无人驾驶航空器的包括轨道携带的捕捉索的捕捉装置以及相关的系统和方法
【技术领域】
[000?]本公开大体涉及用于无人驾驶航空器的包括滑架携带的捕捉索(capture line)的捕捉装置以及相关的系统和方法。
【背景技术】
[0002]无人驾驶飞行器或航空器(UAV)提供了到有人驾驶的飞行操作不可接受的昂贵和/或危险的区域的提高的且经济的进入。例如，装备有远程控制的摄像机的无人驾驶飞行器能够执行宽范围的监督任务，包括:为水产业发现鱼群;监测天气情况;为国家政府提供边境巡逻；以及在军事操作之前、期间和/或之后提供军事监督。
[0003]现有的无人驾驶飞行器系统遭受多种缺点。例如，现有的无人驾驶飞行器系统(所述无人驾驶飞行器系统能够包括飞行器本身以及发射装置、回收装置和存储装置)通常需要大量空间。相应地，这些系统会难以在狭窄空间(诸如小型渔船的甲板、陆地车辆或其他飞行器)中安装和操作。一些现有的无人驾驶飞行器的另一缺点是，由于小尺寸和低重量，它们会遭受比更大的有人驾驶的航空器更高的加速度和减速度力，并且会相应地易于损坏，尤其是当在不利环境(诸如起伏的船舶甲板)中的回收和发射操作期间被手动地操纵时。一些现有的无人驾驶飞行器系统的又一缺点是，它们不能适合于在不对飞行器或发射和/或回收飞行器的平台造成损坏的情况下回收飞行时的飞行器。
【附图说明】
[0004]图1是根据本技术的实施例的具有包括柔性索的滑架轨道的系统的局部示意的等距图示。
[0005]图2A图示了根据本技术的另一实施例的包括刚性滑架轨道的系统。
[0006]图2B-2C图示了根据本技术的实施例的图2A的在捕捉操作期间的系统。
[0007]图2D图示了根据本技术的另一实施例的滑架轨道可铰接的系统的实施例。
[0008]图3是根据本技术的另一实施例的包括上和下滑架轨道的系统的局部示意的等距图示。
[0009]图4是根据本技术的另一实施例的包括大体上三角形布置的吊杆和滑架轨道的系统的局部示意的等距图示。
[0010]图5是在图4中示出的系统的实施例的局部示意的前视图图示。
[0011]图6是在图4中示出的系统的实施例的局部示意的侧视图图示。
[0012]图7是在图4中示出的系统的实施例的局部示意的顶视图图示。
[0013]图8A-8C图示了根据本技术的实施例的在图4中示出的系统的实施例分别在飞行器捕捉操作的若干阶段期间的两个顶视图和前视图。
[0014]图9A-9C是根据本技术的实施例的在图4中示出的在部署期间的系统的实施例的局部示意的侧视图图示。
[0015]图10A-10B图示了根据本技术的另一实施例的用于收缩在上面参考图4描述的系统的实施例的过程。
[0016]图11A-11G是根据本技术的代表性实施例的被配置为限制被捕捉的UAV的运动的系统的局部示意的等距图示。
[0017]图12A-12G图示了根据本技术的代表性实施例的具有柔性、弹性着陆装置的系统，所述柔性、弹性着陆装置被定位为在捕捉操作期间接收UAV。
【具体实施方式】
[0018]本公开大体涉及用于在不需要跑道的情况下捕捉无人驾驶航空器(UAV)的装置、系统和技术。特定实施例包括捕捉索和滑架，所述捕捉索与飞行器接合，当UAV被捕捉时所述滑架沿着滑架轨道移动，以便将UAV悬挂在地面之上。例如，一种代表性系统能够包括具有直立部分和至少一个吊杆部分的至少一个支撑部。滑架轨道由吊杆部分承载，而滑架由滑架轨道承载并且可沿着滑架轨道移动。捕捉索由吊杆部分、滑架或两者承载，并且从吊杆部分、滑架或两者向下延伸。在进一步实施例中，除了或代替滑架和滑架轨道，可释放限制装置被耦接到捕捉索，并且被定位为允许捕捉索沿第一方向运动，并且防止捕捉索沿与第一方向相反的第二方向运动。在又进一步的实施例中，当飞行器在捕捉操作期间实现静止时，着陆装置(例如，柔性、弹性着陆装置)缓和飞行器。在这些布置中的任何一个中，飞行器能够被捕捉(例如，通过使捕捉索与飞行器的翼尖上的接合装置接合)，同时当捕捉索在捕捉操作期间放出时该系统防止飞行器与地面碰撞。
[0019]本发明能够涉及一种飞行器系统，所述飞行器系统可以包括至少一个支撑部，其具有直立部分和至少一个吊杆部分;滑架轨道，其由至少一个吊杆部分承载;滑架，其由滑架轨道承载，并且可沿着滑架轨道移动；以及捕捉索，其由至少一个吊杆部分、或滑架、或至少一个吊杆部分和滑架两者承载，并且从至少一个吊杆部分、或滑架、或至少一个吊杆部分和滑架两者向下延伸。该系统还可以包括可释放限制装置，所述可释放限制装置被耦接到捕捉索，并且被定位为允许捕捉索沿第一方向运动，并且防止捕捉索沿与第一方向相反的第二方向运动。该系统还可以包括能量吸收器，所述能量吸收器被可操作地耦接到捕捉索，以吸收由与捕捉索接合的飞行器施加于捕捉索的能量。这些元件中的每一个将会提高该系统的操作和可靠性。捕捉索可以由滑架承载，并且能量吸收器可以包括能量吸收器索，其被耦接到滑架;绞盘，能量吸收器索围绕绞盘进行定位；以及制动器，其被可操作地耦接到绞盘以阻止绞盘旋转。为了改善操作，该系统还可以包括可释放限制装置，所述可释放限制装置被操作性地耦接到捕捉索，允许捕捉索沿第一方向运动，并且防止捕捉索沿与第一方向相反的第二方向运动，并且其中所述限制装置包括棘轮，所述棘轮被耦接到绞盘。能量吸收器可以包括弹性构件，所述弹性构件被轴向耦接到捕捉索。滑架轨道可以包括柔性缆。滑架轨道可以包括刚性构件。滑架可以包括轮子以允许它沿着滑架轨道滚动。滑架可以沿着滑架轨道可滑动。至少一个支撑部可以包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部具有第一直立部分，所述第二支撑部具有与第一直立部分间隔开的第二直立部分;至少一个吊杆部分可以包括第一吊杆部分和第二吊杆部分，所述第一吊杆部分从第一直立部分向外延伸，所述第二吊杆部分从第二直立部分向外延伸；以及滑架轨道可以由第一和第二吊杆部分承载。滑架轨道可以相对于第一和第二支撑部可枢转。这将会便于操作。滑架轨道可以是第一滑架轨道，而滑架包括由第一滑架轨道承载的第一部分，并且该系统可以包括第二滑架轨道，所述第二滑架轨道被定位在第一滑架轨道之下并且在第一和第二支撑部之间延伸，其中滑架包括第二滑架部分，所述第二滑架部分由第二滑架轨道承载并且可沿着第二滑架轨道移动，并且其中捕捉索在第一和第二滑架部分之间延伸。至少一个吊杆部分可以包括第一吊杆部分和第二吊杆部分，所述第一吊杆部分沿第一方向远离直立部分向外延伸，所述第二吊杆部分沿不同于第一方向的第二方向远离直立部分向外延伸。直立部分可以包括剪式铰链，并且其中剪式铰链包括第一剪式构件，所述第一剪式构件被可枢转地耦接到第二剪式构件。
[0020]本发明能够涉及一种飞行器系统，所述飞行器系统可以包括至少一个支撑部，其具有直立部分和至少一个吊杆部分;捕捉索，其由吊杆部分中的至少一个承载，并且相对于吊杆部分中的至少一个向下延伸；以及可释放限制装置，该可释放限制装置被耦接到捕捉索，允许捕捉索沿第一方向运动并防止捕捉索沿与第一方向相反的第二方向运动。限制装置可以包括棘轮以增强功能性操作。限制装置可以包括被横向地连接到捕捉索的限制索，并且其中棘轮被可操作地耦接到限制索。该系统还可以包括滑架轨道，其由至少一个吊杆部分承载；以及滑架，其由滑架轨道承载并且可沿着滑架轨道移动，其中捕捉索由至少一个吊杆部分、或滑架、或至少一个吊杆部分和滑架两者承载，并且从至少一个吊杆部分、或滑架、或至少一个吊杆部分和滑架两者向下延伸。限制装置可以由滑架承载并且可与滑架一起移动。限制装置可以包括限制索，所述限制索由滑架承载并且被横向地连接到捕捉索。捕捉索可以包括接合区域，所述接合区域被定位为与飞行器的接合构件接合，并且其中限制装置包括被连接在滑架与捕捉索之间的柔性限制索，所述限制索在接合区域之上的位置处被连接到捕捉索。为了改善系统，限制装置可以包括限制支撑部;锁定滑轮，其由限制支撑部承载;限制构件；以及限制索，其被横向地连接到捕捉索，并且被连接到收缩构件，所述限制索在捕捉索与收缩构件之间与锁定滑轮接合。锁定滑轮可以由限制支撑部可释放地承载，并且其中限制装置包括绞车，所述绞车被耦接到锁定滑轮以允许锁定滑轮相对于限制支撑部在第一位置与第二位置之间移动。
[0021]本发明能够涉及一种飞行器系统，所述飞行器系统可以包括至少一个支撑部，其具有直立部分和至少一个吊杆部分;捕捉索，其由至少一个吊杆部分承载并且从至少一个吊杆部分向下延伸，所述捕捉索具有接合部分，所述接合部分被定位为可释放地附接到无人驾驶飞行器；以及柔性、弹性着陆装置，其被定位在至少一个支撑部附件。着陆装置可以被定位在接合部分之下。该系统还可以包括可释放限制装置，所述可释放限制装置被耦接到捕捉索，以允许捕捉索沿第一方向运动，并且防止捕捉索沿与第一方向相反的第二方向运动。该系统还可以包括能量吸收器，所述能量吸收器被轴向地耦接到捕捉索，以吸收由与捕捉索接合的飞行器施加于捕捉索的能量。着陆装置可以包括凹陷，所述凹陷被定位为接收无人驾驶飞行器。着陆装置可以包括可压缩的含气部分。
[0022]本发明能够涉及一种用于捕获飞行中的无人驾驶飞行器的方法，所述方法可以包括，使无人驾驶飞行器与向下延伸的柔性捕捉索可释放地接合;将能量从无人驾驶飞行器传递到滑架，以使滑架沿着滑架轨道从第一位置移动到第二位置;从捕捉索释放无人驾驶飞行器；以及使滑架返回到第一位置。该方法还可以包括，当无人驾驶飞行器减速时，允许捕捉索沿第一方向运动；以及防止捕捉索沿与第一方向相反的第二方向运动。滑架轨道可以从至少一个支撑部延伸，所述支撑部具有直立部分和从直立部分向外延伸的对应的吊杆部分，并且其中该方法包含，相对于吊杆部分枢转滑架轨道，以在从捕捉索释放无人驾驶飞行器之前定位无人驾驶飞行器。对于某些应用，滑架轨道可以从吊杆部分延伸，所述吊杆部分从直立部分延伸，并且该方法可以包含:在释放无人驾驶飞行器之后收缩直立部分；以及枢转吊杆部分和滑架轨道以便装载。该方法可以包括，吸收由无人驾驶飞行器施加于捕捉索的能量。滑架可以被耦接到至少部分地缠绕在绞盘上的能量吸收器索，并且其中吸收能量包括阻止绞盘的旋转。
[0023]另一实施例能够涉及一种用于捕获飞行中的无人驾驶飞行器的方法，所述方法可以包括，使无人驾驶飞行器与向下延伸的柔性捕捉索可释放地接合；当无人驾驶飞行器减速时，允许捕捉索沿第一方向运动;防止捕捉索沿与第一方向相反的第二方向运动；以及从捕捉索释放