專利名稱：可重新構(gòu)造的蓄電池運(yùn)行的交通工具系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種無(wú)人、蓄電池運(yùn)行交通工具(例如，UAV)，并且更具體地涉及一種能夠?yàn)榱硕喾N用途重新構(gòu)造的蓄電池運(yùn)行交通工具。
背景技術(shù)：
四旋翼UAV (無(wú)人空中交通工具)通常特征為，具有在X構(gòu)造(當(dāng)從上部觀察時(shí))中橫向伸出的四個(gè)臂體的中心主體。每個(gè)臂體都支撐向上導(dǎo)向的一個(gè)直升機(jī)型旋翼。通過改變每個(gè)旋翼的速度實(shí)現(xiàn)對(duì)四旋翼飛機(jī)的典型控制，該旋翼通常相對(duì)于其任一側(cè)的旋翼反向旋轉(zhuǎn)(并且與相反側(cè)上的旋翼沿相同方向旋轉(zhuǎn))。例如，通過使相對(duì)其他葉片的反向旋轉(zhuǎn)并且以相同速度使相對(duì)角葉片一起成對(duì)運(yùn)行完成盤旋。通過關(guān)于相對(duì)另一個(gè)提高一個(gè)對(duì)角對(duì)的速度完成偏航，而通過相對(duì)改變鄰近葉片對(duì)的速度完成俯仰和滾轉(zhuǎn)。通過在俯仰和滾轉(zhuǎn)中傾斜飛行器完成向前、倒退和左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的合力包括橫向分量。在本領(lǐng)域已知各種其他控制方案。典型的蓄電池運(yùn)行無(wú)人交通工具特征在于，其中單獨(dú)、集成或可拆卸地附接全部命令和控制硬件和軟件的主結(jié)構(gòu)主體構(gòu)件(例如，機(jī)身)。通常在輕質(zhì)封裝中提供蓄電池，諸如被可拆卸地接收到機(jī)身的蓄電池槽中的收縮管。一旦將其接收在蓄電池槽中，機(jī)身通常就向蓄電池提供結(jié)構(gòu)支撐和保護(hù)。通常認(rèn)為鋰蓄電池是優(yōu)選的蓄電池種類。由于運(yùn)送鋰蓄電池中的風(fēng)險(xiǎn)，所以對(duì)于鋰蓄電池和蓄電池組(例如，互連蓄電池組)的運(yùn)送容器有嚴(yán)格的運(yùn)輸部門的要求。為了所有目的通過引用在此并入一份“UN Manual of Test and Criteria, 4th RevisedEdition, Lithium Battery Testing Requirements”。由于鋰蓄電池的嚴(yán)格運(yùn)送要求，所以在運(yùn)送期間通常使用滿足運(yùn)送要求的穩(wěn)健運(yùn)送容器以運(yùn)輸多個(gè)蓄電池和/或蓄電池組。一旦運(yùn)送完成，并且將蓄電池分配給終端用戶，蓄電池和/或蓄電池組就可能失去堅(jiān)固封裝容器的保護(hù)，并且直到將其安裝到其各自的交通工具上之前都可能受到損傷。通常，每個(gè)蓄電池組都特別構(gòu)造并且提供給單一類型的交通工具或裝置。因而，蓄電池供應(yīng)易受損傷影響，并且當(dāng)必須運(yùn)送大批蓄電池類型時(shí)，滿足運(yùn)送需求可能面臨挑戰(zhàn)。因此，存在對(duì)這樣一種蓄電池運(yùn)行交通工具系統(tǒng)的需求，其中當(dāng)不受運(yùn)送容器保護(hù)時(shí)，蓄電池不易受損，并且它們可被多種交通工具和其他裝置自由使用。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例滿足這些和其他需要，并且提供進(jìn)一步相關(guān)優(yōu)點(diǎn)
發(fā)明內(nèi)容
在不同實(shí)施例中，本發(fā)明解決了上述一些或全部需要，提供這樣一種蓄電池運(yùn)行交通工具系統(tǒng)，其中當(dāng)不受運(yùn)送容器保護(hù)時(shí)，蓄電池不易受損，并且它們可被作為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件由多種交通工具和其他裝置自由使用。一方面，本發(fā)明可通過包括形成蓄電池模塊、控制模塊和一個(gè)或更多推進(jìn)模塊的主體，經(jīng)構(gòu)造用于一系列任務(wù)。蓄電池模塊提供一種足以為一系列任務(wù)的交通工具提供原動(dòng)力的蓄電池容量。蓄電池模塊具有多個(gè)結(jié)構(gòu)性和電子連接端口，用于連接其他組件?？刂颇K包括控制系統(tǒng)，其經(jīng)構(gòu)造以控制交通工具的運(yùn)行，并且被通過多個(gè)連接端口中的第一連接端口直接且可拆卸地連接至蓄電池模塊。每個(gè)推進(jìn)模塊都包括發(fā)動(dòng)機(jī)，其經(jīng)構(gòu)造以提供推進(jìn)力，從而使交通工具移過一系列任務(wù)中的一個(gè)或更多任務(wù)，并且推進(jìn)模塊被通過多個(gè)連接端口中的另外連接端口直接且可拆卸地連接至蓄電池模塊。另外，其中推進(jìn)模塊和控制模塊每個(gè)都連接至蓄電池模塊的該構(gòu)造提供蓄電池模塊作為交通工具的主結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其承載推進(jìn)模塊之間的結(jié)構(gòu)性負(fù)荷，并且支撐(通常非常輕)控制模塊和有效載荷。由于蓄電池模塊的穩(wěn)健結(jié)構(gòu)，所以可將其設(shè)計(jì)為滿足蓄電池的嚴(yán)格交通運(yùn)輸要求。使用穩(wěn)健蓄電池模塊作為主交通工具結(jié)構(gòu)避免了使用兩個(gè)穩(wěn)健結(jié)構(gòu)(一個(gè)用于蓄電池(為了安全運(yùn)輸)，而另一個(gè)為了單獨(dú)的交通工具主體)的需求。在本發(fā)明的另一方面，第一組推進(jìn)模塊每個(gè)都可能包括處于臂體相反端的兩個(gè)基本豎直定向的推進(jìn)器，其具有位于中心(臂體上)的連接器。第二組推進(jìn)模塊每個(gè)都可能包括處于臂體相反端的兩個(gè)輪子，其具有位于中心(臂體上)定位的連接器。第三組推進(jìn)模塊每個(gè)都可能包括處于臂體相反端的兩個(gè)浮體、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，以及位于中心(臂體上)定位的連接器。第四組推進(jìn)模塊每個(gè)都可能包括處于臂體相反端的兩個(gè)俯仰控制螺旋槳，其具有位于中心(臂體上)定位的連接器。有利地，通過簡(jiǎn)單地改變附接至蓄電池模塊的推進(jìn)模塊類型，交通工具可在四旋翼飛機(jī)、有輪地面交通工具、水面交通工具和潛水交通工具之間轉(zhuǎn)換。在本發(fā)明的另一方面，該交通工具形成四旋翼飛機(jī)，其具有每個(gè)都稍微朝交通工具的前端成一定角度的四個(gè)推進(jìn)器。該向下俯構(gòu)造使得飛機(jī)向上仰從而盤旋，同時(shí)允許以蓄電池和控制模塊基本水平地巡航向前飛行。有利地，這最小化了盤旋期間的向后觀察，同時(shí)最小化巡航飛行期間的空氣阻力。在本發(fā)明的另一方面，可在交通工具的任一端可交替地使用每個(gè)推進(jìn)模塊。因而，可使用單個(gè)替換推進(jìn)模塊替換損壞的前推進(jìn)模塊或損壞的后推進(jìn)模塊。在本發(fā)明的仍另一方面，臂體連接至主體的相反縱向端上的蓄電池模塊。每個(gè)臂體連接器都構(gòu)造有附接至其各自臂體的端蓋。每個(gè)主體連接器都構(gòu)造有凹槽，其適合當(dāng)臂體連接器被連接至主體連接器時(shí)，一致地并且縱向接收臂體。主體連接器凹槽經(jīng)構(gòu)造，以直接承載來自臂體連接器臂體的所有豎直負(fù)荷，臂體連接器端蓋不承受負(fù)荷。結(jié)果，主結(jié)構(gòu)性力在臂體和蓄電池單元之間基本直接傳遞，并且端蓋不需要向臂體自身一樣穩(wěn)健。這節(jié)省了重量，并且提供一種更可靠的結(jié)構(gòu)。參考作為例子示出本發(fā)明的原理的附圖，通過下文優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明將明白本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。下文列出以使得人們能夠建立和使用本發(fā)明的實(shí)施例的特別優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明無(wú)意限制所列舉的權(quán)利要求，相反，它們作為保護(hù)要求的發(fā)明的具體例子。


圖1示出使用本發(fā)明的UAV (無(wú)人空中交通工具)的透視圖。圖2示出圖1中所示的UAV的分解透視圖。圖3示出圖1的UAV的堅(jiān)固、集成蓄電池、負(fù)荷承載主體的透視圖。圖4示出圖3的UAV的堅(jiān)固、集成蓄電池、負(fù)荷承載主體的端視圖。圖5示出圖1的UAV的UAV推進(jìn)臂體的透視圖。圖6示出圖5的UAV推進(jìn)臂體的連接模塊的后視圖。圖7示出圖1中所示的UAV的示意性頂視圖。圖8示出圖1的UAV的控制模塊的頂視圖，其具有被看作半透明的上部表面。圖9示出圖8的控制模塊的底視圖，其具有被看作半透明的上部表面。圖10示出定向?yàn)橄蚯帮w行的圖1中所示的UAV的側(cè)視圖。圖11示出定向?yàn)楸P旋或著陸的圖1中所示的UAV的側(cè)視圖。圖12示出圖10中所示的UAV的前視圖。圖13示出圖10中所示的UAV的頂視圖。圖14示出圖1中所示的UAV的分解透視圖。圖15示出圖1的UAV的UAV推進(jìn)臂體的透視圖。圖16示出可用于將圖1的UAV轉(zhuǎn)變?yōu)閳D17的UGV的UGV推進(jìn)臂體的透視圖。圖17示出被轉(zhuǎn)變?yōu)閁GV的圖1的UAV的透視圖。圖18示出圖1中所示的UAV的幾種變化的表示。圖19示出經(jīng)封裝用于在容器中運(yùn)輸?shù)膱D1中所示的UAV的頂視圖。圖20示出圖19中所示的經(jīng)封裝UAV的前視圖。圖21示出轉(zhuǎn)變?yōu)閁SV的圖1的UAV的分解透視圖。圖22示出圖21的USV的頂視圖。圖23示出圖21的USV的透視圖。圖24示出圖21的USV的側(cè)視圖。圖25示出圖21的USV的前視圖。圖26示出轉(zhuǎn)變?yōu)閁UV的圖1的UAV的分解透視圖。圖27示出圖26的UUV的頂視圖。圖28示出圖26的UUV的透視圖。圖29示出圖26的UUV的側(cè)視圖。圖30示出圖26的UUV的前視圖。圖31示出體現(xiàn)本發(fā)明的UAV的第二實(shí)施例的透視圖。圖32示出圖31中所示的UAV的分解透視圖。圖33示出為圖31中所示的UAV 一部分的主體的分解透視圖。圖34示出圖31中所示的UAV的主體和圖31中所示UAV的推進(jìn)模塊之間的連接的局部橫截面圖。圖35示出圖34中所示的連接的分解局部透視圖。圖36示出用于體現(xiàn)本發(fā)明的任何交通工具的地面控制站的透視圖。
具體實(shí)施例方式通過參考應(yīng)結(jié)合附圖閱讀的下列詳細(xì)說明可更好地理解上文總結(jié)和所列舉的權(quán)利要求限定的本發(fā)明。下文陳述的使得人們能夠建立和使用本發(fā)明的特殊實(shí)施的本發(fā)明的特殊優(yōu)選實(shí)施例的該詳細(xì)說明無(wú)意限制所列舉的權(quán)利要求，而是有意提供其具體的例子。參考圖1和2，本發(fā)明的第一實(shí)施例包括主體101，其被構(gòu)造為電蓄池和交通工具的主結(jié)構(gòu)元件；兩個(gè)UAV (無(wú)人空中交通工具)推進(jìn)臂體103 ;控制模塊105 ;有效載荷模塊107 ;以及，兩個(gè)起落裝置109。參考圖1-3，主體101為多功能蓄電池結(jié)構(gòu)，其經(jīng)構(gòu)造以作為多種交通工具的核心交通工具結(jié)構(gòu)工作。該主體包括圓形(圓柱)碳管結(jié)構(gòu)111，并且集成包括形成小型鋰蓄電池(即，一個(gè)或更多蓄電池以及形成蓄電池控制器的蓄電池板的蓄電池組)的多個(gè)互連(并聯(lián))串聯(lián)鋰蓄電池單元113堆。該主體結(jié)構(gòu)滿足了運(yùn)送集成包括在主體內(nèi)的蓄電池的所有必需運(yùn)送要求，尤其是“聯(lián)合國(guó)測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)，第四修訂版，鋰蓄電池測(cè)試要求(UN Manual ofTest and Criteria, 4th Revised Edition, Lithium Battery Testing Requirements)，，的要求，為了所有目的其通過引用合并于此，并且因而承載一個(gè)或更多主體(即，蓄電池)的任何運(yùn)送容器都將僅具有標(biāo)準(zhǔn)容器運(yùn)送要求。蓄電池控制器跟蹤蓄電池用途、蓄電池充電，通過包含在蓄電池結(jié)構(gòu)中的計(jì)量器監(jiān)控蓄電池溫度，并且管理作為智能蓄電池已知的其他蓄電池功能。主體的圓形形狀提供高強(qiáng)度和剛度。主體也包括大熔絲，并且所有的蓄電池?zé)岫急粺o(wú)源耗散。該主體包括三個(gè)連接器，其包括兩個(gè)側(cè)連接器121和中間連接器123。兩個(gè)側(cè)連接器位于圓柱形主體的縱向末端，并且每個(gè)都經(jīng)構(gòu)造以結(jié)構(gòu)和電連接至推進(jìn)臂體103。中間連接器沿主體長(zhǎng)度的中央定位，并且經(jīng)構(gòu)造以結(jié)構(gòu)和電連接至控制模塊105。中間連接器經(jīng)加固，以便盡管有提供電子連接的開口，也能保持其強(qiáng)度和剛度。中間連接器包括彈簧124，其向上延伸以在功能性電連接器連接之前進(jìn)行初始接地。中間連接器的中央位置幫助最小化在蓄電池之間延伸的電線的重量。參考圖3-6，每個(gè)UAV推進(jìn)臂體都包括碳管支撐軌131 ;處于支撐軌的中央的臂體連接模塊133 ;—對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)135 ;—對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)座137，其每個(gè)都處于支撐軌的縱向末端，并且每個(gè)都將其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝至支撐軌；以及，一對(duì)推進(jìn)器139，其每個(gè)都被附接至其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，以便發(fā)動(dòng)機(jī)能夠關(guān)于支撐軌旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)其各自的推進(jìn)器。連接模塊可包括雙發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，其經(jīng)構(gòu)造以控制兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。作為替換方式，單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可被包含在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)座中。推進(jìn)器足夠大，以向后幾乎延伸至連接模塊，并且整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)構(gòu)造，以向下在推進(jìn)臂體的各個(gè)零件上吹空氣，并且因此提供可能需要的任何冷卻。發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以不同速度運(yùn)行(包括反向運(yùn)行)，以控制飛行器。每個(gè)臂體的連接模塊133都經(jīng)構(gòu)造，用于連接至主體的兩個(gè)側(cè)連接器121的任一個(gè)，形成主體任一端的端蓋。該連接包括配對(duì)電子連接器(側(cè)連接器電子電子連接器141和連接模塊電子連接器143)，其用于傳送功率、控制信號(hào)等等。該連接還在每個(gè)側(cè)連接器中包括凹槽145，該凹槽經(jīng)構(gòu)造，以一致地接收支撐軌131的圓周的一部分(并且可能是大部分)，以便大量垂直和扭轉(zhuǎn)負(fù)荷可在支撐軌和側(cè)連接器之間傳遞，而不由連接模塊133顯著承載。連接模塊通過連接模塊中的翼形螺釘147(其被接收在側(cè)連接器中的帶螺紋孔體149中)連接至其各自的側(cè)連接器，因此將支撐軌縱向保持在側(cè)連接器上和凹槽中。如圖7中所示，每個(gè)推進(jìn)臂體都將具有一個(gè)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的推進(jìn)器和一個(gè)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的推進(jìn)器。由于連接模塊133經(jīng)構(gòu)造以連接至任一個(gè)側(cè)連接器121，所以推進(jìn)臂體103可連接至主體101的任一端，并且僅需要一個(gè)備用推進(jìn)臂體，以作為兩個(gè)主推進(jìn)臂體的代替部件使用。應(yīng)明白，飛行負(fù)荷期間的大多數(shù)偏轉(zhuǎn)發(fā)生在推進(jìn)臂體中，其明顯小于主體中的直徑。結(jié)果，推進(jìn)臂體為較弱的鏈接，并且將可能在極端負(fù)荷下首先破損。參考圖2、3、8和9，控制模塊105通常包括幾乎所有的命令和控制設(shè)備。這可能包括一個(gè)或更多印刷電路板，其具有天線、傳感器和用于GPS/INS (全球定位系統(tǒng)/慣性導(dǎo)航系統(tǒng))控制的處理功能性、自動(dòng)駕駛功能性、以及用于多種不同有效載荷的控制和處理。每一塊都經(jīng)定位，以高效連通和限制電線重量。通常，GPS/傳感器板將處于背部，而自動(dòng)駕駛儀(其必須與推進(jìn)臂體通信)處于中央。有效載荷板由于有效載荷而處于前面。控制模塊105通過處于控制模塊和主體縱向末端的配對(duì)鉤151和閂153系統(tǒng)可拆卸地附接至主體101上的兩個(gè)把手152。通過配對(duì)電子連接器(連接至主體101的中間連接器123的處于命令模塊上的命令連接器155)提供電子連接，用于在控制模塊和主體之間傳送功率、控制信號(hào)等等。有效載荷模塊107以稍微偏斜的(即，如圖10中所示，向下俯)角度(通常為10度量級(jí))附接至控制模塊的前端161?？山惶媸褂枚喾N不同的有效載荷模塊。這些模塊可包括IR (紅外)、E0 (電光)、日間和/或夜間相機(jī)、以及用于跟蹤、定目標(biāo)和/或通信功能的其他設(shè)備。配對(duì)控制器系統(tǒng)將有效載荷模塊結(jié)構(gòu)和電鏈接至控制模塊，提供與控制模塊的電子通信和電交換。與其他模塊(例如，主體101和推進(jìn)臂體103)相比，由于其大量的電子器件和軟件，所以控制模塊105可能相當(dāng)昂貴。因此相比較來說，其他單元可被認(rèn)為是非?？上M(fèi)的(expendable).有利地，控制模塊僅承載非常小的負(fù)荷(例如，其自身重量和有效載荷模塊的重量)，并且因此可被制作地非常輕。由于控制模塊處于主體頂部的位置，并且由于主體保護(hù)控制模塊不受高負(fù)荷(通過在兩端和中間連接)，所以控制模塊能夠起非常穩(wěn)健和持久的裝置的作用，而不需要其自身的穩(wěn)健結(jié)構(gòu)性元件。參考圖10-13，雖然定向?yàn)榇笾孪蛏戏较?，但是每個(gè)推進(jìn)器都以從水平稍微向下的偏斜俯仰角度(以10度量級(jí)，例如，參見圖10)朝著前端161稍微成一定角度。由于該構(gòu)造，所以UAV以稍微升起的俯仰角度(以10度量級(jí)，例如，參見圖11)盤旋，這補(bǔ)償了(即，拉平)有效載荷的稍微偏斜角度，并且將控制模塊的后端部分從進(jìn)入有效載荷的向后和向下視圖清除。在典型實(shí)施例中，為了數(shù)字變焦，可能預(yù)期該載荷具有+/-25傾斜角的360度觀察能力。在該實(shí)施例中，不是通過推進(jìn)臂體的變化實(shí)現(xiàn)推進(jìn)器的向前俯仰。相反，側(cè)連接器121在向下俯的方向中稍微成一定角度(以10度量級(jí))。因而應(yīng)明白，雖然推進(jìn)臂體不是特定用途，但是主體101通過定末端連接器的角度限定了前部和后部。此外，雖然飛行器能夠在任何方向飛行，但是向前方向的飛行通常更高效。也應(yīng)明白，控制模塊通過處于主體前端的控制模塊105的前端161附接至主體101，因而將有效載荷模塊放置在主體的前端。鉤、閂及其各自的把手具有不同構(gòu)造，以避免嘗試向后附接控制模塊。在以巡航速度的向前飛行中(參見圖10和12)，飛機(jī)從盤旋方向向下俯從而處于水平飛行，以便每個(gè)推進(jìn)器都在控制模塊的前端161的方向提供升力和推進(jìn)力。由于飛行在主體的水平方向發(fā)生(而非典型四旋翼將成的角度)，所以其僅以沿其主體的最小風(fēng)阻向前飛行。推進(jìn)器通常是本發(fā)明的UAV上的僅有移動(dòng)主要部件(或控制表面)。然而，其他移動(dòng)部件可包括控制模塊中的冷卻風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，以及用于在有效載荷中重新定向相機(jī)的定位裝置。兩個(gè)UAV著陸腿109中的每個(gè)都在兩個(gè)推進(jìn)臂體103之間延伸。這些腿被構(gòu)造為·起落橇(skid)，并且其經(jīng)構(gòu)造，從而以一定角度支撐飛行器，以提供著陸的飛行器關(guān)于將用于盤旋的相同向上角度成一定角度。有利地，這提供平穩(wěn)的豎直起飛，并且允許飛行器在適當(dāng)方向降落在高、水平物體上，使得有效載荷就位和向下盯住目標(biāo)。為了從所有元件都封裝在搬運(yùn)器(例如，參見圖19和20)中的構(gòu)造裝配UAV，所以從搬運(yùn)器卸下蓄電池單元(主體)。然后將推進(jìn)臂體從搬運(yùn)器卸下，并且將其附接至主體的末端。更具體地，每個(gè)推進(jìn)臂體都卡在適當(dāng)位置，并且將其翼形螺釘向下擰緊。然后將起落裝置從搬運(yùn)器移走，并且將其適當(dāng)?shù)馗浇又镣七M(jìn)臂體。然后從搬運(yùn)器卸下命令模塊，將其鉤在主體前端的把手上，并且使其向下擺，以便連接器匹配并且閂鎖在主體后端的適當(dāng)位置。最后，將有效載荷卡入或者夾在適當(dāng)位置。參考圖18,其他有效載荷也在本發(fā)明的范圍內(nèi)(對(duì)于本文所述的各種實(shí)施例)。例如，或者為使用上文公開的有效載荷模塊，或者為任選的較低有效載荷盤301、科學(xué)有效載荷303，諸如聲學(xué)或其他SIGINT (信號(hào)智能)傳感器和/或發(fā)射器、先進(jìn)的ISR (智能、監(jiān)視和偵察)傳感器305 (例如，繪制戰(zhàn)場(chǎng)地圖)，或其他這樣的有效載荷307 (例如，軍需和可投下的有效載荷)。除了使用主體，還可提供用于四旋翼UAV的控制模塊和有效載荷模塊、該實(shí)施例的其他可能用途和構(gòu)造。參考圖14-17，可以一對(duì)帶輪UGV (無(wú)人地面交通工具)推進(jìn)臂體203代替UAV推進(jìn)臂體103。如上所述，推進(jìn)臂體由形成支撐軌231的碳管制成，并且包括發(fā)動(dòng)機(jī)235和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(除了輪子239之外)。UGV推進(jìn)臂體也包括連接模塊223，其連接至任一個(gè)側(cè)連接器121 (即，在主體的任一端)，所以能夠使用備用UGV推進(jìn)臂體代替任一主動(dòng)UGV推進(jìn)臂體。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器軟件不同，但是包含在推進(jìn)臂體內(nèi)，以便差別對(duì)于控制模塊不可見。如上所述，能夠有雙發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，諸如連接模塊233中的控制器，或者能夠有用于或者由每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的單獨(dú)控制器。發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以不同速度運(yùn)行(包括反向運(yùn)行)，以方向控制飛行器。推進(jìn)模塊為即插即用型，并且控制模塊105能夠感測(cè)附接了哪個(gè)推進(jìn)模塊，并且因此在其發(fā)送至附接的推進(jìn)臂體103/203的控制命令中做出任何必需的區(qū)分?？赡苁褂孟嗤挠行лd荷107，或者可能優(yōu)選具有不同方向的單獨(dú)UGV有效荷載207 (以補(bǔ)償水平觀察角度并且提供更向上的視圖)。如果該UGV具有足夠大的輪子以及能夠反向方向讀入的GPS天線，UGV就可能經(jīng)構(gòu)造以即使將其完全顛倒也能運(yùn)行。除了不需要安裝起落裝置之外，裝配UGV的方法都類似于UAV。參考圖21-25，通過以一對(duì)USV (無(wú)人水面交通工具)推進(jìn)臂體303代替UAV (四旋翼)推進(jìn)臂體103或UGV推進(jìn)臂體203提供本實(shí)施例的另一可能構(gòu)造。為了最小化阻力和提高穩(wěn)定性，每個(gè)推進(jìn)臂體都由多個(gè)形成支撐軌331的空氣動(dòng)力學(xué)形狀(在推進(jìn)方向)的碳管制成?？諝鈩?dòng)力學(xué)形狀適合最小化行進(jìn)方向中的支撐軌的橫截面(例如，參見圖25)。支撐軌包括主軌361和將主軌連接至連接模塊333的兩個(gè)腿部363。每個(gè)主軌都在其兩端的每一端承載浮體339。至少一個(gè)(可能兩個(gè))推進(jìn)臂體的主軌也承載一個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)335 (例如，兩個(gè))，其每個(gè)都驅(qū)動(dòng)螺旋槳371從而產(chǎn)生推力。每個(gè)推進(jìn)臂體都包括一個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(除了發(fā)動(dòng)機(jī)之外)。推進(jìn)臂體連接模塊333連接至任一個(gè)側(cè)連接器121 (B卩，在主體101的任一端)。主軌經(jīng)構(gòu)造以將發(fā)動(dòng)機(jī)延伸至水體(例如，在水面下)內(nèi)，同時(shí)浮體將USV支撐在水面上。可任選地，浮體和發(fā)動(dòng)機(jī)可經(jīng)構(gòu)造，所以備用推進(jìn)臂體能夠經(jīng)構(gòu)造以在主體的任一側(cè)上工作。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器軟件不同，但是包含在推進(jìn)臂體內(nèi)，以便差別對(duì)于控制模塊不可見。如上所述，能夠有雙發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，諸如連接模塊333中的控制器，或者能夠有用于或者由每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的單獨(dú)控制器。發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以不同速度運(yùn)行(包括反向運(yùn)行)，以方向控制飛行器?？刂颇K105能夠感測(cè)附接了哪個(gè)推進(jìn)模塊，并且因此在其發(fā)送至附接的推進(jìn)臂體303的控制命令中做出任何必需的區(qū)分?？赡苁褂孟嗤挠行лd荷107，或者可能優(yōu)選具有不同方向的單獨(dú)USV有效荷載307 (以補(bǔ)償水平觀察角度并且提供更向上的視角)。裝配USV的方法類似于UGV。每個(gè)連接器都具有密封件，其保護(hù)所有的電連接使其不與水接觸，并且每個(gè)模塊都水密。參考圖26-30，通過以一對(duì)UUV (無(wú)人水下交通工具)推進(jìn)臂體403代替UAV (四旋翼)推進(jìn)臂體103、UGV推進(jìn)臂體203或USV推進(jìn)臂體303提供本實(shí)施例的另一可能構(gòu)造。如上所述，推進(jìn)臂體由形成支撐軌431的碳管制成。在支撐軌的兩個(gè)末端中的每個(gè)末端，推進(jìn)臂體都包括驅(qū)動(dòng)螺旋槳471的推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)435以及瞄準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)473，瞄準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)473繞支撐軌的縱向軸線獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)其各自螺旋槳以及推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(以俯仰發(fā)動(dòng)機(jī))。推進(jìn)臂體再次包括連接模塊433，其連接至任一個(gè)側(cè)連接器121 (B卩，在主體101的任一端)，所以備用推進(jìn)臂體能夠經(jīng)構(gòu)造以在任一側(cè)上工作。每個(gè)推進(jìn)臂體都包括一個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(除了各種發(fā)動(dòng)機(jī)外)。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器軟件不同，但是包含在推進(jìn)臂體內(nèi)，以便差別對(duì)于控制模塊不可見。在每個(gè)臂體中都能夠 有雙(或者甚至是四個(gè))發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，諸如連接模塊433中的控制器，或者能夠有用于或者由每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的單獨(dú)控制器。發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以不同速度運(yùn)行(包括反向運(yùn)行)，以方向控制飛行器?？刂颇K105能夠感測(cè)附接了哪個(gè)推進(jìn)模塊，并且因此在其發(fā)送至附接的推進(jìn)臂體403的控制命令中做出任何必需的區(qū)分。可能使用相同的有效載荷107，或者可能為具有適合水下環(huán)境的不同儀器的單獨(dú)UUV有效荷載407。裝配UUV的方法類似于USV。每個(gè)連接器都具有密封件，其保護(hù)所有的電連接使其不與水接觸，并且每個(gè)模塊都被密封以防止水進(jìn)入。在本發(fā)明下，上述交通工具的任何組合都形成具有許多共同核心部件的可人為封裝、可重新構(gòu)造的交通工具系統(tǒng)。由于該共同元件，所以控制模塊的費(fèi)用能夠限于單個(gè)單元(或者如果保持備用單元，則為有限數(shù)目)，即使對(duì)于多種不同交通工具也是如此可用。對(duì)于所有交通工具，該系統(tǒng)可僅具有一個(gè)蓄電池，或者多個(gè)蓄電池單元。公共備用部件、有效載荷、蓄電池充電器和地面控制站(包括加強(qiáng)型計(jì)算機(jī))簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的輕便性和使用。交通工具系統(tǒng)可快速?gòu)囊环N交通工具構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N構(gòu)造，并且能夠易于將單組交通工具組件從一個(gè)蓄電池單元交換為另一單元，以允許半連續(xù)使用，同時(shí)發(fā)生蓄電池重新充電?？刂颇K能夠易于識(shí)別交通工具的構(gòu)造，并且適合使用適當(dāng)?shù)目刂茀f(xié)議，并且能夠使用單個(gè)GCS(地面控制系統(tǒng))，用于控制不同交通工具類型以及與其通信。該交通工具系統(tǒng)也可被構(gòu)造用于多交通工具操作。例如，地面和水基交通工具(UGV、USV和UUV)可能要求更大范圍的通信信號(hào)空中傳播中繼。交通工具系統(tǒng)可經(jīng)構(gòu)造，用于與UGV、USV或UUV (可任選地使用引導(dǎo)(follow-me)操作模式)的坐標(biāo)控制，以提供空中傳播中繼。同樣地，對(duì)于爆炸命令處理，UAV能夠調(diào)查該區(qū)域，而UGV傳送爆炸物以摧毀威脅。類似地，可使相同類型的多個(gè)交通工具(例如，多個(gè)UAV)協(xié)調(diào)運(yùn)行，以便在給定飛行構(gòu)造中，通過搜索模式提供更快的搜索操作。該高效系統(tǒng)可支撐多種軍事和民用任務(wù)，包括UAV、UGV、USV和UUV通?？捎玫脑S多任務(wù)。一些這樣的任務(wù)包括戰(zhàn)術(shù)和隱蔽監(jiān)視、盤旋/就位和固定監(jiān)視、特殊有效載荷傳送、檢查站安全(包括交通工具下的檢查)、EOD (爆炸軍械處理)、團(tuán)隊(duì)情況通告、IED (臨時(shí)爆炸裝置)檢測(cè)和摧毀、海岸監(jiān)視、礦山搜索、室內(nèi)盤旋偵察、消防評(píng)估和管理、搜索和拯救行動(dòng)、公共集會(huì)、暴動(dòng)、犯罪現(xiàn)場(chǎng)、交通事故、交通擁塞和步行追擊監(jiān)視。本發(fā)明的替換變體能夠具有其他構(gòu)造，諸如X形構(gòu)造，其中每個(gè)旋翼、輪子或螺旋槳都單獨(dú)連接至單個(gè)核心。然而，本實(shí)施例的H形構(gòu)造趨向于最小化裝配時(shí)間和復(fù)雜性。其也以小空氣動(dòng)力學(xué)橫截面提供簡(jiǎn)單、管狀組件的簡(jiǎn)便使用。這也提供將裝置快速拆開，并且壓緊到易于車載的封裝中，諸如可能由戰(zhàn)場(chǎng)中的軍事人員到處攜帶(參見圖19和20)。參考圖31-32，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，UAV的H構(gòu)造在許多方面進(jìn)行改進(jìn)。如上所述，該實(shí)施例包括主體501，其被構(gòu)造為蓄電池和交通工具的主結(jié)構(gòu)元件；兩個(gè)推進(jìn)臂體503 ;控制模塊505 ；以及，有效載荷模塊507?？扇芜x地，有效載荷和控制模塊可能為集成，或者可為了快速裝配而儲(chǔ)藏在附接狀態(tài)。在該實(shí)施例中，每個(gè)推進(jìn)模塊都具有兩個(gè)起落裝置509，其每個(gè)都附接至其發(fā)動(dòng)機(jī)。與第一實(shí)施例相比，為了飛行和在垂直于主體的縱向方向中觀察而定向控制模塊和有效載荷。參考圖31-33，主體501構(gòu)造為橢圓橫截面(貫穿其縱向尺寸)，其具有作為其最小尺寸的豎直測(cè)量值。為了降低阻力，該構(gòu)造犧牲一些結(jié)構(gòu)性剛度。該構(gòu)造包括鑄造碳纖維外殼511，其被一致地接收在泡沫核心512周圍，該泡沫核心512 —致地圍繞形成智能鋰蓄電池(即，一個(gè)或更多蓄電池和形成蓄電池控制器的蓄電池板514的蓄電池組)的多個(gè)互連鋰蓄電池單元電池513堆?？扇芜x地，該主體結(jié)構(gòu)滿足了運(yùn)送集成包括在主體內(nèi)的蓄電池的所有必需運(yùn)送要求，尤其是“聯(lián)合國(guó)測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)，第四修訂版，鋰蓄電池測(cè)試要求(UN Manual of Test and Criteria, 4thRevised Edition,Lithium Battery TestingRequirements)"的要求，并且因而承載一個(gè)或更多主體(即，蓄電池)的任何運(yùn)送容器都將僅包括標(biāo)準(zhǔn)容器運(yùn)送要求。蓄電池控制器跟蹤蓄電池用途、蓄電池充電，通過包含在蓄電池結(jié)構(gòu)中的計(jì)量器監(jiān)控蓄電池溫度，并且管理作為智能蓄電池已知的其他蓄電池功能。主體的形狀提供顯著強(qiáng)度和剛度。主體也包括大熔絲，并且所有的蓄電池?zé)岫急粺o(wú)源耗散。該主體包括三個(gè)連接器，其包括兩個(gè)側(cè)連接器521和中間連接器523。兩個(gè)側(cè)連接器位于橢圓柱形主體的縱向末端，并且每個(gè)都經(jīng)構(gòu)造接收推進(jìn)臂體503。中間連接器沿主體長(zhǎng)度的中央定位，并且經(jīng)構(gòu)造以電連接至控制模塊505。中間連接器經(jīng)加固，以便盡管主體有提供連接的開口，也能保持其強(qiáng)度和剛度。中間連接器的(處于中央)位置幫助最小化在蓄電池之間延伸的電線的重量。參考圖31-35，每個(gè)UAV推進(jìn)臂體都包括碳管支撐軌531 ;臂體連接模塊533 ; —對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)535，其每個(gè)都處于支撐軌的縱向末端；以及，一對(duì)推進(jìn)器539，其每個(gè)都被附接至其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，以便發(fā)動(dòng)機(jī)能夠關(guān)于支撐軌旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)其各自的推進(jìn)器。發(fā)動(dòng)機(jī)暴露，以有效冷卻和簡(jiǎn)化檢查。每個(gè)臂體的連接模塊533都經(jīng)構(gòu)造，用于連接至主體的兩個(gè)側(cè)連接器521的任一個(gè)。該連接包括配對(duì)電子連接器(側(cè)連接器電子連接器541和連接模塊電子連接器543)，其用于傳送電力、控制信號(hào)等等。該連接還在每個(gè)側(cè)連接器中包括楔形凹槽545，該凹槽經(jīng)構(gòu)造，以一致地接收連接模塊533的楔形部分546，以無(wú)傾斜或振動(dòng)地形成可靠、緊密連接。連接模塊通過被側(cè)連接器的帶螺紋部分549接收的連接模塊的外加螺母螺絲547連接至其各自的側(cè)連接器。當(dāng)未擰緊時(shí)，螺母螺絲也吸取發(fā)動(dòng)機(jī)轟鳴聲。每個(gè)推進(jìn)臂體都將具有一個(gè)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的推進(jìn)器和一個(gè)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的推進(jìn)器。由于連接模塊533經(jīng)構(gòu)造以連接至任一個(gè)側(cè)連接器521，所以推進(jìn)臂體503可連接至主體501的任一端，并且僅需要一個(gè)備用推進(jìn)臂體，以作為兩個(gè)主推進(jìn)臂體的代替部件使用。與第一實(shí)施例中相同，控制模塊505通常包括幾乎所有的命令和控制設(shè)備。這可能包括一個(gè)或更多印刷電路板，其具有天線、傳感器和用于GPS/INS (全球定位系統(tǒng)/慣性導(dǎo)航系統(tǒng))控制的處理功能性、自動(dòng)駕駛功能性、以及用于多種不同有效載荷的控制和處理。控制模塊505通過處于主體的縱向中央的配對(duì)卡扣(例如，鉤和閂)系統(tǒng)551可拆卸地附接至主體501。控制模塊在垂直于主體的縱向尺寸的向前和向后方向縱向延伸。通過配對(duì)電子連接器(在命令模塊上未示出的命令連接器，其連接至主體501的中間連接器523 )提供電子連接，用于在控制模塊和主體之間傳送電力、控制信號(hào)等等。有效載荷模塊507附接至控制模塊的前端161。多種不同的有效載荷模塊可互換使用，并且掃描有效載荷通常具有大角度(例如，140°量級(jí))上下移擺/鏡頭搖拍(pan)的能力。橫向移擺通常取決于UAV偏航的能力。有效載荷可包括彩色、IR (紅外)、E0 (電光)、日間和/或夜間相機(jī)，以及用于跟蹤、定目標(biāo)和/或通信功能的其他設(shè)備。其可(直接，或者通過命令模塊)具有數(shù)字穩(wěn)定錄像。配對(duì)連接器系統(tǒng)將有效載荷模塊結(jié)構(gòu)和電子鏈接至控制模塊，提供與控制模塊的電子通信和電力交換。與其他模塊(例如，主體101和推進(jìn)臂體103)相比，由于其大量的電子器件和軟件，所以控制模塊105可能相當(dāng)昂貴。因此相比較來說，其他單元可被認(rèn)為是相當(dāng)可消費(fèi)的。有利地，控制模塊僅承載相對(duì)小的負(fù)荷(例如，其自身重量和有效載荷模塊的重量)，并且因此可被制作地非常輕。由于控制模塊處于主體頂部的位置，并且由于主體保護(hù)控制模塊不受高負(fù)荷(通過隔離控制模塊與推進(jìn)臂體之間的負(fù)荷)，所以控制模塊能夠起非常穩(wěn)健和持久的裝置的作用，而不需要其自身的穩(wěn)健結(jié)構(gòu)性元件。因而，控制模塊可具有簡(jiǎn)單、注塑外殼。與第一實(shí)施例不同，當(dāng)UAV處于水平時(shí)，每個(gè)推進(jìn)器角度都筆直向上，以提供盤旋。由于有效載荷在主體的前端延伸出來，并且僅在向前方向中可見，所以預(yù)期典型的有效載荷在向前方向的大豎直移擺中具有不受阻的視角。四個(gè)著陸腿509中的每個(gè)都從各自發(fā)動(dòng)機(jī)向下延伸。這些腿部提供著陸的UAV處于水平，盤旋時(shí)也是如此。有利地，這提供了平穩(wěn)的豎直起飛，以及允許飛行器在適當(dāng)?shù)奈恢弥械母?、水平物體上降落，用于使有效載荷就位并且向下盯住目標(biāo)。腿由輕質(zhì)泡沫構(gòu)成，并且為了在戰(zhàn)場(chǎng)上快速修復(fù)易于可拆卸和可替換。與原實(shí)施例相同，為了從具有處于搬運(yùn)器中封裝的所有元件的構(gòu)造裝配UAV，從搬運(yùn)器卸下蓄電池單元(主體)。然后從搬運(yùn)器卸下推進(jìn)臂體，并且將其附接至主體的末端。更具體地，每個(gè)推進(jìn)臂體都卡入適當(dāng)位置，并且向下擰緊其螺絲。然后從搬運(yùn)器卸下命令模塊，并且將其卡到主體上，以便連接器配對(duì)并且鎖定在適當(dāng)位置。最后，將有效載荷卡入或夾入適當(dāng)位置?？紤]UAV的第二實(shí)施例可具有相應(yīng)的可兼容推進(jìn)臂體，以形成諸如類似于第一實(shí)施例系統(tǒng)的UGV、USV、UUV的其他交通工具。同樣地，通過來自各個(gè)實(shí)施例的特征的組合形成的實(shí)施例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。參考圖36，上述任何交通工具都可由單個(gè)地面控制站571控制。該控制站包括載運(yùn)殼573 ;膝上型計(jì)算機(jī)575，其由殼體內(nèi)的電連接器接收；無(wú)線發(fā)射器，其具有天線盒577，其可從殼體的蓋子向上擺，或者可通過卷繞在蓋子的袋體內(nèi)的天線電纜579遠(yuǎn)離殼體放置；以及，交通工具控制器581 (通常為游戲控制器或RC交通工具控制器的形式)，其被通過固定、張力釋放電纜連接至膝上型計(jì)算機(jī)。殼體構(gòu)造有集成或可安裝、可延伸三腳架583，以便殼體可能打開，并且作為操作站工作。面板585提供計(jì)算機(jī)的充電/電源端口和通信(例如，USB)端口的外部接入。所有的殼體組件都由膝上型計(jì)算機(jī)的電池供電。膝上型計(jì)算機(jī)可包括軟件，其用于指導(dǎo)用戶操作交通工具，并且提供模擬實(shí)踐訓(xùn)練。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也考慮穩(wěn)健、集成蓄電池、負(fù)荷承載主體的其他用途。例如，其他推進(jìn)臂體能夠構(gòu)造有用于崎嶇地帶的連續(xù)跟蹤設(shè)備、用于傳統(tǒng)飛行(而非旋轉(zhuǎn)飛行)的空氣動(dòng)力學(xué)表面等等。另外，用于在戰(zhàn)場(chǎng)上使用的許多軍事裝置，諸如高亮度閃光燈、電動(dòng)工具、自動(dòng)地面?zhèn)鞲衅?、地面通信中繼、緊急情況無(wú)線電設(shè)備等等可經(jīng)構(gòu)造，以耗盡負(fù)荷承載主體的蓄電池電力。例如，主體束能夠在一端配備有遙控飛機(jī)降落燈，而在另一端提供地面刺(spike),以提供跑道照明的快速部署，從而產(chǎn)生臨時(shí)的飛機(jī)跑道。實(shí)際上，在再次充電蓄電池的情況下，具有配備太陽(yáng)能充電器(諸如跑道燈)的控制模塊可能不能操作更長(zhǎng)時(shí)間段。可再次充電方面可用以延長(zhǎng)上述戰(zhàn)場(chǎng)裝置的許多操作。簡(jiǎn)而言之，穩(wěn)健的蓄電池主結(jié)構(gòu)主體能夠?yàn)橛杏卯a(chǎn)品的大工具箱的核心。應(yīng)理解，本發(fā)明包括用于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)可重新構(gòu)造交通工具的設(shè)備和方法，以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)健蓄電池組本身的設(shè)備和方法。另外，本發(fā)明的各種實(shí)施例可包括這些特征與其他場(chǎng)地設(shè)備和/或通常包括蓄電池組的其他系統(tǒng)的各種組合。簡(jiǎn)而言之，在本發(fā)明的預(yù)期范圍內(nèi)，上文公開的特征能夠在許多構(gòu)造中組合。雖然已示出和描述了本發(fā)明的特殊形式，但是應(yīng)明白，不偏離本發(fā)明的精神和范圍，能夠做出各種變型。因而，雖然已僅參考優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白，能夠不偏離本發(fā)明的范圍做出各種變型。因此，本發(fā)明無(wú)意由上述討論限制，并且由權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)構(gòu)造用于一系列任務(wù)的無(wú)人交通工具，其包括蓄電池模塊，其具有足以在所述一系列任務(wù)中向所述交通工具提供原動(dòng)力的蓄電池容量，所述蓄電池模塊具有多個(gè)電子連接端口 ；控制模塊，其包括經(jīng)構(gòu)造以在所述一系列任務(wù)中控制所述交通工具的所述運(yùn)行的控制系統(tǒng)，所述控制模塊由所述蓄電池模塊直接且可拆卸地結(jié)構(gòu)性承載，并且所述控制模塊通過所述多個(gè)連接端口的第一連接端口直接且可拆卸地電子連接至所述蓄電池模塊；以及第一推進(jìn)模塊，其具有發(fā)動(dòng)機(jī)，其經(jīng)構(gòu)造以提供推進(jìn)力，從而使所述交通工具移動(dòng)通過所述一系列任務(wù)中的一個(gè)或更多任務(wù)，所述第一推進(jìn)模塊通過所述多個(gè)連接端口的第二連接端口直接且可拆卸地結(jié)構(gòu)性連接至所述蓄電池模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通工具，并且其還包括第二推進(jìn)模塊，其具有發(fā)動(dòng)機(jī)，其經(jīng)構(gòu)造以提供推進(jìn)力，從而使所述交通工具移動(dòng)通過所述一系列任務(wù)中的一個(gè)或更多任務(wù)， 所述第二推進(jìn)模塊通過所述多個(gè)連接端口的第三連接端口直接且可拆卸地結(jié)構(gòu)性連接至所述蓄電池模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具，其中所述第一推進(jìn)模塊通過所述第二連接端口電子連接至所述蓄電池模塊，所述第二推進(jìn)模塊通過所述第三連接端口電子連接至所述蓄電池模塊，并且所述第一和第二推進(jìn)模塊通過所述蓄電池模塊電子連接至所述控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具，其中所述第一推進(jìn)模塊包括具有被連接至所述第二連接端口的中心定位的第一臂體連接器的第一臂體，以及處于所述第一臂體的相反端的兩個(gè)基本豎直定向的推進(jìn)器；以及所述第二推進(jìn)模塊包括具有被連接至所述第三連接端口的中心定位的第二臂體連接器的第二臂體，以及處于所述第二臂體的相反端的兩個(gè)基本豎直定向推進(jìn)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交通工具，其中每個(gè)所述基本豎直定向的推進(jìn)器都朝著由所述交通工具的前端限定的所述交通工具的向前方向稍微成角度，以便所述交通工具經(jīng)構(gòu)造以非零俯仰角度盤旋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交通工具，其中所述第二連接端口處于所述交通工具的所述前端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交通工具，并且還包括結(jié)構(gòu)性承載在所述控制模塊上的有效載荷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交通工具，其中所述控制模塊經(jīng)構(gòu)造以支撐處于非零支撐角度的所述有效載荷，以便當(dāng)所述交通工具以非零俯仰角度定向時(shí)所述有效荷載是水平的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交通工具，其中所述第一和第二推進(jìn)模塊是能夠互換的，并且其中所述第二和第三連接端口經(jīng)構(gòu)造以這樣的角度結(jié)構(gòu)上定向所述第一和第二推進(jìn)模塊，即為了以非零俯仰角度盤旋而定向所述推進(jìn)器的角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交通工具，并且還包括起落裝置，其中所述起落裝置經(jīng)構(gòu)造以支撐所述交通工具處于所述非零俯仰角度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的交通工具，其中所述起落裝置為從所述第一推進(jìn)模塊延伸至所述第二推進(jìn)模塊的一個(gè)或更多支撐結(jié)構(gòu)的形式。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具，其中所述第一推進(jìn)模塊包括具有被連接至所述第二連接端口的中心定位的第一連接器的第一臂體，以及處于所述第一臂體的相反端的兩個(gè)輪子；以及所述第二推進(jìn)模塊包括具有被連接至所述第三連接端口的中心定位的第二連接器的第二臂體，以及處于所述第二臂體的相反端的兩個(gè)輪子。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具，其中所述第一推進(jìn)模塊包括具有被連接至所述第二連接端口的中心定位的第一連接器的第一臂體，以及處于所述第一臂體的相反端的兩個(gè)浮體；以及所述第二推進(jìn)模塊包括具有被連接至所述第二連接端口的中心定位的第二連接器的第二臂體，以及處于所述第二臂體的相反端的兩個(gè)浮體。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具，其中所述第一推進(jìn)模塊包括具有被連接至所述第二連接端口的中心定位的第一連接器的第一臂體、處于所述第一臂體的相反端的兩個(gè)螺旋槳、以及經(jīng)構(gòu)造以獨(dú)立控制所述各自螺旋槳的俯仰角度的兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)；以及所述第二推進(jìn)模塊包括具有被連接至所述第三連接端口的中心定位的第一連接器的第二臂體、處于所述第二臂體的相反端的兩個(gè)螺旋槳、以及經(jīng)構(gòu)造以獨(dú)立控制所述各自螺旋槳的俯仰角度的兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具，其中所述蓄電池模塊具有圓形橫截面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的交通工具，其中所述蓄電池模塊在其第二和第三連接端口之間縱向延伸，其中所述第一連接端口縱向位于所述第二和第三連接端口之間，并且其中所述控制模塊靠近所述第二連接端口并且靠近所述第三端口地被結(jié)構(gòu)性附接至所述蓄電池模塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具，其中所述蓄電池模塊具有橢圓形橫截面。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具，其中所述蓄電池模塊基本承載所述第一推進(jìn)模塊、所述第二推進(jìn)模塊和所述控制模塊之間的全部結(jié)構(gòu)性負(fù)荷。
19.一種經(jīng)構(gòu)造用于一系列任務(wù)的可重新構(gòu)造的無(wú)人交通工具系統(tǒng)，其包括主體，其包括經(jīng)構(gòu)造以控制所述交通工具的運(yùn)行的控制系統(tǒng)以及電源，所述電源具有在所述一系列任務(wù)中向所述交通工具提供完全原動(dòng)力的電容量，所述主體包括一組一個(gè)或更多主體連接器；第一組一個(gè)或更多推進(jìn)模塊，其可拆卸地可附接至所述一組主體連接器，所述第一組推進(jìn)模塊為從以下交通工具組中選擇的一種推進(jìn)模塊類型無(wú)人空中交通工具推進(jìn)模塊、 無(wú)人地面交通工具推進(jìn)模塊、無(wú)人表面交通工具推進(jìn)模塊以及無(wú)人水下交通工具推進(jìn)模塊；以及第二組一個(gè)或更多推進(jìn)模塊，其可拆卸地可附接至所述一組主體連接器，所述第二組推進(jìn)模塊為從以下交通工具組中選擇的一種推進(jìn)模塊類型無(wú)人空中交通工具推進(jìn)模塊、 無(wú)人地面交通工具推進(jìn)模塊、無(wú)人表面交通工具推進(jìn)模塊以及無(wú)人水下交通工具推進(jìn)模塊；其中所述第一組推進(jìn)模塊為與所述第二組推進(jìn)模塊不同的推進(jìn)模塊類型。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的交通工具系統(tǒng)，其中所述第一組推進(jìn)模塊包括具有經(jīng)構(gòu)造以連接至所述一組主體連接器的第一主體連接器的中心定位的第一臂體連接器的第一臂體，以及處于所述第一臂體的相反端的兩個(gè)基本豎直定向的旋翼；所述第一組推進(jìn)模塊包括具有經(jīng)構(gòu)造以連接至所述一組主體連接器的第二主體連接器的中心定位的第二臂體連接器的第二臂體，以及處于所述第二臂體的相反端的兩個(gè)基本豎直定向的旋翼；所述第二組推進(jìn)模塊包括具有經(jīng)構(gòu)造以連接至所述第一主體連接器的中心定位的第三臂體連接器的第三臂體，以及處于所述第一臂體的相反端的兩個(gè)輪子；以及所述第二組推進(jìn)模塊包括具有經(jīng)構(gòu)造以連接至所述第二主體連接器的中心定位的第四臂體連接器的第四臂體，以及處于所述第二臂體的相反端的兩個(gè)輪子。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的交通工具，其中所述第一和第二組推進(jìn)模塊每個(gè)都經(jīng)構(gòu)造，以便能夠同樣地連接至所述第一主體連接器和所述第二主體連接器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的交通工具，其中所述第一和第二主體連接器處于所述主體的相反縱向末端上；所述第一和第二組推進(jìn)模塊中的每個(gè)推進(jìn)模塊都構(gòu)造有臂體和被附接至臂體的端蓋， 所述每個(gè)端蓋都經(jīng)構(gòu)造以將其各自臂體縱向保持在所述主體上；每個(gè)主體連接器都構(gòu)造有凹槽，該凹槽適合當(dāng)所述臂體連接器被連接至所述主體連接器時(shí)一致且縱向地接收所述臂體；以及所述主體連接器凹槽經(jīng)構(gòu)造以直接承載來自所述臂體連接器臂體的所有豎直負(fù)荷，所述臂體連接器端蓋不承載豎直負(fù)荷。
23.一種無(wú)人交通工具，其包括主體，其包括經(jīng)構(gòu)造以控制所述交通工具的運(yùn)行的控制系統(tǒng)以及電源，所述電源具有在所述一系列任務(wù)中向所述交通工具提供完全原動(dòng)力的電容量，所述主體包括處于所述主體的相反縱向末端上的第一主體連接器和第二主體連接器；第一推進(jìn)模塊，其可拆卸地可附接至所述第一主體連接器，所述第一推進(jìn)模塊包括經(jīng)構(gòu)造以支撐所述主體的第一臂體、使用來自所述電源的電力以提供推進(jìn)力從而使所述交通工具移動(dòng)通過所述一系列任務(wù)的一個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)、以及第一端蓋；第二推進(jìn)模塊，其可拆卸地可附接至所述第二主體連接器，所述第二推進(jìn)模塊包括經(jīng)構(gòu)造以支撐所述主體的第二臂體、使用來自所述電源的電力以提供推進(jìn)力從而使所述交通工具移動(dòng)通過所述一系列任務(wù)的一個(gè)或更多發(fā)動(dòng)機(jī)、以及第二端蓋；其中所述第一主體連接器構(gòu)造有第一凹槽，其適合一致且縱向地接收所述第一臂體， 所述第一凹槽經(jīng)構(gòu)造以直接承載來自所述第一臂體的所有豎直負(fù)荷，所述第一端蓋不承載豎直負(fù)荷；其中所述第二主體連接器構(gòu)造有第二凹槽，其適合一致且縱向地接收所述第二臂體， 所述第二凹槽經(jīng)構(gòu)造以直接承載來自所述第二臂體的所有豎直負(fù)荷，所述第二端蓋不承載豎直負(fù)荷；并且其中每個(gè)端蓋都經(jīng)構(gòu)造以將其各自臂體縱向保持在所述主體上。
全文摘要
一種四旋翼UAV，其包括堅(jiān)固的、集成蓄電池、負(fù)荷承載主體；所述負(fù)荷承載主體上的兩個(gè)臂體，每個(gè)臂體都具有兩個(gè)旋翼；控制模塊，其安裝在所述負(fù)荷承載主體上；有效負(fù)載模塊，其安裝在所述控制模塊上；以及，起落橇，其構(gòu)造為起落裝置。所述兩個(gè)臂體可以下列臂體替換，即具有用于地面交通工具用途的輪子的臂體、具有用于水面用途的浮體和螺旋槳的臂體、以及具有用于水下用途的俯仰控制螺旋槳的臂體。取決于所附接的所述臂體的類型，所述控制模塊經(jīng)構(gòu)造以作為無(wú)人空中交通工具、無(wú)人地面交通工具、無(wú)人(水)表面交通工具以及無(wú)人水下交通工具運(yùn)行。
文檔編號(hào)B64C27/00GK103025609SQ201180036534
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者C·E·菲史兒, P·T·塘沽馬瑞, M·L·塞瑪澤爾, J·P·澤瓦安, J·D·泰勒爾, J·B·麥卡利斯特, G·托里斯, P·貝里克 申請(qǐng)人:威羅門飛行公司