用于提高和降低有效载荷的方法及系统技术方案

本文描述了一种飞行器系统，包括：系绳；布置在所述飞行器中的电动机；有效载荷联接装置；以及控制系统，其配置为：(a)操作电动机，使得系绳展开，以将飞行器的有效载荷联接装置定位在第一高度处或附近；(b)当有效载荷联接装置位于所述第一高度处或附近时，至少部分基于预定的附接验证时段的电动机电流，确定有效载荷联接装置机械联接到所述有效载荷；(c)响应于确定了有效载荷联接装置机械连接到所述有效载荷，操作电动机以缩回所述系绳；以及(d)在缩回所述系绳的同时，确定以下中的二者：(i)系绳的展开长度小于阈值长度且(ii)电动机电流大于阈值电流，并且响应地操作电动机，以将有效载荷一直拉到飞行器处或附近的固定位置。效载荷一直拉到飞行器处或附近的固定位置。效载荷一直拉到飞行器处或附近的固定位置。

【技术实现步骤摘要】
用于提高和降低有效载荷的方法及系统
[0001]本申请是2017年8月28日提交的PCT国际申请PCT/US2017/048908进入中国国家阶段的专利技术专利申请(申请号：201780065910.X，专利技术名称：用于提高和降低有效载荷的方法及系统)的分案申请。


[0002]本公开涉及一种无人驾驶飞行棋，并尤其是涉及用于提高和降低有效载荷的方法及系统。

技术介绍

[0003]无人驾驶飞行器(也可称为自主飞行器)是能够在没有物理存在的人类操作员的情况下行驶的飞行器。无人驾驶飞行器可以以远程控制模式、自主模式或部分自主模式操作。
[0004]当无人驾驶飞行器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飞行器的命令来控制无人驾驶飞行器。当无人驾驶飞行器以自主模式操作时，无人驾驶飞行器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，一些无人驾驶飞行器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。
[0005]存在用于各种不同环境的各种类型的无人驾驶飞行器。例如，存在用于在空中、地面、水下和空间中操作的无人驾驶飞行器。示例包括四旋翼直升机和立式起落UAV等。也存在对于可以进行多环境操作的混合操作的无人驾驶飞行器。混合无人驾驶飞行器的示例包括能够在陆地以及水上操作的两栖飞行器或者能够着陆在水上以及陆地上的水上飞机。其他示例也是可能的。

技术实现思路

[0006]本实施例有利地包括独特的有效载荷联接装置。在一实施例中，有效载荷联接装置包括从有效载荷联接装置的外表面向有效载荷联接装置的中心向下延伸的槽。该槽适于接收有效载荷的手柄，并在有效载荷的递送或收回期间支撑有效载荷。一旦有效载荷到达地面，有效载荷联接装置继续向下移动，直到有效载荷的手柄自动地与有效载荷联接装置的槽分离。槽下方的下唇的外表面被底切，使得其延伸小于槽上方的有效载荷联接装置的上端的外表面，以防止有效载荷联接装置在有效载荷联接装置收回至UAV期间与有效载荷的手柄重新接合，或捕捉电力线或树枝。有效载荷联接装置有利地是固态设计，没有移动部件，提供了将有效载荷递送到地面的不太复杂和更可靠的方式。
[0007]在一方面，提供了一种有效载荷联接装置，包括壳体，其中壳体适于附接到系绳的第一端，槽，其从壳体的外表面朝向壳体的中心向下延伸，从而在槽下方的壳体上形成下唇；并且其中槽适于接收有效载荷的手柄。
[0008]在另一方面，提供了一种有效载荷联接装置，包括壳体，壳体的底部上的系绳附接点，槽，其在壳体的第一内表面和壳体上的一对垂直向上延伸的指状物之间垂直延伸，其中槽适于接收有效载荷的手柄，在这对垂直指状物之间形成的开口，以及位于壳体的第一内表面上的系绳槽。
[0009]在又一方面，提供了一种从无人驾驶飞行器(UAV)递送有效载荷的方法，包括以下步骤：(i)提供系绳，其具有固定到位于UAV中的绞盘系统的第一端和固定到有效载荷联接装置的第二端；(ii)将有效载荷的手柄定位在有效载荷联接装置中的槽内；(iii)操作绞盘系统以降低有效载荷联接装置和有效载荷，直到有效载荷接合地面；以及(iv)进一步操作绞盘系统以降低有效载荷联接装置，直到有效载荷的手柄与有效载荷联接装置的槽分离。
[0010]通过适当地参考附图阅读以下详细描述，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得显而易见。此外，应该理解，在该
技术实现思路
部分和本文件的其他地方提供的描述旨在通过示例而非限制的方式说明所要求保护的主题。
附图说明
[0011]图1A是根据示例实施例的无人驾驶飞行器的简化图示。
[0012]图1B是根据示例实施例的无人驾驶飞行器的简化图示。
[0013]图1C是根据示例实施例的无人驾驶飞行器的简化图示。
[0014]图1D是根据示例实施例的无人驾驶飞行器的简化图示。
[0015]图1E是根据示例实施例的无人驾驶飞行器的简化图示。
[0016]图2是示出根据示例实施例的无人驾驶飞行器的部件的简化框图。
[0017]图3是示出根据示例实施例的UAV系统的简化框图。
[0018]图4A、4B和4C示出了根据示例实施例的有效载荷递送装置。
[0019]图5A示出了根据示例实施例的包括有效载荷510的有效载荷递送装置500的透视图。
[0020]图5B是图5A中所示的有效载荷递送装置500和有效载荷510的横截面侧视图。
[0021]图5C是图5A和5B中所示的有效载荷递送装置500和有效载荷510的侧视图。
[0022]图6A是根据示例实施例的有效载荷联接装置800的透视图。
[0023]图6B是图6A中所示的有效载荷联接装置800的侧视图。
[0024]图6C是图6A和6B中所示的有效载荷联接装置800的前视图。
[0025]图7是图6A
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6C中所示的有效载荷联接装置800在插入位于UAV机身中的有效载荷联接装置插座之前的透视图。
[0026]图8是图6A
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6C中所示的有效载荷联接装置800在插入位于UAV机身中的有效载荷联接装置插座之前的另一透视图。
[0027]图9示出了位于UAV机身中的凹陷约束槽和有效载荷联接装置插座的透视图。
[0028]图10A示出了随着在触地递送之前有效载荷510向下移动时的有效载荷递送装置500的侧视图，其中有效载荷510的手柄511固定在有效载荷联接装置800内。
[0029]图10B示出了在有效载荷510落在地面上之后有效载荷递送装置500的侧视图，示出了有效载荷联接装置800与有效载荷510的手柄511分离。
[0030]图10C示出了有效载荷递送装置500的侧视图，其中有效载荷联接装置800移动远
离有效载荷510的手柄511。
[0031]图11是有效载荷510的手柄511的侧视图。
[0032]图12示出了一对锁定销570、572，其延伸穿过有效载荷510的手柄511中的孔514和516，以将手柄511和有效载荷510的顶部固定在UAV的机身内。
[0033]图13A是在使有效载荷的手柄位于有效载荷联接装置900的槽920内之前的有效载荷联接装置900的透视图。
[0034]图13B是有效载荷联接装置900在递送有效载荷并从有效载荷的手柄分离之后的透视图。
[0035]图14A是根据示例实施例的图13A和13B中所示的有效载荷联接装置900的前透视图。
[0036]图14B是图14A中所示的有效载荷联接装置900的后透视图。
[0037]图14C是图14A和14B中所示的有效载荷联接装置900的侧视图。
[0038]图14D是图14A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器系统，包括：系绳；布置在所述飞行器中的电动机，所述电动机被构造成以第一模式和第二模式操作分别抵抗和辅助所述系绳的展开；有效载荷联接装置，其构造成将系绳机械地联接到有效载荷；以及控制系统，其配置为：(a)操作电动机，使得系绳展开，以将飞行器的有效载荷联接装置定位在第一高度处或附近，该第一高度对应于预期有效载荷附接高度；(b)当有效载荷联接装置位于所述第一高度处或附近时，至少部分基于预定的附接验证时段的电动机电流，确定有效载荷联接装置机械联接到所述有效载荷；(c)响应于确定了有效载荷联接装置机械连接到所述有效载荷，操作电动机以缩回所述系绳；以及(d)在缩回所述系绳的同时，确定以下中的二者：(i)系绳的展开长度小于阈值长度且(ii)电动机电流大于阈值电流，并且响应地操作电动机，以将有效载荷一直拉到飞行器处或附近的固定位置。2.根据权利要求1所述的系统，还包括线轴，所述系绳可以缠绕到所述线轴上或从所述线轴展开。3.根据权利要求2所述的系统，其中，以第一模式操作电动机在第一方向驱动所述线轴，而以第二模式操作电动机在第二方向上驱动所述线轴，所述第二方向与所述第一方向相反。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统被进一步构造成确定所述飞行器处于拾取位置，并且作为响应开始执行所述(a)到(d)。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统被进一步构造成，在电动机操作以将有效载荷拉到所述飞行器处或附近的固定位置之后，操作有效载荷锁闩以将有效载荷固定到飞行器。6.根据权利要求1所述的系统，还包括编码器，所述编码器被构造成输出编码器数据，该编码器数据提供电动机旋转的测量。7.根据权利要求6所述的系统，其中，以第一模式、第二模式或二者操作电动机包括：基于编码器数据确定电动机的旋转速度；以及基于(i)电动机的确定的旋转速度以及(ii)期望的旋转速度，控制电动机电流。8.根据权利要求6所述的系统，还包括线轴，其中，确定所述系绳的展开长度小于阈值长度包括：基于编码器数据确定线轴的转数；以及基于转轴的确定的转数，确定系绳的展开长度小于阈值长度。9.根据权利要求1所述的系统，其中，第一高度小于地面上方两米。10.根据权利要求1所述的系统，其中，等待预定的附接验证时段包括操作电动机，是的有效载荷联接装置在预定的附接验证时段期期间保持基本上恒定高度。11.根据权利要求1所述的系统，其中，确定有效载荷联接装置机械地连接到所述有效载荷包括确定电动机电流大于阈值电动机电流。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，操作电动机以将有效载荷拉到所述飞行器处或附近的固定位置包括增大电动机电流持续预定时间段以将有效载荷拉入飞行器的下表面上的插座内并将有效载荷在插座内定向。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述有效载荷联接装置被进一步构造成在有效载荷与另一表面之间的接触固定所述有效载荷时机械地释放所述有效载荷，同时允许有效载荷联接装置持续下降，直到有效载荷联接装置与有效载荷分离。14.一种飞行器系统，包括：系绳；布置在飞行器上的电动机，其中以第一和第二模式操作电动机分别抵抗和辅助所述系绳的展开；有效载荷联接装置，其被构造成将系绳机械连接到有效载荷；控制系统，该控制系统被构造成：操作电动机，以根据预定的下降曲线展开系绳；确定系绳的展开长度大于阈值长度，并作为响应，以预触地模式操作，其中所述阈值长度对应于有效载荷的预定预定近地高度，其中，以预触地模式操作包括：(a)操作电动机，使得系绳根据预定下降曲线继续展开；(b)监视电动机电流和电动机速度，以及(c)确定(i)电动机电流小于预定的有效载荷
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未联接电流和(ii)电动机速度小于预定的有效载荷
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未联接速度，并且作为响应切换到以可能触地模式操作；在可能触地模式下操作期间，分析电动机电流以验证有效载荷的触地；以及在验证有效载荷触地时，以第二模式操作电动机，使得发生系绳和有效载荷联接装置的过延伸。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制系统被进一步构造成当过延伸时间段结束时，切换到以释放
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验证模式操作。16.根据权利要求15所述的系统，其中，以释放
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验证模式操作包括：以第一模式操作电动机持续释放
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验证时间段；至少部分基于释放
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验证时间段期间的电动机电流，确定有效载荷与有效载荷联接装置分离；以及响应于确定有效载荷与有效载荷联接装置分离，以第一模式继续操作电动机，以缩回系绳，并将系绳和有效载荷联接载荷装置固定到飞行器。17.根据权利要求14所述的系统，还包括有效载荷锁闩，该有效载荷锁闩在防止有效载荷从飞行器下降的闭合位置和允许有效载荷从飞行器下降的打开位置之间切换；其中，在操作电动机以根据预定下降曲线展开系绳之前，控制系统被进一步构造成(i)以第一模式操作电动机以缠绕系绳预定量；以及(ii)打开有...

【专利技术属性】
技术研发人员：T香农，A普拉格，
申请(专利权)人：WING航空有限责任公司，
类型：发明
国别省市：