(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機本体の下方に取り付けられ、複数の荷物を保持し、当該荷物を個別に荷下ろし可能な荷物保持装置であって、
前記複数の荷物にそれぞれ取り付けられた複数の支持部材を、下流側に向かって付勢された状態で所定の経路に沿って列状に並ぶようにガイドするガイド部材と、
常時は、前記複数の支持部材のうちの最下流の第１の支持部材を保持し、荷下ろし時には、前記第１の支持部材の上流側に隣接する第２の支持部材を保持しながら前記第１の支持部材を開放する開放制御部材と、
を備えることを特徴とする荷物保持装置。
【請求項２】
前記ガイド部材は上面が下流側に向かって低くなる傾斜面として形成され、これにより前記複数の支持部材は下流側に向かって付勢されている、
請求項１に記載の荷物保持装置。
【請求項３】
前記ガイド部材にはスリットが形成され、
前記複数の荷物は、それぞれ吊下部材を介して前記支持部材に吊り下げられており、
前記支持部材が前記ガイド部材上に載置され、前記吊下部材が前記スリットを通った状態で前記複数の荷物が保持されている、
請求項１又は２に記載の荷物保持装置。
【請求項４】
前記支持部材は前記ガイド部材側の部分が湾曲面として形成されている、
請求項３に記載の荷物保持装置。
【請求項５】
前記スリットの上流側に前記吊下部材の離脱を防止するための離脱防止部材が設けられている、
請求項３又は４に記載の荷物保持装置。
【請求項６】
前記荷物は平坦な部材であり、
前記複数の支持部材が、隣接する支持部材同士が当接した状態で前記ガイド部材上に載置されるように構成されている、
請求項１〜５の何れか１項に記載の荷物保持装置。
【請求項７】
前記開放制御部材は、
第１のアームと、
前記第１のアームの上流側に設けられた第２のアームと、を有し、
前記開放制御部材は、
常時は、前記第１のアーム又は前記第２のアームにより前記第１の支持部材を保持し、
荷下ろし時には、前記第２のアームが前記第２の支持部材を保持するとともに、前記第１のアームによる前記第１の支持部材の保持を開放する、ように構成されている、
請求項１〜６の何れか１項に記載の荷物保持装置。
【請求項８】
前記第１のアーム及び前記第２のアームは、前記所定の経路を横切る方向に進退可能に構成されており、
荷下ろし時には、前記第２のアームが前記所定の経路に進出することにより、前記第２のアームが前記第２の支持部材を保持するとともに、前記第１のアームが前記所定の経路から退行することにより、前記第１の支持部材の保持を開放する、
請求項７に記載の荷物保持装置。
【請求項９】
荷下ろし完了後に、前記第１のアームが前記所定の経路に進出し、前記第２のアームが前記所定の経路から退行することにより、前記第２の支持部材が前記第１のアームにより保持された状態となる、
請求項８に記載の荷物保持装置。
【請求項１０】
前記開放制御部材は、
回動可能な回動部材を有し、
前記第１のアーム及び前記第２のアームは、それぞれ、前記回動部材にリンク部材を介して接続されており、
前記回動部材が第１の回動方向に回動することにより、前記第２のアームが前記所定の経路に進出するとともに、前記第１のアームが前記所定の経路から退行し、
前記回動部材が前記第１の回動方向と反対の第２の回動方向に回動することにより、前記第２のアームが前記所定の経路から退行するとともに、前記第１のアームが前記所定の経路に進出する、
請求項９に記載の荷物保持装置。
【請求項１１】
無人航空機本体と、
前記無人航空機本体の下方に取り付けられた、請求項１〜１０の何れか１項に記載の荷物保持装置と、を含む、
無人航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷物保持装置、及び、無人航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無人航空機（ドローン）を使用した荷物の配達に関する技術の開発が進んでいる。ドローンを使用した荷物の配達では、荷物をドローンに一体化した状態でドローンを配送先まで飛行させ、配送先において荷物を開放する。ドローンに荷物を一体化させる方法としては、例えば、特許文献１に記載されているようにドローンから下端にフックが取り付けられたワイヤを吊り下げ、フックに荷物を固定する装置などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１９／３３７６２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、軽量な封筒などの荷物についてもドローンで搬送することが試みられている。軽量な荷物を搬送する場合にも、特許文献１に記載されているようなフックが取り付けられたワイヤを用いて搬送することも可能である。しかしながら、フックが取り付けられたワイヤを用いた場合には、一度の飛行で一つの荷物しか搬送することができない。軽量な荷物を搬送する場合には、燃料や搬送時間を節約するために複数の荷物を一台のドローンで搬送し、複数の場所にそれぞれ荷物を下ろすことができるのが望ましい。しかしながら、複数の荷物を保持し、所望の場所でそれぞれの荷物を下ろすことができる装置についてはこれまで存在しなかった。【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の荷物を保持し、所望の場所でそれぞれの荷物を下ろすことができる、無人航空機に取り付けられる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による荷物保持装置は、無人航空機本体の下方に取り付けられ、複数の荷物を保持し、荷物を個別に荷下ろし可能な荷物保持装置であって、複数の荷物にそれぞれ取り付けられた複数の支持部材を、下流側に向かって付勢された状態で所定の経路に沿って列状に並ぶようにガイドするガイド部材と、常時は、複数の支持部材のうちの最下流の第１の支持部材を保持し、荷下ろし時には、第１の支持部材の上流側に隣接する第２の支持部材を保持しながら第１の支持部材を開放する開放制御部材と、を備えることを特徴とする。【０００７】
本発明において、好ましくは、ガイド部材は上面が下流側に向かって低くなる傾斜面に形成され、これにより複数の支持部材は下流側に向かって付勢されている。【０００８】
本発明において、好ましくは、ガイド部材にはスリットが形成され、複数の荷物は、それぞれ吊下部材を介して支持部材に吊り下げられており、支持部材がガイド部材上に載置され、吊下部材がスリットを通った状態で複数の荷物が保持されている。【０００９】
本発明において、好ましくは、支持部材はガイド部材側の部分が湾曲面として形成されている。【００１０】
本発明において、好ましくは、スリットの上流側に吊下部材の離脱を防止するための離脱防止部材が設けられている。【００１１】
本発明において、好ましくは、荷物は平坦な部材であり、複数の支持部材が、隣接する支持部材同士が当接した状態でガイド部材上に載置されるように構成されている。【００１２】
本発明において、好ましくは、開放制御部材は、第１のアームと、第１のアームの上流側に設けられた第２のアームと、を有し、開放制御部材は、常時は、第１のアーム又は第２のアームにより第１の支持部材を保持し、荷下ろし時には、第２のアームが第２の支持部材を保持するとともに、第１のアームによる第１の支持部材の保持を開放する、ように構成されている。【００１３】
本発明において、好ましくは、第１のアーム及び第２のアームは、所定の経路を横切る方向に進退可能に構成されており、荷下ろし時には、第２のアームが所定の経路に進出することにより、第２のアームが第２の支持部材を保持するとともに、第１のアームが所定の経路から退行することにより、第１の支持部材の保持を開放する。【００１４】
本発明において、好ましくは、荷下ろし完了後に、第１のアームが所定の経路に進出し、第２のアームが所定の経路から退行することにより、第２の支持部材が第１のアームにより保持された状態となる。【００１５】
本発明において、好ましくは、開放制御部材は、回動可能な回動部材を有し、第１のアーム及び第２のアームは、それぞれ、回動部材にリンク部材を介して接続されており、回動部材が第１の回動方向に回動することにより、第２のアームが所定の経路に進出するとともに、第１のアームが所定の経路から退行し、回動部材が第１の回動方向と反対の第２の回動方向に回動することにより、第２のアームが所定の経路から退行するとともに、第１のアームが所定の経路に進出する。【００１６】
本発明による無人航空機は、無人航空機本体と、無人航空機本体の下方に取り付けられた、上記の荷物保持装置と、を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の荷物を保持し、所望の場所でそれぞれの荷物を下ろすことができる装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態による無人航空機（マルチコプタ）を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態による無人航空機（マルチコプタ）を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による無人航空機（マルチコプタ）を示す上面図である。
【図４】図１に示す無人航空機における荷物保持装置を示す側面図である。
【図５】図１に示す無人航空機における荷物保持装置を示し、図４におけるＶ−Ｖから見た図（その１）である。
【図６】図１に示す無人航空機における荷物保持装置を示し、図４におけるＶ−Ｖから見た図（その２）である。
【図７】図１に示す無人航空機における荷物保持装置を示し、図４におけるＶ−Ｖから見た図（その３）である。
【図８】図１に示す無人航空機における荷物保持装置を示し、図４におけるＶ−Ｖから見た図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態による無人航空機を、図面を参照しながら説明する。ただし本発明は以下に説明する具体的態様に限定されるわけではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の態様を取り得る。例えば、本発明の無人航空機は、図１に示すマルチコプタに限らず、回転翼機、固定翼機等、任意の無人航空機であってよいし、また自律飛行型の無人航空機である必要もない。
【００２０】
図１〜図３は、本発明の一実施形態による無人航空機（マルチコプタ）を示し、図１は正面図、図２は側面図、図３は上面図である。図１〜図３に示すように、本実施形態の無人航空機１０は、無人航空機本体１００と、無人航空機本体１００の下部に取り付けられた荷物保持装置２００と、を備える。
【００２１】
無人航空機本体１００は、本体部１０１と、本体部１０１から延びる６つのアーム１０４Ａ〜１０４Ｃと、本体部１０１から下方に延びる一対の着陸脚１０５と、を備える。本体部１０１、アーム１０４Ａ〜１０４Ｃ、及び着陸脚１０５は、前後方向に延びる平面に対して（すなわち、図３の左右方向に延びる面）左右対称な構成となっている。
【００２２】
本体部１０１はドーム状に形成されており、内部に収容空間が形成されている。本体部１０１には、バッテリー、制御回路、飛行位置センサ、カメラ、アンテナ等が搭載されている。制御回路は、例えばＣＰＵなどの処理装置と、メモリなどの記憶装置とを備え、メモリには、無人航空機本体の飛行を制御する飛行制御プログラム、荷物保持装置２００の駆動を制御する荷下ろし制御プログラム、及び、荷物の配送経路及び配送先の場所に関する配送経路データなどが記憶されている。
【００２３】
アーム１０４Ａ〜１０４Ｃは、着陸状態において本体部１０１から水平に延びている。アーム１０４Ａ〜１０４Ｃは、本体部１０１の前後方向中央から横方向（図３の左右方向）に延びる一対の中央アーム１０４Ｂと、本体部１０１の前部（図３の下部）から前方に向かって横方向に広がるように斜めに延びる一対の前方アーム１０４Ａと、本体部の後部（図３の上部）から後方に向かって横方向に広がるように延びる一対の後方アーム１０４Ｃと、を含む。
【００２４】
着陸脚１０５は、本体部１０１の両側から下方に延びる主脚部１０５Ａと、主脚部１０５Ａの下端に接続された接地部１０５Ｂとを含む。主脚部１０５Ａは円柱状であり、本体部１０１の前後方向の中央の両側から、斜め下方に向かって横方向に広がるように斜めに延びている。接地部１０５Ｂは円柱状であり、主脚部１０５Ａと垂直に前後方向に延びている。
【００２５】
また、無人航空機本体１００は、６つのモータ１０２と、各々のモータ１０２の駆動により回転して揚力を発生させる６つのロータ（回転翼）１０３と、を備える。モータ１０２は、それぞれ、アーム１０４Ａ〜１０４Ｃの先端に固定されている。モータ１０２は本体部１０１に収容されたバッテリーにより電力供給されて回転駆動し、その回転数は制御回路によりスピードコントローラを用いて制御される。各ロータ１０３は、アーム１０４Ａ〜１０４Ｃの上方に設けられている。
【００２６】
無人航空機本体１００は、制御回路からの制御信号により６つのモータ１０２が回転させられ、６つのロータ１０３の各々の回転数を制御することにより、上昇、下降、前後左右への飛行、旋回等の飛行が制御される。
【００２７】
無人航空機本体１００は、さらに、本体部１０１の下部に取り付けられた取付架台１０６を有する。取付架台１０６は、長方形状の基板１０６Ａと、基板１０６Ａの四隅から本体部１０１まで延びる４つの柱部１０６Ｂとを有する。取付架台１０６の基板１０６Ａは、無人航空機本体１００が着陸状態、又は、ホバリング状態にある場合に水平になるように本体部１０１に取り付けられている。
【００２８】
図４及び図５〜図８は、図１に示す無人航空機における荷物保持装置を示し、図４は側面図であり、図５〜図８は図４におけるＶ−Ｖから見た図であり、荷下ろしを行う各ステップに対応した図である。なお、図５〜図８では、荷物については図示を省略している。
本実施形態では、複数の荷物３００Ａ〜３００Ｄを、それぞれ異なる配送先に配達する場合について説明する。荷物３００Ａ〜３００Ｄは、例えば、薄型の平坦な矩形状である。このような荷物３００Ａ〜３００Ｄとしては、例えば、書類の封入された封筒や、薄型の物が収容された紙箱などである。
【００２９】
荷物３００Ａ〜３００Ｄの上部には、吊下部材３０２を介して支持部材３０４（３０４Ａ〜３０４Ｄ）が取り付けられている。吊下部材３０２は、水平方向に延びる断面矩形状の固定枠３０２Ａと、固定枠３０２Ａと支持部材３０４とを連結するジョイント部３０２Ｂとを含む。ジョイント部３０２Ｂには、例えば、ボールジョイントなどの支持部材３０４に対する荷物３００Ａ〜３００Ｄの角度を変更可能な機構が設けられている。吊下部材３０２の固定枠３０２Ａに荷物３００Ａ〜３００Ｄの上縁が取り付けられている。
【００３０】
支持部材３０４は、例えば、樹脂製の球体からなる。支持部材３０４には、吊下部材３０２を介して荷物が固定されている。なお、支持部材３０４の形状としては、後述するように、ガイド板２０２との摩擦が小さくなるように、下面が湾曲面として形成されていることが望ましい。また、支持部材３０４は、ガイド板２０２のスリット２０２Ａから落下しないように、最小寸法がスリット２０２Ａの幅よりも大きい。なお、本実施形態では、支持部材３０４は球体であるが、これに限らず、ガイド板２０２と当接する下面がガイド板２０２との摩擦が小さくなるように曲面として形成されていればよい。
【００３１】
図４及び図５に示すように、荷物保持装置２００は、ガイド部材２０１と、開放制御装置２１０とを備える。
ガイド部材２０１は、基台２０７と、基台２０７の下方に基台２０７に対して所定の間隔をあけて平行に設けられたガイド板２０２とを備える。基台２０７及びガイド板２０２は、例えば、ステンレス等により形成されている。
【００３２】
基台２０７は、取付架台１０６の基板１０６Ａの横方向の一方（図４の左側）の縁に沿って設けられた第１の側部材２０７Ａと、取付架台１０６の横方向の他方（図４の右側）の縁に沿って設けられた第２の側部材２０７Ｃと、第１の側部材２０７Ａ及び第２の側部材２０７Ｃの間に設けられた底板２０７Ｂとを備える。第１の側部材２０７Ａ及び第２の側部材２０７Ｃは、横方向の鉛直断面が略コの字形であり、前後方向に延びている。第１の側部材２０７Ａの鉛直高さは、第２の側部材２０７Ｃの鉛直高さよりも大きい。このため、第１の側部材２０７Ａと第２の側部材２０７Ｃとの間に設けられた底板２０７Ｂは、第２の側部材２０７Ｃ側から第１の側部材２０７Ａへ、下方に向かって傾斜している。なお、第１の側部材２０７Ａ及び第２の側部材２０７Ｃの下方の面は、底板２０７Ｂと平行になるように、水平方向に対して傾斜している。
【００３３】
ガイド板２０２は、矩形状の板材であり、長手方向が横方向（すなわち、図４の左右方向）に延びるように配置されている。基台２０７の底板２０７Ｂには同じ長さの４つの柱部材２０３が、底板２０７Ｂに対して垂直に立設されており、ガイド板２０２は柱部材２０３が四隅に接続されることにより、基台２０７の底板２０７Ｂと平行な状態で支持されている。
【００３４】
ガイド板２０２には、直線状にスリット２０２Ａと、スリット２０２Ａの一端に形成された入口開口２０２Ｂと、スリット２０２Ａの他端に形成された出口開口２０２Ｃとが形成されている。スリット２０２Ａは、ガイド板２０２の上方から下方に向かって（すなわち、傾斜方向に沿って）延びている。スリット２０２Ａの幅は、荷物３００Ａ〜３００Ｄに取り付けられた支持部材３０４（３０４Ａ〜３０４Ｄ）の直径よりも小さい。
【００３５】
入口開口２０２Ｂは円形状であり、その直径は支持部材３０４の直径よりもわずかに大きい。また、入口開口２０２Ｂの近傍には、離脱防止プレート２０４が設けられている。離脱防止プレート２０４はひし形状に形成されている。ガイド板２０２の入口開口２０２Ｂの前後方向（図５の上下方向）の両側には、ガイド板２０２と底板２０７Ｂとの間にわたって、一対の柱部材２０５Ｂがガイド板２０２に垂直に設けられている。柱部材２０５Ｂは、ナット２０６により底板２０７Ｂに固定されている。離脱防止プレート２０４は、ひし形の長尺対角線の両側部に一対の開口が形成されており、この開口をそれぞれ柱部材２０５Ｂが挿通している。これにより、離脱防止プレート２０４は、ガイド板２０２と垂直方向から見て、入口開口２０２Ｂと重なるように配置されるとともに、柱部材２０５Ｂに沿って移動可能に案内されている。また、一対のばね部材２０５Ａが、それぞれ柱部材２０５Ｂを取り囲むように、離脱防止プレート２０４と基台２０７の底板２０７Ｂとの間に収縮状態で介装されている。これにより、離脱防止プレート２０４は、ガイド板２０２に向かって付勢され、常時はガイド板２０２の近傍に位置している。
出口開口２０２Ｃは、矩形状であり、スリット２０２Ａに連続している。出口開口２０２Ｃの幅及び長さは、支持部材３０４の直径よりも大きい。
【００３６】
ガイド板２０２は、スリット２０２Ａが前後方向に延び、かつ、入口開口２０２Ｂが傾斜の上方に位置し、出口開口２０２Ｃが傾斜の下方に位置するように、底板２０７Ｂと平行に取り付けられている。これにより、ガイド板２０２のスリット２０２Ａが傾斜方向に延びている。
【００３７】
このような構成により、離脱防止プレート２０４を押し上げながら荷物３００Ａ〜３００Ｄに取り付けられた支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄを入口開口２０２Ｂに挿入し、吊下部材３０２がスリット２０２Ａ内に位置するように移動することにより、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄがガイド板２０２上に載置された状態となる。この状態では、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄがガイド板２０２の上方に位置し、吊下部材３０２がスリット２０２Ａを通り、荷物３００Ａ〜３００Ｄが吊り下げられた状態で保持される。この際、ガイド板２０２が傾斜しているため、荷物３００Ａ〜３００Ｄの自重により荷物及び支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄはスリット２０２Ａに沿って下方に付勢される。これにより、荷物３００Ａ〜３００Ｄは開放制御装置２１０により保持されていない状態では、支持部材３０４はガイド板２０２上に載置された状態で吊下部材３０２がスリット２０２Ａに沿って案内されて、入口開口２０２Ｂから出口開口２０２Ｃまで移動する。この荷物３００Ａ〜３００Ｄの移動する経路を以下、移動経路という。
【００３８】
開放制御装置２１０は、モータ２１１と、モータ２１１に取り付けられた回動部材２１２と、第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４と、第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４を回動部材２１２に連結する第１のリンク部材２１５及び第２のリンク部材２１６と、規制部材２１７と、を備える。
【００３９】
モータ２１１は、バッテリーから電力が供給され、回転が制御される。回動部材２１２は、長尺状の部材であり、その中心にモータ２１１のシャフトが接続されている。回動部材２１２の両端には、それぞれ第１のリンク部材２１５及び第２のリンク部材２１６の一端が回動自在に接続されている。回動部材２１２は、モータ２１１に電力が供給されることにより、時計回り及び半時計回りに所定の角度にわたり回動する。
【００４０】
第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４は、それぞれ基部２１３Ａ、２１４Ａ及び爪部２１３Ｂ、２１４Ｂを有する。基部２１３Ａ、２１４Ａはそれぞれ断面矩形の長尺部材からなる。基部２１３Ａ、２１４Ａはそれぞれ底板２０７Ｂに沿うように前後方向（図５の上下方向）に延びるように配置されており、規制部材２１７により支持されている。第１のアーム２１３と第２のアーム２１４とは、スリット２０２Ａの方向に荷物３００Ａ〜３００Ｄに取り付けられた支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄの直径に相当する間隔だけ離間している。
【００４１】
規制部材２１７は、底板２０７Ｂの下面に取り付けられた部材であり、前後方向（図５の上下方向）に貫通する一対の断面矩形状の貫通孔が形成されている。第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４は、規制部材２１７の一対の貫通孔にそれぞれ基部２１３Ａ、２１４Ａが挿通することにより、前後方向に摺動可能な状態で支持されている。
【００４２】
爪部２１３Ｂ、２１４Ｂは、長尺な板状の部材からなる。爪部２１３Ｂ、２１４Ｂは、それぞれ、基部２１３Ａ、２１４Ａの先端部の一方の面（図５の右側側面）に沿うように取り付けられている。爪部２１３Ｂ、２１４Ｂは、基端部が基部２１３Ａ、２１４Ａに取り付けられており、基部２１３Ａ、２１４Ａよりもガイド板２０２側に進出している。基部２１３Ａ、２１４Ａの基端部には、第１のリンク部材２１５及び第２のリンク部材２１６の他端が回動可能に接続されている。これにより、回動部材２１２の回動は、第１のリンク部材２１５及び第２のリンク部材２１６により、第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４の長手方向の進退に変換される。
【００４３】
こ開放制御装置２１０は、モータ２１１が回動部材２１２を図５における時計回りに所定の角度回動させることにより、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂがガイド板２０２のスリット２０２Ａと出口開口２０２Ｃとの境界に相当する出口位置で、スリット２０２Ａと交差するまで進出し（すなわち、移動経路に進出し）、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが出口位置の上流側の上流位置でスリット２０２Ａと交差した状態から退行した（すなわち、移動経路から退行した）第１の状態となる。
【００４４】
また、開放制御装置２１０は、モータ２１１が回動部材２１２を図５における半時計回りに所定の角度回動させることにより、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂが出口位置で、スリット２０２Ａと交差した状態から退行し（すなわち、移動経路から退行し）、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが、上流位置でスリット２０２Ａと交差するまで進出した（すなわち、移動経路に進出した）第１の状態となる。なお、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが進退する上流位置は、出口位置から支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄの直径に相当する間隔だけ離間している。
【００４５】
以下、本実施形態の無人航空機１０により複数の荷物を配達する流れを説明する。
本実施形態では、無人航空機１０は、集荷場所において荷物保持装置２００に複数の荷物が取り付けられ、複数の荷下ろし地点において荷物をそれぞれ荷下ろしし、集荷場所に帰還する。
【００４６】
まず、集荷場所において複数の荷物を荷物保持装置２００に取り付ける流れを説明する。荷物の取り付け時には、開放制御装置２１０は、図５に示すような、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂがスリット２０２Ａと交差するように進出し（移動経路に進出し）、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂがスリット２０２Ａと交差した状態から退行した（移動経路から退行した）状態となっている。この状態で、離脱防止プレート２０４を押し上げながら荷物３００Ａ〜３００Ｄに取り付けられた支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄを入口開口２０２Ｂに挿入し、吊下部材３０２がスリット２０２Ａ内に位置するように移動することにより、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄをガイド板２０２上に載置する。ガイド板２０２の上面は出口開口２０２Ｃ側（下流側）が低くなるように傾斜しているため、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄは、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄ及び荷物３００Ａ〜３００Ｄの自重により下流側に向かって付勢される。なお、荷下ろしする順序で荷物３００Ａ〜３００Ｄがスリット２０２Ａの下流側から上流側に向かって並ぶように、荷下ろしする順序で支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄを入口開口２０２Ｂから挿入する。これにより、図５に示すように、最下流の荷物３００Ａに取り付けられた支持部材３０４Ａが第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂにより保持された状態となり、複数の荷物３００Ａ〜３００Ｄに固定された第１〜第４の支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄが、下流側からスリット２０２Ａに沿って一列に並んだ状態となる。また、各支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄは球形であり、ガイド板２０２はスリット２０２Ａの延びる方向に沿って傾斜しているため、各支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄは下流側（出口開口２０２Ｃ側）に向かって付勢されている。これにより、スリット２０２Ａに沿った方向に隣接する支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄは当接した状態となり、第１〜第４の支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄの下流側への移動が規制される。
【００４７】
このように複数の荷物が荷物保持装置２００により保持された状態で、無人航空機１０は、第１の荷下ろし場所に飛行する。なお、無人航空機１０による飛行は、制御回路のメモリに記録された飛行制御プログラムにより制御され、配送経路データに応じた所定の飛行経路に沿って無人航空機本体１００が飛行するように制御回路が６つのロータ１０３の回転数を制御することにより実行される。そして、ＧＰＳなどの飛行位置センサ及びカメラによる映像により無人航空機本体１００の制御回路が、無人航空機１０が第１の荷下ろし場所に到着したことを検知すると、制御回路が荷下ろし制御プログラムを実行することにより、第１の荷物３００Ａの荷下ろしを実行する。なお、荷下ろし作業は無人航空機本体１００が着陸した状態で行ってもよいし、ホバリングした状態で行ってもよい。
【００４８】
制御回路が荷下ろし制御プログラムを実行すると、図６に示すように、モータ２１１が駆動されて回動部材２１２が半時計回りに回動する。回動部材２１２が半時計回りに回動すると、第１のアーム２１３が退行するとともに、第２のアーム２１４が移動経路に進出する。そして、図６に示すように、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂが最下流の第１の支持部材３０４Ａを保持した状態で、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが最下流の支持部材３０４Ａと、下流側から２番目の第２の支持部材３０４Ｂとの間に入り込む。これにより、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが第２の支持部材３０４Ｂを保持し、第２〜第４の支持部材３０４Ｂ〜３０４Ｄの下流側への移動を規制する。
【００４９】
さらに、モータ２１１が回動部材２１２を半時計回りに回動すると、図７に示すように、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが第２〜第４の支持部材３０４Ｂ〜３０４Ｄを保持した状態で、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂが移動経路から退行する。これにより、最下流の第１の支持部材３０４Ａの保持が解除され、自重により最下流の支持部材３０４Ａが出口開口２０２Ｃに進行し、出口開口２０２Ｃから落下する。第１の支持部材３０４Ａが出口開口２０２Ｃから落下することにより、最下流の第１の荷物３００Ａのみを荷下ろしすることができる。
【００５０】
最下流の荷物３００Ａの荷下ろしが完了すると、制御回路によりモータ２１１が駆動されて、回動部材２１２が時計回りに回動する。これにより、図８に示すように、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが移動経路から退行するとともに、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂが移動経路に向かって進行する。回動部材２１２が時計回りに回動することにより、第２〜第４の支持部材３０４Ｂ〜３０４Ｄが移動経路（スリット２０２Ａ）に沿って下流に進行し、第２の支持部材３０４Ｂが第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂに当接する。これにより、第２〜第４の支持部材３０４Ｂ〜３０４Ｄが第１のアーム２１３により保持された状態となる。
【００５１】
このようにして第１の荷物３００Ａの荷下ろし作業が完了すると、無人航空機１０は、第２の荷下ろし場所に飛行する。なお、無人航空機１０による飛行は、集荷場所から第１の荷下ろし場所への飛行と同様に、制御回路のメモリに記録された飛行制御プログラムにより制御され、配送経路データに応じた所定の飛行経路に沿って無人航空機本体１００が飛行するように制御回路が６つのロータ１０３の回転数を制御することにより実行される。そして、ＧＰＳなどの飛行位置センサ及びカメラによる映像により無人航空機本体１００の制御回路が、無人航空機１０が第２の荷下ろし場所に到着したことを検知すると、制御回路が荷下ろし制御プログラムを実行することにより第２の荷物３００Ｂの荷下ろしを実行する。
【００５２】
第２の荷物３００Ｂの荷下ろし作業は、第１の荷物３００Ａの荷下ろし作業と同様に行われる。すなわち、制御回路が荷下ろし制御プログラムを実行し、モータ２１１を駆動して回動部材２１２が半時計回りに回動させる。このように、回動部材２１２が半時計回りに回動すると、まず、第１のアーム２１３が退行するとともに、第２のアーム２１４が移動経路に進出する。そして、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂが第２の支持部材３０４Ｂを保持した状態で、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが最下流の第２の支持部材３０４Ｂと、下流側から２番目の第３の支持部材３０４Ｃとの間に入り込む。これにより、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが第３の支持部材３０４Ｃを保持し、第３〜第４の支持部材３０４Ｃ〜３０４Ｄの下流側への移動が規制される。
【００５３】
さらに、モータ２１１が回動部材２１２を半時計回りに回動すると、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが第３〜第４の支持部材３０４Ｃ〜３０４Ｄを保持した状態で、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂが移動経路から退行する。これにより、最下流の第２の支持部材３０４Ｂの保持が解除され、自重により最下流の第２の支持部材３０４Ｂが出口開口２０２Ｃに進行する。これにより、第２の支持部材３０４Ｂが出口開口２０２Ｃから落下し、最下流の第２の荷物３００Ｂのみを荷下ろしすることができる。
【００５４】
最下流の第２の荷物３００Ｂの荷下ろしが完了すると、制御回路によりモータ２１１が駆動されて、回動部材２１２が時計回りに回動する。回動部材２１２が時計回りに回動することにより、第２のアーム２１４の爪部２１４Ｂが移動経路から退行するとともに、第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂが移動経路に向かって進行する。これにより、第３〜第４の支持部材３０４Ｃ〜３０４Ｄが移動経路（スリット２０２Ａ）に沿って下流に進行し、第３の支持部材３０４Ｃが第１のアーム２１３の爪部２１３Ｂに当接する。これにより、第３〜第４の支持部材３０４Ｃ〜３０４Ｄが第１のアーム２１３により保持された状態となる。
【００５５】
このようにして第２の荷物３００Ｂの荷下ろし作業が完了すると、無人航空機１０は、第２の荷下ろし場所から第３の荷下ろし場所への飛行、第３の荷下ろし場所での第３の荷物３００Ｃの荷下ろし、第３の荷下ろし場所から第４の荷下ろし場所への飛行、第４の荷下ろし場所での第４の荷物３００Ｄの荷下ろしを行う。そして、すべての荷物の荷下ろしが完了したら、無人航空機１０は、集荷場に飛行する。
【００５６】
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態の荷物保持装置２００は、複数の荷物にそれぞれ取り付けられた複数の支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄを、下流側に向かって付勢された状態で所定の経路に沿って列状に並ぶようにガイドするガイド板２０２と、常時は、複数の支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄのうちの最下流の第１の支持部材３０４Ａを保持し、荷下ろし時には、第１の支持部材３０４Ａの上流側に隣接する第２の支持部材３０４Ｂを保持しながら第１の支持部材３０４Ａを開放する開放制御装置２１０と、を備える。
このような構成によれば、開放制御装置２１０により第１の支持部材３０４Ａのみを開放することにより、ガイド板２０２から第１の支持部材３０４Ａのみを開放することができ、第１の支持部材３０４Ａが取り付けられた第１の荷物３００Ａのみを荷下ろしすることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、ガイド板２０２は上面が下流側に向かって低くなる傾斜面に形成され、これにより複数の支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄは下流側に向かって付勢されている。
無人航空機１０は燃料等の節約の観点から軽量であることが望まれる。これに対して、上記構成の本実施形態によれば、ガイド板２０２の上面を傾斜面として形成することにより支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄが下流側に向かって付勢されているため、付勢するための構成を別途設けることが必要なく、荷物保持装置２００を軽量化することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、ガイド板２０２にはスリット２０２Ａが形成され、複数の荷物３００Ａ〜３００Ｄは、それぞれ吊下部材３０２を介して支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄに吊り下げられており、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄがガイド板２０２上に載置され、吊下部材３０２がスリット２０２Ａを通った状態で複数の荷物３００Ａ〜３００Ｄが保持されている。このような構成の本実施形態によれば、荷物３００Ａ〜３００Ｄに支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄを取り付けるという単純な構成で、荷物３００Ａ〜３００Ｄを荷物保持装置２００により保持することができ、軽量化が可能となる。
【００５９】
また、本実施形態では、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄが球体状であるため、ガイド板２０２との摩擦が小さくなり、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄがガイド板２０２をスムーズに滑り、確実に荷物３００Ａ〜３００Ｄを荷下ろしすることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、スリット２０２Ａの上流側に吊下部材３０２の離脱を防止するための離脱防止プレート２０４が設けられている。これにより、無人航空機１０の飛行時に荷物３００Ａ〜３００Ｄが落下することを確実に防止できる。
【００６１】
また、本実施形態では、荷物３００Ａ〜３００Ｄは平坦な部材であり、複数の支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄが、隣接する支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄ同士が当接した状態でガイド板２０２上に載置されるように構成されている。これにより、複数の荷物３００Ａ〜３００Ｄをコンパクトに保持することができ、無人航空機１０の飛行に対する荷物３００Ａ〜３００Ｄの影響を抑えることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、開放制御装置２１０は、第１のアーム２１３と、第１のアーム２１３の上流側に設けられた第２のアーム２１４と、を有し、開放制御装置２１０は、常時（飛行時）は、第１のアーム２１３により第１の支持部材３０４Ａを保持し、荷下ろし時には、第２のアーム２１４が第２の支持部材３０４Ｂを保持するとともに、第１のアーム２１３による第１の支持部材３０４Ａの保持を開放する、ように構成されている。これにより、最下流の第１の支持部材３０４Ａのみを開放することができ、複数の荷物３００Ａ〜３００Ｄを個別に荷下ろしすることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４は、移動経路を横切る方向に進退可能に構成されており、荷下ろし時には、第２のアーム２１４が所定の経路に進出することにより、第２のアーム２１４が第２の支持部材３０４Ｂを保持するとともに、第１のアーム２１３が所定の経路から退行することにより、第１の支持部材３０４Ａの保持を開放する。このように、第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４の進退のみで複数の荷物３００Ａ〜３００Ｄを個別に荷下ろしすることができ、開放制御装置２１０の構成を簡潔にし、軽量化することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、荷下ろし完了後に、第１のアーム２１３が移動経路に進出し、第２のアーム２１４が所定の経路から退行することにより、第２の支持部材３０４Ｂが第１のアーム２１３により保持された状態となる。これにより、第２の支持部材３０４Ｂに取り付けられた第２の荷物３００Ｂを、第２の荷下ろし場所ですぐに荷下ろしすることができる。
【００６５】
また、本実施形態では、開放制御装置２１０は、回動可能な回動部材２１２を有し、第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４は、それぞれ、回動部材２１２に第１のリンク部材２１５及び第２のリンク部材２１６を介して接続されており、回動部材２１２が第１の回動方向に回動することにより、第２のアーム２１４が所定の経路に進出するとともに、第１のアーム２１３が所定の経路から退行し、回動部材２１２が第１の回動方向と反対の第２の回動方向に回動することにより、第２のアーム２１４が所定の経路から退行するとともに、第１のアーム２１３が所定の経路に進出する。このような構成によれば、第１のアーム２１３及び第２のアーム２１４を駆動するための駆動源を個別に設ける必要がなく、装置の軽量化及びコンパクト化を実現できる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、常時（飛行時）には、第１のアーム２１３により支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄを保持しているが、これに限らず、第２のアーム２１４により支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄを保持してもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、ガイド板２０２にスリット２０２Ａを設け、スリット２０２Ａに吊下部材３０２を通し、支持部材３０４Ａ〜３０４Ｄをガイド板２０２上に載置する構成としたが、これに限らず、レールなどを設け、レールに支持部材を支持させる構成としてもよい。
【００６８】
また、スリット２０２Ａの上流側に入口開口２０２Ｂを設け、スリット２０２Ａの下流側に出口開口２０２Ｃを設けているが、これに限らず、スリット２０２Ａを両縁まで伸ばしてもよい。
【００６９】
また、開放制御装置２１０の構成は、本実施形態のような構成には限らず、常時は最下流の第１の支持部材３０４Ａを保持し、荷下ろし時には、第１の支持部材３０４Ａの上流側に隣接する第２の支持部材３０４Ｂを保持しながら第１の支持部材３０４Ａを開放することができるような構成であればよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０      ：無人航空機
１００    ：無人航空機本体
１０１    ：本体部
１０２    ：モータ
１０３    ：ロータ
１０４Ａ  ：前方アーム
１０４Ｂ  ：中央アーム
１０４Ｃ  ：後方アーム
１０５    ：着陸脚
１０５Ａ  ：主脚部
１０５Ｂ  ：接地部
１０６    ：取付架台
１０６Ａ  ：基板
１０６Ｂ  ：柱部
２００    ：荷物保持装置
２０１    ：ガイド部材
２０２    ：ガイド板
２０２Ａ  ：スリット
２０２Ｂ  ：入口開口
２０２Ｃ  ：出口開口
２０３    ：柱部材
２０４    ：離脱防止プレート
２０５Ａ  ：ばね部材
２０５Ｂ  ：柱部材
２０７    ：基台
２０７Ａ  ：第１の側部材
２０７Ｂ  ：底板
２０７Ｃ  ：第２の側部材
２１０    ：開放制御装置
２１１    ：モータ
２１２    ：回動部材
２１３    ：第１のアーム
２１３Ａ  ：基部
２１３Ｂ  ：爪部
２１４    ：第２のアーム
２１４Ａ  ：基部
２１４Ｂ  ：爪部
２１５    ：第１のリンク部材
２１６    ：第２のリンク部材
２１７    ：規制部材
３００Ａ  ：第１の荷物
３００Ｂ  ：第２の荷物
３００Ｃ  ：第３の荷物
３００Ｄ  ：第４の荷物
３０２    ：吊下部材
３０２Ａ  ：固定枠
３０２Ｂ  ：ジョイント部
３０４Ａ  ：第１の支持部材
３０４Ｂ  ：第４の支持部材
３０４Ｃ  ：第３の支持部材
３０４Ｄ  ：第４の支持部材
【要約】
数の荷物を保持し、所望の場所でそれぞれの荷物を下ろすことができる、無人航空機に取り付けられる装置を提供する。
荷物保持装置は、無人航空機本体の下方に取り付けられ、複数の荷物を保持するとともに、当該荷物を個別に荷下ろし可能な荷物保持装置であって、複数の荷物にそれぞれ取り付けられた複数の支持部材を、下流側に向かって付勢された状態で所定の経路に沿って列状に並ぶようにガイドするガイド部材と、常時は、複数の支持部材のうちの最下流の第１の支持部材を保持し、荷下ろし時には、第１の支持部材の上流側に隣接する第２の支持部材を保持しながら第１の支持部材を開放する開放制御部材と、を備える。【図１】
0006902305.tif 000002
【図２】
0006902305.tif 000003
【図３】
0006902305.tif 000004
【図４】
0006902305.tif 000005
【図５】
0006902305.tif 000006
【図６】
0006902305.tif 000007
【図７】
0006902305.tif 000008
【図８】
0006902305.tif 000009