JP7296153B2

JP7296153B2 - 飛行体

Info

Publication number: JP7296153B2
Application number: JP2022009036A
Authority: JP
Inventors: 幸佑野平
Original assignee: Liberaware Co Ltd
Current assignee: Liberaware Co Ltd
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2023-06-22
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: JP2022040417A

Description

本発明は、飛行体に関し、円筒状の本体部を有する飛行体に関する。

近年、ドローン（Ｄｒｏｎｅ）や無人航空機（ＵＡＶ：ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａ
ｌＶｅｈｉｃｌｅ）などの飛行体（以下、「飛行体」と総称する）を利用して荷物の配
達を行う試みがなされている。特許文献１には、飛行体による配達システムが開示されて
いる（例えば、特許文献１参照）。配達システムは、飛行体（ドローン）が自律して宅配
する荷物を宅配先に配達するための出荷目録を形成している。

米国特許公開公報２０１５－０１２００９４Ａ１

一方、近年、屋内における飛行体のニーズが高まっている。しかしながら、特許文献１
の飛行体は、屋内で使用するには不向きである。加えて、このような飛行体を操作する場
合、コントローラ（プロポーショナル等）を利用することが多いが、屋内で利用する場合
には現実的ではないうえに、操作には経験と慣れが必要であり、直感的な操作を行うこと
は困難である。

そこで、本発明は、屋内でも手軽に操作し飛ばすことができる飛行体を提供することを
目的とする。

本発明によれば、
外周部及び内周部を有する円筒形状の本体部と、
前記本体部の内部に設けられ、少なくとも前記本体部の上方から下方に向かう気流を発
生させるための揚力発生部と、
前記本体部の下部に変位可能に設けられたフラップ部と、
前記フラップ部を変位させて前記気流の向き変えることにより、移動方向を制御する制
御部と、を備える
飛行体が得られる。

本発明によれば、屋内でも手軽に操作し飛ばすことができる飛行体を提供することがで
きる。

本発明の実施の形態による飛行体を上面から見た斜視図である。本発明の実施の形態による飛行体を上面から見た斜視図である。本発明の実施の形態による飛行体の上面図である。本発明の実施の形態による飛行体の下面図である。本発明の実施の形態による飛行体の側面断面図である。本発明の実施の形態による飛行体の他の側面断面図である。本発明の実施の形態による飛行体の飛行状態を表す側面断面図である。本発明の実施の形態による飛行体の飛行状態を表す側面断面図である。本発明の他の実施の形態による飛行体の飛行状態を表す側面断面図である。本発明の他の実施の形態による飛行体の飛行状態を表す側面断面図である。

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］
外周部及び内周部を有する円筒形状の本体部と、
前記本体部の内部に設けられ、少なくとも前記本体部の上方から下方に向かう気流を発
生させるための揚力発生部と、
前記本体部の下部に変位可能に設けられたフラップ部と、
前記フラップ部を変位させて前記気流の向き変えることにより、移動方向を制御する制
御部と、を備える
飛行体。
［項目２］
請求項１に記載の飛行体であって、
前記本体部の少なくとも上部又は下部には、全天球カメラが設けられている、
飛行体。
［項目３］
請求項２に記載の飛行体であって、
前記全天球カメラは、前記本体部の前記上部の中央又は略中央及び前記下部の中央又は
略中央に設けられている、
飛行体。
［項目４］
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の飛行体であって、
前記本体部の前記外周部には、情報を提供するためのディスプレイ部が設けられている
、
飛行体。
［項目５］
請求項４に記載の飛行体であって、
前記ディスプレイ部は、前記外周部の略全面に設けられている有機ＥＬディスプレイで
ある、
飛行体。
［項目６］
請求項４又は請求項５に記載の飛行体であって、
画像取得部を更に備えており、
前記制御部は、特定のジェスチャと特定の動作とを関連付けて管理しており、一のジェ
スチャに関する情報を前記ディスプレイ部に表示するとともに、前記画像取得部によって
取得したユーザの行動が前記一のジェスチャと同一と判断した場合、前記特定の動作を行
うように前記飛行体を制御する、
飛行体。
［項目７］
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の飛行体であって、
前記外周部には、一以上の深度センサが設けられている、
飛行体。
［項目８］
請求項７に記載の飛行体であって、
前記深度センサは、前記外周を情報から見た場合に１２０度間隔で設けられている、
飛行体。
［項目９］
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の飛行体であって、
前記本体部の上面及び下面はメッシュ状に形成されている、
飛行体。

＜実施の形態の詳細＞
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。

＜飛行体の構造＞
図１は、本実施の形態による飛行体１０の上面図である。図示されるように、飛行体１
０は、本体部１００とフラップ１１０と全天球カメラ１５０Ｔ（１５０Ｂ）を有している
。

なお、上述した飛行体は、ドローン（Ｄｒｏｎｅ）、マルチコプター（ＭｕｌｔｉＣ
ｏｐｔｅｒ）、無人飛行体（Ｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ：ＵＡＶ
）、ＲＰＡＳ（ｒｅｍｏｔｅｐｉｌｏｔｅｄａｉｒｃｒａｆｔｓｙｓｔｅｍｓ）、
又はＵＡＳ（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｉｒｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍｓ）等と称呼されるこ
とがある。

本体部１００は、外周部及び内周部を有する円筒形状を有している。図示されるように
、飛行体１０は、初期状態（初期位置：着陸状態）においては、上下方向（Ｚ方向）に開
口するように構成されている。

本実施の形態における外周部は、ディスプレイとして所定の上方を表示可能な側面部１
０２となっている。側面部１０２は例えば有機ＥＬディスプレイ等を利用することができ
るが、これに限られない。

側面部１０２には、例えば、飛行体１０の状態、動画等のコンテンツの表示、全天球カ
メラ１５０Ｔ、１５０Ｂによって撮像した静止画又は動画のリアルタイム表示をすること
ができる。また、特に、円筒形状であるために把握しにくい、上下・左右・前後等の飛行
体１０の進行方向を表示することとしてもよい。この場合、例えば、進行方向を示す表示
（色、点滅表示等）、左右を示す表示をすることとしてもよい。

図５によく示されるように、本実施の形態による飛行体１０は、本体部１００の内部に
設けられ、少なくとも本体部１００の上方から下方に向かう気流を発生させるためのプロ
ペラ（揚力発生部）１２０を有している。本実施の形態においては、プロペラ１２０は反
転プロペラを用いることとしている。

本実施の形態による飛行体１０においては、プロペラ１２０の径を大きくすることによ
って回転数を下げることとし、その結果、プロペラ１２０の回転による音を低減すること
ができる。

また、本体部１００を円筒形の形状とすることにより、プロペラの先端部から発生する
気流をも下方（進行方向後方）に整流ことができ、エネルギー効率が上がると同時に騒音
も抑えることができる。

図１乃至図４に示されるように、本体部１００の上部１０１及び下部１０３はメッシュ
構造となっており、プロペラ１２０による気流を効率よく排出する。

図２及び図４に示されるように、側面部１０２の下方の端部にはフラップ１１０が設け
られている。フラップ１１０は、１２０度間隔で設けられている。フラップ１１０は、内
側及び外側の方向に向けて（すなわち側面１０２の法線方向に）変位可能に設けられてい
る。飛行体１０の制御部（図示せず）は、フラップ部１１０を変位させて気流の向き変え
ることにより、移動方向を制御する。移動の方向については後述する。

図１及び図２に示されるように、本体部１００の上部１０１及び下部１０３の中心には
、全天球カメラ１５０Ｔ、１５０Ｂが設けられている。

側面部１０２には、深度センサ（Ｄｅｐｔｈｓｅｎｓｏｒ）１３０が設けられている
。深度センサ１３０は、側面１０２に関して１２０度間隔で設けられている。

本実施の形態においては、全天球カメラ１５０Ｔ、１５０Ｂによって、ユーザのジェス
チャを取得し、当該ジェスチャに関連付けられた動作を行う。この時、ジェスチャを正し
く認識したか否か、正しく認識した場合に行われる動作に関する情報は側面１０２のディ
スプレイに表示される。

続いて、図６及び図７を参照して、飛行状態を説明する。図示されるように、フラップ
部１１０を傾けると、飛行体１０は、重心Ｇを中心にＸＺ平面において回転する。この際
、飛行体１０が図７に示される状態に傾いたときにフラップ部１１０を元の方向に戻する
ことにより、重力ｇ及び揚力（推力）Ｐとの合力から水平方向に成分を有する力Ｆが飛行
体１０に働くこととなる。

なお、図６及び図７に示される構造では、フラップ部１２０のみによっては、ヨー方向
（Ｚ軸を回転の軸とする回転方向）の力を生み出すことができない。この場合二重反転の
プロペラ１２０の上下の回転数を変えることによって（違いに異なるものにすることによ
って）、所望のヨー方向に回転させることができる。

フラップ部１１０は、３つ設けることにより合力によって全方向に移動することが可能
となる。

続いて、図８及び図９参照してフラップ部１１０の変形例を説明する。図示されるように
、本実施の形態による３つのフラップ部１１０（うち、２つのフラップ部１１０は図示を
省略）のうち、１つは、飛行体１０の下部の中心に設けられている。この場合も、フラッ
プ部１１０を傾けると、飛行体１０は、重心Ｇを中心にＸＺ平面において回転する。この
際、飛行体１０が図９に示される状態に傾いたときにフラップ部１１０を元の方向に戻す
ることにより、図７と同様に、重力ｇ及び揚力（推力）Ｐとの合力から水平方向に成分を
有する力Ｆが飛行体１０に働くこととなる。

更には、図１０に示されるように、本実施の形態による３つのフラップ部１１０（うち
、１つのフラップ部１１０は図示を省略）のうち、２つは、飛行体１０の下部にｙ方向に
沿って隣接配置されている。ｙ方向において図の手前側のフラップ部１１０ｆと、後ろ側
のフラップ部１１０ｂとを互い違いに傾けることによって飛行体１０はＸＹ平面において
（ヨー方向に）回転する。この場合、プロペラ１２０は、１つでもよい（すなわち二重反
転プロペラでなくてもよい）。

上述したいずれの場合であっても、フラップ部１１０は、最低３つあれば飛行体１０は
、全方向に移動することが可能となる。

上述した回転翼機は、主として空中を移動するものを指すが、例えば、陸上用、水中用
などの用途を組み合わせた機能を有する回転翼機も含まれる。

上述した回転翼機は、例えば、フライトコントローラ、メモリ、送受信部、モータ、Ｅ
ＳＣ、プロペラ、バッテリー、各種センサ類、といったハードウェアで構成することとし
てもよい。

フライトコントローラは、プログラマブルプロセッサ（例えば、中央演算処理装置（Ｃ
ＰＵ））などの１つ以上のプロセッサを有することができる。

フライトコントローラは、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フライトコントローラが実行可能で
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。カメラやセンサ類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。

フライトコントローラは、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θ_ｘ、θ_ｙ及びθ_ｚ）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。

フライトコントローラは、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
信部と通信可能である。送受信機は、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
。

送受信部は、センサ類で取得したデータ、フライトコントローラ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は、その用途に応じて、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）、ビジョン／イメージセ
ンサ（例えば、カメラ）その他の物理センサを含み得る。更に、イオンセンサー、バイオ
アフィニティーセンサー、ガスセンサ、その他の電気化学センサー、オプティカルセンサ
ー等の化学センサを含んでいいてもよい。

上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定
して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良
することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

１０、１０’、１０’’ 飛行体
１００本体部
１０１上部
１０２側面部
１０３下部
１１０フラップ
１２０プロペラ
１５０Ｔ、１５０Ｂ全天球カメラ

Claims

外周部及び内周部を有する本体部と、
前記本体部の内部に設けられ、少なくとも前記本体部の上方から下方に向かう気流を発生させる揚力発生部と、
前記本体部の側面の下端部に、前記側面の法線方向に変位可能に設けられたフラップ部と、
前記フラップ部を変位させて前記揚力発生部により発生した気流の向きを変える制御を行う制御部と、を備え、
前記本体部の前記外周部には、長手方向が周方向に沿うディスプレイ部が設けられ、
前記ディスプレイ部には、飛行体の進行方向を示す表示が表示される、
飛行体。
請求項１に記載の飛行体であって、
前記ディスプレイ部は、前記外周部の略全面に設けられている有機ＥＬディスプレイである、
飛行体。
請求項１又２に記載の飛行体であって、
画像取得部を更に備えており、
前記制御部は、特定のジェスチャと特定の動作とを関連付けて管理しており、一のジェスチャに関する情報を前記ディスプレイ部に表示するとともに、前記画像取得部によって取得したユーザの行動が前記一のジェスチャと同一と判断した場合、前記特定の動作を行うように前記飛行体を制御する、
飛行体。
請求項１乃至３のいずれかに記載の飛行体であって、
前記揚力発生部は、前記本体部の内部に設けられる複数の反転プロペラである、
飛行体。
請求項１乃至４のいずれかに記載の飛行体であって、
前記本体部は円筒形状である、
飛行体。
請求項１乃至５のいずれかに記載の飛行体であって、
前記フラップ部は、前記本体部の周方向に３つ設けられている、
飛行体。