特許 6644306 ドローンの安全飛行装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6644306

(24)【登録日】2020年1月10日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】ドローンの安全飛行装置

(51)【国際特許分類】

   B61B 7/00 20060101AFI20200130BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20200130BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20200130BHJP

   B64F 3/00 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   B61B7/00 A

   B64C39/02

   B64C27/08

   B64F3/00

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2019-122213(P2019-122213)

(22)【出願日】2019年6月28日

【審査請求日】2019年7月26日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592158969

【氏名又は名称】西武建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】516163796

【氏名又は名称】有限会社エム・エイ・シー

(74)【代理人】

【識別番号】100137338

【弁理士】

【氏名又は名称】辻田 朋子

(72)【発明者】

【氏名】伊尾木 浩二

【審査官】 伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−０５２４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０９５３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１７−００８８５４０（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０２４５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６４８４９１０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００９６６２３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｆ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直線状に配置され、ドローンが移動可能に装着された第１のガイドラインと、この第１のガイドラインと略直交するように配置され、かつ、前記第１のガイドラインの各端部がそれぞれ移動可能に取り付けられた一対の平行な第２のガイドラインと、それぞれの第２のガイドラインの両端部が移動自在に取り付けられ、この第２のガイドラインおよび前記第１のガイドラインと略直交するように配置された第３のガイドラインを備えていることを特徴とするドローンの安全飛行装置。

【請求項2】

前記第２のガイドラインのそれぞれに、その長さ方向に沿って移動自在なスライダが装着され、これらのスライダ間に前記第１のガイドラインが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のドローンの安全飛行装置。

【請求項3】

前記第３のガイドラインのそれぞれに、その長さ方向に沿って移動自在なスライダが装着され、これらのスライダ間に前記第２のガイドラインが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のドローンの安全飛行装置。

【請求項4】

前記第１のガイドラインが水平方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のドローンの安全飛行装置。

【請求項5】

前記第１のガイドラインが鉛直方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のドローンの安全飛行装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドローンの飛行軌跡を規制して、設定された飛行領域以外の領域への飛行を防止するためのドローンの安全飛行装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、遠隔操作や自動制御によって飛行するドローンが普及し、このドローンにカメラを搭載して、人間が近づくことが困難な箇所を空撮することが行なわれている。

【0003】

ところで、何らかの原因で、ドローンを設定した領域以外の領域に飛行させてしまうことが想定される。

【0004】

このような事象が生じると、ドローンの紛失や構造物との接触や衝突による破損等を招くおそれがあり、その対策が要望されている。

【0005】

そして、このような要望への対応を目的とした従来の技術が、例えば、特許文献１において提案されている。

【0006】

この技術は、所定間隔をおいて設置された一対の固定構造物間にワイヤ等のガイドラインを張設しておき、このガイドラインにドローンを移動可能に連結したものである。

【0007】

そして、ドローンの飛行軌跡をガイドラインに沿った軌跡に規制して、ドローンの、設定外の領域への飛行を防止するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１７−２１８１４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、前述した従来の技術においては、ドローンの飛行軌跡がガイドラインに沿った直線状の軌道に制限されてしまうという不具合がある。

【0010】

本発明は、前述した従来技術における不具合を解消すべくなされたもので、ドローンの飛行領域を三次元の空間内に規制するドローンの安全飛行装置を提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明のドローンの安全飛行装置は、直線状に配置され、ドローンが移動可能に装着された第１のガイドラインと、この第１のガイドラインと略直交するように配置され、かつ、前記第１のガイドラインの各端部がそれぞれ移動可能に取り付けられた一対の平行な第２のガイドラインと、それぞれの第２のガイドラインの両端部が移動自在に取り付けられ、この第２のガイドラインおよび前記第１のガイドラインと略直交するように配置された第３のガイドラインを備えていることを特徴としている。

【0012】

このように構成されたドローンの安全飛行装置では、ドローンは、第１のガイドラインによって形成される直線状の軌道（Ｘ方向とする）に沿って拘束された直線状の飛行軌跡で飛行させられる。

【0013】

また、第１のガイドラインが、この第１のガイドラインと直交して配置された一対の第２のガイドラインによって、この第２のガイドラインの長さ方向（Ｙ方向とする）に移動可能に連結されていることにより、第１のガイドラインが第２のガイドラインに沿って平行移動可能となされている。

【0014】

これによって、ドローンが第１のガイドラインとともに、第２のガイドラインの長さ方向、すなわち、Ｘ方向と直交するＹ方向へ移動可能となされる。

【0015】

さらに、第２のガイドラインが、この第２のガイドラインおよび前記第１のガイドラインと直交する第３のガイドラインによって、この第３のガイドラインの長さ方向（Ｚ方向とする）に移動可能に連結されていることにより、第２のガイドラインが第３のガイドラインに沿って平行移動可能となされている。

【0016】

これによって、ドローンが第１のガイドラインおよび第２ガイドラインとともに、第３のガイドラインの長さ方向、すなわち、Ｘ方向およびＹ方向と直交するＺ方向へ移動可能となされる。

【0017】

したがって、ドローンの飛行可能領域が、相互に直交する３方向に三次元空間となり、その飛行軌跡が規制された状態で広い飛行可能領域を確保することができる。

【0018】

ここで、第１のガイドラインと第２のガイドライン、第２のガイドラインと第３のガイドラインとを、それぞれ、第２のガイドラインおよび第３のガイドラインにその長さ方向に沿って移動自在に装着されたスライダを介して連結した構成とすることができる。

【0019】

このような構成とすることにより、第１のガイドラインの平行移動を円滑にすることができる。
すなわち、ドローンの飛行を円滑にすることができる。

【0020】

前記第１のガイドラインは水平方向あるいは鉛直方向に沿って配置することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、ドローンの飛行可能領域を三次元空間に拡大することができるドローンの安全飛行装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態を示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に用いられるドローンの斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に用いられるスライダを示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図4】本発明に用いられるスライダの変形例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【図5】図４に示すスライダの作用説明図である。

【図6】図４に示すスライダの変形例を示す正面図である。

【図7】本発明に用いられるスライダのさらに他の変形例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１において、符号１は、本実施形態のドローンの安全飛行装置（以下、安全飛行装置と略称する）を示し、符号２はドローンを示す。

【0024】

この安全飛行装置１は、平行な一対の支柱３を一組として、その二組を水平方向に間隔をおいて立設しておき、これら４本の支柱３で取り囲まれる空間に設置される。

【0025】

本実施形態の安全飛行装置１は、ドローン２が移動可能に装着された第１のガイドライン４と、この第１のガイドライン４と略直交するように配置され、かつ、前記第１のガイドライン４の各端部がそれぞれ移動可能に取り付けられた一対の平行な第２のガイドライン５と、それぞれの第２のガイドライン５の両端部が移動自在に取り付けられ、この第２のガイドライン５および前記第１のガイドライン４と略直交するように配置された第３ガイドライン６を備えている。

【0026】

前記第３のガイドライン６は、各組み毎の支柱３間において、水平方向（図１中のＹ方向）に張設させられている。

【0027】

すなわち、各組のそれぞれの支柱３の上端部間に張設された上部の第３ガイドライン６と、各組のそれぞれの支柱３の下端部間に張設された下部の第３ガイドライン６との４本によって構成されている。

【0028】

そして、それぞれの第３のガイドライン６には、スライダ７が、第３のガイドライン６の長さ方向（Ｙ方向）に移動自在に装着されている。

【0029】

前記第２のガイドライン５は、上下に配置された一対の第３のガイドライン６に装着されているスライダ７間に、鉛直方向（Ｚ方向）に沿うように張設されており、この第３のガイドライン６の長さ方向、すなわち、Ｙ方向に平行移動可能となされている。

【0030】

そして、第２のガイドライン５は、各組みの一対の第３のガイドライン６間にそれぞれ取り付けられている。

【0031】

また、各第２のガイドライン５には、スライダ７が、第２のガイドライン５の長さ方向（Ｚ方向）に移動自在に装着されている。

【0032】

前記第１のガイドライン４は、前記一対の第２のガイドライン５のそれぞれに装着されたスライダ７間に、第３のガイドライン６の長さ方向（Ｙ方向）および第２のガイドライン５の長さ方向（Ｚ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に沿うように張設されて、Ｚ方向に平行移動可能となされている。

【0033】

前記ドローン２は、第１のガイドライン４にその長さ方向に沿って移動自在に装着されたスライダ７の下部に垂設されておりこのスライダ７とともにＸ方向に移動可能となされている。

【0034】

前記ドローン２は、図２に示すように、本体２ａと、この本体２ａの上部に装着された４個のプロペラ２ｂと、本体２ａの下部に取り付けられた一対の脚２ｃを備え、本体２ａの下部の脚２ｃ間に、図示しないカメラが装着されている。

【0035】

前記スライダ７は、図３に示すように、ケーシング８と、このケーシング８に回転自在に装着され、第１のガイドライン４に転動自在に当接させられる６個のガイドローラ９によって構成されている。

【0036】

ガイドローラ９は３個一組として、それぞれの組が、第１のガイドライン４の長さ方向に間隔を置くように配置されている。
各組の３個のガイドローラ９は第１のガイドライン４の周方向に等間隔で配置されている。

【0037】

このように構成された本実施形態の安全飛行装置１においては、ドローン２は、第１のガイドライン４によって形成されている水平面内のＸ方向の軌道によって規制された飛行軌跡で飛行する。

【0038】

また、ドローン２の水平面内のＸ方向と直交するＹ方向への移動が、第１のガイドライン４が取り付けられている第２のガイドライン５が、第３のガイドライン６の長さ方向（Ｙ方向）に平行移動させられることにより行なわれる。

【0039】

さらに、ドローン２の鉛直方向、すなわち、Ｚ方向への移動が、第１のガイドライン４が第２のガイドライン５の長さ方向（Ｚ方向）に平行移動させられることによって行なわれる。

【0040】

このように、ドローン２を、第１のガイドライン４、第２のガイドライン５、および、第３のガイドライン６によって規制された三次元空間内で飛行させることができ、その飛行領域を拡大することができる。

【0041】

また、ドローン２が、第１のガイドライン４、第２のガイドライン５、および、第３のガイドライン６によって常時拘束されていることにより、前述した三次元空間以外への飛行が阻止される。

【0042】

さらに、ドローン２が何らかの原因で飛行不能となった場合でも、前述した領域内に降下する。
したがって、ドローン２を見失うような不具合は生じなく安全な飛行を行なわせることができる。

【0043】

なお、前記各実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等、あるいは、適用する対象物は一例であって必要に応じ適宜変更可能である。

【0044】

たとえば、前記実施形態においては、第１のガイドライン４を水平方向に沿うように配置した例について示したが、この第１ガイドライン４を鉛直方向に沿わせるような構成とすることもできる。

【0045】

また、第１ないし第３のガイドライン４・５・６が長くなると、その自重によって撓みが生じることが想定される。
あるいは、第１ないし第３のガイドライン４・５・６を湾曲又は屈曲させて（90度以上の鈍角で）設置することも想定される。

【0046】

このような場合、第１あるいは第２のガイドライン４・５の途中を支持ロッドあるいは支持ライン等の固定部材によって固定構造物に連結することにより、撓みを無くしたり、また、湾曲形状に保持したりすることが考えられる。

【0047】

ところで、前述した固定部材を第１ないし第３のガイドライン４・５・６に固定すると、この固定部材が、第１ないし第３のガイドライン４・５・６に装着されているスライダ７の移動を阻害する。

【0048】

このような不具合を解消するために、図４に示すようなスライダ２０を用いることができる。

【0049】

このスライダ２０は、ドローン２か装着される基台２１に、第１のガイドライン４が挿通されるガイド溝２１ａを形成するとともに、このガイド溝２１ａを外部へ連通させるための開口２１ｂを形成し、かつ、この開口２１ｂの両側部に、この開口２１ｂを覆うようにして配置され、第１のガイドライン４の離脱を阻止する係止部材２２を回転自在に装着し、さらに、これらの係止部材２２に、第１のガイドライン３の途中を支持する固定部材２３を通過させる凹部２２ａをそれぞれ設けた構成としたものである。

【0050】

前記両係止部材２２は略円盤状に形成され、基台２１に、相互に同一面内において近接するように配置されている。

【0051】

そして、各係止部材２２の外周縁部に、中心へ向かって窪む前記凹部２２ａが周方向に連続して多数形成されている。

【0052】

各係止部材２２に形成されている凹部２２ａ同士が対向させられた状態において、固定部材２３を両側から挟み込むように位置させられるようになっている。

【0053】

このスライダ２０は、第１のガイドライン４が、基台２１のガイド溝２１ａと両係止部材２２によって形成される空間に挿通されることによって第１のガイドライン４に装着される。
ここで、ガイド溝２１ａの開口２１ｂの上方には一対の係止部材２２が位置させられていることにより、これらの係止部材２２によって第１のガイドライン４がガイド溝２１ａから離脱することが防止されている。

【0054】

ドローン２の移動にも伴ってスライダ２０も第１のガイドライン４に沿って移動し、このスライダ２０が固定部材２３に当接する位置に到達する。

【0055】

ここで、前記固定部材２３は、図５（ａ）に示すように、両係止部材２２の凹部２２ａに入り込む。

【0056】

スライダ２０がさらに移動すると、図５（ｂ）ないし図５（ｄ）に示すように、各係止部材２２が回転することによって、固定部材２３が対峙する凹部２２ａ間に挟み込まれた状態で移動し、図５（ｅ）に示すように、両係止部材２２間を通過する。

【0057】

これによって、スライダ２０が固定部材２３を通り越すようにして移動することができる。

【0058】

一方、前述したスライダ２０を、図６に示すように、支持プレート２４に所定間隔をおいて一対取り付け、この支持プレート２４にドローン２を装着する構成とすることができる。

【0059】

このような構成とすることにより、第１のガイドライン４に対するスライダ２０の姿勢を安定させることができる。

【0060】

なお、前述した例では、スライダ２０を第１のガイドライン４に装着した例について示したが、第２あるいは第３のガイドライン５・６に装着することもできる。

【0061】

さらに、係止部材を、図７に符号３０で示す係止部材のような形状とするすることもできる。

【0062】

この係止部材３０は放射状に複数の羽根３１を設けたものであり、かつ、一対設けられる係止部材３０を、図７（ｂ）に示すように、それぞれの羽根３１が基台２１の開口２１ｂの上部において重畳するように配置するようにしたものである。

【0063】

このような構成とすることにより、一対の係止部材３０それぞれの羽根３１間に形成される空間部に固定部材２３を引き込むことにより、その通過を可能とする。

【符号の説明】

【0064】

１ （ドローンの）安全飛行装置
２ ドローン
２ａ 本体
２ｂ プロペラ
２ｃ 脚
３ 支柱
４ 第１のガイドライン
５ 第２のガイドライン
６ 第３のガイドライン
７ スライダ
８ ケーシング
９ ガイドローラ
２０ スライダ
２１ 基台
２１ａ ガイド溝
２１ｂ 開口
２２ 係止部材
２２ａ 凹部
２３ 固定部材
２４ 支持プレート
３０ 係止部材
３１ 羽根

【要約】

【課題】ドローンの飛行可能領域を、直線から三次元に拡大することができるドローンの安全飛行装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ドローン２が移動可能に装着された第１のガイドライン４と、この第１のガイドライン４と略直交するように配置され、かつ、前記第１のガイドライン４の各端部がそれぞれ移動可能に取り付けられた一対の平行な第２のガイドライン５と、それぞれの第２のガイドライン５の両端部が移動自在に取り付けられ、この第２のガイドライン５および前記第１のガイドライン４と略直交するように配置された第３ガイドライン６を備えている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】