特許 7053930 マルチコプターシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】マルチコプターシステム

(51)【国際特許分類】

   B64C 3/56 20060101AFI20220405BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20220405BHJP

   B64F 1/36 20170101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

B64C3/56

B64C27/08

B64F1/36

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021131555

(22)【出願日】2021-08-12

【審査請求日】2021-09-29

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】栗原 元夫

(72)【発明者】

【氏名】親川 健

(72)【発明者】

【氏名】西澤 幸康

【審査官】姫島 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１５９３８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１７２１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２４４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７１１７３１０（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１５９４７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ ３／５６

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｆ １／３６

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチコプターと、
外部からの指示で変位する駆動端を有する駆動機構と、
を備え、
前記マルチコプターは、
互に背合わせの関係にある上面と下面とを有する胴体と、
複数のロータと、
複数の前記ロータ毎に設けられ、前記ロータを回転させるモータと、
複数の前記モータ毎に設けられ、前記モータを支持するアームと、
複数の前記アーム毎に設けられ、前記アームを前記胴体に対して揺動可能に接続するアーム接続部と、
複数の前記アームのそれぞれを揺動動作させることができる揺動機構と、
複数の前記アームの揺動動作を拘束可能な揺動拘束機構と、
を有し、
前記上面と前記下面とが並ぶ方向が前記マルチコプターにおける上下方向を成し、
前記アーム接続部は、複数の前記ロータ毎の回転軸が前記上下方向に延び且つ複数の前記ロータが互いに接触不能な飛行可能状態と、複数の前記モータ相互間の距離が前記飛行可能状態のときより短くなっている折り畳み状態との間で、複数の前記アームが前記胴体に対して揺動可能に複数の前記アームを前記胴体に接続し、
前記揺動機構は、前記駆動端に接続されている又は接触可能で、前記駆動端の変位に伴って変位する駆動受け端と、複数の前記アーム毎に接続され、前記駆動受け端の変位に伴って変位して、前記飛行可能状態及び前記折り畳み状態を実現可能に、前記アームを揺動させるアーム操作端と、を有し、
前記揺動拘束機構は、前記駆動端の変位に応じて、前記飛行可能状態を維持できるよう複数の前記アームの揺動を拘束する一方で、複数の前記アームの拘束を解除できるよう、構成されている、
マルチコプターシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のマルチコプターシステムにおいて、
前記折り畳み状態では、複数の前記ロータ毎の前記回転軸は、前記上下方向よりも前記上下方向に垂直な方向の成分が多くなる方向に延びる、
マルチコプターシステム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のマルチコプターシステムにおいて、
中継装置をさらに備え、
前記中継装置は、前記胴体と分離及び接続可能なケーシングを有する、
マルチコプターシステム。

【請求項4】

請求項３に記載のマルチコプターシステムにおいて、
前記中継装置を狭隘空間内に保持しておくための保持装置をさらに備え、
前記保持装置は、前記狭隘空間を画定する狭隘空間形成面に接触可能な接触端と、前記ケーシングから遠ざかる向きに前記接触端を押す押圧部材と、を有する、
マルチコプターシステム。

【請求項5】

請求項３又は４に記載のマルチコプターシステムにおいて、
第一端と第二端とを有し、前記第一端が前記マルチコプターに接続されているワイヤと、
前記ワイヤの前記第二端に接続され、前記ワイヤを巻き取ることが可能な巻き取り機構と、
をさらに備え、
前記巻き取り機構は、前記ケーシング内に配置されている、
マルチコプターシステム。

【請求項6】

請求項３から５のいずれか一項に記載のマルチコプターシステムにおいて、
前記中継装置は、前記駆動機構を有し、
前記駆動機構は、前記ケーシング内に配置され、
前記胴体が前記ケーシングに接続されているときに、前記駆動機構の前記駆動端に前記揺動機構の前記駆動受け端が接触可能である、
マルチコプターシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、マルチコプターを備えるマルチコプターシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

マルチコプターは、例えば、以下の特許文献１に記載されているように、胴体と、複数のロータと、複数のロータ毎に設けられているモータと、複数の前記モータ毎に設けられているアームと、を備える。アームの先端部にはモータが取り付けられ、アームの基端部は胴体に固定されている。胴体は、モータ等を駆動させるためのバッテリーと、モータに供給する駆動電力等を制御するコントローラと、を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－０５１５４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

マルチコプターの飛行空間が、狭隘空間を経て、操作装置が位置している操作空間につながっている場合、マルチコプターを狭隘空間に通すために、上記特許文献１に記載のマルチコプターでは、胴体を中心としてほぼ対称に位置している二つのモータ間の距離が狭隘空間の最小幅より小さい必要がある。すなわち、この場合、狭隘空間に応じて、マルチコプターのサイズを定める必要がある。このため、上記特許文献１に記載のマルチコプターでは、ペイロードの制限が厳しくなる。

【0005】

そこで、本開示は、マルチコプターの飛行空間が、狭隘空間を経て、操作装置が位置している操作空間につながっている場合、マルチコプターのペイロードの制限を緩和することができるマルチコプターシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するための一態様としてのマルチコプターシステムは、
マルチコプターと、外部からの指示で変位する駆動端を有する駆動機構と、を備える。前記マルチコプターは、互に背合わせの関係にある上面と下面とを有する胴体と、複数のロータと、複数の前記ロータ毎に設けられ、前記ロータを回転させるモータと、複数の前記モータ毎に設けられ、前記モータを支持するアームと、複数の前記毎に設けられ、前記アームを前記胴体に対して揺動可能に接続するアーム接続部と、複数の前記アームのそれぞれを揺動動作させることができる揺動機構と、複数の前記アームの揺動動作を拘束可能な揺動拘束機構と、を有する。前記上面と前記下面とが並ぶ方向が前記マルチコプターにおける上下方向を成す。前記アーム接続部は、複数の前記ロータ毎の回転軸が前記上下方向に延び且つ複数の前記ロータが互いに接触不能な飛行可能状態と、複数の前記モータ相互間の距離が前記飛行可能状態のときより短くなっている折り畳み状態との間で、前記胴体に対して複数の前記アームが揺動可能に複数の前記アームを前記胴体に接続する。前記揺動機構は、前記駆動端に接続されている又は接触可能で、前記駆動端の変位に伴って変位する駆動受け端と、複数の前記アーム毎に接続され、前記駆動受け端の変位に伴って変位して、前記飛行可能状態及び前記折り畳み状態を実現可能に、前記アームを揺動させるアーム操作端と、を有する。前記揺動拘束機構は、前記駆動端の変位に応じて、前記飛行可能状態を維持できるよう複数の前記アームの揺動を拘束する一方で、複数の前記アームの拘束を解除できるよう、構成されている。

【0007】

マルチコプターの飛行空間が、狭隘空間を経て、操作装置が位置している操作空間につながっている場合について説明する。この場合、本態様では、折り畳み状態のマルチコプターを操作空間から、狭隘空間を経て、飛行空間内に入れる。マルチコプターを飛行空間内に入れた後、外部から駆動機構に駆動端の変位を指示する。この結果、駆動機構の駆動端が変位し、この変位に伴って、揺動機構のアーム操作端が変位する。アーム操作端が変位すると、複数のアームが揺動して、マルチコプターが飛行可能状態になる。揺動拘束機構は、この過程で、マルチコプターを飛行可能状態に拘束する。

【0008】

以上のように、本態様のマルチコプターは、飛行可能状態と折り畳み状態とに変形可能である。このため、本態様では、飛行可能状態のままではマルチコプターを狭隘空間に通すことができない場合でも、マルチコプターを折り畳み状態にすることで、マルチコプターを狭隘空間に通すことができる。よって、本態様によれば、飛行可能状態におけるマルチコプターのサイズが狭隘空間のサイズに応じたサイズである必要がなく、マルチコプターのペイロードの制限を緩和することができる。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一態様では、マルチコプターの飛行空間が、狭隘空間を経て、操作装置が位置している操作空間につながっている場合、マルチコプターのペイロードの制限を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示に係る一実施形態におけるマルチコプターシステムの構成、及び、マルチコプターの飛行可能状態を示す概念図である。

【図2】本開示に係る一実施形態におけるマルチコプターシステムの構成、及び、マルチコプターを飛行空間に入れる前の状態を示す概念図である。

【図3】本開示に係る一実施形態におけるマルチコプターシステムの構成、及び、マルチコプターの折り畳み状態を示す概念図である。

【図4】本開示に係る一実施形態におけるマルチコプターシステムの構成、及び、マルチコプターが飛行可能状態から折り畳み状態に変形する過程の状態とマルチコプターが折り畳み状態から飛行可能状態に変形する過程の状態を示す概念図である。

【図5】本開示に係る一実施形態の第一変形例におけるマルチコプターシステムの構成、及び、マルチコプターの折り畳み状態を示す概念図である。

【図6】本開示に係る一実施形態の第二変形例におけるマルチコプターシステムの構成、及び、マルチコプターの飛行可能状態を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示に係るマルチコプターシステムの一実施形態、さらに、一実施形態に対する複数の変形例について、図１～図６を参照して詳細に説明する。

【0012】

「実施形態」
本開示に係る一実施形態におけるマルチコプターシステムについて、図１～図４を参照して説明する。

【0013】

マルチコプターシステムは、図１に示すように、操作装置１０と、中継装置２０と、マルチコプター５０と、を備える。このマルチコプターシステムは、マルチコプター５０の飛行空間Ｓｆが、狭隘空間Ｓｎを経て、操作装置１０が位置している操作空間Ｓｏにつながっている場合に好適なシステムである。このような場合としては、例えば、マルチコプター５０の飛行空間Ｓｆが容器内の空間であり、狭隘空間Ｓｎが容器の入口であり、操作装置１０が配置される空間が容器外の空間である場合である。この他、マルチコプター５０の飛行空間Ｓｆが地震等で倒壊した建物内の空間であり、狭隘空間Ｓｎがこの建物の窓等であり、操作装置１０が配置される空間がこの建物外の空間である場合である。

【0014】

マルチコプター５０は、胴体５１と、複数のロータ５５と、複数のロータ５５毎に設けられているモータ５６と、複数のモータ５６毎に設けられているアーム５７と、複数のアーム５７毎に設けられているアーム接続部６０と、複数のアーム５７のそれぞれを揺動動作させることができる揺動機構６１と、複数のアーム５７の揺動動作を拘束可能な揺動拘束機構６６と、中継装置２０と接続するためのマルチコプター側接続部６９と、操作装置１０との間で信号を送受信可能な通信機７０と、操作信号が示す内容に応じて複数のモータ５６等の駆動を制御するコントローラ７１と、を有する。

【0015】

胴体５１は、互に背合わせの関係にある上面５１ｕと下面５１ｄとを有する。この上面５１ｕと下面５１ｄとが並ぶ方向が、このマルチコプター５０における上下方向Ｄａである。また、下面５１ｄに対して上面５１ｕが位置する側は、このマルチコプター５０における上側であり、その反対側がこのマルチコプター５０における下側である。また、上下方向Ｄａに垂直な方向は、このマルチコプター５０における水平方向Ｄｂである。なお、ここでは、マルチコプター５０が傾いている場合でも、上面５１ｕと下面５１ｄとが並ぶ方向がこのマルチコプター５０における上下方向Ｄａであり、この上下方向Ｄａに垂直な方向がこのマルチコプター５０における水平方向Ｄｂである。この胴体５１には、この胴体５１を上下方向Ｄａに貫通するスライドシャフト挿通孔５２と、このスライドシャフト挿通孔５２の内周面から水平方向Ｄｂに延びる爪収納穴５３とが形成されている。

【0016】

複数のモータ５６の回転軸は、複数のロータ５５のうちのいずれか一のロータ５５の回転軸に機械的に接続されている。このため、モータ５６の回転により、ロータ５５が回転する。

【0017】

複数のアーム５７は、いずれも、アーム部５８と揺動力受け部５９とを有する。アーム部５８は、長手方向を有する。アーム部５８は、長手方向の一方側である先端部５８ｔと長手方向の他方側である基端部５８ｂとを有する。アーム部５８の先端部５８ｔには、モータ５６が取り付けられている。アーム部５８の基端部５８ｂは、アーム接続部６０であるアーム接続ピンにより胴体５１に接続されている。アーム５７は、このアーム接続部６０により、飛行可能状態と折り畳み状態との間で、胴体５１に対して揺動可能に接続されている。ここで、飛行可能状態とは、図１に示すように、アーム部５８の長手方向が水平方向Ｄｂに延びて、複数のロータ５５毎の回転軸が上下方向Ｄａに延び、且つ複数のロータ５５が互いに接触不能な状態である。また、折り畳み状態とは、図３に示すように、アーム部５８の長手方向が上下方向Ｄａに延びて、複数のロータ５５毎の回転軸が水平方向Ｄｂに延び、且つ、複数のモータ５６相互間の距離が飛行可能状態のときより短くなっている状態である。

【0018】

揺動機構６１は、飛行可能状態及び折り畳み状態を実現可能に、複数のアーム５７を揺動する。この揺動機構６１は、胴体５１に対して相対的に上下方向Ｄａに移動可能なスライド部材６２を有する。このスライド部材６２は、スライドシャフト６３と、スライドシャフト６３の一方の端部からスライドシャフト６３に対して放射方向に延びる複数のスライドアーム６４と、を有する。スライドシャフト６３の他方の端部は、駆動受け端６３ｄを成す。スライドアーム６４は、複数のアーム５７毎に存在する。各スライドアーム６４の端部は、アーム操作端６４ｍを成す。スライドシャフト６３は、胴体５１のスライドシャフト挿通孔５２に挿通されている。よって、このスライドシャフト６３は、上下方向Ｄａに延びている。スライドアーム６４は、胴体５１の下側に位置している。複数のスライドアーム６４毎のアーム操作端６４ｍは、複数のアーム５７毎の揺動力受け部５９に接している。

【0019】

揺動拘束機構６６は、飛行可能状態を維持できるよう複数のアーム５７の揺動を拘束する。この揺動拘束機構６６は、胴体５１の爪収納穴５３に対して出没可能に配置されている爪６７と、爪収納穴５３内に配置されて爪６７を爪収納穴５３から押し出す側に押し付けるバネ６８と、を有する。

【0020】

マルチコプター側接続部６９は、磁性を有する金属で形成されている。このマルチコプター側接続部６９は、胴体５１の上面５１ｕに設けられている。

【0021】

マルチコプター５０のコントローラ７１は、各種演算を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、このＣＰＵからの指示に従って、モータ５６等への電力供給を制御するための電力回路と、を有する。

【0022】

中継装置２０は、マルチコプター５０を飛行空間Ｓｆ内で飛行される際、狭隘空間Ｓｎ内に配置される。この中継装置２０は、ワイヤ２２と、巻き取り機構２４と、駆動機構３１と、中継装置側接続部３４と、操作装置１０との間で信号を送受信可能な通信機４０と、コントローラ４１と、これらを覆うケーシング２１と、保持装置３５と、を有する。

【0023】

ワイヤ２２は、第一端２２ｆと第二端２２ｓとを有する。ワイヤ２２の第一端２２ｆは、マルチコプター５０の胴体５１に接続されている。巻き取り機構２４は、巻き取りドラム２５と、テンション維持部材２６と、ドラム回転軸２７と、ドラム回転モータ２８と、クラッチ２９と、を有する。巻き取りドラム２５には、ワイヤ２２の第二端２２ｓが接続されている。テンション維持部材２６は、常にワイヤ２２に一定以上のテンションがかかるよう、ワイヤ２２が巻き取りドラム２５に巻き付く側に、巻き取りドラム２５に対して回転力を作用させる。このテンション維持部材２６は、例えば、巻きバネである。クラッチ２９は、ドラム回転モータ２８の回転力がドラム回転軸２７に伝わる接続状態と、ドラム回転モータ２８の回転力がドラム回転軸２７に伝わらない切り離し状態とに、ドラム回転モータ２８とドラム回転軸２７との接続状態を変える。

【0024】

駆動機構３１は、マルチコプター５０の揺動機構６１及び揺動拘束機構６６を動作させる。この駆動機構３１は、アクチュエータケーシング３３と、このアクチュエータケーシング３３に対して出没可能なアクチュエータロッド３２と、を有するリニアアクチュエータである。アクチュエータロッド３２の先端部は、駆動端３２ｄを成す。駆動端３２ｄは、揺動機構６１の駆動受け端６３ｄ及び揺動拘束機構６６の爪６７に接触可能である。アクチュエータケーシング３３は、アクチュエータロッド３２の駆動端３２ｄがケーシング２１から突出可能に、ケーシング２１内に固定されている。

【0025】

中継装置側接続部３４は、例えば、電磁石である。この中継装置側接続部３４は、マルチコプター側接続部６９に磁気的に結合可能である。

【0026】

中継装置２０のコントローラ４１は、各種演算を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、このＣＰＵからの指示に従って、アクチュエータ、電磁石、モータ、クラッチ等への電力供給を制御するための電力回路と、を有する。すなわち、このコントローラ４１は、通信機４０が受信した操作装置１０からの指示等に応じて、駆動機構３１、巻き取り機構２４、中継装置側接続部３４の動作を制御する。

【0027】

保持装置３５は、複数の接触端３６と、複数の接触端３６毎に設けられている押圧部材３７と、を有する。各接触端３６は、ケーシング２１の外部に配置され、中継装置２０が狭隘空間Ｓｎ内に配置されているときに、狭隘空間Ｓｎを画定する狭隘空間形成面Ｐｎに接触可能である。各押圧部材３７は、ケーシング２１の外面に取り付けられ、接触端３６をケーシング２１から遠ざかる向きに押すバネ等である。例えば、狭隘空間Ｓｎが円柱状である場合、ケーシング２１の形状も円柱状にする。押圧部材３７と接触端３６との組は、円柱状のケーシング２１の外周面に取り付けられ、接触端３６は、押圧部材３７により、円柱の中心から遠ざかる向きに押される。なお、保持装置３５は、中継装置２０のケーシング２１を狭隘空間Ｓｎ内に保持できる構造であれば、如何なる構造であってもよく、例えば、ボルト等の連結具を含む構造であてもよい。

【0028】

次に、本実施形態のマルチコプターシステムの取り扱い方、及び動作について説明する。

【0029】

まず、図２に示すように、マルチコプター５０を、操作空間Ｓｏから狭隘空間Ｓｎを経て、飛行空間Ｓｆ内に入れる。マルチコプター５０を飛行空間Ｓｆ内に入れる前、マルチコプター５０は、中継装置２０に接続されている。具体的には、中継装置側接続部３４とマルチコプター側接続部６９とが磁気的に結合している。マルチコプター５０の複数のアーム５７は、折り畳み状態である。マルチコプター５０の揺動機構６１におけるスライドシャフト６３は、胴体５１の上面５１ｕから上側に突出している。マルチコプター５０の揺動拘束機構６６における爪６７は、爪収納穴５３内に収まっている。これは、スライドシャフト挿通孔５２内のうち、爪収納穴５３に連通している部分に、スライドシャフト６３が存在しているため、爪６７が、スライドシャフト挿通孔５２内に突出できないからである。中継装置２０に設けられている駆動機構３１のアクチュエータロッド３２は、中継装置２０のケーシング２１内に収まっている。巻き取り機構２４のクラッチ２９は、接続状態である。保持装置３５における複数の接触端３６は、いずれも、それぞれの押圧部材３７により押されて、ケーシング２１から最も離れた位置に位置している。

【0030】

次に、図３に示すように、マルチコプター５０及び中継装置２０が以上の状態のまま、中継装置２０が接続されているマルチコプター５０を、前述したように、狭隘空間Ｓｎを経て飛行空間Ｓｆ内に入れる。この過程で、保持装置３５における複数の接触端３６は、狭隘空間形成面Ｐｎに接して、中継装置２０のケーシング２１に近づく側に移動する。この結果、接触端３６には、押圧部材３７により、ケーシング２１から遠ざかる向きの力が作用して、接触端３６と狭隘空間形成面Ｐｎとの間の接触圧が高まり、中継装置２０は、狭隘空間Ｓｎ内に保持される。

【0031】

中継装置２０が狭隘空間Ｓｎ内に保持され且つマルチコプター５０が飛行空間Ｓｆ内に配置されると、操作者は、操作装置１０を操作して、マルチコプター５０の複数のアーム５７が飛行可能状態になるよう指示する。この指示は、操作装置１０から中継装置２０の通信機４０を介して、コントローラ４１に送られる。コントローラ４１は、この指示を受けると、図４に示すように、アクチュエータロッド３２の駆動端３２ｄがケーシング２１から突出するよう、駆動機構３１を動作させる。この結果、アクチュエータロッド３２の駆動端３２ｄが、マルチコプター５０のスライド部材６２における駆動受け端６３ｄに接して、このスライド部材６２を下側に押す。アクチュエータロッド３２によりスライド部材６２が押されて、このスライド部材６２が下側に移動すると、スライド部材６２における複数のスライドアーム６４毎のアーム操作端６４ｍがアーム５７の揺動力受け部５９を押す。この結果、複数のアーム５７は、アーム接続部６０を中心として、揺動し始め、折り畳み状態から飛行可能状態に近づく。

【0032】

アクチュエータロッド３２の駆動端３２ｄ、及びマルチコプター５０のスライド部材６２における駆動受け端６３ｄのそれぞれが、爪６７の下縁よりも、下に位置する過程で、複数のアーム５７は、飛行可能状態になる。さらに、アクチュエータロッド３２の駆動端３２ｄ、及びマルチコプター５０のスライド部材６２における駆動受け端６３ｄのそれぞれが、爪６７の下縁よりも、下に位置すると、アクチュエータロッド３２が上側にゆっくりと移動し始める。この過程で、爪収納穴５３内に収まっていた爪６７が、バネ６８に押されて、駆動端３２ｄと駆動受け端６３ｄとの間に入り込み、図１に示すように、駆動受け端６３ｄが爪６７の下縁に接するようになる。この結果、アクチュエータロッド３２が上側に移動しても、スライド部材６２は、爪６７の存在より、移動できなくなる。つまり、マルチコプター５０が飛行可能状態を維持できるよう、複数のアーム５７の揺動が拘束される。

【0033】

マルチコプター５０が飛行可能状態になると、中継装置２０のコントローラ４１は、巻き取り機構２４のクラッチ２９に対して、切り離し状態になるよう指示する。この結果、ドラム回転モータ２８の回転力が巻き取りドラム２５に伝わらなくなり、巻き取りドラム２５は、ドラム回転モータ２８の回転に関わらず、回転できるようになる。但し、この巻き取りドラム２５には、テンション維持部材２６から、ワイヤ２２が巻き取りドラム２５に巻き付く側に回転力が作用している。

【0034】

マルチコプター５０が飛行可能状態になると、操作装置１０からの飛行制御信号が、マルチコプター５０の通信機７０を介して、マルチコプター５０のコントローラ７１に送られる。コントローラ７１は、この飛行制御信号を受けると、この飛行制御信号に応じて、複数のロータ５５毎のモータ５６を駆動させ、各ロータ５５を回転させる。さらに、操作装置１０からのマルチコプター分離指示が、中継装置２０の通信機４０を介して、中継装置２０のコントローラ４１に送られる。このコントローラ４１は、この分離指示を受けると、電磁石である中継装置側接続部３４への電力供給を断ち、中継装置側接続部３４とマルチコプター側接続部６９との磁気結合を解除する。この結果、マルチコプター５０は、中継装置２０から離れて、飛行空間Ｓｆ内を飛行する。マルチコプター５０のコントローラ７１には、マルチコプター５０の飛行中も、操作装置１０からの飛行制御信号が、マルチコプター５０の通信機７０を介して入力する。このコントローラ７１は、飛行制御信号に応じて、複数のロータ５５毎のモータ５６を駆動させ、各ロータ５５を回転させ、飛行制御信号に応じたマルチコプター５０の飛行を実現する。

【0035】

マルチコプター５０の飛行中、巻き取りドラム２５に巻き付いているワイヤ２２は、マルチコプター５０と中継装置２０との間の距離に応じて、巻き取りドラム２５から解かれる。但し、巻き取りドラム２５には、前述したように、テンション維持部材２６から、ワイヤ２２が巻き取りドラム２５に巻き付く側に回転力が作用しているため、ワイヤ２２には一定のテンションがかかり、ワイヤ２２は弛まない。

【0036】

マルチコプター５０を回収する際には、操作者が、操作装置１０に対してマルチコプター５０を回収する旨の指示を与える。操作装置１０は、この指示を受けると、回収制御信号が、中継装置２０の通信機４０を介して、中継装置２０のコントローラ４１に送る。コントローラ４１は、この回収制御信号を受けると、巻き取り機構２４のクラッチ２９を接続状態すると共に、ドラム回転モータ２８を巻き取り側に回転させる。この結果、ワイヤ２２が巻き取りドラム２５に巻き付き始め、マルチコプター５０が中継装置２０に近づく。マルチコプター側接続部６９と中継装置側接続部３４とが接触して、巻き取りドラム２５が回転できなくなり、ドラム回転モータ２８への電力負荷が急激に大きくなると、中継装置２０のコントローラ４１は、電磁石である中継装置側接続部３４へ電力を供給し、中継装置側接続部３４とマルチコプター側接続部６９とを磁気結合させると共に、ドラム回転モータ２８への電力供給を断つ。操作装置１０は、回収指示を受け付けた後、マルチコプター５０に対して停止信号を送信する。マルチコプター５０のコントローラ７１には、この停止信号がマルチコプター５０の通信機７０を介して入力する。このコントローラ７１は、全てのモータ５６に対する電力供給を断ち、全てのロータ５５を停止させる。

【0037】

中継装置２０のコントローラ４１は、その後、アクチュエータロッド３２の駆動端３２ｄがケーシング２１から突出するよう、駆動機構３１を動作させる。この結果、アクチュエータロッド３２の駆動端３２ｄが、飛行可能状態であるマルチコプター５０のスライド部材６２における駆動受け端６３ｄに接して、このスライド部材６２を下側に押して、このスライド部材６２を僅かに下側に移動させる。この過程で、爪６７は、図４に示すように、アクチュエータロッド３２に押されて、爪収納穴５３内に収まる。さらに、アクチュエータロッド３２の駆動端３２ｄ、及びマルチコプター５０のスライド部材６２における駆動受け端６３ｄのそれぞれが、爪６７の下縁よりも、下に位置すると、アクチュエータロッド３２が上側に急に移動する。この過程で、飛行可能状態であるマルチコプター５０のモータ５６等にかかる重力により、複数のアーム５７がアーム接続部６０を中心として、揺動し、飛行可能状態からから折り畳み状態になる（図３参照）。この過程で、スライド部材６２が急に上昇して、爪６７は爪収納穴５３に収まった状態を維持する。

【0038】

マルチコプター５０が中継装置２０に接続され、且つマルチコプター５０が折り畳み状態になると、操作者は、中継装置２０及びマルチコプター５０を操作空間Ｓｏに戻す。

【0039】

以上のように、本実施形態のマルチコプター５０は、飛行可能状態と折り畳み状態とに変形可能である。このため、本実施形態では、飛行可能状態のままではマルチコプター５０を狭隘空間Ｓｎに通すことができない場合でも、マルチコプター５０を折り畳み状態にすることで、マルチコプター５０を狭隘空間Ｓｎに通すことができる。よって、本実施形態によれば、飛行可能状態におけるマルチコプター５０のサイズが狭隘空間Ｓｎのサイズに応じたサイズである必要がなく、マルチコプター５０のペイロードの制限を緩和することができる。

【0040】

「第一変形例」
本開示に係る上記実施形態の第一変形例におけるマルチコプターシステムについて、図５を参照して説明する。

【0041】

第一変形例におけるマルチコプターシステムは、上記実施形態におけるマルチコプターシステムの揺動機構６１を変更したシステムであり、その他の構成に関しては、上記実施形態におけるマルチコプターシステムの構成と同様である。

【0042】

本変形例のマルチコプター５０ａにおける揺動機構６１ａも、上記実施形態の揺動機構６１と同様、飛行可能状態及び折り畳み状態を実現可能に、複数のアーム５７ａを揺動する。複数のアーム５７ａは、胴体５１に対して揺動可能に、その基端部５８ｂが胴体５１にアーム接続部６０で接続されている。本変形例の揺動機構６１ａは、胴体５１に対して相対的に上下方向Ｄａに移動可能なスライド部材６２ａと、複数のアーム５７ａ毎に設けられているリンク片６５と、を有する。このスライド部材６２ａは、スライドシャフト６３と、スライドシャフト６３の一方の端部からスライドシャフト６３に対して放射方向に延びる複数のスライドアーム６４ａと、を有する。スライドシャフト６３の他方の端部は、駆動受け端６３ｄを成す。スライドアーム６４ａは、複数のアーム５７ａ毎に存在する。一のスライドアーム６４ａの端部と一のアーム５７ａとは、一のリンク片６５で接続されている。リンク片６５の一方の端部は、スライドアーム６４の端部にピンで接続されている。よって、リンク片６５は、スライドアーム６４の端部に対して揺動可能である。また、リンク片６５の他方の端部は、アーム５７ａの中間部にピンで接続されている。よって、このリンク片６５は、アーム５７ａに対しても相対的に揺動可能である。このリンク片６５の他方の端部は、アーム操作端６５ｍを成す。

【0043】

本変形例では、スライド部材６２ａが上下方向Ｄａに移動することで、リンク片６５がスライドアーム６４の端部に対して揺動し、さらに、アーム５７ａに対しても相対的に揺動する。この結果、本態様でも、マルチコプター５０ａを飛行可能状態と折り畳み状態との間で変形可能である。

【0044】

以上のように、揺動機構は、モータ毎のアームを胴体に対して揺動させて、マルチコプターを飛行可能状態と折り畳み状態との間で変形させることができれば、如何なる態様の機構であってもよい。このため、例えば、駆動機構が、リニアアクチュエータではなく、ロータリーアクチュエータである場合、揺動機構は、このロータリーアクチュエータの回転で回転するカムを有する機構であってもよい。

【0045】

以上のように、揺動機構は、各種態様が考えられるため、揺動拘束機構も各種態様が考えられる。例えば、揺動拘束機構は、ラチェット機構を含む機構であってもよい。

【0046】

「第二変形例」
本開示に係る上記実施形態の第二変形例におけるマルチコプターシステムについて、図６を参照して説明する。

【0047】

上記実施形態におけるマルチコプターシステムでは、中継装置２０のケーシング２１内に駆動機構３１が配置され、駆動機構３１の駆動端３２ｄが、マルチコプター５０の駆動受け端６３ｄと接触及び離間可能である。本変形例におけるマルチコプターシステムでは、駆動機構３１がマルチコプター５０ｂの胴体５１に設けられ、駆動機構３１の駆動端３２ｄが、揺動機構６１の駆動受け端６３ｄにネジ等で接続されている。また、中継装置２０ｂのケーシング２１ｂ内には、駆動機構が設けられていない。

【0048】

以上のように、マルチコプター５０ｂ側に駆動機構３１を設けてもよい。このように、駆動機構３１をマルチコプター５０ｂ側に設けた場合、中継装置２０ｂを省略することが可能である。

【0049】

「その他の変形例」

【0050】

上記実施形態及び上記各変形例では、操作装置１０と中継装置２０，２０ｂの間、及び操作装置１０とマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂとの間のそれぞれで信号の送受信を行う。しかしながら、中継装置２０，２０ｂのみが操作装置１０との間で信号の受送信を行い、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂは、中継装置２０，２０ｂとの間で信号の受送信を行うようにしてもよい。この場合、操作装置１０からのマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂに対する指示は、中継装置２０を介して、マルチコプター５０に送られる。

【0051】

上記実施形態及び上記各変形例において、ワイヤ２２及び巻き取り機構２４を省略してもよい。この場合、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂの回収は、操作装置１０からの飛行制御信号に基づいて行われる。

【0052】

中継装置２０，２０ｂとマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂとを接続するワイヤ２２を有する場合には、このワイヤ２２に信号線を含ませてもよい。すわわち、中継装置２０，２０ｂとマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂと間で、有線通信できるようにしてもよい。この場合、操作装置１０からの指示を中継装置２０，２０ｂ及び信号線を介してとマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂに送ってもよい。さらに、この場合、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂの飛行等を制御するコントローラ７１等を中継装置２０に配置してもよい。また、操作装置１０と中継装置２０，２０ｂとを信号線を含む有線で接続し、操作装置１０と中継装置２０，２０ｂとの間で、有線通信できるようにしてもよい。

【0053】

「付記」
以上の実施形態及び各変形例におけるマルチコプターシステムは、例えば、以下のように把握される。

【0054】

（１）第一態様におけるマルチコプターシステムは、
マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂと、外部からの指示で変位する駆動端３２ｄを有する駆動機構３１と、を備える。前記マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂは、互に背合わせの関係にある上面５１ｕと下面５１ｄとを有する胴体５１と、複数のロータ５５と、複数の前記ロータ５５毎に設けられ、前記ロータ５５を回転させるモータ５６と、複数の前記モータ５６毎に設けられ、前記モータ５６を支持するアーム５７，５７ａと、複数の前記アーム５７，５７ａ毎に設けられ、前記アーム５７，５７ａを前記胴体５１に対して揺動可能に接続するアーム接続部６０と、複数の前記アーム５７，５７ａのそれぞれを揺動動作させることができる揺動機構６１，６１ａと、複数の前記アーム５７，５７ａの揺動動作を拘束可能な揺動拘束機構６６と、を有する。前記上面５１ｕと前記下面５１ｄとが並ぶ方向が前記マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂにおける上下方向Ｄａを成す。前記アーム接続部６０は、複数の前記ロータ５５毎の回転軸が前記上下方向Ｄａに延び且つ複数の前記ロータ５５が互いに接触不能な飛行可能状態と、複数の前記モータ５６相互間の距離が前記飛行可能状態のときより短くなっている折り畳み状態との間で、複数の前記アーム５７，５７ａが前記胴体５１に対して揺動可能に複数の前記アーム５７，５７ａを前記胴体５１に接続する。前記揺動機構６１，６１ａは、前記駆動端３２ｄに接続されている又は接触可能で、前記駆動端３２ｄの変位に伴って変位する駆動受け端６３ｄと、複数の前記アーム５７，５７ａ毎に接続され、前記駆動受け端６３ｄの変位に伴って変位して、前記飛行可能状態及び前記折り畳み状態を実現可能に、前記アーム５７，５７ａを揺動させるアーム操作端６４ｍ，６５ｍと、を有する。前記揺動拘束機構６６は、前記駆動端３２ｄの変位に応じて、前記飛行可能状態を維持できるよう複数の前記アーム５７，５７ａの揺動を拘束する一方で、複数の前記アーム５７，５７ａの拘束を解除できるよう、構成されている。

【0055】

マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂの飛行空間Ｓｆが、狭隘空間Ｓｎを経て、操作装置１０が位置している操作空間Ｓｏにつながっている場合について説明する。この場合、本態様では、折り畳み状態のマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂを操作空間Ｓｏから、狭隘空間Ｓｎを経て、飛行空間Ｓｆ内に入れる。マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂを飛行空間Ｓｆ内に入れた後、外部から駆動機構３１に駆動端３２ｄの変位を指示する。この結果、駆動機構３１の駆動端３２ｄが変位し、この変位に伴って、揺動機構６１，６１ａのアーム操作端６４ｍが変位する。アーム操作端６４ｍが変位すると、複数のアーム５７，５７ａが揺動して、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂが飛行可能状態になる。揺動拘束機構６６は、この過程で、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂを飛行可能状態に拘束する。

【0056】

以上のように、本態様のマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂは、飛行可能状態と折り畳み状態とに変形可能である。このため、本態様では、飛行可能状態のままではマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂを狭隘空間Ｓｎに通すことができない場合でも、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂを折り畳み状態にすることで、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂを狭隘空間Ｓｎに通すことができる。よって、本態様によれば、飛行可能状態におけるマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂのサイズが狭隘空間Ｓｎのサイズに応じたサイズである必要がなく、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂのペイロードの制限を緩和することができる。

【0057】

（２）第二態様におけるマルチコプターシステムは、
前記第一態様におけるマルチコプターシステムにおいて、前記折り畳み状態では、複数の前記ロータ５５毎の前記回転軸は、前記上下方向Ｄａよりも前記上下方向Ｄａに垂直な方向の成分が多くなる方向に延びる。

【0058】

（３）第三態様におけるマルチコプターシステムは、
前記第一態様又は前記第二態様におけるマルチコプターシステムにおいて、中継装置２０，２０ｂをさらに備える。前記中継装置２０，２０ｂは、前記胴体５１と分離及び接続可能なケーシング２１，２１ｂを有する。

【0059】

本態様では、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂの胴体５１が接続されている中継装置２０，２０ｂを狭隘空間Ｓｎに配置することで、マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂを飛行空間Ｓｆ内に配置することができる。

【0060】

（４）第四態様におけるマルチコプターシステムは、
前記第三態様におけるマルチコプターシステムにおいて、前記中継装置２０，２０ｂを狭隘空間Ｓｎ内に保持しておくための保持装置３５をさらに備え、前記保持装置３５は、前記狭隘空間Ｓｎを画定する狭隘空間形成面Ｐｎに接触可能な接触端３６と、前記ケーシング２１，２１ｂから遠ざかる向きに前記接触端３６を押す押圧部材３７と、を有する。

【0061】

本態様では、中継装置２０，２０ｂを狭隘空間Ｓｎ内に保持しておくことができる。

【0062】

（５）第五態様におけるマルチコプターシステムは、
前記第三態様又は前記第四態様におけるマルチコプターシステムにおいて、第一端２２ｆと第二端２２ｓとを有し、前記第一端２２ｆが前記マルチコプター５０，５０ａ，５０ｂに接続されているワイヤ２２と、前記ワイヤ２２の前記第二端２２ｓに接続され、前記ワイヤ２２を巻き取ることが可能な巻き取り機構２４と、をさらに備える。前記巻き取り機構２４は、前記ケーシング２１，２１ｂ内に配置されている。

【0063】

本態様では、ワイヤ２２を巻き取り機構２４で巻き取ることで、中継装置２０，２０ｂから離れたマルチコプター５０，５０ａ，５０ｂを容易に回収することができる。

【0064】

（６）第六態様におけるマルチコプターシステムは、
前記第三態様から前記第五態様のうちのいずれか一態様におけるマルチコプターシステムにおいて、前記中継装置２０は、前記駆動機構３１を有する。前記駆動機構３１は、前記ケーシング２１内に配置されている。前記胴体５１が前記ケーシング２１に接続されているときに、前記駆動機構３１の前記駆動端３２ｄに前記揺動機構６１の前記駆動受け端６３ｄが接触可能である。

【0065】

本態様では、駆動機構３１がマルチコプター５０，５０ａの胴体５１に取り付けられていないため、マルチコプター５０，５０ａのペイロードを大きくすることができる。

【0066】

（７）第七態様におけるマルチコプターシステムは、
前記第三態様から前記第五態様のうちのいずれか一態様におけるマルチコプターシステムにおいて、前記駆動機構３１は、前記胴体５１に取り付けられている。前記駆動受け端６３ｄは前記駆動端３２ｄに接続されている。

【0067】

本態様では、駆動機構３１を設けるための中継装置を省略することができる。

【符号の説明】

【0068】

１０：操作装置
２０，２０ｂ：中継装置
２１，２１ｂ：ケーシング
２２：ワイヤ
２２ｆ：第一端
２２ｓ：第二端
２４：巻き取り機構
２５：巻き取りドラム
２６：テンション維持部材
２７：ドラム回転軸
２８：ドラム回転モータ
２９：クラッチ
３１：駆動機構
３２：アクチュエータロッド
３２ｄ：駆動端
３３：アクチュエータケーシング
３４：中継装置側接続部
３５：保持装置
３６：接触端
３７：押圧部材
４０：通信機
４１：コントローラ
５０，５０a，５０ｂ：マルチコプター
５１：胴体
５１ｕ：上面
５１ｄ：下面
５２：スライドシャフト挿通孔
５３：爪収納穴
５５：ロータ
５６：モータ
５７，５７a：アーム
５８：アーム部
５８ｔ：先端部
５８ｂ：基端部
５９：揺動力受け部
６０：アーム接続部
６１，６１ａ：揺動機構
６２，６２ａ：スライド部材
６３：スライドシャフト
６３ｄ：駆動受け端
６４，６４ａ：スライドアーム
６４ｍ：アーム操作端
６５：リンク片
６５ｍ：アーム操作端
６６：揺動拘束機構
６７：爪
６８：バネ
６９：マルチコプター側接続部
７０：通信機
７１：コントローラ
Ｄａ：上下方向
Ｄｂ：水平方向
Ｓｏ：操作空間
Ｓｎ：狭隘空間
Ｓｆ：飛行空間
Ｐｎ：狭隘空間形成面

【要約】

【課題】マルチコプターの飛行空間が、狭隘空間を経て、操作装置が位置している操作空間につながっている場合、マルチコプターのペイロードの制限を緩和する。
【解決手段】マルチコプターシステムは、マルチコプターと、外部からの指示で変位する駆動端を有する駆動機構と、を備える。前記マルチコプターは、胴体と、複数のロータと、前記ロータを回転させるモータと、前記モータを支持するアームと、前記アームを前記胴体に接続するアーム接続部と、複数の前記アームのそれぞれを揺動動作させる揺動機構と、を有する。前記アーム接続部は、飛行可能状態と、複数の前記モータ相互間の距離が前記飛行可能状態のときより短くなっている折り畳み状態との間で、前記胴体に対して揺動可能に前記アームを接続する。前記揺動機構は、前記駆動端の変位に伴って、前記飛行可能状態及び前記折り畳み状態を実現可能に、前記アームを揺動させる。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】