特開 2023-69340 有線式ドローンのケーブル巻取装置

(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】P2023069340

(43)【公開日】2023-05-18

(54)【発明の名称】有線式ドローンのケーブル巻取装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 75/36 20060101AFI20230511BHJP

【ＦＩ】

B65H75/36 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021181125

(22)【出願日】2021-11-05

(71)【出願人】

【識別番号】000215822

【氏名又は名称】帝国繊維株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149870

【弁理士】

【氏名又は名称】芦北 智晴

(72)【発明者】

【氏名】多田 洋一

【テーマコード（参考）】

3F068

【Ｆターム（参考）】

3F068AA12

3F068BA11

3F068CA04

3F068DB03

3F068FA06

(57)【要約】

【課題】ケーブルの巻き取りの際に捩じれが生じず、有線式ドローンの空中姿勢に影響を与えることなくケーブルの送り出しと巻き取りをスムーズに行い得る有線式ドローンのケーブル巻取装置を提供する。
【解決手段】有線式ドローン６０のケーブル６１を収納するケーブル収納容器１０と、ケーブル６１の一端が有線式ドローン６０に繋がれた状態でケーブル収納容器１０からのケーブル６１の送り出しまたはケーブル収納容器１０へのケーブル６１の引き込みを行う送り機構部２０と、送り機構部２０と連動してケーブル収納容器１０に８の字状にケーブル６１を巻き取る巻取機構部３０と、送り機構部２０および巻取機構部３０を制御する制御部４０と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有線式ドローンのケーブルを収納するケーブル収納容器と、
前記ケーブルの一端が前記有線式ドローンに繋がれた状態で前記ケーブル収納容器からの前記ケーブルの送り出しまたは前記ケーブル収納容器への前記ケーブルの引き込みを行う送り機構部と、
前記送り機構部と連動して前記ケーブル収納容器に８の字状に前記ケーブルを巻き取る巻取機構部と、
前記送り機構部および前記巻取機構部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする有線式ドローンのケーブル巻取装置。

【請求項2】

前記送り機構部は、前記ケーブルの送り出しまたは引き込みのための動力を伝える駆動プーリと、前記駆動プーリを回転駆動させる送りモータと、前記ケーブルの張力を検出する張力検出器と、を備え、
前記制御部は、前記張力検出器の検出値が所定の基準値以上であれば前記送りモータを前記ケーブルの送り出し方向に駆動させる一方、前記張力検出器の検出値が前記基準値未満であれば前記送りモータを前記ケーブルの引き込み方向に駆動させるように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の有線式ドローンのケーブル巻取装置。

【請求項3】

前記巻取機構部は、前記ケーブルを前記ケーブル収納容器に対して８の字状に落下させるようにガイドする落下位置ガイド部材と、前記落下位置ガイド部材を水平面上の所定の１軸であるＸ軸の方向に移動させるためのＸ軸機構部と、前記水平面上で前記Ｘ軸と直交するＹ軸の方向に前記落下位置ガイド部材を移動させるためのＹ軸機構部と、を有し
前記Ｘ軸機構部は、Ｘ軸移動用モータを有し、
前記Ｙ軸機構部は、Ｙ軸移動用モータを有し、
前記制御部は、前記Ｘ軸移動用モータおよび前記Ｙ軸移動用モータを制御して前記落下位置ガイド部材を前記水平面上で８の字状に移動させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の有線式ドローンのケーブル巻取装置。

【請求項4】

前記ケーブル収納容器には、上方に頂点を有する２個の円錐部が隣接して設けられ、
前記巻取機構部は、前記ケーブルを前記２個の円錐部の周囲を交互に周回させて８の字状に巻き取るように構成されている
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の有線式ドローンのケーブル巻取装置。

【請求項5】

前記送り機構部および前記巻取機構部は、複数の支持脚を有する架台の上に設けられ、
前記ケーブル収納容器は、前記複数の支持脚の間の設置空間へ出し入れ自在に構成されている
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の有線式ドローンのケーブル巻取装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有線式ドローンのケーブルが弛まないようにケーブルを巻き取る巻取装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地震、津波、集中豪雨による洪水等の自然災害や、火災・事故等において、危険箇所に残された要救助者に救助物資を迅速に搬送するために、ドローンを使用することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。ドローンは小型の無人航空機であり、複数の回転翼（ローター）を回転させて飛行するものである。特許文献１に記載されたドローンでは、救助物資を着脱自在に係止する救助物資係止手段やカメラが搭載されている。また、このドローンには、各部に電力を供給するための電池が搭載されている。

【0003】

一方、従来、火災現場や事故現場等において救助活動を行うに際して必要とされる様々な機材や工具を搭載した救助工作車が開発されている（例えば、特許文献２参照）。このような救助工作車には、救助活動を行うための機材の一つとして、特許文献１のようなドローンを搭載することが考えられる。

【0004】

ところで、特許文献１に開示されたような、搭載された電池の電力によって飛行する従来のドローンでは、ドローンに搭載可能な電池の容量に限界があるため、ドローンの飛行時間には制約がある。救助物資を搬送するたびにドローンの電池交換または充電をするとなると、救助活動を円滑に行うことができない。この問題を解決するためには、ドローンの飛行時間に制約を生じさせずに物資を運ぶことが可能な有線式ドローンを適用することが考えられる（例えば、特許文献３参照）。

【0005】

特許文献３には、有線式ドローンに連結されるケーブルと、有線式ドローンを飛行させるための電力をケーブルを介してドローンに供給する動力供給装置と、を含んだシステムが開示されている。特許文献３のシステムでは、電源を含む動力供給装置と、有線式ドローンの飛行距離に応じて電動機の駆動によりケーブルを繰り出すまたは巻き取るドラム機構とが、車両に備えられている。このような構成を特許文献１のドローンおよび特許文献２の救助工作車に適用することによって、ドローンの飛行時間に制約を生じさせずに、救助工作車から要救助者の場所まで救助物資を運ぶことが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７－２１００７８号公報

【特許文献2】特開２０１６－１５９７７５号公報

【特許文献3】特開２０１９－１６６９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献３のドラム機構によるケーブル巻取装置では、ケーブルを一つの回転方向に巻き取り続ける構造になっているために、ケーブルが途中で捩じれやすく、捩じれが生じた状態でケーブルの保管を行うために捩じれ癖がついてしまうという問題点があった。そして、捩じれ癖がついた状態のケーブルを送り出して使用した場合、遠隔操縦する作業者の意図せずに、空中で有線式ドローンが旋回してしまうという問題点があった。

【0008】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケーブルの巻き取りの際に捩じれが生じず、有線式ドローンの空中姿勢に影響を与えることなくケーブルの送り出しと巻き取りをスムーズに行い得る有線式ドローンの巻取装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、第１の発明は、有線式ドローンのケーブルを収納するケーブル収納容器と、前記ケーブルの一端が前記有線式ドローンに繋がれた状態で前記ケーブル収納容器からの前記ケーブルの送り出しまたは前記ケーブル収納容器への前記ケーブルの引き込みを行う送り機構部と、前記送り機構部と連動して前記ケーブル収納容器に８の字状に前記ケーブルを巻き取る巻取機構部と、前記送り機構部および前記巻取機構部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

【0010】

第１の発明によれば、ケーブル収納容器にケーブルを巻き取る際、８の字状に巻き取ることによって、従来のドラム機構のように一つの回転方向にケーブルを巻き取り続けるということがないようにできる。具体的には、時計回りと反時計回りの２種類の回転方向で交互にケーブルの巻き取りを行うことができる。これにより、ケーブルを巻き取る際にケーブルに捩じれが生じないようにできるので、捩じれ癖がつくことなくケーブルをケーブル収納容器に保管することができる。その結果、ケーブル収納容器からケーブルを送り出しつつドローンを所定高度まで上昇させる際において、ケーブルの捩じれが要因となって有線式ドローンが意図せずに旋回してしまう等、有線式ドローンの空中姿勢に影響を与えることを抑制することができる。

【0011】

また、制御部は、送り機構部と巻取機構部とを連動させて巻き取りを行うことにより、送り機構部と巻取機構部との間でケーブルが弛むことなく、スムーズな巻き取りを行うことができる。

【0012】

第２の発明では、第１の発明において、前記送り機構部は、前記ケーブルの送り出しまたは引き込みのための動力を伝える駆動プーリと、前記駆動プーリを回転駆動させる送りモータと、前記ケーブルの張力を検出する張力検出器と、を備え、前記制御部は、前記張力検出器の検出値が所定の基準値以上であれば前記送りモータを前記ケーブルの送り出し方向に駆動させる一方、前記張力検出器の検出値が前記基準値未満であれば前記送りモータを前記ケーブルの引き込み方向に駆動させるように制御することを特徴とする。

【0013】

第２の発明によれば、ケーブルが弛まないように設定された張力の基準値に基づいて、送りモータによって駆動プーリを回転駆動させてケーブルの送り出しまたは引き込みを行うので、有線式ドローンが空中にいる間は常に、ケーブルが弛まないように、ケーブルの送り出しと巻き取りをスムーズに行い得る。

【0014】

第３の発明では、第１または第２の発明において、前記巻取機構部は、前記ケーブルを前記ケーブル収納容器に対して８の字状に落下させるようにガイドする落下位置ガイド部材と、前記落下位置ガイド部材を水平面上の所定の１軸であるＸ軸の方向に移動させるためのＸ軸機構部と、前記水平面上で前記Ｘ軸と直交するＹ軸の方向に前記落下位置ガイド部材を移動させるためのＹ軸機構部と、を有し、前記Ｘ軸機構部は、Ｘ軸移動用モータを有し、前記Ｙ軸機構部は、Ｙ軸移動用モータを有し、前記制御部は、前記Ｘ軸移動用モータおよび前記Ｙ軸移動用モータを制御して前記落下位置ガイド部材を前記水平面上で８の字状に移動させることを特徴とする。

【0015】

第３の発明によれば、落下位置ガイド部材によってケーブルをケーブル収納容器に対して落下させたい位置にスムーズにガイドすることができる。また、Ｘ軸機構部とＹ軸機構部によって落下位置ガイド部材を水平面上の任意の位置に容易に移動させることができる。その結果、落下位置ガイド部材を正確に水平面上で８の字を描くように位置移動させることができるので、ケーブルをケーブル収納容器に対して正確に８の字に巻き取ることができる。

【0016】

第４の発明では、第１～第３のいずれか１つの発明において、前記ケーブル収納容器には、上方に頂点を有する２個の円錐部が隣接して設けられ、前記巻取機構部は、前記ケーブルを前記２個の円錐部の周囲を交互に周回させて８の字状に巻き取るように構成されていることを特徴とする。

【0017】

第４の発明によれば、ケーブル収納容器へケーブルを巻き取っていく途中で、ケーブル収納容器や巻取機構部に何等かの要因によって水平振動が加わった場合であっても、ケーブルは２個の円錐部の周囲から大きく水平方向にずれることがないようにできる。これにより、ケーブル収納容器に対してケーブルをより正確に８の字に巻き取ることができる。また、ケーブル収納容器でケーブルを保管中にケーブル収納容器を揺らした場合であっても、ケーブルの８の字が崩れないようにできる。これにより、ケーブル収納容器からのケーブルの送り出しを常にスムーズに行うことができる。

【0018】

第５の発明では、第１～第４のいずれか１つの発明において、前記送り機構部および前記巻取機構部は、複数の支持脚を有する架台の上に設けられ、前記ケーブル収納容器は、前記複数の支持脚の間の設置空間へ出し入れ自在に構成されていることを特徴とする。

【0019】

第５の発明によれば、送り機構部や巻取機構部が設けられた架台から、ケーブル収納容器のみを別の場所に移動させることができる。これにより、ケーブル収納容器に収納されたケーブルの状態確認が容易にできる。また、ケーブルの種類や長さの変更を、ケーブル収納容器ごと交換することによって容易に行うことができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係る有線式ドローンのケーブル巻取装置によれば、ケーブルを巻き取る際に、捩じれ癖がつくことなくケーブルをケーブル収納容器に保管することができる。その結果、ケーブルの捩じれが要因となってドローンが意図せずに空中で旋回してしまう等、ドローンの空中姿勢に影響を与えることを抑制することができる。また、制御部は、送り機構部と巻取機構部とを連動させてスムーズな巻き取りを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る有線式ドローンのケーブル巻取装置の斜視図である。

【図2】ケーブル収納容器を示す一部破断斜視図である。

【図3】送り機構部およびその周辺を示す要部拡大斜視図である。

【図4】巻取機構部およびその周辺を示す要部拡大斜視図である。

【図5】本実施形態に係る有線式ドローンのケーブル巻取装置の構成を示す模式図である。

【図6】巻取機構部とケーブル収納容器との位置関係を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態に係る有線式ドローンのケーブル巻取装置について、図面を参照しつつ説明する。

【0023】

図１には、本発明の一実施形態に係る有線式ドローン６０のケーブル巻取装置１の斜視図が示されている。本実施形態の有線式ドローン６０およびそのケーブル巻取装置１は、例えば、火災現場や事故現場等において救助活動を行うに際して必要とされる様々な機材や工具を搭載した救助工作車（図示省略）に搭載されるものである。救助工作車が現場に到着すると、有線式ドローン６０およびケーブル巻取装置１は、危険箇所に残された要救助者に救助物資を搬送したり、状況確認したりするために使用される。

【0024】

本実施形態のケーブル巻取装置１は、有線式ドローン６０のケーブル６１を収納するケーブル収納容器１０と、架台５０と、送り機構部２０と、巻取機構部３０と、制御部４０と、を備えている。

【0025】

ケーブル収納容器１０は、図２に示すように、長円形の底壁部１２と、底壁部１２の周縁部に沿って立設された側壁部１３とを有し、上部が開口した箱状となっている。ケーブル収納容器１０の底壁部１２には、上方に頂点Ｐ１（Ｐ２）を有する２個の円錐部１１が、底壁部１２の長手方向に隣接して設けられている。これら２個の円錐部１１の周囲に沿って、ケーブル６１は８の字状に巻き取られ、収納されるようになっている。ケーブル収納容器１０は、ケーブル６１が収納された状態で、ケーブル巻取装置１の他の部分と独立して運搬が可能になっている。

【0026】

架台５０は、図１に示すように、４本の支持脚５１と、これら４本の支持脚５１の上端部が平面視長方形の頂点となるように、支持脚５１の上端部同士を連結する２本の第１水平部材５２および２本の第２水平部材５３を有している。２本の第１水平部材５２は、架台５０を平面視したときに長方形の長辺部分となるように配設されている。また、２本の第２水平部材５３は、架台５０を平面視したときに長方形の短辺部分となるように配設されている。このような構造の架台５０は、救助工作車の所定箇所に固定してもよいし、救助工作車に対して積み降ろしできるようにしてもよい。架台５０の複数の支持脚５１の間は、ケーブル収納容器１０用の設置空間となっており、ケーブル収納容器１０は、この設置空間へ出し入れ自在に構成されている。架台５０の上には、送り機構部２０と巻取機構部３０とが設けられている。

【0027】

送り機構部２０は、図１、図３および図５に示すように、ケーブル６１の一端が有線式ドローン６０に繋がれた状態でケーブル収納容器１０からのケーブル６１の送り出し、またはケーブル収納容器１０へのケーブル６１の引き込みを行うものである。送り機構部２０は、対向する２本の第１水平部材５２に橋を架けるように立設された門型の送り機構ベース部５４に、取り付けられている。この送り機構ベース部５４の中央部には、上下貫通状の通し孔部５５が設けられている。

【0028】

送り機構部２０は、通し孔部５５の上方に位置するように送り機構ベース部５４に立設される支持部２１と、通し孔部５５の上方に位置するように支持部２１に取り付けられる駆動プーリ２２および押圧プーリ２４と、送り機構ベース部５４に取り付けられて駆動プーリ２２を回転駆動させる送りモータ２３と、押圧プーリ２４を駆動プーリ２２側に付勢する付勢部材２５と、駆動プーリ２２および押圧プーリ２４の上方に位置するように支持部２１に取り付けられる張力検出器２６と、送り機構ベース部５４に立設されて張力検出器２６の上方に位置するようにガイド孔部２８が設けられた保持部材２７と、を有している。

【0029】

駆動プーリ２２と押圧プーリ２４との間には、ケーブル６１が通される。コイルスプリング等の付勢部材２５によって押圧プーリ２４が駆動プーリ２２側に付勢されているので、ケーブル６１は、駆動プーリ２２に押し付けられるようになっている。これにより、送りモータ２３によって駆動プーリ２２が正転方向または逆転方向に回転駆動されると、ケーブル６１は、送り出し方向または引き込み方向に移動されるようになっている。

【0030】

張力検出器２６は、例えば２個のガイドローラと、これらガイドローラの間に配設された１個の張力検出ローラとを有し、ガイドローラおよび張力検出ローラにケーブル６１が通されるようになっている。

【0031】

ガイド孔部２８は、送り機構部２０の最上部に配設され、空中の有線式ドローン６０から下方に延びたケーブル６１が最初に通される部分である。ガイド孔部２８は、円形状に形成され、ガイド孔部２８を形成する周壁部は滑らかに形成されている。また、有線式ドローン６０がケーブル巻取装置１に対して水平方向へ大きく移動した際には、この周壁部にはケーブル６１が屈曲して強い力がかかる場合もあるので、ガイド孔部２８が形成される保持部材２７は、ガイド孔部２８が位置ずれしないように、送り機構ベース部５４に強固に取り付けられている。

【0032】

送り機構部２０は上述のように構成されており、空中の有線式ドローン６０から下方に延びたケーブル６１は、ガイド孔部２８、張力検出器２６、駆動プーリ２２、通し孔部５５の順に通されて巻取機構部３０の方へ延びるようになっている。張力検出器２６は、ガイド孔部２８の下方に配設されているので、有線式ドローン６０がケーブル巻取装置１に対して水平方向へ大きく移動した場合であっても、ケーブル６１が張力検出ローラから外れることがなく、張力検出器２６は、常に適切な状態でケーブル６１の張力を検出することができるようになっている。

【0033】

巻取機構部３０は、図１、図４および図５に示すように、ケーブル６１をケーブル収納容器１０に対して８の字状に落下させるようにガイドする落下位置ガイド部材３１と、落下位置ガイド部材３１を水平面上の所定の１軸であるＸ軸の方向に移動させるためのＸ軸機構部３２と、水平面上でＸ軸と直交するＹ軸の方向に落下位置ガイド部材３１を移動させるためのＹ軸機構部３３と、を有している。本実施形態において、Ｘ軸方向とは、第１水平部材５２の延びる方向である。また、Ｙ軸方向とは、第２水平部材５３の延びる方向である。

【0034】

落下位置ガイド部材３１は、ベース部３１ｂと、ベース部３１ｂに取り付けられる円錐筒部３１ａと、を有している。円錐筒部３１ａは下方に向かって孔径が小さくなるように形成されており、ここにケーブル６１が通されるようになっている。

【0035】

Ｘ軸機構部３２は、２本の第１水平部材５２の上面のそれぞれに、第１水平部材５２の延びる方向であるＸ軸方向に沿って取り付けられるガイドレール部３２ａおよび歯付ベルト部３２ｂと、第１水平部材５２のＸ軸方向両端部に設けられて歯付ベルト部３２ｂが掛け渡されるベルト用プーリ３２ｅとを有している。また、Ｘ軸機構部３２は、一対の歯付ベルト部３２ｂを連動させるために、Ｙ軸方向に対向する２個のベルト用プーリ３２ｅを連結する連動軸３２ｃと、連動軸３２ｃを回転駆動させるＸ軸移動用モータ３２ｄと、を有している。

【0036】

Ｙ軸機構部３３は、Ｘ軸機構部３２の一対のガイドレール部３２ａおよび歯付ベルト部３２ｂに両端下部が取り付けられてＹ軸方向に延びる支持ケース３３ｃと、Ｙ軸方向に延びるように支持ケース３３ｃの内部に配設される歯付ベルト３３ｂと、支持ケース３３ｃのＹ軸方向両端部に設けられて歯付ベルト３３ｂが掛け渡されるベルト用プーリ３３ｅと、支持ケース３３ｃの側面にＹ軸方向に延びるように取り付けられるガイドレール部３３ａと、を有している。また、Ｙ軸機構部３３は、一方のベルト用プーリ３２ｅを回転駆動させるＹ軸移動用モータ３３ｄを有している。

【0037】

支持ケース３３ｃの側面であってガイドレール部３３ａの近傍には、ガイドレール部３３ａに沿って延びるスリット部３３ｆが形成されている。落下位置ガイド部材３１のベース部３１ｂは、ガイドレール部３３ａに対してスライド自在に取り付けられる。また、ベース部３１ｂの端部は、スリット部３３ｆから支持ケース３３ｃの内部に挿入されて歯付ベルト３３ｂと連結されている。

【0038】

支持ケース３３ｃは、Ｘ軸移動用モータ３２ｄを回転駆動させることによってＸ軸方向に移動自在となっている。支持ケース３３ｃは、移動の際、門型の送り機構ベース部５４の内側を通るようになっており、送り機構ベース部５４と干渉しないようになっている。また、支持ケース３３ｃの側面に取り付けられた落下位置ガイド部材３１は、Ｙ軸移動用モータ３３ｄを回転駆動させることによってＹ軸方向に移動自在となっている。落下位置ガイド部材３１は、Ｘ軸移動用モータ３２ｄとＹ軸移動用モータ３３ｄのいずれを回転駆動させた場合であっても、同一水平面上を動くようになっている。落下位置ガイド部材３１は、常に送り機構ベース部５４の通し孔部５５よりも下方の位置で動かされるようになっている。

【0039】

図５に示すように、ケーブル６１は、一端が電源ユニット６２に接続され、他端が有線式ドローン６０に接続されるようになっている。電源ユニット６２から延びるケーブル６１は、まずケーブル収納容器１０を通り、次に、落下位置ガイド部材３１、通し孔部５５、押圧プーリ２４および駆動プーリ２２、張力検出器２６、ガイド孔部２８を順に通って有線式ドローン６０と接続されるようになっている。そして、ケーブル６１は、電源ユニット６２から有線式ドローン６０へ駆動用電力や制御信号を送ったり、有線式ドローン６０から電源ユニット６２へ搭載カメラの映像データを送ったりするようになっている。

【0040】

制御部４０は、図１に示すように、架台５０に設けられており、送り機構部２０および巻取機構部３０を連動させて制御するように構成されている。制御部４０は、図５に示すように、送り機構部２０の張力検出器２６および送りモータ２３、巻取機構部３０のＸ軸移動用モータ３２ｄおよびＹ軸移動用モータ３３ｄと、それぞれ信号線４１によって電気的に接続されている。

【0041】

制御部４０は、張力検出器２６の検出値が所定の基準値以上であれば送りモータ２３をケーブル６１の送り出し方向に駆動させる一方、張力検出器２６の検出値が当該基準値未満であれば送りモータ２３をケーブル６１の引き込み方向に駆動させるように制御する。この基準値は、有線式ドローン６０の揚力よりは小さく、かつ、ケーブル６１が弛まない程度の値に設定される。

【0042】

制御部４０は、張力検出器２６の検出値が基準値未満になったために送りモータ２３をケーブル６１の引き込み方向に駆動させる際、落下位置ガイド部材３１を水平面上で８の字状に移動させるように、Ｘ軸移動用モータ３２ｄおよびＹ軸移動用モータ３３ｄを制御する。より具体的には、図１および図６に示すように、制御部４０がＸ軸機構部３２のＸ軸移動用モータ３２ｄを回転駆動させると、一対の歯付ベルト部３２ｂが回転駆動され、それに伴ってＹ軸機構部３３の歯付ベルト３３ｂ（支持ケース３３ｃ）が図６のＡ方向に移動する。つまり、制御部４０がＸ軸移動用モータ３２ｄを回転駆動させると、歯付ベルト３３ｂに取り付けられた落下位置ガイド部材３１がＸ軸方向に移動するようになっている。

【0043】

また、制御部４０がＹ軸機構部３３のＹ軸移動用モータ３３ｄを回転駆動させると、歯付ベルト３３ｂが回転駆動され、それに伴って、歯付ベルト３３ｂに取り付けられた落下位置ガイド部材３１が図６のＢ方向に移動する。つまり、制御部４０がＹ軸移動用モータ３３ｄを回転駆動させると、落下位置ガイド部材３１がＹ軸方向に移動するようになっている。

【0044】

制御部４０は、Ｘ軸移動用モータ３２ｄおよびＹ軸移動用モータ３３ｄを連携して駆動制御することで、落下位置ガイド部材３１を、ケーブル収納容器１０の２個の円錐部１１の周囲を交互に周回させるようになっている。これにより、巻取機構部３０の落下位置ガイド部材３１は、ケーブル６１をケーブル収納容器１０の２個の円錐部１１の周囲を交互に周回させて８の字状に巻き取るように構成されている。制御部４０は、図６に示すように、ケーブル６１を８の字状に巻き取る際、落下位置ガイド部材３１のＸ軸方向の移動距離Ｌ１が落下位置ガイド部材３１のＹ軸方向の移動距離Ｌ２の約２倍の移動距離となるように、Ｘ軸移動用モータ３２ｄおよびＹ軸移動用モータ３３ｄを駆動制御する。

【0045】

制御部４０は、張力検出器２６の検出値が基準値以上になったために送りモータ２３をケーブル６１の送り出し方向に駆動させる際にも、Ｘ軸移動用モータ３２ｄおよびＹ軸移動用モータ３３ｄを連携して駆動制御する。この駆動制御は、送りモータ２３をケーブル６１の引き込み方向に駆動させる場合と同様に、落下位置ガイド部材３１を、ケーブル収納容器１０の２個の円錐部１１の周囲を交互に周回させて８の字状に送り出すようにしてもよい。

【0046】

一方で、ケーブル６１の送り出しの場合は、ケーブル６１の捩じれを発生させることはないので、８の字状に送り出す必要性は高くない。そこで、送りモータ２３をケーブル６１の送り出し方向に駆動させる際には、図６に示すように、ケーブル収納容器１０の２個の円錐部１１のうち、ケーブル６１において収納状態から持ち上げられようとしている部分がある方の円錐部１１の頂点の上に落下位置ガイド部材３１（円錐筒部３１ａの中心）を移動させるようにすればよい。つまり、制御部４０は、ケーブル６１の送り出しに合わせて落下位置ガイド部材３１（円錐筒部３１ａの中心）が２個の円錐部１１の頂点Ｐ１の上方位置と頂点Ｐ２の上方位置とを交互に移動するように、落下位置ガイド部材３１を直線的に移動制御する。落下位置ガイド部材３１（円錐筒部３１ａの中心）が、ケーブル６１において収納状態から持ち上げられようとしている部分がある方の円錐部１１の頂点の上方位置にあることにより、上方の頂点に向かって径が小さくなる円錐部１１の外周面に沿ってスムーズにケーブル６１を送り出すことができる。

【0047】

以上のとおり、本実施形態に係る有線式ドローン６０のケーブル巻取装置１によれば、有線式ドローン６０のケーブル６１を収納するケーブル収納容器１０と、ケーブル６１の一端が有線式ドローン６０に繋がれた状態でケーブル収納容器１０からのケーブル６１の送り出しまたはケーブル収納容器１０へのケーブル６１の引き込みを行う送り機構部２０と、送り機構部２０と連動してケーブル収納容器１０に８の字状にケーブル６１を巻き取る巻取機構部３０と、送り機構部２０および巻取機構部３０を制御する制御部４０と、を備えたことにより、ケーブル収納容器１０にケーブル６１を巻き取る際、８の字状に巻き取ることによって、時計回りと反時計回りの２種類の回転方向で交互にケーブル６１の巻き取りを行うことができる。これにより、ケーブル６１を巻き取る際にケーブル６１に捩じれが生じないようにできるので、捩じれ癖がつくことなくケーブル６１をケーブル収納容器１０に保管することができる。その結果、ケーブル収納容器１０からケーブル６１を送り出しつつ有線式ドローン６０を所定高度まで上昇させる際において、ケーブル６１の捩じれが要因となって有線式ドローン６０が意図せずに旋回してしまう等、有線式ドローン６０の空中姿勢に影響を与えることを抑制することができる。

【0048】

また、制御部４０は、送り機構部２０と巻取機構部３０とを連動させて巻き取りを行うことにより、送り機構部２０と巻取機構部３０との間でケーブル６１が弛むことなく、スムーズな巻き取りを行うことができる。

【0049】

また、送り機構部２０は、ケーブル６１の送り出しまたは引き込みのための動力を伝える駆動プーリ２２と、駆動プーリ２２を回転駆動させる送りモータ２３と、ケーブル６１の張力を検出する張力検出器２６と、を備え、制御部４０は、張力検出器２６の検出値が所定の基準値以上であれば送りモータ２３をケーブル６１の送り出し方向に駆動させる一方、張力検出器２６の検出値が当該基準値未満であれば送りモータ２３をケーブル６１の引き込み方向に駆動させるように制御することにより、有線式ドローン６０が空中にいる間は常に、ケーブル６１が弛まないように、ケーブル６１の送り出しと巻き取りをスムーズに行い得る。

【0050】

また、巻取機構部３０は、ケーブル６１をケーブル収納容器１０に対して８の字状に落下させるようにガイドする落下位置ガイド部材３１と、落下位置ガイド部材３１を水平面上の所定の１軸であるＸ軸の方向に移動させるためのＸ軸機構部３２と、当該水平面上でＸ軸と直交するＹ軸の方向に落下位置ガイド部材３１を移動させるためのＹ軸機構部３３と、を有し、Ｘ軸機構部３２は、Ｘ軸移動用モータ３２ｄを有し、Ｙ軸機構部３３は、Ｙ軸移動用モータ３３ｄを有し、制御部４０は、Ｘ軸移動用モータ３２ｄおよびＹ軸移動用モータ３３ｄを制御して落下位置ガイド部材３１を水平面上で８の字状に移動させるので、落下位置ガイド部材３１を正確に水平面上で８の字を描くように位置移動させることができる。これにより、ケーブル６１をケーブル収納容器１０に対して正確に８の字に巻き取ることができる。

【0051】

また、ケーブル収納容器１０には、上方に頂点を有する２個の円錐部１１が隣接して設けられ、巻取機構部３０は、ケーブル６１を２個の円錐部１１の周囲を交互に周回させて８の字状に巻き取るように構成されているので、ケーブル収納容器１０へケーブル６１を巻き取っていく途中で、ケーブル収納容器１０や巻取機構部３０に何等かの要因によって水平振動が加わった場合であっても、ケーブル６１は２個の円錐部１１の周囲から大きく水平方向にずれることがないようにできる。これにより、ケーブル収納容器１０に対してケーブル６１をより正確に８の字に巻き取ることができる。また、ケーブル収納容器１０でケーブル６１を保管中にケーブル収納容器１０を揺らした場合であっても、ケーブル６１の８の字が崩れないようにできる。これにより、ケーブル収納容器１０からのケーブル６１の送り出しを常にスムーズに行うことができる。

【0052】

また、送り機構部２０および巻取機構部３０は、複数の支持脚５１を有する架台５０の上に設けられ、ケーブル収納容器１０は、複数の支持脚５１の間の設置空間へ出し入れ自在に構成されているので、送り機構部２０や巻取機構部３０が設けられた架台５０から、ケーブル収納容器１０のみを別の場所に移動させることができる。これにより、ケーブル収納容器１０に収納されたケーブル６１の状態確認が容易にできる。また、ケーブル６１の種類や長さの変更を、ケーブル収納容器１０ごと交換することによって容易に行うことができる。

【0053】

今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

【0054】

本実施形態では、巻取機構部３０は、落下位置ガイド部材３１を水平面上の所定の１軸であるＸ軸の方向に移動させるためのＸ軸機構部３２と、当該水平面上でＸ軸と直交するＹ軸の方向に落下位置ガイド部材３１を移動させるためのＹ軸機構部３３とを有していたが、本発明はこれに限らず、８の字に巻き取ることが可能な機構であれば、他の構造であってもよい。例えば、中心部に揺動軸が設けられた直線状のレール部材と、当該レール部材上をスライド移動する落下位置ガイド部材とを設け、揺動軸を中心にレール部材を揺動させるとともに落下位置ガイド部材をレール部材上でスライド移動させることにより、全体として落下位置ガイド部材が８の字に動くようにし、この落下位置ガイド部材にケーブルを通すようにしてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１ ケーブル巻取装置
１０ ケーブル収納容器
１１ 円錐部
２０ 送り機構部
２２ 駆動プーリ
２３ 送りモータ
２６ 張力検出器
３０ 巻取機構部
３１ 落下位置ガイド部材
３２ Ｘ軸機構部
３２ｄ Ｘ軸移動用モータ
３３ Ｙ軸機構部
３３ｄ Ｙ軸移動用モータ
４０ 制御部
５０ 架台
５１ 支持脚
６０ 有線式ドローン
６１ ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】