(57)【要約】  屋根等の傾斜面（５２）にダクテッドファンホバークラフト（２０）を着陸させることに対応するためにセルフレベリング脚（３０、３２）を使用する。これら脚（３０、３２）は、機体（３８）の方位角とは無関係に可動域内で傾斜の変化に適応するように移動する。着陸脚（３０、３２）の構成及び動作により、ホバークラフト（２０）は、その機体（３８）を垂直方位に維持した状態で安定して着陸することができる。本発明の基本機構は、一方の着陸脚（３０）の上方への変位が水平部材（４６）により反対の脚に連結され、それを下方に変位させ（３２）、かつその逆もまた同様であるというものである。平面接触は、脚（３０、３２）の固有の湾曲と脚の機体（３８）からの斜角とによって達成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのセルフレベリング脚アセンブリ（１０、１０’）を含む、傾斜面又は凹凸面（５２）上で機体の垂直方位を維持する着陸機構であって、
前記脚アセンブリの各々が第１脚（３０）及び第２脚（３２）に取り付けられた回転横部材（４６）を備え、
前記第１脚（３０）が第１方向に湾曲する所定の準半円形構成を備え、
前記第２脚（３２）が第２かつ反対方向に湾曲するほぼ同様の準半円形構成を備え、
前記少なくとも２つの脚アセンブリの第１脚アセンブリ（１０）が第１軸（２６）で回転し、
前記第２脚アセンブリ（１０’）が第２軸（２８）で回転する着陸機構。
【請求項２】
前記脚アセンブリ（１０、１０’）の各々の前記第１脚（３０）及び前記第２脚（３２）を前記機体（３８）から斜角をなすようにすることを更に含む、請求項１に記載の着陸機構。
【請求項３】
前記第１脚アセンブリ（１０）が、前記機体（４０）に、前記第２脚アセンブリ（１０’）から９０度（９０°）に配置される、請求項１に記載の着陸機構。
【請求項４】
前記回転横部材が水平部材（４６）を含む、請求項１に記載の着陸機構。
【請求項５】
前記水平部材（４６）が、トーションバー、液圧シリンダ、プーリ及びケーブルならびにアクチュエータを駆動する電子制御システムからなる群からの１つの部材を含む、請求項４に記載の着陸機構。
【請求項６】
前記第１方向の湾曲が、前記第１脚（３０）の上部（３６）からのプラス４５°（＋４５°）曲げを含み、前記第２方向の湾曲が、前記第２脚（３２）の上部（３６）からのマイナス４５度（−４５°）曲げを含む、請求項１に記載の着陸機構。
【請求項７】
前記第１脚（３０）及び前記第２脚（３２）に配置される滑り防止機構を更に含む、請求項１に記載の着陸機構。
【請求項８】
着陸脚アセンブリロックを更に含む、請求項１に記載の着陸機構。
【請求項９】
前記少なくとも２つの脚アセンブリ（１０、１０’）が３つの脚アセンブリを備える、請求項１に記載の着陸機構。
【請求項１０】
前記３つの脚アセンブリが、第１脚アセンブリが第２脚アセンブリから６０度（６０°）に配置され、第３脚アセンブリが前記第２脚アセンブリから６０度（６０°）に配置されて、前記機体の上に配置される、請求項９に記載の着陸機構。
【請求項１１】
凹凸面（５２）に配置されるときの物体（４０）の垂直方位を維持する方法であって、ａ）前記物体（４０）上に配置される少なくとも２つの脚アセンブリ（１０、１０’）を提供するステップであって、前記脚アセンブリの各々がが第１脚（３０）及び第２脚（３２）に取り付けられた回転横部材（４６）を備え、前記第１脚（３０）が第１方向に湾曲する所定準半円形構成を備え、前記第２脚（３２）が第２かつ反対方向に湾曲するほぼ同様の準半円形構成を備え、前記少なくとも２つの脚アセンブリの第１脚アセンブリ（１０）が第１軸（２６）で回転し、第２脚アセンブリ（１０’）が第２軸（２８）で回転するステップと、
ｂ）前記物体（４０）を前記凹凸面（５２）に配置するステップであって、前記第１脚（３０）が前記凹凸面（５２）の第１部分（５０）に接触するステップと、
ｃ）前記回転横部材（４６）を回転させるステップであって、前記第２脚（３２）が前記凹凸面（５２）の第２部分に接触するステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの脚アセンブリ（１０、１０’）をロックするステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００５年６月９日に出願された「傾斜面にホバークラフトを着陸させる手段（Means for Landing a Hover-Craft on a Sloped Surface）」と題する米国仮特許出願第６０／６８８，９１１号明細書に基づき、その教示内容はすべて参照により本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、着陸装置に関し、特に、超小型無人飛行機（micro air-vehicle）（ＭＡＶ）又はホバークラフトのための、ホバークラフト本体の垂直方位（vertical orientation）を維持しながら機体を傾斜面又は凹凸面に着陸させる、着陸装置又は着陸機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
目下、ホバークラフトを傾斜面に着陸させる問題に対して解決法はない。この問題は、特に、ホバークラフトに対し、正しく動作するために実質的に垂直方位にあることが必要なダクテッドファンアセンブリの動作のために重要である。
【０００４】
現在、月面着陸モジュール（lunar landing module）（ＬＬＭ）等の航空機のための着陸装置として、ばね荷重式垂直脚が使用されている。ＬＬＭ垂直脚はばね荷重式であるため、圧縮されると、真の垂直方位を維持しようとしている機体にトルクを与える。
【０００５】
凹凸面上への航空機の着陸装置を提供する別の従来技術による方法は、単一玉継手から連接される「ワイングラス状」基部である。この玉継手「ワイングラス状」の機構では、玉継手における安定性を維持するための何らかの形態のロック機構と、ダクテッドファンアセンブリの垂直方位を維持するための複雑な機構とが必要である。
【０００６】
更に、従来技術による手法は、ホバークラフトに対し異常な量の重量を付加し、かつ、装置が複雑であるために故障し易い。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ホバークラフトは、傾斜面に着陸する間、ダクテッドファンクラフトの安定した空中停止が下方に向けられた推力でしか維持することができないため、機体の垂直方位を維持する必要がある。ホバークラフトが着陸を容易にするために機体の非垂直方位を採用する必要がある場合、横向きの並進（sideways translation）が発生し、着陸プロセスが不安定になる。本発明は、傾斜が機構の可動域内にある場合、着陸面の傾斜の角度又は機体の方位角回転位置に関わらず平面との同時接触を可能にする、着陸脚の固有の湾曲からなる。着陸脚の固有の湾曲と、それらの傾斜により、ホバークラフトはさまざまな凹凸面のその向きを維持することができる。たとえば、第１着陸脚が第１傾斜又は段状面に接触することにより、第２着陸脚の等しくかつ反対の向きがもたらされ、両着陸脚は１つの一体ユニットを形成する。
【０００８】
本発明の主な目的は、ホバークラフトのためのセルフレベリング着陸装置を提供することである。本発明の主な利点は、その単純な受動的動作である。
【０００９】
本発明の別の利点は、それが軽量であるということである。本発明の更に別の利点は、それが柔軟であるということである。本発明の別の利点は、それが安定しているということである。
【００１０】
本発明の他の目的、利点及び新規の特徴、ならびにさらなる適用性の範囲は、一部は、添付図面に関連して以下の詳細な説明に示されており、一部は、以下を検討することにより当業者には明らかになるであろうし、又は本発明を実施することにより学習され得る。本発明の目的及び利点を、特に添付の特許請求の範囲において指摘される手段及び組合せにより具現化しかつ達成することができる。
【００１１】
明細書に組み込まれかつその一部を形成する添付図面は、本発明のいくつかの実施形態を例示し、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たす。図面は、本発明の好ましい実施形態をあくまで例示するためのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、ホバークラフト４０又は他の種類の機体のための、凹凸面又は傾斜面におけるホバークラフトの垂直方位を維持する一組のセルフレベリング（self-leveling;自動水平化）脚である。本発明の好ましい実施形態を図１及び図２に示す。図１は、好ましい着陸装置を備えたホバークラフトの平面図を示す。図２は、図１の実施形態の側面図を示す。本実施形態では、２対の着陸脚アセンブリ１０及び１０’が、ホバークラフトの中心２０近くで、モータシャフトを避けるようにずらされた状態で交差しているように示されている。
【００１３】
図１に示すように、着陸脚アセンブリ１０及び１０’を、モータ２４を取り付けるためのモータマウントとしての役割を果たす横棒２２等の中に挿入するか又は配置することができる。着陸脚アセンブリ１０は、Ｘ軸２６を中心に回転する必要があり、着陸脚アセンブリ１０’は、Ｙ軸２８を中心に回転する必要がある。本発明の基本機構は、一方の着陸脚３０の上方の変位が反対の脚３２に連結され、それを下方に変位させ、かつその逆もまた同様であるというものである。
【００１４】
このため、図３に明確に示すように、ホバークラフト４０が傾斜面に着陸するとき、脚３２の外端がその傾斜面に接触し、それにより脚アセンブリが回転し、次いで脚３０がその傾斜面に脚３０の内部で接触し、その間、ホバークラフト４０はその垂直方位を維持している。対応する脚アセンブリ１０及び１０’のこの移動は、脚３０及び３２の固有の湾曲とそれらの傾斜によって達成される。以下は単一着陸脚の説明であるが、着陸脚の各々はほぼ同様であり、この説明はすべての着陸脚をカバーするように意図されている。更に、図１は、９０度（９０°）にある２対の着陸脚を示すが、６０度（６０°）の間隔で３対も可能である。３対を達成するために、脚の機能を最適化しかつ脚が重ならないように、斜角を増大させることができ、かつ／又は脚のサイズを短縮することができる。
【００１５】
図１にもっともよく示すように、水平部材４６が、図示するように交差し、図示するようにホバークラフト４０に配置される。水平部材４６は、ホバークラフト４０の径の幅を所定寸法４４だけ超過する。着陸脚３２は、水平部材４６から着陸脚３２の上部３６までおよそ４５度（４５°）の曲げか、又は水平面に配置された場合のホバークラフト４０の垂直面から４５度（４５°）の曲げを提供する。この曲げは、脚３２の場合は第１方向にあり、脚３０の場合は等しくかつ反対方向にある。着陸脚３２の上部３６は、完全に垂直方向に延在する場合のホバークラフト４０の外側本体３８に対して平行な実質的に直線状に走る部材である。上部３６は、ホバークラフト１０の長さに実質的に等しい所定の長さを有する。これにより、着陸脚３２が移動するときに外側本体３８に接触しない。脚底４８は各々、ほぼ同様の準半円形設計を含む。
【００１６】
両湾曲着陸脚３０及び３２とトーションバー要素とが必要である。代替実施形態では、各脚対間のトーション接続バーの代りに、等しくかつ反対の移動をもたらす任意の態様の装置を用いることができる。これら装置としては、液圧シリンダ、プーリ及びケーブル、又はアクチュエータを駆動する複雑な電子制御システム（図示せず）が挙げられる。
【００１７】
図３及び図４に示すように、ホバークラフト４０が着陸する際、１つ以上の脚３０が着陸面５２の最高点５０に接触し、それにより、クラフト４０が下降するに従って着陸脚３０及び３２が移動する。この動きは、各脚アセンブリ１０及び１０’の対向する脚３２が着陸面５２に接触すると終了する。着陸脚３０及び３２の固有の湾曲により、着陸面５２に対する機体４０の方位角に関わらず、かつ着陸面の傾斜に関わらず、平面との接触が可能になる。傾斜面にあるときに着陸脚３０及び３２が滑らないようにするために、脚底４８に鋭く鋸状の材料か又はゴム引き材料か又は弾性材料を施してもよい。
【００１８】
本発明の動作に対する制約は、着陸脚３０及び３２、それらの機体１０からの斜角ならびに着陸面より上の機体の高さの実際的なサイジングにより、３０度（３０°）を超える傾斜面に適応することが望ましくないように運動学的動作が制限されるということである。
【００１９】
ホバークラフトエンジンが止められたときに着陸脚が移動することができないように、着陸脚にロック機能を追加してもよい（図示せず）。着陸脚をロックすることからもたらされる利点は、エンジンが止められている間にホバークラフトが強い突風によって傾かないようにすることである。
【００２０】
本開示はホバークラフトへの適用に関するが、本発明を、傾斜面に設置されるものの垂直位置を維持することが望まれるいかなる用途にも使用することができる。たとえば、液体の任意の開放容器にこれら湾曲脚を装備した場合、かかる容器を傾斜面に設置することができ、こぼれないようにすることができる。
【００２１】
本発明を特にこれら好ましい実施形態に関連して詳細に説明したが、他の実施形態も同じ結果を達成することができる。本発明の変形形態及び変更形態は当業者に明らかとなるであろうし、添付の特許請求の範囲ではかかる変更形態及び等価形態すべてを包含することが意図されている。上に列挙したすべての参照文献、出願、特許及び刊行物の開示内容はすべて参照により本明細書に援用される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の好ましい実施形態の平面図を示す。
【図２】図１の実施形態の側面図である。
【図３】傾斜面における図１及び図２の実施形態を示す。
【図４】段状面における図１及び図２の実施形態を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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