特許 7427429 ドローン荷受け装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-26

(45)【発行日】2024-02-05

(54)【発明の名称】ドローン荷受け装置

(51)【国際特許分類】

   B64F 1/32 20060101AFI20240129BHJP

   B64C 39/02 20060101ALN20240129BHJP

   B64D 1/02 20060101ALN20240129BHJP

【ＦＩ】

B64F1/32

B64C39/02

B64D1/02

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019206522

(22)【出願日】2019-11-14

(65)【公開番号】P2021079735

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-11-11

(73)【特許権者】

【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】100118267

【弁理士】

【氏名又は名称】越前 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】河野 壮臣

【審査官】結城 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０８１６３１９９（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許第９９１４５３９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００４７７０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００９１７１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－００１８２４７（ＫＲ，Ａ）

【文献】特表２００９－５２０６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－９７２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６６４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３０２１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－７１３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】市原和雄，“産業用ドローンの技術とアプリケーションについて”，エレクトロニクス実装学会誌，日本，エレクトロニクス実装学会，2016年09月，19巻5号，pp.408-415，DOI: 10.5104/jiep.19.408，ISSN 1884-121X(online),1343-9677(print)

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｆ １／３２， ３／００，

Ｂ６４Ｃ ２７／０８，３９／０２，

Ｂ６４Ｄ １／０２，

Ｂ６４Ｕ １０１／６０，７０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドローンにより搬送された荷物を受け取るドローン荷受け装置であって、
膨張完了時に互いに密着するように配置された少なくとも一対のエアバッグと、
前記エアバッグの内圧を調整可能な内圧調整手段と、を備え、
前記内圧調整手段は、前記エアバッグを膨張させて密着させることにより前記ドローンから落下された前記荷物を受け取る荷受け部を形成し、前記エアバッグを収縮させることにより前記荷受け部に落下された前記荷物を前記エアバッグの隙間から下方に移動させるように構成されている、
ことを特徴とするドローン荷受け装置。

【請求項2】

前記エアバッグの下方に配置されたベルトコンベアを備える、請求項１に記載のドローン荷受け装置。

【請求項3】

前記エアバッグは、前記荷物を落下させたときの衝撃を緩和する排気口を有する、請求項１に記載のドローン荷受け装置。

【請求項4】

前記エアバッグを昇降可能な昇降手段を備える、請求項１に記載のドローン荷受け装置。

【請求項5】

前記エアバッグは、前記ドローンに前記荷物を落下させる位置を知らせる目印を有する、請求項１に記載のドローン荷受け装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドローン荷受け装置に関し、特に、ドローンを着陸させることなくドローンで搬送された荷物を受け取ることができる、ドローン荷受け装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ドローン（遠隔操縦又は自律飛行可能な無人航空機）に関する技術発展とインターネットショッピングの浸透による配送量の急激な増大を背景に、ドローンを利用して荷物を搬送することが提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、集合住宅やオフィスビルのような建物内の荷受人へのドローンによる宅配において、荷物の保管に適する荷受け設備を提供することを目的とし、建物に設けられたドローンポートと、ドローンポートを覆う覆蓋と、ドローンの通過を許す１つの開口と、人の出入り口を構成する扉と、を有する荷受け設備が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－２３０２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、荷物を下ろす際にドローンポートにドローンを進入させて着陸させる必要がある。ドローンの離着陸には飛行精度を要し、搬送効率が低下してしまうという問題がある。

【0006】

本発明はかかる問題点に鑑み創案されたものであり、ドローンを着陸させることなくドローンで搬送された荷物を受け取ることができる、ドローン荷受け装置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】

【0007】

本発明によれば、ドローンにより搬送された荷物を受け取るドローン荷受け装置であって、膨張完了時に互いに密着するように配置された少なくとも一対のエアバッグと、前記エアバッグの内圧を調整可能な内圧調整手段と、を備え、前記内圧調整手段は、前記エアバッグを膨張させて密着させることにより前記ドローンから落下された前記荷物を受け取る荷受け部を形成し、前記エアバッグを収縮させることにより前記荷受け部に落下された前記荷物を前記エアバッグの隙間から下方に移動させるように構成されている、ことを特徴とするドローン荷受け装置が提供される。

【0008】

前記ドローン荷受け装置は、前記エアバッグの下方に配置されたベルトコンベアを備えていてもよい。

【0009】

また、前記エアバッグは、前記荷物を落下させたときの衝撃を緩和する排気口を有していてもよい。

【0010】

また、前記ドローン荷受け装置は、前記エアバッグを昇降可能な昇降手段を備えていてもよい。

【0011】

また、前記エアバッグは、前記ドローンに前記荷物を落下させる位置を知らせる目印を有していてもよい。

【発明の効果】

【0013】

上述した本発明に係るドローン荷受け装置によれば、ドローンで搬送される荷物の受け取り手段としてエアバッグを使用したことにより、ドローンから荷物を落下させても荷物を破損させることなく受け取ることができる。したがって、本発明によれば、ドローンを着陸させることなくドローンで搬送された荷物を受け取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第一実施形態に係るドローン荷受け装置を示す正面図である。

【図2】図１に示したドローン荷受け装置の平面図である。

【図3】図１に示したドローン荷受け装置の荷受け方法を示す図であり、（Ａ）は荷受け待ち状態、（Ｂ）は荷物落下状態、を示している。

【図4】図１に示したドローン荷受け装置の荷受け方法を示す図であり、（Ａ）は荷物移動状態、（Ｂ）は荷物載置状態、（Ｃ）は荷物回収状態、を示している。

【図5】本発明の他の実施形態に係るドローン荷受け装置を示す図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、を示している。

【図6】本発明の他の実施形態に係るドローン荷受け装置を示す図であり、（Ａ）は第四実施形態、（Ｂ）は第五実施形態、を示している。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図１～図６（Ｂ）を用いて説明する。ここで、図１は、本発明の第一実施形態に係るドローン荷受け装置を示す正面図である。図２は、図１に示したドローン荷受け装置の平面図である。

【0016】

第一実施形態に係るドローン荷受け装置１は、図１及び図２に示したように、ドローンＤを着陸させることなくドローンＤにより搬送された荷物Ｘを受け取り可能な装置であって、膨張完了時に互いに密着するように配置された一対のエアバッグ２と、エアバッグ２の内圧を調整可能な内圧調整手段３と、エアバッグ２を昇降可能な昇降手段４と、エアバッグ２の下方に配置されたベルトコンベア５と、を備えている。

【0017】

ドローンＤは、遠隔操縦又は自律飛行可能な無人航空機であり、例えば、複数の回転翼を備えたマルチコプターである。近年、インターネットショッピングの浸透により配送量が急激に増大しており、より効率的な搬送手段が求められている。また、近年のドローン技術の発展は目覚ましく、飛行距離は延び、ペイロードも増大している。そこで、ドローンＤを利用して荷物を配送することが既に検討されている。

【0018】

エアバッグ２は、例えば、空気を注入することによって膨張可能な袋体である。エアバッグ２は、例えば、荷物Ｘがエアバッグ２に接触したときに破損しない程度の強度を持った樹脂製の基布によって構成される。エアバッグ２には、車両に配置される乗員保護用のエアバッグを流用することもできる。

【0019】

エアバッグ２は、例えば、直方体形状に膨張するように構成されており、膨張完了時に一対のエアバッグ２の対面が密着するように構成されている。また、エアバッグ２の上面は略平面形状を有しており、荷物Ｘをエアバッグ２上に落下させたときの荷受け部２１を構成している。エアバッグ２の形状は、基布の縫合の仕方や内部に配置されるテザー等によって規制することができる。なお、エアバッグ２の形状は、図示した形状に限定されるものではなく、例えば、半球形状等であってもよい。

【0020】

また、エアバッグ２は、側面に内部のガスを排気可能な排気口２２が形成されていてもよい。かかる排気口２２を形成することにより、荷物Ｘをエアバッグ２の上面（荷受け部２１）に落下させたときにエアバッグ２内のガスを瞬時に外部に排気することができ、荷物Ｘの衝撃を緩和することができる。

【0021】

また、図示しないが、排気口２２に所定の圧力で開放される弁体を配置して、エアバッグ２の膨張時に排気口２２からガスが漏れないようにしてもよい。なお、エアバッグ２が排気口２２を有しない場合には、荷物Ｘがエアバッグ２に接触するタイミングで内圧調整手段３によりエアバッグ２内のガスを抜くようにしてもよい。

【0022】

また、図２に示したように、エアバッグ２の上面（荷受け部２１）には、ドローンＤに荷物Ｘを落下させる位置を知らせる目印２３が配置されていてもよい。目印２３は、例えば、二次元コードであり、ドローンＤに搭載されたカメラによって認識可能に構成されている。なお、目印２３は、エアバッグ２以外の場所（例えば、エアバッグ２の近傍に配置された柱等）に配置されていてもよい。

【0023】

内圧調整手段３は、エアバッグ２の内圧を昇圧及び減圧可能な手段である。例えば、内圧調整手段３はエアコンプレッサである。内圧調整手段３は、荷受け時に、エアバッグ２にガスを供給することによってエアバッグ２を膨張させる。内圧調整手段３は、エアバッグ２を膨張させて対面を密着させることによりドローンＤから落下された荷物Ｘを受け取る荷受け部２１を形成する。

【0024】

また、内圧調整手段３は、荷物回収時に、エアバッグ２からガスを抜くことによってエアバッグ２を収縮させる。内圧調整手段３によってエアバッグ２を収縮させることにより、荷受け部２１に落下された荷物Ｘをエアバッグ２の隙間から下方に移動させることができる。

【0025】

昇降手段４は、エアバッグ２の位置を上下方向に移動させる手段である。例えば、昇降手段４はベルト駆動装置である。具体的には、一対のローラ４１にベルト４２が掛け回されており、ベルト４２の表面にエアバッグ２の背面が固定されている。ローラ４１を所定の方向に回転させることにより、ベルト４２を上方向又は下方向に移動させ、エアバッグ２を昇降させることができる。なお、図１では、ローラ４１を支持する支柱４３の図を省略してある。

【0026】

かかる昇降手段４を配置することにより、エアバッグ２を高い位置に配置することができ、ドローンＤを高い位置でホバリングすることができ、障害物等との接触を回避することができる。なお、昇降手段４は、ベルト駆動装置に限定されるものではなく、チェーン駆動装置や電動アクチュエータ等の他の装置であってもよい。また、ドローンＤを低い位置でホバリングすることができる場合には、昇降手段４を省略してもよい。

【0027】

ベルトコンベア５は、受け取った荷物Ｘを所定の位置まで搬送する荷物回収手段である。エアバッグ２からベルトコンベア５上に移動された荷物Ｘはベルトコンベア５によって次工程に搬送される。ベルトコンベア５の下流には、荷物Ｘを受け取る容器が配置されていてもよいし、荷物Ｘを他の場所まで搬送するベルトコンベアが連結されていてもよい。また、エアバッグ２から受け取った荷物Ｘを作業者が運び出したり、台車で搬送したりする場合には、ベルトコンベア５を省略することができる。

【0028】

次に、上述したドローン荷受け装置１を用いた荷受け方法について、図３（Ａ）～図４（Ｃ）を参照しつつ説明する。ここで、図３は、図１に示したドローン荷受け装置の荷受け方法を示す図であり、（Ａ）は荷受け待ち状態、（Ｂ）は荷物落下状態、を示している。図４は、図１に示したドローン荷受け装置の荷受け方法を示す図であり、（Ａ）は荷物移動状態、（Ｂ）は荷物載置状態、（Ｃ）は荷物回収状態、を示している。なお、説明の便宜上、各図において内圧調整手段３の図を省略してある。

【0029】

ドローンＤは、所定の荷物Ｘを積載し、搬送先のドローン荷受け装置１の位置（例えば、ＧＰＳ座標）に関する情報を受け取ると、搬送先のドローン荷受け装置１に向かって自動運転により飛行する。搬送先のドローン荷受け装置１は、ドローンＤにより荷物Ｘが搬送される情報を受け取ると、ドローンＤが到着する前にエアバッグ２を膨張させ、図３（Ａ）に示した荷受け待ち状態に移行する。

【0030】

図３（Ａ）に示した荷受け待ち状態は、一対のエアバッグ２を膨張させて対面を密着させた状態である。このように一対のエアバッグ２を密着させて膨張させることにより、一対のエアバッグ２の上面に荷物Ｘを受け取る荷受け部２１が形成される。ドローンＤは、エアバッグ２の上面に描かれた目印２３を認識すると、エアバッグ２の上方でホバリングする。

【0031】

ドローンＤは、ホバリング状態が安定した後、エアバッグ２の荷受け部２１に向かって荷物Ｘを落下させる。なお、図示しないが、風の影響を抑制するために、ドローン荷受け装置１の周囲を風よけ用の壁材で囲うようにしてもよい。図３（Ｂ）に示したように、落下された荷物Ｘは、エアバッグ２の上面に形成された荷受け部２１で捕捉される。このとき、エアバッグ２に排気口２２を形成しておくことにより、荷物Ｘの落下時の衝撃を緩和することができる。

【0032】

その後、図４（Ａ）に示したように、昇降手段４によりエアバッグ２を下降させながら、内圧調整手段３によりエアバッグ２からガスを抜いて減圧し、荷物Ｘを一対のエアバッグ２の間で下方に移動させる。

【0033】

図４（Ｂ）に示したように、エアバッグ２が下端まで移動し、エアバッグ２をさらに収縮させることにより、荷物Ｘはベルトコンベア５上に載置される。なお、ここでは、エアバッグ２を下降させながら荷物Ｘを下方に移動させる場合について説明しているが、エアバッグ２を下端まで移動させた後、エアバッグ２を収縮させて荷物Ｘを下方に移動させるようにしてもよい。

【0034】

その後、図４（Ｃ）に示したように、エアバッグ２は初期待機位置に移動され、荷物Ｘはベルトコンベア５により所定の位置まで搬送され回収される。そして、次の荷物Ｘの受け取り情報を受け取ると、ドローン荷受け装置１はエアバッグ２を膨張させ、図３（Ａ）に示した荷受け待ち状態に移行する。

【0035】

上述した本実施形態に係るドローン荷受け装置１によれば、ドローンＤで搬送される荷物Ｘの受け取り手段としてエアバッグ２を使用したことにより、ドローンＤから荷物Ｘを落下させても荷物Ｘを破損させることなく受け取ることができる。したがって、ドローン荷受け装置１によれば、ドローンＤを着陸させることなくドローンＤで搬送された荷物Ｘを受け取ることができる。

【0036】

また、本実施形態に係るドローン荷受け装置１によれば、エアバッグ２で荷物Ｘを受け取るようにしたことにより、荷物Ｘを荷受け部２１に落下させるだけでよいことから、荷物Ｘの向きを調整する必要がなく、種々の形状の荷物Ｘを受け取ることもできる。

【0037】

次に、本発明の他の実施形態に係るドローン荷受け装置１について、図５（Ａ）～図６（Ｂ）を参照しつつ説明する。ここで、図５は、本発明の他の実施形態に係るドローン荷受け装置を示す図であり、（Ａ）は第二実施形態、（Ｂ）は第三実施形態、を示している。図６は、本発明の他の実施形態に係るドローン荷受け装置を示す図であり、（Ａ）は第四実施形態、（Ｂ）は第五実施形態、を示している。

【0038】

なお、上述した第一実施形態に係るドローン荷受け装置１と同じ構成部品については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、説明の便宜上、各図において、内圧調整手段３の図を省略してある。

【0039】

図５（Ａ）に示した第二実施形態に係るドローン荷受け装置１は、エアバッグ２を膨張完了時に上部の容積に対して下部２４の容積が小さくなるように構成したものである。このようにエアバッグ２の下部２４の容積を相対的に小さくすることにより、エアバッグ２を収縮したときの下部２４の弛み量を少なくすることができる。したがって、荷物Ｘをベルトコンベア５上に載置するときにおけるエアバッグ２の挟み込みを抑制することができる。

【0040】

図５（Ｂ）に示した第三実施形態に係るドローン荷受け装置１は、４つのエアバッグ２を用いて荷受け部２１を形成するようにしたものである。かかる構成により、隣接するエアバッグ２を互いに密着させて膨張させることにより、荷受け部２１の面積を大きくすることができる。したがって、ドローンＤから荷物Ｘを落下させやすくすることができる。なお、エアバッグ２の個数は、２つや４つに限定されるものではなく、３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。

【0041】

図６（Ａ）に示した第四実施形態に係るドローン荷受け装置１は、昇降手段４の構成を変更したものである。具体的には、昇降手段４は、第一駆動ローラ４４と、第二駆動ローラ４５と、第一中継ローラ４６と、第二中継ローラ４７と、ベルト４２と、を備えている。ベルト４２は、一端が第一駆動ローラ４４に接続されており、他端が第二駆動ローラ４５に接続されている。第一駆動ローラ４４によりベルト４２を巻き取るとエアバッグ２は上方に移動し、第二駆動ローラ４５によりベルト４２を巻き取るとエアバッグ２は下方に移動する。

【0042】

図６（Ｂ）に示した第五実施形態に係るドローン荷受け装置１は、昇降手段４を省略したものである。ベルトコンベア５に近い位置までドローンＤを飛行させてホバリングさせることができる場合には、昇降手段４を省略し、支柱４８でエアバッグ２を支持するようにしてもよい。

【0043】

本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0044】

１ ドローン荷受け装置
２ エアバッグ
３ 内圧調整手段
４ 昇降手段
５ ベルトコンベア
２１ 荷受け部
２２ 排気口
２３ 目印
２４ 下部
４１ ローラ
４２ ベルト
４３，４８ 支柱
４４ 第一駆動ローラ
４５ 第二駆動ローラ
４６ 第一中継ローラ
４７ 第二中継ローラ
Ｄ ドローン
Ｘ 荷物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】