特開 2024-75447 無人航空機

(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】P2024075447

(43)【公開日】2024-06-03

(54)【発明の名称】無人航空機

(51)【国際特許分類】

   B64D 1/22 20060101AFI20240527BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20240527BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20240527BHJP

【ＦＩ】

B64D1/22

B64C27/08

B64C39/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022186959

(22)【出願日】2022-11-22

(71)【出願人】

【識別番号】591235865

【氏名又は名称】大倉 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】110002712

【氏名又は名称】弁理士法人みなみ特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110002996

【氏名又は名称】弁理士法人宮田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大倉 義憲

(57)【要約】

【課題】
荷物を安定して保持することができるほか、重量や大きさの異なる様々な荷物に対応することのできる無人航空機の提供。
【解決手段】
一本の主桁１１と、ロータ５２と動力源５３とからなる飛行ユニット５１と、主桁１１と飛行ユニット５１を連結する接続具２１と、着陸時に主桁１１を支持する接地片６１と、荷物Ｆを吊り下げる吊り具７１と、を有しており、吊り具７１を二箇所以上に配置するほか、接続具２１と接地片６１と吊り具７１は、主桁１１との取り付け位置を変更可能な構成とする。その結果、主桁１１の直下に荷物Ｆを配置可能になり、飛行中の安定性が向上するほか、左右の接地片６１の間で荷物Ｆを保持することで、狭い場所でも離着陸が可能になる。加えて、飛行ユニット５１の使用数や配置を調整可能であるため、重量や大きさの異なる様々な荷物Ｆに対応することができる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷物（Ｆ）を輸送するための無人航空機であり、
棒状に伸びる一本の主桁（１１乃至１３）と、ロータ（５２）と動力源（５３）とからなる飛行ユニット（５１）と、主桁（１１乃至１３）と飛行ユニット（５１）を連結する接続具（２１乃至２５）と、着陸時に主桁（１１乃至１３）を支持する接地片（６１）と、荷物（Ｆ）を吊り下げるため主桁（１１乃至１３）に取り付ける吊り具（７１または７２）と、を有しており、飛行ユニット（５１）は四組以上使用し、
接地片（６１）は、主桁（１１乃至１３）の両端部において、主桁（１１乃至１３）の左右両側に配置してあり、個々の接地片（６１）の一端側は地面に接触可能であり、
また吊り具（７１または７２）は、距離を隔てて二箇所以上に配置してあり、
接続具（２１乃至２５）の取り付け位置は、主桁（１１乃至１３）の長手方向に沿って変更可能であるほか、接地片（６１）と吊り具（７１または７２）のいずれも、その取り付け位置は、主桁（１１乃至１３）の長手方向に沿って変更可能であることを特徴とする無人航空機。

【請求項2】

主桁（１１）の左右両側に配置された飛行ユニット（５１）を結ぶ副桁（４１）を使用するほか、接続具（２５）は副桁（４１）を保持可能な構造としてあり、且つ接続具（２５）は主桁（１１）と副桁（４１）との交角を変更可能であることを特徴とする請求項１記載の無人航空機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、山岳地帯や岩礁地帯など、通常の交通手段では到達が難しい場所に荷物を輸送するための無人航空機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般にドローンやマルチコプターと称される無人航空機は、上昇用のロータを三組以上備えており、個々のロータの回転を調整することで自在な飛行が可能であり、しかも有人ヘリコプターと比べて運用コストが軽減されるため、空撮や農薬散布や輸送など、様々な分野での活用が期待されている。またこのような無人航空機において、各種の測位システムを利用した自律飛行を導入することで、目視での操縦が難しい場所に到達させることも可能である。

【0003】

このような無人航空機の技術開発の例として後記の特許文献が挙げられ、そのうち特許文献１では、テーブルやイスなど、様々な搬送物を飛行させるための飛行機能付加装置が開示されている。この装置は、複数のロータユニットで構成されており、個々のロータユニットは、ロータと結合部が一体化した形状であり、ロータによって揚力を発生させるほか、結合部によって搬送物を保持することができ、一個の搬送物に対して複数のロータユニットを取り付け、全てのロータユニットを協調して駆動することで搬送物の輸送が可能になる。

【0004】

次の特許文献２では、柱などの構造物の点検作業を実施するための無人移動体が開示されている。この無人移動体は、柱などの構造物の外周面を取り囲む枠体と、この枠体を昇降させるロータで構成され、ロータの回転を制御することで、無人移動体を自在に昇降させることができ、さらにカメラや検査装置を搭載することで、高所での点検作業を簡易且つ安全に実施することができる。なお枠体については、炭素繊維強化プラスチック製のパイプ材を使用し、複数のパイプ材を各種ジョイントで結合することが開示されており、大きさの異なる様々な構造物に対応することができる。

【0005】

また特許文献３では、吊り荷をぶら下げた飛行体において、飛行体の姿勢が変化した場合でも、吊り荷の姿勢の変化を抑制可能な制御装置が開示されている。この飛行体は、複数組のロータを備えたドローンであり、飛行体と吊り荷は、二本以上の索（接続手段）で接続されており、飛行体の姿勢に応じて個々の索の長さを変化させることのできる制御装置を搭載している。その結果、常時、飛行体の回転中心の直下に吊り荷を配置可能になり、飛行体の重心位置の変化や吊り荷の姿勢変化を抑制することができ、飛行効率や安定性が向上する。なお索の長さを変化させる制御装置については、ウインチなどが想定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１８－１８８０１１号公報

【特許文献2】特開２０２１－１９１６６７号公報

【特許文献3】特開２０２２－４６４５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ドローンと称される無人航空機で輸送を行う場合、様々な荷物に対応できるよう、機体に何らかの収納箱を設置し、その中に荷物を入れることがある。ただし工事用の資材などの大きい荷物は、収納箱を使用することなくロープで吊り下げることがある。その場合、離陸時に荷物が浮き上がった際、荷物に大きな揺れを生じることが多く、木立との接触など、様々な危険が予見される。また着陸時に荷物を地面に接触させた際、無人航空機は荷物から離れた場所に退避させることになるが、平坦な地面が狭い場合、一連の操縦が難しくなる。さらに飛行中においても、吊り下げた荷物が大きく揺れることは危険であり、離陸から着陸までの間、高度な操縦技術が必要になり、各種の測位システムを利用した自律飛行も難しい。

【0008】

工事用の資材など、比較的大きい荷物の輸送に適した大型の無人航空機は、その導入費用が増大するほか、導入後の管理にも手間が掛かる。そのため、このような輸送を継続的に行う場合でも、様々な荷物に対応できるよう、複数の機種を揃えることは難しい。そこで無人航空機の構造に柔軟性を持たせ、重量や大きさの異なる様々な荷物に対応することのできる技術が待ち望まれている。

【0009】

本発明はこうした実情を基に開発されたもので、荷物を安定して保持することができるほか、重量や大きさの異なる様々な荷物に対応することのできる無人航空機の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記の課題を解決するための請求項１記載の発明は、荷物を輸送するための無人航空機であり、棒状に伸びる一本の主桁と、ロータと動力源とからなる飛行ユニットと、主桁と飛行ユニットを連結する接続具と、着陸時に主桁を支持する接地片と、荷物を吊り下げるため主桁に取り付ける吊り具と、を有しており、飛行ユニットは四組以上使用し、接地片は、主桁の両端部において、主桁の左右両側に配置してあり、個々の接地片の一端側は地面に接触可能であり、また吊り具は、距離を隔てて二箇所以上に配置してあり、接続具の取り付け位置は、主桁の長手方向に沿って変更可能であるほか、接地片と吊り具のいずれも、その取り付け位置は、主桁の長手方向に沿って変更可能であることを特徴とする。

【0011】

本発明による無人航空機は、主桁と飛行ユニットと接続具などで構成され、その基本的な形態は、一般にドローンと称されるものと変わりがなく、離着陸時は、水平移動を伴うことなく垂直移動が可能である。そして主桁は、骨格を形成する一本の棒材であり、想定される荷物に応じた長さを確保し、主桁の直下に荷物を配置する。なお主桁は、ある程度の弾性的な変形を生じても構わないが、飛行に影響を与えるような大きな変形は生じないものとする。そのほか主桁の断面形状は、自在に決めて構わない。

【0012】

飛行ユニットは、一組のロータにモータなどの動力源を一体化した構成であり、ロータの回転軸は直立させるほか、主桁に対して四組以上の飛行ユニットを配置することで、垂直移動が可能になり、さらに個々のロータの回転を調整することで、水平移動も自在である。なお四組の飛行ユニットを使用する場合、主桁の一端側と他端側のそれぞれについて、左右二箇所に飛行ユニットを配置することになるが、飛行ユニットを主桁から離して配置する場合、必然的に双方を結ぶ部品が必要になる。また飛行ユニットは、荷物の重量などに応じて使用数を増やすことができる。

【0013】

吊り具は、荷物を主桁で吊り下げるため、主桁の直下に組み込むものであり、単純な円弧状のフックでも構わない。しかも荷物を二箇所以上で吊り下げるため、吊り具は少なくとも主桁の一端側と他端側の二箇所に配置する。さらに様々な荷物に対応できるよう、主桁の長手方向に沿って移動可能であり、且つ最適な位置で主桁と一体化できるものとする。そして吊り具と荷物は、ごく短いロープなどで接続し、主桁と荷物との隙間を必要最小限に留める。そのため飛行中においても、主桁と荷物は実質的に一体化した状態になり、荷物の揺れなど、飛行を不安定化させる要因を解消することができる。なお、吊り具に隣接して飛行ユニットを配置することで、飛行中、主桁に作用する曲げモーメントが軽減されるため、安全性を確保しながらも主桁の断面積を小さくすることが可能になる。

【0014】

接地片は、無人航空機が着陸している際に地面に接触し、主桁を含む全体を支持する役割を担い、主桁の左右両側に配置するため、左右の二個で一組となり、通常は主桁の一端側と他端側に一組ずつ配置するが、荷物の重量によっては、さらに増やすことも可能である。そして荷物は、左右の接地片の間に配置するため、接地片は必然的に下向きに伸びる棒状になり、その一端側が地面に接触する。したがって接地片の高さや、左右の接地片の間隔は、想定される荷物の大きさに基づいて決めることになる。なお接地片についても、主桁の長手方向に沿って移動可能であり、且つ最適な位置で主桁と一体化できるものとするが、接地片と吊り具のいずれも、主桁との取り付け部の構造は自在に決めて構わない。

【0015】

接続具は、飛行ユニットを主桁に取り付ける役割を担い、その具体的な構造は自在だが、主桁の長手方向に沿って移動可能であり、且つ最適な位置で主桁と一体化できるものとする。また接続具と飛行ユニットは、双方を直に接触させて一体化することもあるが、飛行ユニットを主桁から離して配置する場合、接続具と飛行ユニットを結ぶ部品を使用することになる。そのほか主桁と接続具は、強固に一体化する必要があり、その具体例については、接続具が主桁を締め付ける方法や、主桁に多数のメネジを形成した上、接続具からこのメネジに向けてネジを差し込む方法など、自在に選択可能である。

【0016】

このように、荷物を輸送する無人航空機を主桁と飛行ユニットと接続具と接地片と吊り具などで構成し、二箇所以上の吊り具を介し、荷物を主桁の直下に配置することで、飛行中、主桁と荷物の挙動が一体化するため、荷物の揺れを考慮する必要がなく、安定性が向上する。しかも主桁により、吊り具同士の間隔を増大させることが容易であり、この点でも安定性が向上する。また接地片は、主桁の左右両側に配置し、その間で荷物を保持することで、離着陸時に荷物の挙動を考慮する必要がなく、操縦が簡素化するほか、平坦な地面が狭い場合でも離着陸が可能になる。そのほか、接続具を介して複数の飛行ユニットを主桁に一体化する構造であるため、飛行ユニットの使用数や配置を自在に調整可能であり、様々な荷物に対応することができる。

【0017】

請求項２記載の発明は、接続具に関するものであり、主桁の左右両側に配置された飛行ユニットを結ぶ副桁を使用するほか、接続具は副桁を保持可能な構造としてあり、且つ接続具は主桁と副桁との交角を変更可能であることを特徴とする。主桁の左右両側に飛行ユニットを配置する場合、双方を副桁で結ぶことになるが、副桁が主桁から突出することで、無人航空機の保管時などにおいて、その占有面積の増大が問題になる恐れがある。そのためこの発明のように、主桁と副桁との交角を変更可能とすることで、無人航空機の保管時などでは、主桁と副桁との交角を小さくして占有面積を抑制することができる。

【発明の効果】

【0018】

請求項１記載の発明のように、荷物を輸送する無人航空機を主桁と飛行ユニットと接続具と接地片と吊り具などで構成し、二箇所以上の吊り具を介し、荷物を主桁の直下に配置することで、飛行中、主桁と荷物の挙動が一体化するため、荷物の揺れを考慮する必要がなく、安定性が向上する。しかも主桁により、吊り具同士の間隔を増大させることが容易であり、この点でも安定性が向上する。また接地片は、主桁の左右両側に配置し、その間で荷物を保持することで、離着陸時に荷物の挙動を考慮する必要がなく、操縦が簡素化するほか、平坦な地面が狭い場合でも離着陸が可能になる。したがって、各種の測位システムを利用した自律飛行の導入が容易になる。

【0019】

また本発明では、接続具を介して複数の飛行ユニットを主桁と一体化する構造であるため、飛行ユニットの使用数や配置を自在に調整可能であり、さらに接地片と吊り具についても、使用数や配置を自在に調整可能である。そのため一組の無人航空機において、重量や大きさの異なる様々な荷物に対応することができ、その稼働率の向上が可能であり、様々な費用が抑制され、需要の掘り起こしを期待できる。なお主桁については、様々な荷物を想定し、事前に複数の種類を用意することもできる。このような主桁単体であれば、複数の種類を用意することも容易である。

【0020】

請求項２記載の発明のように、左右両側に配置された飛行ユニットを結ぶ副桁を使用する場合において、接続具は、主桁と副桁との交角を変更可能な構造とすることで、無人航空機の保管時などにおいて、主桁と副桁との交角を小さくして占有面積を抑制することができる。特に無人航空機をトラックで現地に輸送する際、主桁と副桁との交角を小さくすることで荷台からの突出を防止できるほか、現地に到着した後の組み付け作業が簡略化され、準備を素早く終えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明による無人航空機の構成例を示す斜視図であり、図の上方では部品を分離した状態を描いてあり、図の下方ではこれらを組み上げた状態を描いてある。

【図2】図１の無人航空機の構成を一部だけ変更した場合の具体例を示す斜視図であり、図の上方は飛行ユニットを四組としたもので、図の下方は六組としたものである。

【図3】主桁と副桁を一体化する方法の具体例を示す斜視図であり、ここでは接続具を三要素に分割している。

【図4】主桁と副桁を一体化する方法について、先の図３とは異なる具体例を示す斜視図であり、ここでは接続具に固定ネジを差し込んでいる。

【図5】本発明による無人航空機に水中ドローンを組み込んだ場合を示す斜視図である。

【図6】無人航空機を構成する各部品の形状例を示す斜視図であり、ここでは主桁を角断面としているほか、接続具に接地片と吊り具を一体化してある。

【図7】接続具の構成例を示す斜視図であり、ここでは主桁と副桁のいずれも、丁字溝が形成された中空角断面のものを使用しており、これらを板状の接続具で一体化している。

【図8】主桁と副桁との交角を変更することのできる接続具を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、本発明による無人航空機の構成例を示しており、図の上方では部品を分離した状態を描いてあり、図の下方ではこれらを組み上げた状態を描いてある。この無人航空機は、一本の主桁１１を骨格としており、これに飛行ユニット５１や接地片６１や吊り具７１などを一体化した構成である。そしてこの図の主桁１１は、円断面の中空棒状であり、軽量で強度に優れた素材を使用している。また飛行ユニット５１は、ロータ５２と動力源５３を一体化したものだが、ここでの動力源５３はモータとしているほか、ロータ５２の回転軸は直立しており、ロータ５２を回転させることで揚力が発生する。

【0023】

この図の無人航空機は、八組の飛行ユニット５１を使用しているが、飛行時の安定性を確保するため、主桁１１に対して飛行ユニット５１を左右対称に配置しており、さらに左右に並ぶ飛行ユニット５１は、副桁４１で連結している。副桁４１は、主桁１１と同様の円断面だが、主桁１１よりも細く、その両端部に台座４５を取り付け、台座４５の上面に動力源５３を固定している。そして主桁１１と副桁４１は、接続具２１を介して一体化しており、接続具２１には主桁１１と副桁４１の両方を差し込むことができる。

【0024】

接地片６１は、無人航空機の着陸時、主桁１１などを安定した状態で支持する役割を担い、主桁１１の左右に配置する二個で一組となるが、この左右の二個は、塊状の支持部６４で一体化してある。そして支持部６４に主桁１１を差し込むことで、双方が一体化し、また接地片６１の一端側が地面に接触することになるが、支持部６４は主桁１１の長手方向に沿って移動可能である。なお接地片６１は、主桁１１の両端付近に配置するため、着陸時の安定性を確保できるほか、接地片６１によって主桁１１は地面から離れるため、ロータ５２が地面に接触することはない。

【0025】

吊り具７１は、荷物Ｆの吊り下げを担う部品であり、ここでの吊り具７１は、金属棒を円弧状に屈曲させた形状としてあり、その根元は、塊状の係合部７４と一体化してある。そのため係合部７４に主桁１１を差し込むことで、荷物Ｆを主桁１１で吊り下げることができるほか、係合部７４は主桁１１の長手方向に沿って移動可能である。なお本発明では、荷物Ｆを一点で吊り下げることを想定していない。したがって吊り具７１は、主桁１１の両端付近に配置することになるが、荷物Ｆによっては、吊り具７１の使用数をさらに増やすこともできる。

【0026】

図の上方に描いた各部品を必要数だけ確保し、これらを組み上げることで、図の下方のような無人航空機が完成する。そしてここでは、荷物ＦとしてＨ形断面の棒材を想定しており、主桁１１の長さは、この荷物Ｆと同等になっており、荷物Ｆの両端付近を支持する構成になっている。なお本発明は、この荷物Ｆのように、棒状の物の輸送に適している。また八組の飛行ユニット５１は、主桁１１の一端側と他端側のそれぞれに四組を配置し、さらに全ての飛行ユニット５１は、主桁１１を基準として左右対称に配置してあり、左右に並ぶ飛行ユニット５１は副桁４１で連結されるため、必然的に主桁１１の端部付近には、四組の飛行ユニットが密集することになる。そこでロータ５２同士の接触を避けるため、隣接する副桁４１の長さを変える場合があり、ここでは主桁１１の両端側に位置する方を短くしてある。

【0027】

個々の副桁４１の両端付近には台座４５を差し込んであり、個々の台座４５に動力源５３を固定してある。また主桁１１と副桁４１は、接続具２１を介して一体化してあり、副桁４１の中央部分が接続具２１に差し込まれた状態になるほか、副桁４１は、主桁１１の上方に配置される。そして主桁１１の端部付近では、二本の副桁４１が隣接しているが、その間には接地片６１と吊り具７１が挟み込まれており、接地片６１が地面に接触することで、主桁１１は地面から離れた状態で支持されるほか、吊り具７１に掛けたロープ７９によって荷物Ｆが吊り下げられる。このように二箇所で荷物Ｆを吊り下げるため、主桁１１と荷物Ｆを接近させることができ、主桁１１に対する荷物Ｆの揺れが抑制され、飛行時の安定性が向上する。

【0028】

接地片６１は、主桁１１の左右両側に配置され、その間で物Ｆを保持することになる。そのため接地片６１の高さのほか、左右の接地片６１の間隔は、想定される荷物Ｆの大きさに基づいて決めるものとする。なお荷物Ｆを吊り具７１で吊り下げた際、接地片６１の先端と荷物Ｆの底部を同じ高さに揃えることで、着陸時、荷物Ｆが地面に接触した状態になり、接地片６１の負担を軽減することができる。またこの図のように、接続具２１と接地片６１と吊り具７１を隣接させることで、飛行時などで主桁１１に作用する曲げモーメントが軽減されるため、主桁１１の軽量化が可能になる。

【0029】

接続具２１と接地片６１と吊り具７１のいずれも、主桁１１の長手方向に沿って自在に配置可能である。そのため同一の無人航空機においても、様々な荷物Ｆに対応することができ、汎用性が向上して稼働率を高めることができ、一連の費用を抑制可能である。そのほか主桁１１の中央部には、飛行ユニット５１を駆動するための蓄電池箱５７を配置してあるほか、飛行を管理する制御部５８も組み込んであり、個々の飛行ユニット５１の揚力を調整することで、様々な飛行が可能になる。なお当然ながら、接続具２１や支持部６４や係合部７４や台座４５などは、飛行に先立ち、主桁１１や副桁４１と強固に一体化し、部品の脱落や移動といった不具合を防ぐ必要がある。

【0030】

図２は、図１の無人航空機の構成を一部だけ変更した場合の具体例を示しており、図の上方は飛行ユニット５１を四組としたもので、図の下方は六組としたものである。荷物Ｆが比較的軽量で短い場合、図の上方のように、接地片６１と吊り具７１と接続具２１のいずれも、主桁１１の中央寄りに配置するほか、飛行ユニット５１を四組とすることもできる。対して、より大きな揚力が必要になる場合、図の下方のように、主桁１１のそれぞれの端部に飛行ユニット５１を追加することができる。この追加された飛行ユニット５１は、接続具２４の上面に動力源５３を固定した構成であり、必然的に主桁１１の真上に配置される。このように、飛行ユニット５１の使用数は自在に変更可能であり、重量の異なる様々な荷物Ｆに対応することができる。

【0031】

図３は、主桁１１と副桁４１を一体化する方法の具体例を示している。主桁１１と副桁４１は、飛行中の安全性を確保するため、強固に一体化させる必要があり、接続具２１は、これを実現する構造になっている。そしてこの図の接続具２１は、上片２７と中片２８と下片２９の三要素に分割されており、上片２７を中片２８に載せることになるが、上片２７には半円形の副溝３４を形成してあるほか、中片２８の上部にも半円形の副溝３４を形成してあり、上下の副溝３４で副桁４１を挟み込み、そこで発生する摩擦により、接続具２１と副桁４１を強固に一体化する。なお上片２７と中片２８は、固定ネジ３８で引き寄せる構成である。そのため上片２７の側面中央を左右に突出させ、そこに固定ネジ３８を差し込むための下穴３５を形成してあるほか、中片２８の上部中央も左右に突出させ、そこに固定ネジ３８と螺合するメネジ３６を形成してある。

【0032】

主桁１１については、中片２８と下片２９で挟み込む。そのため、中片２８の下部には半円形の主溝３２を形成してあり、下片２９にも半円形の主溝３２を形成してあり、上下の主溝３２で主桁１１を挟み込み、そこで発生する摩擦により、接続具２１と主桁１１を強固に一体化する。なお中片２８と下片２９についても、固定ネジ３８で引き寄せる構成である。したがって中片２８の側面下部を左右に突出させ、そこに下穴３５を形成してあるほか、下片２９にはメネジ３６を形成してある。このように接続具２１は、摩擦によって主桁１１や副桁４１と一体化するため、固定ネジ３８を締め付ける前の段階では、主桁１１と副桁４１との配置を自在に調整可能であり、固定ネジ３８の締め付け後は、主桁１１と副桁４１が一体化する。

【0033】

図４は、主桁１１と副桁４１を一体化する方法について、先の図３とは異なる具体例を示している。ここでの接続具２１は、先の図３のような分割構造ではなく一体構造であり、固定ネジ３８を差し込むことで主桁１１や副桁４１を固定することができる。そのため接続具２１には、副桁４１を差し込むための副穴３３と、主桁１１を差し込むための主穴３１を形成してあり、副穴３３と主穴３１は、その向きが直交しているほか、双方で高さが異なるため、副桁４１と主桁１１は接触することなく交差する。さらに接続具２１の上面には、副穴３３に到達する下穴３５を形成してあるほか、接続具２１の底面には、主穴３１に到達する下穴３５を形成してある。そしてこの接続具２１に対応するため、主桁１１の上部と下部には、長手方向に沿って等間隔でメネジ１８を形成してあり、副桁４１についても同様にメネジ４８を形成してある。

【0034】

接続具２１の副穴３３に副桁４１を差し込んだ後、接続具２１の上面の下穴３５と副桁４１のメネジ４８を同心に揃え、この下穴３５に固定ネジ３８を差し込むと、副桁４１が接続具２１に固定される。同様に、接続具２１の主穴３１に主桁１１を差し込んだ後、接続具２１の底面の下穴３５と主桁１１のメネジ１８を同心に揃え、この下穴３５に固定ネジ３８を差し込むと、接続具２１が主桁１１に固定される。したがって、接続具２１を介して主桁１１と副桁４１を一体化することができる。なおこの図の形態では、主桁１１や副桁４１のメネジ１８、４８の配置により、接続具２１の固定位置を任意に調整することはできない。ただし隣接するメネジ１８、４８の間隔を狭くすることで、実用面での問題は解消可能である。

【0035】

そのほか吊り具７１についても、同様の方法で主桁１１に固定することができる。吊り具７１の根元は係合部７４に取り付けられているが、係合部７４には、主桁１１を差し込むための主穴７７を形成してあるほか、係合部７４の上面には、主穴７７に到達する下穴７８を形成してあり、主穴７７に主桁１１を差し込んだ後、係合部７４の下穴７８と主桁１１のメネジ１８を同心に揃え、下穴７８に固定ネジ３８を差し込むと、係合部７４が主桁１１に固定される。当然ながら、このような固定方法は、図１などに描いた支持部６４にも導入可能である、

【0036】

図５は、本発明による無人航空機に水中ドローン８１を組み込んだ場合を示している。ここでは荷物Ｆの代替として水中ドローン８１を組み込んであり、無人航空機を着水させた後、この水中ドローン８１を発進させ、水中を探査することができる。そのため無人航空機は、主桁１１と同じ方向に伸びる二列のフロート６８で浮力を確保する構成になっており、接地片６１の先端にフロート６８を取り付けてある。また無人航空機の飛行中、水中ドローン８１を吊り下げるため、主桁１１の両端付近には吊り具７２を組み込んである。この吊り具７２は、遠隔操作で開閉可能な可動式であり、水中での探査開始時に吊り具７２を開放するほか、探査終了時に閉止することで、無人航空機は再び主桁１１で吊り下げられた状態になる。

【0037】

この図の水中ドローン８１は、電力供給などのため、ケーブル８３を介して無人航空機と接続されている。そのため主桁１１の中央部には、ケーブル８３を巻き取るためのドラム８２を組み込んであり、水中ドローン８１が所在不明になることを防いでいる。また水中ドローン８１には、複数のスラスタ８４を備えており、個々のスラスタ８４の姿勢や回転を調整することで、水中を自在に移動可能である。なおフロート６８やドラム８２は着脱自在であり、これらを取り外すことで、図１のような荷物Ｆの輸送にも対応できる。

【0038】

図６は、無人航空機を構成する各部品の形状例を示している。本発明による無人航空機の詳細構成は自在に決めることができ、この図のように主桁１２を角断面とすることも可能である。また副桁４２についても、この図のように、様々な形状を取り入れることができる。さらにこの図では、接続具２２と接地片６１と吊り具７１を一体化してあり、接続具２２には、主桁１２を差し込むための主溝３２を形成してある。そして接続具２２の主溝３２に主桁１２を差し込んだ後、接続具２２に副桁４２を載せ、固定ネジ３８で双方を一体化すると、主桁１２が上下から挟み込まれ、接続具２２が主桁１２に固定される。なお固定ネジ３８を差し込むため、副桁４２には下穴４６を形成してあるほか、接続具２２にはメネジ３６を形成してある。

【0039】

この図のように、接続具２２に接地片６１と吊り具７１を一体化することで、荷物Ｆの自重は、接続具２２を介して接地片６１に伝達されるほか、飛行ユニット５１で発生する揚力は、副桁４２を介して接続具２２に伝達され、主桁１２に作用する曲げモーメントを軽減することができる。そして図の下方のように、主桁１２の両端付近に接続具２２を配置し、そこに副桁４２を載せることで、四組の飛行ユニット５１を備えた無人航空機が完成する。

【0040】

図７は、接続具２３の構成例を示しており、ここでは主桁１３と副桁４３のいずれも、丁字溝が形成された中空角断面のものを使用しており、これらを板状の接続具２３で一体化している。この図での主桁１３と副桁４３は、アルミニウム合金を押し出し加工で仕上げた棒材を使用しており、必然的に副桁４３の方が小断面になるが、主桁１３の副桁４３のいずれも、その上面と底面の両方には、長手方向に伸びる丁字溝を形成してあり、様々な部品を任意の位置に固定することができる。

【0041】

この図では、主桁１３と副桁４３が十字状に交差するが、副桁４３が上方に配置され、双方の間に接続具２３を挟み込むことになるが、この接続具２３は十字形の板状であり、その外縁には、固定ボルト３８を差し込むための下穴３５を形成してある。そして主桁１３の上面側の丁字溝と、副桁４３の底面側の丁字溝のそれぞれには、角ナット３９を嵌め込み、それぞれの角ナット３９に向け、接続具２３の下穴３５から固定ネジ３８を差し込んでいく。当然ながら、主桁１３の方は下向きに差し込み、副桁４３の方は上向きに差し込むことになるが、差し込みの初期段階では固定ネジ３８を締め付けることなく、緩みを持たせておく。その後、主桁１３と副桁４３を所定の配置に揃え、最終段階で固定ネジ３８を締め付けると、接続具２３を介して主桁１３と副桁４３が一体化する。当然ながら、他の部品についても、この丁字溝を使用して固定することができる。

【0042】

図８は、主桁１１と副桁４１との交角を変更することのできる接続具２５を示している。副桁４１は主桁１１から突出するため、無人航空機の保管時などにおいて、その占有面積の増大が問題になる恐れがある。そこでこの接続具２５のように、主桁１１と副桁４１との交角を変更可能とすることができる。この接続具２５は、主桁１１を差し込むための主穴３１と、副桁４１を差し込むための副穴３３が上下に並んでいるが、その間に旋回板３７を設けてあり、これを境として上下が個別に旋回可能な構造になっている。

【0043】

そのため図の上方のように、主桁１１と副桁４１を直交させることができるほか、無人航空機の保管時などでは、図の下方のように、主桁１１と副桁４１の方向を揃え、左右方向の突出を抑制することができる。なお実際には、接続具２５が不用意に旋回しないよう、何らかの固定手段が必要であるほか、主桁１１や副桁４１を強固に一体化する手段も必要である。このように本発明では、実情に応じて様々な形態を導入可能であり、実際に無人航空機を製造する際は、これまでの各図に示した構成を実現可能な範囲で自在に組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0044】

１１ 主桁（円断面）
１２ 主桁（角断面）
１３ 主桁（丁字溝が形成されたもの）
１８ メネジ
２１ 接続具
２２ 接続具（接地片と吊り具が一体化したもの）
２３ 接続具（板状のもの）
２４ 接続具（上面に飛行ユニットを固定できるもの）
２５ 接続具（旋回可能な構造になっているもの）
２７ 上片
２８ 中片
２９ 下片
３１ 主穴
３２ 主溝
３３ 副穴
３４ 副溝
３５ 下穴
３６ メネジ
３７ 旋回板
３８ 固定ネジ
３９ 角ナット
４１ 副桁（円断面）
４２ 副桁（角断面）
４３ 副桁（丁字溝が形成されたもの）
４５ 台座
４６ 下穴
４８ メネジ
５１ 飛行ユニット
５２ ロータ
５３ 動力源
５７ 蓄電池箱
５８ 制御部
６１ 接地片
６４ 支持部
６８ フロート
７１ 吊り具（円弧状のもの）
７２ 吊り具（可動式のもの）
７４ 係合部
７７ 主穴
７８ 下穴
７９ ロープ
８１ 水中ドローン
８２ ドラム
８３ ケーブル
８４ スラスタ
Ｆ 荷物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】