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原文传递提高和降低有效载荷时检测和解决故障事件的方法及系统

专利名称：	提高和降低有效载荷时检测和解决故障事件的方法及系统
摘要：	本文描述了用于在拾取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时检测和校正错误的方法和系统。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的控制系统可以控制电动机以降低系绳并监测提供给电动机的电流以确定有效载荷是否已经与系绳分离。这种降低系绳和监测电动机电流的过程可以重复达预定次数，此时控制系统可以操作电动机以将系绳与线轴分离，使系绳和有效载荷都留在后面。
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：	2017-08-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201780066175.4
公开号：	CN109890701A
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，其中，所述系绳的第一端非固定地缠绕在线轴上；有效载荷联接装置，其构造成将系绳的第二端机械地联接到有效载荷；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；以及控制系统，其配置为：操作电动机以展开系绳并将有效载荷朝向地面降低；检测有效载荷何时接触地面并响应地启动系绳过延伸过程以试图从有效载荷联接装置释放有效载荷，其中，当有效载荷未从有效载荷联接装置释放时，系绳过延伸过程可重复达预定次数；确定系绳过延伸过程已经重复预定次数而没有成功地释放有效载荷，并且响应地使UAV启动飞行至不同位置，使得UAV的飞行展开系绳并将系绳的第一端从线轴分离，从而从UAV释放系绳。 2.根据权利要求1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。 3.根据权利要求1所述的系统，还包括传感器，其配置为输出提供电动机旋转测量的传感器数据。 4.根据权利要求3所述的系统，其中，以第一和第二模式操作电动机包括：基于所述传感器数据，确定电动机的转速；和基于(a)所确定的电动机的转速和(b)期望的转速，控制电动机的电动机电流。 5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统还配置为在飞行到不同位置期间，通过限制提供给电动机的电流，使得由电动机施加在系绳上的缠绕力小于系绳上的展开力，操作电动机以在UAV上升时允许系绳展开。 6.一种系统，包括：设置在线轴上的系绳，其中，所述系绳的第一端非固定地缠绕在线轴上；有效载荷联接装置，其构造成将系绳的第二端机械地联接到有效载荷；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；以及控制系统，其配置为控制电动机以执行有效载荷的系拴递送；其中，所述控制系统还配置为在将有效载荷递送到目标位置的过程期间并且在UAV飞行时，确定(a)系绳的展开长度大于阈值长度和(b)电动机的电动机电流大于阈值电流达至少预定的超时时段，并且响应地使UAV启动飞行到不同位置，使得UAV的飞行展开系绳并将系绳的第一端从线轴分离，从而从UAV释放系绳。 7.根据权利要求6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。 8.根据权利要求6所述的系统，还包括传感器，其配置为输出提供电动机旋转测量的传感器数据。 9.根据权利要求8所述的系统，其中，以第一和第二模式操作电动机包括：基于所述传感器数据，确定电动机的转速；和基于(a)所确定的电动机的转速和(b)期望的转速，控制电动机的电动机电流。 10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制系统还配置为在飞行到不同位置期间，通过限制提供给电动机的电流，使得由电动机施加在系绳上的缠绕力小于系绳上的展开力，操作电动机以在UAV上升时允许系绳展开。 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，其配置为控制电动机以执行有效载荷的系拴递送；其中，在拾取待传递的有效载荷的过程期间，并且当UAV处于拾取位置上方或其附近时，所述控制系统还配置为：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并将有效载荷朝向UAV提升；当缩回有效载荷联接至其的系绳时，在(a)系绳的展开长度大于阈值长度和(b)电动机的电动机电流大于阈值电流时检测错误状况；通过操作电动机展开系绳来试图校正错误状况，然后恢复缩回系绳；以及确定已经进行预定次数试图校正错误状况而没有成功地校正错误状况，并且响应地结束拾取有效载荷的过程并启动有效载荷递送过程以将有效载荷返回到拾取位置处的地面或其附近。 12.根据权利要求11所述的系统，其中，检测电动机的电动机电流大于阈值电流包括检测电动机电流大于阈值电流达至少阈值时间段。 13.根据权利要求11所述的系统，其中，启动有效载荷递送过程以将有效载荷返回到地面包括：根据预定的下降曲线操作电动机以展开系绳；和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。 14.根据权利要求13所述的系统，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。 15.根据权利要求14所述的系统，其中，以可能触地模式操作包括：分析电动机电流以验证有效载荷的触地；和在验证有效载荷的触地时，以第二模式操作电动机达过延伸时段，使得发生系绳和有效载荷联接装置的过延伸。 16.一种系统，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，其配置为控制电动机以执行有效载荷的系拴递送；其中，在拾取待传递的有效载荷的过程期间，并且当UAV处于拾取位置上方或其附近时，所述控制系统还配置为：操作电动机以展开系绳并将有效载荷联接装置降低到有效载荷附接高度；在降低系绳并等待预定的有效载荷附接时段之后，执行附接验证过程，该过程包括：(a)以第一模式操作电动机达预定的附接验证时段，和(b)至少部分地基于在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是否机械地联接到有效载荷，其中，所述控制系统可以降低有效载荷联接装置并且当确定有效载荷联接装置没有机械地联接到有效载荷时重复附接验证过程达预定次数；以及确定附接验证过程已经重复预定次数而没有成功地将有效载荷联接装置联接到有效载荷，并且响应地启动取消有效载荷的拾取的过程并启动UAV飞行到不同位置。 17.根据权利要求16所述的系统，其中，取消有效载荷的拾取的过程包括：操作电动机以朝向UAV缩回系绳。 18.根据权利要求17所述的系统，其中，取消有效载荷的拾取的过程还包括：当缩回系绳时，确定系绳的展开长度小于阈值长度并且响应地停止系绳的缩回；和当系绳的缩回停止时，控制UAV的运动以抑制系绳的振荡。 19.根据权利要求17所述的系统，其中，取消有效载荷的拾取的过程还包括：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联接装置拉入到UAV的下表面上的插座中并且将有效载荷联接装置定向在其内。 20.根据权利要求16所述的系统，还包括传感器，其配置为输出提供电动机旋转测量的传感器数据，其中，以第一和第二模式操作电动机包括：基于所述传感器数据，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。
所属类别：	发明专利