(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-05
(54)【発明の名称】UAVを整備するための統合システムを含む基地局
(51)【国際特許分類】
B64F 1/12 20060101AFI20240628BHJP
B64F 1/35 20240101ALI20240628BHJP
B64U 50/37 20230101ALI20240628BHJP
B64U 80/25 20230101ALI20240628BHJP
【FI】
B64F1/12
B64F1/35
B64U50/37
B64U80/25
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024502052
(86)(22)【出願日】2022-04-29
(85)【翻訳文提出日】2024-03-14
(86)【国際出願番号】 US2022026991
(87)【国際公開番号】W WO2023287472
(87)【国際公開日】2023-01-19
(32)【優先日】2021-07-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2021-10-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2021-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2022-01-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2022-01-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2022-01-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520297148
【氏名又は名称】スカイディオ,インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】SKYDIO,INC.
【住所又は居所原語表記】114 Hazel Avenue,Redwood City,CA 94061(US)
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ロウ,パトリック・アレン
(72)【発明者】
【氏名】グラスバーガー,クリストファー・ブライアン
(72)【発明者】
【氏名】オリアリー,ケビン・パトリック・スミス
(72)【発明者】
【氏名】ベルトレット,クリストファー・シー
(72)【発明者】
【氏名】ウー,イー・シャン
(72)【発明者】
【氏名】ランドルフ,ブレット・ニコラス
(72)【発明者】
【氏名】アルテンホーフェン,フィービー・ジョゼフィーヌ
(72)【発明者】
【氏名】ウエスト,ザッカリー・アルバート
(57)【要約】
無人航空機(UAV)と共に使用するための基地局が開示される。基地局は:筐体と;基地局とのドッキング中にUAVの電源に充電するように構成されるクレードルと;クレードルに接続され、UAVの電源の温度を変化させるように構成される温度制御システムとを含む。温度制御システムは:熱電コンディショナ(TEC)と;TECへ熱的に接続され、TECの温度を調節するように構成される第1の空気回路と;第2の空気回路であって、TECが第1の空気回路と第2の空気回路との間に位置するように、TECへ熱的に接続される第2の空気回路とを含む。基地局とドッキングされるときに、第2の空気回路は、クレードルを横切るように空気を方向付け、それによってUAVの電源を加熱または冷却するように構成される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無人航空機(UAV)のための基地局であって、基地局が、
筐体と、
電源の充電を容易にするために、ドッキング中にUAVの電源に電気的に接続するように構成されるクレードルであって、クレードルが筐体内に位置づけられる後退位置と、クレードルがUAVとのドッキングを容易にするために筐体の外部に位置づけられる伸長位置との間で移動可能である、クレードルと、
クレードルに接続され、UAVの電源の温度を変化させるように構成される温度制御システムと
を備え、温度制御システムが、
第1の端部および第2の端部を有する熱電コンディショナ(TEC)と、
TECへ熱的に接続され、TECの温度を調節するように構成される第1の空気回路と、
第2の空気回路であって、TECが第1の空気回路と第2の空気回路との間に位置するように、TECへ熱的に接続される第2の空気回路と
を含み、基地局とドッキングされるときに、第2の空気回路が、クレードルを横切るように空気を方向付け、それによってUAVの電源を加熱または冷却するように構成される、基地局。
【請求項2】
第1の空気回路が、
第1のプレナムと、
第1のプレナムおよびTECの第1の端部に接続される第1のヒートシンクと、
第1の空気回路内の空気温度を変化させ、それによってTECの温度を調節するために、第1のプレナムを通り第1のヒートシンクを横切るように空気を方向付けるように構成される第1の空気循環器と
を含む、請求項1に記載の基地局。
【請求項3】
第2の空気回路が、
第2のプレナムと、
第2のプレナムおよびTECの第2の端部に接続される第2のヒートシンクと、
基地局とドッキングされるときに、第2の空気回路内の空気温度を変化させ、それによってUAVの電源を加熱または冷却するために、第2のプレナムを通り第2のヒートシンクを横切るように空気を方向付けるように構成される第2の空気循環器と
を含む、請求項2に記載の基地局。
【請求項4】
第2のプレナムが空気入口および空気出口を画定し、空気入口がクレードル内へUAVの電源を横切るように空気を方向付けるように構成され、空気出口がUAVの電源を横切るように方向付けられた空気を受け、第2のヒートシンクを横切るように空気を方向付け直すように構成される、請求項3に記載の基地局。
【請求項5】
第2のプレナムが、第1のセクションと、第1のセクションに対して移動可能である第2のセクションとを含む、請求項3または4に記載の基地局。
【請求項6】
第1のセクションがTECに接続され、第2のセクションがクレードルに接続される、請求項5に記載の基地局。
【請求項7】
第1のセクションおよび第2のセクションが、クレードルが後退位置へ移動すると、嵌合係合するように構成される、請求項5または6に記載の基地局。
【請求項8】
第1の空気回路が開放システムとして構成され、第2の空気回路が閉鎖システムとして構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項9】
TECがペルチェシステムとして構成される、請求項1から8のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項10】
基地局とドッキングされるときに、温度制御システムは、UAVの電源を冷却するように構成される、請求項1から9のいずれか一項に記載の基地局。
【請求項11】
無人航空機(UAV)のための基地局であって、基地局が、UAVの温度を変化させるように構成される温度制御システムを備え、温度制御システムが、
熱電コンディショナ(TEC)と、
TECに熱的に接続され、TECの温度を調節するように構成される開放空気回路と、
閉鎖空気回路であって、TECが開放空気回路と閉鎖空気回路との間に位置するようにTECに熱的に接続される閉鎖空気回路とを含み、基地局とドッキングされるときに、閉鎖空気回路が、UAVを横切るように空気を方向付けるように構成される、基地局。
【請求項12】
温度制御システムが、環境条件次第でUAVを加熱または冷却するように構成される、請求項11に記載の基地局。
【請求項13】
閉鎖空気回路が、第1のセクションと、第1のセクションに対して移動可能である第2のセクションとを含む、請求項11または12に記載の基地局。
【請求項14】
UAVの充電を容易にするために、ドッキング中にUAVへ電気的に接続するように構成されるクレードルであって、基地局から伸長可能であり、基地局内へ後退可能であるクレードルをさらに備える、請求項13に記載の基地局。
【請求項15】
閉鎖空気回路の第1のセクションがTECに接続され、閉鎖空気回路の第2のセクションがクレードルに接続され、第1のセクションおよび第2のセクションは、クレードルが基地局内へ後退すると嵌合係合するように構成される、請求項14に記載の基地局。
【請求項16】
無人航空機(UAV)内の電源の温度を調節する方法であって、
基地局のクレードル内でUAVをドッキングすることと、
クレードルを基地局内へ後退させることと、
クレードルに接続された空気回路を介してUAVの電源を横切るように、熱的に調整された空気を方向付けることと
を含む、方法。
【請求項17】
空気を、UAVの電源を横切るように方向付ける前に、処理するために、熱電コンディショナ(TEC)に熱的に接続されたヒートシンクを横切るように空気を方向付けることをさらに含む、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
ヒートシンクを横切るように空気を方向付けることが、ヒートシンクに接続されたプレナムを通して空気を循環させることを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
クレードルを基地局内へ後退させることが、空気回路を閉じることを含む、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
空気回路を閉じることが、プレナムの第1のセクションをプレナムの第2のセクションと嵌合させることを含み、プレナムの第1のセクションがTECに接続され、プレナムの第2のセクションがクレードルに接続される、請求項19に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無人航空機(unmanned aerial vehicle)(UAV)(例えば、ドローン)の基地局(ドック)に関する。より具体的には、本開示は、UAVの自動整備(例えば、ドッキング、保管、充電、動作など)および収容を可能にする一連の統合システムを含む基地局に関する。
【背景技術】
【0002】
様々な環境設定および/またはシナリオ(例えば、温度、降水量、湿度など)を管理する試みでは、既知の基地局は、典型的には、一連の調整システムを含み、これは、整備および/または収容されるUAVの大きさをしばしば大幅に超える筐体の使用を義務付ける。さらに、従来のドッキング手順では、UAVの電源自体の再充電または交換中に、UAVの外部電力供給装置への接続を必要とすることがよくある。結果として、既知の基地局は、しばしば大型で、機械的に複雑で、高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本開示は、とりわけ、これらの欠陥に対処し、UAVの整備の改善、およびより効率的な動作と大幅なコスト削減とを可能にする大幅な大きさの低減を達成する基地局を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示の一態様では、無人航空機(UAV)と共に使用するために構成される基地局が開示される。基地局は:筐体と;電源の充電を容易にするために、ドッキング中にUAVの電源に電気的に接続するように構成されるクレードルと;クレードルに接続され、UAVの電源の温度を変化させるように構成される温度制御システムとを含む。クレードルは、クレードルが筐体内に位置づけられる後退位置と、クレードルがUAVとのドッキングを容易にするために筐体の外部に位置づけられる伸長位置との間で移動可能である。温度制御システムは:第1の端部および第2の端部を有する熱電コンディショナ(thermoelectric conditioner)(TEC)と;TECへ熱的に接続され、TECの温度を調節するように構成される第1の空気回路と;第2の空気回路であって、TECが第1の空気回路と第2の空気回路との間に位置するように、TECへ熱的に接続される第2の空気回路とを含む。基地局とドッキングされるときに、第2の空気回路は、クレードルを横切るように空気を方向付け、それによってUAVの電源を加熱または冷却するように構成される。
【0005】
ある実施形態では、温度制御システムは、UAVの電源を冷却するように(例えば、基地局およびUAVがより暖かい環境で使用されるとき)、またはUAVの電源を加熱するように(例えば、基地局およびUAVがより涼しい環境で使用されるとき)に構成されてもよい。ある実施形態では、第1の空気回路は、開放システムとして構成されてもよく、第2の空気回路は、閉鎖システムとして構成されてよい。ある実施形態では、TECは、ペルチェシステムとして構成されてもよい。ある実施形態では、第1の空気回路は:第1のプレナムと;第1のプレナムおよびTECの第1の端部に接続される第1のヒートシンクと;第1の空気回路内の空気温度を変化させ、それによってTECの温度を調節するために、第1のプレナムを通り第1のヒートシンクを横切るように空気を方向付けるように構成される第1の空気循環器とを含んでもよい。ある実施形態では、第2の空気回路は:第2のプレナムと;第2のプレナムおよびTECの第2の端部に接続される第2のヒートシンクと;基地局とドッキングされるときに、第2の空気回路内の空気温度を変化させ、それによってUAVの電源を加熱または冷却するために、第2のプレナムを通り第2のヒートシンクを横切るように空気を方向付けるように構成される第2の空気循環器とを含んでもよい。ある実施形態では、基地局とドッキングされるときに、温度制御システムは、UAVの電源を冷却するように構成されてもよい。ある実施形態では、第2のプレナムは、空気入口および空気出口を画定してもよい。ある実施形態では、空気入口は、クレードル内へUAVの電源を横切るように空気を方向付けるように構成されてもよく、空気出口は、UAVの電源を横切るように方向付けられた空気を受け、第2のヒートシンクを横切るように空気を方向付け直すように構成されてもよい。ある実施形態では、第2のプレナムは、第1のセクションと、第1のセクションに対して移動可能である第2のセクションとを含んでもよい。ある実施形態では、第1のセクションはTECに接続されてもよく、第2のセクションはクレードルに接続されてもよい。ある実施形態では、第1のセクションおよび第2のセクションは、クレードルが後退位置へ移動すると、嵌合(mating)係合するように構成されてもよい。上述された基地局は、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0006】
本開示の別の態様では、UAVと共に使用するために構成される基地局が開示される。基地局は、UAVの温度を変化させるように構成される温度制御システムを含む。温度制御システムは:熱電コンディショナ(TEC)と;TECに熱的に接続され、TECの温度を調節するように構成される開放空気回路と;閉鎖空気回路であって、TECが開放空気回路と閉鎖空気回路との間に位置するようにTECに熱的に接続される閉鎖空気回路とを含む。基地局とドッキングされるときに、閉鎖空気回路は、UAVを横切るように空気を方向付けるように構成される。
【0007】
ある実施形態では、温度制御システムは、環境条件次第でUAVを加熱または冷却するように構成されてもよい。ある実施形態では、閉鎖空気回路は、第1のセクションと、第1のセクションに対して移動可能である第2のセクションとを含んでもよい。ある実施形態では、基地局は、UAVの充電を容易にするために、ドッキング中にUAVへ電気的に接続するように構成されるクレードルをさらに含んでもよい。ある実施形態では、クレードルは、基地局から伸長可能であり、基地局内へ後退可能であってもよい。ある実施形態では、閉鎖空気回路の第1のセクションはTECに接続されてもよく、閉鎖空気回路の第2のセクションはクレードルに接続されてもよい。ある実施形態では、第1のセクションおよび第2のセクションは、クレードルが基地局内へ後退すると嵌合係合するように構成されてもよい。上述された基地局は、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0008】
本開示の別の態様では、UAV内の電源の温度を調節する方法が開示される。本方法は:基地局のクレードル内でUAVをドッキングすることと;クレードルを基地局内へ後退させることと;クレードルに接続された空気回路を介してUAVの電源を横切るように、熱的に調整された空気を方向付けることとを含む。
【0009】
ある実施形態では、本方法は、空気を、UAVの電源を横切るように方向付ける前に、処理するために、熱電コンディショナ(TEC)に熱的に接続されたヒートシンクを横切るように空気を方向付けることをさらに含んでもよい。ある実施形態では、ヒートシンクを横切るように空気を方向付けることは、ヒートシンクに接続されたプレナムを通して空気を循環させることを含んでもよい。ある実施形態では、クレードルを基地局内へ後退させることは、空気回路を閉じることを含んでもよい。ある実施形態では、空気回路を閉じることは、プレナムの第1のセクションをプレナムの第2のセクションと嵌合させることを含んでもよい。ある実施形態では、プレナムの第1のセクションはTECに接続されてもよく、プレナムの第2のセクションはクレードルに接続されてもよい。上述された方法は、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0010】
本開示の別の態様では、UAVと共に使用するために構成される基地局が開示される。基地局は:屋根セクションを画定する外側ハウジングおよび外側ハウジングに接続される内側ハウジングを有する筐体と;筐体によって支えられ、屋根セクションを加熱するように構成される1つ以上の発熱体と;筐体によって支えられた1つ以上のフィデューシャルと;筐体によって支えられ、1つ以上のフィデューシャルを照明するように構成される照明システムと;筐体によって支えられた視覚化システムとを含む。
【0011】
ある実施形態では、筐体(例えば、外側ハウジング)は、水を、基地局内への進入を抑制するような方法で、方向付けるように構成される1つ以上のチャネルを画定してもよい。ある実施形態では、基地局は、温度が閾値を交差したことを示す1つ以上の温度センサによって中継された信号を受信すると、1つ以上の発熱体がアクティブ化するように、1つ以上の発熱体と連通している1つ以上の温度センサをさらに含んでもよい。ある実施形態では、1つ以上のフィデューシャルは、それぞれが屋根セクションによって支えられる第1のフィデューシャルおよび第2のフィデューシャルを含んでもよい。ある実施形態では、第2のフィデューシャルは、屋根セクションに取り除き可能に接続されてもよい。ある実施形態では、第1のフィデューシャルは、第1の表面積を画定してもよく、第2のフィデューシャルは、第1の表面積未満である第2の表面積を画定してもよい。ある実施形態では、第1の表面積は、実質上、屋根セクションによって画定される表面積の(約)40%から(約)80%の範囲内にあってもよい。ある実施形態では、第2の表面積は、実質上、第1の表面積の(約)10%から(約)50%の範囲内にあってもよい。ある実施形態では、照明システムは、屋根セクションに固着され、第1のフィデューシャルおよび第2のフィデューシャルを照らすように構成される1つ以上の光源を含んでもよい。ある実施形態では、照明システムは、接近中にUAVによって認識可能であるパターンに従って1つ以上の光源をストロボ発光させ、それによって基地局を識別するように構成されてもよい。ある実施形態では、可視化システムは、降水量を識別し、1つ以上の発熱体を作動させるように構成されるデジタル画像捕捉デバイスを含んでもよい。ある実施形態では、基地局は、筐体(例えば、外側ハウジング)によって支えられる1つ以上のステータスインディケータをさらに含んでもよい。ある実施形態では、基地局は、基地局内の温度および/または湿度を調節するために、1つ以上の内部ファンをさらに含んでもよい。ある実施形態では、内部ファンは、外側ハウジングおよび内側ハウジングのうちの少なくとも一方によって支えられてもよい。上述された基地局は、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0012】
本開示の別の態様では、UAVと共に使用するために構成される基地局が開示される。基地局は:筐体と;扉が閉位置と開位置との間で再位置づけ可能となるように筐体に移動可能に接続された扉と;扉と筐体との間に延びる1つ以上のアクチュエータを含む。筐体は、外側ハウジングと、外側ハウジングに接続され、UAVを受けるように構成される内部キャビティを画定する内側ハウジングとを含む。各アクチュエータは、モータアセンブリと、モータアセンブリと扉との間に延びる連結アセンブリとを含む。モータアセンブリは、モータアセンブリが外側ハウジングと内側ハウジングとの間に位置するように内側ハウジングに固着され、連結アセンブリは内側ハウジングを通って延びる。
【0013】
ある実施形態では、連結アセンブリは:モータアセンブリの作動により駆動ネジを回転させるように、モータアセンブリに動作可能に接続される駆動ネジと;駆動ネジの回転によりキャリアを軸方向に並進させるように駆動ネジにねじ込み可能に係合されるキャリアと;第1のアームと;第2のアームとを含んでもよい。ある実施形態では、第1のアームは、キャリアに旋回可能に接続される第1の端部と、第2の端部とを有してもよく、第2のアームは、第1のアームの第2の端部に旋回可能に接続される第1の端部と、扉に旋回可能に接続される第2の端部とを有してもよい。ある実施形態では、基地局は、扉に固定して接続されるブラケットをさらに含んでもよい。ある実施形態では、ブラケットは、第2のアームの第2の端部に旋回可能に接続されてもよい。ある実施形態では、駆動ネジは、第1の方向における駆動ネジの回転により扉に向かってキャリアを前進させ、第2の方向における駆動ネジの回転によりキャリアを扉から離れる方向に前進させるように構成されてもよい。ある実施形態では、駆動ネジは、扉からキャリアへの力の伝達を抑制し、それによって扉を閉位置に維持するように構成されるピッチを画定するねじ山を含んでもよい。上述された基地局は、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0014】
本開示の別の態様では、無人航空機(UAV)と共に使用するために構成される基地局が開示される。基地局は:UAVを受けるように構成される内部キャビティを画定する筐体と;筐体の屋根セクションによって支えられ、第1の表面積を画定する第1のフィデューシャルと;筐体の屋根セクションによって支えられ、第1の表面積未満である第2の表面積を画定する第2のフィデューシャルと;屋根セクションによって支えられ、第1のフィデューシャルおよび第2のフィデューシャルを照明するように構成される照明システムとを含む。
【0015】
ある実施形態では、第2のフィデューシャルは、屋根セクションへの取り外し可能な接続のために構成されてもよい。ある実施形態では、第1の表面積は、実質上、屋根セクションによって画定される表面積の(約)40%から(約)80%の範囲内にあってもよい。ある実施形態では、第2の表面積は、実質上、第1の表面積の(約)10%から(約)50%の範囲内にあってもよい。ある実施形態では、照明システムは、接近中にUAVによって認識可能であるパターンに従ってストロボ発光させ、それによって基地局を識別するように構成されてもよい。上述された基地局は、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0016】
本開示の別の態様では、電源を含むUAVが開示される。電源は:1つ以上の電池と;1つ以上の電池に熱的に接続された1つ以上の熱伝達部材と;1つ以上の熱伝達部材に熱的に接続される熱交換器とを含み、1つ以上の熱伝達部材および熱交換器が、電源の温度を減少または増加させるために、電源と周囲空気との間の熱エネルギーの伝達を容易にするようにする。
【0017】
ある実施形態では、1つ以上の熱伝達部材は、1つ以上の電池と熱交換器との間に延びてもよい。ある実施形態では、1つ以上の熱伝達部材は、グラファイトを含んでもよい。ある実施形態では、1つ以上の熱伝達部材は、構造において単体であってもよい。ある実施形態では、1つ以上の電池および1つ以上の熱伝達部材は、数が同じであってもよい。ある実施形態では、1つ以上の電池は、複数の個別の電池を含んでもよく、1つ以上の熱伝達部材は、複数の個別の熱伝達部材を含んでもよい。ある実施形態では、熱交換器は、熱交換器の表面積と、電源に向かう、または電源から離れる熱エネルギーの分配とを増加させるために、1つ以上のディフューザーを含んでもよい。ある実施形態では、1つ以上のディフューザーは、熱交換器の外面に沿って軸方向および/または横方向に延びてもよい。ある実施形態では、1つ以上のディフューザーは、複数のディフューザーを含んでもよい。ある実施形態では、複数のディフューザーは、フィンとして構成されてもよく、フィンは、それらの間に1つ以上のチャネルを画定する。ある実施形態では、1つ以上のチャネルは、電源に向かう、または電源から離れる熱エネルギーの分配を増加させるために、熱交換器に沿うように空気の流れを方向付けるように構成されてもよい。上述されたUAVは、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0018】
本開示の別の態様では、電源を含むUAVが開示される。電源は、電源の温度を減少または増加させるために、電源と周囲空気との間で熱エネルギーを伝達するように構成される熱交換器を含む。熱交換器は、熱交換器の表面積と、電源に向かう、または電源から離れる熱エネルギーの分配とを増加させるための1つ以上のディフューザーを含む。
【0019】
ある実施形態では、1つ以上のディフューザーは、熱交換器の外面に沿って軸方向および/または横方向に延びてもよい。ある実施形態では、1つ以上のディフューザーは、複数のディフューザーを含んでもよい。ある実施形態では、複数のディフューザーは、フィンとして構成されてもよく、フィンは、それらの間に1つ以上のチャネルを画定する。ある実施形態では、1つ以上のチャネルは、電源に向かう、または電源から離れる熱エネルギーの分配を増加させるために、熱交換器に沿うように空気の流れを方向付けるように構成されてもよい。上述されたUAVは、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0020】
本開示の別の態様では:本体と;本体から延びる1つ以上のアンテナと;本体に接続された電源とを含むUAVが開示される。1つ以上のアンテナは、1つ以上のアンテナが本体から外方に延びるアクティブ構成と、1つ以上のアンテナが本体に隣接して位置づけられるパッシブ構成との間で再構成可能である。電源は、電源の温度を減少または増加させるために、電源と周囲空気との間で熱エネルギーを伝達するように、電源の外面に沿って軸方向および/または横方向に延びる1つ以上のディフューザーを含む。
【0021】
ある実施形態では、1つ以上のアンテナは、アクティブ構成に向かってバイアスされてもよい。ある実施形態では、1つ以上のディフューザーは、複数のディフューザーを含んでもよい。ある実施形態では、複数のディフューザーは、フィンとして構成されてもよく、フィンは、それらの間に1つ以上のチャネルを画定する。ある実施形態では、1つ以上のチャネルは、電源に向かう、または電源から離れる熱エネルギーの分配を増加させるために、電源に沿うように空気の流れを方向付けるように構成されてもよい。ある実施形態では、電源は、1つ以上の電池と、1つ以上の電池および1つ以上のディフューザーに熱的に接続された1つ以上の熱伝達部材とをさらに含んでもよい。ある実施形態では、1つ以上の熱伝達部材は、グラファイトを含んでもよい。ある実施形態では、1つ以上の熱伝達部材は、構造において単体であってもよい。上述されたUAVは、本項で説明された特徴および要素の任意の組合せを含んでもよいと想定される。
【0022】
本開示は、添付の図面と併せて読むと、以下の詳細な説明から最もよく理解される。一般的な慣行にしたがって、図面の様々な特徴は縮尺に合っていないことが強調される。逆に、様々な特徴の寸法は、わかりやすくするために任意に拡大または縮小される。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】本開示の原理による基地局(ドック)の正面の斜視図である。
【
図2】基地局のクレードル内でドッキングされたUAVの一実施形態と共に示される基地局の部分的な側面図である。
【
図3】
図2に見られるUAVの代替実施形態と共に示される基地局の部分的な側面図である。
【
図5】UAVの電源の部分的な側面の斜視図である。
【
図8】基地局の扉を開閉するように構成される複数のアクチュエータを例示する、基地局の部分的な側面の斜視図である。
【
図9】複数のアクチュエータを例示する、基地局の部分的な上面の斜視図である。
【
図10】複数のアクチュエータを例示する、基地局の部分的な上面の斜視図である。
【
図11】後退位置と伸長位置との間のクレードルの移動を容易にする摺動機構に支えられたキャップを例示する、基地局の部分的な正面の斜視図である。
【
図12】閉じられると基地局の扉が重ねられて示されるキャップの部分的な背面の斜視図である。
【
図13】クレードルを伸長位置に示した基地局の部分的な側面の斜視図である。
【
図14】1つ以上の接続アンテナと、その屋根セクションに支えられた1つ以上のフィデューシャルとを例示する、基地局の部分的な上面の斜視図である。
【
図15】屋根セクション上に複数のフィデューシャルを含む本開示の実施形態による基地局の部分的な上面の斜視図である。
【
図16】ステータスインディケータを例示する、基地局の部分的な正面の斜視図である。
【
図17】屋根セクション上に照明システムを含む本開示の実施形態による基地局の部分的な上面の斜視図である。
【
図18A】UAVのドッキングの後の後退位置内へのクレードルの移動時の基地局の部分的な正面の斜視図である。
【
図18B】UAVのドッキングの後の後退位置へのクレードルの移動時の基地局の部分的な正面の斜視図であり、UAV上の1つ以上のアンテナの再構成(例えば、折りたたみ)を容易にするように構成される接触部材の一実施形態を例示する。
【
図19】第1の空気回路と、第2の空気回路と、熱電コンディショナ(TEC)とを含む基地局の温度制御システムの一方の側の概略図である。
【
図20】第1の空気回路と、第2の空気回路と、熱電コンディショナ(TEC)とを含む基地局の温度制御システムの他方の側の概略図である。
【
図21】クレードルおよび第2の空気回路の部分的な側面の概略図である。
【
図22】温度制御システムの部分的な側面の概略図である。
【
図23】第1のヒートシンクおよび第2のヒートシンクを例示する、温度制御システムの部分的な側面の概略図である。
【
図24】第2の空気回路のプレナム内に位置して示されている、第1のヒートシンクおよび第2のヒートシンクの部分的な側面の概略図である。
【
図25】屋根セクション上に1つ以上の発熱体を含む本開示の実施形態による基地局の部分的な上面の概略図である。
【
図26】内部ファンを例示する、基地局の部分的な上面の概略図である。
【
図27】水を集めて方向付ける1つ以上のチャネルを例示する、基地局の部分的な背面の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
概略
本開示は、UAVの電源を充電するだけでなく、UAVの電源の温度を調節するように構成される、UAVと共に使用するための基地局に関する。本開示の様々な実施形態では、環境条件に応じて、基地局は、UAVの電源を冷却するように(例えば、基地局およびUAVがより暖かい環境で使用されるとき)、またはUAVの電源を加熱するように(例えば、基地局およびUAVがより涼しい環境で使用されるとき)構成されてもよい。
【0025】
UAVの電源の冷却および/または加熱を容易にするために、基地局は温度制御システムを含む。温度制御システムは:熱電コンディショナ(TEC)と;TECに熱的に接続され、TECの温度を調節(例えば、増加または減少)するように構成される第1の空気回路と;第2の空気回路であって、TECが第1の空気回路と第2の空気回路との間に位置するように、TECに熱的に接続される第2の空気回路とを含む。第2の空気回路は、UAVの電源を横切るように、処理された空気(例えば、冷却または加熱された空気)を方向付け、それによって電源を(環境条件次第で)加熱または冷却するように構成される。
【0026】
基地局の機能性を増加させ、動作を改善するために、基地局は、環境上の懸念(例えば、湿度、降水量など)、セキュリティ上の懸念(例えば、盗難防止システムおよび機構)などに対処するように構成される複数の追加の(補助的な)システムを含む。例えば、基地局は:雪および/または氷の存在を低減するために屋根セクションによって支えられる発熱体と;UAVによる基地局の視覚的識別を容易にする1つ以上のフィデューシャルと;1つ以上のフィデューシャルの視認性を改善する照明システム(例えば、夜間の動作中)と;基地局およびUAVが位置する環境の観察および視覚的分析をサポートする視覚化システム(例えば、デジタル画像捕捉デバイス)とを含んでもよい。
【0027】
ここで図面を参照すると、
図1および
図2は、無人航空機(UAV)10と、UAV10の自動整備(例えば、ドッキング、保管、充電、動作など)および収容のために構成される基地(ドッキング)局100とを例示している。単一のUAV10および単一の基地局100が本明細書に示され、説明される一方で、本開示のある実施形態では、複数のUAV10および複数の基地局100が、例えば、UAV10の特定の意図された使用に応じて利用されてもよいことが想定される。
【0028】
UAV
UAV10は、1つ以上の推進機構(システム)12と電源14(例えば、バッテリ16)とを含む。UAV10の基地局100との自律的な着陸およびドッキングをサポートするために、UAV10は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第16/991122号(「‘122出願」)に説明されているように、任意の適切な工程または手順に従い、任意の適切な電気的および/または論理的な構成要素を含んでもよいことが想定される。
【0029】
推進機構12は、UAV10の飛行をサポートするという意図された目的に対して適切である任意の構成要素および/または構造を含んでもよい。例えば、
図2に見られるように、推進機構12は、プロペラ18を含んでもよいことが想定される。しかしながら、推進機構12の特定の構成および/または構成要素は、本開示の範囲から逸脱することなく変化してもよいことが理解されるべきである。
図3は、例えば、UAV10の代替構成を例示する。
【0030】
本明細書に説明されるUAV10の特定の実施形態では4つの推進機構12を含むものとして示されているが、推進機構12の特定の数は、本開示の範囲から逸脱することなく変化してもよいことが理解されるべきである。したがって、より少ない、およびより大きい数の推進機構12を含むUAV10の実施形態もまた、本明細書において想定され、本開示の範囲を超えない。
【0031】
推進機構12は、固定構成または可変構成を含んでもよいことが想定される。例えば、推進機構12は、以下でさらに詳細に説明するように、UAV10の全体の大きさの低減(例えば、基地局100内への進入中)、ひいては、基地局100の全体の大きさの低減を可能にするために、伸長された(第1の)構成と折り重ねられた(折りたたまれた、第2の)構成との間で再構成可能であってもよいことが想定される。
【0032】
電源14は、UAV10の下(底)面に位置し(例えば、取り付けられるか、または別の方法で支えられ)、電源14の充電を可能にするために、基地局100上の1つ以上の対応する導電性(電気)接点と係合する(接触する)ように構成される1つ以上の導電性(電気)接点(図示せず)を含む。
【0033】
熱交換
図4および
図5に見られるように、電源14は、1つ以上の電池20と;1つ以上の熱伝達部材22と;電源14の下(底)面を画定し、電池20および熱伝達部材22のカバーとして作用する熱変換器24とを含む。熱伝達部材22および熱交換器24は、電源14の温度を減少または増加させるために、電源14と周囲(空気)との間の熱エネルギーの伝達を容易にするように構成される。例えば、UAV10および基地局100が採用される特定の環境に応じて、熱伝達部材22および熱交換器24は、(例えば、より暖かい環境における)UAV10の使用および/または充電中に電源14によって生成された熱を散逸するために、または(例えば、より涼しい環境において)熱を電源14に伝達するために利用されてもよく、それによってUAV10および/または電源14の効率、動作、および/または耐用年数を改善する。
【0034】
例示された特定の実施形態では、電源14は、複数の個々の(例えば、ディスクリートな)電池20を含む。しかしながら、電池20の特定の数および/または構成は、本開示の範囲から逸脱することなく、代替実施形態で変化してもよいことが理解されるべきである。例えば、単一の電池20を含む電源14の実施形態も本明細書において想定される。
【0035】
熱伝達部材22は、電池20と熱交換器24とに熱的に接続され、それらの間に延びる。例示された本開示の特定の実施形態では、電源14は、複数の個々の(例えば、ディスクリートな)熱伝達部材22を含み、これらの部材のそれぞれは、(例えば、電源14が対応する(等しい)数の電池20および熱伝達部材22を含むように)対応する電池20に関連付けられる(例えば、熱的に接続される)。しかしながら、熱伝達部材22の特定の数は、本開示の範囲から逸脱することなく、代替実施形態で変化してもよく、また、等しくない数の電池20および熱伝達部材22を含む電源14の実施形態も、本明細書において想定されることが理解されるべきである。例えば、本開示では、電池20の数が熱伝達部材22の数を超えてもよい実施形態(例えば、電源14が、電池20の集合体と熱交換器24との間に延びる単一の熱伝達部材22を含む実施形態)も本明細書に想定され、ならびに熱伝達部材22の数が電池20の数を超えてもよい実施形態も本明細書に想定されることを企図する。
【0036】
熱伝達部材22は、電池20と熱交換器24との間に熱を伝達し、電池20と熱交換器24とを熱的に接続するという意図された目的に対して適切である任意の材料または材料の組合せを含んでもよい(例えば、このような材料または組合せから部分的または全体的に形成されてもよい)。例えば、特定の一実施形態では、熱伝達部材22は、グラファイトを含んでもよい(例えば、グラファイトから部分的または全体的に形成されてもよい)ことが想定される。しかしながら、他の材料の使用も、本開示の範囲を超えないことが理解されるべきである。加えて、各熱伝達部材22は、一体構造である(すなわち、単一の材料片から形成されている)ものとして示されているが、本開示の代替実施形態では、各熱伝達部材22は、電源14の製造、組み立て中または任意の他の適切な時点でも互いに接続される一連の個々のセグメントを含んでもよいことが想定される。
【0037】
熱交換器24は、熱伝達部材22に熱的に接続され、電源14と周囲(空気)との間で、電源14から離れる(例えば、より暖かい環境で使用されるとき)または電源14に向かう(例えば、より涼しい環境で利用されるとき)熱エネルギーを連通し分配するように構成され、また、その意図された目的に対して適切である任意の材料または材料の組合せを含んでもよい(例えば、それから部分的または全体的に形成されてもよい)。例えば、熱交換器24は、アルミニウム、マグネシウム、銅などを含んでもよい(例えば、それらから部分的または全体的に形成されてもよい)ことが想定される。
【0038】
利用可能な表面積、ひいては(電源14に向かう、または電源14から離れる)熱エネルギーの分配を増加させるために、図全体にわたって例示されるような、ある実施形態では、熱交換器24は、1つ以上のディフューザー26を含んでもよく、1つ以上のディフューザー26は、その意図された目的に対して適切である任意のやり方で構成されてもよい。例えば、ディフューザー26は、ピン、突起、リブ、または他のそのような表面凹凸として構成されてもよく、熱交換器24の外(底)面28に沿って軸方向に(例えば、長手軸Yに沿って)および/または横方向に(例えば、横軸Xに沿って)延びてもよいことが想定される。図全体を通して例示される熱交換器24の特定の実施形態では、例えば、ディフューザー26は、フィン30として構成され、フィン30は、それらの間に複数のチャネル32を画定し、これは、熱エネルギーの分配をさらに増加させるように、熱交換器24に沿うように空気の流れを集合的に方向付ける。
【0039】
例示された本開示の特定の実施形態では、複数のディフューザー26およびチャネル32を含むものとして示されているが、ディフューザー26および/またはチャネル32の特定の数は、本開示の範囲から逸脱することなく、代替実施形態で変化してもよいことが理解されるべきである。例えば、単一のディフューザー26を含む熱交換器24の実施形態も本明細書において想定される。
【0040】
基地局構築
ここで
図4-
図13も参照すると、基地局100は:筐体(本体)102と;筐体102に移動可能に接続された扉104と;UAV10を受ける(収容する)ように構成されるクレードル106とを含む。
【0041】
筐体102は、内側ハウジング(シェル)108および外側ハウジング(カバー)110を含む。それぞれの内側および外側のハウジング108、110は、(例えば、保守、修理などの間に基地局100の繰り返される組み立ておよび分解を可能にするために)固定または取り除き可能かどうかにかかわらず、任意の適切なやり方で互いに接続されてもよい別個のディスクリート構造として構成される。例えば、それぞれの内側および外側のハウジング108、110は、複数の機械式留め具(例えば、ネジ、ピン、ボルト、クリップなど)を介して接続されてもよいことが想定され、これらは、基地局100の盗難および/または不正な分解を抑制するために隠されてもよい(または別の方法で見えないようにされてもよい)。
【0042】
内側ハウジング108は、UAV10を受けて収容するように構成される内部キャビティ112を画定する。加えて、内側ハウジング108は、内側ハウジング108に固着(装着)され、基地局100の動作をサポートする、例えば、電気構成要素、アクチュエータなどを含む基地局100の様々な構成要素の装着面を設ける。
【0043】
外側ハウジング110は、基地局を構造的に支え、内側ハウジング108およびそれに固着(装着)される様々な構成要素を(例えば、埃、デブリ、湿気および/または水の侵入などから)保護する。加えて、外側ハウジング110は、以下でさらに詳細に説明するように、基地局100の様々な外部構成要素を支える。
【0044】
外側ハウジング110(および/または内側ハウジング108)内に収容された様々な構成要素へのアクセスを容易にするために、ある実施形態では、外側ハウジング110は、保守、修理などをサポートするためにアクセスパネル114(
図7)を含んでもよく、これは任意の適切な場所(例えば、外側ハウジング110の後部)に組み込まれてもよいことが想定される。盗難および/または不正アクセスを抑制するために、アクセスパネル114は、ロッキング機構または他のそのような適切な安全装置を含んでもよいことが想定される。
【0045】
本開示のある実施形態では、外側ハウジング110は、以下でさらに詳細に説明するように、太陽負荷(solar loading)(加熱)を低減するだけでなく、ドッキング中のUAV10による基地局100の可視化および/または識別を容易にするためにコントラストを促進する外側の着色を含んでもよいことが想定される。
【0046】
扉104は、扉104が内部キャビティ112を隠す閉位置(
図1)と、内部キャビティ112が露出される開位置(
図6)との間で再位置づけ可能となるように、外側ハウジング110に移動可能に接続される。より具体的には、扉104は、外側ハウジング110の前方枠116に移動可能に接続される。図全体を通して例示される特定の実施形態で前方枠116に旋回可能に接続されるものとして例示されているが、扉104は、本開示の代替実施形態で、閉位置と開位置との間で摺動可能に再位置づけ可能であってもよいことも想定される。
【0047】
閉位置と開位置との間の扉104の移動を容易にするために、基地局100は、扉104と筐体102との間に延びる1つ以上のアクチュエータ118(
図8-
図10)を含む。例示された特定の実施形態では、扉104の対向する横方向の端部に固着された複数(例えば、2つ)のアクチュエータ118を含むものとして示されるが、本開示は、単一のアクチュエータ118が(例えば、基地局100の全体的なコストおよび複雑さを低減するために)扉104の位置を制御するために利用されてもよい実施形態も企図していることを理解されるべきである。
【0048】
各アクチュエータ118は、モータアセンブリ120(例えば、ステッピングモータ)と、モータアセンブリ120と扉104との間に延びる連結アセンブリ122とを含む。より具体的には、各モータアセンブリ120は、モータアセンブリ120が内側ハウジング108と、外側ハウジング110との間に位置するように内側ハウジング108に固着され、これは、モータアセンブリ120を保護し、あらゆる埃、デブリなどの収集を抑制する。連結アセンブリ122は、モータアセンブリ120から内側ハウジング108を通って延び、モータアセンブリ120が作動すると連結アセンブリ122が扉104に力を適用し、それによって閉位置と開位置との間の扉104の移動を容易にするように、扉104に旋回可能に係合する。
【0049】
各連結アセンブリ122は:(ねじ山付き)駆動ネジ124と;キャリア126と;第1のアーム128と;第2のアーム130とを含む。駆動ネジ124は、モータアセンブリ120の作動により駆動ネジ124を回転させるように、モータアセンブリ120に(動作可能に)接続される。キャリア126は、駆動ネジ124の回転がキャリア126を軸方向に並進させるように、駆動ネジ124にねじ込み可能に係合される。より具体的には、第1の方向(例えば、時計回り)における駆動ネジの回転が、キャリア126を前方へ進め(例えば、キャリア126を扉104へ向かって移動させ)、第2の方向(例えば、反時計回り)における駆動ネジの回転が、キャリア126を後方へ進ませる(例えば、キャリア126を扉104から離れる方向に移動させる)。第1のアーム128は、キャリア126に(固定または旋回可能に)接続される第1の端部132と、第2のアーム130に旋回可能に接続される第2の端部134とを含む。第2のアーム130は、第1のアーム128の第2の端部134に旋回可能に接続される第1の端部136と、ブラケット140に旋回可能に接続される第2の端部138とを含む。ブラケット140は、扉104に固定して接続され、キャリア126から扉104へアーム128、130を介する力の伝達を可能にする。
【0050】
クレードル106は、電源14の充電を容易にする(サポートする)ために、ドッキング中にUAV10の電源14へ電気的に接続するように構成される。より具体的には、クレードル106は、電源14を受けるように構成されるチャンバー142(
図10)と、電源14上の1つ以上の対応する電気接点と係合するように構成される電気接点144とを画定する。ドッキング中にUAV10を方向付け、電源14とクレードル106との間の妥当な電気的インターフェースを容易にするために、クレードル106は、
図10に見られるように、誘導面(guide surface)148を画定するように、チャンバー142に向かって内方に先細りする側壁146を画定する。
【0051】
クレードル106は、クレードル106が筐体102内(例えば、内部キャビティ112内)に位置づけられる後退位置(
図2、
図10)と、クレードル106がUAV10とのドッキングを容易にするために筐体102の外部に位置づけられる伸長位置(
図13)との間で移動可能である。伸長位置と後退位置との間の移動をサポートするために、クレードル106は、前方枠116の斜面部154によって画定された窓152(
図1)を通って延びる伸縮摺動機構150に接続される。摺動機構150は、クレードル106が後退位置内へ移動すると、キャップ156が斜面部154に係合し、窓152内に受けられるように、窓152に対応して構成されるキャップ(ハッチ、カバー)156(
図11)を支える。
【0052】
図全体を通して例示されるような本開示のある実施形態では、キャップ156は、扉104の内面162に画定された対応する凹部160(
図8、
図12)内で受けるように構成される直立タブ158(
図11)を含んでもよい。凹部160内にタブ158を受けることで、扉104の妥当な閉鎖を可能にするだけでなく、筐体102の密封を容易にし、扉104および/または斜面部154を通る埃、デブリなどの進入を(完全に防止しないにしても)抑制するために閉じると扉104がキャップ156に重なることを可能にする。加えて、斜面部154と、摺動機構150と、扉104との間の係合(例えば、凹部160によってタブ158を受けること)により、クレードル106、ひいてはUAV10へのアクセスを抑制することによって、基地局100のセキュリティを改善する。
【0053】
本開示のある実施形態では、扉104およびクレードル106は、UAV10から入来/ドッキング信号を受信すると、自動的に作動されてもよいことが想定される。例えば、入来/ドッキング信号は、アクチュエータ118を自動的に係合させ、それによって扉104を開き得ることが想定される。その後、扉104が完全に開放されたと決定された場合、これは、ホールセンサ(または任意の他のそのような適切な検出機構)の採用によって達成されてもよいが、クレードル106は、摺動機構150の(伸縮)移動を介して伸長されてもよい。
【0054】
盗難防止およびセキュリティ対策
基地局100のセキュリティをさらに改善するために、本開示のある実施形態では、扉104がロッキング機構を含んでもよいことが想定される。例えば、扉104は、扉104の不注意な、および/または無許可の開放、ひいてはUAV10へのアクセスを防止するために、動力のない状態で、扉104の閉鎖を維持するために磁気ロックを含んでもよいことが想定される。
【0055】
加えて、または代替として、アクチュエータ118(
図8-
図10)は、扉104からモータアセンブリ120への力の伝達を(完全に防止しないにしても)抑制し、それによって扉104への(手動の)力の適用に抵抗することによって扉104の閉鎖を維持するように構成されてもよいことが想定される。例えば、駆動ネジ124によって画定されるねじ山は、扉104に適用された力の、キャリア126への伝達を(完全には防止しないにしても)抑制し、それによって扉104の閉鎖を維持するために、細かいピッチを有してもよいことが想定される。加えて、または代替として、アクチュエータ118は、ロッキングピン(または他のそのような部材)に係合するように構成されるソレノイド(または他のそのような機構)を含んでもよいことが想定される。
【0056】
ペデスタル
図1を参照すると、ある実施形態では、基地局100は、基地局100およびUAV10を上昇させるために、ペデスタル164(または他のそのような自立型プラットフォームまたは支持体)と共に使用するために構成されてもよい。基地局100およびUAV10の上昇により、UAV10の離着陸時の乱流(例えば、プロペラウォッシュ)を低減するだけでなく、基地局100内へのデブリ(例えば、埃、微粒子など)の進入を緩和する自由空間を作り出す。
【0057】
ペデスタル164および基地局100は、例えば、基地局100および/またはペデスタル164が適用された力(例えば、突風、外部物体との衝撃など)を受けた場合などに、ペデスタル164および基地局100の妥当な整列を促進し、ペデスタル164からの基地局100の意図されない分離を(完全に防止しないにしても)抑制するために、解放可能に係合(接続)するように構成される対応する係合構造(例えば、ピンおよび穴、戻り止めおよび凹部、リブおよびスロット、フーチングおよびチャネルなど)を含んでもよいことが想定される。特定の一実施形態では、対応する係合構造は、1つ以上の開口部と、ペデスタル164および基地局100の固定された解放可能な接続を可能にするために、開口部内へ挿入するように構成される対応する機械式留め具(例えば、ボルト、ネジ、ピンなど)とを含んでもよいことが想定される。
【0058】
基地局100のペデスタル164からの不正な分離を(完全に防止しないにしても)抑制するために(例えば、基地局100および/またはペデスタル164の盗難から守るために)、ペデスタル164および基地局100は、施錠可能なつなぎ網、チェーン、ケーブル、棒などを受けるように構成される対応するアイレット(または他のそのような開口部)を含んでもよいことが想定される。
【0059】
離陸、着陸、およびドッキング
ここで
図14-
図18も参照すると、基地局100は、UAV10の離陸、UAV10の着陸、およびUAV10のドッキングをサポートする複数のシステム、構成要素、および特徴を含む。例えば、以下で説明するように、基地局100は:1つ以上の接続アンテナ166と;筐体102によって支えられる1つ以上のフィデューシャル168と;筐体102によって支えられる照明システム170と;筐体102によって支えられる1つ以上のステータスインディケータ172と;筐体102によって支えられる可視化システム174とを含んでもよい。
【0060】
接続アンテナ
基地局100は、直接的または間接的に基地局100とUAV10との間の無線通信を容易にする一次接続アンテナ166を含む。例えば、一次接続アンテナ166は、基地局100と、格納庫、倉庫などの、介在する通信点との間の通信を容易にするために利用されてもよいことが想定される。このような実施形態では、基地局100上の一次接続アンテナ166は、格納庫(など)との直接通信をサポートし、格納庫はUAV10と直接通信する。
【0061】
図14に見られる特定の実施形態では、例えば、基地局100は、外側ハウジング110の屋根セクション176に固着された(または別の方法で係合した)一対の一次接続アンテナ166を含む。しかしながら、一次接続アンテナ166の特定の数および/または一次接続アンテナ166の場所は、本開示の範囲から逸脱することなく、代替実施形態で変化してもよいことが理解されるべきである。例えば、単一の一次接続アンテナ166を含む実施形態も、基地局100が外側ハウジング110の側壁上に位置する1つ以上の一次接続アンテナ166を含んでもよい実施形態と同様に、本明細書において想定される。
【0062】
本開示のある実施形態では、基地局100は、携帯電話および/またはWiFiのネットワークを介した通信を容易にし、および/またはGPSの機能性をサポートする1つ以上の二次通信アンテナを含んでもよいことが想定される。このような実施形態では、一次接続アンテナ166および二次通信アンテナが連携して動作してもよいことが想定される。例えば、一次通信アンテナ166がUAV10と基地局100とのドッキング(およびそれらの間の通信)を容易にしてもよい一方、二次通信アンテナが基地局100と格納庫との間の通信(またはその逆)を容易にしてもよい実施形態が想定される。
【0063】
フィデューシャル
フィデューシャル168は、UAV10による基地局100の視覚的識別だけでなく、基地局100との着陸およびドッキング中のUAV10の誘導を容易にする。フィデューシャル168の可視化および/または認識を促進するまたは別の方法で増加させるために、外側ハウジング110は、コントラストのある着色を含んでもよいことが想定される。
【0064】
図13-
図15に見られる本開示の特定の実施形態では、例えば、基地局100は、(例えば、一次接続アンテナ166の間の)外側ハウジング110の屋根セクション176上に位置する(によって支えられる)(第1および第2の)フィデューシャル168i、168iiと、クレードル106に関連付けられる(例えば、クレードル上に、またはクレードルに隣接して位置する)(第3の)フィデューシャル168iiiとを含む。しかしながら、フィデューシャル168の特定の数および/またはフィデューシャルの場所は、本開示の範囲から逸脱することなく、代替実施形態で変化してもよいことが理解されるべきである。
【0065】
フィデューシャル168iは、接近中にUAV10を誘導するために、UAV10によって最初に認識される。フィデューシャル168iは、所望の距離からのUAV10による視覚的認識を可能にするのに十分大きい(第1の)表面積を画定する。例えば、ある実施形態では、フィデューシャル168iによって画定される(第1の)表面積は、実質上、屋根セクション176によって画定される表面積の(約)40%から(約)80%の範囲内にあってもよいことが想定される。しかしながら、開示された範囲の外にあるフィデューシャル168iの表面積は、本開示の範囲を超えないであろう(例えば、UAV10において利用される可視化技術の進歩に対処するため)。
【0066】
フィデューシャル168iiは、基地局100への接近中(例えば、フィデューシャル168iの認識後)にUAV10によって認識される識別部材178として構成され、これにより、UAV10は、複数の基地局100間で区別して、妥当なペアリング(例えば、指定の基地局100へのUAV10のドッキング)を容易にする。本開示のある実施形態では、フィデューシャル168iが基地局100(例えば、屋根セクション176)に固定して接続されてもよく、フィデューシャル168iiが基地局100(例えば、屋根セクション176)へ取り除き可能に接続するように構成されてもよいことが想定される。フィデューシャル168iiの取り除き可能な接続により、1まとまりの基地局100の均一な製造、およびそれに続くフィデューシャル168iiのそれへの取り付けを可能にする。しかしながら、フィデューシャル168iiが基地局100と一体的に(例えば、モノリシックに)形成されてもよい実施形態は本開示を超えない。
【0067】
図示された特定の実施形態では、フィデューシャル168iiは、フィデューシャル168iによって画定される(第1の)表面積未満である(第2の)表面積を画定する。例えば、フィデューシャル168iiによって画定された(第2の)表面積は、フィデューシャル168iによって画定された(第1の)表面積の(約)10%から(約)50%の範囲内に実質上あってもよいことが想定される。しかしながら、開示された範囲外にあるフィデューシャル168iiの表面積は、本開示の範囲を超えない(例えば、UAV10において利用される可視化技術の進歩に対処するため)。
【0068】
フィデューシャル168iiiは、エイプリルタグ(April tag)180として構成され、フィデューシャル168iiの認識後にUAV10によって認識される。例示された本開示の特定の実施形態では、フィデューシャル168iiiは、摺動機構150上に位置しており、以下に詳細に論じるように、UAV10の電源14の冷却および/または加熱中に、クレードル106を横切る空気の流れとの任意の干渉を(完全に防止しないにしても)抑制する。しかしながら、フィデューシャル168iiiがクレードル106自体上に位置してもよい実施形態も、本明細書において想定され、本開示の範囲を超えない。
【0069】
照明システム
照明システム170は、夜間動作中、フィデューシャル168の視認性を改善するように構成される。例示された本開示の特定の実施形態では、照明システム170は、フィデューシャル168i、168iiを照らすこと(照明)をサポートするために、外側ハウジング110の屋根セクション176によって固着、装着、または別の方法で支えられる1つ以上の光源182(
図15)(例えば、LED184)を含む。照明システム170は、基地局100に対して内部(例えば、メインボード/プロセッサによって制御される電力供給装置)であろうと、外部(例えば、別個の電力供給装置、バッテリなど)であろうと、任意の適切な電源に接続されてもよいことが想定される。
【0070】
本開示のある実施形態では、照明システム170は、メインボード/プロセッサによって制御され、接近中にUAV10によって認識され、それによって基地局を識別できる特定のパターンに従って光源182を点滅またはストロボ発光するように構成されてもよいことが想定される。このような実施形態では、照明システム170は、基地局100を識別する手段としてフィデューシャル168iiを補足しても置き換えてもよいことが想定される。
【0071】
ステータスインディケータ
ステータスインディケータ172(
図16)は、基地局100のステータス(例えば、基地局100は、準備ができている、整備を必要としている、UAV10とのドッキング手順を受けていることなど)を識別する。ある実施形態では、ステータスインディケータ172は、ステータスインディケーションをサポートするだけでなく、(例えば、UAV10のドッキングを容易にするために)フィデューシャル168iii(
図13)および/またはクレードル106の照明をサポートする一連のLED186を含んでもよいことが想定される。例えば、特定の一実施形態では、LED186のうちの1つ以上が、着色された光(例えば、赤、青、黄色など)を発するように構成されてもよく、LED186のうちの1つ以上が、フィデューシャル168iiiおよび/またはクレードル106を照明するために白光を発するように構成されてもよいことが想定される。
【0072】
図16に例示される開示の特定の実施形態では、ステータスインディケータ172は、外側ハウジング110の前方枠116に固定され、装着され、または別の方法で支えられる。しかしながら、ステータスインディケータ172の特定の場所は、本開示の範囲から逸脱することなく、代替実施形態で変化してもよいことが理解されるべきである。ステータスインディケータ172は、基地局100に対して内部(例えば、メインボード/プロセッサによって制御される電力供給装置)であろうと、外部(例えば、別個の電力供給装置、バッテリなど)であろうと、任意の適切な電源に接続されてもよいことが想定される。
【0073】
UAV保管
本開示のある実施形態では、UAV10の推進機構12(
図2)(例えば、プロペラ18)は、展開された(飛行)構成と折りたたまれた(保管)構成との間で再構成可能であってもよいことが想定され、基地局100の全体の大きさの低減を可能にする。展開された構成から折りたたまれた構成への移動をサポートするために、基地局100は、(例えば、クレードル106の後退中)推進機構1212と係合するように構成されてもよいことが想定される。例えば、基地局100は、推進機構12を折りたたまれた構成に移動させるために、推進機構12と物理的にインターフェースするように構成される1つ以上の係合部材を含んでもよいことが想定される。係合部材は、筐体102の1つ以上の表面に(例えば、外側ハウジング110の前方枠116)内へ統合されてもよい(または画定されてもよい)ことが想定される。例えば、係合部材は、ローラ、ブラシなどとして構成されてもよい。
【0074】
本開示のある実施形態では、係合部材は、推進機構12とパッシブに相互作用するように構成されてもよく、それによって推進機構12は、クレードル106の後退によって係合部材に接触されることが想定される。あるいは、係合部材は、推進機構12とアクティブに係合(相互作用)するように構成されてもよいことが想定される。例えば、係合部材は、推進機構12との接触を避けるために(例えば、係合部材が、クレードル106の後退中に、推進機構12がたどるパスの外側に位置するように)係合部材が位置づけ(構成)される第1の位置(構成)と、(例えば、係合部材が、クレードル106の後退中に、推進機構12がたどるパス内に位置するように)係合部材が推進機構12と接触するように位置づけ(構成)される第2の位置(構成)との間で再位置づけ可能(再構成可能)であってもよいことが想定される。
【0075】
基地局100の全体の大きさのさらなる低減を可能にするために、基地局100は、アンテナ34が、電源14を支える(に接続される)UAV10の本体36から外方に(離れて)延びるアクティブ(保管、展開された、配備された)構成(
図2)と、アンテナ34が、UAV10の本体36と隣接して(例えば、接触(係合)して)位置づけられるパッシブ(保管、折りたたまれた、配備されていない)構成との間での再構成(再位置づけ、折りたたみ)を容易にするために、UAV10上の1つ以上のアンテナ34と係合(接触)するように構成される1つ以上の接触部材188を含んでもよいことが想定される。アクティブ構成からパッシブ構成へのアンテナ34の再構成は、伸長位置(
図13)と後退位置(
図2、
図10)との間のクレードル106(およびUAV10)の移動中に、UAV10と基地局100との間の意図しない接触を(完全に防止しないにしても)抑制するために、基地局100の内部構成要素との隙間を作り出す。図全体を通して例示されるUAV10の特定の実施形態では、アンテナ34は、UAV10が(例えば、クレードル106の後退位置(
図2、
図10)から伸長位置(
図13)への移動を介して)基地局100から出る際、アンテナ34がパッシブ構成からアクティブ構成に自動的に再構成されるように、1つ以上のバイアシング部材(例えば、バネなど)を介してアクティブ構成に向かってバイアスさせる。
【0076】
図18Aに例示される実施形態では、接触部材188は、UAV10が筐体102内へ引き込まれるクレードル106の後退中に、アンテナ34を受けるように構成される溝(チャネル)189を画定する。
図18Bは、リーディング(前方)エッジ190およびトレーリング(後方)エッジ192を含み、UAV10上のアンテナ34と係合(接触)するように構成される角度付き(面取りされた、勾配付きの)面194を画定するように、エッジ190と192との間で変化する(垂直)高さHを画定する接触部材188の別の実施形態を示す。
図18Bに見られる本開示の特定の実施形態では、各接触部材188は、高さHがリーディングエッジ190からトレーリングエッジ192に向かって減少するように先細りになる。各接触部材188が、リーディングエッジ190からトレーリングエッジ192に向かって高さHが増加するように先細りしてもよい実施形態も、本明細書において想定され、(例えば、UAV10上のアンテナの特定の構成および/または場所、筐体102の空間的制約などに応じて)本開示の範囲を超えない。
【0077】
図18Aおよび
図18Bに例示された実施形態では、基地局100は、内側ハウジング108の内(例えば、上)面196に固着される(または別の方法で係合される)単一の接触部材188を含む。しかしながら、接触部材188の特定の数および/または接触部材188の場所は、本開示の範囲から逸脱することなく(例えば、UAV10上のアンテナ34の数および/またはそれらの場所に応じて)代替実施形態で変化してもよいことが理解されるべきである。例えば、複数の接触部材188を含む実施形態も、基地局100が内側ハウジング108の側壁198上に位置する1つ以上の接触部材188を含んでもよい実施形態と同様に、本明細書において想定される。
【0078】
接触部材188は、任意の適切なやり方で内側ハウジング108に固着されてもよいことが想定される。例えば、接触部材188は、内側ハウジング108と一体的に(例えば、モノリシックに)形成されてもよく、または、接触部材188および内側ハウジング108が、1つ以上の機械式留め具、接着剤などを介して共に固着されてもよい別個のディスクリート構造として形成されてもよいことが想定される。
【0079】
温度制御システム
ここで
図19-
図24を参照すると、基地局100は、クレードル106に接続され、UAV10が基地局100にドッキングされたときに電源14(
図2、
図4、
図5)の温度を変化させる(調節する)(例えば、環境条件次第でUAV10を冷却または加熱する)ように構成される温度制御(例えば、加熱および冷却)システム200を含む。図全体を通して例示される本開示の特定の実施形態では、温度制御システム200は、UAV10の電源14を冷却するように構成される(例えば、UAV10および基地局100がより暖かい環境で動作するとき)。しかしながら、温度制御システム200がUAV10の電源14を加熱するように構成され得る(例えば、UAV10および基地局100がより涼しい環境で動作するとき)実施形態もまた、以下でさらに詳細に説明するように、本明細書において想定され、本開示の範囲を超えないことは理解されるべきである。
【0080】
温度制御システム200は:上部空気回路202と;下部空気回路204と;それぞれの上部および下部の空気回路202、204に熱的に接続され、それらの間に位置する熱電コンディショナ(TEC)206とを含む。
【0081】
上部空気回路202は、TEC206の温度を変化させる(調節する)ために、基地局100の内部から、または基地局100の外部から(例えば、空気取り入れ口を介して)供給されてもよい周囲空気を受けて循環させる開放システムである。上部空気回路202は:上部(第1の)プレナム208と;上部(第1の)空気循環器210と;上部(第1の)ヒートシンク212とを含む。
【0082】
上部プレナム208は、周囲空気を受けて循環させる(上部)ダクティングシステム214を含む。ダクティングシステム214は、任意の適切な材料(または材料の組合せ)を含んでもよく、上部プレナム208が単一の材料片から形成される単体構成、または上部プレナム208が(例えば、1つ以上の機械式留め具、接着剤、締まりばめなどを介して)互いに接続された複数のセグメントから形成されるセグメント化された構成を含んでもよい。
【0083】
上部空気循環器210は、以下でさらに詳細に説明するように、上部空気202内の空気温度を変化させ、それによってTEC206の温度を調節するために、上部プレナム208を通り、上部ヒートシンク212を横切るように空気の流れをサポートして方向付ける。上部空気循環器210は、その意図された目的に対して適切である任意の構造または機構を含んでもよく、適切な任意の場所に位置づけられてもよい。例えば、例示された実施形態では、上部空気循環器210は、上部プレナム208内(例えば、ダクティングシステム214内)に位置するファン216として構成される。しかしながら、上部空気循環器210は、上部プレナム208の外部に位置してもよいことも想定される。例えば、上部空気循環器210は、ダクティングシステム214の外面218に接続されてもよい(または別の方法で支えられてもよい)。
【0084】
上部ヒートシンク212(
図23、
図24)は、上部プレナム208に接続され(例えば、内部に位置する)、上部空気回路202を循環した空気の温度を変更するように構成される。例えば、温度制御システム200がUAV10の電源14(
図2、
図4、
図5)を冷却するために利用されるとき、上部ヒートシンク212は、以下でさらに詳細に説明するように、上部プレナム208を流れる空気の温度を減少させるために、TEC206によって生成された熱エネルギー(熱)を吸収して分配する。上部ヒートシンク212による熱エネルギーの吸収および分配を増加させるために、上部プレナム208を通る空気の流れ、ひいては、上部ヒートシンク212を横切る空気の流れは、上部空気循環器210の速度を増加させることによって(例えば、ファン216への電力を増加させることによって)増加されてもよい。
【0085】
下部空気回路204は:下部(第2の)プレナム220と;下部(第2の)空気循環器222と;下部(第2の)ヒートシンク224とを含み、閉鎖システムとして構成される。したがって、上部空気回路202とは対照的に、追加の周囲空気を引き込むのではなく、下部空気回路204は、下部プレナム220内に自然に存在する空気を連続的に循環させる。
【0086】
下部プレナム220は、UAV10が基地局100内にドッキングされるときに、クレードル106およびUAV10の電源14を横切るように空気の流れを方向付ける(下部)ダクティングシステム226を含み、任意の適切な材料(または材料の組合せ)を含んでもよい。下部プレナム220(例えば、ダクティングシステム226)は、後方(第1の、固定)セクション228と、後方セクション228に対して移動可能である前方(第2の、可動)セクション230とを画定するセグメント化された(非単体)構成を含む。下部プレナム220の後方セクション228は、TEC206に固定して接続(固着)され、したがって、上部空気回路202に対して固定される。下部プレナム220の前方セクション230は、クレードル106に接続(固着)され、後退位置(
図2、
図10)と伸長位置(
図13)との間でのクレードル106の再位置づけ時に、クレードルと共に移動可能である。下部プレナム220の前方セクション230は、後方セクション228から空気を受け、空気入口232および空気出口234を画定する。空気入口232および空気出口234は、それぞれ、クレードル106(例えば、側壁146)を通ってチャンバー142内へ延びる1つ以上のスリット(または他のそのような開口部)を含み、これにより、UAV10が基地局100にドッキングされるときに、下部空気回路204によって冷却された空気は、チャンバー142内へUAV10の電源14を横切るように方向付けられることができる。より具体的には、以下でさらに詳細に説明するように、空気入口232は、空気をクレードル106内へ、UAV10の電源14を横切るように方向付けるように構成され、空気出口234は、電源14を横切るように方向付けられた空気を受け、下部プレナム220を通って、下部ヒートシンク224を横切るように空気を方向付け直すように構成される。
【0087】
図全体に例示された特定の実施形態でクレードル106の周りに全体的に延びるものとして示されているが、下部プレナム220の前方セクション230がクレードル106に部分的にのみ外接してもよい実施形態も想定される。例えば、下部プレナム220の前方セクション230が、空気入口232および空気出口234をそれぞれ画定する対向する終端部を含んでもよい実施形態が想定される。
【0088】
加えて、下部プレナム220の前方セクション230およびクレードル106は、例示された実施形態では一体的に(例えば、モノリシックに)形成されているものとして例示されているが、下部プレナム220およびクレードル106は、(例えば、戻り止め、クリップ、留め具などの対応する係合構造を介して)下部プレナム220およびクレードル106の接続および切断を繰り返すことを可能にするために、解放可能に(取り外し可能に)係合するように構成されてもよいことも想定される。
【0089】
下部空気循環器222は、以下でさらに詳細に説明するように、下部空気回路204内の空気を熱的に調整し(例えば、その温度を変化させる)、それによってUAV10の電源14を加熱または冷却するために、下部プレナム220を通り下部ヒートシンク224を横切るように空気の流れをサポートして方向付ける。下部空気循環器222は、その意図された目的に対して適切である任意の構造または機構を含んでもよく、適切な任意の場所に位置づけられてもよい。例えば、例示された実施形態では、下部空気循環器222は、下部プレナム220内(例えば、ダクティングシステム226内)に位置するファン236として構成される。しかしながら、下部空気循環器222は、下部プレナム220の外部に位置してもよいことも想定される。例えば、下部空気循環器222は、ダクティングシステム226の外面238に接続されてもよい(または別の方法で支えられてもよい)。
【0090】
下部ヒートシンク224は、下部プレナム220に接続され(例えば、内部に位置し)、UAV10の電源14を横切るように方向付ける前に、それを通して循環された空気を処理するように構成される(例えば、冷却または加熱を介して下部プレナム220内の空気の温度を変更する)。例えば、温度制御システム200がUAV10の電源14を冷却するために利用されるとき、下部ヒートシンク224は、その温度、ひいては、UAV10の電源14の温度を下げるために、下部プレナム220を流れる空気から熱エネルギー(熱)を吸収し分配する。下部ヒートシンク224による熱エネルギーの吸収および分配を増加させ、したがって、UAV10の電源14の冷却を強化するために、下部プレナム220を通る空気の流れ、ひいては、下部ヒートシンク224を横切る空気の流れは、下部空気循環器222の速度を増加させることによって(例えば、ファン236への電力を増加させることによって)増加されてもよい。
【0091】
TEC206は、ペルチェシステムとして構成され、専用/統合電源/制御、ならびに第1の(上、「熱い」)端部240(
図23)および第2の(下、「冷たい」)端部242を含み、端部のそれぞれは、熱部材(例えば、セラミック板)を含む。第1の端部240は、上部ヒートシンク212に熱的および/または物理的に接続され、第2の端部242は、下部ヒートシンク224に熱的および/または物理的に接続される。アクティブ化すると、電流がTEC206を通って流れるにつれて、第1の端部240の温度は(上側温度閾値まで)増加する一方、第2の端部242の温度は、所定の固定温度差が実現されるまで(下側温度閾値まで)減少する。例えば、TEC206のそれぞれの上端240と下端242との間の差は、実質上、(約)30℃から(約)70℃(例えば、(約)50℃)の範囲内にあってもよいことが想定される。しかしながら、温度差が開示された範囲の外側にあってもよい実施形態も本明細書において想定され、本開示の範囲を超えない。したがって、上側温度閾値を低減すると、対応して下側温度閾値を低減することが可能である。
【0092】
温度制御システム200の動作中、例示された本開示の特定の実施形態では、TEC206によって生成された熱エネルギー(熱)は、上部ヒートシンク212および上部プレナム208を通って流れる周囲空気によって吸収され散逸される。上部空気回路202は、このようにTEC206の第1の(「熱い」)端部240を冷却し、結果として、TEC206の第2の(「冷たい」)端部242を対応して冷却し、したがって、UAV10が基地局100にドッキングされるときに、下部プレナム220およびUAV10の電源14を通って流れる空気の冷却が増加される。
【0093】
図全体を通して示される特定の実施形態で単一のTEC206を含むものとして例示されているが、温度制御システム200が複数のTEC206を含んでもよい実施形態も想定される。このような実施形態では、TEC206は、構成において同一または非同一であってもよく(例えば、温度制御システム200は、大きさが異なるTEC206を含んでもよいことが想定される)、および/または、TEC206が直列または並列(例えば、積み重ねられた構成)に配置されてもよいことが想定される。
【0094】
上述したように、本明細書では、温度制御システム200が、UAV10が基地局100にドッキングされるときに、UAV10の電源14を冷却するのではなく加熱するように構成されてもよい本開示の実施形態が想定される。このような実施形態では、TEC206を通る電流の流れは、TEC206の第1の端部240が「冷たい」端部として機能し、TEC206の第2の端部242が「熱い」端部として機能するように(例えば、電子制御を介して)逆にすることができる。
【0095】
温度制御システム200の使用中、上部空気回路202は、基地局100内、または基地局100の外部からの、周囲から空気を吸い込み、空気は上部空気循環器210を介して上部ヒートシンク212を横切るように方向付けられる。空気が上部ヒートシンク212を横切って流れる際、熱が引き出され、それによって上部ヒートシンク212、ひいてはTEC206の第1の(「熱い」)端部240を冷却し、空気を加熱する。次に、加熱された空気は、上部空気回路202から排出され、基地局100内へまたはその外部に(例えば、通気口を通して)放出され、上部空気循環器210によって上部空気回路202内へ吸い込まれている、より冷たい周囲空気と置き換えられる。
【0096】
UAV10がドッキングすると、クレードル106が伸長位置(
図13)から後退位置(
図2、
図10)に移動する際、下部プレナム220の前方セクション230は、後方セクション228と嵌合(係合)し、これにより、下部空気回路204を閉じ、それを通る空気の連続的な循環を可能にする。前方セクション230と後方セクション228との間の嵌合係合を容易にするために、前方セクション230および後方セクション228は、それらの間のインターフェースに、1つ以上のシール(例えば、Oリング)または対応する係合構造(例えば、カラー、フランジなど)を含んでもよいことが想定される。
【0097】
下部空気回路204を通って流れる空気は、下部空気循環器222を介して下部ヒートシンク224を横切るように方向付けられ、これは、空気から熱を引き出し、空気入口232を介してクレードル106のチャンバー142に入る前に空気を冷却する。冷却された空気がクレードル106を横切ってチャンバー142を通って流れると、ドッキングされたUAV10の電源14(
図2、
図4、
図5)から熱が引き出され、これは熱交換器24によって容易にされる。より具体的には、例示された実施形態では、冷却された空気は、ディフューザー26(例えば、フィン30)によって画定されたチャネル32(
図4)を通って流れ、これにより、UAV10の電源14からの熱エネルギーの分配を増加させて冷却が強化され、空気の温度を増加させる。電源14を横切って流れた後、(加熱された)空気は、空気出口234を介してチャンバー142を出て、下部ヒートシンク224を横切るように(例えば、下部空気循環器222を介して)方向付け直され、クレードル106を通り電源14を横切って再循環する前に、空気を再び冷却する。
【0098】
気象および気候管理
様々な気象条件での動作を可能とするために、基地局100は、種々の環境における動作性を最大にするために、温度、湿気、湿度などを調節するように構成される複数の構成要素およびシステムを含む。
【0099】
雪および氷
図25に見られるように、本開示のある実施形態では、基地局100は、筐体102に熱的および/または物理的に(例えば、接着剤を介して)接続される(支えられる)1つ以上の発熱体244を含む。例示された特定の実施形態では、外側ハウジング110の屋根セクション176に関連付けられる(支えられている)ものとして示されているが、発熱体244は、加熱から恩恵を受け得る外側ハウジング110の任意のセクションに熱的および/または物理的に接続されてもよいことが想定される。アクティブ化すると、発熱体244は、外側ハウジング110の温度を増加させる(加熱する)(例えば、屋根セクション176上の雪および/または氷の存在を低減するために)。
【0100】
発熱体244は、基地局100に対して内部(例えば、メインボード/プロセッサによって制御される電力供給装置)であろうと、外部(例えば、別個の電力供給装置、バッテリなどに)であろうと、任意の適切な電源に接続されてもよく、発熱体244は、手動または自動でアクティブ化されてもよいことが想定される。例えば、発熱体244は、発熱体244と連通し、温度が所定の閾値(例えば、32°F)と交差する(例えば、下回る、または超える)ときに検出するように構成される、1つ以上の温度センサ246によって中継される信号を介してアクティブ化されてもよいことが想定される。加えて、または代替的に、発熱体244は、気象観測所から(例えば、クラウドベースの接続を介して)、および/または雪および/もしくは氷の存在を視覚的に検出するように構成されてもよい可視化システム174からアクティブ化信号を受信するとアクティブ化されてもよいことが想定される。
【0101】
内部温度および湿度調節
基地局100内の温度および/または湿度を調節(制御)するために、基地局100は、内側ハウジング108および/または外側ハウジング110上の任意の適切な場所に支えられてもよい1つ以上の内部ファン248(
図26)を含んでもよいことが想定される。内部ファン248は、基地局100内の温度および/または湿度を調節(例えば、変化、制御)し、(例えば、1つ以上の発熱体または構成要素への熱的接続を介して)基地局100を冷却するか、または基地局100を加熱するかのいずれかに構成されてもよい。
【0102】
内部ファン248は、外側ハウジング110および/または内側ハウジング108内の、1つ以上のポート/通気口を通して空気を吸い込み、排気するように(例えば、メインボード/プロセッサを介して)制御可能であり、その場所が空気の流れを特定の方向に(例えば、UAV10を横切るように)方向付けるように変化してもよい。例えば、ポート/通気口は、任意の有効な(または他の所望の)パターンで基地局100を通る空気の流れを作り出すように位置し、および/または構成されてもよいことが想定される。
【0103】
本開示のある実施形態では、内部ファン248は、温度、湿度などを検出するように構成される1つ以上のセンサ250によって中継される信号を介して自動的にアクティブ化されてもよいことが想定される。加えて、または代替的に、内部ファン248は、内部ファン248が特定の時刻に自動的にアクティブ化するようにタイマーに接続されてもよいことが想定される。
【0104】
湿度調節に関連して、湿気を検出すると、センサ250は、1つ以上の緩和工程を開始するために利用され得るアクティブ化信号を生成してもよい。例えば、センサは、基地局100内の過剰な湿度を除去(または別の方法で緩和)し、それによってUAV10または基地局100の1つ以上の構成要素の機能をさもなければ損なう可能性のある結露を(完全に防止しないにしても)抑制するために、センサ250からのアクティブ化信号を受信すると内部ファン248が関与されるように、内部ファン248と連通してもよいことが想定される。例えば、結露の存在により、電子モジュール(例えば、メインボード/プロセッサ)の誤動作および/または損傷、および/あるいは視覚化システム174の「曇り」が生じることがある。湿度、結露、湿気などの存在を(完全に防止しないにしても)さらに抑制するために、本開示のある実施形態では、電子モジュールは基地局100内に密封されてもよいことが想定される。例えば、電子モジュール、またはその様々な構成要素(例えば、モータドライバ、インターフェースボード、電光板など)は、集合的に(気密シーリングを介して)または個々に(例えば、浸漬被覆を介して)密封されてもよい。
【0105】
排水
本開示のある実施形態では、筐体102(例えば、外側ハウジング110)は、基地局100内への進入を(完全に防止しないにしても)抑制するように、筐体102内への任意の進入点から離れて、および/または電子的、機械的、または他のいずれかの、湿気の存在によって損なわれることがある、任意の構成要素から離れて、水を集めて方向付けるように構成される1つ以上のチャネル252(
図27)を含んでもよい。例えば、チャネル252は、任意の電力ケーブル、任意のロック部材/機構、扉104(
図1)などとのインターフェースから離れて、水を集めて方向付けるように構成されてもよいことが想定される。筐体102は、例示された特定の実施形態で外側ハウジング110の後方外縁254の周りに延びる単一のチャネル252を含むものとして示されているが、チャネル252の数および/またはチャネル252の場所は、本開示から逸脱することなく変化してもよいことが理解されるべきである。例えば、1つ以上の追加のチャネル252を含む実施形態も、筐体102が外側ハウジング110の前面外縁256(
図1)、屋根セクション176などの周りに延びる1つ以上のチャネル252を含んでもよい実施形態と同様に、本明細書において想定される。
【0106】
図27に例示された基地局100の特定の実施形態では、チャネル252は、外側ハウジング110内へ組み込まれた、(成形された)挿入物258によって画定される。しかしながら、チャネル252は、本明細書に説明されるやり方で水を集めて、および/または方向付けるという意図された目的に対して適切である任意のやり方で構成されてもよいことが想定される。例えば、チャネル252が外側ハウジング110と一体的に(例えば、モノリシックに)形成されてもよい実施形態も想定される。
【0107】
本開示のある実施形態では、水の浸透を(完全に防止しないにしても)さらに抑制するために、筐体102は、チャネル252に関連付けられた1つ以上のシール、ガスケットなどを含んでもよいことが想定される。例えば、このようなシール、ガスケットなどは、挿入物258の周りに位置づけられ、内側ハウジング108および/または外側ハウジング110によって支えられてもよいことが想定される。
【0108】
前述の構成要素および/またはシステムのうちのいずれも、基地局100の全体的なコストおよび複雑さを低減するために省略されてもよいことが理解されるべきである。例えば、暑い(例えば、砂漠の)気候では、発熱体244が排除されてもよいことが想定される。
【0109】
視覚化システム
ここで
図1を参照すると、視覚化システム174は、デジタル画像捕捉デバイス260(例えば、デジタルカメラ)などを含む。視覚化システム174は、基地局100に対して内部(例えば、メインボード/プロセッサによって制御される電力供給装置)であろうと、外部(例えば、別個の電力供給装置、バッテリなど)であろうと、任意の適切な電源に接続されてもよいことが想定される。
【0110】
例示された開示の特定の実施形態では、視覚化システム174は、基地局100が位置する環境の観察および視覚的分析、ならびに離陸前、離陸中、および着陸中のUAV10(
図2)の観察および視覚的分析をサポートする、外側ハウジング110の前方枠116によって固着され、装着され、または別の方法で支えられる単一のデジタル画像捕捉デバイス260を含む。しかしながら、デジタル画像捕捉デバイス260の数および/またはデジタル画像捕捉デバイス260の場所は、本開示から逸脱することなく、代替実施形態で変化してもよいことが理解されるべきである。例えば、1つ以上の追加のデジタル画像捕捉デバイス260を含む実施形態も、本明細書において想定される。
【0111】
基地局100の動作中、視覚化システム174は、環境の視覚的検査をサポートし、UAV10の離陸前、離陸時、および着陸時に、人、動物などの不在を確認することによって基地局100およびUAV10の安全性を改善するだけでなく、基地局100の機能性も向上させる。例えば、視覚化システム174は、降水量(例えば、雪、氷、雨など)を識別し、発熱体244(
図25)、内部ファン248(
図26)、または他のそのようなシステムの動作を作動する(トリガする)ように構成されてもよいことが想定される。視覚化システム174は、UAV10を検査するために(例えば、離陸前および/またはドッキング中に)利用され、その後の最適ではない性能につながることがある任意の損傷を識別するために利用されてもよいことも想定される。
【0112】
本開示は、ある実施形態に関連して説明されたが、本開示は、開示された実施形態に限定されるべきではなく、逆に、法律で認められているすべての変更および同等の構造を包含するように最も広範な解釈が与えられる範囲である、添付の特許請求の範囲に含まれる様々な変更および同等の構成を対象とすることが意図されることを理解されたい。
【0113】
当業者は、添付の図に示される本開示の様々な実施形態が非限定的な例を構成し、追加の構成要素および特徴が、本開示の範囲を逸脱することなく、上記で論じた実施形態のいずれにも追加されてよいことを理解できる。さらに、当業者は、一実施形態に関連して示され、または説明された要素および特徴が、任意の所望の結果を達成するために、本開示の範囲から逸脱することなく、別の実施形態の要素および特徴と組み合わされてもよいことを理解し、提供された説明に基づいて、本開示の主題のさらなる特徴および利点を理できる。本明細書に説明される実施形態のいずれかおよび/または実施形態の特徴に対する当業者の能力内にある変形、組合せ、および/または変更は、本開示の実施形態のいずれかから特徴を組み合わせ、統合し、および/または省略することから、もたらされることがある代替実施形態と同様に、本開示の範囲内にある。
【0114】
請求項の任意の要素に関して「任意選択で」という用語を使用することは、その要素が含まれても省略されてもよく、両方の代替例も請求項の範囲内であることを意味する。さらに、「備える」、「含む」、「有する」などの広義の用語の使用は、「からなる」、「から本質的になる」、「実質上構成される」などのより狭い用語をサポートするものであることが理解されるべきである。したがって、保護の範囲は、上述した説明によって制限されるのではなく、以下の請求項によって定義され、請求項の主題のすべての等価物を含む。
【0115】
前述の説明では、添付の図面に例示された様々な構造間の空間的関係、および構造の空間的配向が参照されてもよい。しかしながら、本開示を完全に読み終えた後、当業者によって認識されるように、本明細書に説明される構造は、それらの意図された目的に対して適切である任意のやり方で位置づけられ、配向されてもよい。したがって、「上方」、「下方」、「上」、「下」、「内」、「外」、「左」、「右」、「上向き」、「下向き」、「内向き」、「外向き」、「水平」、「垂直」などの用語の使用は、構造間の相対的な関係および/または構造の空間的配向を説明することが理解されるべきである。当業者は、そのような用語の使用が、対応する図によって提供される例示の関連で提供されてもよいことも認識できる。
【0116】
さらに、「おおよそ」、「一般的に」、「実質上」などの用語は、それらが関連付けられる任意の数値範囲または概念における変動を許容することが理解されるべきである。例えば、「おおよそ」および「一般的に」などの用語の使用は、25%程度の変動を包含し、または設計における製造公差および/または偏差を許容することが理解されるべきであることを意図する。
【0117】
「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、様々な動作、要素、構成要素、領域、および/またはセクションを説明するために本明細書で使用されてもよいが、これらの動作、要素、構成要素、領域、および/またはセクションは、これらの用語が、1つの動作、要素、構成要素、領域、またはセクションを別のものから区別するために使用されるという点で、これらの用語の使用によって制限されるべきではない。したがって、別段の明示的な記載がない限り、第1の動作、要素、構成要素、領域、またはセクションは、本開示の範囲から逸脱することなく、第2の動作、要素、構成要素、領域、またはセクションと呼ぶこともできる。
【0118】
どの請求項も、さらなる開示として明細書に組み込まれ、本開示の実施形態を表す。また、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」および「Aおよび/またはBおよび/またはC」というフレーズは、それぞれ、Aのみ、Bのみ、Cのみ、またはAとBとCとの任意の組合せを含むと解釈されるべきである。
【国際調査報告】