货物接收设备的制作方法

1.本发明涉及货物接收设备。


背景技术：

2.以往，利用具有垂直离着陆性能的无人飞行器配送货物的技术的开发得以进展。在利用无人飞行器的货物运输中，预先创建从出发地到交付货物的地点的飞行路线，使无人飞行器按照该飞行路线飞行。
3.在专利文献1中公开了如下的配送技术，即，在无人飞行器上搭载货物，无人飞行器着陆于在集体住宅或办公楼等设施设置的货物场交付货物，从上空使货物分离并落下。
4.专利文献1：日本特许第6778847号公报


技术实现要素：

5.但是，在如上述专利文献1中记载的那样，无人飞行器相对于货物场离着陆来配送货物的情况下，具有需要用于离着陆的能量的问题和离着陆需要时间所以货物的接收作业效率降低的问题。
6.另外，在如上述专利文献1中记载的那样，在货物场接收从无人飞行器分离并落下的货物的情况下，还可能因落下的冲击导致货物破损。而且，一般地，具有垂直离着陆性能的无人飞行器具备旋转翼，当无人飞行器在空中停止时，在无人飞行器的下方形成从旋转翼产生的风的流动(以下，也称为下降气流。)。因此，在如上述专利文献1中记载的那样，在货物场接收从无人飞行器分离并落下的货物的情况下，有时受到下降气流的影响而不能良好地接收货物。
7.因此，本发明的目的在于，提供能够从具有垂直离着陆性能的无人飞行器高效且良好地接收货物的货物接收设备。
8.为了解决上述课题，本发明的一实施方式的货物接收设备将从飞行中的无人飞行器落下的货物接住，所述货物接收设备具备：网，悬架于多个支承构件之间；以及搬运机构，对被所述网接住的所述货物进行搬运，所述网具有与所述货物的质量对应的伸缩性，并且具有与所述无人飞行器的下降气流的压力对应大小的多个间隙。
9.根据本发明，能够提供从具有垂直离着陆性能的无人飞行器高效且良好地接收货物的货物接收设备。
附图说明
10.图1是本发明的第一实施方式的货物搬运系统的概略立体图。
11.图2是该实施方式的网的局部放大图。
12.图3是该实施方式的货物接收设备的概略立体图。
13.图4是本发明的第二实施方式的货物接收设备的概略立体图。
14.(附图标记说明)
15.100 货物搬运系统
16.200 无人飞行器
17.210 旋转翼
18.220 保持机构
19.300 货物接收设备
20.310 网
21.310a 线状构件
22.310b 间隙
23.312 取出位置
24.320 搬运机构
25.322 带阻尼器的滑轨
26.322a 第一滑轨
27.322b 第二滑轨
28.322c 第三滑轨
29.322d 第四滑轨
30.324a 第一线材
31.324b 第二线材
32.326 槽
33.328 滑块
34.350 外部搬运机构
35.400 货物
36.520 搬运机构
37.510a 第一支柱
38.510b 第二支柱
39.510c 第三支柱
40.510d 第四支柱
41.530 高低差赋予机构
具体实施方式
42.下面，一边参照附图，一边详细地说明本发明的实施方式。该实施方式所示的具体的尺寸、材料、数值等只不过是用于容易地理解发明的例示，除了特别排除的情况，都不是对本发明进行限定。此外，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能、结构的要素标注相同的附图标记，由此省略重复说明，另外，与本发明没有直接关系的要素省略图示。
43.[1.货物搬运系统的整体结构]
[0044]
首先，参照图1，说明本发明的第一实施方式的货物搬运系统100的整体结构。图1是本发明的第一实施方式的货物搬运系统100的概略立体图。
[0045]
如图1所示，货物搬运系统100包括无人飞行器200、成为货物400的配送源的无人飞行器200的起降场(未图示)和成为货物400的配送目的地的货物接收设备300。无人飞行器200例如全长为3m～5m。无人飞行器200在未图示的起降场搭载货物400。货物400既可以
悬挂于无人飞行器200，也可以可装卸地安装于无人飞行器200的下部侧，或者，也可以容置于无人飞行器200的内部。无人飞行器200按照从该起降场到货物接收设备300的飞行路线飞行并搬运货物400。
[0046]
图1所示的例子的无人飞行器200例如具备四个旋转翼210和保持机构220。四个旋转翼210旋转，由此获得无人飞行器200所需的升力及推力。本实施方式的无人飞行器200是能够在垂直方向上离着陆的垂直离着陆机(vertical take-off and landing aircraft：vtol机)。无人飞行器200也可以是所谓的无人机(drone)。
[0047]
在无人飞行器200的下部设置有保持机构220。保持机构220可装卸地保持货物400。在无人飞行器200的起降场(未图示)，货物400安装于保持机构220。无人飞行器200从起降场到达货物接收设备300的期间，保持机构220持续保持货物400。另一方面，在无人飞行器200到达货物接收设备300且在货物接收设备300的上方，在空中停止时，保持机构220使货物400分离并朝向货物接收设备300落下。
[0048]
[2.货物接收设备的结构]
[0049]
货物接收设备300是用于接收被无人飞行器200搬运来的货物400的设备。本实施方式的货物接收设备300例如设置于成为货物400的配送目的地的建筑物的屋顶上。具体地说，建筑物例如是物流中心、超市、百货商店等商业设施、工厂、仓库等工业设施或学校、政府大楼等公共设施的建筑物。
[0050]
货物接收设备300具备多个支承构件、网310和搬运机构320。支承构件是支承网310的支柱。例如，本实施方式的支承构件由图1所示的第一滑轨322a、第二滑轨322b、第三滑轨322c、第四滑轨322d(以下，也有时总称为滑轨322。)构成。网310悬架于多个支承构件之间，配置为在大致水平方向上扩展。搬运机构320对被网310接住的货物400进行搬运。
[0051]
网310是将具有柔性的丝、纤维等线状构件组合为网眼状的构件。网310例如由具有伸缩性的材料构成。网310具有能够接住从无人飞行器200落下的货物400的程度的强度。网310具有与货物400的质量对应的伸缩性及强度。
[0052]
图2是本发明的第一实施方式的网310的局部放大图。图2是将图1中的网310的虚线部分ⅱ提取出来的局部放大图。如图2所示，网310包括线状构件310a和间隙310b。线状构件310a由富有柔性的丝或钢线等构成。网310是具有将线状构件310a连结成格子状的形状的格子状构造体。
[0053]
在本实施方式中，线状构件310a由橡胶等具有伸缩性的原材料构成。但是，不限于此，线状构件310a可以通过网310的编织方法而具有伸缩性。
[0054]
线状构件310a具有与货物400的质量和落下高度对应的弹簧常数，例如，线状构件310a的弹簧常数在10n/m～300n/m的范围。具体地说，在货物400的质量为30kg且落下高度为4m的情况下，线状构件310a的弹簧常数为73.5n/m，在货物400的质量为40kg且落下高度为6m的情况下，线状构件310a的弹簧常数为147n/m。如此，货物400的质量越大，而且落下高度越高，则线状构件310a的伸缩率设定得越大。此外，线状构件310a的弹簧常数和强度根据设想的货物400的种类和质量来调整。
[0055]
另外，在网310中，在多个线状构件310a之间形成有多个间隙310b，该间隙310b具有与由无人飞行器200的下降气流引起的风压载荷即无人飞行器200的机体质量和货物400的质量对应的大小。各间隙310b具有能够使无人飞行器200的下降气流通过的大小。各间隙
310b例如是一边为5～10cm的正方形状的间隙。但是，间隙310b的形状不限于此，例如可以是矩形状、圆形状，椭圆形状、菱形形状、多边形状。
[0056]
例如，在无人飞行器200的机体质量为300kg且货物400的质量为30kg的情况下，间隙310b占网310的投影面积比例为10％，在无人飞行器200的机体质量为300kg且货物400的质量为15kg的情况下，间隙310b占网310的投影面积比例为5％。如此，机体质量相对于货物质量的比例越大，则间隙310b占网310的投影面积比例设定得越大。此外，间隙310b的大小根据设想的无人飞行器200的机种和下降气流的大小来调整。如此，兼具有与货物400对应的合适的线状构件310a的伸缩性和合适的间隙310b的大小，从而能够避免下降气流的影响，并且能够吸收货物400的落下冲击而适当地接住货物400。
[0057]
返回图1，搬运机构320包括多根带阻尼器的滑轨(支承构件)322、第一线材324a和第二线材324b。
[0058]
带阻尼器的滑轨322具备第一滑轨322a、第二滑轨322b、第三滑轨322c和第四滑轨322d(以下，也有时总称为滑轨322。)。各滑轨322由未图示的保持构件从建筑物的屋顶上表面朝向上方立起设置。多根滑轨322将网310支承在与建筑物的屋顶上表面向上方隔开的位置。网310在以向大致水平方向扩展的方式展开的状态下悬架于多根滑轨322。此时，拉伸网310的张力优选调整为能够吸收货物400的落下冲击并能够良好地接住货物400那样的合适的张力。
[0059]
在各滑轨322a、322b、322c、322d上形成有沿着长度方向延伸的槽326。在槽326上安装有滑块328，滑块328能够沿着槽326往复移动。
[0060]
另外，在槽326上设置有螺旋弹簧(未图示)和阻尼器(未图示)。螺旋弹簧朝向各滑轨322a、322b、322c、322d的上端推压滑块328。阻尼器例如由封入有油和空气的缸体构成，衰减螺旋弹簧的振动。另外，阻尼器作为对接住货物400时的冲击进行吸收的冲击吸收构件发挥功能。而且，在槽326上设置有棘轮机构，滑块328不返回上方，直到解除为止。
[0061]
第一线材324a的一端与第一滑轨322a的滑块328连接，第一线材324a的另一端与第二滑轨322b的滑块328连接。其结果，第一线材324a架设于第一滑轨322a与第二滑轨322b之间。
[0062]
另外，第二线材324b的一端与第三滑轨322c的滑块328连接，第二线材324b的另一端与第四滑轨322d的滑块328连接。其结果，第二线材324b架设于第三滑轨322c与第四滑轨322d之间。
[0063]
在第一线材324a与第二线材324b之间安装有网310。第一滑轨322a和第二滑轨322b在第一线材324a的延伸方向上隔开。另外，第三滑轨322c和第四滑轨322d在第二线材324b的延伸方向上隔开。另外，第一滑轨322a及第二滑轨322b隔着网310与第三滑轨322c及第四滑轨322d相对。
[0064]
第一滑轨322a的下端与第二滑轨322b的下端的间隔比第一滑轨322a的上端与第二滑轨322b的上端的间隔窄。第一滑轨322a与第二滑轨322b的间隔从上端前往下端逐渐减小。
[0065]
另外，第三滑轨322c的下端与第四滑轨322d的下端的间隔比第三滑轨322c的上端与第四滑轨322d的上端的间隔窄。第三滑轨322c与第四滑轨322d的间隔从上端前往下端逐渐减小。
[0066]
另外，第三滑轨322c及第四滑轨322d的下端位于比第一滑轨322a及第二滑轨322b的下端高的位置。在第三滑轨322c及第四滑轨322d的下端与第一滑轨322a及第二滑轨322b的下端之间设置有高低差。如此，本实施方式的四根滑轨322作为对网310赋予高低差的高低差赋予机构发挥功能。此外，对网310赋予高低差意指使网310相对于水平面向一个方向(例如，后述的取出位置312的方向)倾斜。
[0067]
图3是示出本发明的第一实施方式的货物接收设备300的概略立体图。如图3所示，外部搬运机构350包括传送线352和分类机构354。传送线352例如由辊传送机构成，辊借助未图示的马达旋转，由此对配置于辊上的货物400进行搬运。传送线352分支为多个分类线356。在本实施方式中，多个分类线356是三个，但是不限于此，既可以是两个，也可以是四个以上。
[0068]
分类机构354例如构成为能够借助未图示的马达驱动三角形状的分隔构件向a方向或b方向旋转。分类机构354与传送线352上的货物400抵接，由此能够变更货物400的行进方向。在图3中，分类机构354向a方向或b方向转动，由此能够将在传送线352上移动的货物400分类至多个分类线356中的任一个。在本实施方式中，将传送线352上的多个货物400分类为三排，并能够在各排存放。
[0069]
本实施方式的外部搬运机构350将被网310接收的货物400搬运至与无人飞行器200隔开预定距离以上的位置。虽详细后述，网310上的货物400经由取出位置312被引导至外部搬运机构350。被引导的货物400沿着传送线352移动，被分类机构354分类至三排分类线356中的任一排，并在各分类线356存放。
[0070]
外部搬运机构350将被网310接收到的货物400搬运至从无人飞行器200隔开预定距离以上的位置。因此，作业者能够不受无人飞行器200的下降气流的影响，并且不与落下的货物400碰撞的情况下安全地搬出货物。能够通过分类机构354按照种类、大小、质量、形状等将多个货物400分类。因此，能够减轻对被网310接收到的货物400进行分类的作业者的负担。
[0071]
[3.货物接收设备的动作]
[0072]
接着，参照图1～图3，说明本实施方式的货物接收设备300的工作。
[0073]
首先，如图1所示，通过无人飞行器200将货物400搬运至货物接收设备300，使无人飞行器200在货物接收设备300的上空悬停。
[0074]
接着，通过无人飞行器200的保持机构220将货物400分离，并朝向货物接收设备300落下。于是，如图3所示，从无人飞行器200的保持机构220分离的货物400落下至网310上。
[0075]
若货物400落下至网310上，则载荷经由第一线材324a、第二线材324b、滑块328传递至螺旋弹簧及阻尼器，螺旋弹簧及阻尼器收缩。螺旋弹簧及阻尼器收缩，由此滑块328从各滑轨322a、322b、322c、322d的上端朝向下端移动。
[0076]
如上述那样，第一滑轨322a与第二滑轨322b的间隔越前往下方越变窄。同样地，第三滑轨322c与第四滑轨322d的间隔也越前往下方越变窄。
[0077]
因此，如图3所示，若在接住货物400时，滑块328沿着滑轨322向下方移动，则第一线材324a及第二线材324b向下方挠曲，随之网310也向下方挠曲。并且，随着第一线材324a及第二线材324b向下方挠曲，该网310的挠曲量变大。随着网310的挠曲量变大，借助货物
400的自重，货物400的位置被引导至网310的中央部。如以上那样，网310具有伸缩性，并且一边作用阻尼器的冲击吸收功能，一边使滑块328沿着滑轨322向下方移动，由此网310能够稳定地接住落下的货物400。
[0078]
然后，被网310接住的货物400借助高低差赋予机构自动地移动至网310的一侧的取出位置312。详细地，第三滑轨322c及第四滑轨322d的下端位于比第一滑轨322a及第二滑轨322b的下端高的位置。如图3所示，在网310移动至下端而挠曲了时，网310的第三滑轨322c及第四滑轨322d侧的端部位于比第一滑轨322a及第二滑轨322b侧的端部高的位置。其结果，挠曲了的网310成为从第三滑轨322c及第四滑轨322d侧朝向第一滑轨322a及第二滑轨322b侧向下方倾斜的状态。
[0079]
由此，能够使网310上的货物400从第三滑轨322c及第四滑轨322d侧朝向第一滑轨322a及第二滑轨322b侧滑移。也就是说，能够使网310上的货物400朝向取出位置312侧滑移。其结果，货物400在网310上滑动并被引导至网310的一侧端即取出位置312。
[0080]
在与网310的取出位置312相邻的位置设置有外部搬运机构350。移动至取出位置312的货物400被引导至外部搬运机构350。
[0081]
货物400从网310上移动至外部搬运机构350，若解除槽326的棘轮机构的锁定，则施加于各滑轨322的螺旋弹簧的载荷消除，螺旋弹簧伸长。随着螺旋弹簧伸长，滑块328从各滑轨322的下端朝向上端移动。
[0082]
[4.总结]
[0083]
以上，根据本实施方式的货物接收设备300，能够适当地接收从飞行中的无人飞行器200落下的货物400。因此，在设置有货物接收设备300的建筑物中，不需要确保无人飞行器200起降用的起降区域。另外，不需要无人飞行器200相对于建筑物的货物接收设备300起降，所以能够减少无人飞行器200起降时的能量。
[0084]
另外，由于能够省略无人飞行器200的起降时间，能够用一处货物接收设备300连续地接收货物400，能够提高接收货物400时的时间效率。另外，在接收货物400时，无需人力，能够减少人员。
[0085]
货物接收设备300具备悬架于多根支承构件(例如，滑轨322a、322b、322c、322d)之间的网310。网310具有与货物400的质量对应的伸缩性。因此，能够缓和货物400落下到网310上时的冲击。
[0086]
另外，网310具有与无人飞行器200的下降气流的压力对应大小的多个间隙。因此，能够抑制落下至网310上的货物400受由无人飞行器200的旋转翼210生成的下降气流的影响而在网310上不规则且不稳定地移动。其结果，货物接收设备300能够良好地接收从无人飞行器200落下的货物400。
[0087]
另外，滑轨322a、322b、322c、322d具有与网310的端部连接的滑块328。滑块328沿着滑轨322a、322b、322c、322d移动，由此能够缓和被网310接住从无人飞行器200落下的货物400时的冲击。
[0088]
另外，滑轨322a、322b、322c、322d具有对滑块328沿着滑轨322a、322b、322c、322d向下方移动时的冲击进行吸收的阻尼器。由此，能够缓和滑块328沿着滑轨322a、322b、322c、322d向下方移动时的冲击。
[0089]
另外，根据本实施方式的货物接收设备300，只要在建筑物的屋顶上仅确保接收单
个货物400的空间和用于存放接收到的货物400的空间即可，能够减小在建筑物侧配置基础设施的成本。
[0090]
另外，第三滑轨322c及第四滑轨322d的下端位于比第一滑轨322a及第二滑轨322b的下端高的位置。由此，在货物400落下至网310上时，网310的第三滑轨322c及第四滑轨322d侧的下端成为比第一滑轨322a及第二滑轨322b侧的下端高的位置。
[0091]
如此，本实施方式的第一滑轨322a、第二滑轨322b、第三滑轨322c、第四滑轨322d作为对网310赋予高低差的高低差赋予机构发挥功能。通过对网310赋予高低差，能够使被网310接住的货物400滑动而自动移动至取出位置312，并且能够使被网310接住的货物400从取出位置312向外部搬运机构350移动。因而，不需要另外设置用于使被网310接住的货物400移动至外部搬运机构350的驱动装置。
[0092]
另外，外部搬运机构350将被网310接住的货物400搬运到网310外部的与无人飞行器200隔开的位置。因此，能够在与无人飞行器200隔开的位置处开闭货物400，所以即使是专职操作员以外的一般作业员也能够简单地搬出货物
[0093]
若使货物400落下至网310上，则无人飞行器200的重量减小相当于货物400的重量的量。因此，无人飞行器200从货物接收设备300返回起降场并在着陆于起降场时，无人飞行器200的着陆时姿态统一，机体控制变得容易。
[0094]
[5.第二实施方式]
[0095]
接着，参照图4，说明本发明的第二实施方式的货物接收设备。图4是示出本发明的第二实施方式的货物接收设备500的概略立体图。此外，关于第二实施方式的货物接收设备500，对于与上述第一实施方式的货物接收设备300实质上相同的构成要件标注相同的附图标记并省略详细说明。
[0096]
如图4所示，第二实施方式的货物接收设备500具备多个支承构件(第一支柱510a、第二支柱510b、第三支柱510c、第四支柱510d)、网310和搬运机构520。
[0097]
支承构件是用于支承网310的支柱。本实施方式的支承构件包括第一支柱510a、第二支柱510b、第三支柱510c及第四支柱510d(以下，也有时总称为支柱510。)。各支柱510分别具有相同的高度。四根支柱510将网310支承在与建筑物的屋顶上表面向上方隔开的位置。
[0098]
搬运机构520包括高低差赋予机构530和外部搬运机构350。高低差赋予机构530对网310的一端侧的取出位置312施加朝下的张力，对网310赋予高低差。
[0099]
网310的第三支柱510c及第四支柱510d侧的端部借助高低差赋予机构530成为比第一支柱510a及第二支柱510b侧的取出位置312的端部高的位置。通过该高低差赋予机构530，网310的至少一部分区域倾斜为朝向取出位置312下降。由此，能够使网310上的货物400从第三支柱510c及第四支柱510d侧朝向第一支柱510a及第二支柱510b侧的取出位置312滑动并自动地移动。
[0100]
如以上那样，第二实施方式的货物接收设备500具备各支柱510a、510b、510c、510d作为支承网310的支承构件，来代替上述第一实施方式的带阻尼器的滑轨322。因此，与上述第一实施方式的货物接收设备300相比，能够简化支承构件的结构。另外，能够获得在上述第一实施方式中说明的作用及效果。
[0101]
以上，一边参照附图一边说明了本发明的实施方式，但不言而喻，本发明不限于这
些实施方式。只要是本领域技术人员，就清楚能够在权利要求书记载的范畴内想到各种变更例或修正例，了解这些当然也属于本发明的技术范围。
[0102]
在上述实施方式的货物接收设备300、500中，说明了设置对网310赋予高低差的高低差赋予机构530的例子。但是，高低差赋予机构530不是必须的结构，也可以在货物接收设备不设置高低差赋予机构。
[0103]
在上述实施方式的货物接收设备300、500中，说明了设置向网310的外部搬运货物400的外部搬运机构350的例子。但是，外部搬运机构350不是必须的结构，也可以在货物接收设备不设置外部搬运机构350。

技术特征：
1.一种货物接收设备，将从飞行中的无人飞行器落下的货物接住，所述货物接收设备具备：网，悬架于多个支承构件之间；以及搬运机构，对被所述网接住的所述货物进行搬运，所述网具有与所述货物的质量对应的伸缩性，并且具有与所述无人飞行器的下降气流的压力对应大小的多个间隙。2.根据权利要求1所述的货物接收设备，其中，所述搬运机构具有对所述网赋予高低差的高低差赋予机构，通过所述高低差赋予机构使被所述网接住的所述货物滑动到所述网的一侧端的取出位置。3.根据权利要求2所述的货物接收设备，其中，所述搬运机构具有外部搬运机构，所述外部搬运机构将滑动至所述网的一侧端的所述取出位置的所述货物搬运到所述网的外部。4.根据权利要求1至3中任一项所述的货物接收设备，其中，所述支承构件包括滑轨，所述滑轨具有与所述网的端部连接的滑块。5.根据权利要求4所述的货物接收设备，其中，所述滑轨具有对所述滑块沿着所述滑轨向下方移动时的冲击进行吸收的阻尼器。

技术总结
本发明提供一种货物接收设备，能够从具有垂直离着陆性能的无人飞行器高效且良好地接收货物。货物接收设备将从飞行中的无人飞行器落下的货物接住，所述货物接收设备具备：网，悬架于多个支承构件之间；以及搬运机构，对被所述网接住的所述货物进行搬运，所述网具有与所述货物的质量对应的伸缩性，并且具有与所述无人飞行器的下降气流的压力对应大小的多个间隙。隙。隙。


技术研发人员：关克哉 国谷知可
受保护的技术使用者：株式会社斯巴鲁
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2023/3/30