一种适用于包裹递送的模块化无人机系统技术方案

一种模块化无人机UAV系统包括机身模块、旋翼模块和机翼模块。机身模块包括飞行控制器和配电装置。机身模块可释放地附接到旋翼模块或机翼模块，并且机身模块可释放地附接到旋翼模块。旋翼模块包括一个或多个马达和电子速度控制器ESC，而机翼模块包括具有襟翼、升降舵、副翼或方向舵的机翼。机身模块、旋翼模块和机翼模块可以形成各种无人机配置。每种配置在飞行时间、距离、电池寿命和有效载荷能力方面具有不同的优势。无人机可以构造为特定配置以优化包裹递送。化包裹递送。化包裹递送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种适用于包裹递送的模块化无人机系统

技术介绍

[0001]包裹递送历来使用地面递送载具。空中递送历来包括使用载人飞行器将大量包裹运送到中间目的地，包裹在那里被分组，然后使用传统的地面递送载具被递送。直到最近，随着小型无人机(无人机：unmanned aerial vehicle；UAV)的推出，包裹递送包括使用基于无人机的递送方法用于将包裹递送到最终目的地。

技术实现思路

[0002]从宏观上看，本文描述的方面涉及模块化UAV系统。除了将进一步描述的其他系统以外，一个示例模块化UAV系统包括机身模块、旋翼模块和机翼模块。机身模块包括电池区域、机载计算系统、配电装置，并且可以包括模块化无人机的起落架和包裹运输器的全部或部分。机身模块可释放地附接到旋翼模块或机翼模块，其中旋翼模块包括一个或多个马达和电子速度控制器(electronic speed controller；ESC)，而机翼模块包括具有翼面的机翼。在其他示例配置中，旋翼模块和机翼模块也可以具有它们自己的电池区域、机载计算系统和配电装置，或这些的任何组合。在各种配置中，旋翼模块和机翼模块充当更大无人机系统的部件，或者可以作为“全面运营(fully operative)”的无人机独立运行。
[0003]使用这些系统部件，可以形成各种UAV配置。在一种配置中，机身模块被紧固到旋翼模块。在这里，无人机用作典型的直升机或多旋翼飞行器，允许其能够利用垂直起降(vertical takeoff and landing；VTOL)和在较小或受阻区域内更好的机动性。机身模块可以固定到各种尺寸的旋翼模块上以包括有效载荷能力。在另一配置中，机身模块被紧固到机翼模块上，允许UAV发挥向前飞行的优势，例如距离和降低的功率需求。另一布置包括机身模块、旋翼模块和机翼模块，两种设计都提供了好处。
[0004]
技术实现思路
提供了将要描述的技术的一个示例，并且旨在以简化形式仅介绍概念的选择，这将在本公开的详细描述部分中进一步描述。
技术实现思路
并非旨在识别要求保护的主题的关键或基本特征，
技术实现思路
也不旨在帮助确定要求保护的主题的范围。本技术的其他目的、优点和新颖特征将部分地在以下描述中阐述，并且部分地对于本领域技术人员在检查本公开内容或通过本技术的实践学习时将变得显而易见。
附图说明
[0005]下面结合附图对本技术进行详细描述，其中：
[0006]图1是根据本文描述的一个方面的示例模块化无人机系统操作环境；
[0007]图2A至图2C示出了根据本文描述的一个方面的示例模块化无人机系统的示例模块；
[0008]图3A至图3C示出了根据本文描述的一个方面的由示例模块化无人机系统的模块形成的示例配置；
[0009]图4示了根据本文描述的一个方面的使用多个UAV的示例飞行布置(flight arrangement)；
[0010]图5示了根据本文描述的一个方面的使用UAV的示例飞行方法；
[0011]图6示出了根据本文描述的一个方面的与示例货柜(cargo container)一起使用的示例模块化UAV系统；
[0012]图7示出了根据本文描述的一个方面的可以使用模块化UAV系统的实施例来执行的一个示例方法的流程图；
[0013]图8示出了根据本文描述的一个方面的可以使用模块化无人机系统的实施例来执行的另一示例方法的流程图；以及
[0014]图9示出了根据本文所述的一个方面的适用于与所公开技术一起使用的示例计算装置。
具体实施方式
[0015]传统的无人机被设计为作为单个单元运行。就是说，无人机历来包括一个容纳机载计算系统和配电装置的区域。这样的区域通常集成到框架内。框架还包括臂，臂具有附接在框架臂的相对端的马达。其中一些无人机还包括用于向前飞行(forward flight)的机翼。
[0016]这些传统的UAV系统并未设计为包括具有各种可互换和可扩展模块的模块化框架，这些模块允许UAV的不同配置。因此，在使用传统无人机时，有时需要不同的无人机来完成不同的任务。特别是，在使用无人机递送包裹时，由于每个包裹的重量、尺寸和递送地点(delivery location)会有所不同，因此在递送包裹时，会根据其航程(range)和有效载荷(payload)能力来选择传统无人机。
[0017]这在使用无人机递送包裹时会导致问题，尤其是在“最后一英里”递送场景中会导致问题。这里，在分派递送任务时从各种可用的无人机选项中进行选择通常是不可行的。例如，当无人机与地面递送载具结合使用时，针对不同场景运输不同的无人机是不可行的。同样，在设施(facility)中，存储不同类型的UAV会占用大量空间，并且会限制在任何给定时间可以维护和使用的一种类型的UAV的数量。
[0018]为了解决该领域中的这些和其他问题，本文提供的技术描述了一种模块化无人机系统，该系统适用于包括包裹尺寸、重量和递送距离的多种递送场景。一个示例模块化无人机系统包括机身模块、旋翼模块(rotor module)和机翼模块。机身模块包括电池位置、配电装置和机载计算系统，例如飞行控制器。车身模块还包括用于无人机系统的导航传感器，导航传感器与机载计算系统通信。这些组件中的每一个组件都可以设置在机身壳体(body housing)内。
[0019]机身模块可释放地附接到旋翼模块或机翼模块。机身模块壳体包括机身连接构件，该机身连接构件可释放地附接到旋翼模块的旋翼连接构件。旋翼模块包括旋翼连接毂(hub)，该旋翼连接毂包括旋翼连接构件。旋翼连接毂包括从旋翼连接毂延伸到马达的臂。旋翼模块还包括控制马达的电子速度控制器。通过位于机身连接构件和旋翼连接构件处的可释放电缆连接器，ESC与配电装置和机载计算装置通信。
[0020]使用旋翼连接毂处的第二旋翼连接构件和机翼模块处的机翼连接构件，旋翼模块可释放地附接到机翼模块。机翼模块包括协助模块化无人机系统通过翼面(airfoil)向前飞行的机翼。各种机翼部件可通过与机身模块的机载计算装置通信来操作。可释放电缆连
接器设置在第二旋翼连接构件和机翼连接构件处，以在机翼模块被紧固(secure)到旋翼模块时建立这样的通信。
[0021]通过使用机翼连接构件和机身连接构件，机翼模块进一步可释放地附接到机身模块。通过设置在机翼连接构件和机身连接构件处的可释放电缆连接器，建立从机身模块(body module)处的机载计算装置到机翼模块的机翼部件的通信。
[0022]因此，模块化无人机系统可以布置成多种配置以用于最佳包裹递送。一种配置包括紧固到旋翼模块的机身模块。另一种配置包括直接紧固到机翼模块的机身模块构件。又一种配置包括紧固到旋翼模块的机身模块，且旋翼模块被紧固到机翼模块。
[0023]各种布置提供不同的优势，从而使得模块化无人机系统适用于解决许多这些问题。例如，一些旋翼模块包括相对于其他旋翼模块更大的马达。这允许为更大的有效载荷轻松地选择更大的马达，以及为更小的有效载荷选择更小的电机，从而降低功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种模块化无人机系统，包括：机身模块，包括设置在机身壳体内的飞行控制器，所述机身壳体具有第一机身壳体侧和第二机身壳体侧，机身连接构件包括在所述第一机身壳体侧上；旋翼模块，包括旋翼连接毂，所述旋翼连接毂耦接到复数个马达，所述旋翼连接毂具有第一毂侧和第二毂侧，所述第一毂侧具有第一旋翼连接构件且所述第二毂侧具有第二旋翼连接构件，其中所述第一旋翼连接构件可移除地耦接到所述机身连接构件；以及机翼模块包括具有第一机翼侧和第二机翼侧的机翼，所述第二机翼侧包括机翼连接构件，其中所述机翼连接构件可移除地耦接到所述第二旋翼连接构件。2.根据权利要求1所述的模块化无人机系统，其中：所述机身模块还包括第一可释放电缆连接接头；以及所述旋翼模块还包括电子速度控制器和第二可释放电缆连接接头，其中当所述第一旋翼连接构件可移除地耦接到所述机身连接构件时，所述第一可释放电缆连接接头可移除地耦接到所述第二可释放电缆连接接头，以建立所述机身模块的所述飞行控制器和所述旋翼模块的所述电子速度控制器之间的通信。3.根据权利要求2所述的模块化无人机系统，其中：所述旋翼模块还包括第三可释放电缆连接接头；以及所述机翼模块还包括襟翼、升降舵、副翼或方向舵，并且包括第四可释放电缆连接接头，其中当所述第二旋翼连接构件可移除地耦接到所述机翼连接构件时，所述第三可释放电缆连接接头可移除地联接到第四可释放电缆连接接头，以在所述机身模块的所述飞行控制器和襟翼、升降舵、副翼或方向舵之间建立通信。4.根据权利要求1所述的模块化无人机系统，其中，用于所述旋翼模块的电源与所述机身模块相关联。5.根据权利要求1所述的模块化无人机系统，其中，所述机身模块包括包裹运输器。6.根据权利要求1所述的模块化无人机系统，其中，所述复数个马达中的每个马达都耦接到臂，所述臂可移除地耦接到所述旋翼模块。7.根据权利要求1所述的模块化无人机系统，其中，所述机翼可移除地耦接到所述机翼模块。8.根据权利要求1所述的模块化无人机系统，其中，所述旋翼模块包括包裹运输器。9.一种组装模块化无人机系统的方法，所述方法包括：将旋翼模块的第一旋翼连接构件耦接到机身模块的机身连接构件：所述机身模块包括设置在机身壳体内的飞行控制器，所述机身壳体具有第一机身壳体侧和第二机身壳体侧，并且所述机身连接构件包括在所述第一机身壳体侧上；所述旋翼模块包括旋翼连接毂，所述旋翼连接毂耦接到复数个马达，所述旋翼连接毂具有第一毂侧和第二毂侧，第一毂侧具有第一旋翼连接构件并且第二毂侧具有第二旋翼连接构件。10.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡里奥，
申请(专利权)人：美国联合包裹服务公司，
类型：发明
国别省市：