JP2024156360A - Drone landing ports and available loaders at said ports, as well as drone and cargo storage facilities - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ドローン着陸ポートと該ポートで利用可能なローダー、およびドローンとその荷物格納部に関する。 This disclosure relates to a drone landing port and a loader available at the port, as well as a drone and its cargo storage area.
近年、ドローンを用いて荷物を輸送すること(ドローン物流)が計画され、そのための技術が提案され、さらには実際に設備を使って運用が試みられる等している(例えば特許文献1,2参照)。このようなドローンを用いた物流には、ドローン自体の他、荷物の受け渡しをする際にドローンを離着陸させるためのドローンポートと呼ばれる地上設備が必要である。 In recent years, plans have been made to transport cargo using drones (drone logistics), the technologies for this have been proposed, and actual operations using equipment have been attempted (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In addition to the drones themselves, logistics using drones like this also requires ground facilities called drone ports for drones to take off and land when transferring cargo.
しかし、ドローンポートの現状の態様、さらには将来的に期待される態様などに照らすと、従来のドローンポートや当該ドローンポートを利用した物流には下記のごとき問題がある。
・荷物のマテリアルハンドリング(いわゆるマテハン)の精度や効率を向上させるための重要な要素のひとつはドローンの着陸精度を高めることである。ところが、実際、気象状況が変化する屋外での使用状況下におけるドローンの着陸精度を高めることは簡単ではない。ドローンの自律制御の装置を高精度化すれば着陸精度を高めることはできるかもしれないが、すべてのドローンの自律制御装置を高精度化しようとすれば費用がかかりすぎてコストパフォーマンスが低下しかねない。
・ドローンの着陸精度に実用上の限界があるのであれば、そのぶん、マテリアルハンドリングの精度や効率を向上させることにも自ずと限界が生じうる。
・従来のごとく、ポート1つにドローン1台が着陸して荷物の受け渡しを行う方式においては、ポート1つに対し、ドローンの位置決め機構と、荷物を下から受け渡す機構の両方が必要となることから、設備の規模が大きくなればなるほどコスト高となりやすい。
However, in light of the current state of drone ports and what is expected of them in the future, conventional drone ports and logistics using drone ports have the following problems:
・One of the key factors in improving the accuracy and efficiency of material handling of cargo is to improve the landing accuracy of drones. However, in reality, it is not easy to improve the landing accuracy of drones when used outdoors under changing weather conditions. It may be possible to improve landing accuracy by improving the accuracy of the drone's autonomous control device, but if we try to improve the accuracy of the autonomous control device of all drones, it will be too expensive and the cost performance may decrease.
-If there are practical limits to the landing accuracy of drones, then there will naturally be limits to improving the accuracy and efficiency of material handling.
- In the conventional method of having one drone land at one port to deliver cargo, both a drone positioning mechanism and a mechanism for handing over the cargo from below are required for each port, so the larger the facility, the higher the costs tend to be.
そこで、本発明は、従来の設備における種々の問題を解決しうる新規な構成のドローン着陸ポートと該ポートで利用可能なローダー、およびドローンとその荷物格納部を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a drone landing port with a new configuration that can solve various problems in conventional facilities, a loader that can be used at the port, and a storage area for drones and their cargo.
かかる課題を解決すべく本発明者は種々の検討を行った。従来の設備のごとく、ポート1つにドローン1台が着陸して荷物の受け渡しを行う方式だと、上記したようにドローンの着陸精度、マテリアルハンドリングの精度や効率、コスト改善といった面での改良が難しく、将来、ロジスティクスに改革がもたされたりその需要が飛躍的に増加したりしたような場合、このままの設備で十分に対応することが困難であることは明白である。こういった問題点に着目し、従来の設備におけるそもそもの構造や特徴について検討を重ねた本発明者は、新たな知見を得るに至った。 The inventors conducted various studies to solve these problems. As with conventional facilities, where one drone lands at one port to hand over cargo, it is difficult to improve drone landing accuracy, material handling accuracy and efficiency, and cost reduction, as described above. It is clear that if logistics is reformed or demand increases dramatically in the future, it will be difficult to adequately respond with the current facilities. The inventors focused on these problems and conducted extensive research into the original structure and features of conventional facilities, which led to new insights.
このような知見に基づく本発明の一態様は、ドローンが着陸可能な着陸台を有する着陸ポートであって、着陸台に着陸したドローンの下方に荷役用のローダーが出入り可能な可変性の荷役スペースを形成する、ドローン着陸ポートである。 One aspect of the present invention based on this knowledge is a drone landing port that has a landing pad on which a drone can land, and forms a variable loading space below a drone that has landed on the pad, allowing a loading loader to enter and exit the space.
かかるドローン着陸ポートによれば、従来の設備におけるような問題を以下のごとく解決することが可能である。
・ドローンの着陸位置がずれたとしても可変性である荷役スペースをドローンの位置に応じて柔軟に変えることができる。こうすることにより、ドローンの着陸精度(の不足分)を地上側の設備で補うことが可能となる。
・ドローンの着陸精度(の不足分)を地上側の設備で補うことにより、マテリアルハンドリングの精度や効率を向上させることが可能となる。
・可変性の荷役スペースを形成することができるドローン着陸ポートにおいては、その特質を活かし、複数台のドローンが離発着可能なエリア(ピット)をまとめて運用することで、荷物の受け渡しやマテリアルハンドリングに必要な機構を共用化した構成とすることができる。こうした場合には、設備の規模を大きくしたとしても、従来の設備に比べればコストを抑えやすくなる。
Such a drone landing port can solve the problems associated with conventional facilities as follows:
・Even if the drone's landing position shifts, the variable loading space can be flexibly changed according to the drone's position. This makes it possible to compensate for the drone's landing accuracy (or its lack of it) with equipment on the ground.
- By compensating for the drone's landing accuracy (or any shortcomings) with equipment on the ground, it is possible to improve the accuracy and efficiency of material handling.
・Drone landing ports that can form variable loading and unloading spaces can take advantage of this feature and operate areas (pits) where multiple drones can take off and land together, allowing for a shared configuration of the mechanisms required for cargo transfer and material handling. In such cases, even if the scale of the facilities is increased, it will be easier to keep costs down compared to conventional facilities.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、着陸台の一部が、いずれかの方向に移動する可動部材で構成されていてもよい。 In the drone landing port described above, a portion of the landing pad may be composed of a movable member that moves in either direction.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、可動部材は、複数の部材で構成されていてもよい。 In the drone landing port described above, the movable member may be composed of multiple members.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、複数の可動部材は、水平方向に並べられた複数の板状部材を含んでいてもよい。 In the drone landing port described above, the multiple movable members may include multiple plate-shaped members arranged in a horizontal direction.
上記のごときドローン着陸ポートは、複数の可動部材のいずれかを選択的に移動させることが可能に構成されていてもよい。 The drone landing port described above may be configured to allow selective movement of one of a number of movable members.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、可動部材が昇降可能に構成されていてもよい。 In the drone landing port described above, the movable member may be configured to be able to rise and fall.
上記のごときドローン着陸ポートは、複数の可動部材のうち、着陸台に着陸したドローンが着地していない可動部材を選択的に下降させることが可能に構成されていてもよい。 The drone landing port as described above may be configured to selectively lower one of the multiple movable members that has not been touched down by a drone that has landed on the landing pad.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、板状部材が水平方向に移動可能に構成されていてもよい。 In the drone landing port described above, the plate-shaped member may be configured to be movable in the horizontal direction.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、複数の板状部材のうち、着陸台に着陸したドローンが着地している板状部材を水平方向に移動させてもよい。 In the drone landing port described above, among the multiple plate-like members, the plate-like member on which the drone that has landed on the landing pad is located may be moved horizontally.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、着陸台は、2台以上のドローンが着陸可能なスペースを有する大きさに形成されていてもよい。 In the drone landing port described above, the landing pad may be large enough to provide enough space for two or more drones to land.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、着陸台と、ローダーが通行する通行領域との間に仕切り部材が設けられていてもよい。 In the drone landing port described above, a partition member may be provided between the landing pad and the passage area through which the loader passes.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、搬送可能な大きさに分割可能であってもよい。 The drone may be capable of being divided into pieces of transportable size at the drone landing port described above.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、板状部材の摺動抵抗が、人力によりまたはローダーで押すことにより移動可能な大きさに設定されていてもよい。 In the drone landing port described above, the sliding resistance of the plate-shaped member may be set to a value that allows it to be moved by human force or by pushing it with a loader.
上記のごときドローン着陸ポートにおいて、可動部材は、ドローンの保守等に用いられる他の設備あるいはその近傍まで移動可能に設けられていてもよい。 In the drone landing port described above, the movable member may be movable to other facilities used for drone maintenance or in their vicinity.
上記のごときドローン着陸ポートは、可動部材を移動させるアクチュエータと、ドローンの位置を検出するセンサと、該センサにより検出された情報に基づきアクチュエータを制御するコントローラと、を備え、ドローンの着陸中に該ドローンの位置に合わせて可動部材を移動させるものであってもよい。 The drone landing port described above may include an actuator that moves the movable member, a sensor that detects the position of the drone, and a controller that controls the actuator based on the information detected by the sensor, and may move the movable member according to the position of the drone while it is landing.
本発明の一態様であるローダーは、上記のごときドローン着陸ポートで利用可能な荷役用のローダーであって、荷物を載置するための荷台を有する、ローダーである。 The loader according to one aspect of the present invention is a loader for cargo handling that can be used at the drone landing port described above, and has a loading platform for placing cargo.
上記のごときローダーは、荷台を昇降させる荷台昇降機構と、荷台を水平方向に移動させる荷台移動機構と、荷台を当該ローダーの前後方向と幅方向のそれぞれに移動させる機構と、荷台を所定の軸を中心に回転させる荷台回転機構と、を備えていてもよい。 The loader as described above may be equipped with a platform lifting mechanism for raising and lowering the platform, a platform moving mechanism for moving the platform horizontally, a mechanism for moving the platform in both the forward/rearward and width directions of the loader, and a platform rotation mechanism for rotating the platform around a predetermined axis.
上記のごときローダーは、ドローンに対する荷台の位置、またはドローンによって搬送された荷物に対する荷台の位置を調整する位置調整装置を備えていてもよい。 The loader described above may be equipped with a position adjustment device that adjusts the position of the loading platform relative to the drone or the position of the loading platform relative to the cargo carried by the drone.
上記のごときローダーにおいて、位置調整装置は、撮像装置により撮像された画像あるいはセンサ装置からの信号に基づき調整するように構成されていてもよい。 In the above-mentioned loader, the position adjustment device may be configured to adjust based on an image captured by an imaging device or a signal from a sensor device.
上記のごときローダーは、画像を映し出すモニター装置と、ドローンに搭載された撮像装置から画像データを受信する受信装置と、該受信装置が受信した画像データを処理してモニター装置に映し出し、かつ、位置調整装置を自動制御する制御装置と、を備えていてもよい。 The loader described above may include a monitor device that displays an image, a receiving device that receives image data from an imaging device mounted on the drone, and a control device that processes the image data received by the receiving device and displays it on the monitor device, and also automatically controls the position adjustment device.
上記のごときローダーは、UGV(無人地上車両)あるいはAGV(無人搬送車)であってもよい。 The loader described above may be an UGV (unmanned ground vehicle) or an AGV (automated guided vehicle).
本発明の別の一態様は、上記のごときドローン着陸ポートで利用可能なドローンである。 Another aspect of the present invention is a drone that can be used at the drone landing port described above.
本発明のさらに別の一態様は、上記のごときドローンに設置可能な、荷物を搭載するための荷物格納部である。 Yet another aspect of the present invention is a cargo storage section for carrying cargo that can be installed on a drone as described above.
本発明のさらに別の一態様は、ボディと、プロペラと、脚部と、ボディの下部に配置された荷物格納部と、を備えたドローンであって、
脚部をドローン着陸ポートの着陸台に着陸または地面に接地させた着陸姿勢のとき、荷物格納部の下方に、荷役用のローダーが出入り可能な荷役スペースを形成する、ドローンである。
Yet another aspect of the present invention is a drone having a body, a propeller, legs, and a luggage storage section disposed under the body,
This drone forms a loading space below the cargo storage area that allows loaders to enter and exit when it is in a landing position with its legs either on the landing pad of a drone landing port or on the ground.
本発明によれば、従来の設備における種々の問題を解決しうる新規な構成のドローン着陸ポートと該ポートで利用可能なローダー、およびドローンとその荷物格納部を提供することができる。 The present invention provides a drone landing port with a novel configuration that can solve various problems in conventional facilities, a loader that can be used at the port, and a storage area for drones and their cargo.
以下、図面を参照しつつ本開示に係るドローン着陸ポートと該ポートで利用可能な台車ローダー、およびドローンとその荷物格納部の好適な実施形態を詳細に説明する(図1等参照)。 Below, with reference to the drawings, a detailed description is given of a preferred embodiment of the drone landing port and the trolley loader that can be used at the port, as well as the drone and its cargo storage unit according to the present disclosure (see FIG. 1, etc.).
[ドローン]
本実施形態のドローン100は、ボディ102、プロペラ104、スキッド106、キャッチャー(荷物格納部)108、下方撮影用カメラ(撮像装置)110を備えており(図1~図5、図21等参照)、後述するドローン着陸ポート200で利用可能なドローンとして構成されている。
[Drone]
The
ボディ102は、当該ドローン100の本体部である。プロペラ104はボディ102に複数たとえば4つ取り付けられていて、当該ドローン100が飛行するためのローターとして機能する。スキッド106は、ドローン100が着陸する際接地し、ボディ102等を支える脚部として機能する(図1等参照)。
The
キャッチャー108は、荷物400を搭載するための荷物格納部として機能する部分であり、ボディ102の例えば下部に配置されている(図1等参照)。キャッチャー108は、たとえば、対向して配置され、下端部を開いたり閉じたりする鉤状ないしフック状の部材からなる。キャッチャー108自体、ボディ102に設置ないしは着脱可能な部材として構成されていてもよい。
The
キャッチャー108に格納される前の荷物400は、例えば荷物集配センターの受け渡し窓口500といった地上の設備からドローン着陸ポート200へと、台車ローダー300によって地上で搬送される(図2参照)。このとき、本実施形態では、荷物400の位置を詳細に位置決めするように台車ローダー300を移動させるのではなく、ある程度おおまかに位置決めするにとどめ、その後、追って説明する位置調整装置320を利用して荷台310の位置調整をすることによって荷物400の位置を詳細に位置決めする(図3参照)。その後、荷台310を上昇させ、キャッチャー108に荷物400を収納する(図4参照)。
Before being stored in the
下方撮影用カメラ110は、ドローン100の下方を撮影することができる撮像装置とてボディ102に設けられている(図21等参照)。
The
[ドローン着陸ポートの構成]
ドローン着陸ポート200は、荷物の受け渡しをする際にドローン100を離着陸させるための地上設備を構成するもので、ドローン100が着陸可能な着陸台204を有していて、当該着陸台204に着陸したドローン100の下方に荷役用の台車ローダー300が出入り可能な可変性の荷役スペース230を形成する(図7~図20参照)。
[Drone landing port configuration]
The
本実施形態のドローン着陸ポート200は、着陸台204の少なくとも一部が、いずれかの方向に移動する可動部材210によって構成されており、当該可動部材210を移動させることによって、ドローン着陸ポート200の態様によっては、着陸後のドローン100を移動させることが可能となっている。可動部材210は種々の形態をとりえる。一例として、水平方向に並べられた複数の板状部材で構成された可動部材210について以下に説明する。
In the
<可動部材の第1の形態>
可動部材210を構成する複数の板状部材は、例えば、横向きに立設された状態(厚さ方向が水平方向を向くように立てて配置された状態)で水平方向に積層するように並べられた複数の部材(本明細書では「可動コーム」と呼び、図中では符号212で示す)で構成される(図7~図9参照)。これら複数の可動コーム212は、それぞれが同じ高さに配置されることで、その上面にドローン100の着陸台204となる面一な面を構成する(図8等参照)。これら複数の可動コーム212は、互いに接するように密に配置されていてもよいが、本実施形態ではぞれぞれの間に隙間ができるように所定の間隔をあけて配置し(図8等参照)、一部の可動コーム212を移動させる際に隣の可動コーム212に摺接することなく移動できるようにしている。この隙間がドローン100のスキッド106の接地面よりも小さければ、着陸台204を形成するうえで問題はない。また、可動コーム212はドローン100の大きさに加えて着陸精度を見込んだ余裕のある長さであり、この余裕長さは後述するドローン100の着陸時に、着陸位置ずれの吸収に貢献する。
<First Form of Movable Member>
The multiple plate-like members constituting the movable member 210 are, for example, multiple members (referred to as "movable combs" in this specification and indicated by the
可動コーム212は動くことができるものであり、複数が並べられた可動コーム212のうちのいずれか所定のものを選択的に移動させることができるようになっている。可動コーム212の移動方向は、水平方向であってもよいし、上下方向であってもよい(図10、図11等参照)。例えば、ドローン100のスキッド106が載った可動コーム212をドローン100ごと水平方向に移動させることで、移動後のドローン100の下方に荷役用の台車ローダー300が出入り可能な可変性の(つまりは、状況に応じて位置や形を変えることができる)荷役スペース230を形成することができる(図10参照)。あるいは、特に図示はしていないが、ドローン100のスキッド106が載った可動コーム212よりも内側に位置する可動コーム212を、台車ローダー300が出入りする側とは反対の側(後方)へ水平に移動させることで、ドローン100の下方に台車ローダー300が出入り可能な可変性の荷役スペース230を形成することができる。また、着陸台204に着陸したドローン100が載っていない可動コーム212のうち、スキッド106が接している可動コーム212のさらに内側に位置する可動コーム212を下降させることで、ドローン100の下方に台車ローダー300が出入り可能な可変性の荷役スペース230を形成することができる(図11参照)。このように、可動コーム212を複数並べ、いずれかの可動コーム212を選択的に移動させることができる着陸台204を構成した本実施形態のドローン着陸ポート200においては、ドローン100の着地位置が目的とする位置からずれてしまっても、ドローン100自体を動かすのではなく、ドローン着陸ポート200の所定の可動コーム212を稼動させることで、可変性を有する荷役スペース230の位置や形、大きさをドローン100の位置に応じて柔軟に変えることができる。こうすることで、このドローン着陸ポート200においては、移動体の着陸位置のずれをいわば設備側で吸収することが可能となっている。ちなみに、可動コーム212が水平移動するタイプのドローン着陸ポート200は地下部分のスペースが確保し難い場所への適用に向き(図10参照)、可動コーム212が昇降するタイプのドローン着陸ポート200は狭い土地などへの適用に向く(図11参照)。
The
<可動部材の第2の形態>
可動部材210を構成する複数の板状部材は、横向きに立設された状態(厚さ方向が水平方向を向くように立てて配置された状態)で水平方向に積層するように並べられた可動コーム(縦の板状部材)212と、可動コーム212に設けられた上フランジ部(横の板状部材)214からなる(図12~図14参照)。上フランジ部214は、可動コーム212の上縁部に設けられたいわば横板であり、面一な水平面を形成するように横向きに設けられている。可動コーム212に対し、上フランジ部214は、「T」形となるように両側に突出して設けられてもよいし(図12~図14参照)、「Γ」形となるように片側に突出して設けられてもよい。上フランジ部214を設ければ、可動コーム212の数を減らしても着陸台204として必要な領域を確保することが可能である。
<Second embodiment of movable member>
The multiple plate-like members constituting the movable member 210 are composed of movable combs (vertical plate-like members) 212 arranged in a horizontally stacked state (uprightly arranged with the thickness direction facing horizontally) and upper flanges (horizontal plate-like members) 214 provided on the movable combs 212 (see Figures 12 to 14). The upper flanges 214 are, so to speak, horizontal plates provided on the upper edge of the
なお、可動コーム212の一部または全部を昇降させることで、一部または全部の着陸台204の高さを変えることができる。また、ドローン100が載っている可動コーム212さらにはその内側の可動コーム212を下降させれば、着陸状態のドローン100も下降して一部または全部が隠れた状態となる(図13参照)。こうすることで、他のドローン100が発着するときの邪魔にならないようにすることができる。また、この状態から、ドローン100が載っている可動コーム212の内側の可動コーム212のみを下降させれば、ドローン100の下方に荷役スペースを形成することができる(図14参照)。
The height of part or all of the landing pads 204 can be changed by raising or lowering part or all of the movable combs 212. In addition, by lowering the
上述した第1、第2の形態における可動コーム212を水平方向あるいは鉛直方向へ移動させるための移動機構の例を以下に説明する。まず、可動コーム212を昇降させるための移動機構250の例としては、パンタグラフ251を利用したものやボールねじ252を利用したものを挙げることができる(図15参照)。パンタグラフ251やボールねじ252を昇降させたい可動コーム212の真下に移動させるためのスライド機構(例えば、ガイドレールを備えたもの)が併設されていてもよい。
An example of a moving mechanism for moving the
また、可動コーム212を昇降させるための移動機構250の別の例として、昇降対象ではない可動コーム212に左右から引っ掛け棒254を延ばしてくし刺し状とし、支持台256を下げた時にこれらの可動コーム212は宙づり状態となり、引っ掛け棒254が通っていない所定の可動コーム212のみが下降するようにしたのを挙げることができる(図16参照)。
As another example of the moving
可動コーム212を水平方向に移動させるための移動機構250の例としては、リニアガイド261やリニアガイド262を用い、可動コーム212を押し出すようしてX軸またはY軸に沿って移動させるようにしたものを挙げることができる(図17参照)。リニアガイド261の先端部には把持機構263があり、これらリニアガイド261と把持機構263とで押し込みアクチュエータ266が構成されている。また、可動コーム212の底部には図示していないレールあるいは溝あるいはローラーや車輪などが存在しており、直動する構造を構成している。可動コーム212をリニアガイド261に設置された押し込みアクチュエータ266で把持し、リニアガイド261及び押し込みアクチュエータ266の動作により可動コーム212を水平方向に移動させる。リニアガイド261とリニアガイド262は直交するように構成されており、リニアガイド261に設置された押し込みアクチュエータ266はリニアガイド262で移動させることができるため、押し込みアクチュエータ266の位置は選択的に変更可能とすることができる。これにより、任意の可動コーム212を水平方向に移動させることができる。
An example of the moving
また、上述した第1、第2の形態におけるドローン着陸ポート200は、さらに、アクチュエータ280、センサ282、コントローラ284を備えている(図17等参照)。アクチュエータ280は、可動コーム212を移動させるための動力源である。センサ282は、ドローン100の位置を検出するためのもので、カメラ、赤外線センサ、可動コーム212のそれぞれに設けられた圧力センサなどで構成される。コントローラ284は、センサ282により検出された情報に基づきアクチュエータ280を制御する。このような構成のドローン着陸ポート200においては、たとえば、ドローン100の接地前の着陸プロセス中に該ドローン100の位置に合わせて可動コーム212を移動させる、といった制御をすることも可能である。
The
また、可動コーム212を水平方向に移動させる別の例としては、台車ローダー300で所定の可動コーム212を押し込むというものを挙げることができる(図18参照)。この場合における可動コーム212の摺動抵抗は、人力によりまたは台車ローダー300で押すことにより移動可能な大きさに設定されているとよい。例示すれば、摺動抵抗は2kgf(約20N)以下とすることが望ましく、1kgf(約10N)以下とすることがさらに望ましい。また、ドローン100のスキッド106が載った可動コーム212を移動させずその場に留めるためのロック装置264が併設されていてもよい。また、台車ローダー300と可動コーム212の間にクッションのような緩衝材265を介在させてもよい(図18参照)。
Another example of moving the
<可動部材の第3の形態>
可動部材210は、鉛直方向に長い長尺部材(以下、可動ロッドともいう)218で構成されている。本形態では、複数の可動ロッド218がX軸およびY軸に沿って格子状に配置され、その上面にドローン100の着陸台204となる面一な面が構成されるようにしている(図19参照)。可動ロッド218の横断面形状はとくに限定されるものではなく、矩形でも円形でもよいし、その他の形状でもよい。また、特に図示してはいないが、可動ロッド218の上端に、上フランジ部(横の板状部材)が設けられていてもよい。
<Third Form of Movable Member>
The movable member 210 is composed of a vertically long elongated member (hereinafter also referred to as a movable rod) 218. In this embodiment, a plurality of
複数設けられた可動ロッド218は、いずれか所定のものを選択的に昇降させることができるようになっている(図19参照)。可動ロッド218を昇降させるための移動機構250の一例としては、X軸リニアガイド271と、Y軸リニアガイド272と、Z軸ボールねじ273とを組み合わせ、直交する3方向への移動を可能としたものを挙げることができる(図20参照)。このような移動機構250によれば、X軸リニアガイド271とY軸リニアガイド272を使い、Z軸ボールねじ273を昇降させたい可動ロッド218の真下に移動させることが可能となる(図19、図20参照)。
Any one of the multiple
このような第3の形態におけるドローン着陸ポート200は、さらに、アクチュエータ280、センサ282、コントローラ284を備えている(図20参照)。
The
<可動部材の第4の形態>
可動部材210は、ドローン100の保守等に用いられる他の設備あるいはその近傍まで移動可能に設けられているとよい。特に図示してはいないが、このような可動部材210によれば、ドローン100の保守等をする場合、可動部材210に載せたまま設備あるいはその近傍まで移動させることができる。他の設備の具体例としては、充電するための設備、点検やメンテナンスをするための設備、駐機しておくための設備、さらには当該ドローン着陸ポート200を持つ拠点内外への輸送用設備・車両などが挙げられる。
<Fourth Form of Movable Member>
The movable member 210 may be provided so as to be movable to other facilities or their vicinity used for maintenance of the
[ドローン着陸ポートの別の例(1)]
ドローン着陸ポート200の別の例(変形例)を説明する(図7参照)。
[Another example of a drone landing port (1)]
Another example (variant example) of the
図7に示すドローン着陸ポート200は、着陸台204の面積を広げることにより、複数のドローン100が同時に着陸した状態となりうるエリア(本明細書では、ドローンピット202という場合がある)を有している(図7参照)。また、このように着陸台204の面積を広げた1組のドローン着陸ポート200を対向して配置することで、その間に台車ローダー300さらには作業者が通ることができる通行領域240が設けられている。さらに、この通行領域と着陸台204との間に隔壁となる仕切り部材242が設けられている。仕切り部材242はドローン100の離着陸時などにおける安全対策や風除けとして機能しうる。透明ないし半透明のアクリル板などを仕切り部材242として用いれば、当該仕切り部材242越しにドローン100を直接あるいはモニターなどを使って間接的に視認することができるようになる。なお、複数の着陸台204を配置する場合、これら着陸台204を隙間がないように連続的に配置してもよいし、これら着陸台204の間にスペースを設けて間欠的に配置してもよい。後者の場合には、隣り合う着陸台204の間に仕切り部材242を設けてもよい。
The
[ドローン着陸ポートの別の例(2)]
ドローン着陸ポート200は、搬送可能な大きさに分割可能であってもよい。分割することで、人力で搬送したり、フォークリフトといった運搬車両を利用して搬送したりすることが可能となり、例えば現場での展開や、拠点でのドローン着陸ポート200の増設、レイアウト変更などを行うことが容易となる。
[Another example of a drone landing port (2)]
The
[台車ローダーの構成]
本発明の一態様である台車ローダー300は、上述したドローン着陸ポート200で利用可能な荷役用のローダーであり、荷物集配センターの受け渡し窓口500といった地上の設備(図2参照)とドローン着陸ポート200との間を走行し、荷物を運搬する(図8~図14等参照)。台車ローダー300としては、無人地上車両:UGV(Unmanned Ground Vehicle)や、無人搬送車:AGV(Automated [Automatic] Guided Vehicle))など、あるいはこれらをベースにしたローダーを用いてもよいし、作業者の人力(たとえば押す力など)によって動く文字通りの台車を用いてもよい。以下では、本実施形態の台車ローダー300の構成のうち、本願に特有な部分を中心に説明する。本実施形態の台車ローダー300は、荷物を載置するための荷台310のほか、位置調整装置320、モニター装置360、受信装置370、制御装置380などを備えている(図21、図22参照)。
[Carriage loader configuration]
The
位置調整装置320は、ドローン100で運ばれた荷物400を台車ローダー300で受け取る際、あるいは当該台車ローダー300で運搬した荷物400をドローン100に搭載する際、荷台310の位置を調整する装置である(図21、図22参照)。ここでいう位置調整には、荷台310の向き(角度)を調整することも含まれる。本実施形態では、位置調整装置320は、荷台昇降機構330、荷台移動機構340、荷台回転機構350を含む。
The
荷台昇降機構330は、鉛直方向(Z方向)に荷台310を移動させる(昇降させる)ための機構である。荷台昇降機構330は、たとえば、伸縮動作をするパンタグラフ(図示省略)やアクチュエータ(図示省略)などで構成される。作業者が操作できるようにするための回転ハンドル332が設けられていてもよい(図21参照)。
The platform lifting mechanism 330 is a mechanism for moving (raising and lowering) the
荷台移動機構340は、荷台310を左右方向(X方向)あるいは前後方向(Y方向)へ水平に移動させるための機構である。特に図示してはいないが、荷台移動機構340は、たとえばボールねじ、あるいはレールやリニアガイドを備えたスライド装置、さらにはアクチュエータなどで構成することができる。
The platform movement mechanism 340 is a mechanism for horizontally moving the
荷台回転機構350は、荷台310が所定の鉛直軸を中心に回転させるための機構である。特に図示してはいないが、荷台回転機構350は、荷台310の鉛直な支持軸を回転させるための歯車や軸受、さらにはアクチュエータなどで構成することができる。荷台回転機構350により、荷台の向き(角度)θを微調整することが可能である(図22参照)。
The platform rotation mechanism 350 is a mechanism for rotating the
モニター装置360は、撮像装置によって撮像された画像を映し出すための装置である(図21参照)。この場合における撮像装置は、台車ローダー300に搭載されている場合もあるし、ドローン100に搭載されている場合もある。本実施形態では、ドローン100に設置されている下方撮影用カメラ110を撮像装置とし、当該下方撮影用カメラ110が撮像した画像のデータを受信装置370で受信し、制御装置380で処理し、このモニター装置360に映し出している(図21参照)。なお、本実施形態では上記のごとく下方撮影用カメラ110を図示しつつ説明したが、これは適用可能なセンサ装置の一例にすぎない。このほか、センサ装置としては、変位センサや近接センサ、赤外線センサなどが挙げられ、それらセンサ装置でドローン100の相対的な位置のずれを把握し、変位情報を制御装置に送るなどすることができる。
The monitor device 360 is a device for displaying an image captured by an imaging device (see FIG. 21). In this case, the imaging device may be mounted on the
制御装置380は、受信装置370が受信した画像データを処理してモニター装置360に映し出す。また、本実施形態の制御装置380は、位置調整装置320を自動制御する。位置調整装置320の自動制御とは、たとえば、画像データを処理した結果に基づき、キャッチャー108に対する荷物400の相対位置が所定の適正範囲内に収まるよう、荷台昇降機構330、荷台移動機構340、荷台回転機構350を使って荷台310の位置調整を実施することが該当する。
The control device 380 processes the image data received by the receiving device 370 and displays it on the monitor device 360. The control device 380 of this embodiment also automatically controls the
なお、上述のモニター装置360あるいは制御装置380として、タブレットPC390といった小型のコンピューターを利用してもよい(図21参照)。この場合、タブレットPC390の画面から手動入力することで、荷台昇降機構330、荷台移動機構340、荷台回転機構350を適宜動作させ、荷台310の位置調整ができるようにしてもよい(図21、図22参照)。 A small computer such as a tablet PC 390 may be used as the monitor device 360 or the control device 380 (see FIG. 21). In this case, the platform lifting mechanism 330, the platform moving mechanism 340, and the platform rotating mechanism 350 may be operated appropriately by manually inputting information from the screen of the tablet PC 390, thereby adjusting the position of the platform 310 (see FIGS. 21 and 22).
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、ドローン100は、スキッド106をドローン着陸ポート200の着陸台204に着陸または地面に接地させた着陸姿勢のとき、キャッチャー(荷物格納部)108の下方に、台車ローダー300が出入り可能な荷役スペースを形成するものであってもよい(図6参照)。
The above-described embodiment is one example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, when the
ここまで説明した本実施形態のドローン100、ドローン着陸ポート200および台車ローダー300によれば、従来の設備におけるような問題を以下のごとく解決することが可能となる。
(A)ドローン100の着陸位置がずれたとしても可変性である荷役スペース230をドローン100の位置に応じて柔軟に変えることができる。このため、ドローン100の着陸精度の不足分を地上側の設備(ドローン着陸ポート200)で補うことが可能である。
(B)実際、現状のドローンの着陸精度は良くて±数cm程度、通常は±1m程度にすぎず、着陸したドローンの位置を調整する必要がある場合、ドローンのスキッド(脚)をつかんで移動させ、荷物の昇降台との位置ずれを直すといった対応が採られているのが実状である(図5参照)。この点、本実施形態の設備や装置においては、ドローン100の着陸精度の不足分を地上側の設備で補うことにより、マテリアルハンドリングの精度や効率を向上させることが可能である。
(C)可変性の荷役スペース230を形成することができるドローン着陸ポート200においては、複数台のドローン100が離発着可能なエリア(ドローンピット202)をまとめて運用することで、荷物400の受け渡しやマテリアルハンドリングに必要な機構を共用化した構成とすることができる。こうした場合には、設備の規模を大きくしたとしても、従来の設備に比べればコストを抑えやすくなる。
According to the
(A) Even if the landing position of the
(B) In reality, the landing accuracy of current drones is at best ± several centimeters, and usually only ± 1 meter, so that when it is necessary to adjust the position of a landed drone, the drone's skids (legs) are grabbed and moved to correct the positional deviation from the load platform (see FIG. 5). In this regard, in the facility and device of this embodiment, the lack of landing accuracy of the
(C) In the
(D)ドローン100を用いた物流には、ドローン100、キャッチャー108、ドローン着陸ポート200間の連携が必要になる。また、ドローン着陸ポート200にはドローン100との荷物400の受け渡しのために少なくとも4つの機構(すなわち、X方向に水平移動させる機構、Y方向に水平移動させる機構、Z方向に昇降させる機構、鉛直軸を中心に角度θ回転させる機構)が必要である。この点、既存のドローンポートでは機構の共用化が難しく、効率性、費用対効果などの問題がある。これに対し、これらの機構を台車ローダー300に集約し、荷物400の受け渡しのための機構を共用化した本実施形態の設備や装置には設備投資額抑制効果があり、このような問題にも対応することができる。
(E)既存のドローンポートでは上記のごとき機構の共用化が難しく、ドローン運用数を増やすにはポートの数を増やすしかないというのが実状である。このため、既存のドローンポートにおいては大規模化によるメリットが乏しい。また、荷物受け渡し時以外は動かない機構が多く、設備稼働率が低い。こういった点から、物流量増加に対応しようとしても投資額が嵩みがちであり、大規模化に向かない。これに対し、機構を共用化した本実施形態の設備や装置によれば、大規模化によるメリットが得られやすいし、複数のドローンが離発着可能なドローンピット202をまとめて運用し、稼働率を高めることができる。
(F)既存のドローンポートにおいては、充電、夜間駐機、メンテナンスといった作業等の間、ドローンポートが占有されてしまう場合がある。また、ポート1基にドローン着陸場所を複数設けることは困難である。また、安全確保のために着陸場所は間隔をあける必要がある。こういった点から、結局、ドローン1台につき1基ずつポートを増設する必要がある。これらに対し、複数のドローン100が同時に着陸ないしは待機できるドローンピット202を備えた本実施形態の設備や装置によれば、こういった問題を根本的に解決しうる。
(G)上述したとおり、台車ローダー300としては、無人地上車両(UGV)や無人搬送車(AGV)を用いることができるが、それに代えて作業者の人力によって動く台車を用いれば、当然ながら設備投資に必要なコストを下げることができるし、需要が少ないところでも導入しやすいものとすることができる。また、将来の需要増や技術革新に合わせて台車ローダー300を無人地上車両(UGV)や無人搬送車(AGV)を利用したものに置き換えることが可能であるし、不要になった台車ローダー300を閑散拠点に回すといった使い方をすることも可能である。
(D) Logistics using the
(E) In existing drone ports, it is difficult to share the above-mentioned mechanisms, and the reality is that the only way to increase the number of drone operations is to increase the number of ports. For this reason, existing drone ports have little benefit from larger scale. In addition, many mechanisms do not operate except when delivering luggage, and the equipment operation rate is low. For these reasons, even if an attempt is made to respond to an increase in logistics volume, the investment amount tends to increase, making it unsuitable for larger scale. In contrast, according to the facilities and devices of this embodiment in which mechanisms are shared, it is easy to obtain the benefits of larger scale, and the drone pits 202 where multiple drones can take off and land can be operated together to increase the operation rate.
(F) In existing drone ports, the drone port may be occupied during tasks such as charging, overnight parking, and maintenance. In addition, it is difficult to provide multiple drone landing sites at one port. Furthermore, the landing sites must be spaced apart to ensure safety. For these reasons, it is ultimately necessary to add one port for each drone. In contrast, the facility and device of this embodiment, which is equipped with a drone pit 202 where
(G) As described above, an unmanned ground vehicle (UGV) or an unmanned guided vehicle (AGV) can be used as the
本発明は、ドローン着陸ポートと該ポートで利用可能なローダー、およびドローンとその荷物格納部に適用して好適なものである。 The present invention is suitable for use with drone landing ports and loaders available at those ports, as well as drones and their cargo storage areas.
100…ドローン
102…ボディ
104…プロペラ(ローター)
106…スキッド(脚部)
108…(ドローンに搭載された)キャッチャー(荷物格納部)
110…下方撮影用カメラ(センサ装置)
200…ドローン着陸ポート
202…ドローンピット
204…着陸台
210…可動部材
212…可動コーム(縦の板状部材)
214…上フランジ部(横の板状部材)
218…可動ロッド(長尺部材)
230…荷役スペース
240…(ローダーの)通行領域
242…仕切り部材
250…移動機構
251…パンタグラフ
252…ボールねじ
254…引っ掛け棒
256…支持台
261…リニアガイド
262…リニアガイド
263…把持機構
264…ロック装置
265…緩衝材
266…押し込みアクチュエータ
271…X軸リニアガイド
272…Y軸リニアガイド
273…Z軸ボールねじ
280…アクチュエータ
282…センサ
284…コントローラ
300…台車ローダー(ローダー)
310…荷台
320…位置調整装置
330…荷台昇降機構
332…回転ハンドル
340…荷台移動機構
350…荷台回転機構
360…モニター装置
370…受信装置
380…制御装置
390…タブレットPC
400…荷物
500…受け渡し窓口(地上の設備)
100...
106...Skid (legs)
108... Catcher (mounted on drone) (luggage storage area)
110: downward photographing camera (sensor device)
200... drone landing port 202... drone pit 204... landing platform 210...
214: Upper flange portion (horizontal plate-shaped member)
218... Movable rod (long member)
230...loading space 240...(loader) passage area 242...
310...
400…
Claims (24)
荷物を載置するための荷台を有する、ローダー。 A loader for cargo handling that can be used at the drone landing port according to any one of claims 1 to 15,
A loader having a platform for placing cargo.
前記脚部をドローン着陸ポートの着陸台に着陸または地面に接地させた着陸姿勢のとき、前記荷物格納部の下方に、荷役用のローダーが出入り可能な荷役スペースを形成する、ドローン。 A drone comprising a body, a propeller, legs, and a luggage storage section disposed under the body,
When the drone is in a landing posture with the legs landed on a landing pad of a drone landing port or grounded on the ground, a loading space is formed below the luggage storage section, through which a loading loader can enter and exit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023070759A JP2024156360A (en) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | Drone landing ports and available loaders at said ports, as well as drone and cargo storage facilities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023070759A JP2024156360A (en) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | Drone landing ports and available loaders at said ports, as well as drone and cargo storage facilities |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024156360A true JP2024156360A (en) | 2024-11-06 |
Family
ID=93334538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2023070759A Pending JP2024156360A (en) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | Drone landing ports and available loaders at said ports, as well as drone and cargo storage facilities |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2024156360A (en) |
-
2023
- 2023-04-24 JP JP2023070759A patent/JP2024156360A/en active Pending
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