JP-2026077762-A - 飛行体

JP2026077762AJP 2026077762 AJP2026077762 AJP 2026077762AJP-2026077762-A

Abstract

【課題】飛行体の飛行時に、着陸脚に当たる所定の方向の風の影響を低減し、燃費及び安定性を向上させ、且つ、着陸時の衝撃を低減可能な着陸脚を提供する。【解決手段】本発明における飛行体は、接地部を有する着陸脚を備え、前記接地部は、着陸時よりも進行時に抗力が減少する形状である。前記接地部の形状は、機体の前後方向において略翼型形状であり、前記接地部は、着陸時よりも進行時に迎角が減少する。前記接地部の形状は、機体の前後方向において逆翼型形状であり、前記接地部は、着陸時よりも進行時に迎角が減少する。前記着陸脚は複数備えられており、前記形状の接地部は、機体の前方側の着陸脚にのみ設けられている。前記着陸脚は、前記接地部に接続され、少なくとも鉛直方向に延びる中間部材備えられており、前記接地部の構造は、前記中間部材より壊れやすい構造である。【選択図】図２

Inventors

鈴木陽一

Assignees

株式会社エアロネクスト

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260212

Claims (11)

接地部を有する着陸脚を備え、前記接地部は、着陸時よりも進行時に抗力が減少する形状である、ことを特徴とする飛行体。
前記接地部の形状は、機体の前後方向において略翼型形状であり、前記接地部は、着陸時よりも進行時に迎角が減少する、ことを特徴とする請求項１に記載の飛行体。
前記接地部の形状は、機体の前後方向において逆翼型形状であり、前記接地部は、着陸時よりも進行時に迎角が減少する、ことを特徴とする請求項１に記載の飛行体。
前記着陸脚は複数備えられており、前記形状の接地部は、機体の前方側の着陸脚にのみ設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の飛行体。
前記着陸脚は、前記接地部に接続され、少なくとも鉛直方向に延びる中間部材備えられており、前記接地部の構造は、前記中間部材より壊れやすい構造である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の飛行体。
前記接地部の素材は、前記中間部材の素材と異なる、ことを特徴とする請求項５に記載の飛行体。
前記中間部材は、断面形状が丸型または角型と比較して、抗力が少ない断面形状である、ことを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載の飛行体。
前記中間部材は、機体の前後方向に略翼型形状の断面形状である、ことを特徴とする請求項７に記載の飛行体。
前記中間部材は、機体の前後方向にティアドロップ形状の断面形状である、ことを特徴とする請求項７に記載の飛行体。
前記中間部材は、機体の前後方向にカムテール形状の断面形状である、ことを特徴とする請求項７に記載の飛行体。
前記接地部は、中空構造である、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の飛行体。

Description

本発明は、飛行体に関する。近年、ドローン（Ｄｒｏｎｅ）や無人航空機（ＵＡＶ：ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ）などの飛行体（以下、「飛行体」と総称する）を用いたサービスの開発・提供が進んでいる。特に配送、調査などを行う飛行体においては、燃費の向上や信頼性の向上が求められている。飛行体は、センサや基板等が搭載され、これらの動作によって飛行を行う。そのため、飛行体に強い衝撃が加わることは、飛行体の信頼性や寿命を低下させる原因の一つとなる場合がある。特許文献１においては、飛行体が着陸する際の衝撃を低減させ、飛行体の店頭や破損を抑制するための、防振構造を備える着陸脚が開示されている。特開２０１９－２１４２５６号公報本発明による飛行体を側面から見た概念図である。図１の飛行体の巡航時の側面図である。図１の飛行体の上面図である。図１の飛行体のその他の上面図である。図１の飛行体の機能ブロック図である。図１の飛行体のＡ－Ａ´断面図である。図１の飛行体のＢ－Ｂ´断面図である。図１の飛行体の巡航時のＢ－Ｂ´断面図である。本発明による中間部材の断面形状の例である。本発明による中間部材の断面形状のその他の例である。本発明による着陸部の飛行体着陸時における断面形状の例である。図１１の着陸部の飛行体の巡航時における断面形状の例である。本発明による着陸部の飛行体着陸時における断面形状のその他の例である。図１３の着陸部の飛行体の巡航時における断面形状の例である。本発明による着陸部の飛行体着陸時における断面形状のその他の例である。図１５の着陸部の飛行体の巡航時における断面形状の例である。本発明による着陸部の飛行体着陸時における断面形状のその他の例である。図１７の着陸部の飛行体の巡航時における断面形状の例である。本発明によるその他の飛行体を側面から見た概念図である。放射状フレームの飛行体を上面から見た概念図である。モノコックフレームの飛行体を上面から見た概念図である。巡航時に飛行効率を向上する形状を備える飛行体を側面から見た概念図である。図２２の飛行体が巡航姿勢をとる時の側面図である。本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による飛行体は、以下のような構成を備える。［項目１］接地部を有する着陸脚を備え、前記接地部は、着陸時よりも進行時に抗力が減少する形状である、ことを特徴とする飛行体。［項目２］前記接地部の形状は、機体の前後方向において略翼型形状であり、前記接地部は、着陸時よりも進行時に迎角が減少する、ことを特徴とする項目１に記載の飛行体。［項目３］前記接地部の形状は、機体の前後方向において逆翼型形状であり、前記接地部は、着陸時よりも進行時に迎角が減少する、ことを特徴とする項目１に記載の飛行体。［項目４］前記着陸脚は複数備えられており、前記形状の接地部は、機体の前方側の着陸脚にのみ設けられている、ことを特徴とする項目１乃至３のいずれかに記載の飛行体。［項目５］前記着陸脚は、前記接地部に接続され、少なくとも鉛直方向に延びる中間部材備えられており、前記接地部の構造は、前記中間部材より壊れやすい構造である、ことを特徴とする項目１乃至４のいずれかに記載の飛行体。［項目６］前記接地部の素材は、前記中間部材の素材と異なる、ことを特徴とする項目５に記載の飛行体。［項目７］前記中間部材は、断面形状が丸型または角型と比較して、抗力が少ない断面形状である、ことを特徴とする項目５または６のいずれかに記載の飛行体。［項目８］前記中間部材は、機体の前後方向に略翼型形状の断面形状である、ことを特徴とする項目７に記載の飛行体。［項目９］前記中間部材は、機体の前後方向にティアドロップ形状の断面形状である、ことを特徴とする項目７に記載の飛行体。［項目１０］前記中間部材は、機体の前後方向にカムテール形状の断面形状である、ことを特徴とする項目７に記載の飛行体。［項目１１］前記接地部は、中空構造である、ことを特徴とする項目１乃至１０のいずれかに記載の飛行体。＜本発明による実施形態の詳細＞以下、本発明の実施の形態による飛行体について、図面を参照しながら説明する。＜第１の実施の形態の詳細＞図１－図４に示されるように、本発明の実施の形態による飛行体１００は、飛行を行うために少なくともプロペラ１１０及びモータ１１１からなる複数の回転翼部や、回転翼部等をつなぐフレーム２１等の要素を含む飛行部２０を備えており、それらを動作させるためのエネルギー（例えば、二次電池や燃料電池、化石燃料等）を搭載していることが望ましい。飛行体は、シングルローター機や固定翼機を用いることも可能だが、特に、個人宅への宅配用途においては、垂直離着陸が可能なＶＴＯＬ機や、複数の回転翼を持ついわゆるマルチコプターと呼ばれる回転翼機を用いることが望ましい。垂直離着陸が可能な機体を用いることで、離着陸用のポートを始めとする周辺設備を小型化することが出来る。なお、図示されている飛行体１００は、本発明の構造の説明を容易にするため簡略化されて描かれており、例えば、制御部等の詳しい構成は図示していない。飛行体１００は図の矢印Ｄの方向(＋Ｙ方向)を前進方向としている(詳しくは後述する)。なお、以下の説明において、以下の定義に従って用語を使い分けることがある。前後方向：＋Ｙ方向及び－Ｙ方向、上下方向(または鉛直方向)：＋Ｚ方向及び－Ｚ方向、左右方向(または水平方向)：＋Ｘ方向及び－Ｘ方向、進行方向(前方)：＋Ｙ方向、後退方向(後方)：－Ｙ方向、上昇方向(上方)：＋Ｚ方向、下降方向(下方)：－Ｚ方向プロペラ１１０は、モータ１１１からの出力を受けて回転する。プロペラ１１０が回転することによって、飛行体１００を出発地から離陸させ、移動させ、目的地に着陸させるための推進力が発生する。なお、プロペラ１１０は、右方向への回転、停止及び左方向への回転が可能である。本発明の飛行体が備えるプロペラ１１０は、１以上の羽根を有している。任意の羽根（回転子）の数（例えば、１、２、３、４、またはそれ以上の羽根）でよい。また、羽根の形状は、平らな形状、曲がった形状、よじれた形状、テーパ形状、またはそれらの組み合わせ等の任意の形状が可能である。なお、羽根の形状は変化可能である（例えば、伸縮、折りたたみ、折り曲げ等）。羽根は対称的（同一の上部及び下部表面を有する）または非対称的（異なる形状の上部及び下部表面を有する）であってもよい。羽根はエアホイル、ウイング、または羽根が空中を移動される時に動的空気力（例えば、揚力、推力）を生成するために好適な幾何学形状に形成可能である。羽根の幾何学形状は、揚力及び推力を増加させ、抗力を削減する等の、羽根の動的空気特性を最適化するために適宜選択可能である。また、本発明の飛行体が備えるプロペラは、固定ピッチ、可変ピッチ、また固定ピッチと可変ピッチの混合などが考えられるが、これに限らない。モータ１１１は、プロペラ１１０の回転を生じさせるものであり、例えば、駆動ユニットは、電気モータ又はエンジン等を含むことが可能である。羽根は、モータによって駆動可能であり、モータの回転軸（例えば、モータの長軸）の周りに回転する。羽根は、すべて同一方向に回転可能であるし、独立して回転することも可能である。羽根のいくつかは一方の方向に回転し、他の羽根は他方方向に回転する。羽根は、同一回転数ですべて回転することも可能であり、夫々異なる回転数で回転することも可能である。回転数は移動体の寸法（例えば、大きさ、重さ）や制御状態（速さ、移動方向等）に基づいて自動又は手動により定めることができる。飛行体１００は、フライトコントローラ１００１やＥＳＣ１１２、送受信機（プロポ）１００６等により、風速と風向に応じて、各モータの回転数や、飛行角度を決定する。これにより、飛行体は上昇・下降したり、加速・減速したり、方向転換したりといった移動を行うことができる。飛行体１００は、事前または飛行中に設定されるルートやルールに準じた自律的な飛行や、送受信機（プロポ）１００６を用いた操縦による飛行を行うことができる。上述した飛行体１００は、図５に示される機能ブロックを有している。なお、図５の機能ブロックは最低限の参考構成である。フライトコントローラ１００１は、所謂処理ユニットである。処理ユニットは、プログラマブルプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ））などの１つ以上のプロセッサを有することができる。処理ユニットは、図示しないメモリを有しており、当該メモリにアクセス可能である。メモリは、１つ以上のステップを行うために処理ユニットが実行可能であるロジック、コード、および／またはプログラム命令を記憶している。メモリは、例えば、ＳＤカードやランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの分離可能な媒体または外部の記憶装置を含んでいてもよい。センサ類１００２から取得したデータは、メモリに直接に伝達されかつ記憶されてもよい。例えば、カメラ等で撮影した静止画・動画データが内蔵メモリ又は外部メモリに記録される。処理ユニットは、回転翼機の状態を制御するように構成された制御モジュールを含んでいる。例えば、制御モジュールは、６自由度（並進運動ｘ、ｙ及びｚ、並びに回転運動θｘ、θｙ及びθｚ）を有する回転翼機の空間的配置、速度、および／または加速度を調整するために回転翼機の推進機構（モータ等）を制御する。制御モジュールは、搭載部、センサ類の状態のうちの１つ以上を制御することができる。処理ユニットは、１つ以上の外部のデバイス（例えば、端末、表示装置、または他の遠隔の制御器）からのデータを送信および／または受け取るように構成された送受信部１００５と通信可能である。送受信機１００６は、有線通信または無線通信などの任意の適当な通信手段を使用することができる。例えば、送受信部１００５は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などのうちの１つ以上を利用することができる。送受信部１００５は、センサ類１００２で取得したデータ、処理ユニットが生成した処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンドなどのうちの１つ以上を送信および／または受け取ることができる。本実施の形態によるセンサ類１００２は、慣性センサ（加速度センサ、ジャイロセンサ）、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、ライダー）、またはビジョン／イメージセンサ（例えば、カメラ）を含み得る。図１及び図２に示されるように、本発明の実施の形態における飛行体１００が備える飛行部２０は、進行時に進行方向に向かい、ホバリング時に比べて前傾した姿勢となる。前傾した回転翼は、上方への揚力と、進行方向への推力を生み出し、これにより飛行体１００が前進する。飛行体１００は、目的地へと運搬する荷物や人、作業用のセンサやロボットなど（以下、搭載物と総称する）を保持したまま飛行可能な搭載部３０を備えていてもよい。搭載部３０は、飛行部２０と固定して接続される、もしくは、図２１に例示されるように回動軸や１以上の自由度を有するジンバルといった接続部３１を介して独立変位可能に接続することで、飛行体１００の姿勢にかかわらず、対象物を所定の姿勢（例えば水平）に保つことが可能となるように接続されてもよい。周知の飛行体の飛行部形状は、一般に、図２０のような放射状フレームや、図３のようなラダー状フレーム、図２１のようなモノコックフレーム等が知られている。放射状フレーム及びラダー状フレームは、フレームの断面形状