CN111688920B - Vtol固定翼飞行平台系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种VTOL固定翼飞行平台系统。一种具有飞行平台的空中无人机，具有可拆卸和可互换的舱。每个舱可以具有能量存储单元，该能量存储单元向飞行平台提供能量，因此当更换舱时，飞行平台可获得新的能量供应。飞行平台和舱可以具有电动轮以及用于水上降落的漂浮装置。

Description

VTOL固定翼飞行平台系统

相关申请的交叉引用

本申请是2018年4月10日提交的15/950,123号美国专利申请的部分继续申请，其要求2018年1月29日提交的62/623,413号美国临时专利申请的优先权，两者现在都是未决的，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种垂直起飞和降落(vertical takeoff and landing，VTOL)空中无人机，更具体地，涉及一种具有可互换和可拆卸舱的VTOL飞行平台。

背景技术

通常，已知一些空中无人机载人，并且已知一些空中无人机载物。这两种类型的无人机各自具有其独特的挑战，以有效和高效地执行。

一直需要有效和高效地载人和/或货物的新方法。

所有引用的专利、申请和文献都通过引用整体并入本文。此外，凡通过引用并入本文的参考文献中术语的定义或使用与本文提供的术语的定义不一致或相反时，本文提供的该术语的定义适用，并且参考文献中该术语的定义不适用。所公开的实施方式可以寻求满足上述期望的一个或多个。尽管呈现的各实施方式可能排除上述期望的一个或多个，但是应该理解，实施方式的某些方面可能不一定排除它们。

发明内容

在一般实施方式中，预期VTOL(垂直起飞和降落)空中无人机包括可互换的舱。

在可与一般实施方式结合的一个方面中，空中无人机可具有飞行平台。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有左主翼和右主翼。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有左前翼和右前翼。

在可与一般实施方式结合的再一方面中，飞行平台可具有设置在左主翼和右主翼之间的主体。

在可与一般实施方式结合的又一方面中，飞行平台可具有将左主翼连接到左前翼的左线性支撑件，将右主翼连接到右前翼的右线性支撑件。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，左线性支撑件可具有第一、第二、第三升力螺旋桨，右线性支撑件可具有第四、第五、第六升力螺旋桨

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有至少一个垂直稳定器。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有至少两个垂直稳定器，每个垂直稳定器可设置在每个线性支撑件的后端。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有至少一个推动螺旋桨。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有至少两个推动螺旋桨，每个推动螺旋桨可设置在每个线性支撑件的后端。

在可与一般实施方式结合的又一方面中，飞行平台可具有至少两个推动螺旋桨，每个推动螺旋桨可设置在垂直稳定器上，距线性支撑件不同的距离。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，空中无人机可具有可拆卸地与飞行平台接合的货舱。

在可与一般实施方式结合的又一方面中，空中无人机可具有可拆卸地与飞行平台接合的客舱。

在可与一般实施方式结合的又一方面中，空中无人机可互换地与货舱和客舱接合。

在可与一般实施方式结合的又一方面中，飞行平台可具有设置在其主体内的能量存储单元。替代地并且可选地，可以有设置在客舱和/或货舱内的能量存储单元，以向飞行平台供应能量。通过这种方式，每当飞行平台接载新舱时，其能量源/存储也重新充满。

在可与通用实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有混合动力发动机以产生电力。

在可与一般实施方式结合的另一个方面中，两个线性支撑件各自可以具有总共四个附接的升力螺旋桨，其中至少两个升力螺旋桨设置在相同的线性支撑件上的相同纵向位置处，但是在线性支撑件的相对侧上(即，顶侧和底侧)。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有设置在左主翼的远端的左翼尖螺旋桨，以及设置在右主翼的远端的右翼尖螺旋桨，

在可与一般实施方式结合的又一方面中，推动螺旋桨与货舱或客舱水平地位于基本相同的水平面上。

在可与一般实施方式结合的又一方面中，推动螺旋桨可以接合到主体的后端并且通过连接器向下延伸，使得推动螺旋桨物理地远离主体并且垂直地偏离主体。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，可以有设置在左垂直稳定器的中间部分中的左推动螺旋桨，以及设置在右垂直稳定器的中间部分中的右推动螺旋桨。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有自主飞行功能以运输乘客和/或货物。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，客舱可包括允许乘客控制飞行路径的用户控制界面，而不管空中无人机是否具有自主飞行能力。

在可与一般实施方式结合的又一方面中，客舱和/或货舱可附接到飞行平台的顶侧、飞行平台的底侧或附接到两者。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可具有至少一个单叶片簧片作为起落架。

在可与一般实施方式结合的另一方面中，飞行平台可使用至少一个垂直稳定器作为起落架。

在可与一般实施方式结合的又一方面中，至少一个垂直稳定器可具有附接到其远端的起落架。

在本公开的其他方面，飞行平台配备有电动轮，使得飞行平台可以在地面上或在降落垫上自由移动。

在本公开的其他方面，客舱和/或货舱配备有电动轮，使得舱可以在地面上或在降落垫上自由移动。

本公开的另一方面为客舱、货舱和飞行平台提供了一种水上起落架。所述起落架可以是充气式漂浮装置。

本公开中进一步预期的是一种管理空中无人机运输的新方法，其中通过使用可互换和可拆卸的舱作为飞行平台的主要或唯一能量源来最小化和/或消除用于再充电/加油的停机时间。

因此，本公开涉及一种使用可拆卸舱运输货物和乘客的空中无人机。

在空中无人机的许多可能实施方案中，空中无人机的一个实施方式是具有可附接到可分离的乘舱和/或货舱的整体平坦构造。这种整体平坦配置可以定义作为飞行平台、飞行格架、飞行框架、飞行支架和飞行网格工作。

此外，预期该飞行平台具有前翼设计，该设计具有两个主翼和两个前翼。

预期的主翼可各自具有设置在各自主翼的远端尖上的翼尖升力螺旋桨。可选地，翼尖升力螺旋桨可以位于垂直稳定器上或各自主翼远端的垂直升降器上。以这种方式，翼尖升力螺旋桨可以稍微垂直地远离主翼的顶表面定位。

在一个实施方式中，在每个线性支撑件内可以有可折叠腿。在飞行期间，可折叠腿缩回线性支撑件中。在垂直起飞和降落期间，可折叠腿延伸以用作起落架或以支撑起落架。

实施方式的另一方面涉及一种通过使用单叶片簧片作为起落架来使空中无人机的重量最小化的方法。可以有不止一个这样的单叶片簧片作为起落架。在又一个实施方式中，这种单叶片簧片可以附接到向下延伸的垂直稳定器的远端，有效地使用向下延伸的垂直稳定器作为起落架的支撑。

虽然本说明书包含许多具体实现方式细节，但这些不应被解释为对任何发明或可要求保护的范围的限制，而是作为针对特定实施方式的特定实现方式的特征的描述。本说明书中在不同实现方式的上下文中描述的某些特征也可以在单独的实现方式中组合实现。相反，在单独实现方式的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实现方式中实现。此外，尽管特征可以在上文和下文中描述为在某些组合中起作用并且甚至最初如此描述，但是在某些情况下来自所描述/要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中剔除，并且所描述/要求保护的组合可以是针对子组合或子组合的变化。

已经描述了许多实现方式。然而，应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，本文描述的示例操作、方法或过程可以包括比所描述的更多步骤或更少步骤。此外，这些示例操作、方法或过程中的步骤可以以与图中描述或示出的不同替补方式执行。

在附图和以下描述中阐述了本公开中描述的主题的一个或多个实现方式的细节。根据说明书、附图和权利要求，主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。

附图说明

应该注意的是，附图可以是简化的形式，并且可能不是精确的比例。参考本文的公开内容，仅出于方便和清楚的目的，参考附图，使用诸如顶部、底部、左、右、上、下、上方、以上、下方、以下、后部、前部、远端和近端的方向性术语。这些方向性术语不应被解释为以任何方式限制实施方式的范围。

图1是根据实施方式的一个方面的具有飞行平台和可拆卸连接的货舱的VTOL无人机系统的实施方式的顶部透视图。

图2是图1的无人机系统的顶部后方透视图。

图3是图1的无人机系统的侧视图。

图4是根据所述实施方式的一个方面的具有飞行平台和可拆卸附接的舱的VTOL无人机系统的另一实施方式的顶部透视图。

图5是根据所述实施方式的一个方面的图4的无人机系统的顶视图。

图6是根据所述实施方式的一个方面的图4的无人机系统的前视图。

图7是根据所述实施方式的一个方面的具有飞行平台和可拆卸附接的客舱的VTOL无人机系统的实施方式的顶部透视图。

图8是根据所述实施方式的一个方面的图7的无人机系统的前视图。

图9是根据所述实施方式的一个方面的图7的无人机系统的后透视图。

图10是根据所述实施方式的一个方面的图7的无人机系统的侧透视图，其中客舱从飞行平台分离并停在地面上。

图11是根据所述实施方式的一个方面的图7的实施方式的后透视图。

图12是根据本公开的一个方面的另一实施方式的后透视图。

图13是根据所述实施方式的一个方面的无人机系统的又一实施方式的侧底部透视图。

图14是根据所述实施方式的另一方面的无人机系统的一个实施方式的透视图。

图15是根据所述实施方式的另一方面的图14中的环绕区域的特写图。

图16是根据所述实施方式的另一方面的无人机系统的一个实施方式的侧视图。

图17是根据所述实施方式的另一方面的无人机系统的一个实施方式的前视图。

图18是根据所述实施方式的另一方面的无人机系统的一个实施方式的后视图。

图19是根据所述实施方式的另一方面的无人机系统的一个实施方式的仰视图。

图20是根据所述实施方式的另一方面的飞行平台的另一实施方式的透视图。

图21是根据所述实施方式的另一方面的飞行平台的另一实施方式的侧视图。

图22是根据所述实施方式的另一方面的飞行平台的另一实施方式的前视图。

图23是根据所述实施方式的另一方面的飞行平台的另一实施方式的后视图。

图24是根据所述实施方式的另一方面的飞行平台的另一实施方式的仰视图。

图25是根据所述实施方式的另一方面的客舱的另一实施方式的侧视图。

图26是根据所述实施方式的另一方面的客舱的另一实施方式的底部透视图。

图27是根据所述实施方式的另一方面的客舱的另一实施方式的前视图。

图28是根据所述实施方式的另一方面的客舱的另一实施方式的后视图。

图29是根据所述实施方式的另一方面的客舱的另一实施方式的仰视图。

图30是根据所述实施方式的另一方面的附接到货舱的飞行平台的另一实施方式的侧视图。

图31是根据所述实施方式的另一方面的不具有推动螺旋桨的飞行平台的另一实施方式的透视图。

图32是根据所述实施方式的另一方面的具有推动螺旋桨的客舱的另一实施方式的侧视图。

图33是飞行无人机系统的又一实施方式的透视图，其中六个漂浮装置被充气。

图34是图34的飞行无人机的侧视图。

图35是示出所公开方法的一个实施方式的流程图。

在引用附图标记的元件时，附图中出现的以下元件列表可以是有用的指南：

100 无人机

101 飞行平台

102 主体

103A 左线性支撑件

103B 右线性支撑件

104A 左主翼

104B 右主翼

105A 左前翼

105B 右前翼

106A 左垂直稳定器

106B 右垂直稳定器

107 推动螺旋桨

107A 左推动螺旋桨

107B 右推动螺旋桨

108A 第一升力螺旋桨

108B 第二升力螺旋桨

108C 第三升力螺旋桨

108D 第四升力螺旋桨

108E 第五升力螺旋桨

108F 第六升力螺旋桨

109A 左翼尖螺旋桨

109B 右翼尖螺旋桨

110A 左翼尖垂直稳定器

110B 右翼尖垂直稳定器

111A 左折叠腿

111B 右折叠腿

112A 第一簧片叶片

112B 第二簧片叶片

112C 第三簧片叶片

112D 第四簧片叶片

116 垂直扩展器

117 中心推动螺旋桨

130 货舱

135A 第一舱簧片叶片

135B 第二舱簧片叶片

135C 第三舱簧片叶片

135D 第四舱簧片叶片

140 客舱

145A 舱腿

145B 舱腿

145C 舱腿

145D 舱腿

147 舱附接锁扣

148 电动轮

149 壳体

150 飞行平台中的储能单元

155 舱中储能单元

160 漂浮装置

具体实施方式

现在通过转向以下实施方式的详细描述，可以更好地理解各种实施方式的不同方面，其呈现为权利要求中限定的实施方式的图示示例。明确地理解，由权利要求限定的实施方式可以比下面描述的所示实施方式更宽。

本说明书中用于描述各种实施方案的词语应理解为不仅具有其共同定义的含义，而且在本说明书中结构、材料或行为中包括超出通常定义的含义范围的特殊定义。因此，如果元件在本说明书的上下文中可以理解为包括多于一个含义，则其在权利要求中的使用必须被理解为对于由说明书和词本身支持的所有可能含义是通用的。

术语“无人机”被定义为具有至少一个螺旋桨作为一个推进源的飞行运输系统。术语“无人机”可包括“有人的”和“无人的”飞行运输系统。有人的无人机可以指一种飞行运输系统，其载运人类乘客，所述人类乘客都没有无人机的控制权。有人的无人机也可以指一种飞行运输系统，其载运人类乘客，所述人类乘客中的某些人或一个人对无人机有一些控制权。

图1概括地描绘了具有前翼配置的VTOL空中无人机100的实施方式。无人机100可具有两个主翼104A、104B和两个前翼105A、105B。两个主翼104A、104B和两个前翼105A、105B可以附接到主体102，其中主体可以在沿无人机100的中心纵向线定位。还可以有平行于主体102设置的左线性支撑件103A，并且可以将左主翼104A连接到左前翼105A。类似地，还可以有平行于主体102设置的右线性支撑103B，并且可以将右主翼104B连接到右前翼105B。

在又一实施方式中，无人机100不具有前翼配置。相反，无人机100可以具有两个主翼和两个副翼，所有这些翼接合在一起形成飞行平台。

左和右线性支撑件103A、103B被预期以改善无人机100的结构完整性。在其他实施方式中，左和右线性支撑件103A和103B可容纳驱动每个升力螺旋桨108A、108B、108C、108D、108E、108F的驱动马达(未示出)。如稍后将公开的，左和右线性支撑件103A和103B还可以容纳折叠腿111，每个折叠腿可收回到左和右线性支撑件103A和103B内。

在一个实施方式中，左和右线性支撑件103A、103B分别附接到左和右前翼105A、105B的远端。在又一实施方式中，左和右线性支撑件103A、103B延伸超出前翼105A、105B。

在一个实施方式中，左和右线性支撑件103A、103B分别附接到左和右主翼104A、104B的中间部分附近。在又一实施方式中，左和右线性支撑件103A、103B沿向后方向延伸超过主翼104A、104B。

左线性支撑件103A被预期为在直径上相对狭窄，并且可具有设置在左线性支撑件103A的顶侧、底侧或两者上的多个升力螺旋桨108A、108B、108C。这些升力螺旋桨108A、108B、108C可由设置在左线性支撑件103A的中空内部内的低轮廓马达驱动。在图1所示的实施方式中，升力螺旋桨108A、108B、108C仅设置在左线性支撑103A的顶侧。

同样地，右线性支撑件103B被预期为在直径上相对狭窄，并且可具有设置在右线性支撑件103B的顶侧、底侧或两者上的多个升力螺旋桨108D、108E、108F。这些升力螺旋桨108D、108E、108F可由设置在右线性支撑件的中空内部内的低轮廓马达驱动。在图1所示的实施方式中，升力螺旋桨108D、108E、108F仅设置在右线性支撑103B的顶侧。

无人机100可以具有至少一个推动螺旋桨100，以在向前方向推动无人机100。在如图1所示的一个实施方式中，可以有两个推动螺旋桨107A、107B。两个推动螺旋桨107A、107B可分别设置在线性支撑件103A、103B的后部远端上。

在又一实施方式中，例如图31中所示的实施方式，飞行平台101可以没有推动螺旋桨。在这样的实施方式中，飞行平台101可以附接到客舱或货舱，所述客舱或货舱上设置有推动螺旋桨。图32示出了具有设置在其后端的推动螺旋桨的客舱的实施方式。当该乘客舱附接到图31的飞行平台101时，推动螺旋桨向前推动飞行平台101。

在每个线性支撑件103A，103B的后端附近可以分别设置两个垂直稳定器106A、106B。虽然它们被示出指向下方，但是也可以有它们指向上方的实施方式。

在另一实施方式中，每个主翼104A，104B可以分别具有设置在其远端的附加升力螺旋桨109A、109B。这可以通过分别在主翼104A、104B的远端处提供翼尖垂直稳定器110A、110B，并且具有设置在每个翼尖垂直稳定器110A、110B的上尖端处的升力螺旋桨109A、109B来实现。这些翼尖升力螺旋桨109A、109B可以比设置在线性支撑件103A、103B上的升力螺旋桨相对小。

这些翼尖升力螺旋桨109A、109B可用于有效且高效地控制无人机100的滚动。这些翼尖升力螺旋桨109A、109B位于远离无人机100的中心轴线的最远端位置，在调节无人机100的滚动方面是有效的，并且可以用直径小于其他升力螺旋桨的直径来这样做。

如图1中进一步所示，有通常附接在无人机100的主体102下方的舱130。

现在参考图2的细节，无人机10被预期为使用任何类型的起落架。在一个实施方式中，无人机100可具有四个单叶片簧片112A、112B、112C、112D作为其起落架。前两个单叶片簧片112A、112C分别设置在折叠腿111A、111B的远端上。在飞行期间，折叠腿111A、111B可以分别缩回到左和右线性支撑件103A、103B的内部空间中。

后方两个单叶片左弹簧112B、112D被预期分别设置在垂直稳定器106A，106B的底部远端处。

预期的单叶片簧片112A、112B、112C、112D可以由合适的材料制成以提供足够的弹性和完整性，这种材料包括天然和合成聚合物，各种金属和金属合金，天然材料，纺织纤维，和其所有合理组合。在一个实施方案中，使用碳纤维。

现在转到图3，其示出了作为货舱130的舱。货舱130可以具有单叶片簧片135A、135B、135C、135D作为其起落架。或者，它可以具有其他类型的起落架，例如滑轨、腿架和轮子。

在预期的实施方式中，货舱130可从无人机100的其余部分拆卸。无人机的其余部分可称为飞行平台101。飞行平台101可在不携带舱的情况下飞行，并且其可互换地携带不同的舱。如稍后将描述的，飞行平台101还可以携带客舱。

在所示的示例中，所有舱130、140被携带在飞行平台101的下方。预期在地面上装载舱130、140，并且装载过程可在飞行平台101附接到舱130、140之前或之后完成。

图5示出了飞行平台101的俯视图。它可以具有大致平坦的构造，能够在其下方或其上方携带负载。在高速飞行期间，所有六个升力螺旋桨108A、108B、108C、108D、108E、108F可以被锁定就位，因此每个叶片平行于主体102。

图5示出了飞行平台101的一个实施方式，其中前翼105A、105B各自的长度不长于每个主翼104A、104B的长度的一半。

图6概括地描绘了具有可拆卸附接的货舱130的飞行平台101的正视图。无论是货舱130、客舱140还是任何其他类型的负载，特别预期可以有设置在飞行平台的主体102内的能量存储单元150。存储的能量可用于为飞行平台的其他部件供电，例如升力螺旋桨108A、108B、108C、108D和推动螺旋桨107A、107B。存储的能量可以是电，并且存储单元是电池。在另一实施方式中，该能量存储150可用于为舱130、140内的配件供电。

这些电池150也可以设置在飞行平台101的其他部分中，例如在线性支撑件103A、103B内。

替代地或可选地，可以有设置在舱130、140内的能量存储单元155。存储在存储单元155中的能量可以用于为升力螺旋桨108A、108B、108C、108D和推动螺旋桨107A、107B供电。存储的能量可以是电，并且存储单元是电池。通过在舱130、140中具有能量存储单元155，每当飞行平台101接载新舱130、140时，飞行平台101将具有补充的能量源。飞行平台101本身可以是紧急能量存储，或较小容量电池150，在飞行平台101无舱130、140飞行时，为飞行平台101在较短时间内提供电力。在一个实施方式中，飞行平台101的主要电源来自位于舱130、140中的电池150。以这种方式，当飞行平台101将旧舱130、140换成新舱130、140时，飞行平台101或整个VTOL无人机系统100将具有完全充电的能量源。这是一种有益的方法，无需VTOL无人机为自身充电。在优选实施方式中，飞行平台101可连续工作/飞行数小时甚至数天，接载货舱/客舱，卸下货舱/客舱，而无需停下为其电池充电。

现在参考图7的细节，提供客舱150。该客舱150可以使用任何类型的起落架，例如如图所示的刚性腿145A、145B、145C、145D。

图10概括地描绘了本公开的一个方面，其中舱(无论是货舱还是客舱)是可拆卸的。这里，客舱140可以选择性地从飞行平台101分离。飞行平台101和舱140之间的接合和脱离可以由计算机和/或其他传感器和计算设备自主地执行(无需同时用户干预)。替代地或可选地，用户可以主动地控制和引导飞行平台101和舱140之间的接合和脱离。

如本领域普通技术人员将认识到的，可以使用各种不同类型的接合机构147来将舱140固定到飞行平台101。例如，接合机构可以是机械锁扣、磁性锁扣、轨道和凹槽，或任何已知接合方式的组合。

重要的是要理解，除了具有两个推动螺旋桨107A和107B(如图11所示)之外，替代地或可选地，可以有一个中心推动螺旋桨117，其连接到主体102的后端(如图12所示)。如图12所示，中心推动螺旋桨117通过垂直扩展器116接合到主体102的后端。垂直扩展器116可以是任何形状的任何结构，以物理地与推动螺旋桨117接合，使得推动螺旋桨117的旋转中心垂直偏离主体102。在又一实施方式中，推动螺旋桨117垂直偏离主体102，使得推动螺旋桨117的旋转中心垂直地位于舱140后部的位置，或与舱140垂直齐平。在另一实施方式中，推动螺旋桨117与舱140的顶部垂直齐平。在另一实施方式中，推动螺旋桨117与舱140的中部垂直齐平。在进一步实施方式中，推动螺旋桨117与舱140的底部垂直齐平。

在实施方式的任何图中未示出的是在线性支撑件103A、103B的端部处分别没有推动螺旋桨107A、107B的。相反，只能有一个推动螺旋桨117与主体102的后端接合。

还可以设想，每个线性支撑件103A、103B可以包含三个以上的升力螺旋桨，通过提供较长的线性支撑件以容纳更多的升力螺旋桨，通过使用较小直径的升力螺旋桨，或者通过在线性支撑件的顶侧和底侧都放置升力螺旋桨来进行。图13示出了一个实施方式，其中两个额外的升力螺旋桨108G、108H设置在线性支撑件103A、103B的底部前端。

虽然推动螺旋桨107A、107B已在先前的图中示出以定位在线性支撑件103A、103B的后部远端处，但是特别预期这些推动螺旋桨107A、107B可设置在低于主翼104A、104B的水平面处，如图13所示的那些。在一个方面，这些推动螺旋桨107A、107B可以设置在基本上等于飞行平台携带的舱130、140的水平面的水平面处。在另一方面，这些推动螺旋桨107A、107B可以设置在垂直稳定器106A、106B的中间。降低推动螺旋桨107A、107B的布置的一个预期理由是使飞行期间的头部骤降(head dipping)效应最小化，所述头部骤降效应可能是由舱130、140引起的空气动力学效应引起的。

图14至30示出了飞行平台101或舱130、140或两者可各自具有附接在其上的电动轮148的实施方式。在图14的实施方式中，飞行平台101具有电动轮148；舱130、140也具有电动轮。现参照图15的实施方式，单个电动轮148单元可以具有封闭在壳体149中的电动机，并且电动机可以由设置在舱130、140中的能量存储单元150供应的电力驱动。

设想地电动轮148可以使飞行平台101和舱130，当其停在地面上时，在地面上移动。这允许舱130、140远离飞行平台101移动，并且允许另一个舱130、140将其自身移动到飞行平台101以进行接合。

或者，这可以允许飞行平台101远离舱130并朝向另一个舱移动以进行接合。在一个实施方式中，每个舱130、140可以具有能量存储单元155，使得当飞行平台101与新的并且充满电的舱130、140接合时，飞行平台101基本上补充了其能量源。

在所公开的无人驾驶飞机系统的一些实施方式中，可以提供至少一个漂浮装置160，其与货舱130、客舱140和飞行平台101中的至少一个接合。所述漂浮装置可以是需要致动的类型，也就是说，在需要时用气体或经材料进行主动充气。换句话说，在该特定实施方式中，漂浮装置160可保持在放气状态并且仅在某些条件触发充气时才膨胀。例如，漂浮装置160可以在紧急降落期间自动充气；水上降落时可自动充气；当任何起落架在某些方面发生故障时，它可以充气。

可以实施许多已知类型的充气机构或气囊机构以实现所公开的漂浮装置160的需要和构造。预期的漂浮装置160可以是可反复重用、重新充气、重新放气的类型。预期的漂浮装置160也可以是仅一次性使用的。

替换地或可选地，充气行为可以是用户激活的。例如，当无人机系统的操作员确定需要给漂浮装置160充气时，他或她可以发送信号以启动充气。

在一些实施方式中应特别注意，漂浮装置160不需要存在电动轮148。在其他实施方式中，漂浮装置160是电动轮148的壳体的一部分。

参考图26作为一个示例，客舱140可以具有设置在舱140的任一侧上的加长型漂浮装置160，其可以用作水上起落架。在图26中，这些漂浮装置160显示为放气的。图32示出了放气的漂浮装置160的侧视图。如图33和34所示，与客舱140接合的漂浮装置160显示为充气的。

参照图31作为另一个例子，飞行平台101可以具有设置在四个电动轮148各自顶部上的四个漂浮装置160。这些漂浮装置160可以替代地在其他位置处附接到电动轮148或靠近电动轮148。在图31中，与电动轮148接合的这些漂浮装置160显示为放气的。图33和34示出了飞行平台101被充气的漂浮装置160。

本公开还提供了一种管理空中无人机运输和无人机能量充电系统的方法。该方法可包括将第一舱130、140附接到飞行平台101以使用飞行平台101作为主要推进源通过飞行来运输第一舱(无论第一舱是货舱130还是客舱140)。

所公开的方法还可包括在飞行平台101上提供至少一组螺旋桨的步骤。这些螺旋桨可以是如上所述的推动螺旋桨或升力螺旋桨。

还预期包括从设置在第一舱130、140内的第一能量存储单元向飞行平台101供应第一能量单元以当第一舱130、140附接到飞行平台时驱动至少一组螺旋桨的步骤。

在一个实施方式中，该方法还包括将飞行平台101降落在地面上，同时第一舱130、140仍然附接到飞行平台101。

该方法还可以包括在降落步骤之后的分离步骤，通过将第一舱130、140从飞行平台101分离来进行。这通常在飞行平台101已落在地面上时实施。

进一步预期的是在分离步骤之后的移动步骤。在该实施方式中，该方法包括使用设置在第一舱130、140上的至少第一组电动轮将第一舱130、140远离飞行平台101移动。此时，可能有许多其他负载的或空的舱130、140停在降落垫上或靠近降落垫，准备与飞行平台101接合。这允许单个飞行平台101快速下降并接载不同的舱130、140而无需花费时间来装载和卸载舱130、140。

该方法预期移动步骤之后的接合步骤，通过将第二舱130、140接合到飞行平台101来进行。第二舱130、140可具有至少第二组电动轮148和设置在其中的第二能量存储单元155。

在一个实施方式中，移动离开步骤由微处理器、传感器控制，并且以机器人方式自动执行。

在又一实施方式中，第二能量存储单元155可以向飞行平台101提供第二能量单元以为主要能量源驱动飞行平台的螺旋桨作，从而允许飞行平台101继续飞行而不直接对飞行平台101充电。换句话说，现在可以实现飞行平台101的连续飞行和货物和乘客的不间断运输。

在不脱离所公开实施方式的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以进行许多改变和修改。因此，必须理解的是，所示实施方式仅是出于示例的目的而提出，并且不应被视为限制由所附权利要求限定的实施方式。例如，尽管权利要求的要素以某种组合在下方提出的事实，但必须明确地理解，该实施方式包括更少、更多或不同元素的其他组合，这些在本文中公开，即使最初未限定这样的组合。

因此，已经公开了具有可互换舱的VTOL飞行平台的具体实施方式和应用。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本文公开的概念的情况下，除了已经描述的那些之外的更多修改是可能的。因此，除了所附权利要求的精神之外，所公开的实施方式是不受限制的。此外，在解释说明书和权利要求时，所有术语应以与上下文一致的尽可能广泛的方式解释。特别地，术语“包括”和“包含”应该被解释为以非排他的方式引用元件、组件或步骤，指示所引用的元件、组件或步骤可以存在，或者被利用，或与未明确引用的其他元件、组件或步骤组合。现在已知或以后预期的被本领域普通技术人员看到的所要求保护的主题的非实质性变化明确地被预期为在权利要求的范围内是等同的。因此，对本领域普通技术人员而言的现在或以后已知的明显替换被定义为在所定义的元素的范围内。因此，权利要求应理解为包括上面具体说明和描述的内容，概念上等同的内容，可明显替换的内容以及基本上包含实施方式的基本思想的内容。另外，在说明书和权利要求涉及选自由A、B、C......和N组成的组中的至少一个的情况下，该文本应解释为要求该组中的至少一个元素，包括N，而不是A加N，或B加N等。

Claims (17)

1.一种垂直起飞和降落VTOL空中无人机，包括：

飞行平台，其具有：

左主翼和右主翼；

左副翼和右副翼；

主体，其与所述左主翼和所述右主翼接合；

左线性支撑件，其将所述左主翼与所述左副翼连接；

右线性支撑件，其将所述右主翼与所述右副翼连接；

所述左线性支撑件具有第一、第二、第三升力螺旋桨和左垂直稳定器；

所述右线性支撑件具有第四、第五、第六升力螺旋桨和右垂直稳定器；

货舱或客舱，其可拆卸地与所述飞行平台接合；以及

至少一个推动螺旋桨，其包括与所述飞行平台或者所述货舱或所述客舱接合的中心推动螺旋桨、设置在所述左垂直稳定器的中间部分中的左推动螺旋桨和设置在所述右垂直稳定器的中间部分中的右推动螺旋桨，并且所述至少一个推动螺旋桨被设置成与所述货舱或所述客舱水平齐平；

其中所述空中无人机还包括与所述客舱、所述货舱和所述飞行平台中的至少一个接合的充气式漂浮装置；

其中所述左线性支撑件和所述右线性支撑件容纳驱动每个所述升力螺旋桨的驱动马达。

2.根据权利要求1所述的空中无人机，还包括设置在所述货舱和/或所述客舱中的第一能量存储单元，所述第一能量存储单元被配置为向所述飞行平台供应能量。

3.根据权利要求1或2所述的空中无人机，其中所述左线性支撑件具有设置在所述左线性支撑件的底面上的第七升力螺旋桨，并且所述右线性支撑件具有设置在所述右线性支撑件的底面上的第八升力螺旋桨。

4.根据权利要求1或2所述的空中无人机，还包括设置在所述左主翼的远端的左翼尖螺旋桨，和设置在所述右主翼的远端的右翼尖螺旋桨。

5.根据权利要求1或2所述的空中无人机，其中所述中心推动螺旋桨与所述飞行平台的主体的后端接合并且向下延伸远离所述主体。

6.根据权利要求1或2所述的空中无人机，其中所述中心推动螺旋桨设置在所述货舱或所述客舱的后端。

7.根据权利要求1或2所述的空中无人机，还包括自主飞行功能，并且所述客舱包括用户控制界面以手动地控制飞行功能。

8.根据权利要求1或2所述的空中无人机，其中所述客舱和所述货舱可以可拆卸地附接到所述飞行平台的底部。

9.根据权利要求8所述的空中无人机，还包括设置在所述飞行平台内的第二能量存储单元，并且所述飞行平台被配置为自身飞行而不附接到所述客舱和货舱中的任何一个。

10.根据权利要求1或2所述的空中无人机，其中所述飞行平台具有至少一个电动轮，所述电动轮配置为使所述飞行平台在地面上移动。

11.根据权利要求10所述的空中无人机，其中所述至少一个电动轮设置在折叠腿的远端，所述折叠腿可收回到所述左线性支撑件内。

12.根据权利要求1或2所述的空中无人机，其中所述客舱和所述货舱各自都具有至少一个电动轮，所述电动轮被配置为使所述客舱和所述货舱在地面上移动。

13.一种管理空中无人机运输和能量充电系统的方法，所述方法包括：

将第一舱附接到飞行平台以使用所述飞行平台作为主要推进源通过飞行运输所述第一舱；

在所述飞行平台上提供至少一组螺旋桨、左主翼和右主翼、左副翼和右副翼、主体、左线性支撑件和右线性支撑件；

将所述主体与所述左主翼和所述右主翼接合；

通过所述左线性支撑件将所述左主翼与所述左副翼连接；

通过所述右线性支撑件将所述右主翼与所述右副翼连接；

在所述左线性支撑件上设置第一、第二、第三升力螺旋桨和左垂直稳定器；

在所述右线性支撑件上设置第四、第五、第六升力螺旋桨和右垂直稳定器；

当所述第一舱附接到所述飞行平台时，从设置在所述第一舱内的第一能量储存单元向所述飞行平台提供第一能量单元以驱动所述至少一组螺旋桨；

将所述飞行平台降落在地面上，其中所述第一舱附接到所述飞行平台，且所述第一舱包含乘客和/或货物；

将至少一个推动螺旋桨所包括的中心推动螺旋桨接合到所述飞行平台或所述第一舱，将所述至少一个推动螺旋桨所包括的左推动螺旋桨设置在所述左垂直稳定器的中间部分中，将所述至少一个推动螺旋桨所包括的右推动螺旋桨设置在所述右垂直稳定器的中间部分中，并将所述至少一个推动螺旋桨设置成与所述第一舱水平齐平；

将充气式漂浮装置接合到所述第一舱和所述飞行平台中的至少一个；并且

将驱动每个所述升力螺旋桨的驱动马达容纳在所述左线性支撑件和所述右线性支撑件中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述降落步骤之后，从所述飞行平台分离所述第一舱。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述分离步骤之后，使用设置在所述第一舱上的至少第一组电动轮移动所述第一舱远离所述飞行平台。

16.根据权利要求15所述的方法，其中在所述移动步骤之后，将第二舱接合到所述飞行平台，并且其中所述第二舱具有至少第二组电动轮和设置在其中的第二能量存储单元；其中所述第二舱包含另一乘客和/或另一货物。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二能量存储单元向所述平台提供第二能量单元，以作为主要能量源驱动所述至少一组螺旋桨，从而允许所述飞行平台继续飞行而不用直接给所述飞行平台充电，所述至少一组螺旋桨包括所述升力螺旋桨和/或所述推动螺旋桨中的至少一个。