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(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】2024-07-02
(45)【発行日】2024-07-10
(54)【発明の名称】小型無人機搬送用懸架装置
(51)【国際特許分類】
B64U 10/13 20230101AFI20240703BHJP
B64U 20/80 20230101ALI20240703BHJP
B64U 101/64 20230101ALN20240703BHJP
【ＦＩ】
B64U10/13
B64U20/80
B64U101:64
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023183597
(22)【出願日】2023-10-25
【審査請求日】2023-12-17
(73)【特許権者】
【識別番号】518279381
【氏名又は名称】株式会社ＤｒｏｎｅＷｏｒｋＳｙｓｔｅｍ
(74)【代理人】
【識別番号】100177747
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 賢一
(72)【発明者】
【氏名】手島 朋広
(72)【発明者】
【氏名】中田 吉穂
(72)【発明者】
【氏名】亀屋 秀樹
(72)【発明者】
【氏名】関口 幸源
【審査官】林 政道
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－２９２４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１０５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２２／０４９６３９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｕ １０／１３
Ｂ６４Ｕ ２０／８０
Ｂ６４Ｕ １０１／６４
Ｂ６４Ｄ １／１０－ １／１２， １／２２
Ｂ６４Ｃ ３９／００
Ｂ６４Ｃ ２７／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
貨物を懸架するための懸架物連結機構を備え、外部連結機構により小型無人機と連結して使用する小型無人機搬送用懸架装置であり、前記懸架物連結機構は、駆動部、上部ロックピン、下部ロックピン、受座部を有し、
前記駆動部は、いずれも棒状の前記上部ロックピン及び前記下部ロックピンを平行かつ水平に保持しつつ、これらを対向させて交互に前進及び後進させ、
前記受座部は、前記駆動部の前方で鉛直方向に延び、前記上部ロックピンの先端が嵌合する上受座と、前記下部ロックピンの先端が嵌合する下受座を備え、
荷積み時には、送信機からの指示により、
前記駆動部が後進させる前記下部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記下受座から離れ、前記駆動部と前記受座部の間を開錠し、
これに併せて、前記駆動部が前進させる前記上部ロックピンが貨物を懸架し、その前記先端が、嵌合する前記上受座まで達し、前記駆動部と前記受座部の間を施錠し、
荷降ろし時には、前記送信機からの指示により、
前記駆動部が後進させる前記上部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記上受座から離れ、前記駆動部と前記受座部の間を開錠し、
これに併せて、前記駆動部が前進させる前記下部ロックピンが貨物を懸架し、その前記先端が、嵌合する前記下受座まで達し、前記駆動部と前記受座部の間を施錠し、
これに続けて、前記送信機からの指示により、
前記駆動部が後進させる前記下部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記下受座から離れ、前記駆動部と前記受座部の間を開錠することを特徴とする小型無人機搬送用懸架装置。
【請求項2】
貨物を懸架するための懸架物連結機構を備え、外部連結機構により小型無人機と連結して使用する小型無人機搬送用懸架装置であり、前記懸架物連結機構は、駆動部、クランク部、上部リンク部、下部リンク部、上部ロックピン、下部ロックピン、ピンガイド、受座部を有し、
前記駆動部は、正方向及び反方向に回転する軸を有し、
前記クランク部は、前記駆動部の前記軸に中央を接続し、上端及び下端が正方向及び反方向に回転し、
前記上部リンク部は、後端を前記クランク部の前記上端に可動的に接続し、前端を前記上部ロックピンの後端に可動的に接続し、
前記下部リンク部は、後端を前記クランク部の前記下端に可動的に接続し、前端を前記下部ロックピンの後端に可動的に接続し、
前記上部ロックピン及び前記下部ロックピンはいずれも棒状で、
前記ピンガイドは、前記上部リンク部及び前記下部リンク部の前方で鉛直方向に延び、前記上部ロックピン及び前記下部ロックピンを平行かつ水平に保持しつつ、これらが前後に通行可能な貫通孔を上下に備え、
前記受座部は、前記ピンガイドの前方でこれと平行に延び、前記上部ロックピンの先端が嵌合する上受座、前記下部ロックピンの先端が嵌合する下受座を備え、
荷積み時には、送信機からの指示により、
前記駆動部が前記クランク部を正方向に回転させ、前記下部リンク部を介して後進した前記下部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記下受座から離れて前記ピンガイドに達し、前記ピンガイドと前記受座部の間を開錠し、
これに併せて、前記上部リンク部を介して前進した前記上部ロックピンが貨物を懸架し、その前記先端が、嵌合する前記上受座まで達し、前記ピンガイドと前記受座部の間を施錠し、
荷降ろし時には、前記送信機からの指示により、
前記駆動部が前記クランク部を反方向に回転させ、前記上部リンク部を介して後進した前記上部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記上受座から離れて前記ピンガイドに達し、前記ピンガイドと前記受座部の間を開錠し、
これに併せて、前記下部リンク部を介して前進した前記下部ロックピンが貨物を懸架し、その前記先端が、嵌合する前記下受座に達し、前記受座部及び前記ピンガイドの間を施錠し、
これに続けて、前記送信機からの指示により、
前記駆動部が前記クランク部を正方向に回転させ、前記下部リンク部を介して後進した前記下部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記下受座から離れて前記ピンガイドに達し、前記ピンガイドと前記受座部の間を開錠することを特徴とする小型無人機搬送用懸架装置。
【請求項3】
貨物を懸架するための懸架物連結機構、可動部連結手段を有する可動部と、固定受座部、固定部連結手段を有する固定部とを連結し、外部連結機構により小型無人機と連結して使用する小型無人機搬送用懸架装置であり、
前記可動部は、貨物の荷重が付加されることで前記固定部に対して下降し、貨物の荷重が除去されることで前記固定部に対して上昇するように、前記可動部連結手段と前記固定部連結手段によって前記固定部と連結され、
前記懸架物連結機構は、駆動部、上部ロックピン、下部ロックピン、可動受座部を有し、
前記駆動部は、いずれも棒状の前記上部ロックピン及び前記下部ロックピンを平行かつ水平に保持しつつ、これらを対向させて交互に前進及び後進させ、
前記上部ロックピンは、先端の近傍に下方突起を備え、
前記可動受座部は、前記駆動部の前方で鉛直方向に延び、前記上部ロックピンの前記先端が嵌合する上受座、前記下部ロックピンの先端が嵌合する下受座を備え、
前記固定受座部は、前記駆動部及び前記可動受座部の間で、これらと平行かつ鉛直方向に延び、前記上部ロックピン及び前記下部ロックピンが前後に通行可能な縦長貫通孔を上下に備え、
荷積み時には、送信機からの指示により、
前記駆動部が後進させる前記下部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記下受座から離れ、前記固定受座部と前記可動受座部の間を開錠し、
これに併せて、前記駆動部が前進させる前記上部ロックピンが貨物を懸架し、その前記先端が、嵌合する前記上受座まで達し、前記固定受座部と前記可動受座部の間を施錠し、
懸架の開始による貨物の荷重の付加により、前記可動部が前記固定部に対して下降し、前記下方突起が前記固定受座部の前記縦長貫通孔の下辺に嵌合することで、前記上部ロックピンは前記縦長貫通孔を通過できずに、前記固定受座部と前記可動受座部の間は開錠されず、
懸架の終了による貨物の荷重の除去により、前記可動部が前記固定部に対して上昇し、前記下方突起が前記固定受座部の前記縦長貫通孔の前記下辺から外れることで、前記上部ロックピンは前記縦長貫通孔を通過可能となり、
荷降ろし時には、前記送信機からの指示により、
前記駆動部が後進させる前記上部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記上受座から離れ、前記固定受座部と前記可動受座部の間を開錠し、
これに併せて、前記駆動部が前進させる前記下部ロックピンが貨物を懸架し、その前記先端が、嵌合する前記下受座まで達し、前記固定受座部と前記可動受座部の間を施錠し、
これに続けて、前記送信機からの指示により、
前記駆動部が後進させる前記下部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記下受座から離れ、前記固定受座部と前記可動受座部の間を開錠することを特徴とする小型無人機搬送用懸架装置。
【請求項4】
貨物を懸架するための懸架物連結機構、可動部連結手段を有する可動部と、固定受座部、固定部連結手段を有する固定部とを連結し、外部連結機構により小型無人機と連結して使用する小型無人機搬送用懸架装置であり、
前記可動部は、貨物の荷重が付加されることで前記固定部に対して下降し、貨物の荷重が除去されることで前記固定部に対して上昇するように、前記可動部連結手段と前記固定部連結手段によって前記固定部と連結され、
前記懸架物連結機構は、駆動部、クランク部、上部リンク部、下部リンク部、上部ロックピン、下部ロックピン、ピンガイド、可動受座部を有し、
前記駆動部は、正方向及び反方向に回転する軸を有し、
前記クランク部は、前記駆動部の前記軸に中央を接続し、上端及び下端が正方向及び反方向に回転し、
前記上部リンク部は、後端を前記クランク部の前記上端に可動的に接続し、前端を前記上部ロックピンの後端に可動的に接続し、
前記下部リンク部は、後端を前記クランク部の前記下端に可動的に接続し、前端を前記下部ロックピンの後端に可動的に接続し、
前記上部ロックピン及び前記下部ロックピンはいずれも棒状で、前記上部ロックピンは先端の近傍に下方突起を備え、
前記ピンガイドは、前記上部リンク部及び前記下部リンク部の前方で鉛直方向に延び、前記上部ロックピン及び前記下部ロックピンを平行かつ水平に保持しつつ、これらが前後に通行可能な貫通孔を上下に備え、
前記可動受座部は、前記ピンガイドの前方でこれと平行に延び、前記上部ロックピンの前記先端が嵌合する上受座、前記下部ロックピンの先端が嵌合する下受座を備え、
前記固定受座部は、前記ピンガイド及び前記可動受座部の間で、これらと平行かつ鉛直方向に延び、前記上部ロックピン及び前記下部ロックピンが前後に通行可能な縦長貫通孔を上下に備え、
荷積み時には、送信機からの指示により、
前記駆動部が前記クランク部を正方向に回転させ、前記下部リンク部を介して後進した前記下部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記下受座から離れ、前記固定受座部と前記可動受座部の間を開錠し、
これに併せて、前記上部リンク部を介して前進した前記上部ロックピンが貨物を懸架し、その前記先端が、嵌合する前記上受座まで達し、前記固定受座部と前記可動受座部の間を施錠し、
懸架の開始による貨物の荷重の付加により、前記可動部が前記固定部に対して下降し、前記下方突起が前記固定受座部の前記縦長貫通孔の下辺に嵌合することで、前記上部ロックピンは前記縦長貫通孔を通過できずに、前記固定受座部と前記可動受座部の間は開錠されず、
懸架の終了による貨物の荷重の除去により、前記可動部が前記固定部に対して上昇し、前記下方突起が前記固定受座部の前記縦長貫通孔の前記下辺から外れることで、前記上部ロックピンは前記縦長貫通孔を通過可能となり、
荷降ろし時には、前記送信機からの指示により、
前記駆動部が前記クランク部を反方向に回転させ、前記上部リンク部を介して後進した前記上部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記上受座から離れ、前記固定受座部と前記可動受座部の間を開錠し、
これに併せて、前記下部リンク部を介して前進した前記下部ロックピンが貨物を懸架し、その前記先端が、嵌合する前記下受座に達し、前記固定受座部及び前記可動受座部の間を施錠し、
これに続けて、前記送信機からの指示により、
前記駆動部が前記クランク部を正方向に回転させ、前記下部リンク部を介して後進した前記下部ロックピンの前記先端が、嵌合した前記下受座から離れ、前記固定受座部と前記可動受座部の間を開錠することを特徴とする小型無人機搬送用懸架装置。
【請求項5】
前記可動部が、貨物の荷重の付加による弾性体の圧縮のため、前記固定部に対して下降し、貨物の荷重の除去による前記弾性体の拡張のため、前記固定部に対して上昇するように、前記可動部連結手段と前記固定部連結手段により、前記固定部に連結されたことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の小型無人機搬送用懸架装置。
【請求項6】
前記駆動部がモータであり、前記可動部が、貨物の荷重の負荷によるバネの圧縮のため、前記固定部に対して下降し、貨物の荷重の除去による前記バネの拡張のため、前記固定部に対して上昇するように前記可動部連結手段と前記固定部連結手段により、前記固定部に連結されたことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の小型無人機搬送用懸架装置。
【請求項7】
前記下部ロックピンの長さを前記上部ロックピンの長さの８８％から９０％までの範囲内で短く調整したことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の小型無人機搬送用懸架装置。
【請求項8】
前記駆動部の前記軸を正方向又は反方向に回転させる操作信号を送信するための正方向及び反方向に反転操作可能な操作部を有する送信機と、これによって操作されることを特徴とする請求項２又は請求項４のいずれかに記載の小型無人機搬送用懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、社会に広く普及している小型無人機（以下、「ドローン」という。）を利用して行う搬送作業に関する技術である。本装置は貨物を懸架する装置であり、本発明は作業の安全性向上に関わる技術である。
【背景技術】
【0002】
ドローンが活躍する産業分野は非常に幅広い。その中でも、我々の身近において今後の更なる利活用と発展が期待される成長分野の１つが物流業務であり、ドローンによる搬送の実現とその普及である。
物流分野において、ドローンが飛行するエリアは様々である。比較的に安全と考えられる目視内飛行や無人地帯での目視外飛行から、これらよりも危険性が増さざるを得ない有人地帯での目視外飛行まで、ドローンによる搬送作業が展開される可能性があるエリアは多様であり、これを安全に実現するための法整備など、今後の社会で解決すべき課題も残されている。
物流分野に限らず、どのような分野においても、ドローンのハード及びソフトの両面における安全性の向上は、常に意識して優先されるべき重要な問題の一つであり、これは貨物を運びながら人々の頭上を飛行するドローン搬送の現場ではより重要な課題である。
将来的なドローン搬送の可能性を踏まえ、出願人は特許文献１のドローン用搬送投下ユニットや非特許文献１に記載した搬送用ドローンを開発して、農林業など様々な現場でこれまで多くの搬送作業を実施してきた。そして、その搬送用ドローンが備える利便性の高い機能の一部として、ドローンで貨物を懸架した状態で現場まで運び、必要な時にはこれを速やかに荷降ろしすることができる切り離しユニットを開発して使用してきた実績がある。そのような状況の中で、出願人は更なる作業の安全性向上を求めて研究開発を進め、今回の出願に係る小型無人機搬送用懸架装置（以下、「懸架装置」という。）の実現に至ったものである。
物流分野において、ドローンが飛行するエリアは様々である。比較的に安全と考えられる目視内飛行や無人地帯での目視外飛行から、これらよりも危険性が増さざるを得ない有人地帯での目視外飛行まで、ドローンによる搬送作業が展開される可能性があるエリアは多様であり、これを安全に実現するための法整備など、今後の社会で解決すべき課題も残されている。
物流分野に限らず、どのような分野においても、ドローンのハード及びソフトの両面における安全性の向上は、常に意識して優先されるべき重要な問題の一つであり、これは貨物を運びながら人々の頭上を飛行するドローン搬送の現場ではより重要な課題である。
将来的なドローン搬送の可能性を踏まえ、出願人は特許文献１のドローン用搬送投下ユニットや非特許文献１に記載した搬送用ドローンを開発して、農林業など様々な現場でこれまで多くの搬送作業を実施してきた。そして、その搬送用ドローンが備える利便性の高い機能の一部として、ドローンで貨物を懸架した状態で現場まで運び、必要な時にはこれを速やかに荷降ろしすることができる切り離しユニットを開発して使用してきた実績がある。そのような状況の中で、出願人は更なる作業の安全性向上を求めて研究開発を進め、今回の出願に係る小型無人機搬送用懸架装置（以下、「懸架装置」という。）の実現に至ったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－２９２４９号公報
【文献】特開２０２１－１０５２号公報
【非特許文献】
【0004】
【文献】株式会社DroneWorkSystem「物資運搬用ドローンEAGLE35」（切り離しユニット）https://d-w-s.co.jp/product-introduction-２/forestry/eagle35
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明によって解決しようとする課題は、ドローンによる搬送作業時、そして、貨物の積み降ろしを行う場面等において、操作者の誤操作や装置自体の誤動作による意図せぬ貨物の落下事故を未然に防止することである。これにより、安全で効率的なドローンによる貨物の運搬業務を実現する。
また、この分野において常に重要視される小型化と軽量化を併せて実現して、現実的にドローンに搭載することが可能で、取り扱いも容易な懸架装置を実現する。
現在、出願人が開発して使用している非特許文献１の切り離しユニットに関しては、簡易な構成と単一の動作を備える使い易い装置であるが、操作者による誤操作や装置自体の誤動作に対する安全対策において、未だ完全なものではないと出願人は考えた。そのため、様々な試行錯誤を重ね、以下の手段によって、より安全で使い易い装置を実現できることに想到した。
また、この分野において常に重要視される小型化と軽量化を併せて実現して、現実的にドローンに搭載することが可能で、取り扱いも容易な懸架装置を実現する。
現在、出願人が開発して使用している非特許文献１の切り離しユニットに関しては、簡易な構成と単一の動作を備える使い易い装置であるが、操作者による誤操作や装置自体の誤動作に対する安全対策において、未だ完全なものではないと出願人は考えた。そのため、様々な試行錯誤を重ね、以下の手段によって、より安全で使い易い装置を実現できることに想到した。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この懸架装置は、搬送する貨物とドローンの連結を媒介し、特に積み降ろし作業時、貨物の切り離しなどの安全性を保持するため、相互に連動する複数のロック機構を多重に備える装置である。ドローンの下部に装着される本装置は、ロープに繋がれた貨物を自己の懸架物連結機構で確実に保持した状態で搬送する。
その装置については複数の仕様を想定するが、その代表的な構成は次のとおりである。
本装置は、固定部連結手段と可動部連結手段（以下、この２つの連結手段の組み合わせを「内部連結機構」という。）によって、可動部が固定部に対して昇降可能な状態で連結されている懸架装置である。
その固定部は、ドローンと連結するための外部連結機構や固定部連結手段のほか、固定受座部を有している。可動部は、貨物を懸架するための懸架物連結機構と可動部連結手段を有している。また、懸架する貨物を繋ぎ止める可動部の懸架物連結機構は、次のような構成をなしている。
懸架物連結機構で最も始原的な動作を引き起こす駆動部は、動力によって正方向及び反方向の両方向に回転する軸を備えている。そして、その駆動部の回転軸に中央を接続して、その上下の両端が軸に連動して正方向及び反方向に回転するクランク部がある。更に、クランク部の上端に一端を可動的に接続した上部リンク部と、同じく、クランク部の下端に一端を可動的に接続した下部リンク部を有している。その上部リンク部のもう一端には、先端の近傍に下向きの下方突起を設けた棒状の上部ロックピンが接続され、同じく、下部リンク部のもう一端には、棒状の下部ロックピンが可動的に接続されている。
そして、駆動部からクランク部に回転運動が伝達され、上部リンク部と下部リンク部を介して、上部ロックピンと下部ロックピンが前進又は後進する直線運動に変換される。これら２本のピンが上下に平行に並びながら、横方向に交互に前進と後進を行う安定的な対向運動を可能とするため、各ピンの断面積に略等しい貫通孔を上下に２つ並べたピンガイドが鉛直方向に延びるように備わっている。また、各々のピンが前進する更に先には、上部ロックピンの先端が嵌合する上受座と、下部ロックピンの先端が嵌合する下受座を上下に２つ備えて、上下２つのロック機能を実現するための可動受座部が、ピンガイドと平行に配置されている。
もう一方の固定部には、下方突起を有する上部ロックピンと、真っ直ぐな形状をした下部ロックピンが、共に自在に通り抜けて前後進することができる縦長の貫通孔を上下に２つ設けた固定受座部が備わっている。この固定受座部は、ピンガイドと可動受座部との間に位置して、これらと平行に鉛直方向に延びるように配置される。
貨物を懸架して飛行する際には、ドローンを操縦するための送信機（以下、「プロポ」という。）から操作信号を受けて、駆動部の回転軸上に接続されたクランク部の上端は、正方向に回転する。その結果として、上部リンク部の運動を介して、上部ロックピンが前進する。そして、この上部ロックピンで貨物に繋がるロープを懸架し、その先端が上受座に達することで可動受座部と固定受座部の間が閉塞され、上部ロック機構が施錠される。これと同時に、クランク部の下端が正方向に回転するため、下部リンク部を介して、下部ロックピンが後進する。その先端が下受座から離れ、固定受座部に達することで、可動受座部と固定受座部との間が開放されて、下部ロック機構は解除される。
その後、ドローンが空中を飛行する状態では、貨物を懸架する上部ロックピンにその重量が掛かるため、内部連結機構が備えるコイルバネや板バネ等の弾性体が圧縮されて、可動部は固定部に対して下降する。この時、可動部の２つのピンも共に下降して、上部ロックピンの下方突起が固定受座部の上方にある縦長貫通孔の下辺に嵌合する。これにより、たとえ誤操作等のため上部ロックピンを後進させようとする力が生じた場合でも、上部ロックピンは固定受座部の貫通孔を通過することができず、上部ロック機構が解除されることはない。なお、この上部ロック機構を固定する仕組みを、本装置では荷重ロック機構と称する。
一方、搬送先でドローンが降下し、貨物が接地した時点において、上部ロックピンの荷重が除去されて、圧縮状態にあった弾性体は拡張する。そして、可動部は、固定部に対して上昇する。これにより、上部ロックピンの下方突起と固定受座部の嵌合が外れ、上部ロックピンの荷重ロック機構が解除される。その後、作業者が送信する操作信号によって、クランク部の上端が反方向に回転し、上部リンク部を介して、上部ロックピンを後進させる。その先端が上受座から離れて、ピンガイド側に移動することで、可動受座部と固定受座部の間が開放されて、上部ロック機構が開錠される。同時に、クランク部の下端が反方向に回転し、下部リンク部を介して、下部ロックピンを前進させるため、その先端が下受座に達し、固定受座部と可動受座部の間が閉塞されて下部ロックが施錠される。この下部ロック機構の施錠は、上部ロック機構の開錠と連動するため、貨物は即時に開放されず、貨物の意図せぬ落下を防止することができる。
作業者は、荷降ろしを完了させるため、更にプロポ操作を行って、クランク部の下端を正方向に回転させ、下部リンク部を介して、下部ロックピンを後進させる。これにより、その先端が下受座から離れて、固定受座部に達し、可動受座部と固定受座部の間における下部ロック機構が開錠される。これにより、作業者は安全に貨物を懸架装置から切り離すことができる。
また、上部ロックピン及び下部ロックピンの前進及び後進の動作は、通常のプロポ操作では行われないレバーやスイッチ等の連続する反転操作、即ち、操作部を逆方向に反転させる動作と連動する。そのため、この２段階のプロポ操作を必要とすることによって、人的な誤操作が誘発され難い装置になっている。
その装置については複数の仕様を想定するが、その代表的な構成は次のとおりである。
本装置は、固定部連結手段と可動部連結手段（以下、この２つの連結手段の組み合わせを「内部連結機構」という。）によって、可動部が固定部に対して昇降可能な状態で連結されている懸架装置である。
その固定部は、ドローンと連結するための外部連結機構や固定部連結手段のほか、固定受座部を有している。可動部は、貨物を懸架するための懸架物連結機構と可動部連結手段を有している。また、懸架する貨物を繋ぎ止める可動部の懸架物連結機構は、次のような構成をなしている。
懸架物連結機構で最も始原的な動作を引き起こす駆動部は、動力によって正方向及び反方向の両方向に回転する軸を備えている。そして、その駆動部の回転軸に中央を接続して、その上下の両端が軸に連動して正方向及び反方向に回転するクランク部がある。更に、クランク部の上端に一端を可動的に接続した上部リンク部と、同じく、クランク部の下端に一端を可動的に接続した下部リンク部を有している。その上部リンク部のもう一端には、先端の近傍に下向きの下方突起を設けた棒状の上部ロックピンが接続され、同じく、下部リンク部のもう一端には、棒状の下部ロックピンが可動的に接続されている。
そして、駆動部からクランク部に回転運動が伝達され、上部リンク部と下部リンク部を介して、上部ロックピンと下部ロックピンが前進又は後進する直線運動に変換される。これら２本のピンが上下に平行に並びながら、横方向に交互に前進と後進を行う安定的な対向運動を可能とするため、各ピンの断面積に略等しい貫通孔を上下に２つ並べたピンガイドが鉛直方向に延びるように備わっている。また、各々のピンが前進する更に先には、上部ロックピンの先端が嵌合する上受座と、下部ロックピンの先端が嵌合する下受座を上下に２つ備えて、上下２つのロック機能を実現するための可動受座部が、ピンガイドと平行に配置されている。
もう一方の固定部には、下方突起を有する上部ロックピンと、真っ直ぐな形状をした下部ロックピンが、共に自在に通り抜けて前後進することができる縦長の貫通孔を上下に２つ設けた固定受座部が備わっている。この固定受座部は、ピンガイドと可動受座部との間に位置して、これらと平行に鉛直方向に延びるように配置される。
貨物を懸架して飛行する際には、ドローンを操縦するための送信機（以下、「プロポ」という。）から操作信号を受けて、駆動部の回転軸上に接続されたクランク部の上端は、正方向に回転する。その結果として、上部リンク部の運動を介して、上部ロックピンが前進する。そして、この上部ロックピンで貨物に繋がるロープを懸架し、その先端が上受座に達することで可動受座部と固定受座部の間が閉塞され、上部ロック機構が施錠される。これと同時に、クランク部の下端が正方向に回転するため、下部リンク部を介して、下部ロックピンが後進する。その先端が下受座から離れ、固定受座部に達することで、可動受座部と固定受座部との間が開放されて、下部ロック機構は解除される。
その後、ドローンが空中を飛行する状態では、貨物を懸架する上部ロックピンにその重量が掛かるため、内部連結機構が備えるコイルバネや板バネ等の弾性体が圧縮されて、可動部は固定部に対して下降する。この時、可動部の２つのピンも共に下降して、上部ロックピンの下方突起が固定受座部の上方にある縦長貫通孔の下辺に嵌合する。これにより、たとえ誤操作等のため上部ロックピンを後進させようとする力が生じた場合でも、上部ロックピンは固定受座部の貫通孔を通過することができず、上部ロック機構が解除されることはない。なお、この上部ロック機構を固定する仕組みを、本装置では荷重ロック機構と称する。
一方、搬送先でドローンが降下し、貨物が接地した時点において、上部ロックピンの荷重が除去されて、圧縮状態にあった弾性体は拡張する。そして、可動部は、固定部に対して上昇する。これにより、上部ロックピンの下方突起と固定受座部の嵌合が外れ、上部ロックピンの荷重ロック機構が解除される。その後、作業者が送信する操作信号によって、クランク部の上端が反方向に回転し、上部リンク部を介して、上部ロックピンを後進させる。その先端が上受座から離れて、ピンガイド側に移動することで、可動受座部と固定受座部の間が開放されて、上部ロック機構が開錠される。同時に、クランク部の下端が反方向に回転し、下部リンク部を介して、下部ロックピンを前進させるため、その先端が下受座に達し、固定受座部と可動受座部の間が閉塞されて下部ロックが施錠される。この下部ロック機構の施錠は、上部ロック機構の開錠と連動するため、貨物は即時に開放されず、貨物の意図せぬ落下を防止することができる。
作業者は、荷降ろしを完了させるため、更にプロポ操作を行って、クランク部の下端を正方向に回転させ、下部リンク部を介して、下部ロックピンを後進させる。これにより、その先端が下受座から離れて、固定受座部に達し、可動受座部と固定受座部の間における下部ロック機構が開錠される。これにより、作業者は安全に貨物を懸架装置から切り離すことができる。
また、上部ロックピン及び下部ロックピンの前進及び後進の動作は、通常のプロポ操作では行われないレバーやスイッチ等の連続する反転操作、即ち、操作部を逆方向に反転させる動作と連動する。そのため、この２段階のプロポ操作を必要とすることによって、人的な誤操作が誘発され難い装置になっている。
【発明の効果】
【0007】
出願人は、非特許文献１の搬送用ドローンとその切り離しユニットを自ら開発して、現に様々な現場で利用をしている。この切り離しユニットは貨物の懸架を行う際に、１つのサーボモータが１本のロックピンを駆動して施錠を行うものである。遠隔地からのロックピンの開放操作によって、貨物が即時に投下される点は、作業の迅速性という観点からの利点ではある。しかし、今後、搬送作業が様々なエリアで行われる際の安全性の維持に関しては、不充分な部分でもあると出願人は考えた。
これに対し、今回発明した懸架装置では、一つの駆動部によって連動する上下２本の水平なロックピンが相互に対向しながら前後進を行って、上下二重の連動したロック機能を持つ懸架物連結機構を備える懸架装置とした。装置の構成も簡素であり、小型化と計量化、そして、その取り扱いに関しても、従来の装置に劣る部分はない。
この懸架物連結機構の２本のロックピンの動作は、ドローンを操縦する際に用いるプロポの操作部の取り扱いと直感的に連動したものである。しかし、従来のドローンの操縦における一般的なプロポ操作では行われない、中立位置から正方向及び反方向に連続的にレバー等を反転させるツーアクションの操作が必要である。そのため、操作者が意図してそのような操作を行わない限り、誤操作による貨物の落下等を回避できるものである。同時に、直感に反する複雑なプロポ操作を要求するものでもなく、作業の効率性が低下するおそれもない。
この懸架物連結機構による貨物の保持は、そのようなプロポ操作に連動して、２本のロックピンが相互に対向しながら前後に移動し、常に上下いずれかのロックピンが貨物を確実に懸架するため、作業者は安全で効率的な搬送と積み降ろしを行うことができる。
更に、上部ロックピンに関し、搬送する貨物の重量で荷重ロックが機能するため、上部ロックピンの誤動作による貨物の落下を予め防止することができ、同時に、前述のように上下二重の施錠構造のいずれかが意図せぬ貨物の落下を防止するため、従来の切り離しユニットに比べて、極めて安全性が高い懸架装置になっている。
これに対し、今回発明した懸架装置では、一つの駆動部によって連動する上下２本の水平なロックピンが相互に対向しながら前後進を行って、上下二重の連動したロック機能を持つ懸架物連結機構を備える懸架装置とした。装置の構成も簡素であり、小型化と計量化、そして、その取り扱いに関しても、従来の装置に劣る部分はない。
この懸架物連結機構の２本のロックピンの動作は、ドローンを操縦する際に用いるプロポの操作部の取り扱いと直感的に連動したものである。しかし、従来のドローンの操縦における一般的なプロポ操作では行われない、中立位置から正方向及び反方向に連続的にレバー等を反転させるツーアクションの操作が必要である。そのため、操作者が意図してそのような操作を行わない限り、誤操作による貨物の落下等を回避できるものである。同時に、直感に反する複雑なプロポ操作を要求するものでもなく、作業の効率性が低下するおそれもない。
この懸架物連結機構による貨物の保持は、そのようなプロポ操作に連動して、２本のロックピンが相互に対向しながら前後に移動し、常に上下いずれかのロックピンが貨物を確実に懸架するため、作業者は安全で効率的な搬送と積み降ろしを行うことができる。
更に、上部ロックピンに関し、搬送する貨物の重量で荷重ロックが機能するため、上部ロックピンの誤動作による貨物の落下を予め防止することができ、同時に、前述のように上下二重の施錠構造のいずれかが意図せぬ貨物の落下を防止するため、従来の切り離しユニットに比べて、極めて安全性が高い懸架装置になっている。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図2】本装置の主要部の一例を示す斜視図である。
【図3】本装置の主要な構成要素を示す側面図である。
【図4】懸架物連結機構の一部を拡大して示す斜視図である。
【図5】荷積み・荷降ろし時（上部閉塞、下部開放）の状態を示す参考図である。
【図6】荷積み・荷降ろし時（上部開放、下部閉塞）の状態を示す参考図である。
【図7】懸架時（上部閉塞、下部開放）の状態を示す参考図である。
【図8】誤操作時の荷重ロックの状態を示す参考図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図を用いながら、本発明に係る装置、その中でも代表的な仕様を例にとって、この懸架装置１について説明を行う。
始めに、この懸架装置１を利用する搬送作業の状況、そして、本装置の構成の概要について説明する。
図１に懸架装置１の外観の一例を表している。本装置を斜め下方から見たものであり、ドローンと本装置とを連結するための外部連結機構４の一部となる大きな平板状の架台プレートを上方に一体化した状態で図示している。
この装置は、ドローンによる搬送作業に利用する懸架装置１である。但し、図１では、本装置の外部にあるドローンや貨物は省略して図示していない。図１の上方に本装置と一体化されるドローンが接続され、搬送される貨物は図１の下方、図２で図示したロープ２０の下方に繋がれる。
始めに、この懸架装置１を利用する搬送作業の状況、そして、本装置の構成の概要について説明する。
図１に懸架装置１の外観の一例を表している。本装置を斜め下方から見たものであり、ドローンと本装置とを連結するための外部連結機構４の一部となる大きな平板状の架台プレートを上方に一体化した状態で図示している。
この装置は、ドローンによる搬送作業に利用する懸架装置１である。但し、図１では、本装置の外部にあるドローンや貨物は省略して図示していない。図１の上方に本装置と一体化されるドローンが接続され、搬送される貨物は図１の下方、図２で図示したロープ２０の下方に繋がれる。
【0010】
懸架装置１は、ドローンと貨物の間に介在して、これらを確実に繋ぎ止める機能を果たし、特に飛行中と貨物の積み降ろし時において、作業の安全性と効率性を大きく向上させる装置である。
本装置を利用する作業者は、貨物の落下事故が発生しないように、ドローンと貨物を確実に連結して運搬する。特に、有人地帯での搬送作業のほか、頭上で飛行するドローンの直下及びその近傍の作業者にとって、貨物の積み降ろし作業は大きなリスクを伴うが、本装置によって安全で効率的な搬送作業が実現される。
本装置を利用する作業者は、貨物の落下事故が発生しないように、ドローンと貨物を確実に連結して運搬する。特に、有人地帯での搬送作業のほか、頭上で飛行するドローンの直下及びその近傍の作業者にとって、貨物の積み降ろし作業は大きなリスクを伴うが、本装置によって安全で効率的な搬送作業が実現される。
【0011】
このような装置であるため、搬送作業者は、ドローンの下側に懸架装置１を予め接続して、これらを一体化させた状態にしたうえで、この装置に貨物を連結して搬送を行い、搬送先においては、プロポの遠隔操作によって、ドローンから貨物を切り離す。
図２は、懸架装置１の主要部を表した斜視図である。図１の一部を拡大した図であるが、本装置の構成を分かり易く表示するため、ドローンや貨物の省略に加えて、図１に記載していた外部連結機構４の一部である架台プレートも省略し、その概要が分かり易いように斜め上方から見下ろした状態で図示している。
図２は、懸架装置１の主要部を表した斜視図である。図１の一部を拡大した図であるが、本装置の構成を分かり易く表示するため、ドローンや貨物の省略に加えて、図１に記載していた外部連結機構４の一部である架台プレートも省略し、その概要が分かり易いように斜め上方から見下ろした状態で図示している。
【0012】
ドローンによって搬送される貨物は、図２の中央付近から鉛直下方に垂下されているロープ２０の下端側に繋がれている。その貨物の反対側であるロープ２０の上端側は、ドローンと一体化される懸架装置１の懸架物連結機構２によって保持されている。なお、本装置において重要な役割を持つ懸架物連結機構２の詳細については、追って説明を行う。
この時に、ロープ２０を懸架装置１に手早く確実に連結するため、その上端側を予め堅く結わえて環状の状態としておくか、若しくは、図２のように、上端側に連結作業を容易化するための補助的な環状のリング２１を接続することがある。
このリング２１を用いる作業者は、懸架装置１の懸架物連結機構２にリング２１を速やかに連結して、貨物がドローンに確実に保持されて落下しない安全な状態であることを確認したうえで、貨物を懸架したドローンを飛行させる。
この時に、ロープ２０を懸架装置１に手早く確実に連結するため、その上端側を予め堅く結わえて環状の状態としておくか、若しくは、図２のように、上端側に連結作業を容易化するための補助的な環状のリング２１を接続することがある。
このリング２１を用いる作業者は、懸架装置１の懸架物連結機構２にリング２１を速やかに連結して、貨物がドローンに確実に保持されて落下しない安全な状態であることを確認したうえで、貨物を懸架したドローンを飛行させる。
【0013】
図２の懸架装置１は、複数の構成要素が入り組んだ状態で図示されているが、説明の便宜上、その全体を大きく２つに区分し、それら２つが組み合わされた装置として理解することができる。１つはドローンに連結される固定部３であり、もう１つはその固定部３に連結される可動部７である。
図２では、内部連結機構、即ち、固定部連結手段５と可動部連結手段１９の組み合わせによって、固定部３と可動部７が連結されている。内部連結機構がある位置を大まかな境界として、その下側が固定部３であり、上側が可動部７として表している。但し、この説明では、固定部３と可動部７としては、いずれも概ねそれらの本体的な部位を指し示しており、それらの各々に更に本装置の機能を実現するために必要となる各部材が配されている。なお、それらの詳細についても、後ほど説明を行うものである。
図２では、内部連結機構、即ち、固定部連結手段５と可動部連結手段１９の組み合わせによって、固定部３と可動部７が連結されている。内部連結機構がある位置を大まかな境界として、その下側が固定部３であり、上側が可動部７として表している。但し、この説明では、固定部３と可動部７としては、いずれも概ねそれらの本体的な部位を指し示しており、それらの各々に更に本装置の機能を実現するために必要となる各部材が配されている。なお、それらの詳細についても、後ほど説明を行うものである。
【0014】
また、本装置に関しては、複数の箇所において、それぞれ異なる対象間の連結関係を確認することができる。
まず始めに、懸架装置１とその外部にあるドローンとの連結がある。
そして、懸架装置１の内部においては、先に述べた固定部３と可動部７の内部連結機構による連結関係が存在する。
更に、懸架装置１とその外部にあって搬送作業の対象になる貨物との間における連結が必要となる。
まず始めに、懸架装置１とその外部にあるドローンとの連結がある。
そして、懸架装置１の内部においては、先に述べた固定部３と可動部７の内部連結機構による連結関係が存在する。
更に、懸架装置１とその外部にあって搬送作業の対象になる貨物との間における連結が必要となる。
【0015】
これらの各々の連結関係の区分が非常に紛らわしい状況であるため、本説明では、それぞれに個別の名称を付して分別している。
先にも触れた懸架装置１に貨物を繋ぎ止める際の仕組みについては、これを懸架物連結機構２としており、追って詳しい説明を行う。
また、懸架装置１と、その外部にあるドローンとの連結は、外部連結機構４による、それらの一体化であるとする。
そして、懸架装置１の内部における固定部３と可動部７の連結関係に関しては、固定部３と可動部７の各々に設けられる内部連結機構、即ち、相対する固定部連結手段５と可動部連結手段１９によって、両者が可動的に組み合わされるものとして考えている。
先にも触れた懸架装置１に貨物を繋ぎ止める際の仕組みについては、これを懸架物連結機構２としており、追って詳しい説明を行う。
また、懸架装置１と、その外部にあるドローンとの連結は、外部連結機構４による、それらの一体化であるとする。
そして、懸架装置１の内部における固定部３と可動部７の連結関係に関しては、固定部３と可動部７の各々に設けられる内部連結機構、即ち、相対する固定部連結手段５と可動部連結手段１９によって、両者が可動的に組み合わされるものとして考えている。
【0016】
始めに、本装置の固定部３とドローンを結び付ける外部連結機構４としては、様々な方法を採用することが可能である。最も簡素なものとしては、接続用のベルト等を用いて一体化させるもの、又は、固定部３の上部に貫通孔を設けて、ドローンの下部にボルト等で連結する方法なども一般的である。
この説明では、図２で上方に延びる５本のスペーサを、また、図１でそれらが接続される架台プレートを確認することができ、両図では省略されて図示されていない上方のドローンと本装置を一体化する外部連結機構４として、これらが機能する。
この他にも、接続用のアタッチメントを固定部３とドローンの相対する部位に配して、これらを手早く確実に連結できる仕様としても良い。
また、この説明や図においては、固定部３を下方に、可動部７を上方に配した懸架装置１としているが、内部連結機構の仕様によっては、これらの位置関係を入れ替えることも可能である。
この説明では、図２で上方に延びる５本のスペーサを、また、図１でそれらが接続される架台プレートを確認することができ、両図では省略されて図示されていない上方のドローンと本装置を一体化する外部連結機構４として、これらが機能する。
この他にも、接続用のアタッチメントを固定部３とドローンの相対する部位に配して、これらを手早く確実に連結できる仕様としても良い。
また、この説明や図においては、固定部３を下方に、可動部７を上方に配した懸架装置１としているが、内部連結機構の仕様によっては、これらの位置関係を入れ替えることも可能である。
【0017】
一方で、懸架装置１の内部における、内部連結機構による固定部３と可動部７の連結については、これが搬送中に外れることがないように、両者が確実に一体化される必要がある。しかし、この内部連結機構に関しては、外部連結機構４のように不動的かつ固定的に一体化される仕様ではない。可動部７については、固定部３に対して、所定の範囲内で上下に移動することが可能な状態として連結されるものである。
後ほど再び説明するが、本装置に懸架する貨物の有無によって、可動部７は所定の範囲内で昇降運動を行うため、固定部３と可動部７の相対的な位置関係は上下に変動する。このような状況を考慮すると、懸架装置１における固定部３の役割としては、可動部７を可動的に支持する基部として理解することができ、その形状によっては、懸架装置１における外殻部となり、本装置の内部を風雨等から護る役割を与えることも考えられる。
後ほど再び説明するが、本装置に懸架する貨物の有無によって、可動部７は所定の範囲内で昇降運動を行うため、固定部３と可動部７の相対的な位置関係は上下に変動する。このような状況を考慮すると、懸架装置１における固定部３の役割としては、可動部７を可動的に支持する基部として理解することができ、その形状によっては、懸架装置１における外殻部となり、本装置の内部を風雨等から護る役割を与えることも考えられる。
【0018】
搬送に携わる作業者は、それぞれの役割に応じて、ドローンを操縦して貨物を安全に運搬し、搬送元や搬送先でドローンと貨物の連結や解除を行うなど、各自に求められる操作を確実に実施する必要がある。そして、荷積みや荷卸しの際には、上空を飛行するドローンや貨物の挙動などに常に細心の注意を払いつつ、リスクに曝されて作業を行っている現状がある。
搬送時はもとより、積み降ろし作業時には、たとえ小さな操作ミスや誤動作であっても、貨物の落下等が人身事故など重大な労働災害に直結する可能性がある。そのため、僅かでも危険性が予見される装置の誤操作や誤動作については、予めこれらを極力回避できるように万全の安全対策を施すことが、搬送作業に携わる人々において非常に重要な意味を持つ。
搬送時はもとより、積み降ろし作業時には、たとえ小さな操作ミスや誤動作であっても、貨物の落下等が人身事故など重大な労働災害に直結する可能性がある。そのため、僅かでも危険性が予見される装置の誤操作や誤動作については、予めこれらを極力回避できるように万全の安全対策を施すことが、搬送作業に携わる人々において非常に重要な意味を持つ。
【0019】
この懸架装置１では、貨物を繋ぐロープ２０の一端が懸架物連結機構２に結び付けられ、ドローンの上昇と共に貨物は空中に引き上げられる。そのため、この装置の懸架物連結機構２においては、ロープ２０を確実に保持することができて、荷積みや荷卸しの際には、ロープ２０との連結及び解除を安全かつ速やかに実行できる仕組みを多重的に採用しており、これが本発明の特徴点の一つとなっている。
従来の装置において予見された誤操作や誤動作による貨物の落下事故は、本装置の相互に連動する複数の安全装置によって、その発生が未然に防止される。
従来の装置において予見された誤操作や誤動作による貨物の落下事故は、本装置の相互に連動する複数の安全装置によって、その発生が未然に防止される。
【0020】
また、プロポ操作と懸架物連結機構２の動作も相互に関連付けられており、これを操作する際には、通常のドローンの操縦では行われることがない正方向及び反方向に連続して反転操作する２アクションの操作が必要になる。これらの操作は、懸架物連結機構２内で連動する二重ロックの仕組みに対応した直感的なものである。
しかし、作業者があえて意図的にそのような操作を行わない限り、通常の場合に想定される単純な操作ミスによっては懸架物連結機構２の誤動作は発生せず、予期せぬ落下事故等を予め回避できるものとなっている。
しかし、作業者があえて意図的にそのような操作を行わない限り、通常の場合に想定される単純な操作ミスによっては懸架物連結機構２の誤動作は発生せず、予期せぬ落下事故等を予め回避できるものとなっている。
【0021】
この二重ロックを更に具体的に説明すると、この懸架装置１では、正方向及び反方向に連続する２アクションで行うプロポ操作に連動する上下２つのロック機構として、懸架物連結機構２の貨物を保持する部位には、相互に連動する２つの施錠構造が備わっている。
これら２箇所の起動と解除は、各々が相互に連動しながらも、交互に施錠と開錠を行う構造であるため、誤操作や誤動作によって２箇所が同時に開放されることがない仕組みになっている。
なお、以下の説明においては、上下に縦に並ぶ２つのロック機構のうち、上方の施錠構造を上部ロック機構といい、下方の施錠構造を下部ロック機構と称している。そして、この上部ロック機構に対し、貨物の懸架によって作動する荷重ロック機構を付加することによって更に安全性が高めた仕様がある。
これら２箇所の起動と解除は、各々が相互に連動しながらも、交互に施錠と開錠を行う構造であるため、誤操作や誤動作によって２箇所が同時に開放されることがない仕組みになっている。
なお、以下の説明においては、上下に縦に並ぶ２つのロック機構のうち、上方の施錠構造を上部ロック機構といい、下方の施錠構造を下部ロック機構と称している。そして、この上部ロック機構に対し、貨物の懸架によって作動する荷重ロック機構を付加することによって更に安全性が高めた仕様がある。
【0022】
このような懸架装置１の全体構成を踏まえたうえで、以下、これを構成する個別の構成要素について、より詳しい説明を行う。なお、便宜上、始めに可動部７について説明をし、その後に固定部３の説明を行う。また、以下の説明は、本装置の一態様について行うものであり、必ずしも本装置をこれのみに限定するものではない。
図３は、図１及び図２に図示した懸架装置１の一部を表した側面図である。説明のため、外部連結機構４やその他の付随的な要素、例えば、図１の下方に図示していたダンパ等は表示していない。また、必ずしも本装置の構成要素ではないロープ２０も省略して図示していない。
図３は、図１及び図２に図示した懸架装置１の一部を表した側面図である。説明のため、外部連結機構４やその他の付随的な要素、例えば、図１の下方に図示していたダンパ等は表示していない。また、必ずしも本装置の構成要素ではないロープ２０も省略して図示していない。
【0023】
図３の上方に図示してある部位が、可動部７である。先に述べたように、内部連結機構である固定部連結手段５と可動部連結手段１９の境界が、固定部３と可動部７を上下に分ける大凡の目安になる。この図３では、貨物の荷重によって、上方の可動部７が下方の固定部３側に下降するものとしているが、先に述べたように、これらの位置関係を逆にして、下方の可動部７が更に下降する仕様としても良い。
そして、この可動部７には、懸架物連結機構２が作動するために必要となる様々な構成要素が組み合わされている。
その主なものとしては、駆動部８、クランク部９、上部リンク部１０、上部ロックピン１１、下部リンク部１３、下部ロックピン１４、ピンガイド１５及び可動受座部１６である。これらの組み合わせと相互に関連する動作によって、懸架物連結機構２が機能して、上部ロック機構や下部ロック機構の施錠や解錠が行われる。
そして、この可動部７には、懸架物連結機構２が作動するために必要となる様々な構成要素が組み合わされている。
その主なものとしては、駆動部８、クランク部９、上部リンク部１０、上部ロックピン１１、下部リンク部１３、下部ロックピン１４、ピンガイド１５及び可動受座部１６である。これらの組み合わせと相互に関連する動作によって、懸架物連結機構２が機能して、上部ロック機構や下部ロック機構の施錠や解錠が行われる。
【0024】
駆動部８は、懸架物連結機構２の初動を発生させる起動装置である。プロポの送信信号を受けて作動する。
外部からの動力を受けて出力を行う軸部が備わっており、この出力軸は両方向に回る回転軸である。この軸に接続されるクランク部９を所定の角度内で時計回り又は反時計回りに回転させ、必要な位置で停止する。
なお、この説明においては、図３の時計回り方向を正方向とし、反時計回り方向を反方向として考えている。よって、駆動部８の軸も正方向及び反方向に回転運動を行うものである。
外部からの動力を受けて出力を行う軸部が備わっており、この出力軸は両方向に回る回転軸である。この軸に接続されるクランク部９を所定の角度内で時計回り又は反時計回りに回転させ、必要な位置で停止する。
なお、この説明においては、図３の時計回り方向を正方向とし、反時計回り方向を反方向として考えている。よって、駆動部８の軸も正方向及び反方向に回転運動を行うものである。
【0025】
この駆動部８の動力源は、懸架装置１自体、即ち、固定部３や可動部７に搭載しても構わないが、懸架装置１の外部から必要な動力が供給される状況も想定している。出願人が開発した既存の切り離しユニットにおいては、一般的な駆動部８として電力により稼働する電動モータ、例えば、サーボモータの利用を想定している。そして、本装置とドローンに搭載されるバッテリとが接続され、バッテリから供給される電力によって駆動部８が作動するものである。
この場合、プロポからドローンに送信される操作信号を懸架装置１が受信し、可動部７のサーボモータが必要な回転力をクランク部９に与え、正方向又は反方向に所定の角度まで回転させて停止する。
この場合、プロポからドローンに送信される操作信号を懸架装置１が受信し、可動部７のサーボモータが必要な回転力をクランク部９に与え、正方向又は反方向に所定の角度まで回転させて停止する。
【0026】
クランク部９は、その中央を重心として、駆動部８の回転軸に確実かつバランス良く連結される。そして、駆動部８からの回転力に応じて、両方向へ必要な回転運動を行う。
クランク部９の形状は、図２以降の図に示したような横長で薄めの板状部材であることが多い。その大きさは、駆動部８の回転力を確実に受けとめて、滑らかに回転するように必要かつ十分で最小限の大きさに調整される。その中央で駆動部８の回転力を受け取り、その上端と下端が所定の範囲内で正反両方向に回転する。
この懸架装置１は、小型化と計量化が重要なドローン用の機材である。クランク部９を含め、可動部７や固定部３も、そして、これに組み合わされる他の各部材も、軽量かつ強靱な軽金属やカーボン等の素材を適宜に用いて、ドローンや貨物に対応する必要最小限の大きさで高い強度を備える装置として製造される。
クランク部９の形状は、図２以降の図に示したような横長で薄めの板状部材であることが多い。その大きさは、駆動部８の回転力を確実に受けとめて、滑らかに回転するように必要かつ十分で最小限の大きさに調整される。その中央で駆動部８の回転力を受け取り、その上端と下端が所定の範囲内で正反両方向に回転する。
この懸架装置１は、小型化と計量化が重要なドローン用の機材である。クランク部９を含め、可動部７や固定部３も、そして、これに組み合わされる他の各部材も、軽量かつ強靱な軽金属やカーボン等の素材を適宜に用いて、ドローンや貨物に対応する必要最小限の大きさで高い強度を備える装置として製造される。
【0027】
図３のように、クランク部９の上側の一端には上部リンク部１０が連結されており、その反対側である下側の他端には下部リンク部１３が連結されている。
また、クランク部９と連結された上部リンク部１０の他端側には、細長い棒状の上部ロックピン１１が連結されており、下部リンク部１３の他端側も、同じく棒状である下部ロックピン１４に連結されている。また、上部ロックピン１１の先端近傍の下側には下方突起１２が設けられている。但し、荷重ロックを備えない懸架装置１の場合には、上部ロックピン１１に下方突起１２を設けない仕様も想定されている。
上部リンク部１０及び下部リンク部１３の両端部にある計４箇所の連結箇所は、自在に回転しながら動くリンク構造である。そのため、クランク部９の回転運動に連動して、上部リンク部１０と下部リンク部１３は上下左右に所定の範囲内で移動し、これに伴って、上部ロックピン１１と下部ロックピン１４も対向しながら、図３の左右に往復運動を行うものとなる。
また、クランク部９と連結された上部リンク部１０の他端側には、細長い棒状の上部ロックピン１１が連結されており、下部リンク部１３の他端側も、同じく棒状である下部ロックピン１４に連結されている。また、上部ロックピン１１の先端近傍の下側には下方突起１２が設けられている。但し、荷重ロックを備えない懸架装置１の場合には、上部ロックピン１１に下方突起１２を設けない仕様も想定されている。
上部リンク部１０及び下部リンク部１３の両端部にある計４箇所の連結箇所は、自在に回転しながら動くリンク構造である。そのため、クランク部９の回転運動に連動して、上部リンク部１０と下部リンク部１３は上下左右に所定の範囲内で移動し、これに伴って、上部ロックピン１１と下部ロックピン１４も対向しながら、図３の左右に往復運動を行うものとなる。
【0028】
以上の動作をまとめると、懸架装置１の懸架物連結機構２では、駆動部８の回転軸がクランク部９を正方向及び反方向に所定の範囲内で回転させる。そして、このクランク部９の回転運動は、これに連結された上部リンク部１０と下部リンク部１３の運動を惹起し、それらに連結された上部ロックピン１１及び下部ロックピン１４を交互に前後進させる直線運動に変換する。
また、図３のような構成とはせず、磁力等の作用によって、駆動部８が上部ロックピン１１と下部ロックピン１４を直接かつ交互に前後進させて、２本のピンに対向運動を行わせる仕様も考えられる。
なお、本装置の説明では、図３の右側を前方とし、本装置において各々のピンが前進する方向と考えている。また、これとは逆の左側が本装置の後方であり、ピンが後進する方向として考える。
また、図３のような構成とはせず、磁力等の作用によって、駆動部８が上部ロックピン１１と下部ロックピン１４を直接かつ交互に前後進させて、２本のピンに対向運動を行わせる仕様も考えられる。
なお、本装置の説明では、図３の右側を前方とし、本装置において各々のピンが前進する方向と考えている。また、これとは逆の左側が本装置の後方であり、ピンが後進する方向として考える。
【0029】
図２等の仕様とした懸架装置１では、クランク部９の正方向への回転によって上部ロックピン１１が右側に押し出されて前進する場合、下部リンク部１３は後方に引かれることになる。そのようにして、下部ロックピン１４は、上部ロックピン１１の動きに対向して、左側に後進する。
同様に、クランク部９の反方向への回転によって上部ロックピン１１が後進する際には、下部ロックピン１４は上部ロックピン１１に対向するように前進することになる。
このように、本装置は１つの駆動部８が、上下２本のピンを同時に対向して連動させるものであり、少ない部品で安全性の高い懸架物連結機構２を実現できるため、懸架装置１の小型化と計量化にも寄与する利点がある。
同様に、クランク部９の反方向への回転によって上部ロックピン１１が後進する際には、下部ロックピン１４は上部ロックピン１１に対向するように前進することになる。
このように、本装置は１つの駆動部８が、上下２本のピンを同時に対向して連動させるものであり、少ない部品で安全性の高い懸架物連結機構２を実現できるため、懸架装置１の小型化と計量化にも寄与する利点がある。
【0030】
この時、上部ロックピン１１と下部ロックピン１４が相互に連動し、対向して前後進を行う際、上下２本のピンが平行を保ちながら、安定した対向運動が可能となるように、これらを支持するピンガイド１５が図３の鉛直下方に延びるように備わっている。
また、側面図である図３のピンガイド１５では確認できないが、懸架物連結機構２を拡大した斜視図である図４に図示したように、上部ロックピン１１と下部ロックピン１４に対応するピンガイド１５の上下の位置には、各々が通過できる貫通孔が設けられている。なお、この貫通孔の形状や大きさは、両ピンがピンガイド１５を通り抜けて自由に前後進でき、その動作に不必要な誤差が生じないように適宜に調整される。
そして、上部ロックピン１１は、ピンガイド１５の上方にある貫通孔を通過し、クランク部９と上部リンク部１０の連動によって、横方向に前進又は後進する。その下にある下部ロックピン１４も、上部ロックピン１１と平行な位置関係を保ちながら、ピンガイド１５の下方にある貫通孔を通過して、上部ロックピン１１と対向するように後進又は前進する横方向の移動を行う。
また、側面図である図３のピンガイド１５では確認できないが、懸架物連結機構２を拡大した斜視図である図４に図示したように、上部ロックピン１１と下部ロックピン１４に対応するピンガイド１５の上下の位置には、各々が通過できる貫通孔が設けられている。なお、この貫通孔の形状や大きさは、両ピンがピンガイド１５を通り抜けて自由に前後進でき、その動作に不必要な誤差が生じないように適宜に調整される。
そして、上部ロックピン１１は、ピンガイド１５の上方にある貫通孔を通過し、クランク部９と上部リンク部１０の連動によって、横方向に前進又は後進する。その下にある下部ロックピン１４も、上部ロックピン１１と平行な位置関係を保ちながら、ピンガイド１５の下方にある貫通孔を通過して、上部ロックピン１１と対向するように後進又は前進する横方向の移動を行う。
【0031】
ピンガイド１５の２つの貫通孔を通過して、交互に前進する上部ロックピン１１と下部ロックピン１４の先端は、ピンガイド１５の更に前方にあり、これと平行に鉛直方向に設けられた可動受座部１６に到達する。
図４では、上部ロックピン１１は、その右方の可動受座部１６上方にある貫通孔に達しており、固定受座部６と可動受座部１６の間は上部ロックピン１１によって仕切られて、その上方は閉塞されている。
このようにして、上部ロックピン１１及び下部ロックピン１４、そして、固定受座部６及び可動受座部１６により、２つのロック機構が実現される。これらの構成と機能については基本的に錠前構造に類似する仕組みであるが、クランク部９の正方向及び反方向の動きに連動して交互かつ同時的に実行される一連のロック機能となっている。
図４では、上部ロックピン１１は、その右方の可動受座部１６上方にある貫通孔に達しており、固定受座部６と可動受座部１６の間は上部ロックピン１１によって仕切られて、その上方は閉塞されている。
このようにして、上部ロックピン１１及び下部ロックピン１４、そして、固定受座部６及び可動受座部１６により、２つのロック機構が実現される。これらの構成と機能については基本的に錠前構造に類似する仕組みであるが、クランク部９の正方向及び反方向の動きに連動して交互かつ同時的に実行される一連のロック機能となっている。
【0032】
また、上下２本のピンと、平行に並ぶ２つの受座部による上部ロック機構及び下部ロック機構が円滑かつ確実に動作するように、本装置では予め上部ロックピン１１と下部ロックピン１４の長さについて調整を行うことがある。
これは、荷重ロック機構に係る下方突起１２の影響も考慮して、両ピンの長さを変更するものであるが、試作品による実証から得た具体的な数値の例としては、８９％を基準として、下部ロックピン１４の長さを上部ロックピン１１の長さの８８％から９０％の範囲内で短く設定する仕様を考えている。
なお、この調整に関する基本的な考え方は、次のようなものである。
これは、荷重ロック機構に係る下方突起１２の影響も考慮して、両ピンの長さを変更するものであるが、試作品による実証から得た具体的な数値の例としては、８９％を基準として、下部ロックピン１４の長さを上部ロックピン１１の長さの８８％から９０％の範囲内で短く設定する仕様を考えている。
なお、この調整に関する基本的な考え方は、次のようなものである。
【0033】
本装置では、２本のピンを上下かつ水平に保持しつつ、これらを円滑に対向運動させるため、中立的な位置にあるクランク部９は、固定受座部６・ピンガイド１５・可動受座部１６と平行で鉛直向きに配置されている。この時、ピンの長さが上下で異なることで、上受座１７に確実に嵌合していた上部ロックピン１１は、下部ロックピン１４が下受座１８に到達した後、上受座１７からの離脱を開始する。このような連動のもと、下部ロックピン１４が固定受座部６と可動受座部１６の間を閉じるため、それまで上部ロックピン１１で保持されていた貨物は、懸架物連結機構２から外れて落下するおそれはない。
また、下方突起１２を有する上部ロックピン１１の前進が、可動受座部１６によって阻まれた状況でも、プロポ操作を受けて後進する下部ロックピン１４は、固定受座部６と可動受座部１６の間を確実に開放することができる。そのため、荷積みや荷降ろしの作業時において、リング２１を懸架物連結機構２に速やかに接続し、又は、これから切り離すことができる。
また、下方突起１２を有する上部ロックピン１１の前進が、可動受座部１６によって阻まれた状況でも、プロポ操作を受けて後進する下部ロックピン１４は、固定受座部６と可動受座部１６の間を確実に開放することができる。そのため、荷積みや荷降ろしの作業時において、リング２１を懸架物連結機構２に速やかに接続し、又は、これから切り離すことができる。
【0034】
懸架物連結機構２を斜めから見た図４の可動受座部１６では、上部ロックピン１１の先端に対応する上受座１７と、下部ロックピン１４の先端に対応する下受座１８の存在も確認することができた。この上受座１７と下受座１８は、このように、ピンガイド１５に設けられた上下２つの貫通孔と同様のものとすることが想定されるが、必ずしもこれに限るものではない。
図４のような貫通孔とは異なり、可動受座部１６に上下２つの凹部を設けるものとしても良い。上部ロックピン１１や下部ロックピン１４を角柱状とするのであれば、それに対応した形状の上受座１７及び下受座１８になる。
図４のような貫通孔とは異なり、可動受座部１６に上下２つの凹部を設けるものとしても良い。上部ロックピン１１や下部ロックピン１４を角柱状とするのであれば、それに対応した形状の上受座１７及び下受座１８になる。
【0035】
そして、上部ロックピン１１の先端が上受座１７と嵌合することによって、固定受座部６と可動受座部１６の隙間が閉じられて上部ロック機構が施錠される。同じようにして、下部ロックピン１４の先端が下受座１８に嵌合することによって、固定受座部６と可動受座部１６の隙間が閉じられて下部ロック機構が施錠される。なお、図４の上受座１７では、上部ロックピン１１の先端が貫通孔の中程に達しており、上部ロック機構の施錠を確認することができる。
また、図４のように、この懸架物連結機構２には、可動部７に設けられるピンガイド１５や可動受座部１６の他にも、固定部３に設けられて荷重ロック機構の一部になる固定受座部６を設けることが想定されているが、これについては改めて説明する。
また、図４のように、この懸架物連結機構２には、可動部７に設けられるピンガイド１５や可動受座部１６の他にも、固定部３に設けられて荷重ロック機構の一部になる固定受座部６を設けることが想定されているが、これについては改めて説明する。
【0036】
このピンガイド１５や可動受座部１６は、図３や図４のように、これらを可動部７と一体的に形成するか、又は、駆動部８やクランク部９等と同様に、可動部７に後付けで据え付けるものとし、それらが全体として可動部７を構成する場合が考えられる。
そして、この可動部７には、固定部３に対応する内部連結機構となり、両者を可動的な状態で連結するための可動部連結手段１９が設けられる。
図２では、可動部連結手段１９は、可動部７の下部四隅に設けられた固定部３との連結部として、更に、それらの間で左右に各２つ設けられた計４つの連結孔として確認することができる。そして、それらの４つの連結孔を、固定部３から上方に延びる４本の固定用ボルトが貫通して、これらが外れて抜け落ちないようにその先端側が処理されている。
そして、この可動部７には、固定部３に対応する内部連結機構となり、両者を可動的な状態で連結するための可動部連結手段１９が設けられる。
図２では、可動部連結手段１９は、可動部７の下部四隅に設けられた固定部３との連結部として、更に、それらの間で左右に各２つ設けられた計４つの連結孔として確認することができる。そして、それらの４つの連結孔を、固定部３から上方に延びる４本の固定用ボルトが貫通して、これらが外れて抜け落ちないようにその先端側が処理されている。
【0037】
次に固定部３の個別の構成要素について説明する。
以下は、荷重ロック機構を備える懸架装置１の説明となる。
固定部３は、本装置の土台とも言えるものであり、これまで説明してきた可動部７を始め、固定部３に配される以下の各要素が据え付けられる基盤になるものである。
固定部３には、可動部７の可動部連結手段１９に対応して、内部連結機構となる固定部連結手段５が設けられている。図２及び図３では、左右の各２箇所、即ち、固定部３が可動部７と相対する四隅に、この固定部連結手段５を確認することができる。また、可動部７の４つの連結孔を通して固定されている計４本の固定用ボルトと、各々の固定用ボルトに対応する４本のコイルバネも固定部連結手段５の一部になっている。
このように、可動部７は、下方の四隅と４本の固定用ボルトによって固定部３から分離しないように固く連結されているが、これまでも折に触れて述べてきたように、固定部３と可動部７は決して不動的な連結状態にあるものではない。可動部７は、固定部３に対して、所定の範囲内で昇降可能な状態で留め置かれているものであり、これを実現するものが内部連結機構である。
以下は、荷重ロック機構を備える懸架装置１の説明となる。
固定部３は、本装置の土台とも言えるものであり、これまで説明してきた可動部７を始め、固定部３に配される以下の各要素が据え付けられる基盤になるものである。
固定部３には、可動部７の可動部連結手段１９に対応して、内部連結機構となる固定部連結手段５が設けられている。図２及び図３では、左右の各２箇所、即ち、固定部３が可動部７と相対する四隅に、この固定部連結手段５を確認することができる。また、可動部７の４つの連結孔を通して固定されている計４本の固定用ボルトと、各々の固定用ボルトに対応する４本のコイルバネも固定部連結手段５の一部になっている。
このように、可動部７は、下方の四隅と４本の固定用ボルトによって固定部３から分離しないように固く連結されているが、これまでも折に触れて述べてきたように、固定部３と可動部７は決して不動的な連結状態にあるものではない。可動部７は、固定部３に対して、所定の範囲内で昇降可能な状態で留め置かれているものであり、これを実現するものが内部連結機構である。
【0038】
図２や図３で確認できるように、固定部３から延びる４本のボルトは、その固定部３と可動部７で挟まれた連結孔の下側でコイルバネが各々に装着されている。このコイルバネは、固定部３と可動部７との間で互いを遠ざけようとする力を生じさせる圧縮コイルバネであり、内部連結機構に設けられた弾性体の一例である。
そして、懸架装置１に対して、貨物の負荷が掛かっていない空荷の状態では、このコイルバネが生み出す反発力のため、可動部７は固定部３から最も離れて最上方の位置に持ち上げられた状態で保持されている。
これとは逆に、懸架装置１で貨物を空中に吊り上げることにより、可動部７の懸架物連結機構２にその荷重が掛かった場合には、可動部７はコイルバネを圧縮しながら固定部３側に向かって下方に沈み込む。
なお、固定部３の下方に可動部７を配する場合は、引張コイルバネが可動部７を上方に引き上げる力が常時作用するように内部連結機構を構成する。
そして、懸架装置１に対して、貨物の負荷が掛かっていない空荷の状態では、このコイルバネが生み出す反発力のため、可動部７は固定部３から最も離れて最上方の位置に持ち上げられた状態で保持されている。
これとは逆に、懸架装置１で貨物を空中に吊り上げることにより、可動部７の懸架物連結機構２にその荷重が掛かった場合には、可動部７はコイルバネを圧縮しながら固定部３側に向かって下方に沈み込む。
なお、固定部３の下方に可動部７を配する場合は、引張コイルバネが可動部７を上方に引き上げる力が常時作用するように内部連結機構を構成する。
【0039】
更に、図３等に図示した固定部３には、前述した二重ロックを更に補強する荷重ロック機構を実現するため、固定受座部６が設けられている。
図３において、固定部３の中央付近で逆Ｌ字型に鉛直上方に立ち上がる部位が固定受座部６である。この固定受座部６は、図４においても、可動部７に下向けに配されたピンガイド１５と可動受座部１６の間に挟まれるように、下から上に伸びている。この図３や図４の例では、上端側の一部が可動部７に隠れて視認することはできないが、図５以降では、逆Ｌ字型の板状部材が固定部３の一部として図示されている。
この固定受座部６は、固定部３と一体的に形成しても良いが、図３のように後付けで取り外しが可能な仕様においては、本装置の保守管理や設計製造などの点において、有利な場面も存在すると思われる。
図３において、固定部３の中央付近で逆Ｌ字型に鉛直上方に立ち上がる部位が固定受座部６である。この固定受座部６は、図４においても、可動部７に下向けに配されたピンガイド１５と可動受座部１６の間に挟まれるように、下から上に伸びている。この図３や図４の例では、上端側の一部が可動部７に隠れて視認することはできないが、図５以降では、逆Ｌ字型の板状部材が固定部３の一部として図示されている。
この固定受座部６は、固定部３と一体的に形成しても良いが、図３のように後付けで取り外しが可能な仕様においては、本装置の保守管理や設計製造などの点において、有利な場面も存在すると思われる。
【0040】
図５から図８までは、本装置の懸架物連結機構２の動作を表した参考図である。
図３の側面図から、その主要部のみを抜き出して表しており、固定部３と可動部７、そして、固定受座部６、ピンガイド１５、可動受座部１６について、それぞれの位置関係が分かり易いように、これらの断面図として示している。また、下方突起１２の位置関係を見易いように、リング２１は表示していない。
既に説明をしたピンガイド１５及び可動受座部１６は、ドローンが吊り上げる貨物の重量によって、固定部３に対して、可動部７全体と共に上下に昇降する。搬送時は、貨物の荷重が上部ロックピン１１を介して懸架物連結機構２に掛かるため、可動部７は全体として下降するし、その荷重が失われることで、可動部７は全体として上昇する。
この時、可動部７の一部であるクランク部９等も共に昇降するが、これは上部ロックピン１１や下部ロックピン１４も同様であり、２本のピンとピンガイド１５及び可動受座部１６との上下の相対的な位置関係は常に変わることはない。上下のピンはピンガイド１５を通過して平行なままであり、その先端が可動受座部１６の上受座１７と下受座１８に嵌合し得る状態に保たれて、可動部７は全体として上下に移動する。
図３の側面図から、その主要部のみを抜き出して表しており、固定部３と可動部７、そして、固定受座部６、ピンガイド１５、可動受座部１６について、それぞれの位置関係が分かり易いように、これらの断面図として示している。また、下方突起１２の位置関係を見易いように、リング２１は表示していない。
既に説明をしたピンガイド１５及び可動受座部１６は、ドローンが吊り上げる貨物の重量によって、固定部３に対して、可動部７全体と共に上下に昇降する。搬送時は、貨物の荷重が上部ロックピン１１を介して懸架物連結機構２に掛かるため、可動部７は全体として下降するし、その荷重が失われることで、可動部７は全体として上昇する。
この時、可動部７の一部であるクランク部９等も共に昇降するが、これは上部ロックピン１１や下部ロックピン１４も同様であり、２本のピンとピンガイド１５及び可動受座部１６との上下の相対的な位置関係は常に変わることはない。上下のピンはピンガイド１５を通過して平行なままであり、その先端が可動受座部１６の上受座１７と下受座１８に嵌合し得る状態に保たれて、可動部７は全体として上下に移動する。
【0041】
一方、固定部３に設けられて、ピンガイド１５と可動受座部１６の間に延びる固定受座部６は、固定部３と同じく、貨物の有無によって昇降運動を行う可動部７との相対的な位置関係が所定の範囲内で鉛直方向に変動する。
そのため、上部ロックピン１１や下部ロックピン１４との相対的な上下の位置関係も、所定の範囲内で変動するため、この固定受座部６には２本のピンが上下に昇降移動する範囲に対応して、縦長の貫通孔が上下に２つ並べて設けられている。これらについては、図４以降の各図においても確認することができる。
そして、その上側の縦長の貫通孔を上部ロックピン１１が前進又は後進しながら通過し、下部ロックピン１４が下側にある縦長の貫通孔を上部ロックピン１１と対向して往復するように通過する。
そのため、上部ロックピン１１や下部ロックピン１４との相対的な上下の位置関係も、所定の範囲内で変動するため、この固定受座部６には２本のピンが上下に昇降移動する範囲に対応して、縦長の貫通孔が上下に２つ並べて設けられている。これらについては、図４以降の各図においても確認することができる。
そして、その上側の縦長の貫通孔を上部ロックピン１１が前進又は後進しながら通過し、下部ロックピン１４が下側にある縦長の貫通孔を上部ロックピン１１と対向して往復するように通過する。
【0042】
このようなことから、上下に平行に並ぶ２本のロックピンを含む可動部７の全体が、固定部３から最も離れて上昇した状態では、上部ロックピン１１と下部ロックピン１４は、固定受座部６にある縦長の貫通孔の最上位に位置することになる。その状態を表した図が図５と図６である。
これとは逆に、可動部７が固定部３に接近して最も下降した場合の両ピンの位置は、図７と図８のように、固定受座部６にある縦長の貫通孔の最下位にある。
この時、上部ロックピン１１の先端近くにある下方突起１２は、図８のように固定受座部６の上方にある縦長貫通孔の下辺に嵌合するため、上部ロックピン１１は固定受座部６を通過して後進することができなくなる。これが、第３のロック機能として、貨物の意図せぬ落下を防ぐための荷重ロック機構である。
これとは逆に、可動部７が固定部３に接近して最も下降した場合の両ピンの位置は、図７と図８のように、固定受座部６にある縦長の貫通孔の最下位にある。
この時、上部ロックピン１１の先端近くにある下方突起１２は、図８のように固定受座部６の上方にある縦長貫通孔の下辺に嵌合するため、上部ロックピン１１は固定受座部６を通過して後進することができなくなる。これが、第３のロック機能として、貨物の意図せぬ落下を防ぐための荷重ロック機構である。
【0043】
搬送作業者は、プロポから懸架装置１の操作信号をドローンに対して送信する。懸架物連結機構２は、その操作信号に応じて作動する。
荷積みの前段階では、未だ貨物は懸架装置１の懸架物連結機構２に繋がれていない。下部ロックピン１４は後進した状態にあり、懸架物連結機構２の下部ロック機構は開錠されている。一方、その上方にある上部ロックピン１１は、クランク部９及び上部リンク部１０によって押し出されて前進した位置にあり、上部ロック機構が閉塞された図５のような状態である。
荷積みを行う作業者は、貨物を繋いだロープ２０の端部にあるリング２１を、下部ロックピン１４の先端と下受座１８の間を通過させて、懸架物連結機構２に組み合わせる。プロポ操作を行うと、クランク部９が反方向に回転して下部リンク部１３が下部ロックピン１４を前方に押し出し、下部ロック機構を施錠する。その状態が図６である。
荷積みの前段階では、未だ貨物は懸架装置１の懸架物連結機構２に繋がれていない。下部ロックピン１４は後進した状態にあり、懸架物連結機構２の下部ロック機構は開錠されている。一方、その上方にある上部ロックピン１１は、クランク部９及び上部リンク部１０によって押し出されて前進した位置にあり、上部ロック機構が閉塞された図５のような状態である。
荷積みを行う作業者は、貨物を繋いだロープ２０の端部にあるリング２１を、下部ロックピン１４の先端と下受座１８の間を通過させて、懸架物連結機構２に組み合わせる。プロポ操作を行うと、クランク部９が反方向に回転して下部リンク部１３が下部ロックピン１４を前方に押し出し、下部ロック機構を施錠する。その状態が図６である。
【0044】
この時、上部リンク部１０は、上部ロックピン１１を下部ロックピン１４とは逆方向に後進させる。作業者は上部ロックピン１１の先端と上受座１７の間に生じた隙間を通して、リング２１を更に上部ロックピン１１の上方まで導き、懸架物連結機構２の最奥の位置まで移動させる。
そして、再びプロポ操作を行い、上部ロックピン１１を前進させることで、図５の状態に戻り、上部ロック機構が施錠される。この時点におけるリング２１は、上部ロックピン１１に掛けられた状態になっており、貨物は懸架物連結機構２によって確実に保持されている。
そして、再びプロポ操作を行い、上部ロックピン１１を前進させることで、図５の状態に戻り、上部ロック機構が施錠される。この時点におけるリング２１は、上部ロックピン１１に掛けられた状態になっており、貨物は懸架物連結機構２によって確実に保持されている。
【0045】
その状態のまま、貨物を懸架したドローンは、飛行状態に移行するため上昇して貨物を吊り上げる。
貨物の懸架前や飛行前のため、上部ロックピン１１に貨物の荷重が掛かっていない懸架物連結機構２は図５のような状態であるが、飛行後の荷重ロック機構が作動した状態を表した参考図が図７である。
即ち、ドローンによって吊り上げられた貨物の重量は、上部ロックピン１１に下向きの力となって働く。それまで空荷の状態で、コイルバネの反発力によって固定部３から最も離れて高い位置に上昇していた可動部７は、固定部３側に沈み込むように下降して、図５から図７の状態に推移する。
貨物の懸架前や飛行前のため、上部ロックピン１１に貨物の荷重が掛かっていない懸架物連結機構２は図５のような状態であるが、飛行後の荷重ロック機構が作動した状態を表した参考図が図７である。
即ち、ドローンによって吊り上げられた貨物の重量は、上部ロックピン１１に下向きの力となって働く。それまで空荷の状態で、コイルバネの反発力によって固定部３から最も離れて高い位置に上昇していた可動部７は、固定部３側に沈み込むように下降して、図５から図７の状態に推移する。
【0046】
この時、上部ロックピン１１及び下部ロックピン１４の鉛直方向の位置は、貨物の荷重がなく、固定受座部６の縦長の貫通孔の最上位にあった図５の状態から、図７のように、その貫通孔の最下位にまで下降している。
プロポの誤操作や本装置の誤動作によって、万が一にも上部ロック機構を開錠するようにクランク部９に回転力が働いた場合であっても、上部ロックピン１１の前端傍の下側には下方突起１２が存在している。そして、この下方突起１２が、図８のように、固定受座部６の上側にある縦長貫通孔の下辺に組み合って嵌合する。そのため、上部ロックピン１１は、固定受座部６の貫通孔を潜り抜けて更に後進することはできず、上部ロック機構が解除される事態は起こり得ない。貨物は安全に懸架された状態に留まるものであり、貨物の荷重によって機能するこの一連の構造が、本装置における荷重ロック機構である。
プロポの誤操作や本装置の誤動作によって、万が一にも上部ロック機構を開錠するようにクランク部９に回転力が働いた場合であっても、上部ロックピン１１の前端傍の下側には下方突起１２が存在している。そして、この下方突起１２が、図８のように、固定受座部６の上側にある縦長貫通孔の下辺に組み合って嵌合する。そのため、上部ロックピン１１は、固定受座部６の貫通孔を潜り抜けて更に後進することはできず、上部ロック機構が解除される事態は起こり得ない。貨物は安全に懸架された状態に留まるものであり、貨物の荷重によって機能するこの一連の構造が、本装置における荷重ロック機構である。
【0047】
上部ロック機構と荷重ロック機構が確実に機能した状態のまま、懸架装置１によって安全に保持された貨物は、ドローンの飛行によって搬送先まで吊り上げられた状態で運搬される。この飛行中に誤操作や誤動作が発生した場合であっても、荷重ロック機構により、上部ロック機構が解除されるおそれがない状態になっている。
その後、搬送先に到着したドローンは、荷降ろしのため下降する。そして、作業者は、貨物が接地したことを確認して、荷降ろしのための貨物の切り離し作業に着手する。なお、この時のドローンは、搬送作業を効率的に行うためにホバリングした状態で空中に留まっている状況が想定されている。
貨物が着地したことによって、上部ロックピン１１に掛かっていた荷重が抜けて、可動部７はコイルバネの反発力のため、固定部３から離れるように再び上昇する。これにより、上部ロックピン１１及び下部ロックピン１４の鉛直方向の位置は、いずれも固定受座部６の上下の縦長貫通孔の最上位に移動し、上部ロックピン１１の下方突起１２と固定受座部６の嵌合による荷重ロック機構が解除される。即ち、図７から図５の状態に再び戻ったことになる。
その後、搬送先に到着したドローンは、荷降ろしのため下降する。そして、作業者は、貨物が接地したことを確認して、荷降ろしのための貨物の切り離し作業に着手する。なお、この時のドローンは、搬送作業を効率的に行うためにホバリングした状態で空中に留まっている状況が想定されている。
貨物が着地したことによって、上部ロックピン１１に掛かっていた荷重が抜けて、可動部７はコイルバネの反発力のため、固定部３から離れるように再び上昇する。これにより、上部ロックピン１１及び下部ロックピン１４の鉛直方向の位置は、いずれも固定受座部６の上下の縦長貫通孔の最上位に移動し、上部ロックピン１１の下方突起１２と固定受座部６の嵌合による荷重ロック機構が解除される。即ち、図７から図５の状態に再び戻ったことになる。
【0048】
この時、作業者がプロポのレバー等の操作部を所定の方向に動かすと、上部ロックピン１１の先端は可動受座部１６から離脱し、更に固定受座部６の縦長の貫通孔を通過してピンガイド１５側に後進する。この状態を表したものが図６である。上部ロックピン１１で支えられていたリング２１は、固定受座部６と可動受座部１６の間に生じた隙間から下方に落下する。
しかし、上部ロックピン１１の後進と同時に、これと対向して前進する下部ロックピン１４の先端は既に可動受座部１６の下受座１８まで到達し、下部ロック機構が起動している状態にある。そのため、上部ロック機構が開錠されて、その下方に落下したリング２１は、なおも下部ロック機構の下部ロックピン１４によって保持された状態であり、未だ懸架装置１の懸架物連結機構２から抜け落ちることはない。
しかし、上部ロックピン１１の後進と同時に、これと対向して前進する下部ロックピン１４の先端は既に可動受座部１６の下受座１８まで到達し、下部ロック機構が起動している状態にある。そのため、上部ロック機構が開錠されて、その下方に落下したリング２１は、なおも下部ロック機構の下部ロックピン１４によって保持された状態であり、未だ懸架装置１の懸架物連結機構２から抜け落ちることはない。
【0049】
ここで、作業者は先に行ったプロポ操作と反対の方向にレバー等を連続して反転させる操作を行うため、図５のように、下部ロックピン１４によって閉塞されていた固定受座部６と可動受座部１６との間が開放され、下部ロック機構が再び開錠されることになる。この段階で初めて、貨物が繋がれたリング２１が下部ロックピン１４から外れて、懸架物連結機構２から完全に開放されることになる。
このように、本装置の上部ロック機構、下部ロック機構、荷重ロック機構は、意図せぬ貨物の落下を防止するため、複合的に連動する多重のロック機構である。その動作は、プロポ操作と直感的に連動するものでありながらも、通常は行われることがないプロポの連続操作を必要とするものであるため、人的な誤操作や機械の誤動作による事故等を、予め二重三重の安全対策によって防止するものである。
この懸架装置１を用いることにより、これまで行われてきたドローンによる搬送作業の安全性はより一層高まるものであり、これに携わる作業者も安心して搬送作業を実施することができる。そして、本装置については、今後の普及が期待される有人地帯での目視外飛行等、ドローン搬送での幅広い利活用が期待できるものである。
このように、本装置の上部ロック機構、下部ロック機構、荷重ロック機構は、意図せぬ貨物の落下を防止するため、複合的に連動する多重のロック機構である。その動作は、プロポ操作と直感的に連動するものでありながらも、通常は行われることがないプロポの連続操作を必要とするものであるため、人的な誤操作や機械の誤動作による事故等を、予め二重三重の安全対策によって防止するものである。
この懸架装置１を用いることにより、これまで行われてきたドローンによる搬送作業の安全性はより一層高まるものであり、これに携わる作業者も安心して搬送作業を実施することができる。そして、本装置については、今後の普及が期待される有人地帯での目視外飛行等、ドローン搬送での幅広い利活用が期待できるものである。
【符号の説明】
【0050】
１ 懸架装置
２ 懸架物連結機構
３ 固定部
４ 外部連結機構
５ 固定部連結手段
６ 固定受座部
７ 可動部
８ 駆動部
９ クランク部
１０ 上部リンク部
１１ 上部ロックピン
１２ 下方突起
１３ 下部リンク部
１４ 下部ロックピン
１５ ピンガイド
１６ 可動受座部
１７ 上受座
１８ 下受座
１９ 可動部連結手段
２０ ロープ
２１ リング
２ 懸架物連結機構
３ 固定部
４ 外部連結機構
５ 固定部連結手段
６ 固定受座部
７ 可動部
８ 駆動部
９ クランク部
１０ 上部リンク部
１１ 上部ロックピン
１２ 下方突起
１３ 下部リンク部
１４ 下部ロックピン
１５ ピンガイド
１６ 可動受座部
１７ 上受座
１８ 下受座
１９ 可動部連結手段
２０ ロープ
２１ リング
【要約】
【課題】小型無人機による貨物の搬送時に、誤操作や誤動作による意図せぬ落下事故等を防止することができる安全な小型無人機搬送用懸架装置を実現する。
【解決手段】この小型無人機搬送用懸架装置は、小型無人機と貨物の連結を媒介する装置であり、連動するロック機構を3重に備える。うち、上部ロック機構と下部ロック機構は、対向運動を行う上下２本のロックピンが連動して施錠と解錠を相互補完的に行うものである。それらの動作はプロポ操作と連動して、その操作も直感的なものであるが、通常の操作では行われない連続する反転操作によってロックの解除が完了する。そのため、操作者が意図しない誤操作や誤動作による落下事故は発生し難い。更に、小型無人機が吊り上げる貨物の重さで荷重ロック機構が起動して、上部ロック機構を固定化するため、更に安全に搬送作業を行うことが可能になる。
【選択図】図３
【解決手段】この小型無人機搬送用懸架装置は、小型無人機と貨物の連結を媒介する装置であり、連動するロック機構を3重に備える。うち、上部ロック機構と下部ロック機構は、対向運動を行う上下２本のロックピンが連動して施錠と解錠を相互補完的に行うものである。それらの動作はプロポ操作と連動して、その操作も直感的なものであるが、通常の操作では行われない連続する反転操作によってロックの解除が完了する。そのため、操作者が意図しない誤操作や誤動作による落下事故は発生し難い。更に、小型無人機が吊り上げる貨物の重さで荷重ロック機構が起動して、上部ロック機構を固定化するため、更に安全に搬送作業を行うことが可能になる。
【選択図】図３
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
