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(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】P2023154866
(43)【公開日】2023-10-20
(54)【発明の名称】荷物運搬装置とこれを備えた無人飛行体
(51)【国際特許分類】
B64D 1/10 20060101AFI20231013BHJP
B64C 39/02 20060101ALI20231013BHJP
B64D 1/12 20060101ALI20231013BHJP
【ＦＩ】
B64D1/10
B64C39/02
B64D1/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022064483
(22)【出願日】2022-04-08
(71)【出願人】
【識別番号】000198363
【氏名又は名称】ＩＨＩ運搬機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100097515
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 実
(74)【代理人】
【識別番号】100136700
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 俊博
(72)【発明者】
【氏名】小野 右季
(72)【発明者】
【氏名】▲曽▼我 隆之
(57)【要約】
【課題】複数の荷物を同時に運搬し、複数の搬送先に別々に荷物を届けることができ、機体内のバッテリ充電に時間を要することなくバッテリ容量を容易に増やすことができる手段を提供する。
【解決手段】無人飛行体（ドローン）１０が、飛行を制御する主制御装置１２とこれに電力を供給する内部バッテリ１４を有する。荷物運搬装置１００は、ドローン１０に取付可能であり、保持リリース機構２０と機体連結装置３０を備える。保持リリース機構２０は、複数のコンテナ６を同時に運搬しかつコンテナ６又はその中の荷物２を個別に分離する。機体連結装置３０は、保持リリース機構２０をドローン１０に着脱可能な機体連結器３１を有する。保持リリース機構２０又は機体連結装置３０は、内部バッテリ１４に電力を供給可能な補助バッテリ４１を有する。
【選択図】図１
【解決手段】無人飛行体（ドローン）１０が、飛行を制御する主制御装置１２とこれに電力を供給する内部バッテリ１４を有する。荷物運搬装置１００は、ドローン１０に取付可能であり、保持リリース機構２０と機体連結装置３０を備える。保持リリース機構２０は、複数のコンテナ６を同時に運搬しかつコンテナ６又はその中の荷物２を個別に分離する。機体連結装置３０は、保持リリース機構２０をドローン１０に着脱可能な機体連結器３１を有する。保持リリース機構２０又は機体連結装置３０は、内部バッテリ１４に電力を供給可能な補助バッテリ４１を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
飛行を制御する主制御装置と該主制御装置に電力を供給する内部バッテリとを有する無人飛行体に取付可能な荷物運搬装置であって、
複数のコンテナを同時に運搬しかつ前記コンテナ又はその中の荷物を個別に分離可能な保持リリース機構を備え、
前記保持リリース機構は、前記内部バッテリに電力を供給可能な電源装置を有する、荷物運搬装置。
複数のコンテナを同時に運搬しかつ前記コンテナ又はその中の荷物を個別に分離可能な保持リリース機構を備え、
前記保持リリース機構は、前記内部バッテリに電力を供給可能な電源装置を有する、荷物運搬装置。
【請求項2】
前記無人飛行体に着脱可能な機体連結器を有する機体連結装置を備える、請求項１に記載の荷物運搬装置。
【請求項3】
複数の前記コンテナは、上下方向に積層可能に構成されており、
前記保持リリース機構は、積層された複数の前記コンテナを同時に把持し、下方から順に分離する、請求項１に記載の荷物運搬装置。
前記保持リリース機構は、積層された複数の前記コンテナを同時に把持し、下方から順に分離する、請求項１に記載の荷物運搬装置。
【請求項4】
前記保持リリース機構は、複数の前記コンテナを間に挟み、近接位置と離脱位置との間で開閉可能な複数の把持アームと、該把持アームに設けられ前記近接位置において前記コンテナを把持して上下動可能なコンテナ昇降機構と、を有する、請求項３に記載の荷物運搬装置。
【請求項5】
前記把持アームは、最下端の前記コンテナを把持する下部把持アームと、最下端以外の前記コンテナを把持する上部把持アームと、を有し、
前記コンテナ昇降機構は、前記下部把持アーム又は前記上部把持アームに設けられ水平軸を中心に回転駆動される複数の駆動ローラを有する、請求項４に記載の荷物運搬装置。
前記コンテナ昇降機構は、前記下部把持アーム又は前記上部把持アームに設けられ水平軸を中心に回転駆動される複数の駆動ローラを有する、請求項４に記載の荷物運搬装置。
【請求項6】
複数の前記コンテナは、水平方向に隣接して配置されており、
前記保持リリース機構は、隣接する複数の前記コンテナを把持し、かつ任意の前記コンテナから前記荷物を個別に分離する、請求項１に記載の荷物運搬装置。
前記保持リリース機構は、隣接する複数の前記コンテナを把持し、かつ任意の前記コンテナから前記荷物を個別に分離する、請求項１に記載の荷物運搬装置。
【請求項7】
前記コンテナは、下方が開口しており、
前記保持リリース機構は、前記開口の下端に位置し前記荷物を取出し可能に支持する荷物支持装置を有する、請求項６に記載の荷物運搬装置。
前記保持リリース機構は、前記開口の下端に位置し前記荷物を取出し可能に支持する荷物支持装置を有する、請求項６に記載の荷物運搬装置。
【請求項8】
前記荷物支持装置は、前記コンテナの前記開口の下端外縁に設けられ、水平軸を中心に揺動駆動された揺動フラップであり、開位置で前記荷物の下方落下を可能にし、閉位置で前記荷物を支持して落下を防止する、請求項７に記載の荷物運搬装置。
【請求項9】
前記機体連結装置は、前記機体連結器に作用する負荷分布を検出する荷重分布検出器と、前記保持リリース機構を水平移動する水平移動装置と、重心位置を保持するように前記水平移動装置を制御する補助制御装置とを有する、請求項２に記載の荷物運搬装置。
【請求項10】
前記補助制御装置は、前記主制御装置と双方向に通信し、前記保持リリース機構と前記機体連結装置を制御する、請求項９に記載の荷物運搬装置。
【請求項11】
前記電源装置は、補助バッテリであり、
前記コンテナは、内部に荷物を収容する荷物コンテナ、又は前記内部バッテリに電力を供給可能な外部バッテリであり、
前記補助バッテリ又は前記外部バッテリから前記内部バッテリに電力を供給する電力供給ラインと充電回路を有する、請求項１に記載の荷物運搬装置。
前記コンテナは、内部に荷物を収容する荷物コンテナ、又は前記内部バッテリに電力を供給可能な外部バッテリであり、
前記補助バッテリ又は前記外部バッテリから前記内部バッテリに電力を供給する電力供給ラインと充電回路を有する、請求項１に記載の荷物運搬装置。
【請求項12】
前記電源装置は、発電機、又は燃料電池であり、
前記コンテナは、内部に荷物を収容する荷物コンテナ、又は前記電源装置に燃料を供給可能な燃料タンクである、請求項１に記載の荷物運搬装置。
前記コンテナは、内部に荷物を収容する荷物コンテナ、又は前記電源装置に燃料を供給可能な燃料タンクである、請求項１に記載の荷物運搬装置。
【請求項13】
請求項１に記載の荷物運搬装置を備えた、無人飛行体。
【請求項14】
前記荷物運搬装置を着脱可能な荷物連結器を有する荷物連結装置を備える、請求項１３に記載の無人飛行体。
【請求項15】
前記荷物連結装置は、前記荷物連結器に作用する負荷分布を検出する荷重分布検出器と、前記保持リリース機構を水平移動する水平移動装置と、重心位置を保持するように前記水平移動装置を制御する補助制御装置とを有する、請求項１４に記載の無人飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無人飛行体に取り付けて使用する荷物運搬装置と、この荷物運搬装置を備えた無人飛行体に関する。
【背景技術】
【0002】
無人飛行体（以下、「ドローン」とも呼ぶ）は、小型の無人ヘリコプターの一種である。近年、ドローンを用いて、小型の荷物を無人で運搬したり、橋梁等の建造物を点検したり、農薬を散布したりすることが計画されている。
【0003】
無人飛行体（ドローン）を用いた荷物運搬システムは、例えば、特許文献１～３に開示されている。
【0004】
特許文献１の「把持機構及び運搬物搬送装置」は、様々な大きさの運搬物を安定的に把持する把持機構を開示する。
【0005】
特許文献２の「ドローンを用いた検体収集システム」は、放冷機構、温度履歴記録手段、温度制御手段のいずれかを含む温度管理手段を有する小型無人移動体を開示する。
【0006】
特許文献３の「無人飛行体を用いた輸送システム」は、蓄電部が設けられたコンテナと、コンテナの中継基地と、コンテナを装着する無人飛行体とを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】国際公開第２０２０／１１６４０１号
【特許文献2】特開２０２１－２８２４７号公報
【特許文献3】特許第６０８４６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ドローンは、通常、その動力源としてバッテリが用いられている。また、従来、一度の飛行でドローンが運搬する荷物は１つであり、運搬できる飛行距離は、荷物の重量と機体内のバッテリ容量に依存していた。
しかし、荷物が軽量である場合には、一度の飛行で複数の荷物を同時に運搬し、途中で帰還又は中継点に寄ることなく、複数の搬送先に別々に荷物を届けられることが望ましい。
また、ドローンがその基地（例えば、ホームポート）に帰還した後、機体内のバッテリ充電に時間を要することなく、再度飛行できることが望まれる。さらに、荷物は軽量だが搬送先が遠方の場合には、バッテリ容量を増やして飛行距離を延ばすことが望まれる。
しかし、荷物が軽量である場合には、一度の飛行で複数の荷物を同時に運搬し、途中で帰還又は中継点に寄ることなく、複数の搬送先に別々に荷物を届けられることが望ましい。
また、ドローンがその基地（例えば、ホームポート）に帰還した後、機体内のバッテリ充電に時間を要することなく、再度飛行できることが望まれる。さらに、荷物は軽量だが搬送先が遠方の場合には、バッテリ容量を増やして飛行距離を延ばすことが望まれる。
【0009】
一方、一度の飛行で複数の荷物を同時に運搬し、ある搬送先に荷物を届けると、残りの荷物の重量バランス（例えば重心）が変化し、ドローンの飛行制御が困難になることが予測される。
【0010】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の第１の目的は、複数の荷物を同時に運搬し、複数の搬送先に別々に荷物を届けることができ、機体内のバッテリ充電に時間を要することなくバッテリ容量を容易に増やすことができる手段を提供することにある。
また、第２の目的は、搬送先に荷物を順に届けても、残りの荷物の重量バランス（例えば重心位置）の変化を抑制することができる手段を提供することにある。
また、第２の目的は、搬送先に荷物を順に届けても、残りの荷物の重量バランス（例えば重心位置）の変化を抑制することができる手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明によれば、飛行を制御する主制御装置と該主制御装置に電力を供給する内部バッテリとを有する無人飛行体に取付可能な荷物運搬装置であって、
複数のコンテナを同時に運搬しかつ前記コンテナ又はその中の荷物を個別に分離可能な保持リリース機構を備え、
前記保持リリース機構は、前記内部バッテリに電力を供給可能な電源装置を有する、荷物運搬装置が提供される。
複数のコンテナを同時に運搬しかつ前記コンテナ又はその中の荷物を個別に分離可能な保持リリース機構を備え、
前記保持リリース機構は、前記内部バッテリに電力を供給可能な電源装置を有する、荷物運搬装置が提供される。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、保持リリース機構により、複数のコンテナを同時に運搬し、かつコンテナ又はその中の荷物を個別に分離して、複数の搬送先に別々に荷物を届けることができる。
【0013】
また、保持リリース機構が、内部バッテリに電力を供給可能な電源装置を有するので、電源装置から電力を供給して飛行中に内部バッテリを充電することができる。
従って、機体内のバッテリ充電に時間を要することなくバッテリ容量を容易に増やすことができ、充電時間の待機なしに、短時間の着陸で無人飛行体を長時間運用することができる。
従って、機体内のバッテリ充電に時間を要することなくバッテリ容量を容易に増やすことができ、充電時間の待機なしに、短時間の着陸で無人飛行体を長時間運用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明による荷物運搬装置を備えた無人飛行体の第１実施形態図である。
【図2】荷物運搬装置のブロック図である。
【図3】第１実施形態の荷物運搬装置を用いる無人飛行体の基地における離陸準備説明図である。
【図4】第１実施形態の荷物運搬装置を用いる無人飛行体の搬送先における離着陸説明図である。
【図5】本発明による荷物運搬装置を備えた無人飛行体の第２実施形態図である。
【図6】第２実施形態の荷物運搬装置を用いる無人飛行体の基地における離陸準備説明図である。
【図7】第２実施形態の荷物運搬装置を用いる無人飛行体の搬送先における離着陸説明図である。
【図8】本発明による荷物運搬装置を備えた無人飛行体の第３実施形態図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
また、以下の説明において、「水平」「上下」とは、無人飛行体１０の水平時を意味する。
また、以下の説明において、「水平」「上下」とは、無人飛行体１０の水平時を意味する。
【0016】
【0017】
図１において、無人飛行体１０（以下、ドローン１０とも呼ぶ）は、主制御装置１２、内部バッテリ１４、及び被連結部材１６を有する。
なお、この図において、１はドローン１０の離着陸面（例えば、ドローンポート）、２は荷物、６はコンテナである。
なお、この図において、１はドローン１０の離着陸面（例えば、ドローンポート）、２は荷物、６はコンテナである。
【0018】
主制御装置１２は、例えば通信機能を有するコンピュータ（ＰＣ）であり、外部と双方向に通信し、ドローン１０の飛行を制御する。なお、主制御装置１２は、ドローン１０の飛行制御に限定されず、それ以外の制御も実施できるのがよい。
内部バッテリ１４は、主制御装置１２及びドローン１０に設けられた各機器に電力を供給する。
被連結部材１６は、荷物運搬装置１００を連結して固定するための部材であり、この例ではドローン１０の本体下部に設けられ水平に延びる複数の円筒形部材である。なお、被連結部材１６はこの例に限定されず、その他の形態であってもよい。
また、この例において、円筒形の被連結部材１６の外周面には、内部バッテリ１４と電気的に接続された被充電用接点（図示せず）が設けられている。
内部バッテリ１４は、主制御装置１２及びドローン１０に設けられた各機器に電力を供給する。
被連結部材１６は、荷物運搬装置１００を連結して固定するための部材であり、この例ではドローン１０の本体下部に設けられ水平に延びる複数の円筒形部材である。なお、被連結部材１６はこの例に限定されず、その他の形態であってもよい。
また、この例において、円筒形の被連結部材１６の外周面には、内部バッテリ１４と電気的に接続された被充電用接点（図示せず）が設けられている。
【0019】
図１において、荷物運搬装置１００は、無人飛行体１０に取付可能であり、保持リリース機構２０と機体連結装置３０を備える。
【0020】
保持リリース機構２０は、複数のコンテナ６を同時に運搬し、かつコンテナ６又はその中の荷物２を個別に分離可能に構成されている。
【0021】
図１において、複数（この例で４つ）のコンテナ６は、上下方向に積層可能に構成されている。
この例で、各コンテナ６は、その上面と下面に凸部と凹部を有し、それらが嵌合して積層状態を維持する。また、上下方向に積層された積層状態において、全体の水平方向外面が実質的に同一面となるように形成されている。なお、コンテナ６の上下方向の厚さは、同一であることが好ましいが、相違してもよい。
また、この例で、コンテナ６は、内部に荷物２を収容する荷物コンテナ６Ａ、又は内部バッテリ１４に電力を供給可能な外部バッテリ６Ｂである。外部バッテリ６Ｂは、その水平方向外面に、内部のバッテリセルと電気的に接続され上下方向に延びる接点（以下、コンテナ接点７）を有する。
この例で、各コンテナ６は、その上面と下面に凸部と凹部を有し、それらが嵌合して積層状態を維持する。また、上下方向に積層された積層状態において、全体の水平方向外面が実質的に同一面となるように形成されている。なお、コンテナ６の上下方向の厚さは、同一であることが好ましいが、相違してもよい。
また、この例で、コンテナ６は、内部に荷物２を収容する荷物コンテナ６Ａ、又は内部バッテリ１４に電力を供給可能な外部バッテリ６Ｂである。外部バッテリ６Ｂは、その水平方向外面に、内部のバッテリセルと電気的に接続され上下方向に延びる接点（以下、コンテナ接点７）を有する。
【0022】
積層状態において複数の荷物コンテナ６Ａは、配送先の順に下方から積層し、外部バッテリ６Ｂは、積層した荷物コンテナ６Ａより上に積層する。なお、荷物コンテナ６Ａと外部バッテリ６Ｂの数量は、同時に運搬可能な範囲で、１つでも複数でもよい。
例えば、荷物コンテナ６Ａは軽量だが搬送先が遠方の場合には、外部バッテリ６Ｂの数量を増やして飛行距離を延ばすのがよい。
例えば、荷物コンテナ６Ａは軽量だが搬送先が遠方の場合には、外部バッテリ６Ｂの数量を増やして飛行距離を延ばすのがよい。
【0023】
保持リリース機構２０は、積層された複数のコンテナ６を同時に把持し、下方から順に分離するようになっている。
図１において、保持リリース機構２０は、複数のコンテナ６を間に挟み、近接位置Ｉと離脱位置Ｏとの間で開閉可能な複数の把持アーム２２を有する。
把持アーム２２は、この例では、最下端のコンテナ６を把持する下部把持アーム２２Ａと、最下端以外のコンテナ６を把持する上部把持アーム２２Ｂと、を有する。
また、下部把持アーム２２Ａは、最下端のコンテナ６を把持した状態で、コンテナ６の外周下面を支持してその落下を防止する爪部２３を有する。
図１において、保持リリース機構２０は、複数のコンテナ６を間に挟み、近接位置Ｉと離脱位置Ｏとの間で開閉可能な複数の把持アーム２２を有する。
把持アーム２２は、この例では、最下端のコンテナ６を把持する下部把持アーム２２Ａと、最下端以外のコンテナ６を把持する上部把持アーム２２Ｂと、を有する。
また、下部把持アーム２２Ａは、最下端のコンテナ６を把持した状態で、コンテナ６の外周下面を支持してその落下を防止する爪部２３を有する。
【0024】
保持リリース機構２０は、さらに、把持アーム２２に設けられ近接位置Ｉにおいてコンテナ６を把持して上下動可能なコンテナ昇降機構２４を有する。この例で、コンテナ昇降機構２４は、下部把持アーム２２Ａ又は上部把持アーム２２Ｂに設けられ水平軸を中心に回転駆動される複数の駆動ローラ２４ａである。
【0025】
上述した保持リリース機構２０の構成により、上下方向に積層されたコンテナ６の水平方向外面を間に挟んで、複数の把持アーム２２を近接位置Ｉと離脱位置Ｏとの間で開閉することができる。
また、把持アーム２２及び駆動ローラ２４ａがコンテナ６の水平方向外面から離れた状態で、その間に複数のコンテナ６を搬入又は搬出することができる。
さらに、コンテナ６の水平方向外面に把持アーム２２が近接し駆動ローラ２４ａが接触した状態で、駆動ローラ２４ａを回転駆動することで、複数のコンテナ６を同時に上下動することができる。
また、把持アーム２２及び駆動ローラ２４ａがコンテナ６の水平方向外面から離れた状態で、その間に複数のコンテナ６を搬入又は搬出することができる。
さらに、コンテナ６の水平方向外面に把持アーム２２が近接し駆動ローラ２４ａが接触した状態で、駆動ローラ２４ａを回転駆動することで、複数のコンテナ６を同時に上下動することができる。
【0026】
また、この例で、保持リリース機構２０は、上部把持アーム２２Ｂに設けられ外部バッテリ６Ｂのコンテナ接点７と電気的に接する接点（以下、アーム接点２５）を有する。
この構成により、コンテナ６の水平方向外面に把持アーム２２が近接し駆動ローラ２４ａが接触した状態で、コンテナ接点７とアーム接点２５を介して外部バッテリ６Ｂから内部バッテリ１４に電力を供給して充電することができる。
この構成により、コンテナ６の水平方向外面に把持アーム２２が近接し駆動ローラ２４ａが接触した状態で、コンテナ接点７とアーム接点２５を介して外部バッテリ６Ｂから内部バッテリ１４に電力を供給して充電することができる。
【0027】
なお、図１では、複数のコンテナ６を間に挟んで水平方向の左右に１対の把持アーム２２を示しているが、前後方向にも１対の別の把持アーム２２を設けてもよい。
【0028】
図１において、機体連結装置３０は無人飛行体１０に着脱可能な機体連結器３１を有する。機体連結装置３０は、この例では保持リリース機構２０の上部に固定され、保持リリース機構２０を下方に吊下げている。しかし、本発明は吊下方式に限定されず、例えば、側面取り付けなどでもよい。
機体連結器３１は、この例では無人飛行体１０の本体下部に設けられ水平に延びる円筒形の被連結部材１６を開放可能に把持する。この把持により、荷物運搬装置１００（すなわち、保持リリース機構２０及び機体連結装置３０）を無人飛行体１０に着脱可能に固定することができる。
また、機体連結器３１は、被連結部材１６の被充電用接点を介して内部バッテリ１４に電力を供給するための接点（以下、連結接点３１ａ）を有している。
機体連結器３１は、この例では無人飛行体１０の本体下部に設けられ水平に延びる円筒形の被連結部材１６を開放可能に把持する。この把持により、荷物運搬装置１００（すなわち、保持リリース機構２０及び機体連結装置３０）を無人飛行体１０に着脱可能に固定することができる。
また、機体連結器３１は、被連結部材１６の被充電用接点を介して内部バッテリ１４に電力を供給するための接点（以下、連結接点３１ａ）を有している。
【0029】
上述した保持リリース機構２０又は機体連結装置３０（この例では保持リリース機構２０）は、内部バッテリ１４に電力を供給可能な電源装置４０を有する。
【0030】
図２において、電源装置４０は、補助バッテリ４１である。また、荷物運搬装置１００は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから内部バッテリ１４に電力を供給する電力供給ライン４２と充電回路４４を有する。
上述したように機体連結器３１は、内部バッテリ１４に電力を供給するための連結接点３１ａを有しており、電力供給ライン４２は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂと連結接点３１ａを電気的に結合している。また、充電回路４４は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから内部バッテリ１４に供給する電力の電圧と電流を制御する。
この構成により、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから内部バッテリ１４に電力を供給して充電することができる。
また、荷物運搬装置１００は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから、把持アーム２２に電力を供給する電力供給ライン（図示せず）を有する。
上述したように機体連結器３１は、内部バッテリ１４に電力を供給するための連結接点３１ａを有しており、電力供給ライン４２は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂと連結接点３１ａを電気的に結合している。また、充電回路４４は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから内部バッテリ１４に供給する電力の電圧と電流を制御する。
この構成により、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから内部バッテリ１４に電力を供給して充電することができる。
また、荷物運搬装置１００は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから、把持アーム２２に電力を供給する電力供給ライン（図示せず）を有する。
【0031】
図２において、機体連結装置３０は、荷重分布検出器３２、水平移動装置３４、及び補助制御装置３６を有する。
また、荷物運搬装置１００は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから、機体連結装置３０に電力を供給する電力供給ライン（図示せず）を有する。
また、荷物運搬装置１００は、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから、機体連結装置３０に電力を供給する電力供給ライン（図示せず）を有する。
【0032】
荷重分布検出器３２は、例えば３点以上のロードセルであり、３点以上の機体連結器３１に作用する負荷分布を検出する。
水平移動装置３４は、例えば機体連結装置３０に対し保持リリース機構２０を水平面内で直交する２方向に移動可能なアクチュエータであり、保持リリース機構２０を水平移動する。
水平移動装置３４は、例えば機体連結装置３０に対し保持リリース機構２０を水平面内で直交する２方向に移動可能なアクチュエータであり、保持リリース機構２０を水平移動する。
【0033】
補助制御装置３６は、例えばコンピュータ（ＰＣ）であり、検出された負荷分布から平面視における荷物運搬装置１００の重心位置を計算し、保持リリース機構２０を水平面内で直交する２方向に移動制御し、重心位置を同一位置（例えば無人飛行体１０の中心軸上）に保持する。
また、補助制御装置３６は、通信機能を有し、主制御装置１２と双方向に通信し、上述した機体連結器３１と保持リリース機構２０を制御する。
また、補助制御装置３６は、通信機能を有し、主制御装置１２と双方向に通信し、上述した機体連結器３１と保持リリース機構２０を制御する。
【0034】
上述した機体連結装置３０の構成により、機体連結器３１を制御して保持リリース機構２０及び機体連結装置３０を無人飛行体１０に着脱可能に固定し、同時に、接点３１ａを被連結部材１６の被充電用接点と電気的に接続することができる。
また、機体連結器３１に作用する負荷分布から荷物運搬装置１００の重心位置を同一位置（例えば無人飛行体１０の中心軸上）に保持することができる。
また、主制御装置１２又は補助制御装置３６を用いて、荷物運搬装置１００の各構成機器を自律制御又は遠隔制御することができる。後述する第２実施形態の場合も同様である。
また、機体連結器３１に作用する負荷分布から荷物運搬装置１００の重心位置を同一位置（例えば無人飛行体１０の中心軸上）に保持することができる。
また、主制御装置１２又は補助制御装置３６を用いて、荷物運搬装置１００の各構成機器を自律制御又は遠隔制御することができる。後述する第２実施形態の場合も同様である。
【0035】
図３は、上述した第１実施形態の荷物運搬装置１００を用いる無人飛行体１０の基地（例えば、ホームポート）における離陸準備説明図である。この図は、複数のコンテナ６を保持リリース機構２０により把持し、離陸するまでのステップ（工程）を示している。
この例において、ドローン１０に荷物運搬装置１００が予め固定されており、機体連結器３１は被連結部材１６を常に把持している。この場合、機体連結器３１の動作及び制御は不要となる。
なお、この構成は必須ではなく、荷物運搬装置１００をドローン１０に固定せず、機体連結器３１による被連結部材１６の把持により必要時のみ固定してもよい。
この例において、ドローン１０に荷物運搬装置１００が予め固定されており、機体連結器３１は被連結部材１６を常に把持している。この場合、機体連結器３１の動作及び制御は不要となる。
なお、この構成は必須ではなく、荷物運搬装置１００をドローン１０に固定せず、機体連結器３１による被連結部材１６の把持により必要時のみ固定してもよい。
【0036】
図３（Ａ）において、複数のコンテナ６は、上下方向に積層した状態で離着陸面１に予め置かれている。また、荷物運搬装置１００の下部把持アーム２２Ａと上部把持アーム２２Ｂが離脱位置Ｏに開いた状態で、ドローン１０が降下し、積層された複数のコンテナ６を間に挟んで離着陸面１の定位置に着陸する。
なお、ドローン１０が先に離着陸面１の定位置に着陸し、離着陸面１の定位置に設けられた開口（図示せず）から、積層された複数のコンテナ６を離着陸面１の定位置まで上昇させてもよい。
なお、ドローン１０が先に離着陸面１の定位置に着陸し、離着陸面１の定位置に設けられた開口（図示せず）から、積層された複数のコンテナ６を離着陸面１の定位置まで上昇させてもよい。
【0037】
図３（Ｂ）において、下部把持アーム２２Ａと上部把持アーム２２Ｂを近接位置Ｉに閉じる。この近接位置Ｉにおいて、駆動ローラ２４ａが、積層されたコンテナ６の外面に接触して上下動可能な状態となる。また、爪部２３が最下端のコンテナ６の外周下面を支持してその落下を防止する。
【0038】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、下部把持アーム２２Ａと上部把持アーム２２Ｂを近接位置Ｉに保持した状態のまま、ドローン１０が離陸して複数のコンテナ６の運搬を開始する。
【0039】
図４は、上述した第１実施形態の荷物運搬装置１００を用いる無人飛行体１０の搬送先における離着陸説明図である。この図は、搬送先における着陸から離陸までのステップ（工程）を示している。
【0040】
図４（Ａ）において、図３（Ｃ）に示したドローン１０が搬送先の離着陸面１に着陸し、下部把持アーム２２Ａを離脱位置Ｏに開いて、駆動ローラ２４ａ及び爪部２３が最下段のコンテナ６から離れた状態にする。この際、最下段以外のコンテナ６は、上部把持アーム２２Ｂの駆動ローラ２４ａが接触して落下しないように保持する。
【0041】
図４（Ｂ）において、下部把持アーム２２Ａを離脱位置Ｏに保持したまま、ドローン１０が離陸する。最下段のコンテナ６は、搬送先の離着陸面１に残され、その運搬が完了する。
【0042】
図４（Ｃ）において、下部把持アーム２２Ａを近接位置Ｉまで閉じ、下部把持アーム２２Ａと上部把持アーム２２Ｂの駆動ローラ２４ａを回転駆動して、最下段のコンテナ６が爪部２３で支持される位置まで、積層された複数のコンテナ６を下方に移動する。
この工程は、ドローン１０が次の搬送先に飛行中、又は、次の搬送先の離着陸面１に着陸した直後までに実施する。
この工程は、ドローン１０が次の搬送先に飛行中、又は、次の搬送先の離着陸面１に着陸した直後までに実施する。
【0043】
【0044】
また、外部バッテリ６Ｂを残して荷物コンテナ６Ａの運搬が完了した後、無人飛行体１０はその基地（例えば、ホームポート）に帰還し、外部バッテリ６Ｂを基地の離着陸面１に排出して、図３（Ａ）の状態に戻る。
なお、外部バッテリ６Ｂを運搬していない場合には、そのまま図３（Ａ）の状態に戻り、次の運搬を開始する。
なお、外部バッテリ６Ｂを運搬していない場合には、そのまま図３（Ａ）の状態に戻り、次の運搬を開始する。
【0045】
上述した本発明の第１実施形態によれば、保持リリース機構２０により、複数のコンテナ６を同時に運搬し、かつコンテナ６を個別に分離して、複数の搬送先に別々にコンテナ６を届けることができる。
【0046】
また、保持リリース機構２０又は機体連結装置３０が補助バッテリ４１を有し、かつ外部バッテリ６Ｂを併用できるので、補助バッテリ４１又は外部バッテリ６Ｂから電力を供給して飛行中に内部バッテリ１４を充電することができる。
従って、機体内のバッテリ充電に時間を要することなくバッテリ容量を容易に増やすことができ、充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローン１０を長時間運用することができる。
従って、機体内のバッテリ充電に時間を要することなくバッテリ容量を容易に増やすことができ、充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローン１０を長時間運用することができる。
【0047】
また、複数のコンテナ６が上下方向に積層可能に構成されており、保持リリース機構２０により、積層された複数のコンテナ６を同時に把持し、下方から順に分離するので、コンテナ６を順に分離しても、残りのコンテナ６の重量バランス（重心位置）の変化を抑制することができる。
【0048】
さらに、機体連結装置３０が、荷重分布検出器３２、水平移動装置３４、及び補助制御装置３６を有するので、保持リリース機構２０を水平面内で直交する２方向に移動制御し、荷物運搬装置１００の重心位置を同一位置（例えば無人飛行体１０の中心軸上）に保持することができる。
【0049】
図５は、本発明による荷物運搬装置１００を備えた無人飛行体１０の第２実施形態図である。
この図において、無人飛行体１０と機体連結装置３０の構成は第１実施形態と同様である。
この図において、無人飛行体１０と機体連結装置３０の構成は第１実施形態と同様である。
【0050】
図５において、複数のコンテナ６は、水平方向に隣接して配置されており、下方が開口している。
また、保持リリース機構２０は、コンテナ６の開口の下端に位置しコンテナ内の荷物２を取出し可能に支持する荷物支持装置２６を有する。
荷物支持装置２６は、この例では、コンテナ６の開口の下端外縁に設けられ、水平軸を中心に揺動駆動された揺動フラップ２６ａであり、開位置で荷物２の下方落下を可能にし、閉位置で荷物２を支持して落下を防止する。
また、保持リリース機構２０は、コンテナ６の開口の下端に位置しコンテナ内の荷物２を取出し可能に支持する荷物支持装置２６を有する。
荷物支持装置２６は、この例では、コンテナ６の開口の下端外縁に設けられ、水平軸を中心に揺動駆動された揺動フラップ２６ａであり、開位置で荷物２の下方落下を可能にし、閉位置で荷物２を支持して落下を防止する。
【0051】
上述した保持リリース機構２０の構成により、隣接する複数のコンテナ６を把持し、かつ任意のコンテナ６から荷物２を個別に分離することができる。
また、荷物２の代わりに外部バッテリ２Ｂをコンテナ６に格納してもよい。この場合、外部バッテリ２Ｂの接点は、コンテナ６に設けられた接点と接続し、上述した充電回路４４に接続される。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
また、荷物２の代わりに外部バッテリ２Ｂをコンテナ６に格納してもよい。この場合、外部バッテリ２Ｂの接点は、コンテナ６に設けられた接点と接続し、上述した充電回路４４に接続される。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0052】
図６は、上述した第２実施形態の荷物運搬装置１００を用いる無人飛行体１０のその基地（例えば、ホームポート）における離陸準備説明図である。この例は、荷物運搬装置１００（保持リリース機構２０の複数のコンテナ６）に荷物２を予め格納しておき、無人飛行体１０が荷物運搬装置１００を把持し、離陸するまでのステップ（工程）を示している。
【0053】
図６（Ａ）において、荷物２を予め格納した荷物運搬装置１００が、離着陸面１に予め置かれている。この際、複数の揺動フラップ２６ａは全て閉位置にあり荷物２を支持して落下を防止している。また、機体連結器３１は開放されている。
なお、ドローン１０が先に離着陸面１の定位置に着陸し、離着陸面１の定位置に設けられた開口（図示せず）から、荷物運搬装置１００を離着陸面１の定位置まで上昇させてもよい。
なお、ドローン１０が先に離着陸面１の定位置に着陸し、離着陸面１の定位置に設けられた開口（図示せず）から、荷物運搬装置１００を離着陸面１の定位置まで上昇させてもよい。
【0054】
図６（Ｂ）において、無人飛行体１０の被連結部材１６が機体連結器３１により把持できるように下降して着陸すると、機体連結器３１が作動し、荷物運搬装置１００を無人飛行体１０に固定する。
なお、第１実施形態のように、ドローン１０に荷物運搬装置１００を予め固定しておき、ドローン１０が先に離着陸面１の定位置に着陸し、離着陸面１の定位置に設けられた開口（図示せず）から、荷物２を複数のコンテナ６に下方から上昇させてもよい。この場合、複数の揺動フラップ２６ａは予め全て開位置し、荷物２を格納後に閉位置にする。
なお、第１実施形態のように、ドローン１０に荷物運搬装置１００を予め固定しておき、ドローン１０が先に離着陸面１の定位置に着陸し、離着陸面１の定位置に設けられた開口（図示せず）から、荷物２を複数のコンテナ６に下方から上昇させてもよい。この場合、複数の揺動フラップ２６ａは予め全て開位置し、荷物２を格納後に閉位置にする。
【0055】
次いで、図６（Ｃ）に示すように、ドローン１０が離陸して荷物２を格納した複数のコンテナ６の運搬を開始する。
【0056】
図７は、上述した第２実施形態の荷物運搬装置１００を用いる無人飛行体１０の搬送先における離着陸説明図である。この図は、搬送先における着陸から離陸までのステップ（工程）を示している。
【0057】
図７（Ａ）において、図６（Ｃ）に示したドローン１０が搬送先の離着陸面１に着陸すると、配送する荷物２が格納されたコンテナ６の下方の揺動フラップ２６ａを閉位置から開位置に移動し、荷物２を下方の離着陸面１に移動する。
図７（Ｂ）において、ドローン１０がそのまま離陸する。配送する荷物２は、搬送先の離着陸面１に残され、その運搬が完了する。
図７（Ｃ）において、補助制御装置３６により、保持リリース機構２０を水平面内で直交する２方向に移動制御し、荷物運搬装置１００の重心位置を同一位置（例えば無人飛行体１０の中心軸上）に保持する。
図７（Ｂ）において、ドローン１０がそのまま離陸する。配送する荷物２は、搬送先の離着陸面１に残され、その運搬が完了する。
図７（Ｃ）において、補助制御装置３６により、保持リリース機構２０を水平面内で直交する２方向に移動制御し、荷物運搬装置１００の重心位置を同一位置（例えば無人飛行体１０の中心軸上）に保持する。
【0058】
【0059】
また、外部バッテリ２Ｂを残して荷物２の運搬が完了した後、無人飛行体１０はその基地（例えば、ホームポート）に帰還し、機体連結器３１を開放して荷物運搬装置１００を基地の離着陸面１に残して再飛行し、図６（Ａ）の状態に戻る。
なお、ドローン１０が着陸したまま、離着陸面１の定位置に設けられた開口（図示せず）から、新旧の荷物運搬装置１００を交換してもよい。
なお、ドローン１０が着陸したまま、離着陸面１の定位置に設けられた開口（図示せず）から、新旧の荷物運搬装置１００を交換してもよい。
【0060】
上述した本発明の第２実施形態によれば、保持リリース機構２０により、複数の荷物２を同時に運搬し、かつ荷物２を個別に分離して、複数の搬送先に別々に荷物２を届けることができる。
【0061】
また、保持リリース機構２０又は機体連結装置３０が補助バッテリ４１を有し、かつ外部バッテリ２Ｂを併用できるので、補助バッテリ４１又は外部バッテリ２Ｂから電力を供給して飛行中に内部バッテリ１４を充電することができる。
従って、機体内のバッテリ充電に時間を要することなくバッテリ容量を容易に増やすことができ、充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローン１０を長時間運用することができる。
従って、機体内のバッテリ充電に時間を要することなくバッテリ容量を容易に増やすことができ、充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローン１０を長時間運用することができる。
【0062】
また、機体連結装置３０が、荷重分布検出器３２、水平移動装置３４、及び補助制御装置３６を有するので、保持リリース機構２０を水平面内で直交する２方向に移動制御し、荷物運搬装置１００の重心位置を同一位置（例えば無人飛行体１０の中心軸上）に保持することができる。
【0063】
また、上述した第１、第２の実施形態では、荷物運搬装置１００が機体連結装置３０を備えるため、無人飛行体（ドローン１０）が荷物運搬装置１００を搭載しないで飛行する場合には、機体連結装置３０に相当する積載重量を低減でき、航続距離を増加することができる。
【0064】
図８は、本発明による荷物運搬装置１００を備えた無人飛行体１０の第３実施形態図である。
この図において、無人飛行体１０は、荷物運搬装置１００を着脱可能な荷物連結器５１を有する荷物連結装置５０を備える。
荷物連結器５１は、この例では荷物運搬装置１００（保持リリース機構２０）の本体上部に設けられ水平に延びる円筒形の被連結部材４６を開放可能に把持する。この把持により、荷物運搬装置１００を無人飛行体１０に着脱可能に固定することができる。荷物連結器５１の構成は、機体連結器３１と同様である。
この図において、無人飛行体１０は、荷物運搬装置１００を着脱可能な荷物連結器５１を有する荷物連結装置５０を備える。
荷物連結器５１は、この例では荷物運搬装置１００（保持リリース機構２０）の本体上部に設けられ水平に延びる円筒形の被連結部材４６を開放可能に把持する。この把持により、荷物運搬装置１００を無人飛行体１０に着脱可能に固定することができる。荷物連結器５１の構成は、機体連結器３１と同様である。
【0065】
また、荷物連結装置５０は、荷物連結器５１に作用する負荷分布を検出する荷重分布検出器３２と、保持リリース機構２０を水平移動する水平移動装置３４と、重心位置を保持するように水平移動装置３４を制御する補助制御装置３６とを有する。荷物連結装置５０の構成は、機体連結装置３０と同様である。
【0066】
荷物連結装置５０は、この例では無人飛行体１０の下部に固定され、保持リリース機構２０を下方に吊下げているが、本発明は吊下方式に限定されず、例えば、側面取り付けなどでもよい。
【0067】
上述した第３実施形態では、無人飛行体（ドローン）１０が荷物連結装置５０を備えるので、多くの荷物を取り扱う場合には、荷物連結装置５０の個数を削減することが可能となる。
【0068】
上述した電源装置４０は、発電機、又は燃料電池であってもよい。
この場合、コンテナ６の一部は、電源装置４０に燃料（ガソリン、水素など）を供給可能な燃料タンクであるのがよい。
この構成により、飛行中などに発電を行ないながら内部バッテリ１４への充電を行なうことができる。これにより基地（例えば、ホームポート）における充電時間の短縮や、基地（例えば、ホームポート）に電力が供給されていない地域（例えば発電所からの電力が来ていない地域）でも、迅速に内部バッテリ１４への充電が可能となる。
この場合、コンテナ６の一部は、電源装置４０に燃料（ガソリン、水素など）を供給可能な燃料タンクであるのがよい。
この構成により、飛行中などに発電を行ないながら内部バッテリ１４への充電を行なうことができる。これにより基地（例えば、ホームポート）における充電時間の短縮や、基地（例えば、ホームポート）に電力が供給されていない地域（例えば発電所からの電力が来ていない地域）でも、迅速に内部バッテリ１４への充電が可能となる。
【0069】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0070】
Ｉ 近接位置、Ｏ 離脱位置、１ 離着陸面、２ 荷物、２Ｂ 外部バッテリ、
６ コンテナ、６Ａ 荷物コンテナ、６Ｂ 外部バッテリ、７ コンテナ接点、
１０ 無人飛行体（ドローン）、１２ 主制御装置、１４ 内部バッテリ、
１６ 被連結部材、２０ 保持リリース機構、２２ 把持アーム、
２２Ａ 下部把持アーム、２２Ｂ 上部把持アーム、２３ 爪部、
２４ コンテナ昇降機構、２４ａ 駆動ローラ、２５ アーム接点、
２６ 荷物支持装置、２６ａ 揺動フラップ、３０ 機体連結装置、
３１ 機体連結器、３１ａ 連結接点、３２ 荷重分布検出器、３４ 水平移動装置、
３６ 補助制御装置、４０ 電源装置、４１ 補助バッテリ、４２ 電力供給ライン、
４４ 充電回路、５０ 荷物連結装置、５１ 荷物連結器、１００ 荷物運搬装置
６ コンテナ、６Ａ 荷物コンテナ、６Ｂ 外部バッテリ、７ コンテナ接点、
１０ 無人飛行体（ドローン）、１２ 主制御装置、１４ 内部バッテリ、
１６ 被連結部材、２０ 保持リリース機構、２２ 把持アーム、
２２Ａ 下部把持アーム、２２Ｂ 上部把持アーム、２３ 爪部、
２４ コンテナ昇降機構、２４ａ 駆動ローラ、２５ アーム接点、
２６ 荷物支持装置、２６ａ 揺動フラップ、３０ 機体連結装置、
３１ 機体連結器、３１ａ 連結接点、３２ 荷重分布検出器、３４ 水平移動装置、
３６ 補助制御装置、４０ 電源装置、４１ 補助バッテリ、４２ 電力供給ライン、
４４ 充電回路、５０ 荷物連結装置、５１ 荷物連結器、１００ 荷物運搬装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】