[发明专利]具有安装机构的机器人无人驾驶飞行器

说明书

一种机器人无人驾驶飞行器(UARV)，其能够飞到如棕榈树等物体上、在所述物体附近悬停就位、使用安装机构将自身稳固且可释放地安装到所述物体上的安装位置，并且使用所并有的实用系统执行一项或多项实用功能，如使用切割工具修剪棕榈树枝和树叶。

本申请要求于2016年4月17日提交的美国临时专利申请62/323,723的优先权，所述申请的内容特此以引用的方式全部并入。

技术领域

本发明属于移动机器人领域。更具体地说，属于能够执行各种实用任务的机器人无人驾驶飞行器领域。

发明内容

本发明是一种机器人无人驾驶飞行器(以下简称“UARV”)，其可以穿过空气飞到物体上、在所述物体附近悬停就位、并且使用安装机构将自身临时安装在所述物体上的位置处。

所设想的UARV的第一优选示例性实施例包括：全向垂直升降无人机，其具有附接到UARV主体的一个或多个推进器；安装机构，其包括具有多个链接板的一个或多个夹持臂；以及可缩回的活动工具臂，其具有附接到所述UARV主体的近端和具有用于执行一项或多项实用功能的工具部件的远端。

所述UARV可以穿过大气飞到与物体上的安装位置相邻的位置，所述物体如树、电线杆、建筑物等...。所述UARV可以悬停在所述安装位置旁边，同时所述夹持臂在一个或多个引导柱的帮助下展开并操纵成围绕所述安装位置。优选实施例利用动态平衡系统，当所述夹持臂在安装和拆卸操作期间和/或在实用系统操作期间移动时，所述动态平衡系统转移UARV内部电池的重量以帮助维持UARV的平衡。一旦夹持臂在安装位置处就位，UARV就通过向夹持臂施加收缩力而安装到物体上，所述收缩力使夹持臂在安装位置处基本上围绕并牢固地包裹物体的外边缘。一旦夹持臂在安装位置处牢固地夹紧到物体上，UARV就将稳固且可靠地安装。

在本文所述的其它所设想实施例中，安装机构包括安装臂，所述安装臂具有附接到UARV主体的近端和具有夹持机构的远端，所述夹持机构具有多个夹持钳口。在这种实施例中，可设想，安装臂被操纵以便将夹持钳口放置在安装位置周围。一旦夹持钳口在安装位置处就位，UARV就通过向夹持钳口施加夹紧力而安装到物体上，所述夹紧力使夹持钳口朝着彼此移动，使得夹持钳口在安装位置处夹紧到物体上。优选地，安装臂然后相对于UARV主体锁定就位。在夹持机构夹紧到安装位置上并且安装臂锁定就位的情况下，UARV将在安装位置处稳固且可释放地安装到物体上。

可设想，当安装到物体上时，包含推进器在内的UARV飞行系统可以保持通电并且可以在可以被称为保持模式的模式下操作。在保持模式下，利用安装机构将UARV安装到物体上将在飞行系统仍处于接合状态的同时进行的实用系统操作期间提供额外的稳定性。如果UARV将频繁地从一个安装位置移动到另一个安装位置，则使用这种保持模式可能是令人期望的，并且对飞行系统进行重复通电和断电可能导致不期望的功率消耗激增或者对在通电与断电之间重复且频繁加速的部件的过度机械磨损。

在UARV将保持处于特定安装位置处持续相当长时间的其它情况下，可能令人期望的是，使飞行系统断电以帮助节省能量以及降低噪声和电磁干扰。因此，一旦通过安装机构稳固地安装到物体上，UARV就可以使包含推进器在内的飞行系统断电并进入可以被称为停放模式的模式。

可设想，存在许多应用使本发明的UARV处于停放模式，在所述停放模式下，UARV频繁定位在特定安装位置处持续相当长的时间段。作为实例而非限制，这种应用可以包含既定位置，UARV通常将被定位或停放在所述既定位置处以在所述位置处或附近进行树木修剪、修理或维护、通信、监视、安全和/或UARV电源充电。因此，除了使用夹持臂或具有夹持机构的安装臂的UARV的实施例之外，可设想，将存在将对接系统用于处于停放模式的UARV的实施例，其中安装机构包括飞行器底座连接器，其被配置成与附接在物体(如树或电线杆)上的安装位置处的物体对接端口形成可释放耦联连接。在这种实施例中，具有飞行器底座连接器的安装机构可以是唯一的UARV安装机构，或者其可以是一个或多个其它UARV安装机构的补充。