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公開番号2025039082
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-21
出願番号2023145925
出願日2023-09-08
発明の名称ドローン用保護装置
出願人豊田合成株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類B64U 70/87 20230101AFI20250313BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】ドローン用保護装置を軽量化するための技術を提供する。
【解決手段】ドローンに搭載されるドローン用保護装置であって、下向きに開口する空気流入口が形成されたエアバッグ本体であって、ドローンが落下している間に空気流入口からエアバッグ本体内に流入する空気によって、ドローンの下側で展開するエアバッグ本体と、展開する前のエアバッグ本体である展開前エアバッグを収納するケースと、を備え、ケースは、展開前エアバッグの上側に配置されるケース上部と、展開前エアバッグの下側に配置され、空気流入口と連通する開口部が形成されたケース下部と、を有し、展開前エアバッグを空気によって展開させるために作動され、ケース下部をケース上部に対して相対的に下方へ移動させる移動機構をさらに備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ドローンに搭載されるドローン用保護装置であって、
下向きに開口する空気流入口が形成されたエアバッグ本体であって、前記ドローンが落下している間に前記空気流入口から前記エアバッグ本体内に流入する空気によって、前記ドローンの下側で展開するエアバッグ本体と、
展開する前の前記エアバッグ本体である展開前エアバッグを収納するケースと、を備え、
前記ケースは、
前記展開前エアバッグの上側に配置されるケース上部と、
前記展開前エアバッグの下側に配置され、前記空気流入口と連通する開口部が形成されたケース下部と、を有し、
前記展開前エアバッグを前記空気によって展開させるために作動され、前記ケース下部を前記ケース上部に対して相対的に下方へ移動させる移動機構をさらに備える、ドローン用保護装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載のドローン用保護装置であって、
前記移動機構は、上下方向に伸長することが可能なアクチュエータとして構成され、前記ケース上部と前記ケース下部との間に配置され、前記上下方向に伸長することによって前記ケース下部を前記ケース上部に対して相対的に下方へ移動させる、ドローン用保護装置。
【請求項３】
請求項２に記載のドローン用保護装置であって、
前記移動機構は、
本体部と、
前記本体部に対して移動することで、前記本体部から前記上下方向に沿った突出方向に突出することが可能に構成された可動部と、を有し、
前記本体部から前記可動部を前記突出方向に前進させることによって前記上下方向に伸長し、
前記移動機構が前記上下方向において予め定められた基準長さまで伸長した場合、前記可動部が前記突出方向と逆方向に後退することを規制する第１規制部をさらに有する、ドローン用保護装置。
【請求項４】
請求項３に記載のドローン用保護装置であって、
前記移動機構は、前記移動機構が前記上下方向において前記基準長さまで伸長した場合、前記可動部が前記突出方向に前進することを規制する第２規制部を有する、ドローン用保護装置。
【請求項５】
請求項４に記載のドローン用保護装置であって、
前記ケース上部は、下方に向かって開口する凹状であり、
前記ケース下部は、上方に向かって開口する凹状であり、前記エアバッグ本体を前記ケース外へと展開させるための少なくとも一の孔部が形成された側面部を有し、
前記基準長さは、各前記孔部が前記ケース上部の下端よりも下方に位置し、かつ、前記側面部の上端が前記ケース上部の下端よりも上方に位置する長さである、ドローン用保護装置。
【請求項６】
請求項５に記載のドローン用保護装置であって、
前記孔部の個数は、前記ドローンに備えられた複数の回転翼の個数と同じであり、
各前記孔部は、展開が完了した前記エアバッグ本体が各前記回転翼の下側に位置するように、各前記回転翼に対応する位置に形成されている、ドローン用保護装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のドローン用保護装置であって、
前記開口部を覆うカバー部材であって、前記移動機構の作動に伴って、前記開口部の被覆を解除するように構成されたカバー部材を備える、ドローン用保護装置。
【請求項８】
請求項７に記載のドローン用保護装置であって、
前記カバー部材は、前記移動機構によって前記ケース下部が前記ケース上部に対して相対的に下方に移動するのに伴って、前記開口部を介して前記エアバッグ本体内へ引き込まれることで、前記開口部の被覆を解除するように構成されている、ドローン用保護装置。
【請求項９】
請求項８に記載のドローン用保護装置であって、
前記カバー部材を開閉させることによって、前記カバー部材によって前記開口部が被覆された状態と、前記開口部の被覆が解除された状態と、を切り換え可能に構成された開閉機構と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ドローンが落下することを予測した場合と、前記ドローンが落下していることを検知した場合と、の少なくともいずれかの場合において、前記移動機構を作動させるとともに、前記開閉機構を制御して前記開口部の被覆を解除する、ドローン用保護装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ドローン用保護装置に関する。
続きを表示（約 4,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ドローンに搭載され、ドローンの落下時に保護対象を保護するドローン用保護装置が知られている。ドローン用保護装置に関して、特許文献１には、エアバッグと、エアバッグに膨張用のガスを供給してエアバッグを膨張させるインフレータとを搭載したドローンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－７９９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドローンの軽量化のために、ドローン用保護装置の軽量化が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の一形態によれば、ドローンに搭載されるドローン用保護装置が提供される。このドローン用保護装置は、下向きに開口する空気流入口が形成されたエアバッグ本体であって、前記ドローンが落下している間に前記空気流入口から前記エアバッグ本体内に流入する空気によって、前記ドローンの下側で展開するエアバッグ本体と、展開する前の前記エアバッグ本体である展開前エアバッグを収納するケースと、を備え、前記ケースは、前記展開前エアバッグの上側に配置されるケース上部と、前記展開前エアバッグの下側に配置され、前記空気流入口と連通する開口部が形成されたケース下部と、を有し、前記展開前エアバッグを前記空気によって展開させるために作動され、前記ケース下部を前記ケース上部に対して相対的に下方へ移動させる移動機構をさらに備える。
この形態のドローン用保護装置によれば、移動機構によってケース下部がケース上部に対して相対的に下方へ移動されることで、エアバッグ本体が膨張するためのスペースが確保され、ドローンの落下に伴いケース下部の開口部とエアバッグ本体の空気流入口とを介してエアバッグ本体に流入する空気によって、エアバッグ本体が展開される。したがって、エアバッグに膨張用ガスを供給するためのインフレータを省略でき、ドローン用保護装置を軽量化できる。
（２）上記形態において、前記移動機構は、上下方向に伸長することが可能なアクチュエータとして構成され、前記ケース上部と前記ケース下部との間に配置され、前記上下方向に伸長することによって前記ケース下部を前記ケース上部に対して相対的に下方へ移動させてもよい。この形態のドローン用保護装置によれば、移動機構を簡易なアクチュエータとして構成できる。
（３）上記形態において、前記移動機構は、本体部と、前記本体部に対して移動することで、前記本体部から前記上下方向に沿った突出方向に突出することが可能に構成された可動部と、を有し、前記本体部から前記可動部を前記突出方向に前進させることによって前記上下方向に伸長し、前記移動機構が前記上下方向において予め定められた基準長さまで伸長した場合、前記可動部が前記突出方向と逆方向に後退することを規制する第１規制部をさらに有していてもよい。この形態のドローン用保護装置によれば、エアバッグ本体が膨張するためのスペースが確保された状態を第１規制部によって維持できるので、ドローンの落下時にエアバッグ本体をより効率良く膨張させ展開させることができる。
（４）上記形態において、前記移動機構は、前記移動機構が前記上下方向において前記基準長さまで伸長した場合、前記可動部が前記突出方向に前進することを規制する第２規制部を有していてもよい。この形態のドローン用保護装置によれば、エアバッグ本体が膨張するためのスペースが確保された状態で、第１規制部および第２規制部によって、上下方向におけるケース上部とケース下部との相対的な位置の変化を抑制できる。したがって、エアバッグ本体をより安定的に膨張させ展開させることができる。
（５）上記形態において、前記ケース上部は、下方に向かって開口する凹状であり、前記ケース下部は、上方に向かって開口する凹状であり、前記エアバッグ本体を前記ケース外へと展開させるための少なくとも一の孔部が形成された側面部を有し、前記基準長さは、各前記孔部が前記ケース上部の下端よりも下方に位置し、かつ、前記側面部の上端が前記ケース上部の下端よりも上方に位置する長さであってもよい。この形態のドローン用保護装置によれば、移動機構が作動した状態において、ケース内でエアバッグ本体を効果的に膨張させつつ、各孔部を介してケース外へとエアバッグ本体を展開させることができる。
（６）上記形態において、前記孔部の個数は、前記ドローンに備えられた複数の回転翼の個数と同じであり、各前記孔部は、展開が完了した前記エアバッグ本体が各前記回転翼の下側に位置するように、各前記回転翼に対応する位置に形成されていてもよい。この形態のドローン用保護装置によれば、ドローンの落下時に、ドローンに備えられた各回転翼から保護対象を効果的に保護できる。
（７）上記形態において、前記開口部を覆うカバー部材であって、前記移動機構の作動に伴って、前記開口部の被覆を解除するように構成されたカバー部材を備えていてもよい。この形態のドローン用保護装置によれば、エアバッグ本体が展開されない場合に、開口部を介してケース内やエアバッグ本体内に異物が侵入することを抑制できる。
（８）上記形態において、前記カバー部材は、前記移動機構によって前記ケース下部が前記ケース上部に対して相対的に下方に移動するのに伴って、前記開口部を介して前記エアバッグ本体内へ引き込まれることで、前記開口部の被覆を解除するように構成されていてもよい。この形態のドローン用保護装置によれば、エアバッグ本体が展開されない場合に開口部を被覆することと、エアバッグ本体が展開される場合に開口部の被覆を解除することとを、簡易な構成によって実現できる。
（９）上記形態において、前記カバー部材を開閉させることによって、前記カバー部材によって前記開口部が被覆された状態と、前記開口部の被覆が解除された状態と、を切り換え可能に構成された開閉機構と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記ドローンが落下することを予測した場合と、前記ドローンが落下していることを検知した場合と、の少なくともいずれかの場合において、前記移動機構を作動させるとともに、前記開閉機構を制御して前記開口部の被覆を解除してもよい。この形態のドローン用保護装置によれば、制御部によって開閉機構を制御することで、カバー部材によって開口部が被覆された状態と開口部の被覆が解除された状態とを切り換えることができる。
本開示は、上述したドローン用保護装置としての形態以外にも、例えば、ドローンや、ドローン用保護装置の制御方法などの種々の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態におけるドローンの概略構成を示す第１の図である。
第１実施形態におけるドローンの概略構成を示す第２の図である。
第１実施形態におけるドローン用保護装置を説明する第１の図である。
第１実施形態におけるドローン用保護装置を説明する第２の図である。
非作動状態における移動機構の断面図である。
作動状態における移動機構の断面図である。
ケースおよびエアバッグ本体の説明図である。
第２実施形態におけるドローン用保護装置を説明する図である。
第２実施形態におけるカバー部材の概略構成を示す図である。
ケース下部の移動に伴うカバー部材の動作を説明する第１の図である。
ケース下部の移動に伴うカバー部材の動作を説明する第２の図である。
第３実施形態におけるドローン用保護装置を説明する第１の図である。
第３実施形態におけるドローン用保護装置を説明する第２の図である。
第４実施形態におけるドローン用保護装置を説明する第１の図である。
第４実施形態におけるドローン用保護装置を説明する第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本実施形態におけるドローン用保護装置１００が搭載されたドローン２０の概略構成を示す第１の図である。図２は、ドローン２０の概略構成を示す第２の図である。図１および図２には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ方向に沿った矢印が表されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交する３つの空間軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿った方向であり、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う一方側の方向と、その反対方向とを、両方含む。Ｘ軸およびＹ軸は、それぞれ、水平面に沿った座標軸である。Ｚ軸は、鉛直線に沿った座標軸であり、Ｚ軸を表す矢印の指し示す方向は上方である。図１におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向と、他の図におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向とは、同じ方向を表している。以下では、鉛直方向のことを上下方向とも呼ぶ。また、＋Ｚ方向のことを「上」、－Ｚ方向のことを「下」とも呼ぶ。図１は、ドローン用保護装置１００の上面図に相当する。また、図２は、ドローン用保護装置１００を－Ｙ方向に見た図に相当する。
【０００９】
図１および図２に示すように、ドローン２０は、ドローン本体部４０と、脚部５０と、それぞれ先端に回転翼６０が設けられた複数のアーム７０と、制御部２００とを備える。本実施形態では、ドローン２０は、６つのアーム７０、および、各アーム７０に１つずつ設けられた計６つの回転翼６０を備えている。ドローン２０は、回転翼６０を回転させることで生じる揚力を利用して飛行する。
【００１０】
本実施形態におけるドローン本体部４０は、六角板状の本体上部４１と、本体上部４１の中央下部から下方へ突出する円柱状の胴体部４２とを有している。図２に示すように、本実施形態における胴体部４２内には、制御部２００が収容されている。制御部２００は、１つ又は複数のプロセッサ２１０と、主記憶装置や補助記憶装置からなる記憶装置２２０と、外部との信号の入出力を行う入出力インタフェイスと、内部バスとを備えるコンピュータにより構成されている。プロセッサ２１０、記憶装置２２０および入出力インタフェイスは、内部バスを介して、双方向に通信可能に接続されている。記憶装置２２０には、例えば、種々のプログラムや、地図データが格納される。また、ドローン本体部４０には、制御部２００の他、例えば、外部との無線通信を行うための通信装置や、ドローン２０の各部へ電力を供給するためのバッテリや、ドローン２０の周囲を撮影するためのカメラや、ドローン２０の飛行の状態やドローン２０の周囲の環境を検出するためのセンサ群が設けられる。このセンサ群は、例えば、加速度センサやジャイロセンサや高度センサといった、ドローン２０の落下の検出や落下の予測に使用可能な各種センサを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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