特開 2022-97373 ドローン及びそのバッテリー部交換システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022097373

(43)【公開日】2022-06-30

(54)【発明の名称】ドローン及びそのバッテリー部交換システム

(51)【国際特許分類】

   B64D 27/26 20060101AFI20220623BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20220623BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20220623BHJP

   B64F 1/36 20170101ALI20220623BHJP

   H01M 50/249 20210101ALI20220623BHJP

   H01M 50/244 20210101ALI20220623BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20220623BHJP

【ＦＩ】

B64D27/26

B64D27/24

B64C39/02

B64F1/36

H01M50/249

H01M50/244 A

H01M50/296

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021152492

(22)【出願日】2021-09-17

(31)【優先権主張番号】109145032

(32)【優先日】2020-12-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】521411851

【氏名又は名称】東友科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】陳鼎鈞

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA12

5H040AA22

5H040AS22

5H040AY03

5H040AY12

5H040CC13

5H040CC15

5H040CC24

5H040CC33

5H040DD22

5H040DD28

5H040DD29

5H040NN03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ドローン及びバッテリー部交換システムを提供する。
【解決手段】フレーム本体とバッテリー部とを備えるドローンに関するものであり、フレーム本体はバッテリー部収容溝を備える。バッテリー部収容溝は第１位置決め部と第２位置決め部とを備え、第１位置決め部及び第２位置決め部は第１方向にずれるように配置される。バッテリー部はバッテリー部収容溝に収容され、バッテリー部は第１位置決め機構と第２位置決め機構とを備える。第１位置決め機構が第１位置決め部に対応し、第２位置決め機構が第２位置決め部に対応する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレーム本体とバッテリー部とを備えるドローンであって、
前記フレーム本体は、バッテリー部収容溝を備え、前記バッテリー部収容溝は、第１位置決め部と第２位置決め部とを備え、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部は、第１方向に互いに位置ずれるように配置され、
前記バッテリー部は、前記バッテリー部収容溝に収容され、かつ前記バッテリー部は、第１位置決め機構と第２位置決め機構とを備え、前記第１位置決め機構が前記第１位置決め部に対応し、且つ前記第２位置決め機構が前記第２位置決め部に対応する、ことを特徴とするドローン。

【請求項2】

前記第１位置決め機構と前記第２位置決め機構は、前記バッテリー部の中心に対して、点対称または線対称である、ことを特徴とする請求項１に記載のドローン。

【請求項3】

前記バッテリー部は、前記第１方向または前記第１方向と反対の方向に沿って、前記バッテリー部収容溝に置換可能に収容される、ことを特徴とする請求項１に記載のドローン。

【請求項4】

前記フレーム本体はガイドレールを備え、前記ガイドレールは、前記第１方向に沿って前記バッテリー部収容溝内に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のドローン。

【請求項5】

前記第１位置決め部は、第１ばね部材と第１テーパ柱部材とを備え、前記第２位置決め部は、第２ばね部材と第２テーパ柱部材とを備え、前記第１位置決め機構及び前記第２位置決め機構は溝構造であり、前記バッテリー部が前記バッテリー部収容溝に収容されると、前記第１ばね部材が弾性力を提供して前記第１テーパ柱部材を前記第１位置決め機構に収容させ且つ前記第１位置決め機構に当接させる、前記第２ばね部材が弾性力を提供して前記第２テーパ柱部材を前記第２位置決め機構に収容させ且つ前記第２位置決め機構に当接させる、ことを特徴とする請求項１に記載のドローン。

【請求項6】

前記バッテリー部は電極領域を備え、前記電極領域は、少なくとも１つの正極と、少なくとも１つの負極と、少なくとも１つの識別部品とを備え、前記正極と前記負極と前記識別部品は、互いに重なり合うまたは分離するように配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のドローン。

【請求項7】

前記バッテリー部収容溝は複数の金属製弾性片部材を備え、前記バッテリー部が前記バッテリー部収容溝に収容されると、前記複数の金属製弾性片部材のそれぞれは前記正極と前記負極と前記識別部品とに当接する、ことを特徴とする請求項６に記載のドローン。

【請求項8】

ドローンのバッテリー部交換システムであって、複数のバッテリー部と少なくとも１つのドローンとバッテリー部交換ステーションとを備え、
前記ドローンは、フレーム本体と前記複数のバッテリー部のうちの１つの前記バッテリー部とを備え、
前記フレーム本体は、バッテリー部収容溝とガイドレールとを備え、前記ガイドレールが前記バッテリー部収容溝内に配置され、
前記バッテリー部は、第１方向または前記第１方向と反対の方向に沿って前記バッテリー部収容溝に置換可能に配置され、
前記バッテリー部交換ステーションには、前記複数のバッテリー部のうちの一部の前記バッテリー部を格納し、前記バッテリー部交換ステーションは搬送レールを備え、前記ドローンが前記バッテリー部交換ステーションに着陸すると、前記搬送レールが前記ガイドレールに突合せ接続し、前記搬送レールは、前記第１方向または前記第１方向と反対の方向に沿って、前記バッテリー部交換ステーションに格納される１つの前記バッテリー部を前記バッテリー部収容溝に搬送する、ことを特徴とするドローンのバッテリー部交換システム。

【請求項9】

前記搬送レールには複数の充電バッテリー保管位置が設けられ、前記バッテリー部交換ステーションに格納される各前記バッテリー部は、前記複数の充電バッテリー保管位置のうちの１つの充電バッテリー保管位置に格納され、前記充電バッテリー保管位置の個数が前記バッテリー部交換ステーションの前記複数のバッテリー部の個数と同じであり、または前記充電バッテリー保管位置の個数が前記バッテリー部交換ステーションに格納される前記複数のバッテリー部の個数の２倍である、ことを特徴とする請求項８に記載のバッテリー部交換システム。

【請求項10】

前記搬送レールと前記ガイドレールが、長手形状または環状の軌道を形成する、ことを特徴とする請求項８に記載のバッテリー部交換システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドローンに関し、より詳しくは、ドローン及びそのバッテリー部交換システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、演算処理チップの進化とモーター駆動力の効率向上に伴い、電気自動車、電気バイク、電気スクーター、ドローンなど多くの輸送機器が開発され、市場に広く応用されるようになった。従来のドローンは、伝統的なガソリン燃料を利用しており、燃料タンクの体積が大きくかつ温度が高いため、危険性および製造コストが高い。にもかかわらず、燃料タンクの体積を減らすことができないので、商業的にも都市的にも適用できない。

【0003】

電動ドローンは、ガソリン燃料駆動エンジンを置き換え、バッテリーを用いて駆動電力を供給している。従来のドローンで使用されていた複雑な動力機構は、電気モーターなどで置き換えることができ、ドローンの体積を効果的に縮小し、都市または商業輸送に適用できるようになった。

【0004】

しかしながら、既存の電動ドローンは航続力が不十分という問題があり、単一のバッテリーで提供される電力エネルギーに依存して短時間しか飛行力を提供できない。バッテリーの貯蔵電力エネルギーを大幅に高めることができない現状では、さらに多くのバッテリーを追加で搭載するとの提案があったが、ドローンの重量配分に影響を与え、ひいては積載量の効率まで下げる場合がある。また、既存のドローンのバッテリーを交換する際、大半手動で交換しなければならず、これに対応するためには、人及び機械を利用できる十分なスペースが必要となり、スペース、時間及び人件費の面で少なからぬ費用がかかる。

【0005】

したがって、従来技術における前述した問題及び欠点を解消することができるドローン及びそのバッテリー部交換システムをどのように開発するかはまだ解決されていない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の主な目的は、従来技術の欠点を解決できる、ドローン及びバッテリー部交換システムを提供することである。

【0007】

本発明のもう一つの目的は、第１位置決め部及び第２位置決め部は第１方向に位置ずれるように配置され、第１位置決め機構及び第２位置決め機構は、それぞれ、第１位置決め部及び第２位置決め部に対応するように設置されることで、第１方向に沿ってバッテリー部を自動的に交換することを容易にし、スペース、時間及び人件費を効果的に削減することができる、ドローン及びバッテリー部交換システムを提供することである。

【0008】

本発明のもう一つの目的はは、ドローンのバッテリー部の軌道に位置決め機能を付与する設計を用いて、単方向または双方向の迅速バッテリー交換を自動的に実現でき、かつドローン自動作業システムと整合して、ドローンのアイランドホッピング飛行を実現することができ、長距離で継続的な輸送に役立つことができる、ドローン及びそのバッテリー部交換システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態がドローンを提供する。前記ドローンは、フレーム本体とバッテリー部とを備え、前記フレーム本体はバッテリー部収容溝を備え、前記バッテリー部収容溝は第１位置決め部と第２位置決め部とを備え、前記第１位置決め部及び前記第２位置決め部は第１方向に位置ずれるように配置され、前記バッテリー部が前記バッテリー部収容溝に収容され、前記バッテリー部は第１位置決め機構と第２位置決め機構とを備え、前記第１位置決め機構が前記第１位置決め部に対応し、前記第２位置決め機構が前記第２位置決め部に対応する。

【0010】

上記の目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態でがドローンのバッテリー部交換システムを提供する。前記ドローンのバッテリー部交換システムは複数のバッテリー部と少なくとも１つのドローンとバッテリー部交換ステーションとを備え、前記ドローンはフレーム本体と前記複数のバッテリー部のうちの１つの前記バッテリー部とを備え、前記フレーム本体は、バッテリー部収容溝とガイドレールとを備え、前記ガイドレールが前記バッテリー部収容溝内に配置され、前記バッテリー部は、第１方向または前記第１方向と反対の方向に沿って前記バッテリー部収容溝に置換可能に配置され、前記バッテリー部交換ステーションには、前記複数のバッテリー部のうちの一部の前記バッテリー部を格納し、前記バッテリー部交換ステーションは搬送レールを備え、前記ドローンが前記バッテリー部交換ステーションに着陸すると、前記搬送レールが前記ガイドレールに突合せ接続し、前記搬送レールは、前記第１方向または前記第１方向と反対の方向に沿って、前記バッテリー部交換ステーションに格納される１つの前記バッテリー部を前記バッテリー部収容溝に搬送する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態におけるドローンの構造概念図である。

【図2】本発明に係るドローンのバッテリー部が第１方向に沿って置換可能にバッテリー部収容溝に収容される構造を示す概念図である。

【図3】本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部の構造概念図である。

【図4】本発明に係るドローンのバッテリー部が第１方向に沿って置換可能にバッテリー部収容溝に収容される構造を他の角度から見た時の構造概念図である。

【図5】本発明に係るドローンのフレーム本体に設けられたバッテリー部収容溝及びバッテリー部の詳細な構造を示す図である。

【図6】本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部交換システムの構造概念図である。

【図7】図６に示すドローンのバッテリー部交換システムの平面図及びその局在部を示す図である。

【図8】図６に示すドローンのバッテリー部交換システムの側面部分の詳細な構造を示す図である。

【図9】本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部交換システムを示す図であり、詳しくは、ドローンがバッテリー部の交換ステーションに着陸している状態を示している。

【図10】本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部交換システムの構造概念図である。

【図11】図１０に示すドローンのバッテリー部交換システムの平面図である。

【図12】本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部交換システムを示す図であり、詳しくは、ドローンがバッテリー部の交換ステーションを離れる状態を示している。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の特徴及び利点を具現化するいくつかの典型的な実施形態は、以下の内容で詳細に説明する。なお、本発明は、本願特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更または改良を加えることができる。また、以下の説明及び図面は、本願発明を理解するためのものであり、本願発明を限定するためのものではない。

【0013】

図１は、本発明の実施形態におけるドローンの構造概念図である。図２は、本発明に係るドローンのバッテリー部が第１方向に沿って置換可能にバッテリー部収容溝に収容される構造を示す概念図である。図３は、本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部の構造概念図である。図４は、本発明に係るドローンのバッテリー部が第１方向に沿って置換可能にバッテリー部収容溝に収容される構造を他の角度から見た時の構造概念図である。図１～図４に示すように、本発明のある実施形態では、ドローン１はフレーム本体２とバッテリー部３とを備える。フレーム本体２はバッテリー部収容溝２１を備える。バッテリー部収容溝２１は、第１位置決め部２１１及び第２位置決め部２１２を備え、第１位置決め部２１１と第２位置決め部２１２とは第１方向ｄ１に位置ずれるように配置される（第１位置決め部２１１と第２位置決め部２１２とを結ぶ直線が第１方向ｄ１と平行でない）。換言すれば、第１方向ｄ１に第１位置決め部２１１及び第２位置決め部２１２が重なり合わない（第１方向ｄ１に垂直する平面における、第１位置決め部２１１及び第２位置決め部２１２の投影が重なり合わない）。また、バッテリー部３は、バッテリー部収容溝２１に収容されている。バッテリー部３は、第１位置決め機構３１と第２位置決め機構３２とを備え、第１位置決め機構３１と第２位置決め機構３２とは第１方向ｄ１に位置ずれるように配置される（第１位置決め機構３１と第２位置決め機構３とを結ぶ直線は、第１方向と平行でない）、すなわち、第１方向ｄ１において互い違いに配置されている。第１位置決め機構３１は、第１位置決め部２１１に対応し、第２位置決め機構３２は、第２位置決め部２１２に対応する。簡単に言えば、第１位置決め部２１１及び第２位置決め部２１２は、第１方向ｄ１において互い違い（位置すれる）に配置され、第１位置決め機構３１及び第２位置決め機構３２は、それぞれ、第１位置決め部２１１及び第２位置決め部２１２と位置合わせされることで、第１方向ｄ１に沿った自動バッテリー部交換が容易になり、スペース、時間及び人件費を効果的に削減することができる。

【0014】

本発明によれば、第１位置決め機構３１が第１位置決め部２１１と対応することは、第１位置決め機構３１が第１位置決め部２１１に対応して配置され、かつ第１位置決め機構３１と第１位置決め部２１１は互いに接触して位置決め可能であることを意味している。第２位置決め機構３２が第２位置決め部２１２と対応することは、第２位置決め機構３２が第２位置決め部２１２に対応して配置され、かつ第２位置決め機構３２と第２位置決め部２１２は互いに接触して位置決め可能であることを意味している。

【0015】

他の実施形態では、好ましくは、本発明ドローン１のバッテリー部３が第１方向ｄ１または第１方向ｄ１と反対の方向に沿って置換可能にバッテリー部収容溝２１に収容され、かつドローン１のフレーム本体２はガイドレール２２を備え、前記ガイドレール２２が第１方向ｄ１に沿ってバッテリー部収容溝２１に配置されている。この構造によれば、ガイドレール２２により、バッテリー部３が第１方向ｄ１に沿ってバッテリー部収容溝２１内にスライドしてバッテリー部収容溝２１に収容される。ただし、これには限定されない。

【0016】

図１及び図２を参照されたい。他の実施形態では、本発明に係るドローン１は複数のプロペラ構造４を備え、前記プロペラ構造４がフレーム本体２に取り付けられ、プロペラ構造４が巻き起こす気流で、ドローン１を動かす推進力を提供する。また、他の実施形態では、フレーム本体２は、複数の保護部材２３及び複数のスキッド２４を備えている。プロペラ構造４を保護するために、保護部材２３は、プロペラ構造４よりもドローン１の中心から離れるように、各プロペラ構造４の外側に配置されている。好ましくは、スキッド２４がプロペラ構造４を支持するために各プロペラ構造４の下方に配置されている。複数のスキッド２４によって、ドローンが飛行中でないときに立ち上がることができる。

【0017】

図３に示すように、バッテリー部３の第１位置決め機構３１及び第２位置決め機構３２は、バッテリー部３の中心に対して、点対称または線対称するように配置されるのが好ましい。具体的に、点対称の対称点は、バッテリー部３の中心点であり、線対称の対称線は、バッテリー部３の対角線である。他の実施形態では、バッテリー部３は電極領域３３を備える。電極領域３３は、少なくとも１つの正極３３１と少なくとも１つの負極３３２と少なくとも１つの識別部品３３３とを備え、かつ正極３３１、負極３３２及び識別部品３３３は、互いに重なり合うか、または分離するように配置されている。なお、本願発明はこれに限定されない。

【0018】

以下、本発明に係るドローン１のフレーム本体２に設けられるバッテリー部収容溝２１の第１位置決め部２１１及び第２位置決め部２１２、並びにバッテリー部３の第１位置決め機構３１及び第２位置決め機構３２の動作について詳細に説明する。図５は、本発明に係るドローンのフレーム本体に設けられるバッテリー部収容溝及びバッテリー部の詳細な構造を示す概念図である。図５に示すように、第１位置決め部２１１は、第１ばね部材２１１１及び第１テーパ柱部材２１１２を備え、第２位置決め部２１２は、第２ばね部材２１２１及び第２テーパ柱部材２１２２を備えている。第１位置決め機構３１及び第２位置決め機構３２は、溝構造である。バッテリー部３がバッテリー部収容溝２１に収容されると、第１ばね部材２１１１が弾性力を提供し、第１テーパ柱部材２１１２を第１位置決め機構３１に収容させかつ第１位置決め機構３１に当接して相互係合及び位置決めを行う。同時に、第２ばね部材２１２１が弾性力を提供し、第２テーパ柱部材２１２２を第２位置決め機構３２に収容させかつ第２位置決め機構３２に当接して相互係合及び位置決めを行う。第１位置決め部２１１及び第２位置決め部２１２、並びに第１位置決め機構３１及び第２位置決め機構３２は、第１方向ｄ１において位置ずれるように配置されているので、バッテリー部３が第１方向ｄ１に沿ってバッテリー部収容溝２１に導入されるとき、位置決めミスが生じることがない。また、バッテリー部３の第１位置決め機構３１及び第２位置決め機構３２の対称関係により、バッテリー部３が第１方向ｄ１またはその反対方向にバッテリー部収容溝２１に導入しても、正確な位置に位置決めすることができる。

【0019】

バッテリー部収容溝２１は、複数の金属製弾性片部材２１３を備える。バッテリー部３がバッテリー部収容溝２１に収容されると、複数の金属製弾性片部材２１３は、正極３３１、負極３３２及び識別部品３３３に当接し、バッテリー部３とドローン１の内部回路との間の電気的接続を形成することができる。他の実施形態では、識別部品３３３は、識別抵抗器または識別チップであるが、これに限定されない。

【0020】

図６、図７及び図８を参照されたい。図６は、本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部交換システムの構造概念図である。図７は、図６に示すドローンのバッテリー部交換システムの平面図及びその局在部を示す図である。図８は、図６に示すドローンのバッテリー部交換システムの側面部分の詳細な構造を示す図である。図６～図８に示すように、本発明の実施形態によって提供されるドローンのバッテリー部交換システム５は、複数のバッテリー部６と、少なくとも１つのドローン７と、バッテリー部交換ステーション９とを備える。各ドローン７は、フレーム本体８と、複数のバッテリー部６にある１つのバッテリー部６とを備える。フレーム本体８は、バッテリー部収容溝８１と、ガイドレール８２とを備え、ガイドレール８２がバッテリー部収容溝８１内に配置される。バッテリー部６は、第１方向ｄ１または第１方向ｄ１と反対の方向に沿ってバッテリー部収容溝８１に置換可能に収容されている。バッテリー部交換ステーション９には、複数のバッテリー部６のうちの一部のバッテリー部６を格納しており、バッテリー部交換ステーション９は、搬送レール９１を備えている。ドローン７がバッテリー部交換ステーション９に着陸すると、搬送レール９１がガイドレール８２に合わせて接続され、搬送レール９１によって、第１方向ｄ１または第１方向ｄ１と反対の方向に沿って、バッテリー部交換ステーション９に格納された１つのバッテリー部６をバッテリー部収容溝８１に搬送する。

【0021】

なお、本発明ドローンのバッテリー部交換システム５のドローン７の構造では、交換可能なバッテリー部６と、フレーム本体内に固定して設置された固定バッテリー部（図示せず）とを備えても良い。固定バッテリー部は、飛行制御コンピューターなどの低消費電力システムを提供するために使用され、バッテリー部の迅速な交換時には、交換可能なバッテリー部６の代わりに飛行電力を提供することができる。そのため、飛行任務を中断することなくバッテリー部の交換を完了することができる。

【0022】

本実施形態では、バッテリー部交換ステーション９の搬送レール９１と、ドローン７のフレーム本体８のガイドレール８２とが突合せ接続し、長い長手形状の軌道を形成する。搬送レール９１には複数の充電バッテリー保管位置が設けられ、バッテリー部交換ステーション９に格納された各バッテリー部６が複数の充電バッテリー保管位置のうちの１つの充電バッテリー保管位置に配置されている。充電バッテリー保管位置の個数がバッテリー部交換ステーション９の複数のバッテリー部６の個数の２倍である。これによって、ドローン７のシステムがバッテリー部６の電力がタスクを完了するのに不十分であることを確認すると、ドローン７は、最も近いバッテリー部交換ステーション９に着陸し、バッテリー部交換ステーション９の搬送レール９１とドローン７のフレーム本体８のガイドレール８２とが突合せ接続して、バッテリー部の交換を行うことができる。この構造は、第１方向ｄ１または第１方向ｄ１と反対の方向に沿ってバッテリー部６を搬送する双方向交換機能を提供できるように、充電バッテリー保管位置の個数はバッテリー部６の個数の２倍に設定している。これによって、バッテリー部交換ステーション９は、格納されるすべてのバッテリー部６が同じ側に搬送された場合、すべてのバッテリー部６を収容し、且つ、格納されるすべてのバッテリー部６を同じに充電することができる。

【0023】

図８を参照されたい。図８に示すように、バッテリー部６が搬送レール９１によって第１方向ｄ１に搬送されると、ドローン７に取り付けられたバッテリー部６が押さえられ、これにより、ガイドレール８２の第１位置決め部８１１の第１テーパ柱部材８１１２及び第２位置決め部８１２の第２テーパ柱部材８１２２が押さえられる。第１ばね部材８１１１及び第２ばね部材８１２１が圧力を受けて持ち上げられ、交換すべきバッテリー部６の第１位置決め機構６１が第１ばね部材８１１１及び第１テーパ柱部材８１１２の直下に位置し、且つ第２位置決め機構６２が第２ばね部材８１２１及び第２テーパ柱部材８１２２の直下に位置すると、第１ばね部材８１１１及び第２ばね部材８１２１の復元力は第１テーパ柱部材８１１２及び第２テーパ柱部材８１２２を下方に押し付けて第１位置決め機構６１及び第２位置決め機構６２に係合させ、バッテリー部の交換を完了する。このとき、バッテリー部収容溝８１の金属製弾性片部材８１３はバッテリー部６の電極領域６３に当接する。

【0024】

図９、図１０、図１１及び図１２を参照されたい。図９は、本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部交換システムのドローンがバッテリー部交換ステーションに着陸した状態を示す図である。図１０は、本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部交換システムの構造概念図である。図１１図は、図１０に示すドローンのバッテリー部交換システムの平面図である。図１２は、本発明の実施形態におけるドローンのバッテリー部交換システムのドローンがバッテリー部交換ステーションを離れる状態を示す図である。図９～図１２に示すように、本発明の実施形態によって提供されるバッテリー部交換ステーション９の搬送レール９１と、ドローン７のフレーム本体８のガイドレール８２との接続により、環状の軌道を形成する。搬送レール９１には複数の充電バッテリー保管位置が設けられ、且つバッテリー部交換ステーション９に格納された各バッテリー部６は、複数の充電バッテリー保管位置のうちの１つの充電バッテリー保管位置に収容される。

【0025】

ドローン７のシステムがバッテリー部６の電量がタスクを完了するのに不十分であることを確認すると、図９に示すように、ドローン７は、バッテリー部交換ステーション９に着陸して、バッテリー部交換ステーション９の搬送レール９１がドローン７のフレーム本体８のガイドレール８２に突合せ接続され、バッテリー部の交換を行う（図１０を参照）。この構造は、単一方向に沿ってバッテリー部６を搬送する単方向交換機能を提供し、ドローン７に交換されたバッテリー部６が搬送レール９１によって環状の軌道に沿って一回りした充電時間が最も長いバッテリー部６であることを確保する。この構造における充電バッテリー保管位置の個数がバッテリー部交換ステーション９に格納される複数のバッテリー部６の個数と同じであることが好ましいが、これには限定されない。バッテリー部６の交換を完了した後、ドローン７は、図１２に示すように、バッテリー部交換ステーション９を離れ、飛行タスクを続ける。

【0026】

図６及び図９を参照されたい。他の実施形態では、バッテリー部交換ステーション９はさらにプラットフォーム９２を備え、プラットフォーム９２は、複数のスキッド受け部９２１を備えている。ドローン７がバッテリー部交換ステーション９のプラットフォーム９２に着陸すると、ドローン７のフレーム本体８の複数のスキッド８４が複数のスキッド受け部９２１に１つずつ収容されるので、ドローン７の離着陸時により正確にバッテリー部交換ステーション９を位置合わせすることができる。なお、本発明はこの方式に限定されない。

【0027】

本発明の構想によれば、本発明ドローンのバッテリー部交換システム５は、複数のバッテリー部交換ステーション９を備えてもよく、かつバッテリー部交換ステーション９は、上記のいずれかの実施形態としても良い。バッテリー部交換ステーション９の個数が十分でかつ広く分布していれば、本発明ドローンのバッテリー部交換システム５は、ドローンの広範囲なアイランドホッピング飛行を実現でき、長距離輸送に適用することができる。

【0028】

上述したように、本発明は、ドローン及びバッテリー部交換システムを提供する。第１位置決め部及び第２位置決め部は、第１方向に位置ずれるように配置され、かつ第１位置決め機構及び第２位置決め機構のそれぞれが第１位置決め部及び第２位置決め部に対応するように設計することで、第１方向に沿ってバッテリー部を自動的に交換することを容易にし、それにより、スペース、時間及び人件費を効果的に削減することができる。同時に、本発明のバッテリー部交換システムは、ドローンのバッテリー部に位置決め機能を付与する設計によって、完全に自動化された単方向または双方向の迅速なバッテリー交換を実現することができ、且つドローンの自動ディスパッチシステムにより、ドローンの広範囲なアイランドホッピング飛行を実現し、長距離輸送に適用することができる。

【0029】

本発明は、上記の実施形態によって詳細に説明されたが、当業者が多くの方式で変更または改良することができ、その変更または改良のいずれも本願特許請求の範囲に含まれている。

【符号の説明】

【0030】

１：ドローン
２：フレーム本体
２１：バッテリー部収容溝
２１１：第１位置決め部
２１１１：第１ばね部材
２１１２：第１テーパ柱部材
２１２：第２位置決め部
２１２１：第２ばね部材
２１２２：第２テーパ柱部材
２１３：金属製弾性片部材
２２：ガイドレール
２３：保護部材
２４：スキッド
３：バッテリー部
３１：第１位置決め機構
３２：第２位置決め機構
３３：電極領域
３３１：正極
３３２：負極
３３３：識別部品
４：プロペラ構造
５：ドローンのバッテリー部交換システム
６：バッテリー部
６１：第１位置決め機構
６２：第２位置決め機構
６３：電極領域
７：ドローン
８：フレーム本体
８１：バッテリー部収容溝
８１１：第１位置決め部
８１１１：第１ばね部材
８１１２：第１テーパ柱部材
８１２：第２位置決め部
８１２１：第２ばね部材
８１２２：第２テーパ柱部材
８１３：金属製弾性片部材
８２：ガイドレール
８４：スキッド
９：バッテリー部交換ステーション
９１：搬送レール
９２：プラットフォーム
９２１：スキッド受け部
ｄ１：第１方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【外国語明細書】