提高具有一或多个旋翼的飞行器的安全性和功能性的系统、方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种通过提高可靠性、透明度、操作能力和有效性来增强无人旋翼机的安全性和功能性的方法。实施例包括旋翼机与附着在地面上的物体(包括风筝、气球或升高结构)的集成，以便创建安全和可见的空中系泊，通过该空中系泊，诸如飞行器上的相机之类的装置可以长时间操作，而遥控器可以用来移动和稳定相机和/或与其连接的风筝或气球。此外，这种空中系泊中的旋翼机可以封闭起来进行保护，可以使用连接进行系统维护，并且可以利用可变有效载荷模块，其提供的供应品可供旋翼机在各种情况下调度或使用，例如紧急情况，或在有大量人员聚集的场所提供安全，例如音乐会。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提高具有一或多个旋翼的飞行器的安全性和功能性的系统、方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月20日提交的第62/720,098号美国临时专利申请的优先权，其要求于2017年4月27日提交的第62/491,145号美国临时专利申请；于2017年5月31日提交的第62/512,784号美国临时专利申请；于2017年8月1日提交的第62/540,007号美国临时专利申请；以及2017年11月30日提交的第62/593,008号美国临时专利申请的优先权，以及于2018年4月26日提交的第15/963,847号美国专利申请，其内容通过引用并入本文。
技术介绍
近年来，遥控无人驾驶飞机(unmannedaircraft)越来越受欢迎。这些无人驾驶飞机有时被称为“无人机(drone)”，具有多种形式，包括使用旋转叶片产生的升力的旋翼机(rotorcraft)，称为旋翼(rotor)。多旋翼飞机(multirotoraircraft)是指具有多个升降旋翼的飞机，四旋翼机(quadcopter)和六旋翼机(hexacopter)分别指具有4个和6个升降叶片的飞机。有六个以上叶片的旋翼机也是众所周知的。目前这种无人驾驶飞机虽然很流行，并提供娱乐价值和其他用途，但存在危险和局限性。无人驾驶飞机的安全性和功能性的两个相关限制来自有限的飞行时间和较低的有效载荷(payload)能力。许多旋翼机使用电池而不是汽油发动机。与使用内燃机相比，电力有许多好处(包括噪音和污染更低、启动简单、维护更容易、可靠性更高)，但现有电池的容量和重量限制了飞行时间和电池的放电时间，并限制了有效载荷容量。然而，较短的飞行时间和有限的有效载荷容量妨碍了旋翼机的潜在用途，例如公共安全官员、自然学家、渔民、记者和摄影师，这些观察人员观察可疑行为人，等待野生动物或鱼类进入现场，等待有新闻价值的事件，或等待事件达到需要航拍的时间(比如婚礼派对退出婚礼仪式的时间)，如果为飞行器提供动力的电池持续时间短，且飞行器必须从远离人员或地面障碍物的安全位置发射，这些人可能无法使用这种旋翼机。此外，无人驾驶直升机(unmannedcopter)的有效载荷能力有限(特别是在负担得起且相当小的情况下)，此意味着任何特定直升机只能增加一些与飞行和控制无关的额外能力(如下文讨论的用于治疗医疗紧急情况或协助救援行动的装置)。风筝虽然可以在较大载荷下稳定地在风中停留数小时，但只能在相对有限的区域内飞行，不稳定，不能有效地用作航空摄影的平台，并且不能“派遣”到其他位置。类似地，传统的安全相机或其他安全装置也可以安装在塔楼或其他升高结构(elevatedstructure)上，但是它们缺乏仔细检查关注区域，与遇险或造成干扰的人进行双向通讯，或在危机期间精确地提供药物或激活装置的能力。
技术实现思路
本文所述的系统、方法和装置通过提供允许安全、可靠和可取回操作的飞行器和相关设备的实施例，以及能够定位或配备扩展功能性的专用特征等方面来解决上述一个或多个问题。另外，本文描述的实施例还解决了引起由美国联邦航空管理局(FederalAviationAdministration；FAA)或其他政府实体在无人驾驶飞机上的当前和潜在的未来限制的问题。本文描述的与安全相关的实施例有助于长期存储，易于部署，全天候使用和简单取回(retrieval)。本文所描述的与功能相关的实施例支持更快的发射(launch)和取回、在不利天气条件下的更大能力、更灵活地使用相机和更长的控制范围，从而进一步克服对飞行持续时间和提升能力的限制。某些实施例描述了通过提高可靠性、透明度、操作能力和有效性来增强无人旋翼机的安全性和功能性的系统、方法和装置。实施例包括旋翼机与附着在地面上的物体(包括风筝、气球或升高结构)的集成，以便创建安全和可见的“skymooringsTM(空中系泊)”，通过所述空中系泊，飞行器上的相机可以长时间工作，而遥控器可以用来移动和稳定相机和/或与之连接的风筝或气球。旋翼机和空中系泊可以配置为限制系泊的飞行器，使其仍然被分类为一种结构、“风筝”或“气球”，或者可以包括一个发射系统，其允许释放飞行器(有或没有安全线)，以执行操作员的特定“任务”。在包括发射和取回系统的实施例中，飞行器既可以离开空中系泊，也可以返回“空中系泊”，在那里它可以再次保持系泊，同时充电、改变有效载荷、经历其他程序，操作其相机，直到另一个“调度”被远程指示。在“空中系泊”(临时或永久)中轻松定位和提供各种旋翼机的能力，加上与这些飞行器保持视线通信的能力以及中央操作中心的控制能力，允许使用各种特殊用途的旋翼机，例如，与地面人员进行双向通信以评估或解决明显的问题，为可能出现医疗危机的人员携带药物或治疗装置，部署监听或热感(heat-sensing)装置以协助救援行动或灭火，拍摄或加强庆祝活动或仪式，例如婚礼，当空中观察或其他探测方法显示有鱼时，部署渔网或鱼钩捕鱼，传递专门信息，五彩纸屑或广告，或由针对交通事故管理的执法机构使用或干预措施，以减少因干扰、身份不明的包裹或其他来源给公众带来的风险。另一个实施例是可以连接到四旋翼机的系泊缆绳系统，以防止直升机飞走或定位直升机以便拍照，包括自拍。这种所谓的“控制系泊(controlmooring)”系统可以利用支架或平台，这些支架或平台设计用于快速连接和拆卸各种流行的多旋翼机(multicopter)配置。“控制系泊”也可与“空中系泊”一起使用，如下所述。附图说明图1是根据一个示例实施例的“着陆平台”控制系统的组件的平面图；图2到图4是根据一个示例实施例的装有直升机的风筝适配器的平面图；图5和图6是根据一个示例实施例的风筝适配器的平面图；图7是根据一个示例实施例的风筝适配器的透视图；图8是示出根据一个示例实施例的缠结块的图；图9示出了根据一个示例实施例的直升机的空中系泊围栏；图10示出了根据一个示例实施例的连接到飞行中的控制系泊的四旋翼机；图11示出了根据一个示例实施例的空中系泊围栏的一个实施例的外部视图，所述空中系泊围栏具有盖子和凹口，以便通过系泊的多旋翼机使用相机；图12示出了根据一个示例实施例的具有倾斜的架子结构的空中系泊的实施例的内部视图；图13示出了根据一个示例实施例的具有倾斜的架子结构的空中系泊的实施例的另一内部视图；图14是根据一个示例实施例的能够配置升高结构和多旋翼机以进行安全取回和调度的系统的图；图15是根据一个示例性实施例的具有安装在同一支架上的几个不同的四旋翼机型号的风筝和支架的图；以及图16和图17是根据一个示例性实施例的装有直升机的风筝适配器的平面图。具体实施方式本文描述的实施例旨在用于说明，并不限制本专利技术的范围或精神。在某些实施例中，水平的“着陆平台(landingplatform)”可以通过将几个玻璃纤维杆连接到雪橇或翼伞风筝的前面的缰绳来创建，并且直升机可以通过允许直升机在保持与风筝物理连接的同时在有限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多旋翼机控制系统，包括：/n升高结构，被配置为取回、调度、和包围至少一个多旋翼机，该结构包括：/n夹层中的一个或多个定位结构，用于将下降多旋翼机的起落架引导到正确位置；/n侧壁上的至少一个窗口；以及/n底面上的凹口，用于在该至少一个窗口的前面放置该下降多旋翼机的相机，以观察该升高结构的外部环境。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180820 US 62/720,0981.一种多旋翼机控制系统，包括：
升高结构，被配置为取回、调度、和包围至少一个多旋翼机，该结构包括：
夹层中的一个或多个定位结构，用于将下降多旋翼机的起落架引导到正确位置；
侧壁上的至少一个窗口；以及
底面上的凹口，用于在该至少一个窗口的前面放置该下降多旋翼机的相机，以观察该升高结构的外部环境。


2.根据权利要求1所述的多旋翼机控制系统，其中，该一个或多个定位结构包括向下倾斜的架子，且其中，该一个或多个定位结构以所需的精度放置该下降多旋翼机的该起落架以激活感应充电系统、使用不同模块替换该至少一个多旋翼机中的旧模块、或其组合。


3.根据权利要求2所述的多旋翼机控制系统，还包括：
通过支撑多个模块的旋转转盘，用该不同模块替换该至少一个多旋翼机中的该旧模块。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的多旋翼机控制系统，还包括：
向机载多旋翼机发送返回该升高结构的命令；
确定该机载多旋翼机的地理坐标；
通过该机载多旋翼机的传感器确定该升高结构中、该升高结构的外部、或其组合中的至少一个目标，其中，该传感器为相机传感器、成像传感器、或其组合；以及
向该机载多旋翼机发送指令，以便至少部分地基于该确定而在该升高结构中精确着陆。


5.根据权利要求4所述的多旋翼机控制系统，其中，该至少一个目标包括位于该升高结构中的一个或多个表面、位于该升高结构的外部的一个或多个表面、或其组合上的多个图案。


6.根据权利要求4和5中任一项所述的多旋翼机控制系统，还包括：
通过该升高结构的多个引导激光器创建该至少一个目标，其中，该多个引导激光器投射具有特定颜色的光束以供该机载多旋翼机的该传感器检测。


7.根据权利要求4至6中任一项所述的多旋翼机控制系统，还包括：
通过与该升高结构、该至少一个多旋翼机、或其组合相关联的一个或多个传感器来确定天气条件、风速、或其组合；以及
向该机载多旋翼机发送指令，以便至少部分地基于该确定而在该升高结构中精确着陆。


8.根据权利要求7所述的多旋翼机控制系统，还包括：
至少部分地基于该升高结构中的温度高于规定阈值的确定，激活该升高结构的强制空气冷却系统。


9.根据权利要求7和8中任一项所述的多旋翼机控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·I·米勒，W·S·O·米勒，
申请(专利权)人：R·I·米勒，W·S·O·米勒，
类型：发明
国别省市：美国;US