6383878 長期飛行のための無人航空機構成

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383878

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】長期飛行のための無人航空機構成

(51)【国際特許分類】

   B64C 39/02 20060101AFI20180820BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20180820BHJP

   B64C 27/26 20060101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   B64C39/02

   B64C27/08

   B64C27/26

【請求項の数】12

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2017-540990(P2017-540990)

(86)(22)【出願日】2015年11月10日

(65)【公表番号】特表2017-532256(P2017-532256A)

(43)【公表日】2017年11月2日

(86)【国際出願番号】US2015060023

(87)【国際公開番号】WO2016077391

(87)【国際公開日】20160519

【審査請求日】2017年4月26日

(31)【優先権主張番号】14/538,570

(32)【優先日】2014年11月11日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/083,879

(32)【優先日】2014年11月24日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/557,403

(32)【優先日】2014年12月1日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506329306

【氏名又は名称】アマゾン テクノロジーズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100106541

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 信和

(72)【発明者】

【氏名】ウエルシュ リッキー ディーン

(72)【発明者】

【氏名】ブックミューラー ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】ヘンセル ファビアン

(72)【発明者】

【氏名】キムチ グル

(72)【発明者】

【氏名】レグランド ルイス レロイ ザ サード

(72)【発明者】

【氏名】ポーター ブランドン ウイリアム

(72)【発明者】

【氏名】ロブ ウォーカー チャンバーレイン

(72)【発明者】

【氏名】トラウベ ジョシュア ホワイト

【審査官】 長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００３２０３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０６８９８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１１−５２１８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２５０２２５０（ＧＢ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１７７６６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０７４５４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１０８０２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１２７７７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ２７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人航空機（ＵＡＶ）であって、
前記ＵＡＶの中心付近に配置されるハブと、
第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部が前記ハブに連結され、前記第２の端部がワイヤを受けるように構成されるチャンネルを含む複数のモータアームと、
前記複数のモータアームのうちの１つの前記第２の端部及び前記チャンネルに連結される複数のモータマウントと、
第３の端部及び第４の端部を有し、前記第３の端部が前記複数のモータマウントの１つのモータマウントに連結される複数の支持アームと、
前記第４の端部に連結される保護周辺バリアと、を有するユニボディフレーム、
前記ユニボディフレームの前記モータマウントに連結される複数のモータ、及び
前記複数のモータにそれぞれ連結される複数のプロペラ、を含み、
前記保護周辺バリアが前記複数のプロペラのそれぞれの少なくとも一部の周りに延在する、無人航空機（ＵＡＶ）。

【請求項2】

前記ＵＡＶが、少なくとも８つのモータを含み、各モータが前記ユニボディフレームに連結される、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項3】

前記チャンネルが、前記モータアームの一部として形成される、
請求項１又は請求項２に記載のＵＡＶ。

【請求項4】

前記複数のモータの第１のモータが、前記ＵＡＶに水平の推力を提供するように配置される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＵＡＶ。

【請求項5】

無人航空機（ＵＡＶ）であって、
前記ＵＡＶの中心付近に配置されるハブと、
第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部が前記ハブに連結され、前記第２の端部がワイヤを受けるように構成されるチャンネルを含む複数のモータアームと、
前記複数のモータアームのうちの１つの前記第２の端部及び前記チャンネルに連結される複数のモータマウントと、
第３の端部及び第４の端部を有し、前記第３の端部が前記複数のモータマウントの１つのモータマウントに連結される複数の支持アームと、
前記第４の端部に連結される保護周辺バリアと、を有し、第１のフレーム構成要素及び第２のフレーム構成要素を含むフレーム、
前記第１のフレーム構成要素のモータマウントに連結される第１の複数のモータ、
前記第１の複数のモータに連結される第１の複数のプロペラ、
前記第２のフレーム構成要素のモータマウントに連結される第２の複数のモータ、及び
前記第２の複数のモータに連結される第２の複数のプロペラ、を含み、
前記保護周辺バリアが前記第１の複数のプロペラ及び前記第２の複数のプロペラの周囲に配置されるように、前記第１のフレーム構成要素が前記第２のフレーム構成要素に連結される、前記無人航空機（ＵＡＶ）。

【請求項6】

前記フレームの少なくとも一部の周りに延在する透過性材料をさらに含む、
請求項５に記載のＵＡＶ。

【請求項7】

前記フレームに連結され、且つ、前記ＵＡＶに水平の推進を提供するように構成される第１のプッシングモータと、
前記第１のプッシングモータに連結される第１のプッシングプロペラと、
をさらに含む、請求項５又は請求項６に記載のＵＡＶ。

【請求項8】

前記フレームに連結される翼をさらに含み、前記ＵＡＶが水平成分を含む方向に飛行されるように、前記翼が揚力を提供するように構成される、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のＵＡＶ。

【請求項9】

前記第１のフレーム構成要素が単一のユニットであり、前記ＵＡＶに構造的支持を提供する、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載のＵＡＶ。

【請求項10】

前記保護周辺バリアが、前記ＵＡＶの側部から、前記第１の複数のプロペラ及び前記第２の複数のプロペラへのアクセスを妨げる、請求項５から請求項９のいずれか１項に記載のＵＡＶ。

【請求項11】

アンテナ、カメラ、飛行時間センサ、距離判定要素、ジンバル、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機／送信機、レーダー、照明要素、またはスピーカの少なくとも１つが前記保護周辺バリアに連結される、請求項１０に記載のＵＡＶ。

【請求項12】

前記第１のフレーム構成要素と前記第２のフレーム構成要素とが互いに連結されて、前記フレームを構成する請求項５から請求項１１のいずれか１項に記載のＵＡＶ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、長期飛行のための無人航空機の構成に関する。

【背景技術】

【0002】

多数のプロペラの航空機（例えば、クワッドコプター、オクトコプター）が、より一般的になってきている。全てのこのような輸送手段は、多数のプロペラ、制御構成要素、電力供給（例えば、バッテリ）等の分離をサポートするボディ構成を必要とする。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

詳細な説明が、添付の図面を参照して述べられる。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1A】或る実施態様に従った、無人航空機の上から見た図のブロック図を表す。

【図1B】或る実施態様に従った、無人航空機の上から見た図のブロック図を表す。

【図2】或る実施態様に従った、無人航空機の別の図を表す。

【図3】或る実施態様に従った、無人航空機のフレームに連結された無人航空機の電力供給コンテナの図を表す。

【図4】或る実施態様に従った、無人航空機の電力供給コンテナの図を表す。

【図5】或る実施態様に従った、無人航空機のフレームの底面図を表す。

【図6】或る実施態様に従った、無人航空機のリフティングモータ及びリフティングモータハウジングを表す。

【図7】或る実施態様に従った、無人航空機のリフティングモータハウジングを表す。

【図8】様々な実施態様と共に使用され得るサーバシステムの例示的な実施態様のブロック図である。

【図9】或る実施態様に従った、保護回路のブロック図である。

【図10】或る実施態様に従った、無人航空機構成の図を表す。

【図11】或る実施態様に従った、無人航空機フレームの図を表す。

【図12】或る実施態様に従った、無人航空機フレームの別の図を表す。

【図13】或る実施態様に従った、別の無人航空機構成の図を表す。

【図14】或る実施態様に従った、別の無人航空機フレームの図を表す。

【図15】或る実施態様に従った、別の無人航空機構成の図を表す。

【図16】或る実施態様に従った、無人航空機構成の別の図を表す。

【発明を実施するための形態】

【0005】

実施態様が実施例として本明細書において説明されるが、当業者は、こうした実施態様が、説明される実施例または図面に限定されないことを認識するであろう。図面、及び図面に対する詳細な説明は、開示される特定の形態に実施態様を限定することを意図するものではなく、むしろ、その意図は、添付の特許請求の範囲により規定される精神及び範囲にある全ての修正形態、等価物及び代替物を網羅することであると理解すべきである。本明細書において使用される見出しは組織化の目的に過ぎず、説明または特許請求の範囲の範囲を限定するのに使用されることを意味しない。この出願全体を通して使用されるように、「ｍａｙ」という語は、強制的な意味（すなわち、〜しなければならない（ｍｕｓｔ）という意味）ではなく、許容の意味（すなわち、〜する可能性を有する（ｈａｖｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｏ）という意味）で使用される。同様に、「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、及び「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」という語は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」を意味するが、これに限定されない。さらに、本明細書において使用されるように、「連結、結合（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、接続が、永続的（例えば、溶接される）または一時的（例えば、ボルト締めされる）であろうと、直接的または間接的（すなわち、媒介物を介するもの）であろうと、機械、化学、光学、または電気に関するものであろうと、２つまたはそれ以上の構成要素が互いに接続されることを指してよい。さらに、本明細書において使用されるように、「水平の（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」飛行は、地面（すなわち、海面）に対して実質的に平行の方向を移動する飛行を指し、「垂直の（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」飛行は、地球の中心から実質的に半径方向に外側へ移動する飛行を指す。軌道が、「水平の」及び「垂直の」飛行ベクトルの両方の構成要素を含んでもよいことが当業者によって理解されるべきである。

【0006】

この開示は、長期の飛行期間を促進する無人航空機（ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ、「ＵＡＶ」）の構成を説明する。ＵＡＶは、任意の数のリフティングモータを有してよい。例えば、ＵＡＶは、４つのリフティングモータ（クワッドコプターとしても知られる）、８つのリフティングモータ（オクトコプターとしても知られる）等を含んでよい。同様に、水平飛行の効率を改善するため、ＵＡＶはまた、リフティングモータ、ＵＡＶのフレーム及び／またはＵＡＶのモータアームの１つまたは複数に対しておおよそ９０度に配向される、プッシングモータ及びプロペラアセンブリを含んでもよい。ＵＡＶが水平に移動しているとき、プッシングモータが作動されてよく、プッシングプロペラはＵＡＶの水平の推進を助ける。いくつかの実施態様において、リフティングモータの回転速度は、プッシングモータが作動されるときに削減されてよく、これにより、ＵＡＶの効率が改善され、ＵＡＶの電力消費が削減される。同様に、いくつかの実施態様において、ＵＡＶは、ＵＡＶが水平に移動している間にＵＡＶの垂直の上昇を助けるように、翼を含んでもよい。

【0007】

ＵＡＶの効率をさらに改善するため、いくつかの実施態様において、フレーム、モータアーム、機体、翼、プロペラ、及び／またはＵＡＶの他の構成要素は、炭素繊維、グラファイト、機械加工されたアルミニウム、チタン、ガラス繊維等などの１つまたは複数の軽量の材料から形成されてよい。以下で述べるように、いくつかの実施態様において、フレームは、熱放散用のフレームの使用を可能にするように熱伝導材料から形成されてもよい。

【0008】

材料に関わらず、モータアーム、モータハウジング、及び／または機体のそれぞれは中空であってよく、これにより、重量が削減され、キャビティが提供される。当該キャビティを１つまたは複数のワイヤ及び／またはケーブルが通過してもよく、及び／または、当該キャビティ内に他の構成要素が収容されてもよい。例えば、フレーム内またはその周りに配置される構成要素（例えば、電子的速度制御（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ、「ＥＳＣ」））にモータ（例えば、リフティングモータ、プッシングモータ）を接続するワイヤは、モータハウジング及びモータアームの１つまたは複数の内側部分を通過されてよい。

【0009】

いくつかの実施態様において、ＵＡＶアセンブリは、モータハウジング及び／またはモータアームを通過するワイヤが、簡単な取外し及び／または部品交換を可能にするために多数の接合を有するように構成されてよい。例えば、モータワイヤは、多数の分離可能な接合を備えて構成されてよい。例えば、モータワイヤは、モータから延在してよく、また、モータワイヤがＥＳＣに接続する単一の接合のみを有するのではなく、付近にモータが取付けられるモータアームの端部またはその付近に、分離可能な接合を有してもよい。モータ付近にモータワイヤのための分離可能な接合を有することにより、ＵＡＶの任意の他の構成要素（例えば、機体、モータアーム）を取外す必要なく、モータは容易に除去及び交換され得る。

【0010】

いくつかの実施態様において、以下で述べるように、機体は、フレームの下部または底面の側に取付けられるように空気力学的に設計されてよく、ＵＡＶの構成要素及び電力供給を含むように構成されてよい。例えば、機体は、炭素繊維から形成されてよく、図１Ｂに関して以下で示され且つ述べるように、フレームにおける隆起または溝に取付けられてよい。

【0011】

図１Ａは、或る実施態様に従ったＵＡＶ１００の上から見た図のブロック図を示す。示されるように、ＵＡＶ１００はフレーム１０４を含む。フレーム１０４またはＵＡＶ１００のボディは、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム等などの任意の適切な材料またはそれらの任意の組合せから形成されてよい。この実施例において、ＵＡＶ１００のフレーム１０４は、矩形形状で、機械加工されたアルミニウムから形成されている。図５に関して以下でさらに詳細に述べるように、フレーム１０４の下部または底面の側は、フレームの重量を削減し、支持を提供し、及び、ＵＡＶ１００の他の構成要素を取付けるための場所を提供するように、グリッドまたはハッシュパターンに機械加工されてよい。

【0012】

フレームに取付けられるのは、２つのモータアーム１０５‐１、１０５‐２である。この実施例において、モータアーム１０５‐１、１０５‐２は、おおよそ同じ長さであり、実質的に、互いに対して平行及びフレーム１０４に対して垂直に配置される。他の実施態様において、モータアーム１０５は、異なる長さであってもよい（例えば、前部モータアーム１０５‐１は、後部モータアーム１０５‐２より短くてもよく、及び／または、ＵＡＶ１００上の異なる場所に配置されてもよい。

【0013】

モータアーム１０５の各端部に取付けられるのは、リフティングモータハウジング１０６‐１、１０６‐２、１０６‐３、１０６‐４である。リフティングモータハウジング１０６は、炭素繊維、アルミニウム、グラファイト等などの任意の材料から形成されてよい。この実施例において、リフティングモータハウジング１０６は、ＵＡＶの水平飛行の間に気流の摩擦を低減するように空気力学的に成形される。リフティングモータハウジング１０６は、図６〜図７に関して以下でさらに述べられる。

【0014】

各リフティングモータハウジング１０６の内部に取付けられるのは、リフティングモータ６０２である（図１Ａでは図示されないが、図６において示され且つ述べられる）。１つの実施態様において、リフティングモータは、プロペラ１０２に取付けられるリフティングモータのプロペラシャフトがＵＡＶ１００に対して下向きになるように取付けられる。他の実施態様において、リフティングモータは、プロペラシャフトがＵＡＶ１００に対して上向きの状態で取付けられてもよい。さらに他の実施態様において、リフティングモータの１つまたは複数は、プロペラシャフトが下向きの状態で取付けられてもよく、また、リフティングモータの１つまたは複数は、プロペラシャフトが上向きの状態で取付けられてもよい。他の実施態様において、リフティングモータは、ＵＡＶ１００のフレームに対して他の角度で取付けられてもよい。リフティングモータは、ＵＡＶ１００及び任意の係合されるペイロードを持ち上げるためにプロペラにより十分な回転速度を生成し、これにより、ペイロードの空中輸送を可能とすることのできる、任意の形態のモータであってよい。例えば、リフティングモータはそれぞれ、ＦＸ‐４００６‐１３ ７４０ｋｖマルチロータモータ、またはＴｉｇｅｒ Ｕ‐１１モータであってよい。

【0015】

各リフティングモータに取付けられるのは、リフティングプロペラ１０２‐１、１０２‐２、１０２‐３、１０２‐４である。リフティングプロペラ１０２は、任意の形態のプロペラ（例えば、グラファイト、炭素繊維）であってよく、ＵＡＶ１００が、例えば、配達場所へペイロードを配達するために空中を航行できるように、ＵＡＶ１００及びＵＡＶ１００により係合される任意のペイロードを持ち上げるのに十分な大きさであってよい。例えば、リフティングプロペラ１０２は、それぞれが２９インチの寸法または直径を有する炭素繊維プロペラであってよい。図１の図解は全て同じ大きさのリフティングプロペラ１０２を示すが、いくつかの実施態様において、リフティングプロペラ１０２の１つまたは複数は、異なる大きさ及び／または寸法であってよい。同様に、この実施例は４つのリフティングプロペラを含むが、他の実施態様において、より多いまたはより少ないプロペラが、リフティングプロペラとして利用されてもよい。同様に、いくつかの実施態様において、プロペラは、ＵＡＶ１００上の異なる場所に配置されてもよい。さらに、推進の代替的な方法が、本明細書において説明される実施態様における「モータ」として利用されてもよい。例えば、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン、内燃エンジン等が、（プロペラまたは他のデバイスのいずれかと共に）ＵＡＶのための推力を提供するのに使用されてよい。

【0016】

ＵＡＶ１００のフレーム１０４の第１の端部または前端に取付けられるのは、１つまたは複数のアンテナ１０８である。アンテナ１０８は、無線通信を送信及び／または受信するのに使用されてよい。例えば、アンテナ１０８は、Ｗｉ‐Ｆｉ、衛星、近距離通信（「ＮＦＣ」）、セルラ通信、または任意の他の形態の無線通信用のために利用されてよい。カメラ、飛行時間センサ、距離判定要素、ジンバル等などの他の構成要素が、同様に、ＵＡＶ１００のフレーム１０４の前部に取付けられてもよい。

【0017】

ＵＡＶ１００のフレーム１０４の第２の端部または後端に取付けられるのは、プッシングモータハウジング１１１、プッシングモータ１１０及びプッシングプロペラ１１２である。「プッシングモータ」という用語が使用されるが、プッシングモータ１１０が実際には、ＵＡＶ１００を押すのではなく、ＵＡＶ１００を水平方向に「引く」ように、モータ１１０及びアンテナ１０８の位置が反転及び再構成されてもよいことを当業者は理解するであろう。このように、本明細書において使用されるように、プッシングモータという用語は、「押す（ｐｕｓｈ）」水平の推力または「引く（ｐｕｌｌ）」水平の推力のいずれかのために構成される実施態様を含むように解釈されるものである。プッシングモータハウジング１１１は、空気力学的に成形されてよく、また、プッシングモータ１１０を入れるように構成されてよい。プッシングモータ１１０及びプッシングプロペラ１１２は、リフティングモータ及びリフティングプロペラ１０２と同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、いくつかの実施態様において、プッシングモータ１１０はＴｉｇｅｒ Ｕ‐８モータであってよく、プッシングプロペラ１１２は、１８インチの寸法を有してよい。いくつかの実施態様において、プッシングプロペラは、リフティングプロペラよりも小さな寸法を有してよい。

【0018】

プッシングモータ１１０及びプッシングプロペラ１１２は、ＵＡＶ１００のフレーム１０４に対しておおよそ９０度に配向されてよく、水平成分を含む飛行の効率を向上させるのに利用されてよい。例えば、ＵＡＶ１００が水平成分を含む方向に移動しているとき、プッシングモータ１１０は、ＵＡＶ１００を水平に前進させるために、プッシングプロペラを介して水平の推力の力を提供するように作動されてよい。その結果、リフティングモータにより利用される速度及び電力が削減され得る。あるいは、選択された実施態様において、プッシングモータ１１０は、プッシング及びリフティング推力の組合せを提供するように、フレーム１０４に対して９０度よりも大きな、または小さな角度に配向されてよい。

【0019】

全地球測位受信機／送信機などの１つまたは複数のナビゲーション構成要素１１４がまた、フレーム１０４の上部に取付けられてもよい。

【0020】

図１Ｂは、或る実施態様に従ったＵＡＶ１００の上から見た図の別のブロック図を表す。図１Ｂに示される実施例において、ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ１００のフレームに連結される翼１１６を含む。翼は、これに限定されないが、炭素繊維、アルミニウム、織物、プラスチック、ガラス繊維等などの任意の適切な材料から形成されてよい。翼１１６は、フレーム１０４の上部に連結されてよく、また、リフティングモータ１０２の間に配置されてもよい。他の実施態様において、翼１１６は、リフティングモータ及び／またはリフティングプロペラの上部に配置されてもよい。

【0021】

翼は、ＵＡＶ１００が水平に移動するように、ＵＡＶ１００に揚力を提供するため、エーロフォイル形状を有するように設計される。いくつかの実施態様において、ＵＡＶ１００が水平成分を含む方向に移動しているとき、プッシングモータ１１０及びプッシングプロペラ１１２を翼１１６と共に利用すると、プッシングモータ１１０及びプッシングプロペラ１１２による水平方向の推力が加えられるとき、翼１１６が揚力を提供してＵＡＶ１００を空中に保つことができるので、リフティングモータ及びリフティングプロペラ１０２の回転速度が低減または除去され得る。翼がフラップ及び／またはエルロンを含む実施態様において、ＵＡＶ１００の縦揺れ、偏揺れ及び横揺れは、フラップ及び／またはエルロンのみを使用して、または、リフティングモータ及びリフティングプロペラ１０２の組合せにおいて制御され得る。翼がフラップ及び／またはエルロンを含まない場合、リフティングモータ及びリフティングプロペラ１０２が、飛行中、ＵＡＶ１００の縦揺れ、偏揺れ及び横揺れを制御するのに利用されてよい。いくつかの実施態様において、翼１１６は、ＵＡＶ１００が垂直成分を含む方向に移動しているときに抗力を低減するように、ＵＡＶのフレーム１０４の周りを回転または軸回転するように構成されてよい。

【0022】

図２は、或る実施態様に従ったＵＡＶ１００の別の図を表す。図２に示されるように、ＵＡＶ１００は空気力学のために構成されてよい。例えば、機体２０２は、ＵＡＶ１００に含まれてよく、フレーム１０４に取付けられてよく、また、下方且つＵＡＶ１００の多くの構成要素の周りに延在してよい。機体２０２は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、ガラス繊維等などの任意の適切な材料（複数可）から作られてよい。

【0023】

機体２０２は、１つまたは複数の電力供給コンテナ２０４（図３）、ペイロード（図示せず）、及び／またはＵＡＶ制御システム２０５の構成要素を包含してよい。機体２０２は、ネジ、リベット、ラッチ、クォーターターンファスナ等などの１つまたは複数の取付け機構を使用して、フレームの側部に連結されてよい。いくつかの実施態様において、取付け機構は、電力供給及び／または電力供給コンテナの交換ならびにＵＡＶ制御システムへのメンテナンスを容易にするため、機体の簡単な除去及び再取付けを可能にするように構成されてよい。

【0024】

ユーザに配達されるべき荷物またはアイテムなどのペイロードは、２つの電力供給コンテナの間など、機体２０２内に適合するように構成されてよく、ＵＡＶのフレーム１０４に着脱可能に連結されてよい。他の実施態様において、ペイロードは、機体の一部を形成してもよい。例えば、機体は、隙間または開口を含んでよく、ペイロードがＵＡＶ１００のフレーム１０４に連結されるとき、ペイロードの側部が機体２０２を完成してもよい。

【0025】

上で述べたように、且つ、さらに図２に示されるように、モータハウジング１０６‐１、１０６‐２、１０６‐３、１０６‐４、１１１は、ＵＡＶが水平に移動しているときにＵＡＶの全体的な空気力学を改善するように、空気力学的形状を有する。例えば、リフティングモータのためのモータハウジング１０６‐１、１０６‐２、１０６‐３、１０６‐４は、ＵＡＶ１００の後部に向かって先細りされてよい。同様に、モータハウジング１１１は円錐形であってよく、当該円錐の細い端部が、ＵＡＶ１００のノーズに向かって配向される。いくつかの実施態様において、モータアーム１０５はまた、空気力学的な形を有してもよい。例えば、モータアーム１０５は、ＵＡＶ１００の後部に向かって先細りされてもよく（例えば、「滴」形）、及び／または、ＵＡＶ１００が水平に移動するとき、ＵＡＶ１００に追加の揚力を提供するようにエーロフォイル設計を有してもよい。

【0026】

ＵＡＶはまた、フレーム１０４の上部から上方へ延在する垂直安定板２０８を含んでもよい。垂直安定板２０８はまた、ＵＡＶの偏揺れを調整するように、ＵＡＶ制御システムにより制御され得るラダー（図示せず）を含んでもよい。同様に、いくつかの実施態様において、ＵＡＶ１００はまた、ＵＡＶ１００の縦揺れを調整するようにＵＡＶ制御システムにより制御される昇降舵を含むことのある水平安定板（図示せず）を含んでもよい。

【0027】

図３は、或る実施態様に従った、機体２０２が除去され、ＵＡＶ１００のフレーム１０４に連結された、ＵＡＶ１００の２つの電力供給コンテナ２０４があらわになった状態の、ＵＡＶ１００の図を表す。示されるように、フレーム１０４は１つまたは複数の溝または切り込みを含んでよく、当該溝または切り込みに、電力供給コンテナ２０４が配置されてよく、且つ、フレーム１０４に取付けられてよい。いくつかの実施態様において、フレーム１０４の溝は、角度を付けられてよく、電力供給コンテナとの摩擦による嵌合を提供するように設計されてよい。他の実施態様において、電力供給コンテナ２０４は、ネジ、リベット、クォーターターンファスナ、または他の取付け機構を使用して、フレーム１０４に着脱可能に取付けられてよい。さらに他の実施態様において、電力供給コンテナ２０４は、フレーム１０４に永続的に取付けられてく、及び／または、フレーム１０４の一部として形成されてよい。

【0028】

電力供給コンテナ２０４は、電力供給コンテナ２０４内に配置され得る１つまたは複数の棚３０２を含んでよい。図４を参照すると、棚３０２‐１、３０２‐３は、電力供給コンテナ２０４から着脱可能であってよい。例えば、棚３０２は、電力供給コンテナ２０４においてレール４０２上に取付けまたは適合するように設計されてよい。レール４０２及び棚３０２は、異なる大きさの電力供給及び／または他の構成要素の配置を促進するように、水平及び／または垂直に移動可能であってよい。例えば、図３〜図４に示されるように、棚３０２‐１は、４つの電力供給３０４‐１、３０４‐２、３０４‐３、３０４‐４を支持している。電力供給３０４は、バッテリ電力、太陽熱の電力、ガス電力、スーパーキャパシタ、燃料電池、代替電力生成源、またはその組合せの形をとってよい。例えば、電力供給３０４はそれぞれが、６０００ｍＡｈリチウムイオンポリマーバッテリ、ポリマーリチウムイオン（Ｌｉ‐ｐｏｌｙ、Ｌｉ‐Ｐｏｌ、ＬｉＰｏ、ＬＩＰ、ＰＬＩまたはＬｉｐ）バッテリ等であってよい。

【0029】

電力供給３０４は個別に除去されてもよく、及び／または、図４に示されるように、棚３０２全体が、支持する電力供給の全てと共に除去されてもよい。同様に、電力供給コンテナ２０４は、支持される電力供給及び／または他の構成要素からの熱放散を促進するように、電力供給コンテナの側部上に１つまたは複数の開口（例えば、孔）を含んでよい。

【0030】

電力供給コンテナ２０４の棚はまた、他の構成要素を支持してもよい。例えば、図３に示されるように、ＵＡＶ制御システム３１０の１つまたは複数の構成要素は、電力供給コンテナ２０４の棚３０２上に含まれてよい。同様に、電力供給３０４が接続される配電ユニットは、電力供給コンテナの棚の１つによって支持されてよい。例えば、配電ユニットは、電力供給コンテナ２０４の棚に取付けられてもよく、電力供給の全ては、配電ユニットに連結されてもよい。配電ユニットはそれゆえ、電力を提供するように、ＵＡＶ制御システム３１０及び／またはＵＡＶの他の構成要素に連結されてよい。いくつかの実施態様において、配電ユニットとＵＡＶ制御システムとの接続は、電力供給コンテナ２０４の複雑な交換を容易にするように、磁気カップリング、雄／雌接続等などの単一の連結であってよい。

【0031】

図９を参照すると、いくつかの実施態様において、配電ユニットは、電力が印加されるときにＵＡＶ１００を保護するための火花抑制回路と、電力を除去することによりＵＡＶ１００を遮断するための遮断またはキルスイッチ回路との両方として機能する保護回路９００を含んでよく、または保護回路９００と連結されてよい。例えば、電力供給（複数可）の正のリードは、保護回路９００と、各ＥＳＣ構成要素９０４の正のノードとに連結されてよい。各ＥＳＣ構成要素９０４の第２または負のノードは、ＥＳＣ構成要素９０４への電力を制御する保護回路９００に連結される。具体的には、各ＥＳＣ構成要素９０４の各第２のノードは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）トランジスタなど、保護回路９００のトランジスタ９０２のそれぞれのドレインに結合されてよい。トランジスタ９０２のそれぞれのソースは地面に結合され、トランジスタ９０２の各ゲートは、トランジスタ９０６のドレイン及び抵抗器９０８に結合される。抵抗器９０８は、トランジスタ９０２のそれぞれが、オフ状態からオン状態への遷移にかかる時間を制御するのに使用される。トランジスタ９０６のゲートは、第２の抵抗器９１０及び光アイソレータ９１２に結合される。光アイソレータがオフのとき、トランジスタ９１０は、分圧器９１４から電圧を引き出すことによりトランジスタ９０６をオン状態へプルアップする。

【0032】

光アイソレータがオフ状態のとき、トランジスタ９０６のゲートはハイであり（トランジスタ９０６がオン）、これがトランジスタ９０２をオフ状態にさせ、電力はＥＳＣに印加されない。光アイソレータ９１２がアクティベートされると、トランジスタ９０６のゲートがローにされ（トランジスタ９０４がオフ）、これが、ひいては、各トランジスタ９０２のゲートノードを、トランジスタ９０２がトランジスタ９０２の閾値電圧に達するまで、抵抗器９０８を介して充電させる。トランジスタ９０６の大きさ及び／または抵抗器９０８の大きさを変更することにより、トランジスタ９０２が、オフから、その線形状態を介してそのオン状態へ遷移する速度を制御でき、これにより、電力がＥＳＣにまず印加されるときにＥＳＣを保護するため、火花抑制が提供される。

【0033】

トランジスタ９０２の遷移のタイミングを制御するため、抵抗器９０８及び抵抗器９１０は、分圧器９１４に影響を及ぼさないように十分大きいもの（例えば、１００，０００〜５００，０００オーム）でなければならない。抵抗器９１０はまた、抵抗器９０８よりも大きい。１つの実施態様において、抵抗器９１０は抵抗器９０８の３倍大きい。同様に、トランジスタ９０６は一般にトランジスタ９０２よりも小さい。

【0034】

保護回路９００はまた、ＥＳＣから電力を迅速に除去することにより、遮断またはキルスイッチ回路として機能する。例えば、操作者がＵＡＶの制御を失ったとき、キルスイッチが使用されてよい。電力を迅速に除去するために、光アイソレータ９１２が遮断され、これが、トランジスタ９０６のゲートをハイにさせる。トランジスタ９０６のゲートがハイになるとき、トランジスタ９０２のゲートはローになり、トランジスタ９０２は遮断し、これにより、ＥＳＣ９０４から電力が除去される。同様に、ダイオード９１６は、電力が除去されたときに電流を受けるように各トランジスタ９０２のドレインに結合されてよく、これによりトランジスタ９０２が保護される。

【0035】

比較的、電力が、制御された方法でＥＳＣに印加され、これにより火花抑制が提供されるように、一方で、電力が迅速に除去され、これにより遮断またはキルスイッチ回路が提供されるように、保護回路９００が設計される。

【0036】

図５は、或る実施態様に従ったＵＡＶ１００のフレーム１０４の下部または底面の図を表す。上で述べたように、フレーム１０４は、これに限定されないが、炭素繊維、グラファイト、スチール、機械加工されたアルミニウム、チタン、ガラス繊維及び／もしくは任意の他の材料または材料の組合せを含む、任意の適切な材料から形成されてよい。同様に、フレーム１０４は、フレーム１０４の重量を削減するように機械加工されてよい。例えば、図５に示されるように、フレーム１０４の下部側は、ハッシュパターンに機械加工されてよい。ハッシュパターンにおけるグローブ（ｇｒｏｖｅｓ）またはオープンスペース５０２は、ＵＡＶの１つまたは複数の構成要素及び／またはＵＡＶ制御システムの構成要素を配置するのに十分な大きさから形成されてよい。例えば、電子的速度制御（ＥＳＣ）構成要素５０４‐１、５０４‐２、５０４‐３、５０４‐４、５０４‐５は、フレームのオープンスペース５０２に配置されてよい。いくつかの実施態様において、フレーム１０４はまた、フレームに取付けられる構成要素から熱を放散させるようにヒートシンクとして機能してもよい。

【0037】

例えば、ＥＳＣ構成要素５０４などのＵＡＶ制御システム６１０の構成要素は、サーマルグリースを使用してフレーム１０４に熱的に連結されてよい。サーマルゲル、サーマルコンパウンド、サーマルペースト、ヒートペースト、ヒートシンクペースト、熱伝達コンパウンド、熱伝達ペースト（ＨＴＰ）またはヒートシンクコンパウンドとしても知られるサーマルグリースは、構成要素とフレーム１０４との間の熱伝達を改善する粘性流体物質である。サーマルグリースは、セラミック、金属、炭素、グラファイト、液体金属、相変化合金（ＰＣＭＡ）及び他の類似の材料を含んでよい。他の実施態様において、熱伝導パッドが、フレーム１０４と構成要素との間の熱結合を提供するのに使用されてもよい。フレーム１０４はまた、電力供給など他の構成要素から熱を放散させるのに使用されてもよい。

【0038】

図６は、或る実施態様に従ったＵＡＶのリフティングモータ６０２及びモータハウジング１０６を表す。上で述べたように、モータハウジング１０６は、モータアーム１０５の端部に取付けられ、リフティングモータ６０２を収容する。いくつかの実施態様において、リフティングモータ６０２及びモータハウジング１０６は、ネジを使用してモータアームに固定されてよい。例えば、リフティングモータのための取付けネジは、各構成要素を互いに固定するため、モータハウジングを介し、モータアームを介してリフティングモータへ通されてよい。

【0039】

１つの実施態様において、リフティングモータは、プロペラ１０２に取付けられるリフティングモータのプロペラシャフト６０４がＵＡＶに対して下向きになるように取付けられる。他の実施態様において、リフティングモータは、プロペラシャフト６０４がＵＡＶに対して上向きの状態で取付けられてもよい。リフティングモータ６０２は、ＵＡＶ及び任意の係合されるペイロードを持ち上げるためにプロペラにより十分な回転速度を生成し、これにより、ペイロードの空中輸送を可能とすることのできる、任意の形態のモータであってよい。例えば、リフティングモータ６０２はそれぞれ、ＦＸ‐４００６‐１３ ７４０ｋｖマルチロータモータ、またはＴｉｇｅｒ Ｕ‐１１モータであってよい。

【0040】

図７は、或る実施態様に従った、リフティングモータが除去された状態のＵＡＶのリフティングモータハウジング１０６を表す。上で述べたように、リフティングモータハウジング１０６は、モータアーム１０５の端部に配置されてよく、リフティングモータのネジを使用してモータアーム１０５に固定されてよい。例えば、４つのネジが、モータハウジング１０６の上側（図示せず）を介し、モータアーム１０５におけるネジ穴（図示せず）を介し、モータハウジングの下側の下部ネジ穴７０２‐１、７０２‐２、７０２‐３、７０２‐４を介して通されてよい。ネジは、その後、構成要素のそれぞれを互いに固定するように、リフティングモータにネジ留めされてよい。リフティングモータのワイヤは、モータハウジング１０６における開口７０４を介して、及び、モータアーム１０５の内部キャビティを介して配線されてよい。あるいは、リフティングモータのワイヤは、モータハウジング１０６の後部における開口７０５を介して、及び、モータアーム１０５の内部キャビティを介して配線されてよい。さらに別の実施態様において、ワイヤは、モータアーム１０５の外側部分に取付けられてもよい。

【0041】

図８は、ＵＡＶ１００の例示的なＵＡＶ制御システム６１０を示すブロック図である。様々な実施例において、ブロック図は、本明細書において述べられる様々なシステム及び方法を実施するために、及び／または、ＵＡＶ１００の動作を制御するために使用され得る、ＵＡＶ制御システム６１０の１つまたは複数の態様を描くものとしてよい。示される実施態様において、ＵＡＶ制御システム６１０は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース８１０を介して、例えば非一時的なコンピュータ可読記憶媒体８２０といったメモリに結合される１つまたは複数のプロセッサ８０２を含む。ＵＡＶ制御システム６１０はまた、電子的速度制御８０４（ＥＳＣ）、電力供給モジュール８０６及び／またはナビゲーションシステム８０８を含んでよい。ＵＡＶ制御システム６１０はさらに、ペイロード係合コントローラ８１２、ネットワークインターフェース８１６、及び１つまたは複数の入力／出力デバイス８１８を含む。

【0042】

様々な実施態様において、ＵＡＶ制御システム６１０は、１つのプロセッサ８０２を含む単一プロセッサシステム、または、いくつかのプロセッサ８０２（例えば、２個、４個、８個、または別の適切な数）を含む多重プロセッサシステムであってよい。プロセッサ（複数可）８０２は、命令を実行可能な任意の適切なプロセッサであってよい。例えば、様々な実施態様において、プロセッサ（複数可）８０２は、ｘ８６、パワーＰＣ、ＳＰＡＲＣもしくはＭＩＰＳ ＩＳＡなどの様々な命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）または任意の他の適切なＩＳＡのいずれかを実行する、汎用または組込みプロセッサであってよい。多重プロセッサシステムにおいて、各プロセッサ（複数可）８０２は一般に、同一のＩＳＡを実行してよいが、これは必須ではない。

【0043】

非一時的なコンピュータ可読記憶媒体８２０は、プロセッサ（複数可）８０２によりアクセス可能な、実行可能命令、データ、飛行経路、飛行制御パラメータ、構成要素調整情報、重心情報、及び／またはデータ項目を記憶するように構成されてよい。様々な実施態様において、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体８２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、シンクロナスダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性／フラッシュタイプメモリ、または任意の他のタイプのメモリなど、任意の適切なメモリ技術を使用して実行されてよい。示される実施態様において、本明細書において説明されるものなどの所望の機能を実行するプログラム命令及びデータは、それぞれプログラム命令８２２、データ記憶８２４及び飛行制御８２６として、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体８２０内に記憶される。他の実施態様において、プログラム命令、データ及び／または飛行制御は、非一時的な媒体など、異なるタイプのコンピュータによりアクセス可能な媒体上で、または、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体８２０もしくはＵＡＶ制御システム６１０とは別個の類似の媒体上で、受信、送信または記憶されてよい。一般的に言うと、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、Ｉ／Ｏインターフェース８１０を介してＵＡＶ制御システム６１０に結合される、例えばディスクまたはＣＤ／ＤＶＤ‐ＲＯＭといった磁気または光学媒体などの記憶媒体またはメモリ媒体を含んでよい。非一時的なコンピュータ可読媒体を介して記憶されるプログラム命令及びデータは、ネットワーク及び／または無線リンクなどの通信媒体を介して運ばれ得る伝送媒体または電気、電磁もしくはデジタル信号などの信号により伝達されてよく、例えば、ネットワークインターフェース８１６を介して実行されてよい。

【0044】

１つの実施態様において、Ｉ／Ｏインターフェース８１０は、プロセッサ（複数可）８０２、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体８２０、及び任意の周辺機器、ネットワークインターフェース、または入力／出力デバイス８１８などの他の周辺インターフェース間のＩ／Ｏトラフィックをコーディネートするように構成されてよい。いくつかの実施態様において、Ｉ／Ｏインターフェース８１０は、１つの構成要素（例えば、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体８２０）から、別の構成要素（例えば、プロセッサ（複数可）８０２）により使用されるのに適切なフォーマットへデータ信号を変換するように、任意の必要なプロトコル、タイミングまたは他のデータ変換を実施してよい。いくつかの実施態様において、Ｉ／Ｏインターフェース８１０は、例えばペリフェラルコンポーネントインターコネクト（ＰＣＩ）バス規格またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）規格の変種など、様々なタイプの周辺バスを介して取付けられるデバイスのためのサポートを含んでよい。いくつかの実施態様において、Ｉ／Ｏインターフェース８１０の機能は、例えばノースブリッジ及びサウスブリッジなど、２つまたはそれ以上の別個の構成要素に分割されてもよい。また、いくつかの実施態様において、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体８２０へのインターフェースなど、Ｉ／Ｏインターフェース８１０の機能性のいくつかまたは全てが、プロセッサ（複数可）８０２へ直接組込まれてもよい。

【0045】

ＥＳＣ８０４は、ナビゲーションシステム８０８と通信し、ＵＡＶを安定化させ、且つ、決められた飛行経路に沿ってＵＡＶを誘導するように、各リフティングモータ及び／またはプッシングモータの回転速度を調整する。

【0046】

ナビゲーションシステム８０８は、或る場所へ、及び／または、或る場所から、ＵＡＶ１００をナビゲートするのに使用され得る、全地球測位システム（ＧＰＳ）、インドアポジショニングシステム（ＩＰＳ）、または、他の類似のシステム及び／もしくはセンサを含んでよい。ペイロード係合コントローラ８１２は、アイテムと係合及び／または係合解除するのに使用されるアクチュエータ（複数可）またはモータ（複数可）（例えば、サーボモータ）と通信する。

【0047】

ネットワークインターフェース８１６は、ＵＡＶ制御システム６１０、他のコンピュータシステム（例えば、遠隔コンピューティングリソース）などのネットワークに付属される他のデバイス間で、及び／または、他のＵＡＶのＵＡＶ制御システムと、データを交換するのを可能にするように構成されてよい。例えば、ネットワークインターフェース８１６は、ＵＡＶ１００と、１つまたは複数の遠隔コンピューティングリソース上で実行されるＵＡＶ制御システムとの間の無線通信を可能にしてよい。無線通信のために、ＵＡＶのアンテナまたは他の通信構成要素が利用されてよい。別の実施例として、ネットワークインターフェース８１６は、非常に多くのＵＡＶ間の無線通信を可能にしてよい。様々な実施態様において、ネットワークインターフェース８１６は、Ｗｉ‐Ｆｉネットワークなどの無線の一般的なデータネットワークを介して通信をサポートしてよい。例えば、ネットワークインターフェース８１６は、セルラ通信ネットワーク、衛星ネットワーク等などの電気通信ネットワークを介して通信をサポートしてよい。

【0048】

入力／出力デバイス８１８は、いくつかの実施態様において、１つまたは複数のディスプレイ、撮像デバイス、温度センサ、赤外線センサ、飛行時間センサ、加速度計、圧力センサ、気象センサ等を含んでよい。多数の入力／出力デバイス８１８があってもよく、ＵＡＶ制御システム６１０によって制御されてよい。これらのセンサの１つまたは複数は、着陸を助けるように、及び、飛行中に障害を避けるように利用されてよい。

【0049】

図８に示されるように、メモリは、本明細書において説明される例示的なルーチン及び／またはサブルーチンを実行するように構成され得るプログラム命令８２２を含んでよい。データ記憶８２４は、飛行経路の決定、着陸、アイテムを係合解除する場所の識別等のために提供され得るデータ項目を維持するための様々なデータストアを含んでよい。様々な実施態様において、本明細書において示される、１つまたは複数のデータストアに含まれるパラメータ値及び他のデータは、説明されない他の情報と結合されてもよく、または、より多い、より少ない、もしくは異なるデータ構造に各様に分割されてもよい。いくつかの実施態様において、データストアは、１つのメモリに物理的に配置されてもよく、または、２つまたはそれ以上のメモリ間で分配されてもよい。

【0050】

ＵＡＶ制御システム６１０は例示的なものに過ぎず、本開示の範囲を限定することを意図しないことを、当業者は理解するであろう。特に、コンピューティングシステム及びデバイスは、指示される機能を実施し得るハードウェアまたはソフトウェアの任意の組合せを含んでよい。ＵＡＶ制御システム６１０はまた、示されない他のデバイスに接続されてもよく、むしろ、スタンドアローンシステムとして動作してもよい。さらに、示される構成要素により提供される機能性は、いくつかの実施態様において、より少ない構成要素において組合されてよく、または、追加の構成要素において分配されてもよい。同様に、いくつかの実施態様において、示される構成要素のいくつかの機能性が提供されなくてもよく、及び／または、他の追加の機能性が利用可能であってもよい。

【0051】

また、様々なアイテムが、メモリまたは記憶装置に記憶され、さらに使用されるものとして示されたが、これらのアイテムまたはその一部が、メモリ管理及びデータ保全の目的で、メモリと他の記憶デバイスとの間で転送されてよいことを当業者は理解するであろう。あるいは、他の実施態様において、ソフトウェア構成要素のいくつかまたは全てが、別のデバイス上のメモリにおいて実行されてよく、示されたＵＡＶ制御システム６１０と通信してよい。システム構成要素またはデータ構造のいくつかまたは全てがまた、非一時的なコンピュータによりアクセス可能な媒体、または、適切なドライブにより読み取られる携帯品上に（例えば、命令または構造化データとして）記憶されてよく、その様々な実施例が本明細書において説明される。いくつかの実施態様において、ＵＡＶ制御システム６１０とは別個のコンピュータによりアクセス可能な媒体上に記憶される命令が、無線リンクなどの通信媒体を介して運ばれる伝送媒体または電気、電磁、もしくはデジタル信号などの信号を介して、ＵＡＶ制御システム６１０へ伝達されてよい。様々な実施態様はさらに、コンピュータによりアクセス可能な媒体上に、前述の説明に従って実行される命令及び／またはデータを受信、送信または記憶することを含んでよい。従って、本明細書において説明される技法は、他のＵＡＶ制御システム構成と共に実施されてよい。

【0052】

さらに、次に図１０〜図１６を見ると、いくつかの実施態様において、ＵＡＶ１１００のフレームは、リフティングプロペラの少なくとも周囲の周りに保護バリアを形成するように、リフティングモータ及び対応するリフティングプロペラを包含するように設計されてよい。例えば、フレームはハブを含んでよく、当該ハブから、多数のモータアームが延在する。各モータアームは、ハブから、リフティングプロペラ及びリフティングモータの上に延在してよく、モータマウントと連結してよく、その他の場合にはモータマウントへ終端してよく、当該モータマウントに、対応するリフティングモータ及びリフティングプロペラが取付けられる。１つまたは複数の支持アームは、各モータマウントから延在してよく、周辺保護バリアと連結してよく、その他の場合には周辺保護バリアへ終端してよく、当該周辺保護バリアは、フレームの周囲を形成し、リフティングプロペラの周囲の周りに延在する。いくつかの実施態様において、フレームはまた、ＵＡＶのプロペラの上方及び／または下方に保護バリアを提供するように、フレームの上部及び／または底部に延在する透過性材料（例えば、メッシュ、スクリーン）を含んでよい。

【0053】

いくつかの実施態様において、フレームは、単一の型またはユニボディ設計から形成されてよい。他の実施態様において、フレームの１つまたは複数の構成要素は互いに連結されてもよい。いくつかの実施態様において、フレームは、２つの適合する半分として形成されてよく、当該半分が、ＵＡＶのための単一のＵＡＶフレームを形成するように取付けられ、または互いに結合される。ＵＡＶの効率をさらに改善するために、いくつかの実施態様において、フレーム（モータアーム、モータマウント、支持アーム、周辺保護バリア）及び／またはＵＡＶの他の構成要素は、炭素繊維、グラファイト、機械加工されたアルミニウム、チタン、ガラス繊維等などの１つまたは複数の軽量の材料から形成されてよい。材料に関わらず、モータアーム、モータマウント、支持アーム、及び／または周辺保護バリアのそれぞれは、中空であってよく、または、軽量のコア（例えば、発泡体、木材、プラスチック）の周りに形成されてよく、これにより重量が削減され、構造的な堅牢性が増し、１つまたは複数のワイヤ及び／またはケーブルを通過させてもよく、及び／または、他の構成要素を収容してもよいチャンネルが提供される。例えば、モータアームは、内部コア（例えば、発泡体、木材、プラスチック）と中空部分との両方を含んでよい。内部コアは、発泡体、木材、プラスチック等またはその任意の組合せから形成されてよく、増加した次元性をモータアームに提供し、モータアームの構造的な完全性を向上させるのを助ける。中空部分は、モータアームの上部に沿って延出してよく、モータ制御ワイヤなどのワイヤを通過させ得るチャンネルを提供する。

【0054】

いくつかの実施態様において、ＵＡＶは、チャンネルを通過するワイヤが、簡単な取外し及び／または部品交換を可能とするために多数の接合を有するように構成されてよい。例えば、モータワイヤは、多数の分離可能な接合を備えて構成されてよい。例えば、モータワイヤはモータから延在してよく、モータワイヤがＥＳＣに接続する単一の接合のみを有するのではなく、モータに、またはモータ付近に、分離可能な接合を有してよい。モータ付近にモータワイヤのための分離可能な接合を有することにより、ＵＡＶの任意の他の構成要素を取外し、ＵＡＶ制御システムにアクセスし、または、ＵＡＶからモータワイヤを除去する必要なく、モータは容易に除去及び交換され得る。

【0055】

図１０は、或る実施態様に従ったＵＡＶ１１００の図を示す。示されるように、ＵＡＶ１１００はフレーム１１０４を含む。フレーム１１０４またはＵＡＶ１１００のボディは、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタン等などの任意の適切な材料またはその任意の組合せから形成されてよい。この実施例において、ＵＡＶ１１００のフレーム１１０４は、単一の炭素繊維フレームである。フレーム１１０４は、ハブ１１０６、モータアーム１１０８、モータマウント１１１１、支持アーム１１１２、及び、周辺保護バリア１１１４を含む。この実施例では、単一のハブ１１０６、４つのモータアーム１１０８、４つのモータマウント１１１１、１２個の支持アーム１１１２、及び、単一の周辺保護バリア１１１４がある。

【0056】

モータアーム１１０８のそれぞれはハブ１１０６から延在し、モータマウント１１１１に連結されるか、またはそこへ終端される。リフティングモータ１１１６は、リフティングモータ１１１６及び対応するリフティングプロペラ１１１８がフレーム１１０４内にあるように、モータマウント１１１１の内側に連結される。１つの実施態様において、リフティングモータ１１１６は、リフティングプロペラ１１１８に取付けられるリフティングモータのプロペラシャフトが、フレーム１１０４に対して下向きになるように取付けられる。他の実施態様において、リフティングモータは、ＵＡＶ１１００のフレーム１１０４に対して他の角度で取付けられてもよい。リフティングモータは、ＵＡＶ１１００及び任意の係合されるペイロードを持ち上げるためにプロペラにより十分な回転速度を生成し、これにより、ペイロードの空中輸送を可能とすることのできる、任意の形態のモータであってよい。例えば、リフティングモータはそれぞれ、ＦＸ‐４００６‐１３ ７４０ｋｖマルチロータモータ、Ｔｉｇｅｒ Ｕ‐１１モータ、ＫＤＥモータ等であってよい。

【0057】

各リフティングモータ１１１６に取付けられるのは、リフティングプロペラ１１１８である。リフティングプロペラ１１１８は、任意の形態のプロペラ（例えば、グラファイト、炭素繊維）であってよく、ＵＡＶ１１００が、例えば配達場所へペイロードを配達するために空中を航行できるように、ＵＡＶ１１００及びＵＡＶ１１００により係合される任意のペイロードを持ち上げるのに十分な大きさであってよい。例えば、リフティングプロペラ１１１８は、それぞれが２９インチの寸法または直径を有する炭素繊維プロペラであってよい。図１０の図解は、全て同じ大きさのリフティングプロペラ１１１８を示すが、いくつかの実施態様において、リフティングプロペラ１１１８の１つまたは複数は、異なる大きさ及び／または寸法であってもよい。同様に、この実施例は４つのリフティングプロペラを含むが、他の実施態様において、より多いまたはより少ないプロペラが、リフティングプロペラ１１１８として利用されてもよい。同様に、いくつかの実施態様において、リフティングプロペラ１１１８は、ＵＡＶ１１００上の異なる場所に配置されてもよい。さらに、推進の代替的な方法が、本明細書において説明される実施態様において「モータ」として利用されてもよい。例えば、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン、内燃エンジン等が、ＵＡＶのための揚力を提供するのに（プロペラまたは他のデバイスのいずれかと共に）使用されてもよい。

【0058】

各モータマウント１１１１から延在しているのは、周辺保護バリア１１１４と連結するか、その他の場合は周辺保護バリア１１１４へ終端する、３つの支持アーム１１１２である。周辺保護バリア１１１４は、ＵＡＶの周囲の周りに延在し、リフティングプロペラ１１１８を包含する。いくつかの実施態様において、周辺保護バリア１１１４は、支持アームから実質的に下方に、且つ、リフティングプロペラ１１１８の回転の軸に対しておおよそ垂直に延在する垂直の構成要素１１１４Ａを含んでよい。垂直の構成要素１１１４Ａは、任意の垂直の寸法及び幅であってよい。例えば、垂直の構成要素１１１４Ａは、おおよそ３インチの垂直の寸法及びおおよそ０．５インチの幅を有してよい。他の実施態様において、垂直の寸法及び／または幅は、より長いものまたはより短いものであってもよい。同様に、周辺保護バリアの垂直の構成要素１１１４Ａは、発泡体、木材及び／またはプラスチックコアなどのコアを含んでよい。垂直の構成要素は、支持アームのそれぞれに連結されてよく、ＵＡＶ１１００の側部からプロペラへのアクセスを妨げるように、各プロペラ１１１８の外周の周りに延在してよい。

【0059】

ＵＡＶ１１００の側部からプロペラ１１１８へのアクセスを妨げることにより、ＵＡＶ１１００にとって異質な物体に対する安全性を提供する周辺保護バリア１１１４は、ＵＡＶ１１００に保護を提供し、ＵＡＶ１１００の構造的な完全性を向上させる。例えば、ＵＡＶ１１００が水平に移動しており、異物（例えば、壁、建物）に衝突する場合、ＵＡＶと異物との衝突は、プロペラとではなく、周辺保護バリア１１１４とによるものである。同様に、フレームが相互に接続されるので、衝撃による力は、フレームに消散される。

【0060】

同様に、垂直の構成要素１１１４Ａは、ＵＡＶの１つまたは複数の構成要素を取付けてよい面を提供する。例えば、１つまたは複数のアンテナが、周辺保護バリア１１１４の垂直の構成要素１１１４Ａに取付けられてよい。アンテナは、無線通信を送信及び／または受信するのに使用されてよい。例えば、アンテナは、Ｗｉ‐Ｆｉ、衛星、近距離通信（「ＮＦＣ」）、セルラ通信、または任意の他の形態の無線通信に利用されてもよい。カメラ、飛行時間センサ、距離判定要素、ジンバル、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機／送信機、レーダー、照明要素、スピーカ、及び／または、ＵＡＶ１１００もしくはＵＡＶ制御システム（以下で述べられる）の任意の他の構成要素等などの他の構成要素が、同様に、周辺保護バリア１１１４の垂直の構成要素１１１４Ａに取付けられてよい。同様に、識別または反射識別子が、ＵＡＶ１１００の識別を助けるように、垂直の構成要素に取付けられてもよい。

【0061】

いくつかの実施態様において、周辺保護バリア１１１４はまた、ＵＡＶ１１００に対して、周辺保護バリア１１１４の垂直の構成要素１１１４Ａから外側へ延在する、水平の構成要素１１１４Ｂを含んでもよい。水平の構成要素１１１４Ｂは、ＵＡＶ及び／またはＵＡＶ１１００が接触するおそれのある任意の物体のための追加の保護的支持を提供してよい。垂直の構成要素１１１４Ａと同様に、水平の構成要素１１１４Ｂは、コアを含んでもよく、または、含まなくてもよい。同様に、水平の構成要素１１１４Ｂは、１つまたは複数の構成要素（例えば、アンテナ、カメラ、センサ、ＧＰＳ、距離計）を取付けてよい別の面を提供する。

【0062】

図１０に示される実施例は、垂直の構成要素１１１４Ａ及び水平の構成要素１１１４Ｂを備える周辺保護バリア１１１４を示すが、他の実施態様において、周辺保護バリアは他の構成を有してもよい。例えば、周辺保護バリア１１１４は、垂直の構成要素１１１４Ａのみを含んでもよい。あるいは、周辺保護バリアは、ＵＡＶ１１００に対して角度（例えば、４５度の角度）を付けられてもよく、また、周辺保護バリアが支持アーム１１１２と連結するリフティングプロペラの上方から、リフティングプロペラ１１１８の下方へ延在してもよい。このような構成は、ＵＡＶ１１００の空気力学を向上させ得る。他の実施態様において、周辺保護バリアは、他の構成または設計を有してもよい。

【0063】

ＵＡＶ１１００のための保護を提供することに加えて、フレーム１１０４は、ＵＡＶ１１００のための構造的支持を提供する。ハブ１１０６、モータアーム１１０８、モータマウント１１１１、支持アーム１１１２、及び周辺保護バリア１１１４といった構成要素の全てを相互に接続することにより、結果として生じるフレームは構造的な安定性を有し、リフティングモータ、リフティングプロペラ、ペイロード（例えば、コンテナ）、ＵＡＶ制御システム及び／またはＵＡＶの他の構成要素を支持するのに十分なものである。

【0064】

いくつかの実施態様において、フレーム１１０４はまた、プロペラ１１１８の上方または下方からプロペラへの垂直のアクセスを妨げるように、フレームの上面及び／または下面に延在する透過性材料（例えば、メッシュ、スクリーン）を含んでもよい。同様に、いくつかの実施態様において、１つまたは複数の取付け板１１２０は、構成要素をＵＡＶ１１００に取付けるための追加の面領域を提供するように、フレーム１１０４に取付けられてもよい。取付け板１１２０は、例えば、ネジ、ファスナ等を使用して、フレーム１１０４に着脱可能に連結されてよい。あるいは、取付け板１１２０は、フレーム１１０４の一部として形成されてもよい。

【0065】

ＵＡＶ制御システム１１１０はまた、フレーム１１０４に取付けられる。この実施例において、ＵＡＶ制御システム１１１０は、ハブ１１０６と取付け板１１２０との間に取付けられる。さらに（図８のアイテム６１０として）上で詳細に述べたように、ＵＡＶ制御システム１１１０は、ＵＡＶ１１００の動作、ルーティング、ナビゲーション、通信、モータ制御、及びペイロード係合機構を制御する。

【0066】

同様に、ＵＡＶ１１００は１つまたは複数の電力モジュール（図示せず）を含む。電力モジュールは、フレーム上の様々な場所に取付けられてよい。例えば、いくつかの実施態様において、４つの電力モジュールが、各取付け板１１２０及び／またはフレームのハブ１１０６に取付けられてよい。ＵＡＶのための電力モジュールは、バッテリ電力、太陽熱の電力、ガス電力、スーパーキャパシタ、燃料電池、代替電力生成源、またはその組合せの形をとってよい。例えば、電力モジュールはそれぞれが、６０００ｍＡｈリチウムイオンポリマー電池、またはポリマーリチウムイオン（Ｌｉ‐ｐｏｌｙ、Ｌｉ‐Ｐｏｌ、ＬｉＰｏ、ＬＩＰ、ＰＬＩまたはＬｉｐ）バッテリであってよい。電力モジュール（複数可）は、ＵＡＶ制御システム１１１０、リフティングモータ１１１６及びペイロード係合機構に連結され、それらのための電力を提供する。

【0067】

いくつかの実施態様において、電力モジュールの１つまたは複数は、ＵＡＶが着陸している間または飛行中の間に、電力モジュールが自律的に除去され得るように、及び／または、別の電力モジュールと交換され得るように構成されてよい。例えば、ＵＡＶが或る場所に着陸するとき、ＵＡＶは、電力モジュールを再充電する場所で充電部材と係合してよい。

【0068】

上述のように、ＵＡＶ１１００はまた、ペイロード係合機構（図示せず）を含んでよい。ペイロード係合機構は、アイテム及び／またはアイテムを保持するコンテナと係合及び係合解除するように構成されてよい。この実施例において、ペイロード係合機構は、ＵＡＶ１１００のフレーム１１０４のハブ１１０６の下に配置されて、それと連結される。ペイロード係合機構は、アイテムを収容するコンテナと確実に係合及び係合解除するのに十分な任意の大きさであってよい。他の実施態様において、ペイロード係合機構はコンテナとして機能してよく、当該コンテナの中にペイロード係合機構はアイテム（複数可）を収容する。ペイロード係合機構は、（有線または無線通信を介して）ＵＡＶ制御システム１１１０と通信し、また、ＵＡＶ制御システム１１１０により制御される。

【0069】

本明細書において述べられるＵＡＶ１１００の実施態様は、飛行を達成及び維持するためにプロペラを利用するが、他の実施態様において、ＵＡＶは、他の方法で構成されてもよい。例えば、ＵＡＶは、固定された翼、及び／または、プロペラと、固定された翼との両方の組合せを含んでよい。例えば、図１６に関して以下で述べるように、ＵＡＶは、垂直の離陸及び着陸を可能とするように、１つまたは複数のプロペラ及びモータを利用してよく、また、ＵＡＶが空中にある間に飛行を持続させるように、固定された翼の構成または翼とプロペラとの組合せの構成を利用してよい。

【0070】

図１１は、或る実施態様に従った、ＵＡＶフレーム１２０４の別の図である。この図解において、プロペラは、フレーム１２０４を更に示すように除去されている。図示するように、フレームは、ＵＡＶの構成要素が取付けられる単一のユニットとして形成されてよい。例えば、モータ１２１６はフレームに取付けられ、ＵＡＶ制御システム１１１０はフレーム１２０４に取付けられる。フレームは、ＵＡＶ１１００の構成要素を包含し、且つ、ＵＡＶの周りに保護バリアを提供するように設計される。リフティングプロペラ（図示せず）は、リフティングモータ１２１６に取付けられ、周辺保護バリア１２１４内に適合する。

【0071】

図１２は或る実施態様に従ったＵＡＶフレームの別の図を表す。図１２における図解は、モータアーム１３０８の詳細な図を提供する。モータアーム１３０８は、１つの端部がＵＡＶのハブ１３０６に連結され、モータアーム１３０８の対向する端部はモータマウント１３１１に連結される。この実施態様において、モータアームはチャンネル１３０１を含み、当該チャンネル１３０１を、電気、光学、油圧、空気または機械信号を運ぶ１つまたは複数のワイヤもしくはコンジットが通過してよい。チャンネル１３０１は、ＵＡＶのフレームの一部として形成されてもよく、または、モータアーム１３０８に連結されてもよい。同様に、チャンネル１３０１は、チャンネル１３０１からのワイヤの挿入または除去を助けるように、スリット１３０３または開口を含んでよい。例えば、モータ１３１６からＵＡＶ制御システム１１１０を通るモータワイヤは、ワイヤがＵＡＶに固定されたままであるように、チャンネル１３０１を通過してよい。

【0072】

図１２の実施例は、モータアーム１３０８の上側または上方側の一部としての、またはそこに取付けられるチャンネル１３０１を説明するが、他の実施態様において、チャンネルは、モータアーム１３０８の他の面（例えば、側部）に取付けられてもよい。同様に、いくつかの実施態様において、モータアーム１３０８の１つまたは複数に取付けられる多数のチャンネルがあってもよい。さらに他の実施態様において、チャンネル１３０１は、同様に、支持アーム１３１２の１つまたは複数に連結されてもよい。例えば、周辺保護バリア（図１２に図示せず）に連結される１つまたは複数の構成要素からのワイヤは、ワイヤがＵＡＶに固定されたままであるように、支持アーム１３１２のチャンネル１３０１及びモータアーム１３０８のチャンネル１３０１を通過してよい。さらに、また別の代替的な実施態様において、１つまたは複数のチャンネル１３０１は、モータアーム１３０８を通過してもよい。

【0073】

図１３は、或る実施態様に従った別のＵＡＶ構成の図を表す。図１３に示されたＵＡＶ１４００は、８つのリフティングモータ１４１６及び対応するリフティングプロペラ１４１８を含む。この構成において、ＵＡＶ１４００は、積層またはクラムシェル構成において互いに連結される、２つの適合するフレーム１４０４Ａ、１４０４Ｂから形成される。この実施態様において、各フレームは、フレーム１４０４の周辺保護バリアの水平の構成要素１４１４Ａを接合することにより互いに着脱可能に連結され得る単一の炭素繊維フレームである。例えば、フレームは、ネジ留め、ボルト締め、リベット締め、溶接、溶融されてよく、またはそのほかの場合は互いに固定されてよい。他の実施態様において、フレーム１４０４は、単一のボディ構成であってもよい。

【0074】

フレーム１４０４Ａ及び１４０４Ｂは、図１０に関して上で述べたフレーム１１０４に対し、同一または類似の構成要素及び／または構成を有してもよい。例えば、各フレーム１４０４は、ハブ、モータアーム、モータマウント、支持アーム、及び周辺保護バリアを含んでよい。各フレーム１４０４は、フレーム１４０４のそれぞれのモータマウント１４１１に取付けられる４つのリフティングモータ１４１６及び対応するリフティングプロペラ１４１８を有してよい。同様に、ＵＡＶ制御システム１１１０が、フレーム１４０４の１つまたは複数に取付けられてよく、１つまたは複数の構成要素（例えば、アンテナ、カメラ、ジンバル、レーダー、距離判定要素）が、上で述べたように、フレームの１つまたは複数に取付けられてもよい。しかし、示されるＵＡＶ１４００では、１つのＵＡＶ制御システム１１１０が、ＵＡＶ１４００ならびに８つのリフティングモータ１４１６及び対応するリフティングプロペラのそれぞれを制御するように構成されてよい。

【0075】

フレーム１４０４を互いに連結することにより、または、単一のフレームを形成することにより、ＵＡＶ１４００のモータ及びプロペラの全ては、フレーム１４０４によって囲繞される。同様に、いくつかの実施態様において、フレーム１４０４は、ＵＡＶ１４００の上方または下方からプロペラ１４１８へのアクセスを妨げるように、フレーム１４０４により形成される外周を囲繞する透過性材料（例えば、ワイヤ、メッシュ）を含んでもよい。

【0076】

図１４は、或る実施態様に従った別のＵＡＶ１５００のフレーム１５０４の図を表す。この図解において、プロペラが、フレーム１５０４をさらに示すように除去されている。図示するように、フレーム１５０４は、リフティングモータ及びリフティングプロペラがＵＡＶ１５００のフレーム１５０４内にあるように、互いに取付けまたは接合される２つの適合するフレームを使用して、形成されてよい。上で述べたように、フレーム１５０４は、保護バリアと、ＵＡＶ１５００構成要素の取付けのための構造的支持との両方を提供する。例えば、リフティングモータ１５１６は、フレーム１５０４のモータマウント１５１１の内側部分に取付けられ、ＵＡＶ制御システム１１１０は、フレーム１５０４に取付けられる。フレームは、ＵＡＶ１５００の構成要素を包含し、且つ、ＵＡＶ１５００の周りに保護バリアを提供するように設計される。リフティングプロペラ（図示せず）はリフティングモータ１５１６に取付けられ、フレーム１５０４内に適合する。

【0077】

図１５は、或る実施態様に従った別のＵＡＶ１６００構成の図を表す。ＵＡＶ１６００は、図１３及び図１４に関して上で述べた８つのプロペラのＵＡＶ１４００、１５００と類似している。例えば、この図解において、ＵＡＶ１６００は、８つのリフティングモータ１６１６及び対応するリフティングプロペラ１６１８が取付けられるフレーム１６０４を含む。同様に、フレーム１６０４は、リフティングモータ１６１６、リフティングプロペラ１６１８及びＵＡＶ１６００の他の構成要素のそれぞれの周りの保護バリアを提供する。

【0078】

リフティングモータ１６１６及びリフティングプロペラ１６１８に加えて、ＵＡＶ１６００は、それぞれがプッシングモータ及びプッシングプロペラを含む２つのプッシングモータハウジング１６２０を含む。プッシングモータハウジング１６２０は、フレーム１６０４の周辺保護バリア１６１４に取付けられる。プッシングモータハウジング１６２０は、空気力学的に成形されてよく、また、プッシングモータ及び／またはプッシングプロペラを入れるように構成されてよい。プッシングモータ及びプッシングプロペラは、リフティングモータ１６１６及びリフティングプロペラ１６１８と同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、いくつかの実施態様において、プッシングモータは、Ｔｉｇｅｒ Ｕ‐８モータであってよく、プッシングプロペラは、１８インチの寸法を有してよい。他の実施態様において、プッシングモータ及びプッシングプロペラは、ダクテッドファンシステムなどの単一のユニットとしてプッシングモータハウジング１６２０内に形成されてもよい。いくつかの実施態様において、プッシングプロペラは、リフティングプロペラよりも小さな寸法を有してもよい。他の実施態様において、プッシングモータは、ＵＡＶを前進させるため、他の形態の推進を利用してもよい。例えば、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン、内燃エンジン等が、（プロペラまたは他のデバイスのいずれかと共に）プッシングモータとして使用されてもよい。

【0079】

プッシングモータ及びプッシングプロペラは、ＵＡＶ１６００のフレーム１６０４に対しておおよそ９０度で配向されてよく、水平成分を含む飛行の効率を向上させるのに利用されてよい。例えば、ＵＡＶ１６００が水平成分を含む方向に移動しているとき、プッシングモータは、ＵＡＶ１６００を水平に前進させるために、プッシングプロペラを介して水平の推力の力を提供するように作動されてよい。その結果、リフティングモータ１６１６により利用される速度及び電力が削減され得る。あるいは、選択された実施態様において、プッシングモータは、プッシング及びリフティング推力の組合せを提供するように、フレーム１６０４に対して９０度よりも大きな、または小さな角度に配向されてもよい

【0080】

図１５に示されるように、ＵＡＶ１６００の対向する側部上に取付けられる２つのプッシングモータ及びプッシングプロペラを利用すると、ＵＡＶは、水平飛行中に或る配向を有する。具体的には、ＵＡＶ１６００は、プッシングモータ及びプロペラのみを使用して、またはリフティングモータ１６１６及びリフティングプロペラ１６１８の組合せにおいて水平に推進されるとき、移動の方向に配向される前縁１６２２によって配向及び移動する。さらに、図１５に図示するように２つのプッシングモータを利用すると、水平面におけるＵＡＶ１６００の回転（すなわち、偏揺れ）は、２つのプッシングモータ間に推力の差を提供することにより調整され得る。いくつかの実施態様において、エーロフォイルまたは翼が、同様に、追加の揚力及びＵＡＶ１６００への効率の向上を提供するように、移動の方向に従ってＵＡＶ１６００に取付けられてもよい。

【0081】

図１５に関して本明細書において述べられる実施例は、８つのリフティングモータ及び対応するリフティングプロペラが、２つのプッシングモータ及び対応するプッシングプロペラと共に使用されるＵＡＶを示すが、他の実施態様において、より少ないまたは追加のリフティングモータ及び対応するリフティングプロペラが、１つまたは複数のプッシングモータ及びプッシングプロペラと共に使用されてもよい。例えば、１つまたは複数のプッシングモータ及び対応するプッシングプロペラは、図１０に関して上で述べたＵＡＶ１１００など、４つのリフティングモータ及び対応するリフティングプロペラを含むＵＡＶに取付けられてよい。他の実施態様において、より多いまたはより少ないプッシングモータ及び／またはプッシングプロペラが利用されてもよい。

【0082】

図１６は、或る実施態様に従ったＵＡＶ１７００の別の図を表す。図１６に示された実施例において、ＵＡＶ１７００は、ＵＡＶ１７００のフレーム１７０４に連結される翼１７０２を含む。翼１７０２は、これに限定されないが、炭素繊維、アルミニウム、織物、プラスチック、ガラス繊維、木材等などの任意の適切な材料から形成されてよい。翼１７０２は、フレーム１７０４の上部に連結されてよく、プッシングモータ及びプッシングプロペラを含むプッシングモータハウジング１７２０の上方に配置されてよい。

【0083】

翼は、ＵＡＶ１７００が水平に移動するように、ＵＡＶ１７００に揚力を提供するため、エーロフォイル形状を有するように設計される。いくつかの実施態様において、ＵＡＶ１７００が水平成分を含む方向に移動しているとき、プッシングモータ及びプッシングプロペラを翼１７０２と共に利用すると、プッシングモータ及びプッシングプロペラによる水平方向の推力が加わるとき、翼１７０２が揚力を提供してＵＡＶ１７００を空中に保ち得るので、リフティングモータ及びリフティングプロペラ１７１８の回転速度は低減または除去され得る。翼１７０２がフラップ及び／またはエルロンを含む実施態様において、ＵＡＶ１７００の縦揺れ、偏揺れ及び横揺れは、フラップ及び／またはエルロン単体を使用して、もしくは、リフティングモータ及びリフティングプロペラ１７１８、ならびに／または、プッシングモータ及びプッシングプロペラを組合せて制御され得る。翼１７０２がフラップ及び／またはエルロンを含まない場合、リフティングモータ及びリフティングプロペラ１７１８ならびに／またはプッシングモータ及びプッシングプロペラは、飛行中、ＵＡＶ１７００の縦揺れ、偏揺れ、及び／または横揺れを制御するのに使用されてよい。いくつかの実施態様において、翼１７０２は、ＵＡＶ１７００が垂直成分を含む方向に移動しているときに抗力を低減するように、ＵＡＶ１７００のフレーム１７０４の周りを回転または軸回転するように構成されてよい。

【0084】

ＵＡＶ１７００は、図示するように、８つのリフティングプロペラならびに１つまたは複数のプッシングモータ及びプッシングプロペラを備えて構成されてよく、または、異なる構成を有してもよい。別の構成において、翼は、８つのリフティングモータ及び対応するリフティングプロペラを含むＵＡＶに取付けられてもよいが、プッシングモータまたはプッシングプロペラのないＵＡＶに取付けられてもよい。別の実施例において、ＵＡＶ１７００は、図１０及び図１１に関して上で述べたＵＡＶ１１００、１２００など、４つのリフティングプロペラ及びモータを備えるＵＡＶに取付けられる翼１７０２を含んでもよい。さらに別の実施例において、ＵＡＶは、翼１７０２と共に、４つのリフティングモータ及びプロペラならびに１つまたは複数のプッシングモータ及びプッシングプロペラを有してもよい。

【0085】

その上さらに、ＵＡＶ１７００はＵＡＶ１７００の上部に延在する単一の翼を示すが、他の実施態様において、追加の翼及び／または異なる構成の翼が利用されてもよい。例えば、１つの実施態様において、翼は、ＵＡＶ１７００のどちらか一方の側部に、周辺保護バリア１７１４から水平に延在してよい。別の実施態様において、前翼は、周辺保護バリア１７１４の前部のどちらか一方の側部から延在してよく、より大きな後翼は、周辺保護バリア１７１４の後部のどちらか一方の側部から延在してよい。

【0086】

本明細書において開示される実施形態は、無人航空機（ＵＡＶ）を含んでよく、当該無人航空機（ＵＡＶ）は、随意に、熱伝導材料から形成されるフレームの１つまたは複数と、第１の端部及び第２の端部を有する第１のモータアームであって、フレームに連結される第１のモータアームと、第３の端部及び第４の端部を有する第２のモータアームであって、フレームに連結される第２のモータアームと、第１のモータアームの第１の端部に連結される第１のリフティングモータと、第１のモータアームの第２の端部に連結される第２のリフティングモータと、第２のモータアームの第３の端部に連結される第３のリフティングモータと、第２のモータアームの第４の端部に連結される第４のリフティングモータと、フレームの第５の端部に連結され、且つ、ＵＡＶに水平の推進を提供するように構成されるプッシングモータと、第１のリフティングモータ、第２のリフティングモータ、第３のリフティングモータ、第４のリフティングモータまたはプッシングモータの少なくとも１つの回転速度を制御するための無人航空機制御システムと、を含み、無人航空機制御システムの少なくとも１つの構成要素は、フレームが、無人航空機制御システムの少なくとも１つの構成要素により生成される熱を放散させ得るように、フレームの下部側に熱的に連結されてよい。

【0087】

あるいは、上述のＵＡＶはさらに、フレームに着脱可能に連結され、且つ、ＵＡＶに電力を提供するための少なくとも１つの電力供給を収容するように構成される、電力供給コンテナの１つまたは複数と、フレームに連結され、且つ、フレームから下方へ延在する機体であって、当該機体は、電力供給コンテナの少なくとも一部を包含し、また、当該機体は、水平成分を含む方向に飛行するとき、ＵＡＶの空気力学的抵抗を低減させるように構成される、機体と、少なくとも１つの電力供給またはＵＡＶの制御システムの構成要素を支持するように構成される着脱可能な棚と、及び／または、フレームに結合される翼であって、当該翼は、ＵＡＶが水平成分を含む方向に飛行されるように揚力を提供するように構成される、翼と、を含んでよい。

【0088】

本明細書において開示される実施形態は無人航空機（ＵＡＶ）を含んでよく、当該無人航空機（ＵＡＶ）は、フレームの１つまたは複数と、フレームと連結される第１のリフティングモータと、フレームと連結される第２のリフティングモータと、フレームと連結されるプッシングモータと、フレームと連結され、且つ、フレームから下方へ延在する機体であって、当該機体は、ＵＡＶの複数の構成要素を包含し、ＵＡＶが水平成分を含む方向に飛行される場合、ＵＡＶの空気力学的抵抗を低減させるように構成される、機体と、遠隔の場所から受信される信号に応答して、リフティング及びプッシングモータに制御信号を送信するように構成される無人航空機制御システムと、を含む。

【0089】

あるいは、上述のＵＡＶはさらに、フレームに連結される翼の１つまたは複数であって、当該翼は、ＵＡＶが水平成分を含む方向に飛行されるように揚力を提供するように構成される、翼と、フレーム及び第１のリフティングモータに連結される第１のモータハウジングであって、第１のリフティングモータの空気力学的抵抗を低減させるように先細の形状を有する第１のモータハウジングと、第１のリフティングモータに連結される第１のリフティングプロペラと、プッシングモータに連結される第１のプッシングプロペラと、第１の位置でフレームに連結される第１の電力供給コンテナと、第２の位置でフレームに連結される第２の電力供給コンテナと、及び／または、第１の電力供給コンテナと第２の電力供給コンテナとの間でフレームに着脱可能に連結されるペイロードと、を含んでよい。さらに、第１のリフティングプロペラは第１の寸法を有してよく、第１のプッシングプロペラは、第１の寸法よりも小さな第２の寸法を有してよい。さらにプッシングモータは、第１のリフティングモータまたは第２のリフティングモータの少なくとも１つと異なるモータの大きさであってよい。さらに、ペイロードは、第１の電力供給コンテナと第２の電力供給コンテナとの間に配置されるように、且つ、機体により、少なくとも部分的に収容されるように構成されてよい。さらに、フレームは、第１の電力供給コンテナ及び第２の電力供給コンテナから熱を放散させるように構成されてよい。さらに、無人航空機制御システムはさらに、ＵＡＶのデバイスから受信される信号に応答して、リフティング及びプッシングモータの少なくとも１つに制御信号を送信するように構成されてよい。

【0090】

本明細書において開示される実施形態は、無人航空機（ＵＡＶ）を含んでよく、当該無人航空機（ＵＡＶ）は、フレームの１つまたは複数と、フレームに連結される第１のリフティングモータと、フレームに連結されるプッシングモータと、フレームに連結され、且つ、ＵＡＶが水平成分を含む方向に移動しているとき、揚力を提供するように構成される翼と、フレームに連結され、且つ、フレームから下方に延在する機体であって、当該機体は、ＵＡＶの複数の構成要素を包含してよく、また、ＵＡＶが水平成分を含む方向に飛行されるとき、ＵＡＶの空気力学的抵抗を低減するように構成されてよい、機体と、を含む。

【0091】

あるいは、上述のＵＡＶはまた、電力が印加されるときにＵＡＶの少なくとも一部を保護するための火花抑制回路、または、ＵＡＶの少なくとも一部から電力を除去するためのキルスイッチとして機能するように構成される保護回路を含んでよい。さらに、翼は、第１のリフティングモータと第２のリフティングモータとの間に配置されてよい。さらに、フレームは、無人航空機制御システムの少なくとも１つの構成要素により生成される熱を放散してよい。さらに、少なくとも１つの構成要素は、電子的速度制御構成要素を含んでよい。さらに、少なくとも１つの構成要素は、フレームに熱的に連結されてよい。

【0092】

本明細書において開示される実施形態は、無人航空機（「ＵＡＶ」）フレームを含んでよく、当該無人航空機（「ＵＡＶ」）フレームは、ハブの１つまたは複数と、ハブから第１の方向に延在する第１のモータアームと、ハブから第２の方向に延在する第２のモータアームと、ハブから第３の方向に延在する第３のモータアームと、ハブから第４の方向に延在する第４のモータアームと、第１のモータアームに連結される第１のモータマウントと、第２のモータアームに連結される第２のモータマウントと、第３のモータアームに連結される第３のモータマウントと、第４のモータアームに連結される第４のモータマウントと、第１のモータマウントから延在する第１の複数の支持アームと、第２のモータマウントから延在する第２の複数の支持アームと、第３のモータマウントから延在する第３の複数の支持アームと、第４のモータマウントから延在する第４の複数の支持アームと、第１の複数の支持アーム、第２の複数の支持アーム、第３の複数の支持アーム及び第４の複数の支持アームに連結される周辺保護バリアと、を含み、ハブ、第１のモータアーム、第２のモータアーム、第３のモータアーム、第４のモータアーム、第１のモータマウント、第２のモータマウント、第３のモータマウント、第４のモータマウント、第１の複数の支持アーム、第２の複数の支持アーム、第３の複数の支持アーム、第４の複数の支持アーム、及び周辺保護バリアは、単一のユニボディとして形成されてよい。

【0093】

さらに、第１のプッシングモータは、単一のユニボディに連結されてよく、ＵＡＶに水平の推進を提供するように構成されてよい。さらに、第１のモータアームは内部コアを含んでよい。

【0094】

本明細書において開示される実施形態は無人航空機（ＵＡＶ）を含んでよく、当該無人航空機（ＵＡＶ）は、ユニボディフレームの１つまたは複数と、ユニボディフレームに連結される複数のモータと、複数のプロペラと、を含み、各プロペラは、複数のモータのうちの１つのモータに連結されてよく、プロペラの少なくとも１つの周りの周囲の少なくとも一部は、ユニボディフレームの少なくとも一部により包含されてよい。

【0095】

あるいは、ユニボディフレームはさらに、ＵＡＶの中心付近に配置されるハブの１つまたは複数と、複数のモータアームであって、各モータアームが第１の端部及び第２の端部を有してよく、各第１の端部がハブに連結されてよい、複数のモータアームと、複数のモータマウントであって、各モータマウントが複数のモータアームのうちの１つの第２の端部に連結されてよい、複数のモータマウントと、複数の支持アームであって、各支持アームが第３の端部及び第４の端部を有してよく、各第３の端部が複数のモータマウントのうちの１つのモータマウントに連結されてよい、複数の支持アームと、複数のプロペラのそれぞれの少なくとも一部の周りに延在する保護周辺バリアと、を含んでよい。さらに、ＵＡＶは少なくとも８つのモータを含んでよく、各モータはユニボディフレームに連結されてよい。さらに、ユニボディフレームはさらに、ワイヤを受けるように構成され得る、複数のモータアームの第１のモータアームに連結されるチャンネルを含んでよい。さらに、チャンネルは、第１のモータアームの一部として形成されてよい。さらに、複数の支持アームの少なくとも一部の第４の端部は、保護周辺バリアに連結されてよい。さらに、複数のモータの第１のモータは、ＵＡＶに水平の推力を提供するように配置されてよい。

【0096】

本明細書において開示される実施形態はまた、無人航空機（「ＵＡＶ」）を含んでよく、当該無人航空機（「ＵＡＶ」）は、第１のフレーム構成要素及び第２のフレーム構成要素を含むフレームの１つまたは複数と、第１のフレーム構成要素に連結される第１の複数のモータと、第１の複数のプロペラであって、第１の複数のプロペラのそれぞれが、第１の複数のモータのうちの１つのモータに連結されてよい、第１の複数のプロペラと、第２のフレーム構成要素に連結される第２の複数のモータと、第２の複数のプロペラであって、第２の複数のプロペラのそれぞれが、第２の複数のモータのうちの１つのモータに連結されてよい、第２の複数のプロペラと、を含み、第１のフレーム構成要素は、第１の複数のプロペラ及び第２の複数のプロペラがフレームの周囲内に配置され得るように、第２のフレーム構成要素に連結されてよい。

【0097】

あるいは、ＵＡＶはさらに、フレームの少なくとも一部の周りに延在する透過性材料の１つまたは複数と、ＵＡＶに水平の推進を提供するように構成され得る、フレームに連結される第１のプッシングモータと、プッシングモータに連結される第１のプッシングプロペラと、フレームに連結される翼であって、当該翼は、ＵＡＶが水平成分を含む方向に飛行されるように揚力を提供するように構成され得る、翼と、フレームの周囲の保護バリアに連結される、アンテナ、カメラ、飛行時間センサ、距離判定要素、ジンバル、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機／送信機、レーダー、照明要素、またはスピーカの少なくとも１つと、フレームと連結され、且つ、ペイロードと係合または係合解除するように構成されるペイロード係合機構と、を含んでよい。さらに、第１のフレーム構成要素は、単一のユニットであってよく、ＵＡＶに構造的支持を提供してよい。さらに、フレームの周囲は、ＵＡＶの側部から、第１の複数のプロペラ及び第２の複数のプロペラへのアクセスを妨げる保護バリアを含んでよい。さらに、第１のフレーム構成要素及び第２のフレーム構成要素は、個別に形成されてもよく、及び／または、互いに連結されてもよい。

【0098】

主題が、構造的な特徴及び／または方法論的行為に特有の用語で説明されたが、添付の特許請求の範囲において規定されるこうした主題が、説明された具体的な特徴または行為に必ずしも限定されないことを理解すべきである。むしろ、具体的な特徴及び行為は、特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示されたものである。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】