无人机叉式升降机制造技术

一种UAV包括叉式升降机系统和长度部件。所述叉式升降机系统包括一个或多个纵长构件，所述一个或多个纵长构件至少部分地沿水平方向延伸。所述叉式升降机系统还包括延伸机构，所述延伸机构配置为使所述一个或多个纵长构件相对于相对表面选择性地缩回和延伸。例如，所述纵长构件可包括所述叉式升降机系统的叉尖或支撑构件。所述长度部件被配置为控制所述延伸机构以调整所述相对表面与所述一个或多个纵长构件之间的距离以适应有效载荷。

Unmanned aerial vehicle fork lift

A UAV includes a fork lift system and a length component. The fork lift system comprises one or more longitudinal members which extend at least partially along the horizontal direction. The fork lift system also includes an extension mechanism configured to selectively retract and extend the one or more longitudinal members relative to the relative surface. For example, the longitudinal member may include a fork tip or a support member of the fork lift system. The length component is configured to control the extension mechanism to adjust the distance between the relative surface and the one or more longitudinal members to accommodate the payload.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无人机叉式升降机
本公开总体涉及无人飞行器(UAV)或无人机，且更具体地涉及用于装载和释放无人机的有效载荷的系统、方法和装置。
技术介绍
每天都有非常大量的包裹被递送到商业场所、住宅和其他位置。少量物品的包裹递送通常使用由人类驾驶员驾驶的递送卡车、货车或其他车辆来完成。人可以在递送位置之间驾驶车辆并且带着包裹走到或走进建筑物、邮筒或其他位置以便递送包裹。近来，一直在讨论使用飞行器或无人机进行递送的问题。例如，诸如亚马逊Prime等系统建议使用无人机将单个包裹从仓库递送到目的地。附图说明参考以下附图描述本公开的非限制及非详尽实施方式，其中除非另有说明，否则相同的附图标记贯穿各个附图指代相同零件。参考以下描述和附图将更好地理解本公开的优点，在附图中：图1示出了根据一个实施方式的具有叉式升降机系统的UAV的透视图；图2示出了根据一个实施方式的具有叉式升降机系统的UAV的后视图；图3示出了根据一个实施方式的具有叉式升降机系统的UAV的侧视图；图4示出了根据一个实施方式的其中叉式升降机系统处于缩回位置的UAV的侧视图；图5是根据一个实施方式的示出了UAV的示例性部件的示意性框图；图6A至图6E示出了根据一个实施方式的用于包裹装载的方法；图7A至图7D示出了根据一个实施方式的用于包裹卸载的方法；图8示出了根据一个实施方式的UAV可以从其递送包裹的车辆的平面图；以及图9是根据一个实施方式的示出用于包裹递送的方法的示意性流程图。具体实施方式申请人已经认识到对用于包裹递送的系统、方法和装置的重大改进的需要并进行了开发。例如，无人机递送通常需要人将有效载荷附接到无人机和/或从无人机拆下。要求人工参与会降低效率并减缓进程。在某些情况下，可能使用挂钩或机械臂的无人机可以走出人工劳动的循环，但只能装载适当间隔开的有效载荷，以供挂钩或臂固定有效载荷。这是个问题，因为这不允许在狭小空间内堆叠很多包裹。鉴于上述情况，申请人已经开发出用于无人机包裹递送的无人机叉式升降机和迷你板条箱系统。在一个实施例中，UAV包括叉式升降机系统和长度部件。叉式升降机系统包括一个或多个纵长构件，该一个或多个纵长构件至少部分地沿水平方向延伸。叉式升降机系统还包括延伸机构，该延伸机构配置为使一个或多个纵长构件相对于相对表面选择性地缩回和延伸。例如，纵长构件可包括叉式升降机系统的叉尖或支撑构件。长度部件被配置为控制延伸机构以调整相对表面与一个或多个纵长构件之间的距离以适应有效载荷。在一个实施例中，叉式升降机系统允许无人机拾取在狭小空间(诸如递送卡车)中垂直地和水平地堆叠的包裹，或者来自仓库或其他位置的紧密填充的包裹群中的包裹。在一个实施例中，包裹或其他有效载荷可以使用纸板、塑料或其他微型或尺寸合适的板条箱来堆叠。纸板箱可能类似于传统重型叉式升降机所使用的木箱，不同的是它们更轻并且可以与较小的箱子或包裹一起使用。在一个实施例中，当堆叠箱子时，将纸板箱置于每个包裹下面。为了执行递送，无人机或UAV可以移动或飞行到堆叠的箱子或包裹的位置并且识别用于装载和/或递送的箱子。在一个实施例中，UAV可以使用可以读取快速响应(QR)码、条形码、文本等的传感器来扫描一个或多个包裹以识别包裹。例如，UAV可以包括相机或其他光学传感器。在一个实施例中，UAV可以使用诸如射频识别(RFID)标签读取器的另一类型的读取器来扫描一个或多个包裹以读取RFID标签。基于包裹、箱子或有效载荷的标识，UAV可以确定关于包裹的元数据。例如，从标签或代码读取的信息可以包括元数据，或者可以包括用于在数据库或表格中查找元数据的密钥。包裹、箱子或有效载荷的元数据可以包括包裹的高度、递送目的地(例如，GPS或地址信息)等。高度可以是相关的，使得UAV可以致动叉式升降机以在叉式升降机和相对表面之间产生足够的空间以适应有效载荷，这样UAV可以拾取该有效载荷。UAV可以包括使用一个或多个电动伸缩式杆来致动的叉式升降机机构。例如，伸缩式杆可以致动叉头或叉尖。在一个实施例中，如果杆足够刚性和/或强有力，则可以通过单个杆致动多个叉头或叉尖。强有力的电动伸缩式杆的示例可以包括通过液压泵或气动泵致动的伸缩式气缸。在一个实施例中，响应于确定包裹、有效载荷或箱子的高度，UAV可以调整杆或其他延伸机构以匹配或超过该高度。当杆具有足够的长度时，无人机可以飞行或以其他方式操纵以使叉头或叉尖滑入目标包裹下面的纸板箱中。机身可以位于包裹上方，并且可以在叉头或叉尖上方形成相对表面。一旦叉子位于包裹下方并且机身或其他相对表面位于包裹上方，UAV就可以略微向上伸缩或致动杆以形成对包裹的紧密夹持。然后，UAV可以起飞以使包裹飞到其目的地。在到达目的地或附近时，UAV飞行直到它位于接收容器或着陆垫上方。当大约位于接收容器或着陆垫上方时，无人机可以从水平方向旋转或倾转几度以允许重力将包裹从叉头或叉尖拉出。UAV还可以致动杆或延伸机构以使叉子与相对表面之间的距离增大，从而释放对包裹的夹持。在倾转时，UAV也可以沿倾转的相反方向缓慢地横向飞行，以允许包裹向下进入接收容器中或落在着陆垫上。一旦包裹被递送，UAV就可以缩回杆并飞走。本文公开的实施例可以允许减少无人机递送中人工参与的量。例如，本文公开的实施例可以允许无人机在无人工参与的情况下装载和卸载包裹。在一些实施例中，即使在包裹堆叠或位于小空间或狭小空间中的情况下，无人机也能够取得包裹。例如，UAV可能能够装载位于递送卡车内、堆叠在仓库内或其他位置的包裹。因此，本文公开的实施例可以导致来自卡车或车辆而不仅仅是仓库的更有效的递送。此外，本文提出的叉式升降机机构可以允许相对于UAV牢固地保持包裹或有效载荷，使得有效载荷不会摆动。在挂钩和缆绳的情况下可能出现的摆动的有效载荷的不存在可能使UAV在具有有效载荷的情况下的飞行或操纵更困难和/或更危险。如本文所使用，给出的术语“无人机”或“无人飞行器(UAV)”意指能够在具有很少或没有实时人类输入的情况下飞行和/或导航的车辆。例如，本文所公开的无人机或飞行器的实施例可以在没有来自本地或远程人类操作员输入的情况下将包裹从地面车辆递送到递送位置。然而，应当理解，本文所公开的无人机或飞行器的实施例还可以在存在来自本地或远程人类操作员输入的情况下将包裹从地面车辆递送到递送位置。将结合下面的附图讨论另外的实施例和示例。图1示出了具有叉式升降机系统102的UAV100的透视图。UAV100包括用于使UAV100移动或飞行的多个旋翼104。用于旋翼104的马达和/或控制系统可以位于机身106内。叉式升降机系统102在机身106下方延伸并且包括一个或多个叉头108。叉头通过一个或多个杆110而相对于机身106固定。在本实施例中，杆110包括可以选择性地延伸或缩回的伸缩式气缸。例如，气动泵可用于使叉头108远离机身106延伸和/或使叉头108朝机身106缩回。在图1中，叉式升降机系统102被示出为处于延伸状态。机身106的底侧可以为叉头108提供相对表面112。例如，可以在叉头与相对表面112之间牢固地按压或夹持包裹或其他有效载荷，以限制或防止有效载荷在飞行期间的移动。图2示出了UAV100的后视图，且图3示出了UAV100的侧视图。图4示出了其中叉式升降机系统10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人飞行器(UAV)，其包括：叉式升降机系统，所述叉式升降机系统包括：一个或多个纵长构件，所述一个或多个纵长构件至少部分地沿水平方向延伸；延伸机构，所述延伸机构配置为使所述一个或多个纵长构件相对于相对表面选择性地缩回和延伸；以及长度部件，所述长度部件配置为控制所述延伸机构以调整所述相对表面与所述一个或多个纵长构件之间的距离以适应有效载荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无人飞行器(UAV)，其包括：叉式升降机系统，所述叉式升降机系统包括：一个或多个纵长构件，所述一个或多个纵长构件至少部分地沿水平方向延伸；延伸机构，所述延伸机构配置为使所述一个或多个纵长构件相对于相对表面选择性地缩回和延伸；以及长度部件，所述长度部件配置为控制所述延伸机构以调整所述相对表面与所述一个或多个纵长构件之间的距离以适应有效载荷。2.如权利要求1所述的UAV，其中所述延伸机构包括一个或多个伸缩式气缸。3.如权利要求1所述的UAV，其还包括识别部件，所述识别部件配置为基于有效载荷上的标签或条形码中的一个或多个来识别所述有效载荷。4.如权利要求3所述的UAV，其还包括光学传感器或标签读取器，所述光学传感器或标签读取器配置为从所述标签或条形码读取识别信息。5.如权利要求1所述的UAV，其还包括大小部件，所述大小部件配置为确定所述有效载荷的尺寸，其中所述长度部件被配置为调整所述距离以适应所述有效载荷的所述尺寸。6.如权利要求1所述的UAV，其还包括装载部件，所述装载部件配置为使所述UAV飞行或移动以将所述有效载荷定位在所述一个或多个纵长机构与所述相对表面之间，其中所述长度部件还被配置为调整所述距离以使用所述一个或多个纵长机构和所述相对表面来夹持所述有效载荷。7.如权利要求1所述的UAV，其还包括卸载部件，所述卸载部件配置为使所述UAV飞行或移动以释放所述有效载荷。8.一种使用无人飞行器(“UAV”)来递送有效载荷的方法，所述方法包括：基于标签或条形码来识别有效载荷；确定所述有效载荷的尺寸；调整叉式升降机系统的至少一个纵长构件与相对表面之间的距离以适应所述尺寸；以及使所述UAV飞行以将所述有效载荷定位在所述至少一个纵长构件与所述相对表面之间。9.如权利要求8所述的方法，其还包括，响应于使所述UAV飞行以将所述有效载荷定位在所述至少一个纵长构件与所述相对表面之间，调整所述至少一个纵长构件与所述相对表面之间的所述距离以将所述有效载荷夹持在所述至少一个纵长构件与所述相对表面之间。10.如权利要求8所述的方法，其还包括：使所述UAV飞行到递送位置；以及使所述至少一个纵长构件与所述相对表面之间的所述距离增大以释放所述有效载荷。11.如权利要求10所述的方法，其还包括：使所述U...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·阿哈默德，斯科特·文森特·迈尔斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US