特開 2024-12740 離陸制限装置、飛行システム及び飛行体の離陸制限方法

(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】P2024012740

(43)【公開日】2024-01-31

(54)【発明の名称】離陸制限装置、飛行システム及び飛行体の離陸制限方法

(51)【国際特許分類】

   B64F 3/00 20060101AFI20240124BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

B64F3/00

B64C39/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114447

(22)【出願日】2022-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】519015117

【氏名又は名称】株式会社ＳｋｙＤｒｉｖｅ

(74)【代理人】

【識別番号】110002789

【氏名又は名称】弁理士法人ＩＰＸ

(72)【発明者】

【氏名】田中 輝昌

(57)【要約】

【課題】飛行体により搬送するペイロードの重量が、規定重量を超過している場合に、飛行体の離陸自体を制限する離陸制限装置、飛行システム及び飛行体の離陸制限方法を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様によれば、離陸制限装置が提供される。この離陸制限装置は、載置台と、離陸抑止手段とを備える。載置台は、載置された荷物の重量を判別可能に構成される。離陸抑止手段は、荷物が予め定めた重量を超過している場合に、飛行体の離陸を抑止する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

離陸制限装置であって、
載置台と、離陸抑止手段とを備え、
前記載置台は、載置された荷物の重量を判別可能に構成され、
前記離陸抑止手段は、前記荷物が予め定めた重量を超過している場合に、飛行体の離陸を抑止する
離陸制限装置。

【請求項2】

請求項１に記載の離陸制限装置において、
前記飛行体は、前記載置台に載置され、
前記載置台は、前記荷物及び前記飛行体の重量に応じて沈み込み、
前記離陸抑止手段は、前記載置台に配設され、前記載置台の沈み込み量に応じて前記飛行体の離陸を抑止する
離陸制限装置。

【請求項3】

請求項２に記載の離陸制限装置において、
前記離陸抑止手段は、前記飛行体の一部と嵌合することで前記飛行体の離陸を抑止するロック手段を備える
離陸制限装置。

【請求項4】

請求項３に記載の離陸制限装置において、
前記ロック手段は、機械的機構により駆動し、前記飛行体との嵌合と該嵌合の解除とを行う
離陸制限装置。

【請求項5】

請求項４に記載の離陸制限装置において、
前記機械的機構は、カム機構である
離陸制限装置。

【請求項6】

請求項２に記載の離陸制限装置において、
前記載置台は、上板と、下板と、弾性体とを備え、
前記上板は、前記荷物及び前記飛行体が載置される載置面であり、
前記下板は、前記弾性体を支持し、
前記弾性体は、前記上板を支持し、前記荷物及び前記飛行体の重量に応じて収縮する
離陸制限装置。

【請求項7】

請求項６に記載の離陸制限装置において、
固定手段を備え、
前記固定手段は、前記上板と前記下板との間隔を所定の距離に固定し、前記上板の沈み込みを防止する
離陸制限装置。

【請求項8】

請求項７に記載の離陸制限装置において、
前記固定手段は、飛行抑制手段を備え、
前記飛行抑制手段は、前記固定手段が前記上板と前記下板との間隔を固定している際に、前記飛行体の離陸時の経路を支障する
離陸制限装置。

【請求項9】

請求項１に記載の離陸制限装置において、
重量計を備え、
前記重量計は、前記荷物の重量を測定し、
前記離陸抑止手段は、前記飛行体の一部と嵌合することで前記飛行体の離陸を抑止するロック手段を備え、
前記ロック手段は、前記荷物が予め定めた重量を超過している場合に、ソレノイドの動作により前記飛行体の一部と嵌合する
離陸制限装置。

【請求項10】

飛行システムであって、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の離陸制限装置を備える
飛行システム。

【請求項11】

飛行体の離陸制限方法であって、
載置台に載置された荷物の重量を判別し、
前記荷物が予め定めた重量を超過している場合は、前記載置台に飛行体を固定し、前記荷物が予め定めた重量を超過していない場合は、前記固定を解除する
離陸制限方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、離陸制限装置、飛行システム及び飛行体の離陸制限方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マルチコプター等の飛行体は、物資輸送、荷物の運搬、配達など、さまざまなペイロードの運搬に使用される。例えば、マルチコプターは、山岳地帯など道路が存在せず、地上からのアクセスが困難な場所への運搬や、その上空を経由して荷物を輸送するために使用される。また、土木、建設のための資材運搬の場合、数十ｋｇに達する重量物を輸送する必要が生じることもある。

【0003】

なお、荷物の重量を検知する載置台が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１１５４５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

飛行体により荷物等のペイロードを搬送する場合、搬送するペイロードの重量が、飛行体が許容する重量を超えていた場合、つまり、飛行体が重量超過の状態で飛行した場合には、外乱の影響、フェールが発生した際の機体の墜落の可能性等があり、危険な状態となる。現在のシステムでは、ペイロード重量の超過時は、アラームが表示される仕様となっている。しかしながら、この仕様は、重量を直接的に測ってのアラームではなく、機体離陸時のＰＷＭ値など間接的なデータから重量超過を判断しており、重量の精度は高くない。よって、重量超過の正確な判断が困難であるとともに、重量超過と判断しアラームが出ても、操作者が飛行体を着陸させなければ飛行はできてしまう。

【0006】

本発明では上記事情を鑑み、飛行体により搬送するペイロードの重量が、規定重量を超過している場合に、飛行体の離陸自体を制限する離陸制限装置、飛行システム及び飛行体の離陸制限方法を提供することとした。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、離陸制限装置が提供される。この離陸制限装置は、載置台と、離陸抑止手段とを備える。載置台は、載置された荷物の重量を判別可能に構成される。離陸抑止手段は、荷物が予め定めた重量を超過している場合に、飛行体の離陸を抑止する。

【0008】

本発明の一態様によれば、搬送するペイロードの重量が、規定重量を超過している場合に、飛行体は離陸自体が制限されるため、重量超過の状態での飛行を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】離陸制限装置１の外観を示す斜視図である。

【図2】載置台の動作を説明するための図である。

【図3】載置台の動作を説明するための図である。

【図4】離陸抑制手段の動作を説明するための図である。

【図5】離陸抑制手段の動作を説明するための図である。

【図6】固定手段１６を説明するための図である。

【図7】固定手段１６を説明するための図である。

【図8】飛行抑制手段の例を示した図である。

【図9】離陸制限装置の変形例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて本開示の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

【0011】

１．離陸制限装置の概要
最初に、離陸制限装置の概要について説明する。離陸制限装置は、例えば、飛行システムに備えられるものである。図１は、離陸制限装置１の外観を示す斜視図である。離陸制限装置１は、載置台と、離陸抑止手段とを備える。載置台は、上板１１と、下板１２と、弾性体１３とを備えて構成される。上板は１１、荷物及び飛行体が載置される載置面である。下板１２は、弾性体１３を支持する。弾性体１３は、上板１１を支持し、荷物及び飛行体の重量に応じて収縮する。したがって、載置台は、荷物及び飛行体の重量に応じて沈み込み、載置された荷物の重量を判別可能となる。重量の判別は、予め定めた重量を超過したか否かを判別することができればよく、重量を数値で表す必要はない。

【0012】

離陸抑止手段は、載置台に配設され、載置台の沈み込み量に応じて飛行体の離陸を抑止する。具体的には、離陸抑止手段は、飛行体の一部、例えば、スキッド（足）と嵌合することで飛行体の離陸を抑止するロック手段１４を含むものである。ロック手段１４は、機械的機構により駆動し、飛行体との嵌合と、その嵌合の解除とを行う。これにより、離陸抑止手段は、荷物が予め定めた重量を超過している場合に、飛行体の離陸を抑止することとなる。

【0013】

２．載置台の動作
次に、載置台の動作について説明する。図２及び図３は、載置台の動作を説明するための図である。図２に示すように、載置台の上板１１に、飛行体Ｍと、この飛行体Ｍにロープ等で接続された荷物Ｐ１を際しした場合、上板１１と下板１２の間隔は、ｄ１となる。このとき、ロック手段１４は、飛行体Ｍとは嵌合せず、飛行体Ｍは、離陸が可能な状態である。なお、荷物Ｐ１の重量は、飛行体Ｍに許容された重量を超過していないものとする。

【0014】

一方、図３に示すように、載置台の上板１１に、飛行体Ｍと、この飛行体Ｍにロープ等で接続された荷物Ｐ２を際しした場合、上板１１と下板１２の間隔は、ｄ２となる。このとき、ロック手段１４は、飛行体Ｍとは嵌合し、飛行体Ｍは、離陸が不可能な状態である。なお、荷物Ｐ２の重量は、飛行体Ｍに許容された重量を超過しているものとする。

【0015】

このように載置台を動作させるため、弾性体１３は、飛行体Ｍと、この飛行体Ｍに許容された最大限の荷物を上板１１に載置した際に、完全に収縮した状態とはならず、さらに重量の大きいものを載置しても収縮できる状態であることが望ましい。

【0016】

また、載置台は、飛行体Ｍが載置台に固定された状態で飛行することができないよう、飛行体Ｍの性能に対して十分に大きな重量であることが望ましいが、その重量に満たない場合であっても、アンカー等を利用して飛行体Ｍの飛行を阻止することは可能である。

【0017】

３．離陸抑制手段の動作
次に、離陸抑制手段の動作について説明する。図４及び図５は、離陸抑制手段の動作を説明するための図である。離陸抑制手段を構成するロック手段１４は、機械的機構により駆動し、飛行体Ｍとの嵌合と、その嵌合の解除とを行う。機械的機構としては、例えば、カム機構を用いることができる。なお、１４を駆動する機械的機構は、カム機構に限らず、リンク機構やアクチュエータ、ソレノイドなどを用いてもよい。

【0018】

図４に示すように、カム機構１５は、上板１１と下板１２の間隔がｄ１である場合、ロック手段１４を開放された状態で保持する。一方、図５に示すように、カム機構１５は、上板１１と下板１２の間隔がｄ２となった場合には、ロック手段１４を回転させ、これを図示しない飛行体Ｍと嵌合された状態に遷移させる。

【0019】

なお、カム機構１５は、飛行体Ｍと、この飛行体Ｍに許容された最大限の荷物を上板１１に載置した際に、ロック手段１４を開放状態から嵌合状態に遷移させるように、調整されている。

【0020】

４．載置台の固定
ところで、載置台の上板１１に、飛行体Ｍ等を載置させる場合、作業者が上板１１の上に載る必要が生じることがある。この場合、作業者の体重によっては、ロック手段１４が嵌合状態となり、飛行体Ｍを載置させることが困難となる。このため、離陸制限装置１は、固定手段１６を備えるようにしてもよい。図６及び図７は、固定手段１６を説明するための図である。

【0021】

固定手段１６は、上板１１と下板１２との間隔を所定の距離に固定することで、上板１１の沈み込みを防止するものである。例えば、図６に示すように、固定手段１６を無効な状態としている場合には、上板１１に作業者等が載ることで、上板１１と下板１２の間隔は、ｄ１よりも狭くなる。一方、図７に示すように、固定手段１６を有効な状態としている場合には、固定手段１６が上板１１と下板１２の間隔をｄ１に保持して固定するため、上板１１に作業者等が載った場合でも、上板１１と下板１２の間隔は狭まることがない。

【0022】

なお、固定手段１６を有効としている場合は、飛行体Ｍは離陸可能な状態であるため、作業者等が、飛行体Ｍや荷物の上板１１への載置を終えた後に、固定手段１６を無効にすることを失念した場合には、飛行体Ｍが重量を超過した状態で離陸することが可能となってしまう。このため、固定手段１６は、飛行抑制手段を備えるようにしてもよい。図８は、飛行抑制手段の例を示した図である。同図に示す飛行抑制バー１７は、固定手段１６の操作部としても動作するもので、この飛行抑制バー１７は、固定手段１６が上板１１と下板１２との間隔を固定している際に、飛行体Ｍの離陸時の経路を支障するようにしている。これにより、飛行体Ｍの離陸に際して固定手段１６が有効な状態では、飛行体Ｍの離陸が困難となり、飛行体Ｍの操作者は、容易に固定手段１６の状態を確認することができる。

【0023】

５．変形例
ところで、ロック手段１４を駆動する手段としてアクチュエータやソレノイドを利用することができるが、これらを用いる場合、電力を動力源とするため、飛行体Ｍを載置する載置台と、荷物を載置する載置台とを別のものとし、両者を電気的に接続することで、離陸制限装置１と同様の効果を有する離陸制限装置を実現することができる。図９は、離陸制限装置の変形例を示した図である。同図に示す離陸制限装置は、載置台２と重量計３とを備える。載置台２は、飛行体Ｍを載置する場所であり、ロック手段２４を備える。ロック手段２４は、ロック手段１４と同様のものである。重量計３は、荷物を載置する載置台であるとともに、当該荷物の重量を測定する。ロック手段２４は、荷物が予め定めた重量を超過している場合に、ソレノイドの動作により飛行体の一部と嵌合する。この図９に示した構成では、荷物を重量計３に載せる前に、飛行体Ｍを載置台２に載置することで、固定手段１６に相当するものが無くとも、飛行体Ｍを載置台２に載置することができる。

【0024】

７．その他
以上のように、離陸制限装置１を用いた離陸制限方法は、載置台に載置された荷物の重量を判別し、
荷物が予め定めた重量を超過している場合は、載置台に飛行体Ｍを固定し、荷物が予め定めた重量を超過していない場合は、固定を解除する。このため、飛行体Ｍを運用する運用者は、荷物の重量を都度測る手間が省け、また、荷物が重量計より大きなもの（長物など）の場合の測定に工夫が必要な煩わしさを解消することができる。また、飛行体Ｍは、重量超過の際は、確実に飛行できないため、事故等が生じた場合であっても、飛行体Ｍを製造するメーカーと、運用者との責任の範囲を明確にすることの助力となり得る。

【0025】

本発明は、次に記載の各態様で提供されてもよい。

【0026】

（１）離陸制限装置であって、載置台と、離陸抑止手段とを備え、前記載置台は、載置された荷物の重量を判別可能に構成され、前記離陸抑止手段は、前記荷物が予め定めた重量を超過している場合に、飛行体の離陸を抑止する離陸制限装置。

【0027】

（２）上記（１）に記載の離陸制限装置において、前記飛行体は、前記載置台に載置され、前記載置台は、前記荷物及び前記飛行体の重量に応じて沈み込み、前記離陸抑止手段は、前記載置台に配設され、前記載置台の沈み込み量に応じて前記飛行体の離陸を抑止する離陸制限装置。

【0028】

（３）上記（２）に記載の離陸制限装置において、前記離陸抑止手段は、前記飛行体の一部と嵌合することで前記飛行体の離陸を抑止するロック手段を備える離陸制限装置。

【0029】

（４）上記（３）に記載の離陸制限装置において、前記ロック手段は、機械的機構により駆動し、前記飛行体との嵌合と該嵌合の解除とを行う離陸制限装置。

【0030】

（５）上記（４）に記載の離陸制限装置において、前記機械的機構は、カム機構である離陸制限装置。

【0031】

（６）上記（２）乃至（５）のいずれか１項に記載の離陸制限装置において、前記載置台は、上板と、下板と、弾性体とを備え、前記上板は、前記荷物及び前記飛行体が載置される載置面であり、前記下板は、前記弾性体を支持し、前記弾性体は、前記上板を支持し、前記荷物及び前記飛行体の重量に応じて収縮する離陸制限装置。

【0032】

（７）上記（６）に記載の離陸制限装置において、固定手段を備え、前記固定手段は、前記上板と前記下板との間隔を所定の距離に固定し、前記上板の沈み込みを防止する離陸制限装置。

【0033】

（８）上記（７）に記載の離陸制限装置において、前記固定手段は、飛行抑制手段を備え、前記飛行抑制手段は、前記固定手段が前記上板と前記下板との間隔を固定している際に、前記飛行体の離陸時の経路を支障する離陸制限装置。

【0034】

（９）上記（１）に記載の離陸制限装置において、重量計を備え、前記重量計は、前記荷物の重量を測定し、前記離陸抑止手段は、前記飛行体の一部と嵌合することで前記飛行体の離陸を抑止するロック手段を備え、前記ロック手段は、前記荷物が予め定めた重量を超過している場合に、ソレノイドの動作により前記飛行体の一部と嵌合する離陸制限装置。

【0035】

（１０）飛行システムであって、上記（１）乃至（９）のいずれか１項に記載の離陸制限装置を備える飛行システム。

【0036】

（１１）飛行体の離陸制限方法であって、載置台に載置された荷物の重量を判別し、前記荷物が予め定めた重量を超過している場合は、前記載置台に飛行体を固定し、前記荷物が予め定めた重量を超過していない場合は、前記固定を解除する離陸制限方法。
もちろん、この限りではない。

【0037】

最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0038】

１ ：離陸制限装置
２ ：載置台
３ ：重量計
１１ ：上板
１２ ：下板
１３ ：弾性体
１４ ：ロック手段
１５ ：カム機構
１６ ：固定手段
１７ ：飛行抑制バー
２４ ：ロック手段
Ｍ ：飛行体
Ｐ１ ：荷物
Ｐ２ ：荷物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】