(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転翼を有する無人航空機と、
長尺状の可撓性部材よりなり、一端である固定端が前記無人航空機に固定され、他端が自由端となった主ワイヤと、
可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する長尺状の部材よりなり、前記主ワイヤの自由端から固定端側に入った位置で、前記主ワイヤに結合され、前記主ワイヤに沿って前記主ワイヤの自由端よりも外側まで延出した補助ワイヤと、を有し、
前記無人航空機は、ホバリングした状態で、前記主ワイヤの先端に貨物を取り付ける作業者が、下向きの成分を有する力を前記主ワイヤに直接印加すると、機体のバランスを崩すものであることを特徴とする運搬装置。
【請求項２】
前記補助ワイヤは、前記主ワイヤよりも高い可撓性および前記主ワイヤよりも高い伸縮性の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１に記載の運搬装置。
【請求項３】
前記無人航空機に固定され、前記主ワイヤの巻き取りおよび繰り出しを行う巻き揚げ装置をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の運搬装置。
【請求項４】
前記補助ワイヤには、運搬対象の貨物を支持することができる支持具が備えられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の運搬装置。
【請求項５】
前記主ワイヤには、運搬対象の貨物を支持することができる支持具が備えられないことを特徴とする請求項４に記載の運搬装置。
【請求項６】
前記補助ワイヤを長手方向に折り畳んで前記主ワイヤに係止することができる係止具をさらに有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の運搬装置。
【請求項７】
前記主ワイヤの固定端と自由端の間に、飛行中の前記無人航空機から下方に向けて発生する風を受けて前記主ワイヤに張力を与える抵抗部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の運搬装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の運搬装置によって貨物を運搬する運搬方法において、運搬対象の貨物を、前記主ワイヤで直接支持せず、前記補助ワイヤで支持し、前記貨物の全荷重を、前記補助ワイヤを介して支持することを特徴とする運搬方法。
【請求項９】
前記無人航空機をホバリングさせた状態で、前記主ワイヤに下向きの成分を有する力を直接印加することなく、前記補助ワイヤに前記貨物を取り付けることを特徴とする請求項８に記載の運搬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運搬装置に関し、さらに詳しくは、複数の回転翼を備える無人航空機を用いて貨物を運搬することができる運搬装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘリコプター等の飛行装置を用いた貨物の運搬方法の１つとして、飛行装置の外側にウインチを取り付けるとともに、ウインチに巻かれたケーブルの下端にフックを取り付けておき、フックに貨物を吊り下げて搬送するという方式が知られている。このような形態は、例えば特許文献１に記載されており、災害救助活動等に用いることが想定されている。
【０００３】
一方で、近年、産業用無人ヘリコプターに代表される小型の無人飛行機（ＵＡＶ）、特に特に小型のマルチコプターが、急速に普及し、広範な分野への導入が試行されている。マルチコプターは複数のロータが搭載されたヘリコプターの一種であり、これら各ロータの回転数を調節することにより機体のバランスをとりながら飛行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７３２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように、飛行装置の外側にワイヤ等の可撓性部材を取り付け、物資を吊り下げて運搬するという方法を、無人航空機に適用すれば、ヘリコプター等、従来一般の飛行装置を用いる場合よりも高い利便性をもって物資の運搬を行える可能性がある。特に、マルチコプターにおいては、定点で浮揚させた状態に維持する制御（ホバリング）を高精度に行えるので、マルチコプターをホバリングさせた状態で、貨物の取り付けや取り外しの操作を地上から簡便に行うことができる。
【０００６】
しかし、無人航空機に地上から貨物を着脱する際に、作業者がワイヤを引張ると、無人航空機が空中で姿勢を崩しやすい。特に、ドローンと称されるような小型のマルチコプターを使用する場合には、機体が軽量であるため、ワイヤの引張りによる影響が大きくになりやすい。無人航空機がワイヤの引張りによって姿勢を崩すと、安定なホバリング姿勢の保持に支障をきたすとともに、機体の損傷にもつながる可能性がある。特に、作業者が貨物を取り付けるために、貨物を吊り下げていない状態のワイヤを地上に向けて降下させる場合には、ワイヤに荷重がかかっていない状態から作業者がワイヤを引張り、急に荷重を印加することになるので、このような問題が発生しやすい（図５参照）。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、可撓性部材を介して無人航空機に貨物を吊り下げて運搬する運搬装置において、浮揚している無人航空機から垂下した可撓性部材に貨物を取り付ける操作に伴って、無人航空機の姿勢が不安定化されにくい運搬装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の運搬装置は、複数の回転翼を有する無人航空機と、長尺状の可撓性部材よりなり、一端である固定端が前記無人航空機に固定され、他端が自由端となった主ワイヤと、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する長尺状の部材よりなり、前記主ワイヤの自由端から固定端側に入った位置で、前記主ワイヤに結合され、前記主ワイヤに沿って前記主ワイヤの自由端よりも外側まで延出した補助ワイヤと、を有するものである。
【０００９】
ここで、前記補助ワイヤは、前記主ワイヤよりも高い可撓性および前記主ワイヤよりも高い伸縮性の少なくとも一方を有するとよい。
【００１０】
前記運搬装置は、前記無人航空機に固定され、前記主ワイヤの巻き取りおよび繰り出しを行う巻き揚げ装置をさらに有するとよい。
【００１１】
前記補助ワイヤには、運搬対象の貨物を支持することができる支持具が備えられるとよい。
【００１２】
前記運搬装置は、前記補助ワイヤを長手方向に折り畳んで前記主ワイヤに係止することができる係止具をさらに有するとよい。
【００１３】
前記運搬装置は、前記主ワイヤの固定端と自由端の間に、飛行中の前記無人航空機から下方に向けて発生する風を受けて前記主ワイヤに張力を与える抵抗部材をさらに備えるとよい。
【発明の効果】
【００１４】
上記発明にかかる運搬装置においては、固定端で無人航空機に固定された主ワイヤの自由端から固定端側に入った位置で、補助ワイヤが分岐している。もし補助ワイヤが設けられず、浮揚している無人航空機から地面に向けて垂下させた主ワイヤの自由端に貨物を取り付けるとすれば、取り付け作業を行う作業者が主ワイヤに与える力が直接無人航空機に伝達され、無人航空機の姿勢を不安定化させる可能性がある。しかし、補助ワイヤが備えられることで、主ワイヤではなく、補助ワイヤに貨物を取り付けることができる。しかも、補助ワイヤが主ワイヤの自由端の外側まで延出しているため、その長さを利用して、補助ワイヤを大きく引っ張らなくても貨物の取り付けの作業を行いやすい。それらの結果、主ワイヤに貨物を直接取り付ける場合と比べて、貨物の取り付けの作業に由来する力が、無人航空機に伝達されにくくなり、取り付け作業に伴う無人航空機の姿勢の不安定化が軽減される。
【００１５】
ここで、補助ワイヤが、主ワイヤよりも高い可撓性および主ワイヤよりも高い伸縮性の少なくとも一方を有する場合には、特に、補助ワイヤに貨物を取り付ける際に、補助ワイヤを引張らなくても取り付けの作業が行いやすくなり、また、取り付け操作の際に補助ワイヤに加えられる力が主ワイヤに伝達されにくくなる。よって、無人航空機の姿勢が一層安定に保持される。
【００１６】
運搬装置が、無人航空機に固定され、主ワイヤの巻き取りおよび繰り出しを行う巻き揚げ装置をさらに有する場合には、無人航空機からの主ワイヤの垂下量を自在に制御することができるので、貨物の形状や寸法が変化しても、補助ワイヤを引張らずに貨物を補助ワイヤに取り付ける作業が行える垂下量をように調整し、無人航空機の姿勢の不安定化を軽減するのに寄与することができる。
【００１７】
補助ワイヤに、運搬対象の貨物を支持することができる支持具が備えられる場合には、補助ワイヤへの貨物の取り付けを簡便に行うことができるので、大きく補助ワイヤを引張ることなく取り付け作業を完了することができる。これにより、無人航空機の姿勢が一層安定に保持される。
【００１８】
運搬装置が、補助ワイヤを長手方向に折り畳んで主ワイヤに係止することができる係止具をさらに有する場合には、無人航空機の姿勢の安定化等を目的として、補助ワイヤを長く設けたとしても、補助ワイヤが、主ワイヤをはじめとする運搬装置の構成部材や外部の物体に絡みついて円滑な貨物の運搬を妨げる事態が生じにくい。
【００１９】
運搬装置が、主ワイヤの固定端と自由端の間に、飛行中の無人航空機から下方に向けて発生する風を受けて主ワイヤに張力を与える抵抗部材をさらに備える場合には、無人航空機から主ワイヤを垂下している時に、主ワイヤが揺れて垂下状態が不安定化する事態が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる運搬装置の概略を示す外観斜視図である。
【図２】上記運搬装置の補助ワイヤに貨物を取り付けた状態を示す外観斜視図である。
【図３】上記運搬装置の制御系統の概略を示すブロック図である。
【図４】上記運搬装置に取り付けることができる抵抗部材を示す斜視図である。
【図５】補助ワイヤを有さない運搬装置において、貨物の取り付け作業中に印加される力を説明する外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態にかかる運搬装置について、図面を用いて詳細に説明する。本発明の一実施形態にかかる運搬装置は、運搬対象物である貨物を吊り下げた状態で上空を移動し、その貨物を運搬するものである。
【００２２】
［運搬装置の構成］
図１，２は本発明の一実施形態にかかる運搬装置１の外観を示す斜視図である。図１は、貨物Ｂを取り付けていない状態を示し、図２は貨物Ｂを取り付けた状態を示している。運搬装置１は、主に、複数（ここでは６つ）の回転翼９１１を備える無人航空機であるマルチコプター９１と、マルチコプター９１の下側にアダプタプレート２１を介して固定されたウインチ（巻き揚げ装置）２０とを有する。そして、ウインチ２０に巻き回され、ウインチ２０によって繰り出しおよび巻き取りを行われる主ワイヤ３０と、主ワイヤ３０から分岐して取り付けられた補助ワイヤ４０とを有する。
【００２３】
図３は運搬装置１の機能構成を示すブロック図である。マルチコプター９１は、主に、空中におけるマルチコプター９１の姿勢や飛行動作を制御するフライトコントローラ８３、回転することによりマルチコプター９１に揚力を発生させる複数の回転翼９１１、操縦者（送受信器８１）との無線通信を行う送受信器８２、およびこれらに電力を供給するバッテリー８４により構成される。
【００２４】
フライトコントローラ８３は、マイクロコントローラである制御部８３１を備えている。制御部８３１は、中央処理装置であるＣＰＵ、記憶装置であるＲＡＭ／ＲＯＭ、および、ＤＣモータ８６の回転を制御するＰＷＭコントローラを備えている。ＤＣモータ８６は、各回転翼９１１に結合されており、ＰＷＭコントローラからの指示により、ＥＳＣ（Electric Speed Controller）８５を介して、各ＤＣモータ８６の回転数（回転速度）が制御される。４つの回転翼９１１の回転数のバランスにより、マルチコプター９１の姿勢や位置が制御される。
【００２５】
フライトコントローラ８３はセンサ群８３２およびＧＰＳ受信器８３３を備えており、これらは制御部８３１に接続されている。マルチコプター９１のセンサ群８３２には、加速度センサ、ジャイロセンサ（角速度センサ）、気圧センサ、地磁気センサ（電子コンパス）などが含まれている。
【００２６】
制御部８３１のＲＡＭ／ＲＯＭには、マルチコプター９１の飛行時における飛行制御アルゴリズムが実装された飛行制御プログラムが記憶されている。制御部８３１はセンサ群８３２から取得した情報を用いて飛行制御プログラムによりマルチコプター９１の姿勢および位置を制御することができる。本実施形態においては、マルチコプター９１の飛行操作を、操縦者が送受信器８１を介して手動で行うことができる。あるいはＧＰＳ座標や高度、飛行ルートなどの飛行計画がパラメータ化された自律飛行プログラムを別途実装し、自律的に飛行させるように構成してもよい。
【００２７】
ウインチ２０は、制御部８３１のＰＷＭコントローラを介して制御され、主ワイヤ３０の繰り出しおよび巻き取り動作を行う。ウインチ２０に主ワイヤ３０の繰り出しおよび巻き取りを行わせるための指令は、操縦者が送受信器８１を介して行うことができる。あるいは、自律飛行プログラムの一機能として、マルチコプター９１の位置座標等に基づいて、プログラムに従って自動的に行うようにしてもよい。ウインチ２０による主ワイヤ３０の繰り出しおよび巻き取りを駆動する電力は、マルチコプター９１のバッテリー８４から供給されている。
【００２８】
［主ワイヤおよび補助ワイヤの構成］
本運搬装置１は、主ワイヤ３０と補助ワイヤ４０の２種の長尺状の可撓性部材、つまり紐状の部材を備えている。上記のように、主ワイヤ３０はウインチ２０に巻き回され、ウインチ２０によって繰り出しおよび巻き取りの操作を行われる。主ワイヤ３０は、ウインチ２０の周を離れる点を固定端として、その固定端においてマルチコプター９１に固定されている。マルチコプター９１が地面Ｇを離れて飛行（浮揚も含む）している状態においては、主ワイヤ３０の固定端よりも先端側の部位は、マルチコプター９１の下方に垂下された状態となる。
【００２９】
主ワイヤ３０の自由端から固定端側に入った位置、つまり長手方向に沿って自由端よりも内側（マルチコプター９１が飛行している状態において上側）の位置に設定した結合点３１には、補助ワイヤ４０の一端が固定されており、結合点３１において主ワイヤ３０から補助ワイヤ４０が分岐した状態となっている。補助ワイヤ４０の他端は自由端となっており、図２のように、主ワイヤ３０の長手方向に沿って補助ワイヤ４０を垂下させた状態において、主ワイヤ３０の自由端よりも外側（下側）まで延出している。補助ワイヤ４０の自由端には、貨物Ｂを支持するために、手動操作によって開閉部４１ａを開閉可能なフック状の支持具４１が結合されている。補助ワイヤ４０の自由端に設けられた支持具４１に加え、主ワイヤ３０の自由端にも、予備支持具３２として、同様の支持具を設けてもよい。
【００３０】
主ワイヤ３０の固定端と自由端の間の部位には、係止具３３が設けられている。図示した形態では、係止具３３は、結合点３１に隣接して、結合点３１よりも主ワイヤ３０の自由端側の位置に設けられている。係止具３３を用いることで、図１に示すように、ループ状に折り畳んだ補助ワイヤ４０を自由端側で主ワイヤ３０に係止することができる。ここでは、補助ワイヤ４０の自由端に設けた支持具４１で主ワイヤ３０を挟み込んだうえで、支持具４１が主ワイヤ３０上で位置ずれしないように、係止具３３で保持している。具体的な係止具３３の構成としては、ピンやピンチの形態を例示することができる。図２に示す補助ワイヤ４０を折り畳んで保持していない状態において、係止具３３は主ワイヤ３０に固定されている。あるいは、係止具３３は、補助ワイヤ４０の方に固定されていても、主ワイヤ３０からも補助ワイヤ４０からも独立しており、不使用時は例えば作業者によって保管されてもよい。
【００３１】
主ワイヤ３０および補助ワイヤ４０は、金属材料や繊維材料、高分子材料等、任意の材料よりなる可撓性部材として構成することができる。また、単線構造よりなっても、ロープのような撚線構造や、チェーンのように小部材が複数連結された構造よりなってもよい。補助ワイヤ４０と主ワイヤ３０は同じ可撓性部材よりなってもよいが、補助ワイヤ４０の方が主ワイヤ３０よりも高い可撓性を有し、同じ力を加えた際により柔軟に撓み変形することが好ましい。このような可撓性の差は、例えば、補助ワイヤ４０を主ワイヤ３０よりも細く形成すること、および／または補助ワイヤ４０を主ワイヤ３０よりも剛性の低い材質で形成することによって実現される。図示した形態においては、補助ワイヤ４０を主ワイヤ３０よりも細く形成している。
【００３２】
なお、本実施形態においては、補助ワイヤ４０の先端に設けたフック状の支持具４１の開閉を手動操作にて行うが、制御部８３１によって電動制御できるようにしてもよい。その場合には、主ワイヤ３０および補助ワイヤ４０を、支持具４１と制御部８３１の間を接続する給電線および通信線を重畳させたものとすればよい。
【００３３】
［貨物の運搬の方法］
以上のように、ウインチ２０と主ワイヤ３０および補助ワイヤ４０を備えた運搬装置１を用いて、貨物Ｂの運搬を行う方法について説明する。ここでは、マルチコプター９１が上空に浮揚した状態で、地上から貨物Ｂを取り付け、貨物Ｂを吊り下げて別の位置まで搬送する工程を扱う。貨物Ｂの取り付けは、地上に待機している作業者が行う。取り付け作業を行う作業者は、送受信器８１を用いてマルチコプター９１の飛行制御を行う操縦者と同じであっても異なっていてもよい。
【００３４】
貨物Ｂの運搬に先立って、貨物Ｂに、支持具４１で支持可能な被支持構造を形成しておく必要がある。例えば、本実施形態のように支持具４１がフック状である場合に、貨物ＢにベルトスリングＢ１等の紐状部材を掛け渡し、点吊り（一点吊りまたは多点吊り、好ましくは多点吊り）の形態で支持具４１のフックに掛けることができるループ構造を形成しておけばよい。
【００３５】
運搬を開始する前の初期状態において、運搬装置１は、マルチコプター９１によって上空を飛行している。この際、補助ワイヤ４０には何も貨物Ｂが吊り下げられておらず、主ワイヤ３０は、長手方向のほぼ全部位がウインチ２０に巻き取られ、垂下していない状態にある。補助ワイヤ４０は、折り畳まれて係止具３３を介して主ワイヤ３０に係止されており、主ワイヤ３０とともにウインチ２０に巻き取られた状態にある。
【００３６】
運搬装置１が、貨物Ｂを受け渡す作業者が待機している場所など、貨物Ｂを受け取るべき位置の上空に達すると、マルチコプター９１が、上空の定位置で浮揚した状態をとる（ホバリング）。ここで、定位置とは、貨物Ｂの受け取りに支障を来さない程度の誤差を含むものとする。そして、制御部８３１によってウインチ２０が駆動され、主ワイヤ３０が繰り出される。図１に示すように、地面Ｇに対して所定の高さ位置（作業時高さ）まで主ワイヤ３０が垂下されると、ウインチ２０による繰り出しが停止される。ここで、主ワイヤ３０の垂下を停止すべき作業時高さは、主ワイヤ３０の自由端に設けた予備支持具３２が地面Ｇに接触せず、かつ、係止具３３による係止を解除して補助ワイヤ４０の先端を垂下させた状態において、補助ワイヤ４０を緊張させることなく、地面Ｇに載置した貨物Ｂを、補助ワイヤ４０の先端の支持具４１で支持できる高さ位置として定められる。
【００３７】
上記作業時高さでウインチ２０による主ワイヤ３０の繰り出しが止まると、作業者が、貨物Ｂの取り付けの操作を行う。作業中、貨物Ｂは地面Ｇに載置した状態に維持しておく。作業者は最初に、係止具３３による主ワイヤ３０への補助ワイヤ４０の係止を解除し、補助ワイヤ４０の自由端を垂下させる。そして、被支持構造を形成しておいた貨物Ｂを、支持具４１で支持する。支持具４１がフックよりなる場合には、開閉部４１ａを開き、玉掛けの要領で被支持構造を支持具４１に掛けてから、開閉部４１ａを閉じればよい。これにより、図２のように、地面Ｇに載置された貨物Ｂが、補助ワイヤ４０の先端に連結された状態となる。この時ウインチ２０からの主ワイヤ３０の繰り出し量が上記のような作業時高さを実現するように定められていることにより、補助ワイヤ４０は緊張されず、撓みを維持した状態にある。なお、主ワイヤ３０は、概ね撓みなく垂下した状態にある。
【００３８】
この取り付け作業を行う間、作業者は、常に補助ワイヤ４０を緊張させず、撓ませた状態に維持することが好ましい。また、作業の補助のために、主ワイヤ３０の先端の予備支持具３２を、マルチコプター９１に無理な力を印加しない程度に軽く掴んでもよい。
【００３９】
作業者が貨物Ｂの取り付け作業を完了すると、制御部８３１によってウインチ２０を駆動して、主ワイヤ３０を巻き上げる。これにより、補助ワイヤ４０に支持された貨物Ｂが、上空へ引き上げられる。主ワイヤ３０の巻き上げは、主ワイヤ３０および補助ワイヤ４０の垂下量がほぼなくなるまで行われる。このようにして、ウインチ２０の直下に貨物Ｂを吊り下げた状態になると、マルチコプター９１は、ホバリングをやめ、貨物Ｂを運搬する目的地まで飛行して移動する。
【００４０】
運搬装置１が目的地に達すると、マルチコプター９１は再度ホバリングを行う。そして、制御部８３１によってウインチ２０を駆動し、主ワイヤ３０を下方に繰り出す。主ワイヤ３０の繰り出しは、地面Ｇに貨物Ｂが着地するまで行われる。貨物Ｂが着地するすると、作業者が支持具４１による貨物Ｂの支持を解除し、貨物Ｂを運搬装置１から切り離す。支持具４１の開閉部４１ａの開閉が電動制御によって行える場合には、支持具４１による貨物Ｂの支持の解除を制御部８３１からの指令によって行い、作業者による手動作業によらず、貨物Ｂを切り離すことも可能である。
【００４１】
本実施形態にかかる運搬装置１においては、主ワイヤ３０に加え、主ワイヤ３０から分岐するように設けられた補助ワイヤ４０を備えることにより、作業者が貨物Ｂの取り付け作業を行う間に、ホバリングしているマルチコプター９１の姿勢を安定に維持することができる。つまり、もし、図５に示した運搬装置１’のように、補助ワイヤ４０を有さず、ウインチ２０に巻き回された主ワイヤ３０に直接支持具４１を結合して、貨物Ｂを支持する場合には、支持具４１を掴んで取り付け作業を行う作業者が、作業工程において、力Ｆ１〜Ｆ３のように下向きの成分を有する力を、主ワイヤ３０に直接印加してしまう可能性がある。主ワイヤ３０に印加された力Ｆ１〜Ｆ３は、主ワイヤ３０およびウインチ２０を介してマルチコプター９１に伝達される。すると、マルチコプター９１が下方に引張られ、図中に矢印Ｍ１，Ｍ２で示すように、機体のバランスを崩してしまうことになる。特に、主ワイヤ３０に印加される力が、Ｆ１，Ｆ３のように、水平方向の成分を有する場合には、マルチコプター９１の揺れが顕著になる。このように、マルチコプター９１のバランスが損なわれると、安定にホバリングを維持することができなくなる。その結果、貨物Ｂの取り付けに支障を来すだけでなく、マルチコプター９１の構成部材に過剰な負荷を与え、損傷をもたらす可能性もある。
【００４２】
これに対し、主ワイヤ３０よりも下方に延出する補助ワイヤ４０を設け、補助ワイヤ４０の方に貨物Ｂを支持する支持具４１を設けておいたうえで、図２のように、補助ワイヤ４０を緊張させずに貨物Ｂの取り付け作業を行うことで、補助ワイヤ４０の撓みが取り付け作業に余裕をもたらし、作業者が補助ワイヤ４０を引張らなくても貨物Ｂの取り付け作業を行いやすくなる。さらに、補助ワイヤ４０の自由端近傍に多少の力が印加されることがあっても、その力は、補助ワイヤ４０の撓みによって吸収され、主ワイヤ３０に伝達されにくくなっている。よって、補助ワイヤ４０に印加される力が、補助ワイヤ３０やウインチ２０を介してマルチコプター９１まで伝達されにくくなっている。その結果、取り付け作業中も、ホバリングしているマルチコプター９１の姿勢が安定に保持され、取り付け作業をスムーズに進めることができるとともに、マルチコプター９１に過剰な負荷を与えることが回避される。特に、補助ワイヤ４０が主ワイヤ３０よりも高い可撓性を有することにより、作業者による貨物Ｂの取り付けを行いやすくする効果、および補助ワイヤ４０に印加された力を主ワイヤ３０に伝達されにくくする効果が、一層高められる。
【００４３】
ここで、補助ワイヤ４０は、可撓性の代わりに、あるいは可撓性に加え、伸縮性を有する長尺状の部材よりなってもよい。また、補助ワイヤ４０は、主ワイヤ３０よりも高い可撓性を有する代わりに、あるいはそれに加えて、主ワイヤ３０よりも高い伸縮性を有していてもよい。補助ワイヤ４０の伸縮性によっても、可撓性による場合と同様に、作業者による貨物Ｂの取り付けを行いやすくする効果、および補助ワイヤ４０に印加された力を吸収して主ワイヤ３０に伝達されにくくする効果が得られる。
【００４４】
なお、ウインチ２０は必須に設けられるべきものではなく、主ワイヤ３０が比較的短い場合等には、ウインチ２０を省略し、主ワイヤ３０の固定端を直接マルチコプター９１に固定してもよい。しかし、ウインチ２０を設けることで、主ワイヤ３０を垂下させる長さを自在に制御することができ、貨物Ｂの取り付けや搬送等、各工程の利便性が高められる。特に、個々の貨物Ｂに応じて、取り付け作業を行う際の主ワイヤ３０の垂下量を調整することで、貨物Ｂの寸法や形状が変化しても、取り付け作業を行う間、補助ワイヤ４０を撓んだ状態に維持し、主ワイヤ３０への力の伝達を抑制することができる。また、貨物Ｂの取り付けおよび取り外しの作業を行う間以外は、補助ワイヤ４０に貨物Ｂを吊り下げた状態、あるいは吊り下げていない状態にある主ワイヤ３０を短く巻き取っておくことで、主ワイヤ３０の揺れを防止してマルチコプター９１の飛行状態を安定化させるとともに、主ワイヤ３０および補助ワイヤ４０や吊り下げられた貨物Ｂが周囲の物体との接触等を起こすのを回避することができる。
【００４５】
支持具４１も必須に設けられるべきものではないが、設けておくことで、補助ワイヤ４０の自由端に貨物Ｂを取り付ける作業を行いやすいので、作業の煩雑性によって作業者から主ワイヤ３０に不要な力が印加されるのを防止しやすくなる。また、係止具３３を設けておくことで、マルチコプター９１への力の伝達を極力小さくする等の目的で、補助ワイヤ４０を長く設けたとしても、補助ワイヤ４０の取り扱いの利便性を維持することができる。特に、補助ワイヤ４０が、主ワイヤ３０等の運搬装置１の構成部材や、外部の部材に絡みつくのを防止することができる。
【００４６】
上記実施形態においては、主ワイヤ３０の自由端に、予備支持具３２を設けているが、この予備支持具３２は例えば、ホバリングさせたマルチコプター９１から主ワイヤ３０および補助ワイヤ４０を垂下させて貨物Ｂの取り付けを行うのではなく、マルチコプター９１を着陸させた状態で質量の大きな貨物Ｂを取り付けてから離陸させる場合に、貨物Ｂを取り付けるのに使用することができる。主ワイヤ３０よりも自由端が長く延出し、しかも高い可撓性や伸縮性を有する補助ワイヤ４０の自由端に設けた支持具４１に貨物Ｂを取り付けるよりも、離陸時に貨物Ｂを安定に保持できるからである。このような用途を想定していない場合には、予備支持具３２は設けなくてもよい。
【００４７】
［その他の構成］
（１）抵抗部材の追加
上記実施形態にかかる運搬装置１において、貨物Ｂの取り付け作業を行うために、補助ワイヤ４０に貨物Ｂが吊り下げられていない状態で、主ワイヤ３０を下方へ繰り出す際に、空気抵抗や自然の風、ホバリングしているマルチコプター９１の回転翼９１１によって発生される風等の影響で、主ワイヤ３０が揺動し、安定に主ワイヤ３０の繰り出しを行えない場合がある。主ワイヤ３０の先端に錘を取り付ければ、このような揺動を防ぐことができるが、マルチコプター９１への負荷を軽減する観点から、マルチコプター９１および付属部材においては、軽量化が重要な課題であり、そのような錘を取り付けることは現実的ではない。
【００４８】
そこで、主ワイヤ３０の固定端と自由端の間に、図４に示すような抵抗部材５０を設けることが考えられる。抵抗部材５０は、マルチコプター９１の回転翼９１１によって発生される風によって変形しない程度に硬質の材料よりなっており、主ワイヤ３０に固定された固定部５２と、複数の羽根部材５１を有している。羽根部材５１は、一端を固定部５２に固定され、主ワイヤ３０の自由端側（下側）に向かって、主ワイヤ３０の軸から離れるように広がった面形状を有している。また、羽根部材５１の面は、主ワイヤ３０の軸に対して放射状に広がっているのではなく、固定部５２に固定された上端部から、広がった下端部に向かって主ワイヤ３０の軸に対する角度を徐々に変化させた、傾斜面構造を有している。
【００４９】
ホバリングしているマルチコプター９１の下方の領域では、回転翼９１１によって、下方へ向かう風が発生している。抵抗部材５０がこの下方へ向かう風を受けると、空気抵抗を生じ、主ワイヤ３０に、固定端側から自由端側に向かう張力を与える。この張力によって、主ワイヤ３０の揺動が防がれ、ウインチ２０によって安定して主ワイヤ３０を下方へ繰り出すことができる。
【００５０】
マルチコプター９１から下方に向かって発生される風は渦巻いているが、抵抗部材５０を、雨傘のように一体に連続した形状に構成するのではなく、相互の間に空隙を有する複数の羽根部材５１として形成すること、特に、それらの羽根部材５１に上記のような傾斜面構造を設けることにより、風の渦巻き状態が複雑になっても、ワイヤ部分の質量を増やすことなく、安定して主ワイヤ３０に下方へ向かう張力を与えることができる。垂下した主ワイヤ３０の長手方向の全域の垂下状態を極力安定化する観点から、抵抗部材５０は、自由端に近い位置に設けることが好ましい。しかし、抵抗部材５０を設ける位置がマルチコプター９１から離れすぎても、回転翼９１１から下方に向かう風の風量が減少してしまい、空気抵抗を発生する効果が小さくなる。回転翼９１１から風を十分に受けながら主ワイヤ３０のなるべく長い領域の垂下状態を安定することができる抵抗部材５０の取り付け位置として、例えば、結合点３１のすぐ上方に隣接した位置に設ける構成が考えられる。
【００５１】
なお、ここで説明した形態では、抵抗部材５０の固定部５２は主ワイヤ３０に固定されているが、主ワイヤ３０に対して軸回転可能に取り付けておき、抵抗部材５０全体がある程度の慣性力をもって主ワイヤ３０の周りに回転するようにしてもよい。これにより、風が渦巻いている状況での主ワイヤ３０の安定化を一層高度に実現することができる。さらに、抵抗部材５０の形状としては、下方に向かって広がった羽根部材５１を有するものに限られず、マルチコプター９１から下方に向けて発生する風を受けて、主ワイヤ３０に下向きの張力を与えることができるものであれば、どのような形状であってもかまわない。
【００５２】
（２）貨物の着地の検知
上記のように、貨物Ｂを運搬装置１に取り付ける際には、作業者が印加した力によってマルチコプター９１の姿勢が不安定化されるという問題があり、補助ワイヤ４０を設けることで、この問題を低減することができる。これに対し、運搬された貨物Ｂを支持具４１から取り外す際には、作業者が行う作業工程が少なく、作業に由来するマルチコプター９１の姿勢の不安定化はそれほど問題とならない。特に支持具４１の開閉を電動制御によって行い、貨物Ｂを自動的に切り離す場合には、このような問題はほとんどない。しかし、取り外し時に貨物Ｂに損傷を与えず、貨物Ｂの取り付けから取り外しまでの全運搬工程を安定に遂行する観点から、貨物Ｂが確実に着地する状態までウインチ２０によって主ワイヤ３０を垂下させた状態で、取り外しの作業を行うことが重要となる。
【００５３】
そこで、運搬装置１に、貨物Ｂの着地を検知する着地検知機構を設けることが考えられる。着地検知機構としては、荷重検出器をウインチ２０に装備し、主ワイヤ３０に印加される荷重を監視することが考えられる。補助ワイヤ４０に貨物Ｂを吊るした状態で地面Ｇに向かって主ワイヤ３０を繰り出すと、貨物Ｂが着地した時点で、補助ワイヤ４０さらに主ワイヤ３０に印加される荷重が低下する。この主ワイヤ３０の荷重の低下を検出することで、貨物Ｂの着地を検出することができる。
【００５４】
あるいは、支持具４１あるいは貨物Ｂの底面に、地面Ｇまでの距離を計測可能な測距センサを設けておく構成が考えられる。測距センサで計測される距離が所定値まで小さくなった時に、貨物Ｂが着地したと判定することができる。貨物Ｂの底面に測距センサを設ける場合には、所定の距離は理想的にはゼロとなる。測距センサと制御部８３１との通信は、主ワイヤ３０および補助ワイヤ４０に信号線および給電線を重畳することによって行ってもよいし、電池による給電と、制御部８３１との無線通信が可能な測距センサを使用することによって行ってもよい。
【００５５】
また別の方法として、マルチコプター９１の回転翼９１１の回転数またはＤＣモータ８６に流れる負荷電流をモニターする方法が挙げられる。貨物Ｂが地面Ｇに接触せず、ホバリングしているマルチコプター９１に吊り下げられている状態においては、マルチコプター９１の揚力によって、貨物Ｂの荷重を支持する必要がある。これに対し、貨物Ｂが地面Ｇに接触していると、地面Ｇによって貨物Ｂが支持されるので、マルチコプター９１が貨物Ｂの荷重を支持する必要がなくなる。ホバリング中のマルチコプター９１は、制御部８３１によって、一定高度を維持するように制御されているので、マルチコプター９１を同じ高さにホバリングさせた状態で、主ワイヤ３０の繰り出しによって貨物Ｂが地面Ｇに着地すると、着地前と比べて、マルチコプター９１の回転翼９１１の回転数が小さくなり、また、ＤＣモータ８６の負荷電流が小さくなる。これらの変化を検出することで、貨物Ｂの着地を検出することができる。回転翼９１１の回転数やＤＣモータ８６の負荷電流をモニターする計測器は、マルチコプター９１に比較的簡便に装備することができ、マルチコプター９１の飛行制御自体にも利用することができる。よって、上記のように荷重検出器や測距センサを用いる場合と比較して、簡素な構成で着地検知機構を実現することができる。また、運搬装置１全体の重量も小さく抑えることができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１            運搬装置
２０          ウインチ（巻き揚げ装置）
３０          主ワイヤ
３１          結合点
３３          係止具
４０          補助ワイヤ
４１          支持具
９１          マルチコプター（無人航空機）
Ｂ            貨物
Ｇ            地面
【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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