ２３の画面の様子も図４で前述した通りであるので、重複した説明を省略する。
【００６８】
ここで、図７には、台車へのドローンユニットの装着の様子を示し説明する。
【００６９】
同図に示されるように、ドローン台車２０の台座部２４の底面にはコの字クランプ２９がネジ止めされ、台車２６に対して当該コの字クランプ２９により固定される。コの字クランプ２９は、タイヤユニット２７の配設領域とは抵触することはなく、その回動の邪魔にならないように工夫されている。
【００７０】
以上説明した第２実施形態に係るドローン台車によれば、台座部より突出したドローンユニットのプロペラの回転により荷物ごと台車を浮かせて運搬することで重い小荷物を簡易に運ぶことができる。また、通常の運搬用のドローンは荷物をぶら下げるタイプで、遠くの場所へ無人で運搬することを目的にしているが、本実施形態に係るドローン台車は高く上昇させる必要もなく、荷物をぶら下げることによるバランス制御や無人飛行するための航路制御が不要である。
【００７１】
また、前後左右の移動はドローン台車の把持部を使って手動で動かるので、操作方法は簡単で誰にでもできる。街中でも狭い道でも直接ハンドルで運搬機を操作するので、安全である。また、ドローンユニットの揚力によって荷物の荷重をなくす、もしくは軽減させることができればよいで、小駆動と省電力で安全に運搬できる。また、揚力の強弱によって段差や階段なども楽に運搬することができる。
【００７２】
以上詳述したように、本発明の実施形態によれば、荷箱２と、荷箱２に搭載された荷物の重量を測定する重量計３と、重量計３が平面上に配設され、底面にタイヤユニット８が配設される台座部６と、台座部６内に搭載されるドローンユニット１０とを備え、ドローンユニット１０は、３つ以上のプロペラ１８−１乃至１８−ｎを備えており、台座部６には、プロペラの数と同数の開口部７が設けられており、ドローンユニット１０は、台座部６内に、プロペラが開口部の下方に位置するように搭載され、重量計３の出力信号に基づいてプロペラの回転数が制御されるドローン台車１が提供される。従って、ドローンユニット１０の浮上力によりドローン台車全体を所定高さまで浮上させ維持できるので、重い小荷物等を簡易に運搬することが可能となる。
【００７３】
そして、本発明の実施形態によれば、荷箱２１と、荷箱２１に搭載された荷物の重量を測定する重量計２２と、重量計が平面上に配設される台座部２４と、台座部内に搭載されるドローンユニット３０と、台座部が固定される台車２６とを備え、ドローンユニット３０は３つ以上のプロペラ３１−１乃至３１−ｎを備えており、台座部２６には、プロペラの数と同数の開口部２５が設けられており、ドローンユニット３０は、台座部の開口部よりプロペラが外に突出するように搭載され、重量計の出力信号に基づいてプロペラの回転数が制御されるドローン台車２０が提供される。従って、ドローンユニット３０の浮上力によりドローン台車全体を所定高さまで浮上させ維持できるので、重い小荷物等を簡易に運搬することが可能となる。
【００７４】
さらに、本発明の実施形態によれば、荷箱２と、荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計３と、重量計が平面上に配設される台座部６と、台座部内に搭載されるドローンユニット１０とを備え、ドローンユニットは３つ以上のプロペラ１８−１乃至１８−ｎを備えており、台座部６には、プロペラの数と同数の開口部７が設けられており、ドローンユニット１０は、台座部内にプロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載され、重量計の出力信号に基づいてプロペラの回転数が制御されるドローン台車ユニットが提供される。従って、様々な台車に装着可能なドローン台車ユニットが実現される。
【００７５】
また、本発明の実施形態によれば、荷箱２１と、荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計２２と、重量計が平面上に配設される台座部２４と、台座部内に搭載されるドローンユニット３０とを備え、ドローンユニット３０は３つ以上のプロペラ３１−１乃至３１−ｎを備えており、台座部には、プロペラの数と同数の開口部が設けられており、ドローンユニット３０は、台座部の開口部よりプロペラが外に突出するように搭載され、重量計の出力信号に基づいてプロペラの回転数が制御されるドローン台車ユニットが提供される。従って、様々な台車に装着可能なドローン台車ユニットが実現される。
【００７６】
ここで、ドローンユニット１０（又は３０）は、ジャイロセンサ１２と、加速度センサ１３と、フライトコントローラ１５と、ＥＳＣ１６−１乃至１６−ｎと、プロペラを回転させるモータ１７と、を備え、フライトコントローラ１５は、重量計からの出力信号、及びジャイロセンサ及び加速度センサからの出力信号に基づいて、ドローンユニット１０（又は３０）の浮上高及び姿勢を調整するための制御信号をＥＳＣに送出し、ＥＳＣは当該制御信号に基づいてモータの回転数を制御する。従って、ドローン台車、又はドローン台車ユニットを装着した台車を所定高まで浮上させ、その状態を維持することができ、座面の平行状態を保つことができるので、安定性の高い運搬が実現される。
【００７７】
従って、本発明の第１及び第２実施形態によれば以下の効果が奏される。
・荷物の運搬が飛躍的に容易になる。
・体力のない人でも運搬できるようになる。
・ぶら下げて運搬するタイプではないので制御が簡易である。
・上昇する高さが低いので風などの影響を受けることがない。
・上昇する高さが低いので安全性が高い。
・自動運搬ではないので位置情報による高度な制御が必要ない。
・台車に荷箱を取り付けることで荷物がドローンの上部を塞ぐことを防ぐ。
・重量計センサを組み合わせることで様々な荷重制御が可能となる。
・台車の前後左右の操作は運搬者が手動で行うので難しい操作は必要ない。
【００７８】
以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能であることは勿論である。
【００７９】
例えば、第１実施形態に係るドローン台車をアタッチメント型とする場合には、図８に示されるように、台座部４２に２箇所のベルト部材５０，５１を設け、台車４３の上に台座部４２を配置した状態で、ベルト部材５０の係合部５２の軸部材をベルト部材５１の開口に通すことで、両ベルト部材５０，５２を連結させれば、台座部４２と台車４３とを一体化することが可能となる。
【符号の説明】
【００８０】
１…ドローン台車、２…荷箱、３…重量計、４…制御コントローラ、５…把持部、６…台座部、７…開口部、８…タイヤユニット、１０…ドローンユニット、１１…Ｉ／Ｆ、１２…ジャイロセンサ、１３…加速度センサ、１４…Ｉ／Ｆ、１５…フライトコントローラ、１６−１〜１６−ｎ…ＥＳＣ、１７−１〜１７−ｎ…モータ、１８−１〜１８−ｎ…プロペラ、２０…ドローン台車、２１…荷箱、２２…重量計、２３…制御コントローラ、２４…台座部、２５…開口部、２６…台車、２７…タイヤユニット、２８…把持部、２９…コの字クランプ、３０…ドローンユニット、３１−１〜３１−ｎ…プロペラ、４１…荷箱、４２…台座部、４３…台車、５０，５１…ベルト部材、５２…係合部。
【図１】
2019155933.tif 000003
【図２】
2019155933.tif 000004
【図３】
2019155933.tif 000005
【図４】
2019155933.tif 000006
【図５】
2019155933.tif 000007
【図６】
2019155933.tif 000008
【図７】
2019155933.tif 000009
【図８】
2019155933.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月18日(2018.6.18)
【手続補正１】
【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】
荷箱と、
前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、
前記重量計が平面上に配設され、底面にタイヤユニットが配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記荷箱は、前記開口部とは抵触しない中央領域に配設され、
前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される
ドローン台車。
【請求項２】
荷箱と、
前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、
前記重量計が平面上に配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、
前記台座部が固定される台車と、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記荷箱と抵触しないように、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される
ドローン台車。
【請求項３】
前記ドローンユニットは、ジャイロセンサと、加速度センサと、制御部と、モータ駆動制御部と、前記プロペラを回転させるモータと、を更に有し、
前記制御部は、前記重量計からの出力信号、及び前記ジャイロセンサ及び前記加速度センサからの出力信号に基づいて、前記ドローンユニットの浮上高及び姿勢を調整するために前記モータ駆動制御部に制御信号を送出し、前記モータ駆動制御部は前記制御信号に基づいて前記モータの回転数を制御する
請求項１又は請求項２に記載のドローン台車。
【請求項４】
荷箱と、
前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、
前記重量計が平面上に配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記荷箱は、前記開口部とは抵触しない中央領域に配設され、
前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される
ドローン台車ユニット。
【請求項５】
荷箱と、
前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、
前記重量計が平面上に配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記荷箱と抵触しないように、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される
ドローン台車ユニット。
【請求項６】
前記ドローンユニットは、ジャイロセンサと、加速度センサと、制御部と、モータ駆動制御部と、前記プロペラを回転させるモータと、を更に有し、
前記制御部は、前記重量計からの出力信号、及び前記ジャイロセンサ及び前記加速度センサからの出力信号に基づいて、前記ドローンユニットの浮上高及び姿勢を調整するために前記モータ駆動制御部に制御信号を送出し、前記モータ駆動制御部は前記制御信号に基づいて前記モータの回転数を制御する
請求項４又は請求項５に記載のドローン台車ユニット。
【請求項７】
前記ドローン台車ユニットは、台車にクランプ又はベルト部材により固定される
請求項４又は請求項５に記載のドローン台車ユニット。
【請求項８】
荷箱と、
前記荷箱が積層されるもので、底面にタイヤユニットが配設される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記荷箱は、前記開口部とは抵触しない中央領域に配設され、
前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される
ドローン台車。
【請求項９】
荷箱と、
前記荷箱が積層される台座部と、
前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、
前記台座部が固定される台車と、を備え、
前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、
前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、
前記ドローンユニットは、前記荷箱と抵触しないように、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される
ドローン台車。
【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】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るドローン台車は、荷箱と、前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、前記重量計が平面上に配設され、底面にタイヤユニットが配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記荷箱は、前記開口部とは抵触しない中央領域に配設され、前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される。
【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】
本発明の第２の態様に係るドローン台車は、荷箱と、前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、前記重量計が平面上に配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、前記台座部が固定される台車と、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記荷箱と抵触しないように、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される。
【手続補正４】
【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】
本発明の第３の態様に係るドローン台車ユニットは、荷箱と、前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、前記重量計が平面上に配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記荷箱は、前記開口部とは抵触しない中央領域に配設され、前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される。
【手続補正５】
【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】
本発明の第４の態様に係るドローン台車ユニットは、荷箱と、前記荷箱に搭載された荷物の重量を測定する重量計と、前記重量計が平面上に配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記荷箱と抵触しないように、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される。
【手続補正６】
【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】
本発明の第５の態様では、荷箱と、前記荷箱が積層されるもので、底面にタイヤユニットが配設される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記荷箱は、前記開口部とは抵触しない中央領域に配設され、前記ドローンユニットは、前記台座部内に、前記プロペラが前記開口部の下方に位置するように搭載される。
【手続補正７】
【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】
本発明の第６の態様では、荷箱と、前記荷箱が積層される台座部と、前記台座部内に搭載されるドローンユニットと、前記台座部が固定される台車と、を備え、前記ドローンユニットは３つ以上のプロペラを備えており、前記台座部には、前記プロペラの数と同数の開口部が設けられており、前記ドローンユニットは、前記荷箱と抵触しないように、前記台座部の前記開口部より前記プロペラが外に突出するように搭載される。