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原文传递用于提高和降低有效载荷的方法及系统

专利名称：	用于提高和降低有效载荷的方法及系统
摘要：	本文描述了用于拾取、运输和降低联接到布置在无人驾驶飞行器(UAV)上的绞盘系统的系绳的有效载荷的方法及系统。例如，绞盘系统可以包括用于从线轴缠绕和展开系绳的电动机，并且UAV的控制系统可以操作电动机以将绳索朝向地面降低，因此有效载荷可以附接到系绳。控制系统可以监测提供给电动机的电流，以确定有效载荷是否已经附接到系绳。在另一示例中，当降低有效载荷时，控制系统可以监测电动机电流以确定有效载荷已经到达地面并且响应地操作电动机以将有效载荷从系绳分离。然后，控制系统可以监测电动机电流以确定有效载荷是否已从系绳分离。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	WING航空有限责任公司
发明人：	T.香农;A.普拉格
专利状态：	有效
申请日期：	2017-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201780065910.X
公开号：	CN110139800A
代理机构：	北京市柳沈律师事务所
代理人：	王冉
分类号：	B64D1/22(2006.01);B;B64;B64D;B64D1
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种系统，包括：设置在线轴上的系绳；布置在无人驾驶飞行器(UAV)中的电动机，其中，分别以第一模式和第二模式操作电动机抵抗并辅助由于重力引起的系绳的展开；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；有效载荷锁闩，其可在防止有效载荷从UAV降低的闭合位置和允许有效载荷从UAV降低的打开位置之间切换；以及控制系统，其配置为确定UAV位于拾取位置并且响应地以有效载荷拾取模式操作，其中，在以有效载荷拾取模式操作期间，所述控制系统配置为：打开所述有效载荷锁闩；操作电动机以展开预定长度的系绳，该长度对应于有效载荷联接装置的预期有效载荷附接高度；在展开预定长度的系绳并等待预定的有效载荷附接时段之后，以第一模式操作电动机达预定的附接验证时段；至少部分地基于预定的附接验证时段期间的电动机电流确定有效载荷联接装置机械地联接到有效载荷；响应于确定有效载荷联接装置机械地联接到有效载荷，操作电动机以缩回系绳；在缩回系绳时，确定：(a)系绳的展开长度小于阈值长度和(b)电动机电流大于阈值电流，并响应地操作电动机以将有效载荷拉入到UAV的下表面上的插座中；以及在操作电动机以将有效载荷拉入到所述插座中之后，闭合有效载荷锁闩以将有效载荷固定在插座中。 2.根据权利要求1所述的系统，还包括编码器，其配置为输出提供电动机旋转测量的编码器数据。 3.根据权利要求2所述的系统，其中，以第一和第二模式操作电动机包括：基于所述编码器数据，确定电动机的转速；和基于(i)所确定的电动机转速和(ii)期望的转速，控制电动机电流。 4.根据权利要求2所述的系统，其中，确定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；和基于所确定的线轴的转数，确定系绳的展开长度小于阈值长度。 5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述有效载荷联接装置的预期有效载荷附接高度小于地平面上方两米。 6.根据权利要求1所述的系统，其中，等待预定的有效载荷附接时段包括操作电动机使得有效载荷联接装置在所述预定的有效载荷附接时段期间保持基本恒定高度。 7.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联接到有效载荷包括确定电动机电流大于阈值电动机电流。 8.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入到UAV的下表面上的插座中包括增加电动机电流达预定时段以将有效载荷拉入到UAV的下表面上的插座中并将有效载荷定向在其内。 9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述有效载荷联接装置还构造成当有效载荷与另一表面之间的接触固定有效载荷时机械地释放有效载荷，同时允许有效载荷联接装置继续下降直到有效载荷联接装置与有效载荷分离。 10.根据权利要求1所述的系统，其中，以第一模式操作电动机沿第一方向驱动线轴，以第二模式操作电动机沿与第一方向相反的第二方向驱动线轴。 11.一种系统，包括：设置在线轴上的系绳；布置在无人驾驶飞行器(UAV)中的电动机，其中，分别以第一模式和第二模式操作电动机抵抗并辅助由于重力引起的系绳的展开；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；控制系统，其配置为确定UAV位于目标位置并且响应地以递送模式操作，其中，在以递送模式操作期间，所述控制系统配置为：根据预定的下降曲线操作电动机以展开系绳；确定系绳的展开长度大于阈值长度并且响应地以预触地模式操作，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，使得系绳根据预定的下降曲线继续展开， (b)监测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-未联接电流和(ii)电动机速度小于预定的有效载荷-未联接速度，并且响应地切换到以可能触地模式操作；在以可能触地模式操作期间，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的触地时，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。 12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述控制系统还配置为当过延伸时段结束时，切换到以释放验证模式操作。 13.根据权利要求12所述的系统，其中，以释放验证模式操作包括：以第一模式操作电动机达释放验证时段；至少部分地基于释放验证时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，继续以第一模式操作电动机，以缩回系绳并将系绳和有效载荷联接装置固定到UAV。 14.根据权利要求11所述的系统，还包括有效载荷锁闩，其可在防止有效载荷从UAV降低的闭合位置和允许有效载荷从UAV降低的打开位置之间切换。 15.根据权利要求14所述的系统，其中，在操作电动机以根据预定的下降曲线展开系绳之前，所述控制系统还配置为：以第一模式操作电动机，以将系绳缠绕预定的量；打开有效载荷锁闩。 16.根据权利要求15所述的系统，其中，在打开有效载荷锁闩之后并且在操作电动机以根据预定的下降曲线展开系绳之前，所述控制系统还配置为操作电动机以防止线轴旋转达预递送等待时段。 17.根据权利要求11所述的系统，还包括编码器，其配置为输出提供电动机旋转测量的编码器数据。 18.根据权利要求17所述的系统，其中，以第一和第二模式操作电动机包括：基于所述编码器数据，确定电动机的转速；和基于(i)所确定的电动机转速和(ii)期望的转速，控制电动机电流。 19.根据权利要求11所述的系统，其中，分析电动机电流以验证有效载荷的触地包括：确定电动机电流小于预定的可能触地电流达阈值时间量，并且响应地验证有效载荷的触地。 20.根据权利要求11所述的系统，其中，所述有效载荷联接装置还构造成在所述系绳和有效载荷联接装置的过延伸发生时机械地释放有效载荷，并且其中，当有效载荷与另一表面之间的接触固定有效载荷时，所述系绳和有效载荷联接装置的过延伸发生，同时允许有效载荷联接装置继续下降直到有效载荷联接装置与有效载荷分离。
所属类别：	发明专利