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用于飞行器(AV)飞行控制的系统和方法

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202280079474.2 申请日 2022-10-03
公开(公告)号 CN118524966A 公开(公告)日 2024-08-20
申请人 克莱奥机器人公司; 申请人类型 企业
发明人 O·埃莱恩; S·恰尔诺塔; 第一发明人 O·埃莱恩
权利人 克莱奥机器人公司 权利人类型 企业
当前权利人 克莱奥机器人公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份: 城市 当前专利权人所在城市:
具体地址 当前专利权人所在详细地址:美国马萨诸塞州 邮编 当前专利权人邮编:
主IPC国际分类 B64C27/20 所有IPC国际分类 B64C27/20B64C39/00B64C29/00B64C27/10B64C27/08B64C39/02A63H27/00
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 24 专利文献类型 A
专利代理机构 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 专利代理人 许峰;
摘要 一种用于 飞行器 (AV)的系统、方法和装置。该飞行器包括 框架 结构,该框架结构包括上部框架、下部框架和连接上部框架与下部框架的桥接件。上部框架可以包括容纳 电子 部件的壳体。该飞行器可以包括从上部框架延伸至下部框架的通道。该飞行器可以包括使螺旋桨旋转的 电机 。该飞行器可以包括位于通道和桥接件之间的引导件。引导件的一部分可以包括非线性路径。该飞行器可以包括 致动器 。该飞行器可以包括联接于引导件和致动器的 襟翼 ,该襟翼配置为从下部框架伸出或缩回框架结构中。该襟翼可沿着其 水 平轴线或竖向轴线中的至少一个弯曲。该襟翼在伸出时可以相互重叠。
权利要求

1.一种飞行器(AV),包括:
框架结构;
至少部分在框架结构内延伸的通道;
至少一个电机,其配置为旋转在通道内的至少一个螺旋桨,该通道至少部分地限定出气流路径;以及
多个襟翼,多个襟翼中的至少一个被配置成移动以至少部分地改向气流路径。
2.根据权利要求1所述的飞行器,还包括:
至少一个通口,其配置为接收由通道内的至少一个螺旋桨所移动的空气,该至少一个通风口接收的空气构造为向一个或多个电子部件提供被动冷却。
3.根据权利要求1所述的飞行器,其中框架结构进一步包括多个连接框架结构的上部和框架结构的下部的、用以在上部和下部之间形成多个开口的桥接件。
4.根据权利要求1所述的飞行器,还包括:
控制器,其配置为:
检测飞行器壳体的温度
响应于壳体的温度大于温度阈值,启动冷却协议,该协议配置为在不增加飞行器高度的情况下降低壳体的温度;以及
根据冷却协议使至少一个螺旋桨的旋转速度增加或减少。
5.根据权利要求1所述的飞行器,还包括:
控制器,其配置为:
根据一个或多个传感器的反馈数据,调整至少一个螺旋桨的旋转速度以至少增加或降低飞行器的高度;以及
根据反馈数据,调整多个襟翼中的一个或多个襟翼的伸出程度,以改变飞行器的方向。
6.根据权利要求1所述的飞行器,还包括:
至少一个电池单元,其形成框架结构的上部或框架结构的下部中的至少一个空气动学部分,至少一个电池单元为飞行器的一个或多个电子部件供电。
7.根据权利要求6所述的飞行器,其中一个或多个电子部件至少设置于第一壳体中,至少一个电池单元设置于用于一个或多个电池单元的第二壳体、第三壳体或第四壳体中的至少一个,该第一壳体、第二壳体、第三壳体和第四壳体构成上部。
8.根据权利要求1所述的飞行器,其中通道从框架结构的上部到框架结构的下部呈外扩形,使得通道的上端的直径小于通道的下端的直径,呈外扩形的通道使气流改向到通道的内壁。
9.根据权利要求1所述的飞行器,其中至少一个螺旋桨包括邻近通道上端的第一螺旋桨和邻近通道下端的第二螺旋桨,第一螺旋桨小于第二螺旋桨。
10.根据权利要求1所述的飞行器,包括:
在框架结构的上部与框架结构的下部之间的可拆卸盖件,其用于覆盖上部与下部之间的多个桥接件所形成的多个开口。
11.根据权利要求10所述的飞行器,其中可拆卸盖件包括一个或多个有源或无源部件以用于为飞行器提供补充功能,一个或多个有源或无源部件包括天线、传感器或致动器中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的飞行器,其中多个襟翼中的至少一个包括刚性引导部分,其用以与连接到框架结构的引导件联接以向多个襟翼中的至少一个提供可伸缩性。
13.根据权利要求1所述的飞行器,其中多个襟翼设置成靠近框架结构的下部框架和通道的下端以将气流改向至预定方向,从而控制飞行器的移动。
14.根据权利要求1所述的飞行器,其中多个致动器通过多个引导件驱动多个襟翼伸出或缩回。
15.一种系统,包括:
飞行器(AV),其包括:
框架结构,包括用于容纳一个或多个电子部件的壳体,这些电子部件配置为控制飞行器的移动;
与框架结构联接的通道,其具有限定出气流路径的外扩形;
至少一个电机,其与一个或多个电子部件和至少一个螺旋桨联接,至少一个电机配置为沿气流路径旋转至少一个螺旋桨;
与框架结构和一个或多个电子部件联接的多个致动器;以及
多个襟翼,其与多个引导件和多个致动器联接,其配置为通过多个引导件伸入气流路径或从气流路径缩回。
16.根据权利要求15所述的系统,其中框架结构进一步包括多个连接上部和下部的、用以在上部和下部之间形成多个开口的桥接件。
17.根据权利要求15所述的系统,其中至少一个螺旋桨的至少一个叶片的浆距具有用以改变推力矢量方向的周期变距或总距控制,从而免除多个襟翼的使用。
18.根据权利要求17所述的系统,还包括:
位于框架结构的多个桥接件和通道之间的多个引导件,多个引导件中的至少一个为多个襟翼中的至少一个形成路径。
19.一种控制飞行器(AV)的方法,包括:
使用一个或多个螺旋桨引导空气流过通道,该通道联接到飞行器的框架结构,外扩形的通道至少部分地限定出气流路径;
通过引导空气沿至少部分由外扩形限定的气流路径产生的速度移动飞行器;以及通过改变沿通道内表面的至少一部分空气的方向来至少部分地改变速度。
20.根据权利要求19所述的方法,其中改变速度包括以下至少一项:
移动多个襟翼中的一个或多个襟翼,从而至少部分地改向气流路径;或伸出多个襟翼,使得多个襟翼相互重叠。
21.根据权利要求19所述的方法,其中通过改变一个或多个螺旋桨的方向来改变至少一部分气流路径的方向。
22.根据权利要求19所述的方法,还包括:
检测飞行器内某一位置的温度;
响应于检测到的温度,增加一个或多个螺旋桨的旋转速度;以及
接收流过一个或多个通风口的增加的空气,该增加的空气通过增加一个或多个螺旋桨的旋转速度并导致温度降低来产生。
23.根据权利要求19所述的方法,其中改变速度包括周期变距或总距控制至少一个螺旋桨的至少一个叶片的浆距以改变飞行器的推力矢量方向。
24.根据权利要求23所述的方法,其中改变速度免除多个襟翼的使用。

说明书全文

用于飞行器(AV)飞行控制的系统和方法

[0001] 相关申请和共同来决的申请的交叉引用
[0002] 根据35 U.S.C.§119,本申请要求于2021年10月1日提交的美国临时专利申请No.63/251,515的优先权,该申请的全部内容以引用方式并入本文。

背景技术

[0003] 飞行器可以通过设备或控制器进行控制。飞行器可接收来自控制器的指令或命令以触发预先配置或预装的功能。飞行器可以基于指令执行飞行操作。飞行器可以产生升来提高在空中的高度,而且可以将空气引向不同方向以控制飞行路径。发明内容
[0004] 在一些例子中,飞行器(AV)包括框架结构;至少部分在框架结构内延伸的通道;至少一个电机,被构造为在通道内旋转至少一个螺旋桨,该通道至少部分地限定出气流通路;和/或相对于多个路径定位的多个襟翼,多个襟翼中的至少一个被构造成移动以至少部分地改向气流通路。飞行器还包括至少一个通孔,其被构造成接收由通道内的至少一个螺旋桨移动的空气,接收在至少一个通风孔内的空气为一个或多个电子部件产生被动冷却。
另外,框架结构还包括多个桥接件,其连接框架结构的上部和框架结构的下部,以在上部和下部之间形成多个开口。
[0005] 在某些情况下,飞行器包括控制器,配置为:检测飞行器壳体温度;响应于超过温度阈值的飞行器壳体温度,启动冷却协议,该协议配置为在不增加飞行器高度的情况下降低壳体的温度;和/或基于冷却方案增加或减小至少一个螺旋桨的旋转速率。另外,控制器可被配置为:基于一个或多个传感器的反馈数据,调整至少一个螺旋桨的旋转速率,以至少增加或降低飞行器的高度;和/或基于反馈数据调整多个襟翼中的一个或多个襟翼的伸出程度,以改向飞行器。除此之外,飞行器可包括至少一个电池单元,其在框架结构上部或框架结构下部中至少一个上形成空气动力学部分,该至少一个电池单元为飞行器的一个或多个电子部件供电。
[0006] 在一些示例中,一个或多个电子部件设置在第一壳体中,并且至少一个电池单元设置在用于一个或多个电池单元的第二壳体、第三壳体或第四壳体中的至少一个壳体中,该第一壳体、第二壳体、第三壳体和第四壳体构成上部。在其他迭代中,一个或多个电子部件设置在第一壳体、第二壳体或更多壳体中,并与至少一个电池单元一起形成上部。此外或可替代的,通道可以从框架结构的上部到下部呈喇叭状,使得通道的上端直径小于通道的下端直径,通道的喇叭状使气流朝向通道的内壁改向。在某些情况下,至少一个螺旋桨包括与通道上端相邻的第一螺旋桨和与通道下端相邻的第二螺旋桨,第一螺旋桨比第二螺旋桨小。此外,飞行器还可以包括位于框架结构上部和下部之间的可拆卸盖件,用于覆盖上部与下部之间的多个桥接件所形成的多个开口。可拆卸盖件包括一个或多个有源或无源元件,以为飞行器提供补充能力,该一个或多个有源或无源元件包括天线、传感器或致动器中的至少一种。例如,多个襟翼中的至少一个包括刚性引导部分,以与多个引导件中的至少一个联接,从而为多个襟翼中的至少一个提供可伸缩性。举例来说,多个襟翼可设置在靠近框架结构的下部框架和通道的下端,以延预定方向改向气流,从而控制飞行器的移动。此外,多个致动器通过多个引导件驱动多个襟翼伸出或缩回。
[0007] 在某些情况下,一种系统,包括飞行器(AV),该飞行器包括框架结构,该框架结构包括用于一个或多个电子部件的一个或多个壳体,这些部件配置为控制飞行器的移动;与框架结构联接的通道,具有限定出气流路径的喇叭形状;至少一个电机,与一个或多个电子部件和至少一个螺旋桨联接,至少一个电机配置为旋转沿气流路径引导的至少一个螺旋桨;与框架结构和一个或多个电子部件联接的多个致动器;和/或多个襟翼,与多个引导件和多个致动器联接,配置为沿多个引导件伸入气流路径或从气流路径缩回。在一些示例中,框架结构进一步包括连接上部和下部的多个桥接件,以在上部和下部之间形成多个开口。
此外,至少一个螺旋桨的至少一个叶片的桨距具有周期变距或总距控制以改变推力矢量方向,从而省略多个襟翼的使用或辅助该多个襟翼。此外,该系统还可进一步包括位于框架结构的多个桥接件和通道之间的多个引导件,多个引导件中的至少一个形成用于多个襟翼中的至少一个的路径。
[0008] 在某些情况下,一种控制飞行器(AV)的方法包括使用一个或多个螺旋桨引导空气通过通道,该通道与飞行器的框架结构联接,通道的喇叭状至少部分地限定出气流路径;以通过沿着至少部分地由喇叭状确定的气流路径引导空气而产生的速度移动飞行器;和/或通过改变空气的至少一部分沿着通道内表面的方向来至少部分地改变速度。改变速度可以包括以下至少之一:移动多个襟翼中的一个或多个襟翼,从而至少部分地改向气流路径;或伸出多个襟翼,使多个襟翼相互重叠。在某些示例中,通过改变一个或多个螺旋桨的定向来改变至少一部分气流的方向。此外,该方法还可以进一步包括检测飞行器内某一位置的温度;响应于检测到的温度,增加一个或多个螺旋桨的旋转速度;以及通过一个或多个通风口接收增加的空气,该增加的空气通过增加一个或多个螺旋桨的旋转速度且导致温度降低而产生。举例来说,改变速度包括总距地或周期变距地控制至少一个螺旋桨的至少一个叶片的桨距,以改变推力矢量方向,同时可省略多个襟翼的使用。
[0009] 本文还描述和列举了其他实施方案。此外,尽管公开了多种实施方案,但对于本领域技术人员来说,本公开技术的其他实施方案也将从以下详细描述中变得显而易见,该详细描述显示并描述了本公开的技术的示例性实施方案。如将认识到的,本公开的技术可以在许多方面进行修改,所有这些修改都不会脱离本公开技术的精神和范围。因此,附图和具体实施方式应视为说明性的,而非限制性的。

附图说明

[0010] 图1示出了示例飞行器(AV)。
[0011] 图2示出了带有伸出襟翼示例的飞行器。
[0012] 图3是飞行器的侧剖视图。
[0013] 图4是飞行器的透视图。
[0014] 图5示出了飞行器的电池示例。
[0015] 图6示出了未示出电池的飞行器。
[0016] 图7是飞行器的框架结构示例的透视图。
[0017] 图8是飞行器的剖视图。
[0018] 图9是飞行器的俯视图。
[0019] 图10描述了用于驱动襟翼的示例机构。
[0020] 图11示出了飞行器的襟翼示例。
[0021] 图12示出了具有以示例引导件作为桥接件的飞行器。
[0022] 图13示出了以示例通道作为桥接件的飞行器。
[0023] 图14示出了在通道一侧带有示例引导件的飞行器。
[0024] 图15示出了飞行器的重叠襟翼示例。
[0025] 图16描述了飞行器的部分插入的襟翼示例。
[0026] 图17A示出了气流路径示例。
[0027] 图17B示出了襟翼伸出时的气流路径示例。
[0028] 图17C是在侧风中或前行时具有流动分离示例的飞行器的流动图解。
[0029] 图17D描述了旋转以减少流动分离的示例顶部螺旋叶片。
[0030] 图17E示出了在襟翼伸出时旋转以引起非垂直气流方向的示例顶部螺旋叶片。
[0031] 图17F示出了当另一个襟翼伸出时,旋转以引起非垂直气流方向的底部螺旋叶片。
[0032] 图17G示出了倾斜以减少流动分离的示例顶部和底部螺旋叶片。
[0033] 图17H示出了当襟翼伸出时,倾斜以引起非垂直气流方向的示例顶部和底部螺旋叶片。
[0034] 图17I示出了倾斜以增加飞行器的横向或竖向速度中至少一个的示例顶部和底部螺旋叶片。
[0035] 图18是操作飞行器的示例方法的流程图
[0036] 图19是减少飞行器热量的示例方法的流程图。
[0037] 图20是示出可用于实现本公开技术的各个方面的计算机系统的架构的框图
[0038] 图21是示出控制飞行器的示例方法的框图。
[0039] 图22是示出控制飞行器的示例方法的框图。

具体实施方式

[0040] 下面是对通过非均匀通道和伸出襟翼进行飞行器飞行控制的系统,方法以及装置的各种概念及其实施方式进行更详细的描述。上述和下面即将更详细描述的各种概念可能会以许多方式中的任一种进行实施。该技术针对通过非均匀通道和伸出襟翼进行飞行器飞行控制的系统、控制方法以及装置。飞行器的某些结构或设计因其过重的重量和低效率的气流(例如,轨迹改向或使用)可能会妨碍其功能性(例如,多功能性或机动性)。例如,由于过重的重量,飞行器的飞行控制可能需要消耗更多的能量,而且可能会对飞行器的机动性产生消极影响。在另一个示例中,飞行器的设计选择可能会影响气流如何被引导远离飞行器,例如限制了空气从飞行器喷出的度,从而进一步影响飞行控制。
[0041] 本技术方案的系统、方法和装置可以提供具有开放式设计的飞行器(例如,内部组件外露的框架)来减轻飞行器壳体或承载架的重量。重量的减轻可以提高飞行器的机动性、敏捷性和电池性能。上述系统、方法和装置提供非均匀的通道来增加由伸出的襟翼生成的控制力矩的量。控制力矩可对应于由伸出襟翼引起的推力矢量或与其相关。上述系统、方法和装置提供可以柔性地沿线性或者非线性的路径伸出的襟翼,从而调节从飞行器喷射出的气流的斜度(例如,角度)。在某些情况下(例如襟翼以非线性路径伸出),飞行器可以增加襟翼的伸出度来增加襟翼的角度,从而增加气流改向的幅度,从而加强飞行器的动量变化和速度。因此,本技术方案的飞行器可以提供增强的控制性能(例如,机动性、敏捷性、电池性能等等)和气流效率(例如,对流过通道的气流的利用)。
[0042] 现在参考图1,示出了飞行器101的示例图示100。飞行器101包括硬件软件或硬件与软件的组合,或者由硬件、软件或硬件与软件的组合安装或构造。飞行器101通常可称为载具、无人驾驶飞机、飞行物体或者飞行机。飞行器101可以包括框架结构,该框架结构包括上部框架或上部105、下部框架或下部110、和/或各种桥接件115。在一些情况下,框架结构包括上部105并且省去下部110和桥接件115。或者,上部105和下部110可以通过桥接件115连接在一起。在某些情况下,上部105可以被称为第一框架、顶部框架、上承载架。上部105、下部110和桥接件115通常可以分别被称为飞行器101框架结构的第一部件,第二部件和第三部件。此外,下部110可以被称为例如第二框架、下部、或者下承载架。上部105和下部110可为半环面、大致环面或环面。例如,环面可以指环形,使得旋转轴线经过飞行器101的中空的中心。在进一步的示例中,矩形、圆柱体或者各种形状的组合可以围绕平行于其边缘或侧面之一的轴旋转,以产生或形成围绕环面形状的垂直轴线延伸的中空部段。中空的中心可以从上部105通过通道125延伸至下部110。例如,上部105的一个或多个部分可以是圆形或环形的。在某些情况下,上部框架可以是多边形的,例如八边形、六边形。在某些情况下,上部可为非均匀的和/或包括几种形状。框架结构可为具有容纳飞行器101的各种部件的开放的主体壳体的机身。对于开放的机身(例如去掉了主体或机身的多余部件),由于重量减轻,飞行器101可以提供增加的飞行时间和有效载荷(例如容纳电子设备的储存或空间)容积。
[0043] 上部105可通过一个或多个桥接件115连接或联接于下部110,以形成一个或多个开口165。例如,桥接件115彼此间隔开以使在桥接件115与上部105和下部110之间形成开口
165。在一些情况下,开口165可以用塑料、布料或类纺织物的盖件来覆盖。该盖件可以移除附着和/或可拆卸地联接至上部框架115,下部110或桥接件115中的一个或多个部分。盖件可以是封闭或部分封闭开口165。在某些情况下,盖件可以是防的或气密的,而在其他情况下,盖件可以是可透的。在其他情况下,盖件可以是空气动力学组件以减小阻力从而增强飞行性能。在另外一些情况下,盖件可在包含附加组件如具有可以增强飞行器101的性能或提供附加功能的表面的传感器、天线、电子组件或致动器。
[0044] 飞行器101可至少包括壳体120、电池125、桥接件130、通道135、一个或多个引导件140、一个或多个连杆145、一个或多个梁部150、一个或多个襟翼155、一个或多个下调整片
160、一个或多个电机、一个或多个螺旋桨、一个或多个传感器、以及一个或多个致动器。飞行器101的部件(例如,框架结构、壳体120、电池125、桥接件130、通道135等)可由纤维、塑料、橡胶聚合物等材料组成或构成。飞行器101的一个或多个部件或结构可为空气动力学的,例如上部105、电池125、通道135、壳体120、下部110和/或桥接件115。飞行器101或者飞行器101的一部分可为柔性的、刚性的或介于柔性和刚性之间的组合,取决于用于构成一个或多个部件的材料。
[0045] 一个或多个电机可安装在桥接件115(有时称为高架桥)上。电机可安装在飞行器101的其他位置,以为至少一个螺旋桨提供扭矩或使其旋转。例如,电机可操作地连接至至少一个螺旋桨以用于旋转该螺旋桨。该电机从桥接件130(例如,与上部105的各边缘等距的桥接件130的中心)垂直地延伸至通道135以与螺旋桨联接,使螺旋桨在通道135的一部分处旋转。该电机可以是例如无刷直流电机或有刷直流电机或任何其他类型电机的电动机
[0046] 电机可通过飞行器101的电子部件(例如,飞行控制系统或速度控制器)控制。例如,该电机可围绕通道135内的垂直轴线驱动至少一个螺旋桨,以将空气从通道135上端吸入并且将空气从通道135下端推出(例如,将空气从上部105吸入并且从下部110推出)。气流的处理包括将空气吸入和推出框架结构。将空气吸入通道135并且将空气从通道135的下端推出在本文也可被称作通道135内的气流。调节至少一个电机的输出可调节至少一个螺旋桨的旋转速度,从而调节了作用在飞行器101上的升力。在某些情况下,上部105包括安装或联接在上部105的不同壳体或外壳。例如,飞行器101可包括用于携带飞行器101上的有效载荷、物品或其他部件的外壳。
[0047] 飞行器101可包括一个螺旋桨或多个螺旋桨。构成螺旋桨的材料可与飞行器101的其他硬件部件的材料相似或不同。每个螺旋桨可附接、联接在或安装在各自的电机上。每个螺旋桨可以连接、耦合或安装到各自的电机上。在其他情况下,一台电机可以连接到一个以上的螺旋桨。螺旋桨可通电机被定位在通道135中(或延伸入通道)。该螺旋桨可包括一片或多片叶片。螺旋桨可称为扇叶。螺旋桨可接收来自电机的扭矩以旋转,从而产生升力、推力或气流(例如,将空气从通道135的上端推至下端)。
[0048] 在某些情况下,飞行器101包括多个螺旋桨,与通道135上端邻近的第一螺旋桨会比靠近通道135下端的第二螺旋桨小(例如,更小的直径)。在另外一些情况下,螺旋桨具有相同的直径。螺旋桨可放置在通道135内的任何部分。在一些情况下,每个螺旋桨可能包含不同数量的叶片。飞行器101可包括任何数量的螺旋桨(例如,具有一个螺旋桨、两个螺旋桨或三个螺旋桨的飞行器101)。螺旋桨可以以相反的方向旋转,在本文中也可称为反向旋转。在某些情况下,螺旋桨可以相同的方向旋转。在另一些情况下,螺旋桨可在运行中改变它们的旋转方向。如果具有两个或多个螺旋桨,飞行器101的航向可通过两个或多个螺旋桨的转速差来控制。
[0049] 飞行器101可包括一个或多个传感器,例如速度传感器、视觉传感器(例如相机)、距离传感器、深度传感器、红外线传感器、温度传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器(例如陀螺仪)、罗盘传感器、扭矩传感器、高度传感器、压力传感器、功率传感器、惯性测量单元(IMU)、光流量传感器以及用于如本文所述捕获数据或控制飞行器101的其他各类传感器。例如,速度传感器可测量飞行器的行驶速度,并且视觉传感器可采集镜头以为操作者或管理员提供视觉反馈。在另一个例子中,高度传感器或压力传感器可测量海拔高度,陀螺仪传感器可采集角速度,并且温度传感器可采集飞行器101的温度。
[0050] 传感器可嵌入或安装于飞行器101的一个或多个部件,例如电池125、壳体120、框架结构、通道等。例如,安装在壳体120内的温度传感器可测量壳体120或飞行器101的电子部件的温度。在另一示例中,视觉传感器可安装在壳体120、电池125、上部105或桥接件115之一中的至少一个上或安装在其中。一个或多个传感器可包含于飞行器101的电子部件的一部分,例如位于或保持在壳体120中。在一些迭代中,多个壳体120可容纳飞行器101的各种部件并且可容纳各种有效载荷。
[0051] 一个或多个致动器可联接于框架结构和‑个或多个电子部件。例如,致动器可联接于框架结构的内部,如上部105。在另一个示例中,致动器可联接于或邻接于电子部件以接收指令。一个或多个致动器可包括与电机类似、作为电机的一部分或除电机之外的特征或功能。例如,致动器可为驱动襟翼155的连杆系统提供旋转、扭矩或运动。连杆系统可至少包括臂和连杆145(将至少在图10中做进一步详细阐述)。致动器可以称为伺服电机、连杆电机、或螺旋桨驱动器。该致动器可执行或使用任何特征或功能以驱动襟翼155,例如控制襟翼155伸出或缩回的程度。致动器可以联接到与连杆145和襟翼155的梁部150相连的臂。致动器也可为线性达或直接连接到并驱动每个襟翼155而不需要联动系统的其他致动器。
[0052] 至少一个壳体120可联接于上部105或作为上部105的一部分。该至少一个壳体120可包括、容纳、存储或保持飞行器101的一个或多个电子部件(或其他机构)。该至少一个壳体120可封装各电子部件。电子部件可包括至少一个印刷电路板(PCB),该印刷电路板可包括一个或多个微处理器、无线发射接收(WTR)单元、一个或多个天线、一个或多个电子速度控制器、一个或多个惯性测量单元(IMU)、一个或多个传感器或者它们的任意组合。电子部件可控制飞行器101的一项或多项操作,例如操作飞行器101。上述操作(例如飞行操作)可包括增加高度或海拔、改变方向,或增加飞行器101的速度。如本文中阐述,电子部件可通过控制器控制飞行器101的操作。一根或多根天线可安装于飞行器101的一个或多个部件上,例如至少一个壳体120、框架结构、通道等。
[0053] 例如,电子部件可从远程设备接收指令或获取安装或存储在本地存储器的指令。该电子部件可包括控制器,以基于指令控制飞行器101的一个或多个部件。在本文中,由控制器或电子部件的任何电子器件执行的活动、功能、任务或操作通常可以指示执行该操作的电子部件。例如,电子部件(例如控制器)可指示电机增加螺旋桨转速(例如每分钟转数(RPM))以增加飞行器101的速度或高度。在进一步的示例中,该电子部件可指示一个或多个致动器基于要采取的飞行路径来驱动一个或多个襟翼155伸出或缩回。伸出的程度可表明或反映飞行路径的大小,例如执行转向或朝某个方向移动的角度、速度或锐度。控制器可基于来自远程设备(例如客户端设备)的指令或预先配置的指令来执行控制。在一些情况下,控制器可以基于在飞行器101上运行和/或远程运行的人工智能(AI)系统来执行指令。
[0054] 由至少一个电机驱动的至少一个螺旋桨的叶片可以是倾斜的,或者可以改变它们的桨距(或者两者均可),以使推力矢量远离飞行器的垂直轴线。在正常运行期间,流经通道的气流会在通道入口处、沿通道壁,或在通道出口处分离,从而影响飞行器的性能以及襟翼对气流改向的程度。螺旋桨倾斜所产生的推力矢量可抵消或至少减少流经通道的气流路径的任何点处的流动分离。螺旋桨可以用于引导通道135内或出口处的气流,这取决于螺旋桨所处位置、通道的形状、飞行器的期望性能和运行状态。在某些情况下,推力可以被引导向襟翼以增加流向襟翼的气流,进而可以增加该襟翼伸出时产生的控制量。在其他迭代中,推力可能被引导远离襟翼并沿着该襟翼产生的预期推力矢量的方向。在其他迭代中,倾斜螺旋桨可用于替代襟翼对流出通道的气流进行改向并且对飞行器的横向速度提供控制。当存在超过一个螺旋桨时,超过一个螺旋桨可能沿相同方向、相反方向引导或根本不引导。在某些迭代中,螺旋桨可能被引导以减小、延迟或消除沿通道壁的一个或多个部分的流动分离。
[0055] 螺旋桨可以使用机械斜盘铰链、致动器或允许螺旋桨或其叶片沿着期望的旋转倾斜并引起推力矢量的任何其他机械结构来倾斜。机械斜盘可通过用伺服电机或任何其他致动器以直接驱动和控制每片叶片的周期变距或总的浆距。在其他迭代中,各个叶片可以沿着轴线安装在铰链上,并且电机速度可以这样脉动冲,使得叶片在每次旋转过程中沿着铰链的轴线倾斜,从而产生矢量推力。在其他迭代中,可以使用驱动器而不是单个叶片来倾斜整个电机和螺旋桨组件。位置反馈传感器的存在可以在单次旋转内检测螺旋桨的位置并且反馈这一信息给电子部件用以控制。
[0056] 电子部件可以被包括、定位、或安装于壳体120或框架结构内的其他部分。在某些情况下,电子部件可以安装有表明至少对电机和致动器的控制的软件或功能以实现预定操作。该电子部件可执行飞行控制或操作。该电子部件可包括可执行本文讨论的飞行器101的特征或功能的设备或其他电子器件。例如,电子部件可识别或确定螺旋桨的转速RPM的量以反映或导致预定速度或海拔高度。电子部件可考虑到环境因素,例如风速、温度、湿度以及海拔高度来确定达到指定的高度或速度的转速。此外,电子部件还可以考虑飞行器101的特征,例如无人机101的通道的直径、螺旋桨的转速、襟翼的角度和伸出程度、可用襟翼的数量、或螺旋桨数量。在另一个例子中,电子部件可以确定一个或多个襟翼155的伸出量可反映来自螺旋桨的气流的预定轨迹或角度。因此,电子部件可以控制从飞行器101排出的气流,以控制飞行路径(例如方向、速度等)。该电子部件可提供其他特征或功能,以指示飞行器101的电机、致动器或其他部件来控制飞行器101的飞行。
[0057] 在进一步的例子中,电子部件可接收传感器数据(例如来自一个或多个传感器的数据)。传感器数据可以是一个或多个传感器的反馈数据,例如在飞行期间的数据。电子部件的控制器可基于传感器数据调节螺旋桨的转速或每分钟转数RPM。例如,控制器可确定飞行器101的第一海拔高度。可指示控制器调整飞行器的海拔高度至第二海拔高度。相应地,控制器可调整螺旋桨的每分钟转数RPM以增加或减少飞行器101的海拔高度到根据指令的
海拔高度。
[0058] 在另一个例子中,来自传感器的反馈数据可包括飞行器101的方向和速度。控制器可接收指令以使飞行器沿特定方向转动或移动。基于指令和反馈数据,控制器可调节一个或多个襟翼155的伸出程度以使飞行器101改向到某个方向。此外,通过调节一个或多个襟翼155,控制器可控制飞行器101向指示方向移动的速度。
[0059] 在某些情况下,电子部件可以包括用于根据反馈数据进行飞行控制的自主飞行特征或功能(例如人工智能AI功能),。在这种情况下,电子部件可以执行特征识别或物体检测技术。例如,在飞行过程中,飞行器101可以检测到阻碍飞行路径的物体。因此,基于该反馈数据,控制器可提供指令以避免碰撞。在某些情况下,控制器可以调节飞行器101的海拔高度,以在障碍物上方或下方移动。在某些情况下,控制器可以调整一个或多个襟翼155,使其伸出或缩回,以便飞行器101围绕物体移动。在第三种情况下,控制器可以调整一个或多个襟翼155,使飞行器101在碰撞之前或在障碍物附近停下(例如,不降低高度)。在某些情况下,电子部件可以向远程设备发送表明障碍物的信号或通知,使得远程设备的用户就可以发送额外的指令或响应。飞行器101(或飞行器101的电子部件)可执行其他自主飞行程序或操作。飞行器101可包括不同的操作模式,例如自主模式或远程操作模式。电子部件的控制软件可通过远程操作单元(如远程设备)或通过空中下载更新进行修改、更新或替换。
[0060] 电池125可称为电源,其为飞行器101或飞行器101的部件提供电力。至少一个电池125可以是空气动力学的,其形状可以与飞行器101的其他部分相似。至少一个电池125可以联接于、包含在、安装于或者附接在上部105、至少一个壳体120、或上部105与至少一个壳体
120的组合。至少一个电池125可从上部105和至少一个壳体120拆卸。在某些情况下,至少一个电池125可以使用任何联接机构(例如磁、夹子、或其他联接或锁定技术)联接到上部
105或至少一个壳体120。组合起来,至少一个电池125、至少一个壳体120和上部105可以代表具有环面形状的飞行器101的上部的至少一部分。在某些情况下,上部105可以指或对应于飞行器101的上部。例如,壳体120可以是第一壳体,而至少一个电池125可以是第二、第三或第四壳体。第一壳体和其余壳体可形成上部105。在其他情况下,电源可以由多个独立的电池组成,每个电池都维持并遵循上述规格和特性。附加地或替代地,一个或多个电池可形成限定上部105的整圆或部分圆,和/或电子部件可设置于一个或多个电池下面。在某些情况下,电池仓可以为下部110的至少一部分。
[0061] 在某些情况下,电源125可以是用于维护电池单元或其他类型电池(例如,铅、锂电池等)的壳体或外壳。电源125内的电池单元可以有不同的尺寸。电源125可以电连接到飞行器101的一个或多个部件上,例如螺旋桨、电机、致动器、传感器或飞行器101的其他电子部件。电源125可以包括任意数量的电池单元,例如一个、两个、三个、五个或十个电池单元。在某些情况下,使用多个电池单元时,可能会使用其中一个或多个电池单元而不使用至少一个可用的电池单元。
[0062] 电池125可为可更换的(例如,可附接和可拆卸的)。电池125可利用一种或多种技术被保持在壳体或电池壳体内。例如,电池125可以通过摩擦或重力保持就位。电池125也可以通过粘合剂保持就位。在某些情况下,电池125可以包括任何类型的锁闩机构,以与壳体120或上部105中的至少一个联接(例如,其可以包括或支撑闩锁机构)。例如,电池125可以包括闩锁或按钮以从飞行器101脱钩或脱离。在另一种情况下,壳体120可以包括闩锁机构的闩锁,以将电池从壳体120和框架结构的上部105释放或拆卸。因此,电池125是可替换的。
在某些情况下,闩锁机构可以位于壳体120处或飞行器10上部的其他位置。
[0063] 电池125可以具有或可以不具有均匀的重量分布。例如,电池125的所有侧面可能具有相近的重量或质量。在某些情况下,电池125的某些侧面的重量分布可能不相近。电池125的重量可以与壳体120(例如,包括壳体120的电子部件)的重量一致。因此,壳体120和电池125可在飞行器101的任何一侧提供均匀的重量分布。在这种情况下,作为示例,飞行器
101的重心可以水平一致。当上部105联接或安装到壳体120和电池125上时,重心可以更靠近无人机101的上部(例如,重心靠近上部105或在竖直方向上更高)。壳体120或电池125的安装可以基于飞行器101运行的任何最佳重量分布。如果由于电池125或飞行器101的其他部件导致重量分布非均匀,则飞行器101的控制器可以调整螺旋桨速度或襟翼155以解决非均匀的重量分布问题,从而使飞行器101沿着所需的平坦路径移动。
[0064] 桥接件130可定位成邻近上部105、下部110或通道135。桥接件130可安装在或附接在上部105、下部110或沿着通道135的任何位置。桥接件130可联接至至少一个电机和至少一个螺旋桨。在某些情况下,可能有多个桥接件130来支撑多个电机。例如,桥接件130可提供用于将电机或螺旋桨定位在通道135中并且定位在通道135的中心(例如,纵向居中)的结构。桥接件130可包括延伸至上部105、下部110或通道135的壁的一个或多个臂。桥接件130的臂之间的空间可以是中空的,或者覆盖有由例如金属、塑料或布料等任何材料制成的网,以当桥接件位于上部105或下部110附近时,防止异物进入通道135并干扰至少一个电机和至少一个螺旋桨的运行。
[0065] 通道135可以在飞行器101中心提供一个中空结构(例如,从顶部向底部看)。通道135可以使框架结构的上部105和下部110相互连接(例如,除了桥接件115之外)。通道135可以从上部105延伸至下部110。通道135可至少包括上端、下端以及在两端之间延伸的一个面向内的壁表面。通道的内径(ID)可以用通道135的面向内的壁表面上的两个相对点之间的距离来表示。通道135的内径在本文中也可以称为第一飞行器101的内径(ID)。在某些情况下,通道135可以是圆形横截面形状(例如,从俯视图方向看)。在某些情况下,通道135可以从至少部分地位于上部105下方的框架结构延伸。在某些情况下,飞行器101可以仅包括上部105和/或可以省去下部110。通道135的底部可以形成下部110和/或执行本文提到的下部的一些操作。通道135可以例如采用外扩形状来为一个或多个螺旋桨移动的空气限定气流路径。
[0066] 例如,通道135的内径可以在约30毫米(mm)和约130mm之间。通道135的内径可以在每一端相对于彼此或相对于通道135的其他部分更大或更小。在某些情况下,通道135的上端可以具有比通道135的下端更小的直径。例如,通道135可以具有相对于通道135的其他部分在两端或一端更宽或更窄的横截面形状(从侧视图视角看)。在一些实施例中,在每一端具有不同直径的通道135可以形成非均匀形状和/或外扩形。例如,通道135可以从框架结构的上端到下端或从上部105到下部110呈外扩形。因此,例如,通道可以包括直径小于下端的上端,或反之亦然。通道135的呈外扩状张开可以是恒定的(例如,分别从30mm到40mm再到50mm),也可以是不恒定的(例如,分别从30mm到45mm再到80mm)。
[0067] 在某些情况下,通道135还可以包括中间部分,该中间部分在通道的上端和下端之间具有恒定的直径。通道可以包括其他迭代,例如具有收缩直径的中间部分或具有不同直径的多个部分。例如,从顶部到底部的通道直径可以是30mm到25mm到40mm。在某些情况下,通道135的不同部分可以包括不同的直径。不同部分可以至少包括通道135的顶部、中间部分或下部(有时分别称为第一部分、第二部分和第三部分)。例如,顶部可以包括大于或小于中间部分的直径。中间部分可以包括大于或小于下部的直径。下部可以包括大于或小于顶部的直径。在某些情况下,通道135的上部可以包括至少由壳体120和电池125形成的类似直径。在其他情况下,通道135可以具有三个以上的部分,例如上部、退入通道135以允许螺旋桨更靠近通道壁的边缘的上螺旋桨部分、中部和底部。
[0068] 通道135可放置至少一个螺旋桨,该螺旋桨的直径与通道135相似,但不接触通道135的内壁。例如,在通道135的直径为40mm时,螺旋桨的直径可高达39.99mm或更接近40mm。
在另一个示例中,在至少两个螺旋桨(例如,邻近通道135上端的第一螺旋桨和邻近通道135下端的第二螺旋桨)的情况下,第一螺旋桨可具有接近上端直径的第一直径,而第二螺旋桨可具有接近下端直径的第二直径。基于通道135的呈喇叭状张开,第一螺旋桨直径可小于第二螺旋桨直径。在某些情况下,第一螺旋桨可与第二螺旋桨尺寸相同,或者第一螺旋桨可大于第二螺旋桨。一个或多个螺旋桨还可以包括尺寸相似或不同的第三螺旋桨、第四螺旋桨等。
[0069] 通过使通道135至少在下端呈外扩状张开,气流可以遵循通道135的一个或多个内壁的曲率(例如,康达效应),从而导致离开通道135下端的一些空气沿远离通道135的竖向中心轴线的方向流动。一个或多个襟翼155可以伸出以与来自通道135的气流相交。例如,襟翼155可以伸出以捕获空气和重新引导空气远离通道的一侧,从而减少或消除沿着伸出的襟翼155一侧上的弯曲表面(例如,沿着通道135)的气流。沿着伸出的襟翼155下方的弯曲表面的改向的空气或气流的减少(例如,或改向的空气和气流减少的组合)可以增加由伸出襟翼产生的俯仰和/或翻滚的控制量。因此,至少在下端呈喇叭状张开的襟翼155和通道135可以增强飞行器的运动性、速度、机动性和可控性。
[0070] 不受任何特定理论的约束,由于通道135在下端呈喇叭状张开,通道135可以将气流引导至更靠近通道的内壁(例如,康达效应),从而允许更多气流被一个或多个伸出襟翼155捕获和改向,以增强飞行器101的运动。此外,飞行器101的推力性能和整体空气动力学特性也得到增强。
[0071] 通道135可沿与水平面正交的飞行器101的轴线y延伸。在某些情况下,飞行器101可具有沿竖向轴线的重心。重心在本文中也可称为质心。飞行器101可包括沿竖向轴线的重心,该重心位于飞行器101的高点处或至少位于飞行器101的中点之上。通道135内的气流可产生使飞行器101沿竖向轴线移动的升力。升力在本文中也可称为推力。通道135内和襟翼155上的气流可产生将飞行器101改向到预定方向的角力。
[0072] 引导件140可联接到、安装在或邻近于框架结构的下部110或桥接件115。引导件140可位于框架结构的桥接件115和通道135之间。引导件140可被称为轨道以在某些方向或角度上转向襟翼。引导件140可配置为在伸出或缩回时引导襟翼155。例如,引导件140可联接或接合于襟翼155上的刚性引导部分,例如襟翼155的梁部150。此外或替代地,刚性引导部分可形成在襟翼155的一侧、沿襟翼155的中心或襟翼155上的任何其他预设路径上,以引导襟翼155的可缩回路径。整个襟翼155可以是刚性的,或者只有襟翼155的一部分(例如刚性引导部分)是刚性的。与梁部150或襟翼155的刚性引导部分接合可提高襟翼155伸出或缩回的精度,从而为襟翼155提供可缩回性。引导件140可为襟翼提供驱动路径,例如当致动器推动襟翼155以延伸出框架结构或将襟翼155拉入框架结构时。引导件140可以包括非线性路径(例如,弯曲或弯折路径),使得当襟翼155从框架结构延伸时,襟翼155朝向通道135的角度更大。在某些情况下,增加襟翼155的角度可以增强气流朝向特定方向的改向,从而增强水平移动的机动性。在某些情况下,引导件140的至少一些部分可以是非线性的。在某些情况下,每个襟翼可以有超过一个的引导件,例如,襟翼的第一侧可以有第一引导件,襟翼的第二侧可以有第二引导件。
[0073] 连杆145可以是连杆系统的一部分。连杆145可被称为臂、第二臂或致动器与襟翼155的梁部150之间的延伸部。连杆145可由致动器操作以驱动襟翼155。例如,连杆145可以连接到安装在致动器上的第一臂。当启动致动器时,连杆145可以按照指令移动襟翼155。
[0074] 梁部150可以是襟翼155的一部分(例如,襟翼155的支撑结构)。梁部150可连接或附接到襟翼155以提供刚性结构来控制襟翼155。梁部150可被配置为与引导件140联接。梁部150可联接到连杆145以接收来自致动器的驱动力,例如驱动襟翼155。在一些情况下,襟翼可以没有梁部,和/或可以使用其边缘沿着引导件行进以维持预定路径。
[0075] 襟翼155可被称为或视为飞行控制表面或飞行器101的机翼以沿预定方向改向气流。飞行器101可以包括任意数量的襟翼155,例如四个、五个、八个等。襟翼155可以由致动器经由连杆系统或连杆机构(例如任何类型的连杆结构)驱动,或者直接由致动器驱动而不使用连杆,例如直接连接到襟翼的线性伺服电机。襟翼155可以改向来自通道135的气流。例如,襟翼155可以基于襟翼155的伸出角度和程度来改向来自通道的气流。取决于哪个襟翼
155延伸,飞行器101可以沿与由延伸的襟翼155产生的推力矢量的力矩或由延伸的襟翼155和/或其他襟翼产生的合成推力矢量的力矩(例如当多个襟翼伸出时)相对应的方向推进。
[0076] 襟翼155可经由襟翼155的相应梁部150联接至引导件140。襟翼155可经由至少连接到连杆145的梁部150联接至致动器。襟翼155可被配置为从下部110或通道135的下端伸出。类似地,襟翼155可被构造成以与伸出过程类似的路径缩回到框架结构中。襟翼155可以沿着不同的轴线弯曲,例如沿着襟翼155的水平轴线和竖向轴线弯曲。在水平轴线和竖向轴线两者上弯曲的襟翼155可以允许将襟翼155更有效地存储在框架结构内,因为当处于缩回状态时襟翼155可朝向通道135成角度。
[0077] 在一些情况下,当以螺旋桨的相同转速(RPM)同步地伸出所有襟翼155时,由飞行器101产生的推力可能减小。在这种情况下,控制器可以通过同步地伸出所有襟翼155以增加螺旋桨的转速(RPM)而不增加飞行器的海拔高度。同步地伸出所有襟翼155可以指的是使襟翼155伸出相同的长度或延伸部。在一些情况下,控制器可以控制多个襟翼155在至少两个轴线(例如,前轴线、后轴线和侧轴线)上对称地延伸,以增加螺旋桨的转速(RPM),同时保持飞行器101的海拔高度。
[0078] 襟翼155可以是柔性的或者用柔性材料构造。例如,襟翼155可以由诸如塑料或橡胶的柔性材料构造、形成或包括上述材料。在一些情况下,襟翼155可以由可变形的可延展材料构造,例如塑料、复合材料、金属或金属合金。襟翼155可构造成在伸出时彼此重叠,以便最小化、减少或防止每个相邻襟翼155之间的间隙。例如,在伸出期间最小化襟翼155之间的间隙可防止气流在伸出的襟翼155之间逸出以增强捕获气流改向。襟翼155可在通道135的下端附近或在通道135的下端处伸出或缩回。在一些情况下,如果下部110是通道135的一部分(例如,下调整片160作为通道135的一部分),则襟翼155可以缩回通道135中或从通道135伸出。襟翼155可以基于引导件140的路径以线性或非线性方式延伸。襟翼155可以从框架结构延伸到通道135的排气区域中以改变来自或通过通道135的气流。每个襟翼155相对于通道135以及相对于飞行器101的其他襟翼155的位置可以控制飞行器101的俯仰、翻滚或两者。
[0079] 当完全缩回时,襟翼155可相对于下部110或通道135的下端齐平。在某些情况下,保持襟翼155部分(例如10至30%)伸出是有利的,使得缩回位置免除从通道135的完全缩回。在其他情况下,襟翼可以在部分突出的位置处具有初始位置或起始位置,并且在某些情况下,当相对的襟翼完全伸出时可以完全缩回(例如,以执行机动或导航控制动作)。襟翼
155的内表面(例如,面向通道135的表面)可邻近或擦过通道135的下端。例如,襟翼155可邻近框架结构的下部110或通道135的下端,例如襟翼伸出时。因此,通过在来自通道135的气流路径中延伸一个或多个襟翼155,襟翼155可将气流改向至预定方向,以控制飞行器101的运动。襟翼155与通道135下端之间的入射角(如图3中的角度320)可根据襟翼155从框架结构的伸出程度而不同。例如,入射的角度320可以随着襟翼155的进一步伸出而减小,从而改向来自通道135的更多气流。在某些情况下,襟翼155可以根据伸出过程的至少一部分,以相同的入射角在通道135的路径上伸出。
[0080] 襟翼155可以根据飞行器101的大小包括任何尺寸。例如,飞行器101越大,襟翼155就越大。对于较小的襟翼155,飞行器101可以包括额外数量的襟翼155以覆盖通道135的所有部分(例如下端部分)。在某些情况下,襟翼155的数量可以基于框架结构的桥接件115的数量。因此,襟翼155的尺寸可大可小,以根据桥接件115的数量覆盖通道135的开口。在某些情况下,襟翼155的平面、上表面形状或其他非平面的形状可以是凹形或凸形的。在某些情况下,襟翼155或其他部件(如框架结构、壳体120、电池125、引导件140等)可涂有空气动力学物质,例如用于减少飞行时的阻力。
[0081] 襟翼155延伸或缩回的位置可称为延伸或缩回的百分比。例如,100%的延伸可以指襟翼155完全延伸到最大延伸量。以大于0%至100%的不同延伸量延伸襟翼会对飞行产生不同的影响。在某些情况下,不同的延伸量可提供襟翼155和通道135之间的不同的入射角,从而对飞行产生进一步的影响。襟翼155可由电子零部件(例如控制器)通过对联接到襟翼155的致动器发出指令来控制。
[0082] 下调整片160可以是安装在或联接在下部110和通道135下端的一部分。下调整片160可以是通道135的一部分。下调整片160可以提供支撑,使气流进一步从通道135过渡到下部110。在某些情况下,下调整片160可以是通道135的一部分(例如,通道135的延伸部)。
下调整片160与通道135之间可以留有间隙,以便襟翼155从框架结构中伸出或缩回到框架结构中。在某些情况下,襟翼155可以被设计、尺寸选择成或构造成具有适合下调整片160和通道135之间的间隙的尺寸。下调整片160可以延长通道135(例如,作为通道135的一部分),以方便气流从通道135中心流出通道135。下调整片160可以是通道135的延续或延伸。下调整片160可以与襟翼155邻近。在某些情况下,在襟翼155的驱动过程中,下调整片160可能会擦到襟翼155。
[0083] 在某些情况下,飞行器101可以包括一个或多个可拆卸的盖件(未示出)。可拆卸盖件一般可称为盖件、外壳、护罩或包装。盖件可以由任何材料组成,如布、碳纤维、塑料等。盖件的材料可以与飞行器101的结构或部件的材料相似,也可以不同。可拆卸盖件可以位于、联接于或附接于上部105、下部110和桥接件115之间。可拆卸盖件可以至少部分地覆盖框架结构中的上部105和下部110之间的开口165。例如,框架结构的每个“开口”部分(如开口165)可以由上部105、下部110和两个连续的桥接件115表示。飞行器101可以配置为将可附接或可拆卸盖件与框架结构的任何开口部分相联接,例如为飞行器101提供封闭式机身设计。在某些情况下,盖件可以隐藏框架结构内部的至少一部分。在某些情况下,盖件可以包含附加的电子部件,如传感器、天线或致动器,以提供附加或补充功能或增强飞行器101的性能。例如,附加的部件可以增加补充的数据收集能力(例如,使用附加的成像、物体或运动检测传感器)、补充的通信能力(例如,使用附加的天线和/或通信接口,例如连接到蜂窝网络)和/或补充的机械能力(例如,使用附加的致动器来移动传感器、螺旋桨、轮子或其他部件)。
[0084] 飞行器101可以包括位于飞行器101的底部并附接到下部110的一个或多个支腿或支柱。这些结构的存在可以保护襟翼155在起飞和着陆时不会撞击地面或其他表面。一个或多个支柱可以位于沿着通道135下部的周边的任何位置,也可以从框架的任何部分延伸至下部110下面。在某些迭代中,支柱可与致动器相连,致动器可在起飞后将支柱缩回以储存,并在着陆时或飞行过程中的任何时候将其放下。
[0085] 图2是带有伸出襟翼的飞行器101的示例图示200。图示200可以包括与图1类似部件的飞行器101。飞行器101可以包括致动器或伺服电机的臂205。臂205可称为伺服臂或致动器臂。臂205可以直接联接到致动器和连杆145。臂205可通过致动器旋转。响应于旋转,臂
205可移动连杆145从而驱动襟翼155。如图所示,作为示例,臂205移动连杆145以驱动襟翼
155伸出框架结构。襟翼155可由引导件140沿非线性路径引导。因此,臂205可以移动连杆以改向来自通道的气流路径从而改向飞行器101。
[0086] 图3是飞行器101的横截面侧视图的示例图示300。图示300可以包括通道135的横截面视图。通道135可以包括上端305和下端310。在某些情况下,通道135的上端305可以对应于或始于框架结构的上部105。在其他一些情况下,通道135的上端305至少可以从壳体
120或电池125的上部开始。通道135的下端310可以邻近引导件140或襟翼155的内表面。在某些情况下,下端310可以与下调整片160相对应。在某些情况下,下端310可以与下部110相对应。图示300可以包括致动器315的示例图示。致动器315可称为伺服电机。
[0087] 图4是飞行器101透视图的示例图示400。在某些情况下,飞行器101可以不包括壳体120内的扇叶。在其他一些情况下,飞行器101可以在壳体120内包括至少一个扇叶。飞行器101的壳体120可以包括至少一个通风口405和可能的附加通风口,以提供通过壳体120的气流的自由周期变距。通风口405可以包括一个或多个开口。通风口405可以使空气行进或循环地进入壳体120,例如冷却壳体120中的电子部件。例如,电子部件在运行过程中会产生热量。通风口405可以允许将行进入通道135的一些空气(或风)传递到壳体120在作为电子部件的被动冷却。在某些情况下,通风口405可位于通道135内,使电子器件直接暴露于通过通道135的气流,从而带走热量并冷却电子器件。在某些情况下,飞行器101包括用于接收(例如,来自通道135的任一端和/或通过通道135)空气的第一通风口和第二通风口,以便空气可以流过包含电子部件的壳体内部。
[0088] 在另一个例子中,飞行器101可以通过启动或增加通道内螺旋桨的旋转来执行主动冷却程序。通过增加旋转,可以将更多空气吸入通道,其中一部分空气可以通过通风口
405。在这种情况下,随着螺旋桨转速RPM的增加,通风口405可以接收更多的气流。因此,壳体120的通风口405可以配置为接收右通道135内的至少一个螺旋桨产生的气流,以降低位于壳体120中的一个或多个电子部件的热量。
[0089] 在某些情况下,飞行器101的电子部件可以确定壳体120(例如壳体120内部或其电子部件)的温度。例如,电子部件可以根据壳体120内部的温度传感器检测温度。电子部件可将壳体120的温度测量值与存储在存储器(例如电子部件的存储器)中的阈值进行比较。如果电子部件确定温度达到或超过阈值,则电子部件可以确定调用冷却协议。冷却协议可以包括降低壳体120温度的程序、操作或指令。电子部件可以在不增加飞行器101海拔高度的情况下执行冷却程序。
[0090] 在某些情况下,飞行器101可以在静止状态下工作。例如,飞行器101可以放置在表面上,以通过一个或多个传感器收集数据。电子部件的运行会产生热量。飞行器101至少可以检测壳体120或电子部件的温度。响应于壳体120的温度超过或达到阈值,电子部件可在不增加飞行器高度的情况下启动螺旋桨旋转或提高螺旋桨的速度。在某些情况下,电子部件可延长襟翼155以避免飞行器101升空或增加高度。在某些情况下,静止可与闲置或休眠模式相关联。
[0091] 冷却协议可以包括增加螺旋桨的旋转速度(例如RPM),以降低壳体120的温度。为了保持飞行器101的高度,可以展开(例如伸出)襟翼155以保持类似的气流从飞行器101排出。例如,飞行器101可根据螺旋桨的第一转速RPM产生推力。在检测到温度达到阈值时,电子部件可以提高螺旋桨的转速,并将所有襟翼155伸出到相同水平。基于转速增加和襟翼155伸出的结合,飞行器101可以保持在与第一转速下产生的推力相同或类似的推力。在另一个例子中,在确定壳体120的温度达到阈值期间,飞行器101可能不在飞行中。在此示例中,电子部件可以使所有襟翼155延伸出,从而封闭或捕获空气以防止空气从通道135的下端310流出。因此,电子部件可以在不增加飞行器101海报高度的情况下提高螺旋桨的转速。
[0092] 图5是飞行器101的电池125的示例图500。电池125可以联接到上部105或壳体120。例如,电池125可以通过联接机构、锁定机构或闩锁机构与飞行器101联接。电池125可以包括插槽505。插槽505可以包括或安装有至少一个传感器,例如视觉传感器。因此,插槽505可以为至少一个传感器提供壳体,以便向远程设备提供视觉反馈数据或其他传感器数据。电池125还可以包括开/关按钮和/或电池电量指示器。在某些情况下,插槽505可以包括或安装有解耦按钮。解耦按钮可以是电池125的闩锁机构或锁定机构的一部分。例如,在与解耦按钮相互作用时,电池125可以脱离上部105或壳体120中的至少一个。
[0093] 图6是不带电池125的飞行器101的示例图示600。在本示例图示600中,电池125可以与上部105和壳体120拆卸。因此,上部105的一部分605在本示例中是空的。电池125可以安装在该部分605处,以形成框架结构的空气动力学上部。电池125可以钩在上部105的闩锁上。
[0094] 图7是飞行器101框架结构透视图的示例图示700。在本示例图示700中,壳体120或其他组件可以是透明的,以阐明框架结构。至少包括上部105、下部110和桥接件115的框架结构可以由与飞行器101的其他部分或部件类似的材料构成。在某些迭代中,壳体120、上部105、下部110和桥接件115可以构造为一体。在另一种迭代中,壳体120和上部105可以共同构成上部105。
[0095] 图8是飞行器101的剖视图的示例图示800。飞行器101可以包括一个或多个电子部件805。电子部件805可以由硬件、软件或硬件和软件组件的结合组成。电子部件805至少可以向电机和致动器315发送指令,以分别控制螺旋桨和襟翼155。电子部件805可以执行本文所讨论的飞行器101的任何控制操作。
[0096] 图9是飞行器101俯视图的示例图示900。如示例图示900所示,飞行器101可以包括一个或多个支座905,配置为安装、保持或以其他方式与至少一个螺旋桨联接。飞行器101可以在通道内具有多个支座905。支座905可以联接到螺旋桨的电机。支座905可以联接或安装在桥接件130上。在某些情况下,支座905可以包括一个或多个臂,其连接到上部105、壳体120、电池125或通道135(例如,通道135的内壁)中的至少一个,以定位成邻近通道135或位于通道135的内部。
[0097] 图10是用于驱动襟翼155的机构的示例图示1000。图示1000中的机构可被称为连杆系统。连杆系统可至少包括致动器315(例如,旋转伺服电机、步进电机或线性伺服电机)、臂205(例如,伺服臂)和连杆145(例如,第二臂或延伸部)。在一些情况下,致动器315可指连杆系统,使得连杆系统包括伺服电机、臂205以及连杆145以驱动襟翼155。连杆系统的每一部分可与襟翼155于梁部150处相联接。梁部150和襟翼155的运动轨迹基于引导件140(例
如,导轨)可为预先确定的。连杆系统可包括任何额外的连杆或接头以驱动襟翼155。例如,臂205可作为第一接头,连杆145可作为第二接头。在一些情况下,连杆145可与第三接头联接,在第三接头处第三接头与梁部150联接以驱动襟翼155。因此,连杆系统可包括一系列接头连接以增加延伸或缩回的范围并且为襟翼155提供紧凑的可伸缩设计。在一些情况下,致动器315可嵌入、安装或联接于通道135(例如,通道135的外壁上)、引导件140、桥接件115或框架结构的其他部分。
[0098] 图11是飞行器101的襟翼155的示例图示1100。襟翼155可以嵌入、安装或插入飞行器101。襟翼155可以沿任何轴线方向弯曲,如垂直、水平、正交方向等(例如,沿x轴、y轴或z轴中的至少一个弯曲)。在某些情况下,襟翼155可以是平坦的、线性的或非弧形的。襟翼155可以是被配置成伸出、缩回或以其他方式定位于飞行器101的框架结构的一侧的任何形状。襟翼155可以包括梁部150,梁部150可以是襟翼155的一部分。在某些情况下,梁部150可以是单独的部件,这样襟翼155就可以从梁部150上拆下。襟翼155可以被配置为改向来自通道的气流。襟翼155可以由柔性材料构成。在某些情况下,襟翼155可以由刚性材料构成。在某些情况下,襟翼155可以由类似于梁部150的材料构成。襟翼155可以包括任何厚度,如1毫米、3毫米、5毫米等。
[0099] 在某些情况下,梁部150可以从襟翼155的顶部延伸到襟翼155的底部。在某些情况下,梁部150可以沿着襟翼155的大部分区域间歇地延伸。在其他一些情况下,梁部150可以沿襟翼155的一部分(例如高度或长度的10%、30%、50%等)延伸。
[0100] 在某些情况下,梁部150(例如梁部150的曲率)可以代表襟翼155的曲率。梁部150可以表示或表明向通道135倾斜的角度。例如,梁部150可以表示襟翼155何时线性地、非线性地或者朝向或者远离通道135的下端成角度地伸出或(或缩回)。例如,梁部150、引导件140或襟翼155的特征(如曲率、尺寸、长度等)可以表明襟翼伸出对比飞行器101控制之间的关系。例如,控制器可以通过增加一个或多个襟翼155的伸出来增加对飞行器101的控制。控制器可以通过减少一个或多个襟翼155的伸出(或增加回缩)来减少对飞行器101的控制。在某些情况下,一个或多个襟翼155的伸出程度可以表明控制量。例如,10%的伸出可提供
10%的飞行器101的控制,30%的伸出可提供30%的飞行器101的控制等等。在另一个例子中,基于至少襟翼155、引导件140或梁部150的曲率,10%的伸出可提供5%的控制,30%的伸出可提供40%的控制,50%的伸出可提供70%的控制。例如,飞行器101的控制可以指或包括从通道捕获气流(例如,每个襟翼)、改变飞行路径的能力或将被改向的气流量。通道
135的弧度或呈喇叭状张开可促进在襟翼155处捕获气流。
[0101] 在某些情况下,飞行器101可以在襟翼155的下部插入处提供更多控制或在襟翼155的下部插入处提供较少控制。例如,梁部150或襟翼155的形状可以设计或构造成使得襟翼155在下部插入处朝向通道135中心更多地向内成角度,从而在下部插入处提供更多控
制。在另一个例子中,梁部150的构造可以使得襟翼155在下部插入时朝向通道135中心成更小角度,从而在下部插入时提供更少的控制。飞行器101的梁部150、引导件140或襟翼155可以被构造成沿梁部150的延伸部的任何位置具有任何角度或曲率。在进一步的例子中,襟翼
155可以弯曲,以便将更多进入的气流改向到预定方向。在某些情况下,襟翼155的较高曲率可以增强气流的改向,从而提供更多的控制。在其他一些情况下,襟翼155(例如平坦或线性襟翼155)的较小曲率可提供较少的控制,可用于襟翼的某些部分。例如,襟翼155可以在其下边缘呈弧形,而在其上边缘附近呈扁平状。因此,飞行器101可以在襟翼155处于不同延伸或插入时提供不同的控制。
[0102] 在某些情况下,梁部150可以是襟翼155的一部分。在其他一些情况下,襟翼155可以不包括梁部150。例如,襟翼155可以是连杆145或臂205的延伸部。在另一个例子中,襟翼155可以包括作为襟翼155一部分的分度、梁部或通道,其配置为与引导件140联接或沿引导件140滑动。在某些情况下,襟翼155可以是连杆系统的一部分,使得臂205、连杆145和襟翼
155可以是连杆系统的部件。在某些情况下,襟翼155可以包括在其侧面上的一个或多个圆角凹口。例如,圆角凹口可有助于清理、通过或过渡安装在通道135下端310附近(例如,底部电机安装座)或下部110附近的一个或多个部件。在另一个例子中,圆角凹口可以有利于襟翼155的延伸以覆盖通道135的大部分出口。
[0103] 图12是具有作为桥接件115的引导件140的飞行器101的示例图示1200。飞行器101的框架结构可以包括通过中间部件连接的上部105和下部110。中间部件可以是桥接件115(例如,一个桥接件115、两个桥接件115、三个桥接件115、四个桥接件115、五个桥接件115等)。桥接件115可以围绕飞行器101的周边均匀地间隔开。在某些情况下,飞行器101可以不包括桥接件115。例如,飞行器101可以用开放式桥接件1205(例如,截断式桥接件或未连接桥接件)来构造或实现。在此示例中,引导件140可以是连接上部105和下部110的中间部件。例如,引导件140可以从上部105延伸到下部110。引导件140可以辅助襟翼155伸出或缩回框架结构。在某些情况下,引导件140可以形成桥接件115。
[0104] 飞行器101可以包括具有各种部件1210的壳体120。各种部件1210可以嵌入或伸出壳体120。例如,壳体120可以包括一个或多个传感器或端口。例如,端口可以是插座、充电端口、LED灯或用于与外部设备进行有线连接的接口。传感器可以包括任何传感器,例如红外传感器、摄像头等。在某些情况下,上部105可以包括或保持壳体,例如用于封装电子部件805。
[0105] 在某些情况下,飞行器101可以包括冷却槽或开口作为组件1210的一部分。例如,冷却槽可以包括将空气吸入壳体120的风扇。在某些情况下,冷却槽可以是通风口405附近(例如通道135内部)的插座或开口,以促进气流进入壳体120或电子部件805。在其他一些情况下,通道135可以不包括插槽、插座或开口。
[0106] 图13是具有通道135作为桥接件115的飞行器101的示例图示1300。飞行器101的框架结构可以不包括桥接件115。例如,飞行器101的通道135可以是连接上部105和下部110的中间部件。通道135可以从上部105延伸到下部110以提供框架之间的连接,从而建立框架结构。引导件140可以联接或连接到下部110。因此,飞行器101可以包括例如开放式桥接件1205。
[0107] 图14是在通道135的一侧带有引导件140的飞行器101的示例图示1400。飞行器101可以包括开放式桥接件1205结构或包括连接上部105和下部110的桥接件115。飞行器101可以包括附接、联接或以其他方式嵌入在通道135侧面的引导件140。通道135的侧面可以指通道135的外壁。襟翼155的梁部150可以置于襟翼155的内侧。例如,梁部150可以联接到被配置为接收来自通道135气流的襟翼155的内侧。梁部150可以从襟翼155的顶部延伸到襟翼155的底部。在某些情况下,梁部150可以沿着襟翼155的大部分延伸。在其他一些情况下,梁部150可以沿着襟翼155的一个或多个部分(例如,高度或长度的10%、30%、50%等)延伸。
[0108] 图15是飞行器101的重叠襟翼155的示例图示1500。图示1500可以示出襟翼155从框架结构中伸出。襟翼155至少可以在点1505处重叠。在某些情况下,襟翼155可以用柔性材料制成。在其他一些情况下,襟翼155可以由刚性材料制成。襟翼155的梁部150可以是互相不对称的。例如,第一襟翼155可以比第二襟翼155更多地朝向通道135的下端310向内弯曲(例如,基于每个襟翼155的梁部150的结构),或者襟翼155可以竖直地偏移(例如,竖直移动,从而第一襟翼155可以与第二襟翼155以不同的高度或位置伸出)。因此,举例来说,襟翼
155可以与刚性材料重叠。飞行器101的控制器可以考虑飞行器101的各部件的构造,以执行预定功能。
[0109] 在某些情况下,襟翼155可以不重叠。例如,一个或多个襟翼155可以延伸以覆盖通道135出口的大部分区域。通道135的出口可以指通道135的下端310的开口。出口可以将气流从通道135排出到延伸的一个或多个襟翼155上以改向气流。当襟翼155延伸到最大限度时,襟翼155可以重叠得更多。每个襟翼155都可以覆盖通道出口的大部分。例如,襟翼155可以覆盖出口的至少50%,或出口的25%‑75%之间。
[0110] 图16是飞行器101部分插入的襟翼155的示例图示1600。襟翼155在预定的延伸或插入位置时可以不重叠。例如,飞行器101可以配置为使得襟翼155在50%延伸时重叠。在此示例中,襟翼155可以从框架结构中伸出而不重叠,直到达到50%的延伸点。飞行器101可以配置为使得襟翼155在其他延伸点重叠。在某些情况下,每对相邻的襟翼155可以在不同的突出点重叠。例如,第一对襟翼155可以在40%延伸时重叠,第二对襟翼155可以在43%延伸时重叠,等等。在某些情况下,飞行器101可以提供不重叠的襟翼155,在伸出时覆盖通道135出口的大部分区域。
[0111] 图17A是气流路径的示例图1700A。气流路径可以由飞行器101的各种部件来限定,例如通道135,它可以延伸到上部105和/或壳体120的顶部。气流路径可以由一个或多个矢量表示。螺旋桨可以通过通道135的入口将空气吸入通道135。例如,第一矢量(或第一气流路径)可以至少包括第一部分1705、第二部分1710和第三部分1715。在第一部分1705,空气可以通过通道135的入口行进入通道135。在第二部分1710,气流可沿着通道135的内壁横穿(例如,滑行或贴合喇叭形通道135的曲率)。在第三部分1715处,气流可以以由通道135的曲率表示或引导的角度从下部110离开或推进。例如,在第三部分1715处,气流可根据通道135的一个或多个表面曲率被引导远离通道135的中心。
[0112] 图示1700A可以包括第二矢量,该矢量至少具有第一部分1720、第二部分1725和第三部分1730。在此示例中,第二矢量或者一个或多个部分(例如,第一部分1720、第二部分1725或第三部分1730)可以表现出或遵循与第一矢量的一个或多个部分类似的路径。例如,在第一部分1720,空气可以进入通道135。在第二部分1725,空气可以沿着通道135的内壁穿过。在第三部分1730,气流可以以与第三部分1715相似的角度(例如远离通道的中心)从下部110或飞行器101流出。
[0113] 图17B是襟翼155伸出时的气流路径示例图示1700B。在某些情况下,图示1700B可以描述当插入至少一个襟翼155时的气流路径。来自飞行器101的气流路径可以包括或相当于推力矢量。气流可以由通道135内的螺旋桨产生。气流路径可以由一个或多个矢量表示。螺旋桨可以通过通道135的入口将空气吸入通道135。例如,第一矢量(或第一气流路径)可以至少包括第一部分1705、第二部分1710和第三部分1715。在第一部分1705,空气可以通过通道135的入口行进入通道135。在第二部分1710,气流可以沿着通道135的内壁横穿(例如,滑动或跟随喇叭形通道135的曲率)。在第三部分1715处,与图17A中相比,气流可以从下部
110流出或推进得离通道中心的距离更远,这可能是由于相对的襟翼155的伸出引起的。例如,与图17A中的1715部分相比,由至少一个伸出襟翼155引导的部分1730的气流可以引导部分1715的气流(例如,在飞行器101与伸出襟翼155相反的一侧)进一步远离通道135的中心。推力矢量的部分1715可以以与襟翼155的伸出长度或襟翼155的伸出量、襟翼155的曲率、通道135的曲率、或襟翼155内表面与通道135的下端310或中心之间的入射角(例如类似于角度320)相对应的程度进一步远离通道的中心。
[0114] 在某些示例中,通过改变螺旋桨定位,例如使用倾转旋翼或旋转斜盘,可以将在部分1730路径上的气流被改向进一步远离或朝向通道135的中心。螺旋桨的旋转轴线可以从通道135竖向轴线偏离中心,从而改变不同气流部分(1720、1730、1705、1715等)的方向,并导致飞行器101的俯仰或翻滚的变化。此外或替代地,可以通过螺旋桨转子本身的倾斜(例如,使用旋转斜盘或其他方法,如用于周期变距和总距控制的电机脉冲调制技术)来改变或重新定向进入和流出通道135的气流。例如,倾斜转子可以使气流部分1720、1730、1705和/或1715移动得更靠近竖向轴线和/或远离竖向轴线,以增加或减少沿通道135内表面的某些部分吸入通过通道135的空气量,从而引起翻滚或俯仰变化。因此,可以通过使用用于定位螺旋桨和/或定位襟翼155的各种技术(例如,周期变距叶片控制和/或集合叶片控制)来改向离开通道135的气流(例如,沿通道135的内表面),从而增加对飞行器101的控制。
[0115] 在另一个示例中,第二矢量(或第二气流路径)可以至少包括气流的第一部分1720、第二部分1725和第三部分1730。在第一部分1720,气流可以通过入口流入通道135。在第二部分1725,气流可以沿着呈喇叭状外扩的通道135的内壁穿过。在第三部分1730,气流可以被伸出的襟翼155引导。伸出的襟翼155至少可以改变气流的方向和角度。气流的方向和角度可以基于例如襟翼155的伸出长度、襟翼155的曲率或襟翼155内表面与通道135的下端310或中心之间的入射角(例如类似于角度320)。飞行器101的控制器可以调整襟翼155的伸出程度(例如,对应于入射角),以增加控制力矩。
[0116] 图17C‑17I示出了襟翼配置、螺旋桨配置及其组合的各种示例,以控制通过通道135的气流路径,进而控制飞行器101的推力矢量和/或为飞行器101提供导航控制。下文所述(例如,以及本文所述内容)的任何襟翼和/或螺旋桨操作、配置或布置都可以组合使用和/或依次使用,以执行各种导航运动。
[0117] 例如,图17C是包括由侧风或向前行进引起的气流分离1735的飞行器101的示例图示1700C。下部区域1736显示了邻近通道壁1737的区域,该区域例如在离开通道135的第一气流矢量的第三部分1715处经历流动分离1735,。图17D是包括上部螺旋桨1740的飞行器101的示例图示1700D,其叶片远离偏离竖向轴线,以产生抵消气流分离1735的矢量推力
1745。图17D的气流图解示出了当上部螺旋桨1340倾斜时通过通道135的气流路径。第一气流矢量的部分1715显示了减小的流动分离。图17E是包括顶部螺旋桨叶片1740的飞行器101的示例图示1700E,该螺旋桨叶片1740将以将气流改向到伸出的襟翼155的方式倾斜。图17F是包括具有叶片浆距(例如被倾斜的)一个或多个螺旋桨的底部螺旋桨1750的飞行器101的示例图示1700F,使得改向气流远离伸出的襟翼155。图17G是飞行器101的示例图示,其同时具有倾斜的上部螺旋桨1740与底部螺旋桨1750以产生推力矢量来抵消与图17C中描述的相同气流分离1735,和/或使飞行器101产生速度。图17H是飞行器101的示例图示1700H,其同时具有倾斜的上部螺旋桨1740与底部螺旋桨1750并将气流改向到伸出的襟翼1750(例如,以增加或减少推力矢量的大小)。图17I是飞行器101的示例图示1700I,其具有倾斜的上部螺旋桨和底部螺旋桨以增加飞行器101的横向或纵向速度中的至少一个。示例图示1700I中所示的配置可以在不使用襟翼115和/或忽略侧风的情况下控制飞行器。
[0118] 图18是操作飞行器的示例方法1800的流程图。该方法1800可以由飞行器(例如飞行器101)、例如飞行器101的一个或多个电子部件或其一个或多个部件、例如至少结合图1‑
18来执行。简而言之,在步骤1805,飞行器可以启动电源。在步骤1810,飞行器可以获取操作指令。在步骤1815,飞行器可以执行操作指令。在步骤1820,飞行器可以确定是否收到终止指令。在步骤1825,飞行器可以终止操作。
[0119] 仍参照图18,进一步详细说明,在步骤1805,飞行器可以启动电源或开机程序。飞行器可以响应或接收到开机触发信号或命令时启动电源。飞行器可以包括一个为飞行器供电的按钮。用户可以按下按钮为飞行器供电。在某些情况下,飞行器可以接收来自远程设备的命令来启动飞行器(例如,退出休眠或睡眠模式)。在这种情况下,飞行器可能会持续监听来自远程设备的命令。
[0120] 在步骤1810,飞行器可以获取操作指令。操作指令可以预先配置、预先安装或预先存储在飞行器的存储器中。存储器或存储空间可以是飞行器的电子部件的一部分。飞行器可以接收来自远程设备的指令。操作指令可以包括增加飞行器101的海拔高度、改变飞行器的方向、沿预定方向移动飞行器等功能。操作指令可以包括与预定高度相对应的转速RPM指标。操作指令可以指示襟翼延伸的程度,以驱动飞行器朝某个方向飞行,并指示朝该方向的速度。操作指令可以包括考虑到影响飞行器某些性能的因素(例如受襟翼伸出影响的海拔高度、风速或湿度等)的算法。飞行器可利用操作指令来执行如上文所述的用于控制飞行器的特征或功能。
[0121] 在步骤1815,飞行器可以执行操作指令。飞行器可以接收来自远程设备的命令以执行至少一个操作,该操作可以预先配置在存储器中。例如,飞行器可以接收以预定高度沿某一方向移动的指令。因此,根据操作指令,飞行器可以伸出襟翼,并相应地增加或减少螺旋桨的转速。在某些情况下,飞行器可以接收指令以在某一区域执行自主监视行动。在这种情况下,飞行器可以接收、检索或获取该区域的地图。飞行器可以执行操作指令(例如自主操作)在该区域内航行。飞行器可以遵循用户指示的路径。在其他一些情况下,飞行器可以执行一般监控操作,例如扫描指定区域内的所有可到达部分。在另一个示例中,飞行器可以执行的操作包括调整螺旋桨的旋转速度,根据移动方向确定伸出哪个襟翼,并伸出相应的襟翼以一定的速度沿预定方向移动。
[0122] 在完成操作指令的执行后,飞行器可以空转。在某些情况下,飞行器可以根据远程设备的指令重复先前完成的操作指令。在某些情况下,飞行器可以在完成操作指令的执行后休眠。在某些情况下,飞行器可以在定时器到期时休眠或启动终止指令。
[0123] 在步骤1820,飞行器可以确定是否收到终止指令。飞行器可以确定计时器到期或接收触发来终止飞行器操作。如果没有接收到终止指令,飞行器可以继续执行操作指令(例如,回到步骤1815)。在接收到终止指令或计时器到期后,飞行器可以继续执行步骤1825。
[0124] 在步骤1825,飞行器可以终止操作。为了终止操作,如果飞行器正在飞行,则飞行器可以将海拔高度降低至地面或物体上。在某些情况下,飞行器可以识别要降落的停靠站或平台。作为在表面着陆的回应,飞行器可相应地休眠或断电。在某些情况下,飞行器可在检测到错误(如软件或硬件错误)时终止运行。在这种情况下,飞行器可向远程设备发送通知,并继续执行终止操作(如退出操作或程序)。
[0125] 图19是降低飞行器热量的示例方法1900的流程图。方法1900可以由飞行器101、例如飞行器101的一个或多个电子部件或其中一个或多个部件、例如结合至少图1‑17来执行。方法1900可以包括至少与图18结合的方法1800中的一个或多个步骤或程序。方法1900可以包括飞行器在步骤1905启动电源。在步骤1910,飞行器可以执行操作。在步骤1915,飞行器可以检测一个或多个电子部件的温度。在步骤1920,飞行器可以识别温度是否高于阈值。在步骤1925,飞行器可以确定增加螺旋桨的旋转速度。
[0126] 仍参照图19,进一步详细说明,在步骤1905,飞行器可以启动电源。飞行器可以在接收到来自远程设备的指令或命令时启动电源。在某些情况下,飞行器可以响应触发器(例如按下电源按钮)启动电源。与步骤1805相似,飞行器可以启动电源。在步骤1910,飞行器可以响应于接收或获取操作指令而执行诸如类似步骤1815的操作。
[0127] 在步骤1915,飞行器可以检测一个或多个电子部件的温度。飞行器可以在飞行前、飞行中或着陆后确定电子部件的温度。飞行器可以使用温度传感器检测电子部件的温度。飞行器可以检测电子部件壳体的温度。飞行器可将至少壳体或电子部件的温度与阈值进行比较。
[0128] 在步骤1920,飞行器可以识别壳体或电子部件的温度是否高于阈值(例如,温度的可接受性阈值)。对于壳体或电子部件而言,阈值可以不同的或相似的。如果温度没有达到阈值,则飞行器可以继续执行步骤1910,以继续任何剩余操作。如果温度达到或高于阈值,飞行器可进入步骤1925以开始冷却协议。
[0129] 在步骤1925,飞行器可以决定增加螺旋桨的旋转速度。增加螺旋桨的旋转速度(例如增加RPM)可以是冷却协议的一部分。在某些情况下,飞行器可在飞行期间、静止时或在地面执行冷却协议。飞行器可以提高螺旋桨的转速,以增加进入壳体通风口的气流。增加的气流可以冷却壳体内的电子部件。在某些情况下,飞行器可以确定飞行器何时起飞或上升海拔高度的旋转阈值。在这种情况下,飞行器可以在伸出所有襟翼时将旋转提高到阈值以上,以减少螺旋桨通过通道产生的推力。通过减少因转速增加而增大的推力,飞行器可以保持海拔高度(例如在地面或飞行中),同时冷却飞行器的电子部件或其他内部组件。
[0130] 图20是示例计算机系统2000的框图。计算机系统或计算设备2000可以包括或用于执行飞行器的一个或多个部件(例如,至少示图100、200、300、400、600、700、800等中示出的飞行器101)或执行方法1800或1900的一个或多个方面。例如,系统2000可以执行飞行器的一个或多个部件或功能或飞行器的电子部件。计算机系统2000包括至少一个总线2005或用于传递信息的其他通信组件,以及联接到总线2005用于处理信息的至少一个处理器2010或处理电路。计算机系统2000还可以包括与总线联接以用于处理信息的一个或多个处理器2010或处理电路。计算机系统2000还包括至少一个主存储器2015,例如随机存取存储器
(RAM)或其他动态存储设备,其联接到总线2005以用于存储信息和将由处理器2010执行指令。主存储器2015。主存储器2015还可用于存储飞行控制程序、收集的数据、诊断程序、数据处理程序或其他信息中的一项或多项。计算机系统2000可以包括与总线2005联接的至少一个只读存储器(ROM)2020或其他静态存储设备,用于存储处理器2010的静态信息和指令。存储设备2025(如固态设备、磁盘或光盘)可以连接到总线2005,以持续存储信息和指令。
[0131] 计算机系统2000可以通过总线2005联接到显示器2035,例如液晶显示器或主动矩阵显示器,用于向用户显示信息。输入设备2030(例如键盘或语音接口)可以联接到总线2005,用于向处理器2010传递信息和命令。输入设备2030可以包括触摸屏显示器2035。输入设备2030还可以包括光标控制装置,如鼠标轨迹球或光标方向键,用于向处理器2010传递方向信息和命令选择,并控制显示器2035上的光标移动。在某些情况下,显示器2035可以是飞行器、电子部件或本文描述的其他部件的一部分。
[0132] 本文所述的流程、系统和方法可以由计算系统2000响应于处理器2010执行主存储器2015中包含的指令安排(例如非临时指令)来实现。这些指令可以从另一个计算机可读介质(如存储设备2025)读入主存储器2015。执行主存储器2015中包含的指令安排会使计算机系统2000执行本文所述的示例流程。也可以采用多任务处理布置中的一个或多个处理器来执行主存储器2015中包含的指令。硬连线电路可以替软件指令或与软件指令以及本文描述的系统和方法结合使用。本文所述系统和方法不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
[0133] 尽管图20中描述了一个示例计算机系统,但包括本说明书中描述的操作的主题可以在其他类型的数字电子电路实现,或者计算机软件、固件或硬件中实现,其中包括本说明书中公开的结构及其结构等效物,或者以它们中一个或多个的组合来实现。因此,这些技术可以将计算设备2000转变为提供空中导航控制的专用设备。
[0134] 本文的一些描述强调了系统部件(例如飞行器的电气系统的部件)各方面的结构独立性,它说明了这些系统部件的操作和责任的一个分组。执行类似全部操作的其他分组被理解为也属于本申请的范围。模可以以硬件或瞬态计算机可读存储介质上的计算机指令来实现,并且模块可以分布在各种硬件或基于计算机的组件上。
[0135] 上述系统可提供这些部件中的任何或各个部件中的多个,这些部件既可在独立系统上提供,也可在分布式系统中的多个实例上提供。此外,上述系统和方法可以作为体现在一件或多件制造品上或之中的一个或多个计算机可读程序或可执行指令提供。制品可以是存储、硬盘、只读光盘(CD‑ROM)、闪存卡、可编程只读存储器(PROM)、内存(RAM)、只读存储器(ROM)或磁带。一般来说,计算机可读程序可以用任何编程语言(例如C、C++、C#)或任何字节码语言(例如JAVA或Python)来实现。软件程序或可执行指令可作为目标代码存储在一个或多个制品上或制品中。
[0136] 示例和非限制性的模块实现元件包括提供本文确定的任何值的传感器,提供作为本文确定的值的前体的任何值的传感器,数据链或网络硬件,其包括通信芯片、振荡晶体、通信链路、电缆、双心铰合线、同轴线、屏蔽线、发射器、接收器或收发器、逻辑电路、硬连线逻辑电路、根据模块规范配置的处于特定非瞬态状态的可重构逻辑电路,任何致动器,其至少包括电气、液压或气动致动器,螺线管、运算放大器、模拟控制元件(弹簧滤波器、积分器、加法器、除法器、增益元件)或数字控制元件。
[0137] 本说明书中描述的主题和操作可以以数字电子电路、或以计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构及其结构等效物)或以上述一种或多种的组合来实现。本说明书中描述的主题可以作为一个或多个计算机程序实现,例如编码在一个或多个计算机存储介质上以供数据处理装置执行或控制其操作的一个或多个计算机程序指令电路。替代地或附加地,程序指令可以被编码在人工生成的传播信号上,例如机器生成的电、光或电磁信号,其被生成以对信息进行编码从而传输到合适的接收器装置,以由数据处理装置执行。计算机存储介质可以是或者被包括在计算机可读存储设备、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或设备、或者它们中的一个或多个的组合之中。虽然计算机存储介质不是传播信号,但是计算机存储介质可以是编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质还可以是或者被包括在一个或多个单独的组件或介质(例如,多个CD、磁盘或包括云存储的其他存储设备)之中。本说明书中描述的操作可以由数据处理装置对存储在一个或多个计算机可读存储设备上或从其他源接收的数据执行的操作实现。
[0138] 术语“计算设备”、“部件”或“数据处理装置”等涵盖用于处理数据的各种装置、设备和机器,包括例如可编程处理器、计算机、芯片上的系统,或上述的多个或组合。该装置可以包括专用逻辑电路,例如FPGA(现场可编程阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外,该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码,例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或其中一个或多个的组合的代码。该装置和执行环境可以实现各种不同的计算模型基础设施,例如网络服务、分布式计算和网格计算基础设施。
[0139] 计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、应用程序、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写,包括编译或解释型语言、声明式或过程式语言,并且可以以任何形式部署,包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序、对象或其他适合在计算环境中使用的单元。计算机程序可以对应于文件系统中的文件。计算机程序可以存储在包含其他程序或数据的文件的一部分(例如,存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中,也可以存储在专用于相关程序的单个文件中,或多个协调文件中(例如,存储一个或多个模块、子程序或部分代码的文件)。计算机程序可以部署在一台计算机或多台计算机上执行,这些计算机可以位于一个站点,也可以分布在多个站点并通过通信网络互连。
[0140] 本说明书中描述的流程和逻辑流可以由一个或多个可编程处理器执行一个或多个计算机程序,以通过操作输入数据和生成输出来执行操作。这些过程和逻辑流也可以由专用逻辑电路来执行,上述装置也可以作为专用逻辑电路例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)来实现。适用于存储计算机程序指令和数据的设备可包括非易失性存储器、介质和存储设备,包括例如半导体存储器设备,如可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和闪存设备;磁盘,如内置硬盘或可移动磁盘;磁光盘;以及CD ROM和DVD‑ROM磁盘。处理器和存储器可由特殊用途的逻辑电路补充或集成。
[0141] 本文描述的主题可以在计算系统中实现,该系统包括后端组件(例如数据服务器),或包括中间件组件(例如应用服务器),或包括前端组件(例如具有图形用户界面或网络浏览器的客户端计算机,用户可通过该用户界面或网络浏览器与本说明书中描述的主题的实现进行交互),或一个或多个此类后端、中间件或前端组件的组合。系统各部件可通过任何形式或介质的数字数据通信(如通信网络)相互连接。通信网络的例子包括局域网
(“LAN”)和广域网(“WAN”)、互联网(如因特网)和点对点网络(如临时点对点网络)。
[0142] 转向图21,描述了控制飞行器(AV)的示例方法2100。在某些情况下,操作2102通过使用一个或多个螺旋桨引导空气通过喇叭形通道产生气流,从而以一定速度移动飞行器。喇叭形通道可在飞行器的上部和下部之间延伸,从而限定气流。操作2104通过改变沿喇叭形通道内表面的气流的至少一部分方向来改变飞行器的速度或对稳定性的贡献。例如,操作2104可以通过移动联接到上部或下部的多个襟翼中的一个或多个襟翼来改变气流的方
向,从而至少部分地改向气流。在另一个示例中,飞行器可以包括布置有旋转斜盘的螺旋浆叶片,操作2104可以仅使用叶片周期变距控制或叶片总距控制来改变气流方向,或者在移动一个或多个襟翼的同时使用叶片周期变距控制或叶片总距控制的组合来改变气流方向。
通过这种方式,叶片可以旋转或以其他方式周期变距移动,以改变气流方向。在某些情况下,操作2106检测飞行器某一位置的温度,并在操作2108,响应于检测到的温度,增加一个或多个螺旋桨的旋转速度。由于一个或多个螺旋桨的旋转速度增加,操作2110可通过一个或多个通风口接收增加的空气,以冷却容纳在上部框架上的电子部件,从而避免增加一个或多个螺旋桨的旋转速度。
[0143] 转向图22,描述了控制飞行器(AV)的示例方法2200。在某些情况下,操作2202包括使用一个或多个螺旋桨引导空气通过通道,通道联接到飞行器的框架结构,通道的喇叭状至少部分限定出气流路径。操作2204可以通过沿至少部分地由喇叭状限定的气流路径改向空气而产生的速度来移动飞行器。在某些情况下,操作2206通过改变至少一部分空气沿通道内表面流动的方向来至少部分地改变速度。操作2206可以包括移动多个襟翼中的一个或多个襟翼,以至少部分地改向气流路径;和/或伸出多个襟翼,使得多个襟翼相互重叠。此外或替代地,操作2206包括周期变距或总距控制至少一个螺旋桨的至少一个叶片的浆距以改变推力矢量方向,同时省略多个襟翼的使用。
[0144] 虽然附图中按特定顺序描述了操作,但并不要求按照所示特定顺序或先后顺序执行这些操作,也不要求执行所有图示操作。本文所述方法的操作可以以不同的顺序执行、省略、重复、并行执行和/或与其他操作组合。图1‑22中描述的任何操作都可以与图1‑22中描述的任何其他操作相结合。
[0145] 现在已经描述了一些说明性的实施方案,显然上述内容是说明性的而非限制性的,已经通过示例的方式提出。特别是,尽管本文介绍的许多示例涉及方法行为或系统元件的特定组合,但这些行为和元件可以以其他方式组合以实现相同的目标。结合某一实施方案所讨论的行为、元素和特征并不旨在被排除在其他实施方案或本实施方案中发挥类似的作用。本文所使用的短语和术语仅用于描述的目的,并不应被视为限制性的。本文中使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”、“其特征在于”、“其特征是”及其变型,意在涵盖下文所列项目、其等效物和附加项目,以及下文专门所列项目组成的替代实施方案。在一种实施方案中,本文所述系统和方法由所描述的的元件、行为或部件中的一个、一个或多个或全部的各组合构成。
[0146] 本文以单数提及的系统和方法的任何实施方案或元件或行为的任何引用也可涵盖包括多个这些元件的实施方案,并且本文以复数提及的任何实施方案或元件或行为也可涵盖仅包括单个元件的实施方案。单数或复数形式的引用并不旨在将目前公开的系统或方法、其部件、行为或元件限制为单数或复数配置。对基于任何信息、行为或元件的任何行为或元件的引用可包括其中该行为或元件至少部分地基于任何信息、行为或元件的实施方
案。
[0147] 本文公开的任何实施方案均可与任何其他实施方案或实施例相结合,而且对“实施方案”、“一些实施方案”、“一个实施方案”等的引用并不一定是相互排斥的,并且旨在表明与实施方案或实施例相关的特定特征、结构或描述特征。本文使用的这些术语不一定都指相同实施方案。任何实施方案都可以以任何与本文公开的方面和实施方案一致的方式与任何其他实施方案(包含地或单独地)相结合。
[0148] 对“或”的引用可解释为包括性的,因此使用“或”描述的任何术语可表示单个、多个和所有描述术语中的任何一个。例如,“`A′和13′中的至少一个”可以只包括`A′、只包括13′、以及包括`A′和13′两者。与“包括”或其他开放术语一起使用的这种参考可以包括额外项目。
[0149] 在附图、具体实施方式或任何权利要求中的技术特征之后有附图标记,包括附图标记是为了提高附图、具体实施方式和权利要求的可理解性。因此,无论是有附图标记还是没有附图标记,都不会对任何权利要求要素的范围产生任何限制作用。
[0150] 所描述的元件和行为的修改,例如各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装设置、材料的使用、颜色、取向的变化,可以在没有实质上脱离本文所公开的主题的教导和优点的情况下发生。例如,示出为一体成形的元件可以由多个部件或元件构成,元件的位置可以颠倒或以其他方式变化,并且离散元件或位置的性质或数量可以改变或变化。在不脱离本公开内容范围的情况下,还可以对所公开的元件和操作的设计、操作条件和布置进行其他替换、修改、改变和省略。
[0151] 本文所述的系统和方法可以在不脱离其特征的情况下以其他具体形式体现。因此,本文所描述的系统和方法的范围由所附权利要求书而不是前述描述来表示,并且落入权利要求的等同的含义和范围内的变化均包含在其中。
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