[发明专利]具有提供有效的竖直起飞和着陆能力的翼板组件的UAV

说明书

一种涉及操作无人飞行器(UAV)的技术，该UAV具有：机身，该机身限定UAV的飞行方向；以及翼板组件，该翼板组件在由机身限定的飞行方向上推进UAV。该技术涉及当由UAV的机身限定的飞行方向从地面上的起飞位置竖直地指向时，提供来自翼板组件的推进单元的推力，以使UAV沿着竖直起飞路径飞行。该技术还涉及在UAV沿着竖直起飞路径飞行之后，使UAV机动飞行以使飞行方向沿着垂直于竖直起飞路径的水平飞行路径对准。该技术还涉及在UAV沿着水平飞行路径飞行之后，提供来自翼板组件的推进单元的推力，以使UAV沿着竖直着陆路径着陆。

背景技术

常规的无人飞行器(UAV)在没有来自人类乘客飞行员的输入的情况下飞行。相反地，无人飞行器接受来自预先加载的飞行计划或者来自地面上的人类的控制。

一些常规的有翼UAV包括产生升力的机翼。其它常规的直升机型UAV接收来自旋转的旋翼叶片的升力。

发明内容

应该理解的是，上述常规UAV存在缺陷。根据这些概念，上述常规的有翼UAV通常需要跑道来起飞和着陆。遗憾的是，对这种跑道的需求限制了常规UAV起飞和着陆的位置，并且跑道的位置限制了它们的飞行区域。

为了减少对跑道的需求，一些常规的有翼UAV从发射坡道发射和/或通过飞入网中而返回。然而，这些常规的有翼UAV具有有限的有效负载传送选项，并且需要额外的外部发射和/或着陆设备、更多的设置时间、训练等。

另外，上述常规的直升机型UAV比有翼UAV的操作效率低。因此，上述常规的直升机型UAV典型地提供更小的飞行范围，在水平方向上飞行得较慢并且具有较差的燃料效率。

改进的技术涉及装备有从UAV的主机翼延伸的翼板组件的无人飞行器(UAV)。这种翼板组件不仅提高了飞行效率，而且配备了推进单元，该推进单元可以在例如起飞和着陆的特定操作时间期间为UAV增加正向升力和可控性。根据这些概念，翼板组件以类似于常规航空器的翼梢小翼的方式操作以改进飞行。此外，翼板组件提供推力，以使UAV能够竖直地起飞和着陆，从而减少了对大型跑道的需求。

一个实施例涉及一种UAV，所述UAV包括机身和主机翼，所述主机翼从所述机身延伸并且在所述UAV水平飞行时向所述UAV提供升力。所述UAV还包括翼板组件，所述翼板组件从所述主机翼延伸，所述翼板组件包括一组推进单元。每一个推进单元包括(i)壳体、(ii)设置在所述壳体内的电动机以及(iii)联接到所述电动机的螺旋桨。每一个推进单元还包括可再充电电池，所述可再充电电池构造和布置成在起飞和着陆期间为所述推进单元的电动机供电。

在一些布置中，所述翼板组件在竖直飞行期间向所述UAV提供升力并且在水平飞行期间改善飞行效率和/或控制。

在一些布置中，所述主机翼包括：左机翼，所述左机翼具有附接到所述机身的左侧的近端和远端；以及右机翼，所述右机翼具有附接到所述机身的右侧的近端和远端。在这些布置中，所述翼板组件包括：左翼板组件，所述左翼板组件附接到所述左机翼的远端；以及右翼板组件，所述右翼板组件附接到所述右机翼的远端。

在一些布置中，所述左机翼从所述机身的左侧延伸，并且所述右机翼从所述机身的右侧延伸。在这些布置中，所述左翼板组件以一角度(例如，以锐角、以钝角、垂直地等)从所述左机翼的远端向外延伸，并且所述右翼板组件从所述右机翼的远端延伸。此外，所述左翼板组件和所述右翼板组件将所述左机翼和所述右机翼支撑在平坦表面(例如地面)上方，使得当所述UAV瞄准竖直方向并且坐在所述平坦表面上时，所述左机翼和所述右机翼不接触所述平坦表面。例如，当UAV停留在平坦表面上时，UAV能够“坐(sit)”在其尾部上。起落架位于安装有端板的壳体的后端，从而允许在水平飞行时起落架的阻力较低，而不需要缩回起落架。

在一些布置中，每一个翼板组件还包括一组翼板控制表面，所述一组翼板控制表面构造和布置成提供角偏转并且从所述翼板组件的一组推进单元接收气流。示例性控制表面包括襟翼、鳍、舵等。