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(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】2024-08-13
(45)【発行日】2024-08-21
(54)【発明の名称】ドローンポートとその使用方法
(51)【国際特許分類】
B64F 1/12 20060101AFI20240814BHJP
B64C 39/02 20060101ALI20240814BHJP
B64D 27/24 20240101ALI20240814BHJP
B64F 1/36 20240101ALI20240814BHJP
B64U 70/90 20230101ALI20240814BHJP
【ＦＩ】
B64F1/12
B64C39/02
B64D27/24
B64F1/36
B64U70/90
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020175338
(22)【出願日】2020-10-19
(65)【公開番号】P2022066797
(43)【公開日】2022-05-02
【審査請求日】2023-09-29
(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】100097515
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 実
(74)【代理人】
【識別番号】100136700
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 俊博
(72)【発明者】
【氏名】小野 右季
(72)【発明者】
【氏名】▲曽▼我 隆之
(72)【発明者】
【氏名】緑川 亨平
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 克之
(72)【発明者】
【氏名】巽 慎太郎
【審査官】塚本 英隆
(56)【参考文献】
【文献】韓国公開実用新案第２０－２０１８－０００２３５８（ＫＲ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２５９９９８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第１０３６９９７５（ＵＳ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｆ １／１２
Ｂ６４Ｆ １／３６
Ｂ６４Ｄ ２７／２４
Ｂ６４Ｃ ３９／０２
Ｂ６４Ｕ ７０／９０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ドローンが離着陸する着陸台を着陸位置とバッテリ交換位置との間で移動可能な着陸台移動装置と、複数のバッテリを格納するバッテリ格納部と、
前記ドローンが搭載する前記バッテリを、前記バッテリ格納部の別の前記バッテリと交換するバッテリ交換装置と、を備え、
前記バッテリは、電力を給電及び受電するための通電端子と、前記ドローンに着脱可能に係合する係合部と、前記ドローンに対し位置決めする保持部材と、を有し、
前記ドローンは、前記係合部と係合して前記バッテリを着脱可能に搭載するバッテリ搭載部と、前記保持部材を定位置で着脱可能に固定するストッパと、を有し、
前記バッテリ交換装置は、鉛直面に沿って水平方向及び高さ方向に移動可能な移動ユニットと、前記移動ユニットに取り付けられ水平旋回及び前記鉛直面に直交する水平移動が可能であり、前記バッテリを把持可能なピッキング装置と、を有し、
前記ピッキング装置は、水平旋回可能な旋回装置と、前記旋回装置に設けられ前記鉛直面に直交する水平方向に移動可能な横行装置と、前記横行装置に設けられ前記バッテリを把持可能なピッキングアームと、を有し、
前記ストッパは、回転軸を中心に回転可能でありかつ水平位置に付勢されており、該水平位置において、水平方向外方端に設けられたテーパ面と前記保持部材が嵌合する係合溝とを有しており、
前記ピッキングアームは、前記テーパ面に係合し定位置で前記保持部材から前記ストッパを解除するストッパ解除部材を有する、ドローンポート。
【請求項2】
前記バッテリ格納部は、複数の前記バッテリを同一の前記鉛直面に沿って水平方向及び高さ方向に間隔を隔てて位置決めするバッテリ棚を有する、請求項１に記載のドローンポート。
【請求項3】
前記移動ユニットは、前記鉛直面に沿って水平移動可能な移動台車と、前記移動台車に設けられ前記鉛直面に沿って昇降可能であり前記旋回装置を昇降する昇降ユニットと、を有する、請求項２に記載のドローンポート。
【請求項4】
前記バッテリ格納部の複数の前記バッテリを管理するバッテリ管理装置を備え、前記バッテリ管理装置は、交流電源及び直流電源から複数の前記バッテリに充電する充電装置と、
前記バッテリの充電率を計測し管理する充電率管理部と、
前記バッテリの温度を計測し管理する温度管理部と、を有する、請求項１に記載のドローンポート。
【請求項5】
ドローンポート稼動用の交流機器及び直流機器と、複数の前記バッテリからの直流電流を充電に適した交流電流に変換して前記交流機器に供給するＤＣ－ＡＣインバータと、
複数の前記バッテリからの直流電流を充電に適した直流電流に変換して前記直流機器に供給する変圧器と、を備える、請求項１に記載のドローンポート。
【請求項6】
外部と通信する通信機器と、前記バッテリの温度を検出する温度センサと、発火又は発煙を検出する発火・発煙センサと、内部を消火する消火設備とのうち少なくとも１つを備える、請求項１に記載のドローンポート。
【請求項7】
請求項１に記載のドローンポートの使用方法であって、前記ドローンが前記着陸位置の前記着陸台に着陸した後、前記着陸台を前記バッテリ交換位置まで移動させ、
前記ドローンが搭載する前記バッテリを、前記バッテリ交換装置により取り外して前記バッテリ格納部に格納し、
別の前記バッテリを、前記バッテリ格納部から取り出して、前記ドローンに搭載する、ドローンポートの使用方法。
【請求項8】
複数の前記バッテリから任意の前記バッテリを順次選択し、前記バッテリのバッテリ温度が充電適正範囲かをチェックし、充電用に温度調整の必要がある場合、前記充電適正範囲になるように前記バッテリを加熱又は冷却した後に充電を開始する、請求項７に記載のドローンポートの使用方法。
【請求項9】
複数の前記バッテリから任意の前記バッテリを順次選択し、満充電後に一定期間経過したかをチェックし、未経過の場合、保管を継続し、経過している場合、充放電により残量を規定値にし、満充電のバッテリ数は一定数以下かをチェックし、一定数以下の場合、保管用の充電を開始する、請求項７に記載のドローンポートの使用方法。
【請求項10】
停電時に、ドローンポート稼動用の交流機器及び直流機器で使用する前記バッテリと、交換用の前記バッテリの比率を適正範囲に変更し、かつ満充電の前記バッテリを交換用に選択する、請求項７に記載のドローンポートの使用方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ドローンが離着陸でき、着陸したドローンのバッテリを直接交換して、充電時間の待機なしにドローンを長時間運用するドローンポートとその使用方法に関する。
【背景技術】
【0002】
「ドローン」とは、小型の無人ヘリコプターの一種である。近年、ドローンを用いて、小型の荷物を無人で搬送したり、橋梁等の建造物を点検したり、農薬を散布したりすることが計画されている。
かかるドローンは、通常、その動力源としてバッテリが用いられている。
かかるドローンは、通常、その動力源としてバッテリが用いられている。
【0003】
ドローンを長時間運用する場合、バッテリの充電が不可欠となる。そこで、バッテリの充電が可能なドローンポートとして、例えば特許文献１，２が開示されている。
【0004】
特許文献１の「無人航空機待機ブース」は、無人航空機待機ブースを構成するケースに、機体バッテリの充電ユニットを配置することを提案している。充電ユニットを配置した場合、無人航空機待機ブースを搬送している最中に機体バッテリの充電を行うことが可能となり、運用現場でのバッテリ不足を生じさせるおそれを低減できる。
【0005】
特許文献２の「無人航空機による液体輸送、その方法及びシステム」は、ＵＡＶ充電器をドローンが離着陸するドッキング受け部に設けることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０２０－２３２１０号公報
【文献】特許第６５７１７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献１，２の手段では、ドローンの機体内にバッテリを格納し、ドローンへ直接充電を行っている。
そのため、ドローンのバッテリに直接充電を行うので、充電に時間がかかり、ドローンを長時間運用できない。
そのため、ドローンのバッテリに直接充電を行うので、充電に時間がかかり、ドローンを長時間運用できない。
【0008】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ドローンのバッテリを直接交換でき、これにより充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローンを長時間運用することができるドローンポートとその使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明によれば、ドローンが離着陸する着陸台を着陸位置とバッテリ交換位置との間で移動可能な着陸台移動装置と、
複数のバッテリを格納するバッテリ格納部と、
前記ドローンが搭載する前記バッテリを、前記バッテリ格納部の別の前記バッテリと交換するバッテリ交換装置と、を備え、
前記バッテリは、電力を給電及び受電するための通電端子と、前記ドローンに着脱可能に係合する係合部と、前記ドローンに対し位置決めする保持部材と、を有し、
前記ドローンは、前記係合部と係合して前記バッテリを着脱可能に搭載するバッテリ搭載部と、前記保持部材を定位置で着脱可能に固定するストッパと、を有し、
前記バッテリ交換装置は、鉛直面に沿って水平方向及び高さ方向に移動可能な移動ユニットと、前記移動ユニットに取り付けられ水平旋回及び前記鉛直面に直交する水平移動が可能であり、前記バッテリを把持可能なピッキング装置と、を有し、
前記ピッキング装置は、水平旋回可能な旋回装置と、前記旋回装置に設けられ前記鉛直面に直交する水平方向に移動可能な横行装置と、前記横行装置に設けられ前記バッテリを把持可能なピッキングアームと、を有し、
前記ストッパは、回転軸を中心に回転可能でありかつ水平位置に付勢されており、該水平位置において、水平方向外方端に設けられたテーパ面と前記保持部材が嵌合する係合溝とを有しており、
前記ピッキングアームは、前記テーパ面に係合し定位置で前記保持部材から前記ストッパを解除するストッパ解除部材を有する、ドローンポートが提供される。
複数のバッテリを格納するバッテリ格納部と、
前記ドローンが搭載する前記バッテリを、前記バッテリ格納部の別の前記バッテリと交換するバッテリ交換装置と、を備え、
前記バッテリは、電力を給電及び受電するための通電端子と、前記ドローンに着脱可能に係合する係合部と、前記ドローンに対し位置決めする保持部材と、を有し、
前記ドローンは、前記係合部と係合して前記バッテリを着脱可能に搭載するバッテリ搭載部と、前記保持部材を定位置で着脱可能に固定するストッパと、を有し、
前記バッテリ交換装置は、鉛直面に沿って水平方向及び高さ方向に移動可能な移動ユニットと、前記移動ユニットに取り付けられ水平旋回及び前記鉛直面に直交する水平移動が可能であり、前記バッテリを把持可能なピッキング装置と、を有し、
前記ピッキング装置は、水平旋回可能な旋回装置と、前記旋回装置に設けられ前記鉛直面に直交する水平方向に移動可能な横行装置と、前記横行装置に設けられ前記バッテリを把持可能なピッキングアームと、を有し、
前記ストッパは、回転軸を中心に回転可能でありかつ水平位置に付勢されており、該水平位置において、水平方向外方端に設けられたテーパ面と前記保持部材が嵌合する係合溝とを有しており、
前記ピッキングアームは、前記テーパ面に係合し定位置で前記保持部材から前記ストッパを解除するストッパ解除部材を有する、ドローンポートが提供される。
【0010】
また、本発明によれば、上記のドローンポートの使用方法であって、
前記ドローンが前記着陸位置の前記着陸台に着陸した後、前記着陸台を前記バッテリ交換位置まで移動させ、
前記ドローンが搭載する前記バッテリを、前記バッテリ交換装置により取り外して前記バッテリ格納部に格納し、
別の前記バッテリを、前記バッテリ格納部から取り出して、前記ドローンに搭載する、ドローンポートの使用方法が提供される。
前記ドローンが前記着陸位置の前記着陸台に着陸した後、前記着陸台を前記バッテリ交換位置まで移動させ、
前記ドローンが搭載する前記バッテリを、前記バッテリ交換装置により取り外して前記バッテリ格納部に格納し、
別の前記バッテリを、前記バッテリ格納部から取り出して、前記ドローンに搭載する、ドローンポートの使用方法が提供される。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、バッテリ格納部とバッテリ交換装置を備え、ドローンが搭載するバッテリを、バッテリ交換装置により取り外してバッテリ格納部に格納し、別のバッテリを、バッテリ格納部から取り出してドローンに搭載する。
従って、ドローンのバッテリを直接交換でき、これにより充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローンを長時間運用することができる。
従って、ドローンのバッテリを直接交換でき、これにより充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローンを長時間運用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明によるドローンポートの全体構成図である。
【図2】ドローンとバッテリの説明図である。
【図4】バッテリ管理装置を備えたドローンポートの構成図である。
【図5】バッテリ交換方法の全体フロー図である。
【図6】バッテリ管理方法の全体フロー図である。
【図7】異常監視、エネルギー管理、消火の各方法の全体フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【0014】
図１は、本発明によるドローンポート１００の全体構成図である。
この図において、ドローンポート１００は、着陸台移動装置２０、バッテリ格納部３０、及びバッテリ交換装置４０を備える。
着陸台移動装置２０は、ドローン１が離着陸する着陸台２２を着陸位置Ｈ１とバッテリ交換位置Ｈ２との間で移動可能（この例では昇降可能）に構成されている。
なお、着陸台２２の移動は、昇降に限定されず、着陸位置Ｈ１とバッテリ交換位置Ｈ２の間で着陸台２２を移動できればよい。
バッテリ格納部３０は、複数のバッテリ５を格納する。
バッテリ交換装置４０は、ドローン１が搭載するバッテリ５を、バッテリ格納部３０の別のバッテリ５と交換する機能を有する。
この図において、ドローンポート１００は、着陸台移動装置２０、バッテリ格納部３０、及びバッテリ交換装置４０を備える。
着陸台移動装置２０は、ドローン１が離着陸する着陸台２２を着陸位置Ｈ１とバッテリ交換位置Ｈ２との間で移動可能（この例では昇降可能）に構成されている。
なお、着陸台２２の移動は、昇降に限定されず、着陸位置Ｈ１とバッテリ交換位置Ｈ２の間で着陸台２２を移動できればよい。
バッテリ格納部３０は、複数のバッテリ５を格納する。
バッテリ交換装置４０は、ドローン１が搭載するバッテリ５を、バッテリ格納部３０の別のバッテリ５と交換する機能を有する。
【0015】
この例において、ドローンポート１００は、中空ボックス１０を備える。
中空ボックス１０は、中空内部１１を有し、かつ上面中央にドローン１が通過可能な開口１２を有する。また、開口１２を開閉可能なルーフ装置１４が中空ボックス１０の上面に設けられている。
この例において、上述した着陸台移動装置２０、バッテリ格納部３０、及びバッテリ交換装置４０は、ドローンポート１００の内側に設置されている。
なお、中空ボックス１０は、必須ではなく、これを省略してもよい。
中空ボックス１０は、中空内部１１を有し、かつ上面中央にドローン１が通過可能な開口１２を有する。また、開口１２を開閉可能なルーフ装置１４が中空ボックス１０の上面に設けられている。
この例において、上述した着陸台移動装置２０、バッテリ格納部３０、及びバッテリ交換装置４０は、ドローンポート１００の内側に設置されている。
なお、中空ボックス１０は、必須ではなく、これを省略してもよい。
【0016】
図１において、バッテリ格納部３０は、バッテリ棚３２を有する。バッテリ棚３２は、複数のバッテリ５を同一の鉛直面３３に沿って水平方向Ｘ及び高さ方向Ｚに間隔を隔てて位置決めしている。
この図において、鉛直面３３は紙面に垂直な仮想平面であり、水平方向Ｘは紙面に垂直方向であり、高さ方向Ｚは上下方向である。また、Ｙは鉛直面３３に直交する水平方向である。以下、水平方向Ｘ，ＹをそれぞれＸ方向、Ｙ方向と呼び、高さ方向ＺをＺ方向と呼ぶ。
この図において、鉛直面３３は紙面に垂直な仮想平面であり、水平方向Ｘは紙面に垂直方向であり、高さ方向Ｚは上下方向である。また、Ｙは鉛直面３３に直交する水平方向である。以下、水平方向Ｘ，ＹをそれぞれＸ方向、Ｙ方向と呼び、高さ方向ＺをＺ方向と呼ぶ。
【0017】
図１において、バッテリ交換装置４０は、移動ユニット４２とピッキング装置５０とを有する。
【0018】
移動ユニット４２は、鉛直面３３に沿って水平方向Ｘ及び高さ方向Ｚに移動可能に構成されている。この例で、移動ユニット４２は、鉛直面３３に沿ってＸ方向に水平移動可能な移動台車４４と、移動台車４４に設けられ鉛直面３３に沿ってＺ方向に昇降可能な昇降ユニット４６と、を有する。
移動台車４４は、この例で走行車輪４４ａを有し、中空ボックス１０の底面に設置されＸ方向に延びるレール４４ｂに沿って移動可能に構成されている。
昇降ユニット４６は、この例でユニット台４７を水平に保持しながら昇降するシーザーリフト装置である。
移動台車４４は、この例で走行車輪４４ａを有し、中空ボックス１０の底面に設置されＸ方向に延びるレール４４ｂに沿って移動可能に構成されている。
昇降ユニット４６は、この例でユニット台４７を水平に保持しながら昇降するシーザーリフト装置である。
【0019】
ピッキング装置５０は、移動ユニット４２（この例ではユニット台４７）に取り付けられ水平旋回及び鉛直面３３に直交する水平移動が可能であり、バッテリ５を把持可能に構成されている。水平旋回は、鉛直軸を中心とする旋回である。鉛直面３３に直交する水平移動は、Ｙ方向の移動である。
この例で、ピッキング装置５０は、旋回装置５２、横行装置５４、及びピッキングアーム５６を有する。
旋回装置５２は、昇降ユニット４６（この例ではユニット台４７）に設けられ横行装置５４を水平旋回可能に構成されている。
横行装置５４は、旋回装置５２の旋回部分に設けられ鉛直面３３に直交する水平方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。
ピッキングアーム５６は、横行装置５４の移動部分に設けられバッテリ５を把持可能に構成されている。
この例で、ピッキング装置５０は、旋回装置５２、横行装置５４、及びピッキングアーム５６を有する。
旋回装置５２は、昇降ユニット４６（この例ではユニット台４７）に設けられ横行装置５４を水平旋回可能に構成されている。
横行装置５４は、旋回装置５２の旋回部分に設けられ鉛直面３３に直交する水平方向（Ｙ方向）に移動可能に構成されている。
ピッキングアーム５６は、横行装置５４の移動部分に設けられバッテリ５を把持可能に構成されている。
【0020】
図２は、ドローン１とバッテリ５の説明図である。この図において、（Ａ）は、図１のドローン１の拡大図、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のバッテリ搭載部２の拡大図、（Ｄ）は、（Ｃ）のバッテリ５の単体図である。
【0021】
図２（Ｄ）において、バッテリ５は、電力を給電及び受電するための通電端子６と、ドローン１に着脱可能に係合する係合部７と、ドローン１に対し位置決めする保持部材８と、を有する。
通電端子６は、この例ではバッテリ５のＹ方向端面の一方又に両方に設けられているが、本発明はこれに限定されず、その他の位置でもよい。
係合部７は、この例ではバッテリ５の上端部からＸ方向両側に張り出した張出部７ａである。
保持部材８は、この例ではバッテリ５のＸ方向端面からＸ方向外方に延びる棒状部材８ａである。
通電端子６は、この例ではバッテリ５のＹ方向端面の一方又に両方に設けられているが、本発明はこれに限定されず、その他の位置でもよい。
係合部７は、この例ではバッテリ５の上端部からＸ方向両側に張り出した張出部７ａである。
保持部材８は、この例ではバッテリ５のＸ方向端面からＸ方向外方に延びる棒状部材８ａである。
【0022】
図２（Ｃ）において、ドローン１は、バッテリ５の係合部７と係合してバッテリ５を着脱可能に搭載するバッテリ搭載部２と、バッテリ５の保持部材８を定位置で着脱可能に固定するストッパ３と、を有する。
バッテリ搭載部２は、この例では、バッテリ５の上端部を下方に収容し、バッテリ５のＸ方向両側に下方に延びる１対の収容壁２ａと、収容壁２ａの下端から張出部７ａの真下に水平内側に延び、張出部７ａを支持する支持部２ｂとを有する。
この構成により、バッテリ５の係合部７をバッテリ搭載部２の収容壁２ａの間にＹ方向に水平に挿入することで、バッテリ５をドローン１に搭載することができる。
バッテリ搭載部２は、この例では、バッテリ５の上端部を下方に収容し、バッテリ５のＸ方向両側に下方に延びる１対の収容壁２ａと、収容壁２ａの下端から張出部７ａの真下に水平内側に延び、張出部７ａを支持する支持部２ｂとを有する。
この構成により、バッテリ５の係合部７をバッテリ搭載部２の収容壁２ａの間にＹ方向に水平に挿入することで、バッテリ５をドローン１に搭載することができる。
【0023】
図３は、図２（Ｃ）のＥ－Ｅ矢視図でありストッパ３の説明図である。
ストッパ３は、回転軸３ｃを中心に回転可能でありかつ水平位置に付勢されており、水平位置において、水平方向外方端に設けられたテーパ面３ａと保持部材８が嵌合する係合溝３ｂとを有している。
図３（Ａ）において、ストッパ３は、テーパ面３ａ、係合溝３ｂ、回転軸３ｃ、バネ３ｄ及び支持部材３ｅを有するＹ方向に細長い部材である。
回転軸３ｃと支持部材３ｅは、バッテリ搭載部２に固定されている。バネ３ｄは、この例で圧縮バネであり、一端がバッテリ搭載部２に固定され他端がストッパ３の回転軸３ｃより図で右側に固定されている。この構成により、ストッパ３は、Ｘ方向に延びる回転軸３ｃを中心に、支持部材３ｅで支持された（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態まで上下方向に揺動するようになっている。
ストッパ３は、回転軸３ｃを中心に回転可能でありかつ水平位置に付勢されており、水平位置において、水平方向外方端に設けられたテーパ面３ａと保持部材８が嵌合する係合溝３ｂとを有している。
図３（Ａ）において、ストッパ３は、テーパ面３ａ、係合溝３ｂ、回転軸３ｃ、バネ３ｄ及び支持部材３ｅを有するＹ方向に細長い部材である。
回転軸３ｃと支持部材３ｅは、バッテリ搭載部２に固定されている。バネ３ｄは、この例で圧縮バネであり、一端がバッテリ搭載部２に固定され他端がストッパ３の回転軸３ｃより図で右側に固定されている。この構成により、ストッパ３は、Ｘ方向に延びる回転軸３ｃを中心に、支持部材３ｅで支持された（Ａ）の状態から（Ｂ）の状態まで上下方向に揺動するようになっている。
【0024】
図３（Ａ）において、棒状部材８ａは、テーパ面３ａの下部に係合する高さに設定されている。
また、上述したピッキングアーム５６は、テーパ面３ａの上部に係合し定位置で保持部材８からストッパ３を解除するストッパ解除部材５８を有する
すなわちストッパ解除部材５８は、定位置で保持部材８からストッパ３を解除する機能を有する。
また、上述したピッキングアーム５６は、テーパ面３ａの上部に係合し定位置で保持部材８からストッパ３を解除するストッパ解除部材５８を有する
すなわちストッパ解除部材５８は、定位置で保持部材８からストッパ３を解除する機能を有する。
【0025】
バッテリ５をドローン１のバッテリ搭載部２にＹ方向に水平に挿入する際、ピッキングアーム５６はバッテリ５を把持しており、ストッパ解除部材５８と棒状部材８ａは、同期して図３（Ａ）に示すように図で左方向に移動する。
ストッパ解除部材５８又は棒状部材８ａが、棒状部材８ａのテーパ面３ａに係合すると、図３（Ｂ）に示すように、その水平力によりテーパ面３ａを上方に押し上げながら、さらに図で左方向に移動する。
ストッパ解除部材５８又は棒状部材８ａが、棒状部材８ａのテーパ面３ａに係合すると、図３（Ｂ）に示すように、その水平力によりテーパ面３ａを上方に押し上げながら、さらに図で左方向に移動する。
【0026】
係合溝３ｂに棒状部材８ａが嵌合した位置が、保持部材８の定位置である。図３（Ｂ）に示すように、保持部材８が定位置まで移動した後、ピッキングアーム５６がバッテリ５を開放して右方向に移動する。
この際、バッテリ５は開放されているので、バッテリ搭載部２に残り、バッテリ５と共に棒状部材８ａを残してストッパ解除部材５８が右方向に移動して、図３（Ｃ）に示すようにストッパ３によりバッテリ５の保持部材８を定位置で固定することができる。
この際、バッテリ５は開放されているので、バッテリ搭載部２に残り、バッテリ５と共に棒状部材８ａを残してストッパ解除部材５８が右方向に移動して、図３（Ｃ）に示すようにストッパ３によりバッテリ５の保持部材８を定位置で固定することができる。
【0027】
本発明のドローンポート１００は、さらにバッテリ管理装置６０を備える。
図４は、バッテリ管理装置６０を備えたドローンポート１００の構成図である。
バッテリ管理装置６０は、入力装置、出力装置、記憶装置、及び演算装置を有するコンピュータ（例えばＰＣ）であり、バッテリ格納部３０の複数のバッテリ５を管理する。
図４は、バッテリ管理装置６０を備えたドローンポート１００の構成図である。
バッテリ管理装置６０は、入力装置、出力装置、記憶装置、及び演算装置を有するコンピュータ（例えばＰＣ）であり、バッテリ格納部３０の複数のバッテリ５を管理する。
【0028】
この図において、バッテリ管理装置６０は、充電装置６３、充電率管理部６４、及び温度管理部６５を有する。
【0029】
充電装置６３は、交流電源６１ａ及び直流電源６１ｂから複数のバッテリ５に充電する。交流電源６１ａは、例えば商用電源である。直流電源６１ｂは、例えば太陽光パネル、風力発電、等である。この例でＡＣ－ＤＣコンバータ６２ａとＤＣ－ＤＣコンバータ６２ｂが設けられており、ＡＣ－ＤＣコンバータ６２ａにより交流電源６１ａからの交流電流を直流電流に変換してバッテリ５に充電する。また、ＤＣ－ＤＣコンバータ６２ｂにより直流電源６１ｂからの直流電流を充電に適した電圧の直流電流に変換してバッテリ５に充電する。
【0030】
充電率管理部６４は、複数のバッテリ５の充電率を計測し管理する。
温度管理部６５は、複数のバッテリ５の温度を計測し管理する。
温度管理部６５は、複数のバッテリ５の温度を計測し管理する。
【0031】
図４において、本発明のドローンポート１００は、さらに、ドローンポート稼動用の交流機器７１ａと直流機器７１ｂを有する。
交流機器７１ａは、ドローンポート１００に設置され交流電力で作動する動力装置、制御装置、その他の機器である。充電用機器としてＤＣ－ＡＣインバータ６２ｃが設けられており、ＤＣ－ＡＣインバータ６２ｃにより複数のバッテリ５からの直流電流を充電に適した交流電流に変換して交流機器７１ａに供給する。
直流機器７１ｂは、ドローンポート１００に設置され直流電力で作動する動力装置、制御装置、その他の機器である。充電用機器として変圧器７２が設けられており、変圧器７２により複数のバッテリ５からの直流電流を充電に適した直流電流に変換して直流機器７１ｂに供給する。
交流機器７１ａは、ドローンポート１００に設置され交流電力で作動する動力装置、制御装置、その他の機器である。充電用機器としてＤＣ－ＡＣインバータ６２ｃが設けられており、ＤＣ－ＡＣインバータ６２ｃにより複数のバッテリ５からの直流電流を充電に適した交流電流に変換して交流機器７１ａに供給する。
直流機器７１ｂは、ドローンポート１００に設置され直流電力で作動する動力装置、制御装置、その他の機器である。充電用機器として変圧器７２が設けられており、変圧器７２により複数のバッテリ５からの直流電流を充電に適した直流電流に変換して直流機器７１ｂに供給する。
【0032】
図４において、本発明のドローンポート１００は、さらに、通信機器７３、温度センサ７４、発火・発煙センサ７５、消火設備７６を有する。
通信機器７３は外部と通信する。温度センサ７４は複数のバッテリ５の温度を検出する。発火・発煙センサ７５は発火又は発煙を検出する。消火設備７６は内部を消火する。
通信機器７３は外部と通信する。温度センサ７４は複数のバッテリ５の温度を検出する。発火・発煙センサ７５は発火又は発煙を検出する。消火設備７６は内部を消火する。
【0033】
【0034】
Ｓ１でドローン１から着陸要請があると（ＹＥＳ）、Ｓ２で着陸要請があったドローン１に適したバッテリ５を準備する。着陸要請がない（ＮＯ）場合は、待機（Ｓ１２ａ）し、Ｓ１に戻る。
Ｓ２の後、又はＳ２と並行してＳ３でルーフ装置１４により天井（開口１２）を開放し、着陸面（着陸台２２）を着陸位置Ｈ１に移動（この例で上昇）させる。
Ｓ２の後、又はＳ２と並行してＳ３でルーフ装置１４により天井（開口１２）を開放し、着陸面（着陸台２２）を着陸位置Ｈ１に移動（この例で上昇）させる。
【0035】
次いで、ドローン１の着陸完了（Ｓ４でＹＥＳ）まで待機し（Ｓ１２ｂ）、Ｓ５で着陸面をバッテリ交換位置Ｈ２まで移動（この例で下降）させてドローン１を格納し、並行して天井（開口１２）を閉鎖する。
Ｓ６では、ドローン１が搭載するバッテリ５を、バッテリ交換装置４０により取り外してバッテリ格納部３０に格納し、別のバッテリ５を、バッテリ格納部３０から取り出して、ドローン１に搭載する。
Ｓ６では、ドローン１が搭載するバッテリ５を、バッテリ交換装置４０により取り外してバッテリ格納部３０に格納し、別のバッテリ５を、バッテリ格納部３０から取り出して、ドローン１に搭載する。
【0036】
Ｓ７で、天井を開放し、着陸面を上昇させ、Ｓ８で飛行許可をドローン１へ通知する。
次いで、ドローン１の離陸完了（Ｓ９でＹＥＳ）まで待機し（Ｓ１２ｃ）、離陸完了後、Ｓ１０で着陸面をバッテリ交換位置Ｈ２まで移動（この例で下降）させ、並行して天井（開口１２）を閉鎖した後、待機（Ｓ１２ｄ）して終了する。
次いで、ドローン１の離陸完了（Ｓ９でＹＥＳ）まで待機し（Ｓ１２ｃ）、離陸完了後、Ｓ１０で着陸面をバッテリ交換位置Ｈ２まで移動（この例で下降）させ、並行して天井（開口１２）を閉鎖した後、待機（Ｓ１２ｄ）して終了する。
【0037】
図６は、バッテリ管理方法の全体フロー図であり、Ｔ１～Ｔ１５の各ステップ（工程）からなる。なお以下のステップは、複数のバッテリ５に対し、必要に応じて順次実施することが好ましい。
【0038】
Ｔ１で充電用に温度調整の必要があるかをチェックし、ＹＥＳの場合、１２ａで加熱又は冷却する。
次いで、Ｔ２でバッテリ温度は充電適正範囲かをチェックし、ＮＯの場合、Ｔ１３で充電せずにＴ２に戻る。バッテリ５は高温のまま、若しくは低温のまま充電すると劣化を早めるからである。充電適正範囲は、例えば２２℃～２８℃である。
Ｔ２でＹＥＳの場合、Ｔ３ａで充電を開始し、Ｔ４で規定充電に達したかをチェックし、ＮＯの場合、充電を継続し（Ｔ１４）、Ｔ４に戻る。
Ｔ４でＹＥＳの場合、充電を終了する（Ｔ５）。
次いで、Ｔ２でバッテリ温度は充電適正範囲かをチェックし、ＮＯの場合、Ｔ１３で充電せずにＴ２に戻る。バッテリ５は高温のまま、若しくは低温のまま充電すると劣化を早めるからである。充電適正範囲は、例えば２２℃～２８℃である。
Ｔ２でＹＥＳの場合、Ｔ３ａで充電を開始し、Ｔ４で規定充電に達したかをチェックし、ＮＯの場合、充電を継続し（Ｔ１４）、Ｔ４に戻る。
Ｔ４でＹＥＳの場合、充電を終了する（Ｔ５）。
【0039】
上述したように複数のバッテリ５から任意のバッテリ５を順次選択し、バッテリ５のバッテリ温度が充電適正範囲かをチェックし、充電用に温度調整の必要がある場合、充電適正範囲になるようにバッテリ５を加熱又は冷却した後に充電を開始する。
これにより、充電適正範囲を超える高温又は低温での充電開始を防止し、バッテリ５の早期劣化を防止することができる。
これにより、充電適正範囲を超える高温又は低温での充電開始を防止し、バッテリ５の早期劣化を防止することができる。
【0040】
次いで、Ｔ６で満充電後に一定期間経過したかをチェックし、ＮＯの場合、保管を継続する（Ｔ１５）。
Ｔ６でＹＥＳの場合、Ｔ７で充放電により残量を規定値にし、Ｔ８で満充電は一定の数量以下かをチェックし、ＹＥＳの場合、Ｔ３ｂで保管用の充電を開始し、Ｔ４に戻る。
Ｔ６でＹＥＳの場合、Ｔ７で充放電により残量を規定値にし、Ｔ８で満充電は一定の数量以下かをチェックし、ＹＥＳの場合、Ｔ３ｂで保管用の充電を開始し、Ｔ４に戻る。
【0041】
すなわち、任意のバッテリ５を順次選択し、満充電後に一定期間経過したかをチェックし、未経過の場合、保管を継続する。また、一定期間を経過している場合、充放電により残量を規定値にし、満充電のバッテリ数が一定数以下かをチェックし、一定数以下の場合、保管用の充電を開始する。
これにより、満充電のバッテリ数が減ったら、保管用のバッテリ５を充電して、満充電のバッテリ数を増やし、満充電のバッテリ数を、適正範囲（例えば全体数量の約６０％程度）に維持することができる。
これにより、満充電のバッテリ数が減ったら、保管用のバッテリ５を充電して、満充電のバッテリ数を増やし、満充電のバッテリ数を、適正範囲（例えば全体数量の約６０％程度）に維持することができる。
【0042】
Ｔ８でＮＯの場合、Ｔ９で直近にドローン１の使用予定があるかをチェックし、ＮＯの場合、保管を継続する（Ｔ１５）。
例えば１か月以上使用しないバッテリ５は、中程度の残量、例えば４０～６５％の残量が理想的である。
Ｔ９でＹＥＳの場合、Ｔ１０で温度調整の必要があるかをチェックし、ＹＥＳの場合、１２ｂで加熱又は冷却する。
次いで、Ｔ１１でバッテリ交換の準備を開始して、終了する。
Ｔ１１のバッテリ交換準備は、図５のＳ２に相当する。
例えば１か月以上使用しないバッテリ５は、中程度の残量、例えば４０～６５％の残量が理想的である。
Ｔ９でＹＥＳの場合、Ｔ１０で温度調整の必要があるかをチェックし、ＹＥＳの場合、１２ｂで加熱又は冷却する。
次いで、Ｔ１１でバッテリ交換の準備を開始して、終了する。
Ｔ１１のバッテリ交換準備は、図５のＳ２に相当する。
【0043】
図７は、異常監視、エネルギー管理、消火の各方法の全体フロー図である。
【0044】
図７（Ａ）は、異常監視方法であり、Ｕ１で異常温度を検知したかをチェックし、ＮＯの場合、監視を継続する（Ｕ４）。
Ｕ１でＹＥＳの場合、充電を停止し（Ｕ２）、異常状態を発報し（Ｕ３）、終了する。
異常状態の発報は、例えばネットワーク回線等を通じて異常状態であることを管理者へ通知する。
Ｕ１でＹＥＳの場合、充電を停止し（Ｕ２）、異常状態を発報し（Ｕ３）、終了する。
異常状態の発報は、例えばネットワーク回線等を通じて異常状態であることを管理者へ通知する。
【0045】
図７（Ｂ）は、エネルギー管理方法であり、Ｖ１で停電したかをチェックし、ＮＯの場合、通常運用を継続する（Ｖ３）。
Ｖ１でＹＥＳの場合、Ｖ２でバッテリ５の使用割合を変更し、システム及び装置作動用に割り当てて、終了する。
バッテリ５の使用割合を変更するのは、停電時でもドローンポート１００の機能を維持するためである。例えば、ドローンポート１００の稼動用に全体数量の６０％を割り当て、ドローン１への受け渡し用に全体数量の４０％を割り当てる。また、ドローン１への受け渡し用は、満充電（残量１００％）のバッテリ５を保管用から優先的に適用するのがよい。
Ｖ１でＹＥＳの場合、Ｖ２でバッテリ５の使用割合を変更し、システム及び装置作動用に割り当てて、終了する。
バッテリ５の使用割合を変更するのは、停電時でもドローンポート１００の機能を維持するためである。例えば、ドローンポート１００の稼動用に全体数量の６０％を割り当て、ドローン１への受け渡し用に全体数量の４０％を割り当てる。また、ドローン１への受け渡し用は、満充電（残量１００％）のバッテリ５を保管用から優先的に適用するのがよい。
【0046】
すなわち、停電時に、ドローンポート稼動用の交流機器７１ａ及び直流機器７１ｂで使用するバッテリ５と、交換用のバッテリ５の比率を適正範囲に変更し、かつ満充電のバッテリ５を交換用に選択する。
これにより、停電時でもドローンポート１００の機能を長期間維持することができる。
これにより、停電時でもドローンポート１００の機能を長期間維持することができる。
【0047】
図７（Ｃ）は、消火方法であり、Ｗ１で煙を検知したかをチェックし、ＹＥＳの場合、消火設備を稼働し（Ｗ２）、異常状態を発報して（Ｗ３）、終了する。
Ｗ１でＮＯの場合、Ｗ１に戻り煙の検知を継続する。
Ｗ１でＮＯの場合、Ｗ１に戻り煙の検知を継続する。
【0048】
上述した本発明の実施形態によれば、バッテリ格納部３０とバッテリ交換装置４０を備え、ドローン１が搭載するバッテリ５を取り外してバッテリ格納部３０に格納し、別のバッテリ５をドローン１に搭載する。
従って、ドローン１のバッテリ５を直接交換でき、これにより充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローン１を長時間運用することができる。
従って、ドローン１のバッテリ５を直接交換でき、これにより充電時間の待機なしに、短時間の着陸でドローン１を長時間運用することができる。
【0049】
さらに本発明によれば、以下の付随する効果が得られる。
（１）ストッパ解除部材５８が、テーパ面３ａに係合し定位置で保持部材８からストッパ３を解除するので、ピッキングアーム５６を用いてバッテリ５をバッテリ搭載部２に水平に挿入し、バッテリ５を開放して戻るだけで、ドローン１にバッテリ５を搭載できる。バッテリ５の取り出し時も同様である。
（２）交流電源６１ａ及び直流電源６１ｂ（例えば太陽光パネル、風力発電、等）から複数のバッテリ５に充電する充電装置６３を備えるので、離島などインフラが整備されていない場所でも使用できる。
（３）ドローンポート稼動用の交流機器７１ａ及び直流機器７１ｂと、複数のバッテリ５からこれらを充電する充電用機器（ＤＣ－ＡＣコンバータ、変圧器）とを備えるので、停電時に太陽光パネル、等が利用できない場合でも、稼動を継続することができる。
（４）バッテリ温度が充電適正範囲かをチェックし、充電適正範囲になるようにバッテリ５を加熱又は冷却した後に充電を開始するので、充電適正範囲を超える高温又は低温での充電開始を防止し、バッテリ５の早期劣化を防止することができる。
（５）満充電のバッテリ数が減ったら、保管用のバッテリ５を充電して、満充電のバッテリ数を増やし、満充電のバッテリ数を、適正範囲（例えば全体数量の約６０％程度）に維持することができる。
（６）停電時に、ドローンポート稼動用の交流機器７１ａ及び直流機器７１ｂで使用するバッテリ５と、交換用のバッテリ５の比率を適正範囲に変更し、かつ満充電のバッテリ５を交換用に選択するので、停電時でもドローンポート１００の機能を長期間維持できる。
（１）ストッパ解除部材５８が、テーパ面３ａに係合し定位置で保持部材８からストッパ３を解除するので、ピッキングアーム５６を用いてバッテリ５をバッテリ搭載部２に水平に挿入し、バッテリ５を開放して戻るだけで、ドローン１にバッテリ５を搭載できる。バッテリ５の取り出し時も同様である。
（２）交流電源６１ａ及び直流電源６１ｂ（例えば太陽光パネル、風力発電、等）から複数のバッテリ５に充電する充電装置６３を備えるので、離島などインフラが整備されていない場所でも使用できる。
（３）ドローンポート稼動用の交流機器７１ａ及び直流機器７１ｂと、複数のバッテリ５からこれらを充電する充電用機器（ＤＣ－ＡＣコンバータ、変圧器）とを備えるので、停電時に太陽光パネル、等が利用できない場合でも、稼動を継続することができる。
（４）バッテリ温度が充電適正範囲かをチェックし、充電適正範囲になるようにバッテリ５を加熱又は冷却した後に充電を開始するので、充電適正範囲を超える高温又は低温での充電開始を防止し、バッテリ５の早期劣化を防止することができる。
（５）満充電のバッテリ数が減ったら、保管用のバッテリ５を充電して、満充電のバッテリ数を増やし、満充電のバッテリ数を、適正範囲（例えば全体数量の約６０％程度）に維持することができる。
（６）停電時に、ドローンポート稼動用の交流機器７１ａ及び直流機器７１ｂで使用するバッテリ５と、交換用のバッテリ５の比率を適正範囲に変更し、かつ満充電のバッテリ５を交換用に選択するので、停電時でもドローンポート１００の機能を長期間維持できる。
【0050】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0051】
Ｈ１ 着陸位置、Ｈ２ バッテリ交換位置、１ ドローン、２ バッテリ搭載部、
３ ストッパ、３ａ テーパ面、３ｂ 係合溝、３ｃ 回転軸、３ｄ バネ、
３ｅ 支持部材、５ バッテリ、６ 通電端子、７ 係合部、８ 保持部材、
１０ 中空ボックス、１１ 中空内部、１２ 開口、１４ ルーフ装置、
２０ 着陸台移動装置、２２ 着陸台、３０ バッテリ格納部、３２ バッテリ棚、
４０ バッテリ交換装置、４２ 移動ユニット、４４ 移動台車、
４４ａ 走行車輪、４４ｂ レール、４６ 昇降ユニット、４７ ユニット台、
５０ ピッキング装置、５２ 旋回装置、５４ 横行装置、
５６ ピッキングアーム、５８ ストッパ解除部材、６０ バッテリ管理装置、
６１ａ 交流電源、６１ｂ 直流電源、６２ａ ＡＣ－ＤＣコンバータ、
６２ｂ ＤＣ－ＤＣコンバータ、６２ｃ ＤＣ－ＡＣインバータ、
６３ 充電装置、６４ 充電率管理部、６５ 温度管理部、７１ａ 交流機器、
７１ｂ 直流機器、７２ 変圧器、７３ 通信機器、７４ 温度センサ、
７５ 発火・発煙センサ、７６ 消火設備、１００ ドローンポート
３ ストッパ、３ａ テーパ面、３ｂ 係合溝、３ｃ 回転軸、３ｄ バネ、
３ｅ 支持部材、５ バッテリ、６ 通電端子、７ 係合部、８ 保持部材、
１０ 中空ボックス、１１ 中空内部、１２ 開口、１４ ルーフ装置、
２０ 着陸台移動装置、２２ 着陸台、３０ バッテリ格納部、３２ バッテリ棚、
４０ バッテリ交換装置、４２ 移動ユニット、４４ 移動台車、
４４ａ 走行車輪、４４ｂ レール、４６ 昇降ユニット、４７ ユニット台、
５０ ピッキング装置、５２ 旋回装置、５４ 横行装置、
５６ ピッキングアーム、５８ ストッパ解除部材、６０ バッテリ管理装置、
６１ａ 交流電源、６１ｂ 直流電源、６２ａ ＡＣ－ＤＣコンバータ、
６２ｂ ＤＣ－ＤＣコンバータ、６２ｃ ＤＣ－ＡＣインバータ、
６３ 充電装置、６４ 充電率管理部、６５ 温度管理部、７１ａ 交流機器、
７１ｂ 直流機器、７２ 変圧器、７３ 通信機器、７４ 温度センサ、
７５ 発火・発煙センサ、７６ 消火設備、１００ ドローンポート
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】