无人驾驶飞行器的模块化机身制造技术

用于无人驾驶飞行器(UAV)的模块化机身包括电池模块、航空电子模块和任务有效载荷模块。电池模块容纳电池以为UAV供电。航空电子模块容纳UAV的飞行控制电路。任务有效载荷模块容纳与UAV的任务相关的设备。电池模块、航空电子模块和任务有效载荷模块可彼此拆卸并且可彼此机械地固定，以连续地形成UAV的模块化机身的至少一部分。

Modular fuselage of unmanned aerial vehicle

The modular fuselage for unmanned aerial vehicle (UAV) includes battery module, avionics module and mission payload module. The battery module contains batteries to power the UAV. Avionics module accommodates UAV flight control circuit. Task payload module accommodates UAV task-related devices. Battery modules, avionics modules and mission payload modules can be disassembled from each other and mechanically fixed to each other to continuously form at least part of the modular fuselage of UAV.

【技术实现步骤摘要】
无人驾驶飞行器的模块化机身
本公开总体涉及无人驾驶飞行器领域。
技术介绍
无人驾驶载具(也可称为自主载具)是能够在没有物理存在的人类操作员的情况下行驶的载具。无人驾驶载具可以以远程控制模式、自主模式或部分自主模式操作。当无人驾驶载具以远程控制模式操作时，位于远程位置的飞行员或驾驶员可以通过经由无线链路发送到无人驾驶载具的命令来控制无人驾驶载具。当无人驾驶载具以自主模式操作时，无人驾驶载具通常基于预编程的导航航点、动态自动化系统或这些的组合来移动。此外，一些无人驾驶载具可以在远程控制模式和自主模式下操作，并且在一些情况下可以同时这样做。例如，作为示例，远程飞行员或驾驶员可能希望在手动执行另一任务(比如操作用于拾取物体的机械系统)的同时将导航留给自主系统。存在用于各种不同环境的各种类型的无人驾驶载具。例如，存在用于在空中、地面、水下和空间中操作的无人驾驶载具。对于可以进行多环境操作的混合操作，也存在无人驾驶载具。混合无人驾驶载具的示例包括能够在陆地以及水上操作的两栖航空器(craft)或者能够着陆在水上以及陆地上的飞行艇。其他示例也是可能的。可以提供无人驾驶载具以执行各种不同的任务，包括有效载荷传递、探索/侦察、成像、公共安全、监视或其他。任务定义通常会指定无人驾驶载具的一种专用设备和/或配置。附图说明参考以下附图描述本专利技术的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部分。并非所有元件的实例都必须标记，以免在适当的时候使附图混乱。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明所描述的原理上。图1A是根据本公开实施例的具有模块机身的无人驾驶飞行器(UAV)的透视图。图1B是根据本公开实施例的具有模块机身的UAV的俯视图。图1C是根据本公开实施例的具有模块机身的UAV的仰视图。图2是根据本公开实施例的组装的模块化机身的透视图。图3是根据本公开实施例的组装的模块化机身的仰视图。图4A和4B是根据本公开实施例的未组装的模块化机身的分解透视图。图5A-C是根据本公开实施例的机身盖的透视图。图5D是根据本公开实施例的机身盖的仰视图。图6A是根据本公开实施例的机翼翼型件(wingfoil)的透视图。图6B和6C分别是根据本公开实施例的机翼翼型件的俯视图和仰视图。具体实施方式本文描述了用于具有模块化机身的无人驾驶飞行器(UAV)的系统和设备的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、部件、材料等来实践本文描述的技术。在其他情况下，众所周知的结构、材料或操作未被详细示出或描述以避免模糊某些方面。本说明书中对“一实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一实施例中”或“在实施例中”不一定都指的是同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。本文描述的实施例包括无人驾驶飞行器(UAV)，其涉及能够在没有物理存在的人类飞行员的情况下执行某些功能的任何自主或半自主载具。UAV可以采取各种形式。例如，除其他可能性之外，UAV可以采用以下形式：固定翼飞机、滑翔机、尾翼飞机、喷气式飞机、管道风扇飞机、诸如飞艇或可转向气球的轻于空气的飞船、诸如直升机或多旋翼飞行器的旋翼飞行器和/或扑翼飞机(ornithopter)。此外，术语“无人机”、“无人驾驶飞行器系统”(UAVS)或“无人驾驶航空系统”(UAS)也可用于指代UAV。图1A是根据本公开实施例的具有模块化机身的UAV1100的透视图。图1B是UAV1100的俯视图，而图1C是UAV1100的仰视图。图1A-C示出了固定翼UAV1100的示例，除其他可能性之外，其也可被称为飞机(ariplane)、飞机(aeroplane)、滑翔机、飞机(plane)等。顾名思义，固定翼UAV1100具有机翼组件1102，其基于机翼形状和飞行器的前进空速产生升力。例如，机翼组件1102可具有翼型件形状的横截面，以在UAV1100上产生气动升力。如图所示，UAV1100还包括模块化机身1104。模块化机身1104包括电池模块、航空电子模块、任务有效载荷模块和机身盖。这些模块可彼此拆卸并且可彼此机械地固定，以连续地形成UAV主体或机身的至少一部分。结合图2-6更详细地讨论模块化机身1104的模块化。电池模块容纳一个或多个电池，用于为UAV1100供电。航空电子模块容纳UAV1100的飞行控制电路，其可包括处理器和存储器、通信电子器件和天线(例如蜂窝收发器、wifi收发器等)以及各种传感器(例如全球定位传感器、惯性测量单元(IMU)等)。任务有效载荷模块容纳与UAV1100的任务相关的设备。例如，任务有效载荷模块可包括用于保持和释放外部附接的有效载荷的有效载荷致动器。在该实施例中，UAV1100的任务可以是有效载荷传递。在另一实施例中，任务有效载荷模块可包括用于承载相机/传感器设备(例如相机、镜头、雷达、激光雷达、污染监测传感器、天气监测传感器等)的相机/传感器设备保持器。在该实施例中，UAV1100的任务可以是航空图像。在又一实施例中，任务有效载荷模块可以包括附加的电池保持器，以容纳额外的或更大的电池以延长飞行时间。在该实施例中，UAV1100的任务可以是普通飞行。当然，任务有效载荷模块可以为各种混合使用任务提供混合使用有效载荷容量(例如附加的电池和相机设备)。UAV1100的模块化机身还可包括用于受控起飞和着陆的起落架和/或滑板(skidplate)。UAV1100的所示实施例还包括定位在机翼组件1102上的前进推进单元1106，其可各自包括用于推进UAV1100的马达、轴和螺旋桨。UAV1100的所示实施例还包括固定到机翼组件1102的两个吊杆组件(boomassembly)1110。在一实施例中，机翼组件1102包括设置在机翼翼型件内的翼梁。翼梁可以是沿机翼翼型件的内部长度延伸的管状杆，并且提供将机翼组件1102连接到模块化机身1104并且吊杆组件1110安装到其上的主结构构件。吊杆组件1110的所示实施例均包括吊杆1111、垂直推进单元1112、印刷电路板1113和稳定器1108。垂直推进单元1112每个可包括马达、轴和螺旋桨，用于提供垂直推进。垂直推进单元1112可以在悬停模式期间使用，其中UAV1110正在下降(例如到递送位置)或上升(例如在递送之后)。UAV1100可以包括稳定器1108(或翅片)，以在飞行期间稳定UAV的偏航(左转或右转)。在一些实施例中，UAV1100可以配置为用作滑翔机。为此，UAV1100可以关闭其推进单元并滑行一段时间。在飞行期间，UAV1100可以通过控制其俯仰、侧倾、偏航和/或高度来控制其运动的方向和/或速度。例如，稳定器1108可包括用于控制UAV偏航的一个或多个方向舵1108a，并且机翼组件1102可包括用于控制UAV俯仰的升降舵和/或用于控制UAV侧倾的副翼1102a。作为另一示例，同时增加或减小所有螺旋桨的速度可以导致UAV1100分别增加或减小其高度。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人驾驶飞行器(UAV)的模块化机身，包括：电池模块，其用于容纳电池以为UAV供电；航空电子模块，其容纳UAV的飞行控制电路；和任务有效载荷模块，其容纳与UAV的任务相关的设备，其中，所述电池模块、所述航空电子模块和所述任务有效载荷模块能够彼此拆卸并且能够彼此机械地固定，以连续地形成UAV的模块化机身的至少一部分。

【技术特征摘要】
2017.10.11 US 15/730,4201.一种用于无人驾驶飞行器(UAV)的模块化机身，包括：电池模块，其用于容纳电池以为UAV供电；航空电子模块，其容纳UAV的飞行控制电路；和任务有效载荷模块，其容纳与UAV的任务相关的设备，其中，所述电池模块、所述航空电子模块和所述任务有效载荷模块能够彼此拆卸并且能够彼此机械地固定，以连续地形成UAV的模块化机身的至少一部分。2.根据权利要求1所述的模块化机身，其中，所述电池模块、所述航空电子模块和所述任务有效载荷模块成形为彼此固定以形成所述模块化机身，与机械地固定到UAV的机翼分开。3.根据权利要求1所述的模块化机身，其中，所述电池模块、所述航空电子模块和所述任务有效载荷模块的下侧具有配合曲率，其在所述电池模块、所述航空电子模块和所述任务有效载荷模块机械地固定到彼此时形成所述模块化机身的单个连续空气动力学表面。4.根据权利要求1所述的模块化机身，其中，所述任务有效载荷模块包括所述模块化机身的中间部分。5.根据权利要求4所述的模块化机身，其中，所述电池模块包括所述模块化机身的前部，并且所述航空电子模块包括所述模块化机身的后部。6.根据权利要求4所述的模块化机身，其中，所述任务有效载荷模块包括用于将翼梁固定到模块化机身的翼梁安装支架，并且其中，所述电池模块包括连接在所述翼梁安装支架和所述电池模块的远端部分之间的可拆卸拉伸支撑杆，以在通过翼梁安装支架连接时将载荷从所述电池模块承载到所述翼梁。7.根据权利要求1所述的模块化机身，其中，所述任务有效载荷模块包括以下中的一个：用于保持和释放外部附接的有效载荷的有效载荷致动器、相机设备保持器、传感器设备保持器、或附加的电池保持器。8.根据权利要求1所述的模块化机身，其中，所述模块化机身还包括：机身盖，其在所述电池模块的顶部之上并沿着其第一侧部、沿着所述任务有效载荷模块的第二侧部以及沿着所述航空电子模块的第三侧部延伸，其中，所述航空电子模块的底部滑板与所述航空电子模块的第三侧部形成通道，所述机身盖的舌部固定到所述通道中。9.根据权利要求1所述的模块化机身，其中，所述电池模块、所述航空电子模块和所述任务有效载荷模块能够使用机械紧固件而彼此机械地固定。10.根据权利要求9所述的模块化机身，其中，所述航空电子模块包括第一组紧固件孔，当所述航空电子模块固定到所述任务有效载荷模块时，所述第一组紧固件孔与所述任务有效载荷模块的下侧上的第二组紧固件孔对准，第一机械紧固件和第二机械紧固件从所述任务有效载荷模块的下侧插入第一组紧固件孔和第二组紧固件孔中，并且其中，第一机械紧固件和第二机械紧固件还将所述航空电子模块的顶盖在所述航空电子模块之上保持就位。11.根据权利要求9所述的模块化机身，其中，所述航空电子模块包括扭转箱，其包括侧倾剪切壁和俯仰剪切壁，所述侧倾剪切壁和所述俯仰剪切壁通过将所述航空电子模块固定到所述任务有效载荷模块的机械紧固件的子组向所述任务有效载荷模块提供侧倾和俯仰剪切强度。12.一种无人驾驶飞行器(UAV)，包括：提供升力的机翼组件；固定到...

【专利技术属性】
技术研发人员：A伍德沃思，A鲁丁，S本森，J施迈茨里德，K利斯克，J布莱克，A普拉格，N雷诺德，E特怀福德，
申请(专利权)人：WING航空有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US