BR112020021208A2

BR112020021208A2 - Sistemas e métodos para decolagem vertical e aterrissagem usando levitação magnética

Info

Publication number: BR112020021208A2
Application number: BR112020021208-3A
Authority: BR
Inventors: Ian Morris Randall
Original assignee: Maglev Aero Inc
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2021-01-19
Also published as: US11541997B2; EP3781790A1; US20200283132A1; KR102513704B1; US20200277067A1; US20200283135A1; WO2019204493A1; JP2023123852A; US20200148342A1; US20200204020A1; US20200161991A1; JP2021522774A; US10899442B2; US10899443B2; US20230159159A1; KR20230042156A; US11541998B2; US20200148333A1; US20200277047A1; JP7360442B2

Abstract

os sistemas e métodos se referem a uma plataforma vertical de decolagem e pouso (vtol) que pode incluir um estator e um rotor levitado magneticamente pelo estator. o rotor e o estator podem ser anulares, de modo que o rotor gire em torno de um eixo de rotação. o estator pode incluir ímãs que fornecem orientação, levitação e forças de acionamento para acionar o rotor, bem como para controlar a operação das pás do rotor que podem ser giradas independentemente para ângulos de inclinação específicos para controlar pelo menos um de elevação, inclinação, manobra ou guinada da plataforma vtol. vários controladores podem ser usados para permitir o controle independente e redundante de componentes da plataforma vtol.

Description

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] A presente divulgação reivindica o benefício e a prioridade do Pedido Provisório U.S. nº 62/659.013, intitulado "SYSTEMS AND METHODS FOR VERTICAL TAKEOFF AND LANDING WITH MAGNETIC PROPULSION", depositado em 17 de abril de 2018, e do Pedido Provisório U.S. nº 62/775.253, intitulado depositado em 4 de dezembro de 2018, cujas divulgações são incorporadas neste documento por referência em sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO

[0002] A presente divulgação se refere, em geral, a decolagem e aterrisagem vertical. Mais particularmente, a presente divulgação se refere a levitação magnética para decolagem e aterrisagem vertical.

ESTADO DA TÉCNICA

[0003] Várias plataformas aerotransportadas podem realizar decolagem e aterrisagem vertical (VTOL), em que as plataformas podem pairar, decolar e aterrizar verticalmente. As plataformas de VTOL podem incluir plataformas de asa fixa e plataformas de asa rotatória. As plataformas de VTOL podem incluir veículos aéreos não tripulados. As plataformas de VTOL podem ter propulsão elétrica distribuída e podem ter configurações de rotor de inclinação e/ou asa de inclinação.

[0004] Normalmente, as plataformas de VTOL dependem da geração de energia baseada na combustão para gerar sustentação e outras forças de movimento. Além disso, as plataformas de VTOL podem ter formatos relativamente grandes. Como tal, as plataformas de VTOL existentes podem ter limitações técnicas que tornam essas plataformas difíceis de usar em ambientes urbanos e modos de uso pessoal.

SUMÁRIO

[0005] Pelo menos um aspecto da presente divulgação se refere a uma plataforma de VTOL. A plataforma de VTOL inclui um rotor, um estator, um controlador de voo e um controlador de motor. O rotor inclui uma pluralidade de lâminas de rotor orientadas em torno de um eixo de rotor e radialmente espaçadas a partir do estator. Cada lâmina de rotor é acoplada a um braço do rotor de modo que a rotação do braço do rotor faça com que a lâmina de rotor gire em torno de um eixo de inclinação do rotor. O braço de rotor é acoplado a um primeiro magneto de rotor espaçado a partir de um segundo magneto de rotor. O estator inclui uma pluralidade de eletromagnetos. O controlador de voo é configurado para receber uma instrução de movimento, extrair um movimento desejado da instrução de movimento e gerar um ou mais comandos de voo, configurados para fazer com que o rotor gere pelo menos um de empuxo, momento de força em torno de um eixo de guinada, momento de força em torno de um eixo de inclinação de plataforma ou momento de força em torno de um eixo de rotação. O controlador de motor é configurado para receber um ou mais comandos de controle de voo e acionar sinais elétricos através dos eletromagnetos com base em um ou mais comandos de controle de voo. A pluralidade de eletromagnetos é configurada para emitir campos eletromagnéticos correspondentes aos sinais elétricos para acionar os magnetos do rotor do rotor para rotacionar o rotor em torno do eixo do rotor, rotacionar a lâmina de rotor em torno do eixo do inclinação neutro da lâmina e fazer com que o rotor gere o pelo menos um dentre o empuxo, o momento de força sobre o eixo de guinada, o momento de força sobre o eixo de inclinação da plataforma ou o momento de força sobre o eixo de rotação da plataforma.

[0006] Pelo menos um aspecto da presente divulgação se refere a um rotor para operação com um estator. O rotor inclui uma base de rotor anular definindo um eixo de rotação e compreendendo uma pluralidade de segmentos de rotor dispostos em torno do estator. Cada segmento de rotor inclui uma parede lateral espaçada a partir do eixo de rotação, uma primeira parede do rotor se estendendo a partir de uma primeira extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, e uma segunda parede do rotor se estendendo a partir de uma segunda extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, a segunda parede do rotor espaçada a partir da primeira parede do rotor, o rotor definindo um eixo do rotor através da primeira parede do rotor e a segunda parede do rotor e paralelo ao eixo de rotação. Cada segmento do rotor inclui pelo menos um primeiro magneto do rotor acoplado à primeira parede do rotor, o pelo menos um primeiro magneto do rotor configurado para manter um primeiro espaço entre a primeira parede do rotor e um primeiro magneto do estator ao longo do eixo do rotor. Cada segmento do rotor inclui pelo menos um segundo magneto do rotor acoplado à segunda parede do rotor, o pelo menos um segundo magneto do rotor configurado para manter um segundo espaço entre a segunda parede do rotor e um segundo magneto do estator ao longo do eixo do rotor. Cada segmento de rotor inclui pelo menos um terceiro magneto de rotor acoplado à parede lateral e espaçado a partir de um ou mais magnetos de propulsão do estator. O rotor é configurado para ser acionado pelos magnetos de propulsão a uma velocidade de rotação por meio do campo magnético de um ou mais magnetos de propulsão interagindo com o pelo menos um terceiro magneto de rotor.

[0007] Pelo menos um aspecto se refere a um estator para operação com um rotor. O estator inclui uma base de estator anular que compreende uma pluralidade de segmentos de estator, a base de estator definindo um eixo central. Cada segmento do estator inclui uma parede lateral, uma estrutura de suporte que se estende a partir da parede lateral, pelo menos um primeiro magneto do estator acoplado a uma primeira superfície da estrutura de suporte, pelo menos um segundo magneto do estator acoplado com uma segunda superfície da estrutura de suporte, oposta à primeira superfície, e pelo menos um magneto de propulsão. O pelo menos um primeiro magneto de estator e o pelo menos um segundo magneto de estator definindo um eixo de estator paralelo ao eixo central, o pelo menos um primeiro magneto de estator configurado para manter um primeiro espaço entre um primeiro magneto de rotor do rotor e o pelo menos um primeiro magneto de estator ao longo do eixo do estator e o pelo menos um segundo magneto de estator configurado para manter um segundo espaço entre um segundo magneto de rotor do rotor e o pelo menos um segundo magneto de estator ao longo do eixo do estator. O pelo menos um magneto de propulsão é acoplado à estrutura de suporte e espaçada a partir de um ou mais terceiros magnetos de rotor do rotor, o pelo menos um magneto de propulsão configurado para emitir um campo magnético responsivo a um sinal de controle para acionar o rotor em torno do eixo central.

[0008] Pelo menos um aspecto se refere a um sistema de controle de rotor. O sistema de controle do rotor inclui um rotor e um estator. O rotor inclui um primeiro componente magnético do rotor alinhado com uma ou mais primeiras bobinas do estator, um segundo componente magnético do rotor alinhado com uma ou mais segundas bobinas do estator e adjacente ao primeiro componente magnético do rotor, um braço conectando o primeiro componente magnético do rotor e o segundo componente magnético do rotor e uma primeira lâmina do rotor fixada ao braço. uma primeira extremidade do braço do braço acoplada ao primeiro componente magnético do rotor e uma segunda extremidade do braço do braço acoplada ao segundo componente magnético do rotor definindo um ângulo do braço que muda com base em uma primeira força magnética aplicada ao primeiro componente magnético do rotor em relação a uma segunda força magnética aplicada ao segundo componente magnético do rotor. A primeira lâmina de rotor se estendendo partir do braço ao longo de um eixo de inclinação de lâmina, a primeira lâmina de rotor definindo um ângulo de inclinação de lâmina em relação ao eixo de inclinação de lâmina, o ângulo de inclinação de lâmina correspondendo ao ângulo de braço. O estator inclui uma pluralidade de eletromagnetos configurados para emitir pelo menos um primeiro campo magnético que aciona o primeiro componente magnético do rotor e um segundo campo magnético que aciona o segundo componente magnético do rotor, responsivo a pelo menos um sinal de controle,

o pelo menos um sinal de controle fazendo com que o primeiro campo magnético aplique a primeira força magnética no primeiro componente magnético do rotor e o segundo campo magnético para aplicar a segunda força magnética no segundo componente magnético para controlar o ângulo de inclinação da lâmina.

[0009] Pelo menos um aspecto se refere a um sistema de controle de rotor. O sistema de controle do rotor inclui um rotor e um estator. O rotor inclui uma base de rotor anular definindo um eixo de rotação e compreendendo uma pluralidade de segmentos de rotor dispostos em torno do estator. Cada segmento de rotor inclui uma primeira lâmina de rotor configurada para ser rotacionada em torno de um eixo de inclinação de lâmina perpendicular ao eixo de rotação, um circuito receptor de energia, um motor que rotaciona usando a energia recebida através do circuito receptor de energia para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do eixo de inclinação de lâmina, um controlador de motor que fornece um sinal de motor para o motor para rotacionar a primeira lâmina do rotor em torno do eixo de inclinação da lâmina responsivo a um sinal de controle e um primeiro transceptor sem fio que recebe o sinal de controle e fornece o sinal de controle para o controlador do motor. O estator inclui um segundo transceptor sem fio que recebe um comando de controle e transmite sem fio o sinal de controle para o primeiro transceptor sem fio com base no comando de controle e um circuito transmissor de energia que emite um campo magnético que interage com o circuito receptor de energia para fornecer energia para o circuito do receptor de energia.

[0010] Pelo menos um aspecto está relacionado a um sistema. O sistema inclui um rotor e um estator. O rotor inclui uma parede lateral, uma primeira parede do rotor se estendendo a partir de uma primeira extremidade da parede lateral e uma segunda parede do rotor se estendendo a partir de uma segunda extremidade da parede lateral, a segunda parede do rotor espaçada da primeira parede do rotor, pelo menos um primeiro magneto do rotor acoplado com a primeira parede do rotor, e pelo menos um segundo magneto do rotor acoplado com a segunda parede do rotor. O estator inclui uma estrutura de suporte que se estende entre a primeira parede do rotor e a segunda parede do rotor, pelo menos um primeiro magneto do estator acoplado com uma primeira superfície da estrutura de suporte e próximo a pelo menos um primeiro magneto do rotor, o pelo menos um primeiro magneto do rotor induzir uma corrente no pelo menos um primeiro magneto do estator correspondente a uma primeira distância entre o pelo menos um primeiro magneto do estator e pelo menos um primeiro magneto do rotor, e pelo menos um segundo magneto do estator acoplado com uma segunda superfície da estrutura de suporte, oposta à primeira superfície e próximo a pelo menos um segundo magneto de rotor, o pelo menos um segundo magneto de estator, eletricamente acoplado com o pelo menos um primeiro magneto de estator, para receber a corrente do primeiro magneto de estator, o pelo menos um segundo magneto de estator emitindo um campo magnético tendo uma intensidade de campo magnético com base na corrente do primeiro magneto de estator, o campo magnético interagindo com o pelo menos um segundo magneto de rotor para controlar uma segunda distância entre o pelo menos um segundo magneto de estator e o pelo menos um segundo magneto de rotor.

[0011] Pelo menos um aspecto está relacionado a um sistema. O sistema inclui um rotor e um estator. O rotor inclui uma parede lateral, uma parede do rotor se estendendo a partir de uma extremidade da parede lateral e pelo menos um magneto do rotor acoplado à parede do rotor. O estator inclui uma estrutura de suporte adjacente à parede do rotor, um primeiro magneto do estator acoplado a uma superfície da estrutura de suporte, próxima a pelo menos um magneto do rotor, o pelo menos um magneto do rotor induzindo uma corrente no primeiro magneto do estator correspondente a um primeiro força magnética de um primeiro campo magnético entre o primeiro magneto de estator e o pelo menos um magneto de rotor e um segundo magneto de estator acoplado à superfície da estrutura de suporte, o segundo magneto de estator eletricamente acoplado ao primeiro magneto de estator, o segundo magneto de estator recebe a corrente do primeiro magneto do estator para controlar uma segunda força magnética de um segundo campo magnético entre o segundo magneto do estator e o pelo menos um magneto do rotor.

[0012] Pelo menos um aspecto está relacionado a um sistema. O sistema inclui um rotor e um estator. O rotor inclui uma parede lateral do rotor definindo um eixo de rotação, pelo menos uma lâmina de rotor acoplada e transversal à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral e um magneto do rotor acoplado à parede lateral ao longo de uma segunda superfície da parede lateral do rotor, oposta à primeira superfície . O estator inclui uma pluralidade de magnetos do estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma superfície de uma parede lateral do estator voltada para a segunda superfície da parede lateral do rotor e um controlador sem fio acoplado à pluralidade de magnetos do estator, o controlador controlando a pluralidade de magnetos do estator para produzir seletivamente um respectivo campo magnético interagindo com o magneto do rotor do rotor para rotacionar o rotor e a lâmina de rotor em torno do eixo de rotação para produzir elevação ao longo do eixo de rotação.

[0013] Pelo menos um aspecto está relacionado a um sistema. O sistema inclui um rotor e um estator. O rotor inclui uma parede lateral do rotor definindo um eixo de rotação, pelo menos uma lâmina de rotor acoplada e transversal à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral e um magneto do rotor acoplado à parede lateral ao longo de uma segunda superfície da parede lateral do rotor, oposta à primeira superfície . O estator inclui uma pluralidade de magnetos do estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma superfície de uma parede lateral do estator voltada para a segunda superfície da parede lateral do rotor e um controlador eletricamente acoplado à pluralidade de magnetos do estator, o controlador controlando a pluralidade de magnetos do estator a uma taxa de comutação para produzir seletivamente um respectivo campo magnético, os campos magnéticos interagindo com o magneto do rotor do rotor para rotacionar o rotor e a lâmina de rotor em uma velocidade de rotação correspondente à taxa de comutação para produzir elevação a uma velocidade de elevação.

[0014] Pelo menos um aspecto está relacionado a um sistema. O sistema inclui um rotor configurado para rotacionar em torno de um eixo de rotação e um estator. O rotor inclui uma parede lateral do rotor, pelo menos uma lâmina de rotor acoplada rotativamente com a parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral, a pelo menos uma lâmina de rotor rotacionando em torno de um eixo da lâmina se estendendo transversalmente à parede lateral e um primeiro magneto do rotor e um segundo magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo de uma segunda superfície da parede lateral do rotor oposta à primeira superfície. O estator inclui uma pluralidade de primeiros magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma parede lateral do estator voltada para a parede lateral do rotor, pelo menos um da pluralidade de primeiros magnetos de estator próximos ao primeiro magneto de rotor, uma pluralidade de segundos magnetos de estator espaçados dos respectivos primeiros magnetos de estator e circunferencialmente disposto ao longo da parede lateral do estator, pelo menos um da pluralidade de segundos magnetos de estator próximos ao segundo magneto de rotor e um controlador de magneto eletricamente acoplado à pluralidade de primeiros magnetos de estator e à pluralidade de segundos magnetos de estator, o controlador de magneto controlando o pluralidade de magnetos do primeiro estator em uma primeira taxa de comutação e controlar a pluralidade de magnetos do segundo estator em uma segunda taxa de comutação para produzir rotação da lâmina de rotor em torno do eixo da lâmina.

[0015] Pelo menos um aspecto está relacionado a um sistema. O sistema inclui um estator e um rotor. O estator inclui uma pluralidade de magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma superfície do estator. O rotor é configurado para rotacionar em torno de um eixo de rotação e tem uma base de rotor anular em torno do estator. O rotor inclui uma pluralidade de segmentos de rotor. Cada segmento de rotor inclui uma parede lateral espaçada do eixo de rotação tendo uma primeira superfície e uma segunda superfície, oposta à primeira superfície, pelo menos um magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo da primeira superfície, o rotor configurado para ser acionado pela pluralidade de magnetos de estator através de respectivos campos magnéticos da pluralidade de magnetos de estator interagindo com o pelo menos um magneto de rotor e pelo menos uma lâmina de rotor tendo uma primeira extremidade de lâmina acoplada com a segunda superfície da parede lateral e uma segunda extremidade de lâmina, a primeira extremidade e a segunda definindo um comprimento de lâmina do rotor, a segunda extremidade e eixo de rotação definindo um raio de rotação, uma razão do comprimento de lâmina do rotor para o raio de rotação da ponta sendo menor ou igual a 0,75.

[0016] Pelo menos um aspecto está relacionado a um sistema. O sistema inclui um rotor configurado para rotacionar em torno de um eixo de rotação e um estator. O rotor inclui uma parede lateral do rotor, uma primeira lâmina do rotor rotativamente acoplada à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral, a primeira lâmina do rotor rotacionando em torno de um primeiro eixo da lâmina que se estende transversalmente à parede lateral, uma segunda lâmina de rotor rotativamente acoplada à parede lateral ao longo da primeira superfície da parede lateral, a segunda lâmina de rotor rotacionando em torno de um segundo eixo da lâmina que se estende transversalmente à parede lateral, um primeiro conjunto de magnetos do rotor incluindo um primeiro magneto do rotor e um segundo magneto do rotor acoplado à parede lateral ao longo de uma segunda superfície do rotor parede lateral oposta à primeira superfície próxima à primeira lâmina do rotor e um segundo conjunto de magnetos do rotor incluindo um terceiro magneto do rotor e um quarto magneto do rotor acoplado com a parede lateral ao longo da segunda superfície da parede lateral do rotor próxima à segunda lâmina de rotor. O estator inclui uma pluralidade de primeiros magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma parede lateral de estator voltada para a parede lateral de rotor, pelo menos um da pluralidade de primeiros magnetos de estator próximos ao primeiro magneto de rotor e pelo menos um da pluralidade de primeiros magnetos de estator próximos ao terceiro magneto de rotor, uma pluralidade de segundos magnetos de estator espaçados dos respectivos primeiros magnetos de estator e circunferencialmente dispostos ao longo da parede lateral do estator, pelo menos um da pluralidade de segundos magnetos de estator próximos ao segundo magneto de rotor e pelo menos um da pluralidade de segundos magnetos de estator próximo ao quarto magneto de rotor e pelo menos um controlador eletricamente acoplado à pluralidade de primeiros magnetos de estator e à pluralidade de segundos magnetos de estator, o pelo menos um controlador configurado para receber uma instrução de movimento, extrair um movimento desejado da instrução de movimento, gerar uma pluralidade de sinais de controle com base no movimento desejado e fornecer o plu ralidade de sinais de controle para a pluralidade de primeiros magnetos de estator e a pluralidade de segundos magnetos de estator para fazer com que a pluralidade de primeiros magnetos de estator e a pluralidade de segundos magnetos de estator gerem campos magnéticos correspondentes à pluralidade de sinais de controle que acionam os magnetos de rotor de o rotor para rotacionar o rotor em torno do eixo de rotação, rotacionar a primeira lâmina do rotor sobre o eixo da primeira lâmina e rotacionar a segunda lâmina de rotor sobre o segundo eixo da lâmina para produzir o movimento desejado.

[0017] Pelo menos um aspecto se refere a um rotor para operação com um estator. O rotor inclui uma base de rotor anular definindo um eixo de rotação e compreendendo uma pluralidade de primeiros segmentos de rotor dispostos em torno do estator e configurados para serem acionados em uma primeira direção em torno do eixo de rotação e uma pluralidade de segundos segmentos de rotor dispostos em torno do estator adjacente a a pluralidade de primeiros segmentos de rotor e configurados para serem acionados em uma segunda direção em torno do eixo de rotação oposto à primeira direção, cada segmento de rotor incluindo uma parede lateral espaçada do eixo de rotação, uma primeira parede de rotor se estendendo de uma primeira extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação e uma segunda parede do rotor se estendendo de uma segunda extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, a segunda parede do rotor espaçada da primeira parede do rotor, o rotor definindo um eixo do rotor através da primeira parede do rotor e da segunda parede do rotor e paralelo ao eixo de rotação, pelo menos um primeiro magneto do rotor acoplado à primeira parede do rotor, o pelo menos um primeiro magneto do rotor configurado para manter um primeiro espaço entre a primeira parede do rotor e o primeiro magneto do estator ao longo do eixo do rotor, pelo menos um segundo magneto do rotor acoplado com a segunda parede do rotor, o pelo menos um segundo magneto do rotor configurado para manter um segundo espaço entre o segundo parede do rotor e o segundo magneto do rotor ao longo do eixo do rotor, pelo menos um terceiro magneto do rotor acoplado à parede lateral e espaçado de um ou mais magnetos de propulsão do estator, o rotor configurado para ser acionado pelos magnetos de propulsão por meio de um campo magnético do um ou mais magnetos de propulsão interagindo com o pelo menos um terceiro magneto de rotor.

Em algumas modalidades, a pelo menos uma lâmina de rotor é uma primeira lâmina de rotor e o magneto de rotor é um primeiro magneto de rotor, correspondente à primeira lâmina de rotor, a primeira lâmina de rotor configurada para rotacionar em torno do eixo de rotação em uma primeira direção e o rotor inclui uma segunda lâmina de rotor espaçada da primeira lâmina de rotor, a segunda lâmina de rotor acoplada e transversal à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral e um segundo magneto de rotor correspondendo à segunda lâmina de rotor, o segundo magneto de rotor sendo conduzido para conduzir a segunda lâmina de rotor em uma segunda direção em torno do eixo de rotação oposto à primeira direção.

[0018] Aqueles versados na técnica apreciarão que o sumário é apenas ilustrativo e não se destina a ser de forma alguma limitante. Outros aspectos, características inventivas e vantagens dos dispositivos e/ou processos descritos neste documento, conforme definido apenas pelas reivindicações, se tornarão aparentes na descrição detalhada apresentada neste documento e considerada em conjunto com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] O precedente e outros objetos, aspectos, características e vantagens da divulgação se tornarão mais aparentes e melhor compreendidos por referência à seguinte descrição tomada em conjunto com as figuras anexas, nas quais:

[0020] A FIG. 1 é um diagrama esquemático de uma modalidade de uma plataforma de VTOL.

[0021] A FIG. 2 é um diagrama esquemático de uma porção da plataforma de VTOL da FIG. 1.

[0022] A FIG. 3 é um diagrama de blocos de vários sistemas da plataforma de VTOL da FIG. 1.

[0023] A FIG. 4 é uma vista em perspectiva parcial de uma região do motor da plataforma de VTOL da FIG. 1.

[0024] A FIG. 5 é uma vista em seção da região do motor da plataforma de VTOL da FIG. 1.

[0025] A FIG. 6 é um diagrama esquemático de uma modalidade de sistemas de levitação e orientação.

[0026] A FIG. 7 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um sistema de dinâmica de voo de uma plataforma de VTOL.

[0027] A FIG.8 é um diagrama esquemático de controle de inclinação coletivo executado pelo sistema de dinâmica de voo da FIG. 7.

[0028] A FIG. 9 é um diagrama esquemático de controle de inclinação cíclico executado pelo sistema de dinâmica de voo da FIG. 7.

[0029] A FIG. 10 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um controlador de motor de uma plataforma de VTOL.

[0030] A FIG. 11 é um diagrama de blocos de uma modalidade de um estator de uma plataforma de VTOL.

[0031] A FIG. 12 é um diagrama de blocos de um sistema de controle de rotor de uma plataforma de VTOL.

[0032] A FIG. 13 é um diagrama de fluxo de uma modalidade de um método de controle de uma plataforma de VTOL.

[0033] A FIG. 14A é um diagrama esquemático de uma modalidade de um rotor com lâminas de rotor acionadas por motor.

[0034] A FIG. 14B é um diagrama de blocos de uma modalidade de um sistema de controle de rotor usando lâminas de rotor acionadas por motor.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0035] Para fins de leitura da descrição das várias modalidades abaixo, a seguinte enumeração das seções do relatório descritivo e seus respectivos conteúdos podem ser úteis: - A seção A descreve modalidades de sistemas e métodos de uma plataforma de VTOL que opera usando levitação magnética; - A Seção B descreve modalidades de sistemas e métodos de levitação e orientação de uma plataforma de VTOL que opera usando levitação magnética; e - A seção C descreve modalidades de sistemas e métodos de controle de uma plataforma de VTOL que opera usando levitação magnética, incluindo dinâmica de voo, controle de motor e controle de inclinação. A. Sistemas e métodos de plataformas de VTOL usando levitação magnética

[0036] Com referência em geral às FIGS. 1-5, uma plataforma de VTOL de acordo com a presente divulgação pode usar levitação magnética e mecanismos de controle específicos para acionar de forma eficiente um rotor com um estator para permitir decolagem e aterrisagem verticais, bem como operações de controle de voo, como elevação, inclinação, rotação, e controle de guinada. A plataforma de VTOL pode ter fatores de tamanho, peso, potência e custo (SWAP-C) aprimorados em relação aos sistemas existentes, incluindo densidade de potência aumentada em relação aos sistemas baseados em combustão interna. A plataforma de VTOL pode atingir altas taxas de rotação do rotor para uma configuração de plataforma anular.

[0037] A plataforma de VTOL pode ter ruído reduzido em relação aos sistemas existentes com capacidade de desempenho similar, reduzindo a geração de ruído mecânico e aerodinâmico. Os sistemas existentes que dependem da operação mecânica de caixas de engrenagens, placa oscilante e geradores podem gerar ruído significativo. Em turbinas, ruído mecânico pode ser transmitido ao longo da estrutura da turbina e irradiado de suas superfícies, e ruído aerodinâmico pode ser produzido pelo fluxo de ar sobre as lâminas. Em helicópteros, o ruído pode ser gerado pelas interações do rotor principal e do rotor de cauda com o ar. Isso pode ser verificado analisando o espectro de frequência de um helicóptero durante a decolagem: pode haver máximas globais e locais nas respectivas frequências de passagem da lâmina de cada lâmina de rotor. Também pode haver uma distribuição muito grande de potência acústica que varre as frequências mais altas e este ruído de banda larga pode resultar de uma combinação de vários mecanismos de ruído, incluindo a operação da turbina, caixa de engrenagens e transmissão. A presente solução pode abordar essas fontes de ruído usando um trem de força elétrico direto que depende de menos interações entre os componentes mecânicos e também configurando as lâminas de rotor de uma maneira que reduza a geração de ruído. Assim, a presente solução pode reduzir as ineficiências de energia associadas à geração de ruído, bem como os incômodos associados ao ruído que tornam os sistemas existentes menos viáveis para o ambiente urbano e modos de uso pessoal.

[0038] Em algumas modalidades, a plataforma de VTOL inclui um rotor, um estator, um controlador de voo e um controlador de motor. O rotor inclui uma pluralidade de lâminas de rotor orientadas em torno de um eixo de rotor e radialmente espaçadas a partir do estator. Cada lâmina de rotor é acoplada a um braço do rotor de modo que a rotação do braço do rotor faça com que a lâmina de rotor gire em torno de um eixo de inclinação do rotor. O braço de rotor é acoplado a um primeiro magneto de rotor espaçado a partir de um segundo magneto de rotor. O estator inclui uma pluralidade de eletromagnetos. O controlador de voo é configurado para receber uma instrução de movimento, extrair um movimento desejado da instrução de movimento e gerar um ou mais comandos de voo, configurados para fazer com que o rotor gere pelo menos um de empuxo, momento de força em torno de um eixo de guinada, momento de força em torno de um eixo de inclinação de plataforma ou momento de força em torno de um eixo de rotação da plataforma. O controlador de motor é configurado para receber um ou mais comandos de controle de voo e acionar sinais elétricos através dos eletromagnetos com base em um ou mais comandos de controle de voo. A pluralidade de eletromagnetos é configurada para emitir campos eletromagnéticos correspondentes aos sinais elétricos para acionar os magnetos do rotor do rotor para rotacionar o rotor em torno do eixo do rotor, rotacionar a lâmina de rotor em torno do eixo do inclinação neutro da lâmina e fazer com que o rotor gere o pelo menos um dentre o empuxo, o momento de força sobre o eixo de guinada, o momento de força sobre o eixo de inclinação da plataforma ou o momento de força sobre o eixo de rotação da plataforma.

[0039] Com referência agora às FIGS. 1-2, uma plataforma de VTOL 100 inclui um estator 110 que aciona um rotor 120. O rotor 120 pode se estender a partir do estator 110 para um compartimento 130 (por exemplo, uma nacela). Uma estrutura de suporte 140 pode ser montada no estator 110, de modo a fornecer um assento 142 para um operador 144 da plataforma de VTOL 100. Embora as FIGS. 1-2 ilustrem o estator 110 para dentro do rotor 120, o estator 110 pode estar para fora do rotor 120. O rotor 120 pode ser suportado por um sistema de levitação (por exemplo, sistema de levitação 360 descrito com referência à FIG. 3) acoplado ao estator 110 para rotacionar em torno do estator 110. O estator 110 e o rotor 120 podem incluir vários magnetos (por exemplo, magnetos permanentes; bobinas eletromagnéticas; bobinas eletromagnéticas através das quais a corrente pode ser conduzida para fazer com que as bobinas eletromagnéticas gerem campos magnéticos).

[0040] O estator 110 pode usar energia de uma fonte de energia 112 para acionar o rotor 120 emitindo campos eletromagnéticos para acionar os magnetos do rotor 120, incluindo para rotacionar o rotor 120 em torno de um eixo de rotação 122. Por exemplo, o estator 110 pode acionar o rotor 120 com base em sinais de controle recebidos de um controlador, conforme discutido mais adiante neste documento. A fonte de energia 112 pode incluir uma ou mais baterias. A fonte de energia 112 pode ser altamente distribuída e integrada na estrutura de suporte 140, o que pode melhorar a rigidez e reduzir o peso da plataforma de VTOL 100 em comparação com os sistemas existentes.

[0041] O estator 110 pode ter maior eficiência em relação aos sistemas mecânicos existentes. O uso de um acoplamento eletromagnético entre o estator 110 e o rotor 120, em vez de conexões mecânicas, pode melhorar a operação em relação aos sistemas existentes. A fim de alcançar uma plataforma de VTOL com parâmetros de desempenho similares aos que podem ser habilitados pela presente solução em sistemas existentes, seria necessário que o motor acionasse pequenas engrenagens rotacionando muito mais rápido do que um rotor de grande raio, o que poderia resultar em perdas de fricção mecânica significativas, e pesam significativamente mais do que um rotor simples montado em um eixo acionado. Em tais sistemas existentes, pode haver grandes perdas de eficiência devido à relação de engrenagem extrema, grandes dificuldades inerentes de fabricação das grandes estruturas de anel dentado e/ou engrenado, interações mecânicas barulhentas que superam quaisquer benefícios aeroacústicos da geometria do rotor anular e/ou grande, estruturas pesadas usadas para transferência de força que podem aumentar o peso total significativamente. A presente solução pode abordar tais fenômenos usando o estator 110 para acionar o rotor 120 - em algumas modalidades, a presente solução pode produzir um torque distribuído por meio do uso de um motor síncrono elétrico de alta potência, eficiente e responsivo, em vez de uma caixa de engrenagens ou eixo para transferência de torque como o anel do rotor, e pode atuar simultaneamente como o rotor eletromecânico, o eixo motor e o cubo da lâmina, reduzindo assim o peso, as perdas de eficiência e a complexidade mecânica.

[0042] Além disso, em relação ao estator 110 e rotor 120, verificou- se que a densidade de potência do motor aumenta linearmente com o raio do cubo e diminui linearmente com a altura do motor. A presente solução pode implementar tais recursos para configurar o estator 110 para ter um raio relativamente grande e espessura relativamente baixa para aumentar a eficiência e a densidade de energia, permitindo que o estator 110 tenha menos massa e/ou maior saída de energia em relação à base de combustão interna existente sistemas.

[0043] O rotor 120 é mostrado como um rotor anular que pode orbitar em torno do estator 110 e da estrutura de suporte 140. O rotor 120 inclui uma pluralidade de primeiras lâminas 124 (acopladas aos respectivos magnetos, conforme discutido mais adiante neste documento). A pluralidade de primeiras lâminas 124 pode se estender entre o estator 110 e o compartimento

130. Em algumas modalidades, o estator 110 controla um ângulo de inclinação de cada primeira lâmina 124. As primeiras lâminas 124 podem ser acopladas e transversais à (por exemplo, perpendicular à) parede lateral 134. Conforme ilustrado nas FIGS. 1 e 4, cada primeira lâmina 124 pode se estender a partir de uma primeira extremidade da lâmina (por exemplo, raiz da lâmina) 444 acoplada com a parede lateral 134 (por exemplo, segmentos de rotor 132 da parede lateral 134) para uma segunda extremidade da lâmina (por exemplo, ponta da lâmina) 448, que pode ser acoplado ao compartimento 130 ou livre do compartimento 130. A primeira lâmina 124 pode definir um eixo de lâmina 440 que se estende a partir da primeira extremidade da lâmina 444 até a segunda extremidade da lâmina, que pode ser perpendicular ao eixo de rotação 122.

[0044] Em algumas modalidades, o rotor 120 inclui uma pluralidade de segundas lâminas 126, que podem ser similares às primeiras lâminas 124 e podem rotacionar em torno do eixo de rotação 122 de forma independente em relação à pluralidade de primeiras lâminas 124. As segundas lâminas 126 podem ser espaçadas das primeiras lâminas 124, tal como sendo acopladas à parede lateral 134 (por exemplo, segmentos de rotor 132 da parede lateral 134) abaixo das primeiras lâminas 124 ou acopladas a uma segunda parede lateral 134 abaixo das primeiras lâminas 124.

[0045] Ao rotacionar as primeiras lâminas 124 e/ou as segundas lâminas 126, a plataforma de VTOL 100 pode gerar elevação devido à ação das primeiras lâminas 124 e/ou segundas lâminas 126 no ar que passa através da plataforma de VTOL 100. Da mesma maneira, as primeiras lâminas 124 e/ou as segundas lâminas 126 podem ser acionadas de maneira a causar rotação em torno dos eixos de guinada, rotação e/ou inclinação.

[0046] As lâminas de rotor 124, 126 podem ser individualmente emplumadas (por exemplo, superfícies de lâmina alinhadas em um ângulo particular em relação à direção do fluxo de ar) para manter comandos de inclinação cíclicos e coletivos para orientação da plataforma de VTOL 100. Em comparação com os sistemas existentes, nos quais uma placa oscilante pode ser usada para controlar a operação das lâminas de rotor, a presente solução pode controlar individualmente a inclinação de cada lâmina de rotor 124, 126 de uma maneira sem atrito. Sistemas e métodos para controlar a elevação usando rotores contra-rotativos

[0047] Em algumas modalidades, a pluralidade de primeiras lâminas 124 rotaciona em uma primeira direção em torno do eixo de rotação 122, enquanto a pluralidade de segundas lâminas 126 rotaciona em uma segunda direção em torno do eixo de rotação 122 oposto à primeira direção. Como tal, a pluralidade de primeiras lâminas 124 e a pluralidade de segundas lâminas 126 podem ser contra-rotativas. Por exemplo, cada segunda lâmina 126 pode ser acoplada aos respectivos magnetos de rotor 380 que são acionados pelo estator 110 na segunda direção. Conforme discutido adicionalmente neste documento, o circuito de controle 310 pode controlar a operação da pluralidade de primeiras lâminas 124 ao fornecer um primeiro sinal de controle para fazer com que a pluralidade de primeiras lâminas 124 gire em torno do eixo de rotação 122 na primeira direção a uma primeira taxa angular, e controlar a operação da pluralidade de segundas lâminas 126 ao fornecer um segundo sinal de controle para fazer com que a pluralidade de segundas lâminas 126 gire em torno do eixo de rotação 122 na segunda direção a uma segunda taxa angular. O circuito de controle 310 pode gerar o primeiro sinal de controle e o segundo sinal de controle para gerar um movimento desejado da plataforma de VTOL 100. Por exemplo, para permitir que a plataforma de VTOL 100 opere em um modo de flutuação, o circuito de controle 310 pode gerar o primeiro sinal de controle e o segundo sinal de controle, de modo que a primeira taxa angular e a segunda taxa angular sejam configuradas de modo que um equilíbrio de força no VTOL a plataforma 100 é zero em pelo menos uma direção vertical (por exemplo, a força ascendente gerada pela pluralidade de primeiras lâminas 124 neutraliza a gravidade e a força descendente gerada pela pluralidade de segundas lâminas 126). Sistemas e métodos para reduzir o ruído com base na área efetiva do rotor em relação a um centro de rotação

[0048] Em algumas modalidades, as lâminas de rotor 124, 126 são configuradas para permitir um perfil acústico relativamente mais baixo, como para gerar ruído reduzido enquanto gera elevação suficiente para suportar o movimento da plataforma de VTOL 100. Na presente solução, o número de lâminas de rotor 124, 126 pode ser selecionado para ser relativamente alto, com as lâminas tendo espaçamento modulado de fase, para reduzir o ruído enquanto a elevação é mantida. Cada lâmina 124, 126 pode ter um diâmetro de ponta relativamente grande. As lâminas de rotor 124, 126 podem ser posicionadas e alinhadas uma em relação à outra para operar incoerentemente. Como tal, o ruído resultante da interação do rotor 120 e fluido circundante pode ser reduzido. Em algumas modalidades, as lâminas de rotor 124, 126 têm um número Mach de ponta máximo de 0,5 e um número Mach de ponta flutuante de 0,41. Em algumas modalidades, as lâminas de rotor 124, 126 são pelo menos uma de duto ou blindado, o que pode aumentar a geração de elevação, melhorar a segurança e reduzir o ruído irradiado a partir das lâminas de rotor 124, 126. Em algumas modalidades, o compartimento 130 é moldado para refletir o ruído para cima e também pode atenuar o ruído que se desloca para fora do rotor 120.

[0049] Em algumas modalidades, as lâminas de rotor 124, 126 têm um comprimento relativamente curto em relação a um raio de rotação da segunda extremidade da lâmina 448. Por exemplo, as lâminas de rotor 124, 126 podem definir um comprimento de lâmina do rotor da primeira extremidade da lâmina 444 à segunda extremidade da lâmina 448 ao longo do eixo da lâmina 440 (por exemplo, da raiz da lâmina à ponta da lâmina). A segunda extremidade da lâmina 448 pode definir um raio de rotação da segunda extremidade da lâmina 448 para o eixo de rotação 122. As lâminas de rotor 124, 126 podem definir uma razão entre o comprimento de lâmina do rotor e o raio de rotação. Em algumas modalidades, a razão é menor ou igual a 0,75. Em algumas modalidades, a razão é menor ou igual a 0,6 e maior ou igual a 0,3. Por exemplo, conforme ilustrado na FIG. 2, as lâminas de rotor 124, 126 começam para fora do eixo de rotação 122. Em algumas modalidades, a eficiência de uma lâmina de rotor em gerar elevação em função da distância de um centro de rotação (por exemplo, do eixo de rotação 122) é geralmente maior em direção à ponta da lâmina do que a raiz da lâmina. Como tal, a presente solução pode reduzir o ruído com relativamente menos perda de desempenho, selecionando lâminas que operam principalmente na região de alta eficiência.

[0050] Em algumas modalidades, as lâminas de rotor 124, 126 têm uma área eficaz de lâmina relativamente alta ou solidez da lâmina.

A segunda extremidade da lâmina 448 pode definir um primeiro perímetro (por exemplo, um perímetro varrido pela segunda extremidade da lâmina 448 quando a segunda extremidade da lâmina 448 rotaciona em torno do eixo de rotação 122). A parede lateral 134 (ou a extremidade da primeira lâmina 444) pode definir um segundo perímetro, que está dentro do primeiro perímetro.

As lâminas de rotor 124 e/ou 126 também podem definir uma área de rotação da lâmina em um primeiro plano entre o primeiro perímetro e o segundo perímetro (por exemplo, um primeiro plano no qual o primeiro perímetro e o segundo perímetro se encontram). A área de rotação da lâmina pode representar a área varrida pela primeira lâmina do rotor 124 no primeiro plano quando a primeira lâmina do rotor 124 rotaciona em torno do eixo de rotação 122. As lâminas de rotor 124 e/ou as lâminas de rotor 126 podem definir uma área de superfície da lâmina no primeiro plano, que pode representar uma área de superfície das lâminas de rotor 124 e/ou as lâminas de rotor 126 que se encontram no primeiro plano (enquanto o rotor as lâminas 124 ou as lâminas de rotor 126 estão estáveis ou não se movem). A pluralidade de primeiras lâminas de rotor 124 (ou a pluralidade de segundas lâminas de rotor 126) pode definir uma área efetiva de lâmina como uma razão entre a área de superfície da lâmina e a área de rotação da lâmina.

Em algumas modalidades, a área efetiva da lâmina é maior ou igual a 0,4 (por exemplo, em comparação com 0,2 em muitos sistemas existentes). Em algumas modalidades, a área efetiva da lâmina é maior ou igual a 0,6. Por ter uma área efetiva de lâmina aumentada, as lâminas de rotor 124, 126 podem gerar de forma mais eficiente elevação em velocidades e passos mais baixos; a plataforma de VTOL 100 pode alcançar áreas eficazes de lâmina maiores usando métodos sem fricção para conduzir a rotação do rotor 120, o que de outra forma não seria possível usando acoplamentos mecânicos, como placas oscilantes e caixas de engrenagens,

para rotacionar o rotor 120 (ou resultaria em aumento mecânico ruído que compensaria as reduções de ruído da área efetiva aumentada da lâmina)

[0051] A plataforma de VTOL 100 pode incluir uma pluralidade de feixes 150 que se estendem da estrutura de suporte 140 para o compartimento

130. Os feixes 150 podem ser raios de fibra de carbono unidirecionais. Os feixes 150 podem ser varridos e inclinados para aumentar um número de esteiras incidentes das lâminas de rotor 124, 126 agindo em cada feixe 150, espalhando o ângulo de fase das esteiras para atingir a incoerência. Os feixes 150 podem fornecer rigidez radial, vertical e torcional para manter o compartimento 130 seguro em relação à estrutura de suporte 140.

[0052] Com referência agora às FIGS. 3-5, um sistema de VTOL 300 inclui um circuito de controle 310, o estator 110 e o rotor 120. O sistema de VTOL 300 pode ser implementado para controlar a operação da plataforma de VTOL 100 descrita com referência às FIGS. 1-2. O circuito de controle 310 inclui um processador 312 e memória 314. O processador 312 pode ser implementado como um processador de propósito específico, um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC), uma ou mais matrizes de portas programáveis em campo (FPGAs), um grupo de componentes de processamento ou outros componentes de processamento eletrônico adequados. O processador 312 pode ser um sistema de computação distribuído ou um processador multi-núcleos. A memória 314 é um ou mais dispositivos (por exemplo, RAM, ROM, memória flash, armazenamento em disco rígido) para armazenar dados e código de computador para completar e facilitar os vários processos de usuário ou cliente, camadas e módulos descritos na presente divulgação. A memória 314 pode ser ou incluir memória volátil ou memória não volátil e pode incluir componentes de banco de dados, componentes de código de objeto, componentes de script ou qualquer outro tipo de estrutura de informação para suportar as várias atividades e estruturas de informação dos conceitos inventivos divulgados neste documento. A memória 314 está conectada de forma comunicável ao processador 312 e inclui código de computador ou módulos de instrução para executar um ou mais processos descritos neste documento. A memória 314 pode incluir vários circuitos, motores de software e/ou módulos que fazem com que o processador execute os sistemas e métodos descritos neste documento. A memória pode ser distribuída entre dispositivos distintos.

[0053] A memória 314 inclui um controlador de voo 316 e um controlador de motor 318. O controlador de voo 316 pode usar modelos de dinâmica de voo, estado do rotor e leis de controle para converter o movimento desejado do sistema de VTOL 300 em sinais de controle de voo 320 e transmitir os sinais de controle de voo 320 para o controlador de motor 318. O controlador de motor 318 pode receber os sinais de controle de voo 320 e gerar sinais de controle de motor 322 com base nos sinais de controle de voo 320 para controlar a operação do estator 110, a fim de fazer com que a plataforma de VTOL 100 alcance o movimento desejado.

[0054] O sistema de VTOL 300 pode incluir um circuito de comunicações 330. O circuito de comunicação 330 está configurado para receber e transmitir dados. O circuito de comunicações 330 pode incluir eletrônicos de receptor e eletrônicos de transmissor. O circuito de comunicação 330 pode incluir um rádio configurado para comunicação por radiofrequência. O circuito de comunicações 330 pode incluir um rádio de ligação de dados. O circuito de comunicações 330 pode receber e transmitir informações de navegação de/para plataformas remotas.

[0055] O sistema de VTOL 300 pode incluir pelo menos um sensor

334. O pelo menos um sensor 334 pode fornecer dados de sensor para o circuito de controle 310. O pelo menos um sensor 334 pode detectar posição, velocidade, aceleração, altitude, orientação e outros parâmetros de estado do sistema de VTOL 300 (por exemplo, da plataforma de VTOL 100 implementando o sistema de VTOL 300). O pelo menos um sensor 334 pode detectar parâmetros ambientais, como temperatura, pressão do ar e velocidade do vento. O pelo menos um sensor 334 pode incluir pelo menos um dentre uma unidade de medição inercial (que pode incluir um ou mais giroscópios e um ou mais acelerômetros, como três giroscópios e três acelerômetros), um sensor de dados de ar (por exemplo, sensor (es) configurado para detectar e emitir uma indicação de pressão estática) ou uma bússola magnética. O pelo menos um sensor 334 pode incluir um receptor de sistema de navegação global por satélite (GNSS) e/ou um receptor de sistema de posicionamento global (GPS).

[0056] O sistema de VTOL 300 pode incluir uma interface de usuário 340 incluindo um dispositivo de exibição 342 e um dispositivo de entrada de usuário 344. O dispositivo de exibição 342 pode receber dados de exibição do circuito de controle 310 e apresentar os dados de exibição recebidos. O dispositivo de exibição 342 pode incluir vários componentes de exibição, incluindo, mas não se limitando a CRT, LCD, LED orgânico, tela de matriz de pontos e outros. O dispositivo de exibição 342 pode incluir exibições de navegação, exibições de voo primárias, exibições de malas de voo eletrônicas, tablets como computadores iPad® fabricados pela Apple, Inc. ou computadores tablet, exibições de sistema de visão sintética, HUDs com ou sem um projetor, sistemas de orientação frontal, visores vestíveis, relógios, Google Glass® ou outros sistemas HWD. O dispositivo de exibição 342 pode apresentar dados de exibição, como dados de controle de tráfego aéreo, dados meteorológicos, dados de navegação (por exemplo, planos de voo) e informações de terreno.

[0057] O dispositivo de entrada do usuário 344 pode incluir, por exemplo, mostradores, interruptores, botões, telas sensíveis ao toque, teclados, um mouse, joysticks, dispositivos de controle de cursor (CCDs). O dispositivo de entrada do usuário 344 pode incluir uma interface de toque fornecida por um ou mais componentes do dispositivo de exibição 342. O dispositivo de entrada de usuário 344 pode incluir um dispositivo de entrada de áudio configurado para receber informações de áudio (por exemplo, informações faladas de um operador) que o circuito de controle 310 pode processar. O dispositivo de entrada de usuário 344 pode incluir um dispositivo de captura de imagem, de modo que o circuito de controle 310 possa executar funções de processamento de imagem, como controle de gestos, rastreamento de cabeça e/ou rastreamento de olho e gerar instruções de controle com base no processamento de imagem.

[0058] A interface de usuário 340 pode receber uma entrada do usuário e transmitir uma indicação da entrada do usuário 346 para o controlador de voo 316. O controlador de voo 316 pode receber a indicação da entrada do usuário 346, extrair um comando de entrada da indicação da entrada do usuário 346 e determinar um movimento desejado da plataforma de VTOL 100 com base no comando de entrada a fim de gerar os sinais de controle de voo 320 Conjunto de estator aprimorado para uso com um rotor

[0059] O estator 110 inclui um compartimento de estator 350 (por exemplo, uma base de estator anular) suportando uma pluralidade de magnetos de estator 352 (por exemplo, magnetos de propulsão). O compartimento de estator 350 pode incluir uma pluralidade de segmentos de estator 351, que podem ser contíguos, como sendo integrais ou monolíticos, ou podem ser pelo menos parcialmente desconectados, como sendo membros separados ou sendo conectados por extensões que são mais estreitas do que as adjacentes segmentos de estator 351. A pluralidade de magnetos de estator 352 pode ser acionada, cada uma, pelos sinais de controle de motor 322. A pluralidade de magnetos de estator 352 pode ser eletromagnetos. Por exemplo, a pluralidade de magnetos de estator 352 pode incluir bobinas eletromagnéticas que emitem campos eletromagnéticos com base em sinais elétricos acionados através das bobinas eletromagnéticas. As bobinas eletromagnéticas podem ser feitas de vários materiais condutores, incluindo alumínio ou cobre. Em algumas modalidades, o alumínio pode ser usado com base em ser leve, ter alta condutividade térmica e ter uma condutividade elétrica mais do que o dobro do cobre em função da massa (por exemplo, o alumínio pode ser selecionado que tem 61 por cento da condutividade de cobre, mas 30 por cento da massa de cobre para um determinado volume,

permitindo economia de massa compensando o aumento de volume para atingir a mesma classificação de amp. O estator 110 pode incluir um núcleo de ferro laminado 504 adjacente aos magnetos do estator 352, o que pode aumentar a magnitude do campo magnético emitido pelos magnetos do estator

352.

[0060] Em resposta ao recebimento de um sinal de controle de motor particular 322, cada magneto de estator 352 pode produzir um campo eletromagnético correspondente 354. Cada magneto de estator 352 pode variar uma magnitude do campo eletromagnético emitido 354 em função do tempo, dependendo do sinal de controle do motor recebido 322. Por exemplo, se o sinal de controle do motor 322 tiver valores variáveis de parâmetros, como amplitude e frequência, a amplitude e a frequência do campo eletromagnético 354 podem variar de forma similar.

[0061] Conforme descrito adicionalmente neste documento, o estator 110 pode incluir magnetos 362a, 362b, 364a e 364b de LGS 360 que podem interagir com os magnetos de rotor 372, 374 para manter os respectivos espaços entre o estator 110 e o rotor 120 e, por sua vez, receber elevação de o rotor 120 para levantar o estator 110. Por exemplo, conforme os magnetos de estator 352 emitem campos eletromagnéticos 354, a elevação gerada pela rotação do rotor 120 pode fazer com que o rotor 120 se mova para cima (por exemplo, mais perto do magneto 372 e mais longe do magneto 374); como resultado, o rotor 120 aplica força através dos magnetos 372, 374 no estator 110, levantando o estator 110 conforme a operação dos magnetos 362a, 362b, 364a e 364b se ajustam às forças aplicadas pelo rotor 120 e transferem as forças para o compartimento do estator 350. Conjunto de rotor aprimorado para uso com um estator

[0062] O rotor 120 inclui uma base de rotor 128. A base do rotor 128 pode ser anular, estendendo-se em torno do eixo de rotação 122 e definindo um espaço entre a base do rotor 128 e o compartimento do estator 350. A base de rotor 128 pode incluir uma pluralidade de segmentos de rotor 132. Cada segmento de rotor 132 pode incluir uma parede lateral 134 espaçada do eixo de rotação 122. Os segmentos de rotor 132 podem ser contíguos, tal como cada segmento de rotor 132 sendo conectado a segmentos de rotor adjacentes 132 ou sendo integral ou monolítico. Os segmentos de rotor 132 podem ser pelo menos parcialmente desconectados, como por serem membros separados ou sendo conectados por extensões que são mais estreitas do que os segmentos de rotor adjacentes 132 em uma direção perpendicular ao eixo de rotação 122.

[0063] O rotor 120 inclui uma pluralidade de magnetos de rotor 380 dispostos em torno do rotor 120. Um ou mais magnetos de rotor 380 podem ser acoplados às paredes laterais 134 correspondentes. Cada magneto de rotor 380 pode ser acionado por campos eletromagnéticos correspondentes emitidos pela pluralidade de magnetos de estator 352. A pluralidade de magnetos de rotor 380 pode ser magnetos permanentes, que podem ter uma densidade de fluxo mais alta do que magnetos supercondutores para os fatores de forma da presente solução. Em algumas modalidades, a pluralidade de magnetos de rotor 380 (e, em algumas modalidades, os magnetos 372 do LGS 360 descritos abaixo) incluem magnetos permanentes de neodímio, que podem ter intensidades de campo magnético de até 1 Tesla e podem ser configurados geometricamente em Matrizes Halbach para aumentar a intensidade do campo magnético até 1,4T. A natureza variável no tempo dos campos eletromagnéticos 354 gerados pela pluralidade de magnetos de estator 352, juntamente com o posicionamento dos magnetos de estator 352, pode conduzir a pluralidade de magnetos de rotor 380 para rotacionar em torno de um eixo de rotor (por exemplo, eixo de rotação 122 mostrado na FIG. 2).

[0064] Cada lâmina de rotor 124, 126 pode ser mecanicamente acoplada a pelo menos um magneto de rotor 380. Em algumas modalidades, conforme os magnetos do rotor 380 rotacionam, os magnetos do rotor 380 podem ser acionados diferencialmente em torno do eixo de rotação 122 pela propulsão 416 causada pelo estator 110, as lâminas de rotor 124, 126 irão rotacionar em torno de um eixo de inclinação. Como mostrado na FIG. 4, conforme as lâminas de rotor 124, 126 rotacionam, a elevação 402 pode ser gerada. Uma roda rotatória 508 (por exemplo, borracha, roda rotatória de náilon) pode ser posicionada entre o estator 110 e o rotor 120 para permitir que o rotor 120 seja suportado e continue a rotacionar em relação ao estator 110 quando o rotor 120 estiver rotacionando abaixo de uma velocidade limiar no qual o rotor 120 gera elevação suficiente que, quando combinado com a levitação do sistema de levitação 360, supera a gravidade para levitar o rotor

120. A roda rotatória 508 pode se estender entre o estator 110 e o rotor 120 para separar o estator 110 e o rotor 120.

[0065] As lâminas de rotor 124, 126 podem ser feitas de uma construção composta. A pele de fibra composta das lâminas 124, 126 pode transferir as cargas centrífugas e de flexão das lâminas 124, 126 para um eixo 418 (por exemplo, um eixo de punho de embandeiramento). Em algumas modalidades, o eixo 418 é resistido contra as cargas centrífugas e aerodinâmicas por um par de mancais de encosto 420, que podem incluir buchas de latão para compensar os momentos de flexão e cisalhamento primários das lâminas de rotor 124, 126. O rotor 120 pode incluir um anel de suporte 422, que pode ser um conjunto modular de um aro de caixa montando os conjuntos de lâmina (por exemplo, cada lâmina 124, 126 e o eixo correspondente 418 e rolamentos 420) e magnetos de acionamento 380. O anel de suporte 422 pode incluir placas de extremidade de discos ocos 424 para conter os magnetos 372, 374. B. Sistemas e métodos de levitação e orientação de uma plataforma de VTOL

[0066] Com referência agora às FIGS. 3-5 e agora à FIG. 6, o sistema de VTOL 300 inclui um sistema de levitação e orientação (LGS) 360, que mantém uma posição (e orientação) do rotor 120 em relação ao estator 110, incluindo para permitir que o estator 110 receba elevação do rotor 120 através de um espaço de ar entre o rotor 120 e o estator 110 a fim de mover a plataforma de VTOL 100. Sistemas e métodos para manter a levitação de um rotor em relação a um estator

[0067] A presente solução pode manter a levitação de um rotor (por exemplo, rotor 120) em relação a um estator (por exemplo, estator 110). Em implementações em que o estator aciona um rotor, pode ser necessário que o rotor seja espaçado do estator (por exemplo, para limitar o atrito, por exemplo). As implementações e modalidades descritas neste documento espaçam o rotor do estator, mesmo onde o estator e o rotor estão levitando do solo.

[0068] Em algumas modalidades, um sistema inclui um rotor e um estator. O rotor inclui uma parede lateral e duas paredes do rotor que se estendem das duas extremidades da parede lateral, de modo que as duas paredes do rotor estão espaçadas uma da outra. O rotor inclui um primeiro e um segundo magneto de rotor acoplado às respectivas paredes do rotor. O estator inclui uma estrutura de suporte que se estende entre as paredes do rotor. O estator inclui um magneto do estator (por exemplo, um primeiro magneto do estator) acoplado a uma primeira superfície da estrutura de suporte adjacente a um dos magnetos do rotor (por exemplo, o primeiro magneto do rotor). O primeiro magneto do rotor induz uma corrente no primeiro magneto do estator correspondente a uma distância entre o primeiro magneto do estator e o primeiro magneto do rotor. O estator inclui outro magneto de estator (por exemplo, um segundo magneto de estator) acoplado a uma segunda superfície da estrutura de suporte adjacente ao segundo magneto de rotor. Os magnetos do estator são eletricamente acoplados um ao outro, de modo que o segundo magneto do estator receba corrente do primeiro magneto do estator. O segundo magneto de estator emite um campo magnético tendo uma força de campo magnético com base na corrente do primeiro magneto de estator. O campo magnético do segundo magneto do estator interage com o segundo magneto do rotor para controlar uma distância entre o pelo menos um segundo magneto do estator e o pelo menos um segundo magneto do rotor.

[0069] Por exemplo, com referência ainda às FIGS. 3-5 e 6, o LGS 360 pode manter uma posição do rotor 120 ao longo do eixo de rotação 122 (por exemplo, verticalmente) em relação ao estator 110. Por exemplo, o LGS 360 pode incluir uma pluralidade de primeiros magnetos 362 e uma pluralidade de segundos magnetos 364 (também referidos neste documento como magnetos de estator) que são bobinas eletromagnéticas passivas e eletricamente acopladas, de modo que um fluxo magnético total através dos primeiros magnetos 362 e os segundos magnetos correspondentes 364 são zero (por exemplo, o LGS 360 estabelece uma condição de fluxo nulo). Os magnetos 362, 364 podem ser acoplados às respectivas superfícies de uma estrutura de suporte 510 do estator 110 que se estende entre as paredes do rotor 512, 514 e adjacente a uma parede lateral 516 do rotor 120. Os magnetos 362, 364 podem ser dispostos ao longo de um eixo do estator.

[0070] Conforme o rotor 120 rotaciona (por exemplo, devido ao magneto 352 acoplado à estrutura de suporte do estator 110 acionando o magneto 380 acoplado à parede lateral 516 do rotor 120), as lâminas 124, 126 geram elevação 402. O LGS 360 recebe a elevação por meio dos primeiros magnetos 362 conforme o rotor 120 se move verticalmente ao longo do eixo do rotor 122 e transfere a elevação para o compartimento do estator 350, fazendo com que a plataforma de VTOL 100 seja elevada. O LGS 360 estabiliza a posição do rotor 120 em uma direção perpendicular ao eixo do rotor 122. Por exemplo, conforme uma porção do rotor 120 se move para mais perto ou mais longe do estator 110, o LGS 360 puxará ou empurrará o rotor 120 de volta para uma posição de equilíbrio.

[0071] Conforme o rotor 120 rotaciona e é levantado devido à elevação 402 gerada pelas lâminas de rotor 124, 126, magnetos 372, 374 (também referidos neste documento como magnetos do rotor) que estão acoplados às respectivas paredes do rotor 512, 514 do rotor 120 campos magnéticos 410, 412 que aplicam as respectivas forças nos magnetos 362,

364. Os magnetos 372, 374 podem ser magnetos permanentes. Os magnetos 372, 374 podem ser dispostos ao longo de um eixo de rotor que se estende paralelo ao eixo de rotação do rotor 120. Em algumas modalidades, magneto (s) 372 e magneto (s) 362 podem ser alinhados, e magneto (s) 374 e magneto (s) 364 podem ser alinhados. Em algumas implementações, o eixo do rotor pode ser alinhado com o eixo do estator de modo que cada um dos magnetos 362, 364, 372, 374 esteja alinhado.

[0072] A magnitude da força associada ao campo magnético 410 aumentará conforme os terceiros magnetos 372 se movem mais perto da pluralidade de primeiros magnetos 362, enquanto a magnitude do campo magnético 412 diminuirá conforme os quartos magnetos 374 se movem mais longe dos segundos magnetos 364 (ou vice versa). O movimento do rotor 120 ao longo do eixo do rotor 122 pode ocorrer devido a vários fenômenos durante a operação do sistema de VTOL 300, incluindo, mas não se limitando a quando a rotação do rotor 120 resulta na elevação 402. Em particular, como a rotação do rotor 120 resulta na elevação 402, o rotor 120 será conduzido verticalmente, aplicando uma força vertical líquida no estator 110. Em algumas modalidades, porque os primeiros magnetos 362 são eletricamente acoplados aos segundos magnetos 364, a corrente induzida nos primeiros magnetos 362 devido ao campo magnético 410 aumentar em magnitude será conduzida para os segundos magnetos 364 (por exemplo, devido ao fluxo nulo condição), fazendo com que a magnitude do campo magnético 412 aumente, por sua vez puxando os quartos magnetos 374 para mais perto dos segundos magnetos 364 e, assim, mantendo uma posição do rotor 120 em relação ao estator 110 ao longo do eixo do rotor 122. A força repulsiva associada à estabilização implementada pelo LGS 360 pode ser linear, o que pode facilitar o efeito de estabilização.

Sistemas e métodos para orientação aprimorada de um rotor em relação a um estator

[0073] A presente solução pode permitir uma melhor orientação de um rotor em relação a um estator (por exemplo, rotor 120, estator 110), de modo a manter o rotor em uma posição apropriada ao longo de um eixo perpendicular ao eixo de rotação 122 em resposta ao rotor se movendo mais perto para ou mais longe do estator. Em implementações em que o estator aciona um rotor, o rotor pode ter uma tendência a se deslocar lateralmente durante a rotação (por exemplo, devido a forças centrífugas e centrípetas). Como resultado de tais deslocamentos laterais, o rotor e o estator podem ficar desalinhados, o que pode fazer com que o sistema funcione incorretamente ou mesmo se torne inoperante. As implementações e modalidades descritas neste documento mantêm a posição do rotor em relação ao estator para evitar o desalinhamento.

[0074] Em algumas modalidades, um sistema inclui um rotor e um estator. O rotor inclui uma parede lateral e uma parede do rotor que se estende de uma extremidade da parede lateral. O rotor inclui um magneto de rotor acoplado à parede do rotor. O estator inclui uma estrutura de suporte adjacente à parede do rotor. O estator inclui um primeiro magneto de estator e um segundo magneto de estator. Os magnetos do estator são acoplados a uma superfície da estrutura de suporte próxima ao magneto do rotor. Os magnetos do estator podem ser eletricamente acoplados um ao outro. O magneto do rotor pode induzir uma corrente no primeiro magneto do estator correspondente a uma força magnética entre o primeiro magneto do estator e o magneto do rotor. O segundo magneto do estator pode receber a corrente do primeiro magneto do estator para controlar uma força magnética entre o segundo magneto do estator e o magneto do rotor.

[0075] Como mostrado nas FIGS. 4 e 6, os primeiros magnetos 362 (por exemplo, magnetos de estator) incluem pares de primeiros magnetos 362, um primeiro magneto 362a radialmente para dentro e um primeiro magneto

362b radialmente para fora.

Os segundos magnetos 364 (por exemplo, magnetos de estator) incluem de forma similar um segundo magneto interno 364a e um segundo magneto externo 364b.

Em algumas modalidades, o primeiro magneto 362a é eletricamente acoplado ao primeiro magneto 362b e o segundo magneto 364a é eletricamente acoplado ao segundo magneto 364b, permitindo uma condição de fluxo nulo similar entre os magnetos correspondentes 362, 364. Em uma posição de equilíbrio, os magnetos 362a, 364a estão para dentro dos magnetos correspondentes 372, 374 (por exemplo, magnetos de rotor) e os magnetos 362b, 364b estão para fora dos magnetos correspondentes 372, 374. Se o rotor 120 se deslocar em direção ao estator 110, a magnitude dos campos magnéticos 376 mudará para neutralizar o deslocamento.

Por exemplo, conforme o rotor 120 e, assim, os magnetos 372, 374 se deslocam para mais perto do eixo do rotor 122, os magnetos 372, 374 se deslocarão em direção aos magnetos 362a, 364a e, ainda, dos magnetos 362b, 364b.

Como tal, a distância entre os magnetos 372, 374 e os magnetos 362a, 364a aumenta.

Por sua vez, a magnitude de um primeiro campo 604a (por exemplo, uma força magnética do primeiro campo magnético 604a) entre o magneto 372 e o magneto 362a aumentará, enquanto a magnitude de um segundo campo 604b (por exemplo, uma força magnética do segundo campo magnético 604b) entre o magneto 372 e o magneto 362b diminuirá (da mesma forma para o magneto 374 e os magnetos 364a, 364b). À medida que a magnitude do campo 604a aumenta, a corrente é induzida no magneto 362a.

Como os magnetos 362a, 362b estão eletricamente acoplados, as mudanças nas correntes induzidas entre os magnetos 362a, 362b irão neutralizar o movimento do magneto 372 e, assim, mover o rotor 120 de volta para a posição de equilíbrio.

A corrente induzida entre os magnetos 362a, 362b, 364a, 364b pode controlar a força magnética entre os magnetos 372, 374 e os magnetos 362a, 362b, 364a, 364b para mover o rotor 120 de volta para a posição de equilíbrio.

C. Sistemas e métodos de controle de uma plataforma de VTOL

[0076] Com referência agora às FIGS. 7-9, um controlador de voo 700 é mostrado de acordo com uma modalidade da presente divulgação. O controlador de voo 700 pode incorporar recursos do controlador de voo 316 descrito com referência à FIG. 3, incluindo para gerar instruções para controlar o movimento de uma plataforma de VTOL (por exemplo, plataforma de VTOL 100 descrita com referência às FIGS. 1-3). Por exemplo, o controlador de voo 700 pode gerar comandos para causar empuxo, guinada, inclinação e movimento de rotação da plataforma de VTOL (por exemplo, empuxo, momento de força sobre o eixo de guinada, momento de força sobre o eixo de inclinação da plataforma, momento de força sobre a plataforma eixo do rolo). Sistemas e métodos para controle de acionamento de um rotor de levitação magnética

[0077] A presente solução pode ser usada para controlar a operação do rotor 120 para controlar o movimento da plataforma de VTOL 100, de modo a fazer com que o rotor 120 gere elevação. Em algumas modalidades, o controlador de voo 700 inclui um modelo de dinâmica de voo 702. O modelo de dinâmica de voo 702 pode calcular variáveis associadas ao movimento da plataforma de VTOL 100. Por exemplo, o modelo de dinâmica de voo 702 pode modelar relações entre empuxo, arrasto e gravidade agindo na plataforma de VTOL 100. O modelo de dinâmica de voo 702 pode calcular a elevação correspondente às forças que atuam na plataforma de VTOL 100. O modelo de dinâmica de voo 702 pode incluir uma função que calcula um empuxo gerado por cada lâmina de rotor (por exemplo, lâminas de rotor 124, 126) com base em um ângulo de inclinação de cada lâmina de rotor; da mesma forma, o modelo de dinâmica de voo 702 pode calcular um empuxo total gerado por todas as lâminas de rotor (por exemplo, uma magnitude e direção do empuxo total) com base no ângulo de inclinação de todas as lâminas de rotor.

[0078] O controlador de voo 700 inclui um controlador de dinâmica de voo 704. O controlador de dinâmica de voo 704 pode incluir leis de controle de dinâmica de voo usadas para gerar comandos de controle 708 para fazer com que a plataforma de VTOL 100 execute o movimento desejado, como controlar seletivamente (por exemplo, via controlador de motor 1000 e sistema de estator 1100, conforme descrito abaixo) o estator magnetos 352 para produzir os respectivos campos magnéticos que interagem com os magnetos do rotor 380 para rotacionar o rotor 120 em torno do eixo de rotação 122 para gerar elevação e para controlar a operação das lâminas de rotor 124, 126 para controlar um ângulo das lâminas de rotor 124, 126 sobre respectivos eixos de lâmina 440. Em particular, o controlador de dinâmica de voo 704 pode gerar um comando vertical 708a, um comando de inclinação 708b, um comando de guinada 708c e um comando de rotação 708d. O controlador de dinâmica de voo 704 pode gerar os comandos 708a, 708b, 708c, 708d mapeando os ângulos de inclinação de cada lâmina de rotor ao empuxo correspondente gerado por cada lâmina de rotor e mapeando o empuxo de cada lâmina de rotor para o empuxo resultante (por exemplo, empuxo total), guinar, lançar e rotacionar. O controlador de dinâmica de voo 704 pode gerar o comando 708b para um momento de força sobre o eixo de guinada, o comando 708c para um momento de força sobre o eixo de inclinação e o comando 708d para um momento de força sobre o eixo de rotação.

[0079] O controlador de dinâmica de voo 704 pode gerar o comando vertical 708a para indicar um movimento vertical desejado da plataforma de VTOL 100. Por exemplo, o controlador de dinâmica de voo 704 pode gerar o comando vertical 708a para indicar uma elevação desejada a ser alcançada pela plataforma de VTOL 100.

[0080] O controlador de dinâmica de voo 704 pode gerar o comando vertical 708a para executar o controle coletivo de inclinação do rotor para gerar aceleração vertical, de modo que os discos superior e inferior do rotor (por exemplo, disco superior correspondendo às lâminas de rotor 124, disco inferior correspondendo às lâminas de rotor 126, como mostrado nas FIGS. 1-5) pode aumentar ou diminuir o empuxo igualmente para negar o torque de guinada em um centro da plataforma de VTOL 100. O controlador de dinâmica de voo 704 pode gerar o comando vertical 708a para controlar o empuxo mudando coletivamente um ângulo de inclinação de cada uma das lâminas de rotor 124, 126, independente de uma posição angular de cada lâmina de rotor 124, 126 em relação ao eixo de rotação 122.

[0081] Por exemplo, como mostrado na FIG. 8, o controlador de dinâmica de voo 704 pode fazer com que as lâminas de rotor 800 (por exemplo, ilustrando uma implementação das lâminas de rotor 124 ou lâminas de rotor 126) tenham um ângulo de inclinação resultando em impulsos individuais 802 paralelos a um eixo do rotor 806, resultando em impulso total 804 paralelo ao eixo do rotor 806. A FIG. 8 ilustra cada lâmina de rotor 800 tendo um mesmo ângulo de inclinação em torno dos respectivos eixos de inclinação, tal como eixo de inclinação 808 ilustrado para uma das lâminas de rotor 800. Sistemas e métodos para controle de inclinação independente das lâminas de rotor para obter o controle direcional

[0082] A presente solução pode ser usada para controlar de forma independente a inclinação de cada lâmina de rotor 800, permitindo o controle direcional da plataforma de VTOL (por exemplo, controle de empuxo, inclinação, guinada, rotação). Por exemplo, o controlador de dinâmica de voo 704 pode executar o controle de inclinação do rotor cíclico para controlar a inclinação e rotação da plataforma de VTOL 100. Por exemplo, como mostrado na FIG. 9, o controlador de dinâmica de voo 704 pode fazer com que uma primeira lâmina de rotor 900 tenha uma inclinação correspondente a um impulso maior 902a do que as lâminas de rotor restantes 900, particularmente do que um impulso menor 902b da lâmina de rotor 900 oposta à primeira lâmina de rotor 900, resultando em um empuxo total 904 tendo um componente horizontal em relação ao eixo do rotor 906, o componente horizontal correspondendo a uma maior quantidade de empuxo sendo gerado em um primeiro lado do eixo do rotor 906 onde a primeira lâmina do rotor 900 está localizada. Como será descrito com referência às FIGS. 11-12, conforme as lâminas de rotor 900 rotacionam em torno do eixo do rotor 906, o controlador de dinâmica de voo 704 pode fazer com que cada lâmina de rotor 900 atinja um ângulo de inclinação desejado em função da posição da lâmina de rotor 900. Por exemplo, para atingir o empuxo total 904 ilustrado na FIG. 9 por um período de tempo desejado, o controlador de dinâmica de voo 704 pode gerar comandos para fazer com que cada lâmina de rotor 900 mude seu ângulo de inclinação através dos vários ângulos de inclinação mostrados na FIG. 9 conforme as lâminas de rotor 900 rotacionam em torno do eixo do rotor 906. Conforme discutido adicionalmente neste documento, o ângulo de inclinação de cada lâmina de rotor 900 pode ser controlado através de vários mecanismos, como um motor acoplado à lâmina de rotor 900 para rotacionar a lâmina de rotor 900 ou magnetos do rotor acoplados à lâmina de rotor 900 que podem ser acionados por magnetos de estator para rotacionar a lâmina de rotor 900.

[0083] Em algumas modalidades, o controlador de dinâmica de voo 704 usa uma entrada de operador 706 (que pode ser recebida da interface de usuário 340 descrita com referência à FIG. 3) para gerar os comandos de controle 708. Por exemplo, o controlador de dinâmica de voo 704 pode extrair instruções de movimento indicadas pela entrada do operador para gerar os comandos de controle 708. Em algumas modalidades, o controlador de dinâmica de voo 704 usa um piloto automático para gerar os comandos de controle 708. Por exemplo, o piloto automático pode fornecer um destino alvo para o controlador de dinâmica de voo 704, tal como um ponto de referência em um plano de voo. O piloto automático pode fornecer uma pluralidade de destinos alvo ao longo do tempo para definir um caminho para a plataforma de VTOL 100 seguir (por exemplo, um caminho através de uma pluralidade de pontos de referência).

[0084] O controlador de dinâmica de voo 704 pode usar o modelo de dinâmica de voo 702 para gerar os comandos de controle 708. Por exemplo, o controlador de dinâmica de voo 704 pode usar o modelo de dinâmica de voo 702 para calcular uma elevação que se espera ser gerada pelo rotor 120 dados ângulos de inclinação das lâminas de rotor. O controlador de dinâmica de voo 704 pode executar as leis de controle de dinâmica de voo para converter instruções indicativas do movimento desejado (por exemplo, instruções extraídas via entrada do operador indicando movimento desejado para uma altitude mais elevada a uma determinada velocidade vertical e velocidade do ar) e usar o modelo de dinâmica de voo 702 para determinar como controlar a operação das lâminas de rotor 900 para gerar a elevação, guinada, inclinação e/ou rotação esperada para atingir o movimento desejado.

[0085] O controlador de dinâmica de voo 704 emite os comandos de controle 708 para uma primeira rede 710. A primeira rede 710 pode ser um barramento de comunicação, como um barramento de rede de área de controlador (CAN), um barramento de rede de interconexão local (LIN) ou uma rede operativa de jittering preenchida (PJON). A primeira rede 710 pode operar usando um protocolo de pilha de rede de pilha de micro controle.

[0086] Com referência agora à FIG. 10, um controlador de motor 1000 é mostrado de acordo com uma modalidade da presente divulgação. O controlador de motor 1000 pode incorporar recursos do controlador de motor 318 descrito com referência à FIG. 3, incluindo a geração de instruções eletrônicas para controlar a operação de um estator de uma plataforma de VTOL (por exemplo, estator 110 e plataforma de VTOL 100 descrita com referência às FIGS. 1-3).

[0087] O controlador de motor 1000 inclui pelo menos um circuito de controle de motor 1002. Por exemplo, como mostrado na FIG. 10, o controlador de motor 1000 inclui um primeiro circuito de controle de motor 1002a, um segundo circuito de controle de motor 1002b e um terceiro circuito de controle de motor 1002c. O pelo menos um circuito de controle de motor 1002 pode receber comandos de controle da primeira rede 710 (por exemplo, comandos de controle 708 como descrito com referência à FIG. 7) e gerar sinais de controle de motor 1004 para serem enviados para o estator 110 através da segunda rede 1006. A segunda rede 1006 pode ser similar à primeira rede 710.

[0088] Por exemplo, como mostrado na FIG. 10, o primeiro circuito de controle do motor 1002a pode enviar o primeiro sinal de controle do motor 1004a, o segundo circuito de controle do motor 1002b pode enviar o segundo sinal de controle do motor 1004b e o terceiro circuito de controle do motor 1002c pode enviar o terceiro sinal de controle do motor 1004c. Em algumas modalidades, o número de circuitos de controle de motor 1002 corresponde ao número de fases de operação de magnetos do estator 110; por exemplo, o controlador de motor 1000 mostrado na FIG. 10 pode ser configurado para operação trifásica. O controlador de motor 1000 pode executar controle síncrono do estator 110 e pode manter uma velocidade constante de rotação do rotor 120 mantendo uma frequência de fonte dos sinais de controle do motor 1004, incluindo para qualquer condição de carga que seja menor do que uma carga máxima nominal .

[0089] Como será descrito com referência adicional à FIG. 11, o pelo menos um circuito de controle de motor 1002 pode gerar os sinais de controle de motor 1004 para fazer com que formas de onda específicas sejam aplicadas a eletromagnetos do estator 110 a fim de causar movimento resultante de magnetos do rotor 120. O controlador de motor 1000 inclui um codificador de posição 1004 que recebe um sinal de posição 1010 de uma terceira rede 1008. A terceira rede 1008 pode ser similar à primeira rede 710 e à segunda rede

1006.

[0090] O sinal de posição 1010 indica posições de magnetos do rotor 120, que o codificador de posição 1004 pode converter em dados de posição que o pelo menos um circuito de controle de motor 1002 pode usar para determinar quais eletromagnetos do estator 110 controlar (e, assim, como gerar as formas de onda a serem aplicadas aos eletromagnetos do estator 110).

Sistemas e métodos para disparar dinamicamente bobinas de estator independentes para controlar a velocidade de rotação do rotor

[0091] Com referência agora à FIG. 11, um sistema de estator 1100 é mostrado de acordo com uma modalidade da presente divulgação. O sistema de estator 1100 pode incorporar recursos do estator 110 descritos com referência às FIGS. 1-5. O sistema de estator 1100 inclui pelo menos um controlador de magneto 1102, como controladores de magneto 1102a, 1102b e 1102c, que podem cada um executar uma fase de um esquema de controle trifásico. O pelo menos um controlador de magneto 1102 recebe sinais de controle de motor 1004 da segunda rede 1006. Por exemplo, conforme representado na FIG. 11, o primeiro controlador de magneto 1102a recebe o primeiro sinal de controle de motor 1004a, o segundo controlador de magneto 1102b recebe o segundo sinal de controle de motor 1004b e o terceiro controlador de magneto recebe o terceiro sinal de controle de motor 1004c. O sistema de estator 1100 pode ser usado para acionar independentemente eletromagnetos do estator 110 (por exemplo, bobinas do estator) ou grupos de eletromagnetos para campos magnéticos de saída que podem ser usados para rotacionar o rotor 110 nas taxas de rotação desejadas em torno do eixo de rotação 122.

[0092] O sistema de estator 1100 inclui uma pluralidade de eletromagnetos (por exemplo, bobinas eletromagnéticas). A FIG. 11 ilustra nove pares de eletromagnetos 1110, 1112; 1114, 1116; 1118, 1120; 1122, 1124; 1126, 1128; 1130, 1132; 1134, 1136; 1138, 1140. Um eletromagneto de cada par pode ser fornecido em um trilho de estator correspondente 404 ou 408, como mostrado na FIG. 4. Por exemplo, os eletromagnetos 1110, 1114, 1118, 1122, 1126, 1130, 1134, 1138 e 1142 podem ser fornecidos no trilho do estator 404 e os eletromagnetos 1112, 1116, 1120, 1124, 1128, 1132, 1136, 1140 e 1144 pode ser fornecido no trilho do estator 408. Embora a FIG. 11 ilustra o sistema de estator 1100 incluindo nove pares de eletromagnetos controlados pelos três controladores de magneto 1102a, 1102b e 1102c, será entendido que o sistema de estator 1100 pode incluir tais módulos adicionais de controladores de magneto e eletromagnetos - por exemplo, o sistema de estator 1100 pode incluir um anel circunferencial de controladores de magneto e eletromagnetos para permitir que o sistema de estator 1100 acione o rotor 120 de todo o eixo de rotação 122.

[0093] O primeiro controlador de magneto 1102a pode controlar a operação dos eletromagnetos 1110, 1112; 1122, 1124; e 1134, 1136. Por exemplo, o primeiro controlador de magneto 1102a pode transmitir sinais de controle de magneto individuais para cada um dos eletromagnetos 1110, 1112; 1122, 1124; e 1134, 1136. Em algumas modalidades, o sistema de estator 1100 inclui um primeiro atuador 1142 acoplado ao eletromagneto 1110 e um segundo atuador 1144 acoplado ao eletromagneto 1112. O primeiro atuador 1142 e o segundo atuador 1144 podem ser implementados usando um circuito de comutação, tal como um transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico (MOSFET). O sistema de estator 1100 pode incluir um atuador acoplado a cada eletromagneto (como representado na FIG. 11).

[0094] O pelo menos um controlador de magneto 1102 pode transmitir sinais de controle de magneto para controlar a operação dos eletromagnetos, tal como executando modulação de largura de pulso (PWM) com base nos sinais de controle de motor recebidos 1004 para controlar pelo menos um de uma corrente ou uma tensão do sinal de controle de magneto emitido com base nos sinais de controle de motor recebidos 1004. Por exemplo, ao aumentar um ciclo de trabalho dos sinais de controle usando PWM, o pelo menos um controlador de magneto 1102 pode fazer com que os eletromagnetos gerem campos magnéticos com intensidades de campo relativamente maiores. O primeiro controlador de magneto 1102a pode transmitir um primeiro sinal de controle de magneto para fazer com que o primeiro atuador 1142 acione um primeiro sinal elétrico através do eletromagneto 1110, fazendo com que o eletromagneto 1110 emita um primeiro campo magnético correspondente e pode transmitir um segundo sinal de controle de magneto para fazer com que o segundo atuador 1142 acione um segundo sinal elétrico através do eletromagneto 1112 para emitir um segundo campo magnético correspondente. Como os controladores de magneto 1102 controlam os eletromagnetos (por exemplo, com base na saída de força magnética dos eletromagnetos, com base em uma taxa de comutação entre os eletromagnetos que emitem campos magnéticos e assim por diante), o controlador de magneto 1102 pode controlar a velocidade de rotação do rotor 120 em relação ao estator 110. A taxa de comutação pode corresponder a uma taxa de corrente sendo conduzida através dos respectivos eletromagnetos ou uma taxa de saída de pulso pelo pelo menos um controlador de magneto 1102. Os controladores de magneto 1102 podem modificar a taxa de comutação alterando uma taxa pela qual os eletromagnetos são sequencialmente excitados para produzir um respectivo campo magnético. Os controladores de magneto 1102 podem modificar a força magnética (por exemplo, com base na magnitude da intensidade do campo magnético do respectivo campo magnético) aumentando a corrente, aumentando o ciclo de trabalho e assim por diante. Por exemplo, o controlador magnético 1102 pode aumentar a força magnética para aumentar a velocidade de rotação, aumentar a taxa de comutação para aumentar a velocidade de rotação e assim por diante. Ao aumentar a velocidade de rotação, as lâminas de rotor 124, 126 podem produzir mais elevação. Em algumas modalidades, o controlador de magneto 1102a pode controlar os eletromagnetos 1110, 1112; 1122, 1124; e 1134, 1136 a uma primeira taxa de comutação e o segundo controlador de magneto 1102b pode controlar os eletromagnetos 1114, 1116; 1126, 1128; e 1138, 1140 em uma segunda taxa de comutação diferente da primeira taxa de comutação.

[0095] O segundo controlador de magneto 1102b pode controlar a operação dos eletromagnetos 1114, 1116; 1126, 1128; e 1138, 1140. Por exemplo, o segundo controlador de magneto 1102b pode transmitir sinais de controle de magneto individuais para cada um dos eletromagnetos 1114, 1116; 1126, 1128; e 1138, 1140. O terceiro controlador de magneto 1102c pode controlar a operação dos eletromagnetos 1118, 1120; 1130, 1132; e 1142,

1144. Por exemplo, o terceiro controlador de magneto 1102c pode transmitir sinais de controle de magneto individuais para cada um dos eletromagnetos 1118, 1120; 1130, 1132; e 1142, 1144. Como os controladores de magneto 1102 controlam os eletromagnetos (por exemplo, com base na saída de força magnética dos eletromagnetos, com base em uma taxa de comutação entre os eletromagnetos que emitem campos magnéticos e assim por diante), o controlador de magneto 1102 pode controlar a velocidade de rotação do rotor 120 em relação ao estator 110. Os controladores de magneto 1102 podem modificar a taxa de comutação alterando uma taxa pela qual os eletromagnetos são sequencialmente excitados para produzir um respectivo campo magnético. Por exemplo, o controlador magnético 1102 pode aumentar a força magnética para aumentar a velocidade de rotação, aumentar a taxa de comutação para aumentar a velocidade e assim por diante. Ao aumentar a velocidade, as lâminas de rotor 124, 126 podem produzir mais elevação. Sistemas e métodos para disparar dinamicamente bobinas de estator independentes para controlar a inclinação da lâmina do rotor

[0096] A presente solução pode ser usada para controlar os ângulos de inclinação das lâminas de rotor 1164, acionando e controlando independentemente a operação de eletromagnetos ou grupos de eletromagnetos do sistema de estator 1100, por sua vez controlando os respectivos campos magnéticos produzidos pelos eletromagnetos que interagem com o rotor 120 e seus magnetos. Por exemplo, os controladores de magneto 1102 podem enviar sinais de controle com ciclos de trabalho, magnitudes, taxas de comutação ou outros parâmetros que controlam seletivamente os eletromagnetos do sistema de estator 1100 para emitir campos magnéticos desejados. Na configuração representada na FIG. 11, o terceiro controlador de magneto 1102c emitiu um sinal de controle de magneto para fazer com que o eletromagneto 1120 gerasse um campo eletromagnético

1152. O terceiro controlador de magneto 1102c configura o campo eletromagnético 1152 para repelir um primeiro magneto de rotor 1160 (por exemplo, um magneto de rotor inferior dos dois magnetos de rotor 380 interagindo com a lâmina de rotor 124, como mostrado nas FIGS. 4-5), tal como cronometrando uma magnitude e polaridade do campo eletromagnético 1152 para repelir um pólo lateral de atraso correspondente do primeiro magneto de rotor 1160. O segundo controlador de magneto 1102b emitiu um sinal de controle de magneto para fazer com que o eletromagneto 1128 gerasse um campo eletromagnético 1154, que está configurado para atrair o primeiro magneto de rotor 1160, tal como cronometrando uma magnitude e polaridade do campo eletromagnético 1154 para atrair um correspondente pólo do lado principal do primeiro magneto de rotor 1160. Como tal, o sistema de estator 1100 pode acionar o primeiro magneto de rotor 1160 a uma velocidade desejada ao longo da direção 1170 controlando o tempo, magnitude e/ou polaridade dos campos magnéticos emitidos. Da mesma maneira, na configuração representada na FIG. 11, o primeiro controlador de magneto 1102a emitiu um sinal de controle de magneto para fazer com que o eletromagneto 1122 emitisse um campo eletromagnético 1156 para repelir um pólo do lado retardado de um segundo magneto de rotor 1162 e o terceiro controlador de magneto 1102c emitiu um sinal de controle de magneto para fazer com que o eletromagneto 1130 produza um campo eletromagnético 1158 para atrair um pólo do lado principal do segundo magneto do rotor 1162, conduzindo assim o segundo magneto do rotor 1162 a uma velocidade desejada (que pode ser diferente da velocidade na qual o primeiro magneto do rotor 1160 é conduzido) ao longo da direção 1170.

[0097] A lâmina de rotor 1164 é acoplada ao primeiro e segundo magnetos de rotor 1160, 1162 e, portanto, pode ser acionada ao longo da direção 1170 pelo movimento do primeiro e segundo magnetos de rotor 1160,

1162. Como tal, o sistema de estator 1100 pode gerar elevação desejada com base na velocidade na qual a lâmina de rotor 1164 é acionada, bem como o ângulo de inclinação em que a lâmina de rotor 1164 é orientada. Como será descrito com referência adicional à FIG. 12, o sistema de estator 1100 pode retardar e conduzir seletivamente o primeiro e o segundo magnetos do rotor 1162, 1164 em relação um ao outro (com base nos sinais de controle do motor 1004 recebidos do controlador do motor 1000) para ajustar o ângulo de inclinação da lâmina de rotor 1164, permitindo o controle de levantamento, guinada, inclinação e rotação. Além disso, o sistema de estator 1100 pode manter a sincronicidade com os magnetos do rotor 1160, 1162 devido à atração e repulsão combinadas aplicadas a cada par de magnetos do rotor 1160, 1162.

[0098] À medida que os magnetos do rotor 1160, 1162 são conduzidos ao longo da direção 1170, o pelo menos um controlador de magneto 1102 pode continuar a usar os sinais de controle do motor recebidos 1004 para ativar seletivamente os eletromagnetos (incluindo os eletromagnetos representados 1110, 1112; 1114, 1116; 1118, 1120; 1122, 1124; 1126, 1128; 1130, 1132; 1134, 1136; 1138, 1140) e, assim, conduzir os magnetos do rotor 1160, 1162 ao longo de uma rotação completa em torno do sistema de estator

1100.

[0099] O sistema de estator 1100 inclui um codificador de posição

1104. O codificador de posição 1104 pode transmitir um sinal de posição indicando uma posição de cada lâmina de rotor (por exemplo, lâmina de rotor 1164) através da terceira rede 1008 para o codificador de posição 1004 do controlador do motor 1000, de modo que o controlador do motor 1000 possa usar a posição de cada lâmina de rotor para gerar sinais de controle de motor apropriados 1004 para transmitir para o sistema de estator 1100. O codificador de posição 1004 pode ser distribuído por todo o estator 110 de uma maneira semelhante à configuração do sistema de estator 1100 mostrado na FIG. 11 pode ser distribuído por todo o estator 110 para permitir a operação circunferencial completa.

[0100] O codificador de posição 1104 pode incluir um codificador de força eletromotriz traseira (EMF) que mede um EMF traseiro de cada eletromagneto do sistema de estator 1100 e determina as posições dos magnetos do rotor 1160, 1162 e, portanto, das lâminas de rotor 1164, com base no de volta EMF. Por exemplo, em cada estado de controle do motor, o codificador de posição 1104 pode detectar um EMF traseiro de uma seleção distribuída de eletromagnetos não alimentados do sistema de estator 1100; o cruzamento por zero do sinal de voltagem em cada um dos eletromagnetos pode indicar a passagem dos magnetos de rotor correspondentes 1160, 1162 sobre o centro da bobina de eletromagneto. O codificador de posição 1104 e/ou o codificador de posição 1004 do controlador de motor 1000 podem usar uma alta resolução das posições do magneto do rotor, combinada com um filtro de Kalman para produzir uma medição de alta velocidade e previsão da posição/inclinação da lâmina para um grande número de lâminas, a fim de gerar sinais de controle de motor 1004 com temporização altamente precisa. Sistemas e métodos para controle de inclinação de lâmina variável

[0101] A presente solução pode permitir várias soluções para controle independente e variável de inclinação das lâminas de rotor (por exemplo, lâminas de rotor 124, 126, 1164), permitindo o controle direcional da plataforma de VTOL 100 com base nos passos individuais e coletivos ( por exemplo, ângulo de inclinação) das lâminas de rotor. Em implementações em que a plataforma de VTOL 100 é usada como um veículo, pode ser desejável mover a plataforma de VTOL 100 em diferentes direções. Os sistemas e métodos descritos neste documento podem modificar o ângulo de inclinação das lâminas de rotor para atingir um movimento geral desejado do rotor e, assim, a plataforma de VTOL 100.

[0102] Em algumas modalidades, o sistema inclui um rotor e um estator. O rotor inclui um primeiro componente magnético do rotor alinhado com uma ou mais primeiras bobinas do estator. O rotor inclui um segundo componente magnético do rotor alinhado com uma ou mais segundas bobinas de estator e adjacente ao primeiro componente magnético do rotor. O rotor inclui um braço conectando o primeiro componente magnético do rotor e o segundo componente magnético do rotor. Uma primeira extremidade do braço do braço é acoplada ao primeiro componente magnético do rotor e uma segunda extremidade do braço do braço acoplada ao segundo componente magnético do rotor que, em conjunto, definem um ângulo do braço que muda com base em uma primeira força magnética aplicada ao primeiro rotor magnético componente em relação a uma segunda força magnética aplicada ao segundo componente magnético do rotor. O rotor inclui uma primeira lâmina de rotor fixada ao braço, a primeira lâmina de rotor se estendendo do braço ao longo de um eixo de inclinação de lâmina. A primeira lâmina do rotor define um ângulo de inclinação da lâmina em relação ao eixo de inclinação de lâmina com o ângulo de inclinação da lâmina correspondendo ao ângulo do braço. O estator inclui uma pluralidade de eletromagnetos configurados para emitir pelo menos um primeiro campo magnético que aciona o primeiro componente magnético do rotor e um segundo campo magnético que aciona o segundo componente magnético do rotor responsivo ao (s) sinal (is) de controle. Os sinais de controle fazem com que o primeiro campo magnético aplique a primeira força magnética no primeiro componente magnético do rotor e o segundo campo magnético aplique a segunda força magnética no segundo componente magnético para controlar o ângulo de inclinação da lâmina.

[0103] Em algumas modalidades, o sistema inclui um rotor e um estator que rotaciona o rotor em torno de um eixo de rotação. O rotor inclui uma base de rotor anular definindo o eixo de rotação e incluindo uma pluralidade de segmentos de rotor dispostos em torno do estator. Cada segmento de rotor inclui uma primeira lâmina de rotor configurada para ser rotacionada em torno de um eixo de inclinação de lâmina perpendicular ao eixo de rotação. Os segmentos do rotor incluem um circuito receptor de energia. Os segmentos de rotor incluem um motor que rotaciona usando a energia recebida através do circuito receptor de energia para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do eixo de inclinação de lâmina. Os segmentos de rotor incluem um controlador de motor que fornecer um sinal de motor ao motor para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do eixo de inclinação de lâmina em resposta a um sinal de controle. Os segmentos de rotor incluem um primeiro transceptor sem fio que recebe o sinal de controle e fornece o sinal de controle para o controlador do motor. O estator inclui um segundo transceptor sem fio que recebe um comando de controle e transmite sem fio o sinal de controle para o primeiro transceptor sem fio com base no comando de controle. O estator inclui um circuito transmissor de energia que emite um campo magnético que interage com o circuito receptor de energia para fornecer energia ao circuito receptor de energia.

[0104] Com referência agora à FIG. 12, um sistema de controle de rotor 1200 é mostrado de acordo com uma modalidade da presente divulgação. O sistema de controle de rotor 1200 pode permitir o controle de inclinação de lâmina sem atrito e pode evitar dificuldades que podem surgir da aplicação de abordagens de controle de inclinação tradicionais aos fatores de forma alcançados pela presente solução. Por exemplo, os sistemas existentes normalmente usam uma placa oscilante para transferir entradas de controle direcional para o controle de inclinação do rotor. No entanto, quando aplicado a um raio maior rotacionando a uma taxa de rotação comparável, a velocidade radial do cubo do anel pode ser significativamente maior, o que pode resultar em perdas por atrito muito maiores, requer mais material para suportar cargas cíclicas na resistência à fadiga, resultando em maior soluções de rolamentos mais fortemente reforçadas, podem exigir métodos de resfriamento intrincados, podem resultar em grandes quantidades de desgaste e mais manutenção, e podem aumentar o ruído mecânico do carregamento cíclico de rolamentos de alta velocidade que podem mitigar o desempenho de ruído aprimorado que poderia ser alcançado pelo anular e configuração do motor elétrico. O sistema de controle do rotor 1200 pode evitar essas dificuldades conduzindo a rotação da lâmina de rotor usando campos eletromagnéticos controlados através de um entreferro.

[0105] Como mostrado na FIG. 12, o sistema de controle do rotor 1200 inclui um primeiro (por exemplo, superior) elemento magnético 1202 suportando o primeiro rotor magnético 1160 e um segundo (por exemplo, inferior) elemento magnético 1204 suportando o segundo magneto do rotor

1162. O primeiro membro de magneto 1202 é acoplado ao segundo membro de magneto 1204 por um braço 1206. Uma lâmina de rotor (por exemplo, lâmina de rotor 1164 descrita com referência à FIG. 11) é fixada ao braço 1206, de modo que quando o braço 1206 rotaciona em torno de um eixo de inclinação (estendendo-se para a vista mostrada na FIG. 12) perpendicular a uma direção de movimento 1208 dos membros de magneto 1202, 1204 (a direção de movimento 1208 sendo em torno de um eixo de rotor (por exemplo, eixo de rotação 122 mostrado na FIG. 2)), um ângulo de inclinação 1210 da lâmina de rotor irá variar.

[0106] Um eletromagneto do trilho do estator superior 404 emite um primeiro campo eletromagnético que aplica uma primeira força no primeiro magneto do motor 1160, fazendo com que o primeiro elemento de magneto 1202 seja conduzido para frente na direção 1211. A primeira força dependerá da corrente elétrica conduzida através do eletromagneto do trilho do estator superior 404 (conforme descrito com referência à FIG. 11), bem como uma relação espacial entre o trilho do estator superior 404 e o primeiro magneto do motor 1160. Da mesma maneira, um eletromagneto do trilho de estator inferior 408 emite um segundo campo eletromagnético que aplica uma segunda força no segundo magneto de rotor 1162 para conduzir o segundo elemento de magneto 1204 para frente na direção 1212. Com base nas posições iniciais dos membros do magneto 1202, 1204 e nas magnitudes da primeira e da segunda forças, os membros do magneto 1202, 1204 se moverão para as posições resultando em uma distância de atraso/avanço 1218 entre os membros do magneto 1202, 1204 (por exemplo, conforme medido a partir dos planos 1214, 1216 nas extremidades dos membros magnéticos 1202, 1204). A distância de atraso/avanço 1218 corresponde ao ângulo de inclinação 1210, conforme o braço 1206 é fixado aos membros de magneto 1202, 1204 e rotacionará conforme a distância de atraso/avanço 1218 muda.

[0107] Em várias modalidades, a força de sincronização dos campos eletromagnéticos que o estator (por exemplo, estator 110, sistema de estator 1100) aplica aos magnetos do rotor 1160, 1162 pode ser aproximadamente a mesma em magnitude que uma força motriz máxima do estator. Como tal, o sistema de controle de rotor 1200 pode ser configurado de modo que o estator e os membros de magneto correspondentes 1202, 1204 (por exemplo, magnetos de rotor 1160, 1162) sejam dimensionados para produzir um campo eletromagnético em movimento através de um entreferro entre os trilhos do estator 404, 408 e membros de magneto 1202, 1204 que é grande o suficiente para que uma força motriz linear mínima do estator para um membro de magneto individual 1202, 1204, entre as fases, seja maior do que uma combinação máxima das seguintes forças: o arrasto da lâmina de pico na lâmina de rotor (por exemplo, lâmina de rotor 1164), uma força reacionária de um momento de inclinação aerodinâmica de pico sobre uma corda de 1/4 da lâmina de rotor e uma força reacionária de uma inércia rotacional máxima da lâmina em torno de um eixo de difusão da lâmina de rotor em um máximo cíclico ajuste de inclinação em operação de sobre velocidade. Em várias dessas modalidades, o número de lâminas de rotor pode ser selecionado com base em tais fatores, já que poucas lâminas podem levar a grandes matrizes de magneto montadas em cada cubo da lâmina de rotor e muitas lâminas de rotor podem levar a um aumento de peso.

[0108] Com referência agora à FIG. 13, um método 1300 para controlar a operação de uma plataforma de VTOL é mostrado de acordo com uma modalidade da presente divulgação. O método 1300 pode ser implementado usando vários sistemas e componentes aqui divulgados, incluindo a plataforma de VTOL 100, o sistema de VTOL 300, o controlador de voo 700, o controlador de motor 1000, o sistema de estator 1100 e o sistema de controle de rotor 1200.

[0109] Em 1305, um controlador de voo de uma plataforma de VTOL recebe uma instrução de movimento indicando um movimento desejado da plataforma de VTOL. A instrução de operação pode ser recebida de uma interface de usuário configurada para receber uma entrada do usuário. A instrução de operação pode ser recebida de um piloto automático; por exemplo, o movimento desejado pode ser indicado como movimento em direção a um ponto de referência de um plano de voo.

[0110] Em 1310, o controlador de voo gera um ou mais comandos de controle de voo com base no movimento desejado. O controlador de voo pode usar um modelo de dinâmica de voo para gerar um ou mais comandos de controle de voo. Por exemplo, o controlador de dinâmica de voo pode usar o modelo de dinâmica de voo para calcular uma sustentação que se espera que seja gerada por um rotor da plataforma de VTOL, dados os ângulos de inclinação das lâminas de rotor da plataforma de VTOL. O controlador de dinâmica de voo pode executar as leis de controle de dinâmica de voo para converter instruções indicativas do movimento desejado (por exemplo, instruções extraídas via entrada do operador indicando movimento desejado para uma altitude mais elevada a uma determinada velocidade vertical e velocidade do ar) e usar o modelo de dinâmica de voo para determinar como controlar a operação das lâminas de rotor para gerar a elevação, guinada, inclinação e/ou rotação esperada para atingir o movimento desejado. Em algumas modalidades, o controlador de voo gera um ou mais comandos de controle de voo para executar o controle coletivo de inclinação para fazer com que a plataforma de VTOL gere elevação. Em algumas modalidades, o controlador de voo gera um ou mais comandos de controle de voo para executar o controle de inclinação cíclico para fazer com que a plataforma de VTOL gere movimento sobre ângulos de inclinação e/ou rotação.

[0111] Em 1315, um controlador de motor gera um ou mais sinais de controle de motor com base no (s) comando (s) de controle de voo. O controlador do motor pode gerar os sinais de controle do motor para fazer com que formas de onda específicas sejam aplicadas aos eletromagnetos de um estator da plataforma de VTOL, a fim de fazer com que os eletromagnetos gerem campos eletromagnéticos esperados para fazer com que a plataforma de VTOL execute o movimento desejado indicado pelo instrução de movimento. Em algumas modalidades, o controlador do motor recebe um sinal de posição indicando as posições das lâminas de rotor, que o controlador do motor pode usar para gerar os sinais de controle do motor para controlar individualmente a operação de cada lâmina de rotor. O controlador do motor pode gerar os sinais de controle do motor e fornecer os sinais de controle do motor, por meio de um ou mais transceptores, para controlar a operação dos motores acoplados às lâminas de rotor para rotacionar as lâminas de rotor para os ângulos de inclinação desejados.

[0112] Em 1320, o estator aciona os eletromagnetos do estator com base nos sinais de controle do motor. Por exemplo, o estator pode usar uma pluralidade de controladores de magneto para acionar sinais elétricos na corrente e/ou tensão desejada para cada eletromagneto com base nos sinais de controle do motor. Os controladores magnéticos podem executar PWM para conduzir sinais elétricos através de cada eletromagneto. Em algumas modalidades, os controladores de magneto operam circuitos de comutação, como circuitos MOSFET, para conduzir seletivamente sinais elétricos através de cada eletromagneto com base nos sinais de controle do motor. Em algumas modalidades, os magnetos de levitação/orientação dos campos magnéticos de saída do estator que interagem com os magnetos correspondentes do rotor para rotacionar o rotor.

[0113] Em 1325, os eletromagnetos emitem campos eletromagnéticos correspondentes aos sinais elétricos acionados através de cada eletromagneto. Os magnetos do rotor, por sua vez, são movidos pelos campos eletromagnéticos. Em algumas modalidades, o rotor inclui uma pluralidade de lâminas de rotor, cada uma acoplada a um par de magnetos por meio de um braço de rotor, de modo que o movimento seletivo dos magnetos possa variar um ângulo de inclinação da lâmina de rotor, resultando em elevação, guinada, inclinação desejada, e/ou rotação. Em algumas modalidades, os motores do rotor recebem energia através dos campos eletromagnéticos e usam a energia para rotacionar as respectivas lâminas de rotor.

[0114] Com referência agora às FIGS. 14A e 14B, um sistema de controle de rotor 1400 é mostrado de acordo com uma modalidade da presente divulgação. Vários elementos e componentes mostrados na modalidade representada nas FIGS. 14A e 14B são similares aos elementos e componentes descritos acima com referência à FIG. 1 - 13. Portanto, os mesmos números de referência são usados para indicar recursos similares. O sistema de controle do rotor 1400 é mostrado para incluir um controlador de lâmina 1402. O controlador de lâmina 1402 pode ser qualquer elemento, dispositivo, componente, roteiro, etc. projetado ou implementado para controlar o movimento das lâminas de rotor 124, 126 para produzir ou atingir um movimento desejado. O controlador de lâmina 1402 pode ser similar em alguns aspectos ao controlador de voo 700 descrito acima. Em algumas implementações, o controlador de lâmina 1402 pode ser incorporado em ou um componente do controlador de voo 700. O controlador de lâmina 1402 pode ser configurado para determinar um ângulo de inclinação desejado para a (s) lâmina (s) de rotor 124, 126 (por exemplo, um ângulo de inclinação da lâmina) . O controlador de lâmina 1402 pode determinar (por exemplo, com base em um registro de comandos mantido, com base em dados de um codificador acoplado direta ou indiretamente à lâmina de rotor 124, 126, etc.) uma posição atual da (s) lâmina (s) de rotor 124, 126 O controlador de lâmina 1402 pode ser configurado para modificar o ângulo de inclinação para a (s) lâmina (s) de rotor 124, 126 para atingir o ângulo de inclinação desejado para resultar em um movimento desejado. Conforme descrito em mais detalhes abaixo, o controlador de lâmina 1402 pode ser configurado para gerar sinais de controle de motor para um motor 1404 acoplado à (s) lâmina (s) de rotor 124, 126 para mover a (s) lâmina (s) de rotor 124, 126 para o ângulo de inclinação desejado .

[0115] O controlador de lâmina 1402 pode ser configurado para gerar sinais de controle do motor para se comunicar com o motor 1404 para mover o motor 1404. Em algumas implementações, o controlador de lâmina 1402 pode gerar um sinal de Modulado por Largura de Pulso (PWM) para o motor 1404. O sinal de PWM pode ter um ciclo de trabalho que move o motor em um determinado número de etapas ou ângulo de rotação. O controlador de lâmina 1402 pode comunicar os sinais de controle do motor para o motor através do estator 110. Em algumas implementações, cada lâmina de rotor 124, 126 pode corresponder a um controlador de lâmina dedicado 1402. Em outras implementações, uma pluralidade de lâminas de rotor 124, 126 pode ser controlada por um controlador de lâmina comum 1402.

[0116] O controlador de lâmina 1402 é mostrado como sendo acoplado a um transceptor 1406 do estator 110, o qual está acoplado de forma comunicável a um transceptor 1408 do rotor 120. Os transceptores 1406, 1408 podem ser qualquer dispositivo (s), componente (s), elemento (s), circuito (s), etc. projetados ou implementados para transmitir dados sem fio à distância. Os transceptores 1406, 1408 podem ser configurados para se comunicar de acordo com vários protocolos. Por exemplo, os transceptores 1406, 1408 podem ser configurados para se comunicar por meio de um protocolo de transmissão de dados ZigBee (por exemplo, alta frequência). Em ainda outras modalidades, os transceptores 1406, 1408 podem ser configurados para se comunicar através de um protocolo de comunicação de campo próximo (NFC), um protocolo de Identificação por Radiofrequência (RFID), um infravermelho (IR) ou outro protocolo de transmissão de comunicação óptica em espaço livre, etc.

[0117] O estator 110 é mostrado para incluir um circuito de transmissão de energia 1410. O circuito transmissor de energia 1410 pode ser qualquer dispositivo (s), componente (s), elemento (s) ou circuito (s) projetado ou implementado para transmitir energia à distância. O rotor 120 pode incluir correspondentemente um circuito receptor de energia 1412. O circuito receptor de energia 1412 pode ser qualquer dispositivo (s), componente (s), elemento (s) ou circuito (s) projetado ou implementado para receber energia à distância. O circuito receptor de energia 1412 pode ser qualquer dispositivo (s), componente (s), elemento (s) ou circuito (s) projetado ou implementado para receber energia à distância. Em algumas implementações, o circuito transmissor de energia 1410 e o circuito receptor de energia 1412 podem ser acoplados um ao outro por meio de acoplamento magneto dinâmico. Em outras implementações, o circuito transmissor de energia 1410 e o circuito receptor de energia 1412 podem ser acoplados um ao outro por meio de acoplamento indutivo (por exemplo, Qi ou alguma outra forma de acoplamento indutivo), acoplamento indutivo ressonante, acoplamento de laser e assim por diante. O circuito receptor de energia 1412 pode ser configurado para transferir a energia recebida do circuito receptor de energia 1410 para o transceptor 1408 do rotor 120 e para o motor 1404. Assim, o transceptor 1408 e o motor 1404 podem ser alimentados sem fio. Em algumas implementações, o circuito receptor de energia 1412 pode incluir um circuito de retificação (por exemplo, através de conjuntos de diodos) para retificar uma fonte AC para acionar uma carga DC conforme necessário. Em algumas implementações, o circuito receptor de energia 1412 pode incluir um circuito elevador ou abaixador para aumentar (ou diminuir) uma tensão/corrente/energia para acionar uma carga ou dispositivo específico (como o motor 1404 ou transceptor 1408 do rotor 120).

[0118] O transceptor 1408 do rotor 120 pode ser configurado para receber sinais de controle do motor sem fio do transceptor 1406 do estator 110. O transceptor 1408 pode ser configurado para fornecer os sinais de controle do motor para o motor 1404. O motor 1404 pode ser configurado para acionar a (s) lâmina (s) de rotor 124, 126. O motor 1404 pode ser ou incluir vários tipos de motor1404 projetados ou implementados para controlar a posição da (s) lâmina (s) do rotor 124, 126. Por exemplo, o motor 1404 pode ser um motor

BM-BLDC núcleo de ar. Em outras modalidades, o motor 1404 pode ser um motor de inclinação, um servo atuador de dente de engrenagem (por exemplo, controle remoto (RC)) motor, um núcleo de ferro PM-BLDC ou outro tipo de motor. O motor 1404 pode ser configurado para receber os sinais de controle do motor do controlador de lâmina 1402 por meio dos transceptores 1406,

1408. O rotor 120 pode incluir um codificador acoplado ao motor 1404 e/ou lâmina (s) de rotor 124, 126 configurado para detectar uma posição do motor 1404 e/ou lâmina (s) de rotor 124, 126. O codificador pode ser configurado para fornecer dados correspondentes à posição do motor 1404/lâmina (s) de rotor 124, 126 para o controlador de lâmina 1402, que o controlador de lâmina 1402 usa como retroalimentação para ajustar a posição da (s) lâmina (s) de rotor 124, 126.

[0119] As referências a "ou" podem ser interpretadas como inclusivas, de modo que quaisquer termos descritos usando "ou" podem indicar qualquer um, mais de um e todos os termos descritos. As referências a pelo menos um de uma lista conjuntiva de termos podem ser interpretadas como uma OU inclusiva para indicar qualquer um, mais de um e todos os termos descritos. apenas 'A', apenas 'B', bem como 'A' e 'B'. Essas referências usadas em conjunto com "compreendendo" ou outra terminologia aberta podem incluir itens adicionais.

[0120] A construção e o arranjo dos sistemas e métodos, conforme mostrado nas várias modalidades exemplares, são apenas ilustrativos. Embora apenas modalidades de exemplo tenham sido descritas em detalhes nesta divulgação, muitas modificações são possíveis (por exemplo, variações em tamanhos, dimensões, estruturas, formas e razões dos vários elementos, valores de parâmetros, arranjos de montagem, uso de materiais, cores, orientações, etc.). Por exemplo, a posição dos elementos pode ser invertida ou de outra forma variada e a natureza ou o número de elementos ou posições discretas podem ser alterados ou variados. Consequentemente, tais modificações se destinam a ser incluídas no escopo da presente divulgação. A ordem ou sequência de quaisquer etapas do processo ou método pode ser variada ou sequenciada novamente de acordo com modalidades alternativas. Outras substituições, modificações, mudanças e omissões podem ser feitas no projeto, condições operacionais e arranjo das modalidades exemplares sem se afastar do escopo da presente divulgação.

[0121] A presente divulgação contempla métodos, sistemas e produtos de programa em qualquer meio legível por máquina para realizar várias operações. As modalidades da presente divulgação podem ser implementadas usando processadores de computador existentes, ou por um processador de computador de propósito especial para um sistema apropriado, incorporado para este ou outro propósito, ou por um sistema com fio. As modalidades dentro do escopo da presente divulgação incluem produtos de programa compreendendo mídia legível por máquina para transportar ou ter instruções executáveis por máquina ou estruturas de dados armazenadas nas mesmas. Essa mídia legível por máquina pode ser qualquer mídia disponível que possa ser acessada por um computador de uso geral ou de uso especial ou outra máquina com um processador. A título de exemplo, tal mídia legível por máquina pode compreender RAM, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM ou outro armazenamento de disco óptico, armazenamento de disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético, ou qualquer outro meio que pode ser usado para transportar ou armazenar código de programa desejado na forma de instruções executáveis por máquina ou estruturas de dados e que podem ser acessados por um computador de uso geral ou de uso especial ou outra máquina com um processador. As combinações dos itens acima também estão incluídas no escopo da mídia legível por máquina. As instruções executáveis por máquina incluem, por exemplo, instruções e dados que fazem com que um computador de uso geral, computador de uso especial ou máquinas de processamento de uso especial executem uma determinada função ou grupo de funções.

[0122] Embora as figuras mostrem uma ordem específica de etapas do método, a ordem das etapas pode ser diferente do que está representado.

Além disso, duas ou mais etapas podem ser realizadas simultaneamente ou com concorrência parcial.

Essa variação dependerá dos sistemas de software e hardware escolhidos e da escolha do designer.

Todas essas variações estão dentro do escopo da divulgação.

Da mesma forma, as implementações de software podem ser realizadas com técnicas de programação padrão com lógica baseada em regras e outra lógica para realizar as várias etapas de conexão, etapas de processamento, etapas de comparação e etapas de decisão.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Rotor para operação com um estator, caracterizado pelo fato de que compreende: uma base de rotor anular definindo um eixo de rotação e compreendendo uma pluralidade de segmentos de rotor dispostos em torno do estator, cada segmento de rotor incluindo uma parede lateral espaçada a partir do eixo de rotação, uma primeira parede do rotor se estendendo a partir de uma primeira extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, e uma segunda parede do rotor se estendendo a partir de uma segunda extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, a segunda parede do rotor espaçada a partir da primeira parede do rotor, o rotor definindo um eixo do rotor através da primeira parede do rotor e a segunda parede do rotor e paralelo ao eixo de rotação; pelo menos um primeiro magneto do rotor acoplado à primeira parede do rotor, o pelo menos um primeiro magneto do rotor configurado para manter um primeiro espaço entre a primeira parede do rotor e um primeiro magneto do estator ao longo do eixo do rotor; pelo menos um segundo magneto do rotor acoplado à segunda parede do rotor, o pelo menos um segundo magneto do rotor configurado para manter um segundo espaço entre a segunda parede do rotor e um segundo magneto do estator ao longo do eixo do rotor; pelo menos um terceiro magneto de rotor acoplado à parede lateral e espaçada a partir de um ou mais magnetos de propulsão do estator, o rotor configurado para ser acionado pelos magnetos de propulsão por meio de um campo magnético de um ou mais magnetos de propulsão interagindo com o pelo menos um terceiro magneto do rotor.

2. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: pelo menos uma lâmina de rotor acoplada rotativamente com a parede lateral oposta ao pelo menos um terceiro magneto de rotor, a pelo menos uma lâmina de rotor rotacionando em torno de um eixo de lâmina se estendendo transversalmente à parede lateral.

3. Rotor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um terceiro magneto de rotor compreende um par de terceiros magnetos de rotor, o par de terceiros magnetos de rotor interagindo com um ou mais magnetos de propulsão por meio de respectivos campos magnéticos para produzir a rotação da lâmina de rotor em torno do eixo da lâmina.

4. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os segmentos do rotor são contíguos.

5. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: pelo menos uma roda rotatória acoplada ao rotor se estendendo entre o rotor e o estator para separar o rotor do estator.

6. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto do rotor está alinhado com o pelo menos um segundo magneto do rotor ao longo de um eixo do magneto que se estende paralelamente ao eixo do rotor e ao eixo de rotação.

7. Rotor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o eixo do magneto e o eixo do rotor estão alinhados.

8. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto de rotor e o pelo menos um segundo magneto de rotor são magnetos permanentes.

9. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de segmentos de rotor compreende uma pluralidade de primeiros segmentos de rotor dispostos em torno do estator, e em que a base de rotor anular compreende uma pluralidade de segundos segmentos de rotor, dispostos em torno do estator adjacentes à pluralidade de primeiros segmentos de rotor.

10. Rotor, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de primeiros segmentos de rotor é configurada para rotacionar em uma primeira direção em torno do eixo de rotação e em que a pluralidade de segundos segmentos de rotor são configurados para rotacionar em uma segunda direção em torno do eixo de rotação oposto à primeira direção.

11. Rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o rotor gera elevação quando acionado por um ou mais magnetos de propulsão, enquanto pelo menos um primeiro magneto de rotor mantém o primeiro espaço e o pelo menos um segundo magneto de rotor mantém o segundo espaço.

12. Estator para operação com um rotor, caracterizado pelo fato de que compreende: uma base de estator anular que compreende uma pluralidade de segmentos de estator, a base de estator definindo um eixo central, cada segmento de estator incluindo uma parede lateral; uma estrutura de suporte se estendendo a partir da parede lateral; pelo menos um primeiro magneto de estator acoplado com uma primeira superfície da estrutura de suporte; pelo menos um segundo magneto de estator acoplado com uma segunda superfície da estrutura de suporte, oposta à primeira superfície; o pelo menos um primeiro magneto de estator e o pelo menos um segundo magneto de estator definindo um eixo de estator paralelo ao eixo central, o pelo menos um primeiro magneto de estator configurado para manter um primeiro espaço entre um primeiro magneto de rotor do rotor e o pelo menos um primeiro magneto de estator ao longo do eixo do estator e o pelo menos um segundo magneto de estator configurado para manter um segundo espaço entre um segundo magneto de rotor do rotor e o pelo menos um segundo magneto de estator ao longo do eixo do estator; e pelo menos um magneto de propulsão acoplado à estrutura de suporte e espaçada a partir de um ou mais terceiros magnetos de rotor do rotor, o pelo menos um magneto de propulsão configurado para emitir um campo magnético responsivo a um sinal de controle para acionar o rotor em torno do eixo central.

13. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto de estator e o pelo menos um segundo magneto de estator incluem bobinas eletromagnéticas.

14. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto de estator inclui um par de magnetos de estator ao longo da primeira superfície que estão eletricamente acoplados um ao outro.

15. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a base do estator define uma câmara de fonte de energia, o estator compreendendo uma fonte de energia na câmara de fonte de energia, o pelo menos um magneto de propulsão recebe energia da fonte de energia.

16. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um magneto de propulsão inclui uma pluralidade de magnetos de propulsão, cada magneto de propulsão recebendo independentemente uma respectiva corrente correspondente a um respectivo sinal de controle que faz com que cada magneto de propulsão emita um respectivo campo magnético.

17. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos um magneto de propulsão inclui pelo menos um dentre um ferro laminado ou um núcleo de ar e uma bobina eletromagnética incluindo pelo menos um dentre condutores de alumínio ou cobre.

18. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o campo magnético é um primeiro campo magnético e o pelo menos um primeiro magneto de estator é configurado para manter o primeiro espaço gerando um segundo campo magnético, responsivo ao movimento do primeiro magneto de rotor que interage com o primeiro magneto do rotor.

19. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos um magneto de propulsão inclui uma pluralidade de magnetos de propulsão dispostos circunferencialmente ao longo da estrutura de suporte.

20. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de segmentos de estator é contígua.

21. Estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto de estator é eletricamente acoplado com o pelo menos um segundo magneto de estator.

22. Sistema de controle de rotor, caracterizado pelo fato de que compreende: um rotor, compreendendo: um primeiro componente magnético de rotor alinhado com uma ou mais primeiras bobinas de estator; um segundo componente magnético do rotor alinhado com uma ou mais segundas bobinas de estator e adjacente ao primeiro componente magnético do rotor; um braço conectando o primeiro componente magnético do rotor e o segundo componente magnético do rotor, uma primeira extremidade do braço do braço acoplada ao primeiro componente magnético do rotor e uma segunda extremidade do braço do braço acoplada ao segundo componente magnético do rotor definindo um ângulo do braço que muda com base em uma primeira força magnética aplicada ao primeiro componente magnético do rotor em relação a uma segunda força magnética aplicada ao segundo componente magnético do rotor; e uma primeira lâmina de rotor fixada ao braço, a primeira lâmina de rotor se estendendo partir do braço ao longo de um eixo de inclinação de lâmina, a primeira lâmina de rotor definindo um ângulo de inclinação de lâmina em relação ao eixo de inclinação de lâmina, o ângulo de inclinação de lâmina correspondendo ao ângulo de braço; e um estator, compreendendo: uma pluralidade de eletromagnetos configurados para emitir pelo menos um primeiro campo magnético que aciona o primeiro componente magnético do rotor e um segundo campo magnético que aciona o segundo componente magnético do rotor, responsivo a pelo menos um sinal de controle, o pelo menos um sinal de controle fazendo com que o primeiro campo magnético aplique a primeira força magnética no primeiro componente magnético do rotor e o segundo campo magnético para aplicar a segunda força magnética no segundo componente magnético para controlar o ângulo de inclinação da lâmina.

23. Sistema de controle de rotor, caracterizado pelo fato de que compreende: um rotor compreendendo uma base de rotor anular definindo um eixo de rotação e compreendendo uma pluralidade de segmentos de rotor dispostos em torno do estator, cada segmento de rotor incluindo uma primeira lâmina de rotor configurada para ser rotacionada em torno de um eixo de inclinação de lâmina perpendicular ao eixo de rotação; um circuito receptor de energia; um motor que rotaciona usando a energia recebida através do circuito receptor de energia para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do eixo de inclinação de lâmina; um controlador de motor que fornecer um sinal de motor ao motor para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do eixo de inclinação de lâmina em resposta a um sinal de controle; e um primeiro transceptor sem fio que recebe o sinal de controle e fornece o sinal de controle para o controlador do motor; e um estator para rotacionar o rotor em torno do eixo de rotação, o estator compreendendo:

um segundo transceptor sem fio que recebe um comando de controle e transmite sem fio o sinal de controle para o primeiro transceptor sem fio com base no comando de controle; e um circuito transmissor de energia que emite um campo magnético que interage com o circuito receptor de energia para fornecer energia ao circuito receptor de energia.

24. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um rotor, compreendendo: uma parede lateral, uma primeira parede do rotor se estendendo a partir de uma primeira extremidade da parede lateral e uma segunda parede do rotor se estendendo a partir de uma segunda extremidade da parede lateral, a segunda parede do rotor espaçada a partir da primeira parede do rotor; pelo menos um primeiro magneto de rotor acoplado à primeira parede de rotor; e pelo menos um segundo magneto de rotor acoplado à segunda parede do rotor; um estator, compreendendo: uma estrutura de suporte que se estende entre a primeira parede do rotor e a segunda parede do rotor; pelo menos um primeiro magneto de estator acoplado a uma primeira superfície da estrutura de suporte e próximo a pelo menos um primeiro magneto de rotor, o pelo menos um primeiro magneto de rotor induzindo uma corrente em pelo menos um primeiro magneto de estator correspondendo a uma primeira distância entre o pelo menos um primeiro magneto de estator e pelo menos um primeiro magneto de rotor; e pelo menos um segundo magneto de estator acoplado com uma segunda superfície da estrutura de suporte, oposta à primeira superfície, e próximo a pelo menos um segundo magneto de rotor, o pelo menos um segundo magneto de estator eletricamente acoplado com o pelo menos um primeiro magneto de estator para receber a corrente a partir do primeiro magneto de estator, o pelo menos um segundo magneto de estator emitindo um campo magnético tendo uma intensidade de campo magnético com base na corrente do primeiro magneto de estator, o campo magnético interagindo com o pelo menos um segundo magneto de rotor para controlar uma segunda distância entre o pelo menos um segundo magneto de estator e o pelo menos um segundo magneto de rotor.

25. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a corrente induzida aumenta conforme a primeira distância diminui e, conforme a corrente induzida aumenta, a intensidade do campo magnético do campo magnético do pelo menos um segundo magneto do estator aumenta para atrair o pelo menos um segundo magneto do rotor, diminuindo assim a segunda distância.

26. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto de rotor e o pelo menos um segundo magneto de rotor são dispostos ao longo de um eixo de rotor que se estende paralelo a um eixo de rotação do rotor.

27. Sistema, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto do estator e o pelo menos um segundo magneto do estator são dispostos ao longo de um eixo do estator, o eixo do rotor e o eixo do estator sendo alinhados.

28. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o rotor compreende ainda pelo menos um terceiro magneto de rotor acoplado à parede lateral, em que o estator compreende ainda um ou mais magnetos de propulsão do estator e em que o rotor é configurado para ser acionado pelos magnetos de propulsão via um campo magnético de um ou mais magnetos de propulsão interagindo com o pelo menos um terceiro magneto de rotor.

29. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que pelo menos um primeiro magneto de estator compreende um primeiro par de magnetos de estator acoplados eletricamente e o pelo menos um segundo magneto de estator compreende um segundo par de magnetos de estator acoplados eletricamente.

30. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto de estator inclui pelo menos uma bobina eletromagnética e o pelo menos um segundo magneto de estator inclui pelo menos uma segunda bobina eletromagnética.

31. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o rotor compreende uma pluralidade de segmentos de rotor, cada segmento de rotor incluindo uma respectiva parede lateral, primeiro magneto de rotor e segundo magneto de rotor.

32. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o campo magnético é um primeiro campo magnético e o pelo menos um primeiro magneto de estator emite um segundo campo magnético correspondente à corrente induzida que repele o primeiro magneto de rotor conforme a primeira distância diminui.

33. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o campo magnético é um primeiro campo magnético e o pelo menos um primeiro magneto de estator emite um segundo campo magnético correspondente à corrente induzida que atrai o primeiro magneto de rotor conforme a primeira distância aumenta.

34. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um rotor, compreendendo: uma parede lateral, uma parede de rotor se estendendo a partir de uma extremidade da parede lateral; e pelo menos um magneto de rotor acoplado à parede do rotor; e um estator, compreendendo: uma estrutura de suporte adjacente à parede do rotor; um primeiro magneto de estator acoplado a uma superfície da estrutura de suporte próxima a pelo menos um magneto de rotor, o pelo menos um magneto de rotor induzindo uma corrente no primeiro magneto de estator correspondendo a uma primeira força magnética de um primeiro campo magnético entre o primeiro magneto de estator e o pelo menos um magneto de rotor; e um segundo magneto de estator acoplado à superfície da estrutura de suporte, o segundo magneto de estator eletricamente acoplado ao primeiro magneto de estator, o segundo magneto de estator recebendo a corrente do primeiro magneto de estator para controlar uma segunda força magnética de um segundo campo magnético entre segundo magneto de estator e o pelo menos um magneto de rotor.

35. Sistema, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que a corrente induzida aumenta conforme uma primeira distância entre o pelo menos um magneto de rotor e o primeiro magneto de estator diminui e, conforme a corrente induzida aumenta, a segunda força magnética do segundo campo magnético do segundo magneto estator aumenta para atrair o pelo menos um magneto de rotor, diminuindo assim uma segunda distância entre o segundo magneto de estator e o pelo menos um magneto de rotor.

36. Sistema, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que pelo menos um magneto de rotor compreende pelo menos um primeiro magneto de rotor e pelo menos um segundo magneto de rotor que estão dispostos ao longo de um eixo de rotor que se estende paralelo a um eixo de rotação do rotor.

37. Sistema, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto do estator e o pelo menos um segundo magneto do estator são dispostos ao longo de um eixo do estator, o eixo do rotor e o eixo do estator sendo alinhados.

38. Sistema, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o rotor compreende ainda pelo menos um terceiro magneto de rotor acoplado à parede lateral, em que o estator compreende ainda um ou mais magnetos de propulsão do estator e em que o rotor é configurado para ser acionado pelos magnetos de propulsão via um campo magnético de um ou mais magnetos de propulsão interagindo com o pelo menos um terceiro magneto de rotor.

39. Sistema, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que o rotor é configurado para ser acionado a uma velocidade de rotação por meio do campo magnético de um ou mais magnetos de propulsão interagindo com o pelo menos um terceiro magneto de rotor.

40. Sistema, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro magneto de estator inclui pelo menos uma bobina eletromagnética e o pelo menos um segundo magneto de estator inclui pelo menos uma segunda bobina eletromagnética.

41. Sistema, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o rotor compreende uma pluralidade de segmentos de rotor, cada segmento de rotor incluindo uma respectiva parede lateral.

42. Sistema, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o campo magnético é um primeiro campo magnético e o pelo menos um primeiro magneto de estator emite um segundo campo magnético correspondente à corrente induzida que repele o pelo menos um magneto de rotor conforme a primeira distância diminui.

43. Sistema, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o campo magnético é um primeiro campo magnético e o pelo menos um primeiro magneto de estator emite um segundo campo magnético correspondente à corrente induzida que atrai o pelo menos um magneto de rotor conforme a primeira distância aumenta.

44. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um rotor, compreendendo: uma parede lateral do rotor definindo um eixo de rotação; pelo menos uma lâmina de rotor acoplada com e transversal à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral; e um magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo de uma segunda superfície da parede lateral do rotor oposta à primeira superfície;

um estator, compreendendo: uma pluralidade de magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma superfície de uma parede lateral do estator voltada para a segunda superfície da parede lateral do rotor; e um controlador sem fio acoplado à pluralidade de magnetos de estator, o controlador controlando a pluralidade de magnetos de estator para produzir seletivamente um respectivo campo magnético interagindo com o magneto de rotor do rotor para rotacionar o rotor e a lâmina do rotor em torno do eixo de rotação para produzir elevação ao longo o eixo de rotação.

45. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o estator inclui uma pluralidade de segundos magnetos de estator que interagem com uma pluralidade de segundos magnetos de rotor do rotor para manter um espaço entre o rotor e o estator, e o controlador controla a operação da pluralidade de segundos magnetos de estator para gerar uma pluralidade de segundos campos magnéticos que rotacionarem o rotor em torno do eixo de rotação.

46. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador controla a pluralidade de magnetos do estator a uma taxa de comutação para produzir seletivamente o respectivo campo magnético para interagir com o magneto do rotor do rotor para rotacionar o rotor e a lâmina de rotor a uma velocidade de rotação correspondente à taxa de comutação para produzir elevação em uma velocidade de elevação.

47. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor é acoplada rotativamente à parede lateral para rotacionar em torno de um eixo de rotor, e em que o magneto de rotor é um primeiro magneto de rotor, o rotor compreende ainda um segundo magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo da segunda superfície da parede lateral do rotor.

48. Sistema, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de magnetos de estator compreende uma pluralidade de primeiros magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo da superfície da parede lateral do estator, pelo menos um dentre a pluralidade de primeiros magnetos de estator próximos ao primeiro magneto de rotor e uma pluralidade de segundos magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo da superfície da parede lateral do estator espaçada a partir da pluralidade de primeiros magnetos de estator, pelo menos um dentre a pluralidade de segundos magnetos de estator próximos ao segundo magneto de rotor.

49. Sistema, de acordo com a reivindicação 48, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para controlar a pluralidade de primeiros magnetos de estator a uma primeira taxa de comutação e para controlar a pluralidade de segundo magneto de estator a uma segunda taxa de comutação diferente da primeira taxa de comutação para rotacionar a lâmina de rotor em torno do eixo do rotor.

50. Sistema, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor compreende uma primeira lâmina de rotor acoplada rotativamente à parede lateral para rotacionar em torno de um primeiro eixo de lâmina perpendicular ao eixo de rotação e uma segunda lâmina de rotor acoplada rotativamente à parede lateral para rotacionar em torno de um segundo eixo da lâmina perpendicular ao eixo de rotação.

51. Sistema, de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para fornecer uma pluralidade de sinais de controle para a pluralidade de magnetos do estator para fazer com que a pluralidade de magnetos do estator emita campos eletromagnéticos correspondentes à pluralidade de sinais de controle que acionam os magnetos do rotor do rotor para rotacionar o rotor em torno do eixo de rotação e fazer com que a primeira lâmina do rotor rotacione em torno do primeiro eixo da lâmina e a segunda lâmina do rotor rotacionar em torno do segundo eixo da lâmina para produzir um movimento desejado.

52. Sistema, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para fazer com que a primeira lâmina de rotor rotacione em torno do primeiro eixo da lâmina, transmitindo sinais de controle a um motor acoplado à primeira lâmina do rotor para fazer com que o motor rotacione a primeira lâmina do rotor em torno do primeiro eixo da lâmina.

53. Sistema, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para fazer com que a primeira lâmina do rotor rotacione em torno do primeiro eixo da lâmina, transmitindo sinais de controle para a pluralidade de magnetos do estator que fazem com que a primeira lâmina do rotor rotacione em torno do primeiro eixo de lâmina.

54. Sistema, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para transmitir um primeiro conjunto de sinais de controle em uma primeira taxa de comutação para um primeiro conjunto da pluralidade de magnetos de rotor e um segundo conjunto de sinais de controle em uma segunda taxa de comutação para um segundo conjunto da pluralidade de magnetos de rotor, para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do primeiro eixo de lâmina com base na primeira taxa de comutação em relação à segunda taxa de comutação.

55. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um rotor, compreendendo: uma parede lateral do rotor definindo um eixo de rotação; pelo menos uma lâmina de rotor acoplada com e transversal à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral; e um magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo de uma segunda superfície da parede lateral do rotor oposta à primeira superfície; um estator, compreendendo: uma pluralidade de magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma superfície de uma parede lateral do estator voltada para a segunda superfície da parede lateral do rotor; e um controlador eletricamente acoplado à pluralidade de magnetos de estator, o controlador controlando a pluralidade de magnetos de estator a uma taxa de comutação para produzir seletivamente um respectivo campo magnético,

os campos magnéticos interagindo com o magneto de rotor do rotor para rotacionar o rotor e a lâmina do rotor em uma velocidade de rotação correspondente à taxa de comutação para produzir elevação a uma velocidade de elevação.

56. Sistema, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para controlar a pluralidade de magnetos de estator para modificar uma magnitude de uma intensidade de campo magnético do respectivo campo magnético, os campos magnéticos interagindo com o magneto de rotor do rotor para rotacionar o rotor e a lâmina de rotor na velocidade de rotação correspondente à taxa de comutação e a magnitude da intensidade de campo magnético para produzir elevação na velocidade de elevação.

57. Sistema, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para controlar a pluralidade de magnetos do estator transmitindo um sinal de controle Modulado por Largura de Pulso (PWM) tendo um ciclo de trabalho, o controlador de magneto modificando o ciclo de trabalho para alterar a magnitude da intensidade do campo magnético .

58. Sistema, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor é uma primeira lâmina de rotor e o magneto de rotor é um primeiro magneto de rotor correspondente à primeira lâmina de rotor, a primeira lâmina de rotor configurada para rotacionar em torno do eixo de rotação em uma primeira direção, e em que o rotor compreende ainda: uma segunda lâmina de rotor espaçada a partir da primeira lâmina de rotor, a segunda lâmina de rotor acoplada com e transversal à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral; e um segundo magneto de rotor correspondente à segunda lâmina de rotor, o segundo magneto de rotor sendo acionado para acionar a segunda lâmina de rotor em uma segunda direção em torno do eixo de rotação oposto à primeira direção.

59. Sistema, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma lâmina de rotor é acoplada rotativamente à parede lateral para rotacionar em torno de um eixo de rotor, o magneto do rotor é um primeiro magneto do rotor, o rotor compreende ainda um segundo magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo da segunda superfície da parede lateral do rotor, e em que a pluralidade de magnetos de estator compreende uma pluralidade de primeiros magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo da superfície da parede lateral do estator, pelo menos um dentre a pluralidade de primeiros magnetos de estator próximos ao primeiro magneto de rotor, e uma pluralidade de segundos magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo da superfície da parede lateral do estator espaçados a partir da pluralidade de primeiros magnetos de estator, pelo menos um dentre a pluralidade de segundos magnetos de estator próximos ao segundo magneto de rotor.

60. Sistema, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para controlar a pluralidade de primeiros magnetos de estator a uma primeira taxa de comutação e para controlar a pluralidade de segundo magneto de estator a uma segunda taxa de comutação diferente da primeira taxa de comutação para rotacionar a lâmina de rotor em torno do eixo do rotor.

61. Sistema, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor compreende uma primeira lâmina de rotor acoplada rotativamente à parede lateral para rotacionar em torno de um primeiro eixo de lâmina perpendicular ao eixo de rotação e uma segunda lâmina de rotor acoplada rotativamente à parede lateral para rotacionar em torno de um segundo eixo da lâmina perpendicular ao eixo de rotação.

62. Sistema, de acordo com a reivindicação 61, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para fornecer uma pluralidade de sinais de controle para a pluralidade de magnetos do estator para fazer com que a pluralidade de magnetos do estator emita campos eletromagnéticos correspondentes à pluralidade de sinais de controle que acionam os magnetos do rotor do rotor para rotacionar o rotor em torno do eixo de rotação e fazer com que a primeira lâmina do rotor rotacione em torno do primeiro eixo da lâmina e a segunda lâmina do rotor rotacionar em torno do segundo eixo da lâmina para produzir um movimento desejado.

63. Sistema, de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para fazer com que a primeira lâmina de rotor rotacione em torno do primeiro eixo da lâmina, transmitindo sinais de controle a um motor acoplado à primeira lâmina do rotor para fazer com que o motor rotacione a primeira lâmina do rotor em torno do primeiro eixo da lâmina.

64. Sistema, de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para fazer com que a primeira lâmina do rotor rotacione em torno do primeiro eixo de lâmina, transmitindo o primeiro conjunto de sinais de controle a uma primeira taxa de comutação para um primeiro conjunto da pluralidade de magnetos do rotor e um segundo conjunto de sinais de controle em uma segunda taxa de comutação para um segundo conjunto da pluralidade de magnetos de rotor para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do primeiro eixo de lâmina com base na primeira taxa de comutação em relação à segunda taxa de comutação.

65. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um rotor configurado em torno de um eixo de rotação, o rotor compreendendo: uma parede lateral do rotor; pelo menos uma lâmina de rotor acoplada rotativamente à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral, a pelo menos uma lâmina de rotor rotacionando em torno de um eixo de lâmina se estendendo transversalmente à parede lateral; e um primeiro magneto de rotor e um segundo magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo de uma segunda superfície da parede lateral do rotor oposta à primeira superfície; um estator, compreendendo: uma pluralidade de primeiros magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma parede lateral do estator voltada para a parede lateral do rotor, pelo menos um dentre a pluralidade de primeiros magnetos de estator próximos ao primeiro magneto de rotor; uma pluralidade de segundos magnetos de estator espaçados a partir dos respectivos primeiros magnetos de estator e dispostos circunferencialmente ao longo da parede lateral do estator, pelo menos um dentre a pluralidade de segundos magnetos de estator próximos ao segundo magneto de rotor; e um controlador de magneto eletricamente acoplado à pluralidade de primeiros magnetos de estator e à pluralidade de segundos magnetos de estator, o controlador de magneto controlando a pluralidade de primeiros magnetos de estator em uma primeira taxa de comutação e controlando a pluralidade de segundos magnetos de estator em uma segunda taxa de comutação para produzir rotação da lâmina de rotor em torno do eixo da lâmina.

66. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor inclui uma pluralidade de lâminas de rotor e o controlador de magneto faz com que pelo menos um primeiro magneto de estator emita um campo magnético que faz com que cada lâmina de rotor da pluralidade de lâminas de rotor tenha um ângulo de inclinação alvo em torno do eixo da lâmina quando a lâmina de rotor passa pelo pelo menos um primeiro magneto do estator.

67. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor inclui uma pluralidade de lâminas de rotor, e o controlador faz com que a pluralidade de primeiros magnetos de estator emita os respectivos campos magnéticos que fazem com que a pluralidade de lâminas de rotor cada uma tenha respectivos ângulos de inclinação alvo em torno de respectivos eixos de lâmina como uma função da posição de rotação em torno do eixo de rotação, os ângulos de inclinação alvo correspondendo a um inclinação coletivo alvo do rotor em relação ao eixo de rotação.

68. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de primeiros magnetos de estator e a pluralidade de segundos magnetos de estator são eletromagnetos configurados para emitir pelo menos um primeiro campo magnético que aciona o primeiro magneto de rotor e um segundo campo magnético que aciona o segundo magneto de rotor responsivo a pelo menos um sinal de controle, em que o controlador de magneto é configurado para fazer com que o primeiro campo magnético aplique a primeira força magnética no primeiro componente magnético do rotor e o segundo campo magnético para aplicar a segunda força magnética no segundo componente magnético para controlar o ângulo de inclinação de lâmina.

69. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que a lâmina do rotor é embandeirada para ser desviada para um ângulo de lâmina neutro.

70. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que o controlador de magneto controla uma magnitude dos respectivos campos magnéticos emitidos por cada primeiro magneto de estator da pluralidade de primeiros magnetos de estator para controlar uma velocidade de rotação do rotor em torno do eixo de rotação.

71. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um codificador de posição que detecta uma posição de cada lâmina de rotor, o controlador de magneto usa a posição de cada lâmina de rotor como feedback para controlar a pluralidade de primeiros magnetos de estator e a pluralidade de segundos magnetos de estator.

72. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de primeiros magnetos de estator uma pluralidade de bobinas eletromagnéticas.

73. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que o controlador de magneto controla a pluralidade de primeiros magnetos de estator e a pluralidade de segundos magnetos de estator para rotacionar o rotor em torno do eixo de rotação.

74. Sistema, de acordo com a reivindicação 65, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor é uma primeira lâmina de rotor e o magneto de rotor é um primeiro magneto de rotor correspondente à primeira lâmina de rotor, a primeira lâmina de rotor configurada para rotacionar em torno do eixo de rotação em uma primeira direção, e em que o rotor compreende ainda: uma segunda lâmina de rotor espaçada a partir da primeira lâmina de rotor, a segunda lâmina de rotor acoplada com e transversal à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral; e um segundo magneto de rotor correspondente à segunda lâmina de rotor, o segundo magneto de rotor sendo acionado para acionar a segunda lâmina de rotor em uma segunda direção em torno do eixo de rotação oposto à primeira direção.

75. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um estator, compreendendo: uma pluralidade de magnetos de estator dispostos circunferencialmente ao longo de uma superfície do estator; e um rotor configurado para rotacionar em torno de um eixo de rotação, o rotor tendo uma base de rotor anular em torno do estator e compreendendo uma pluralidade de segmentos de rotor, cada segmento de rotor incluindo uma parede lateral espaçada a partir do eixo de rotação tendo uma primeira superfície e uma segunda superfície, oposta à primeira superfície; pelo menos um magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo da primeira superfície, o rotor configurado para ser acionado pela pluralidade de magnetos de estator via respectivos campos magnéticos da pluralidade de magnetos de estator interagindo com o pelo menos um magneto de rotor; e pelo menos uma lâmina de rotor tendo uma primeira extremidade de lâmina acoplada com a segunda superfície da parede lateral e uma segunda extremidade de lâmina, a primeira extremidade e a segunda definindo um comprimento de lâmina de rotor, a segunda extremidade e eixo de rotação definindo um raio de rotação, uma razão do comprimento de lâmina do rotor até o raio de rotação da ponta sendo menor ou igual a 0,75.

76. Sistema, de acordo com a reivindicação 75, caracterizado pelo fato de que: a pelo menos uma lâmina de rotor inclui uma pluralidade de lâminas de rotor, segundas extremidades da pluralidade de lâminas de rotor definindo um primeiro perímetro, a parede lateral definindo um segundo perímetro, uma área de rotação de lâmina definida em um primeiro plano entre o primeiro perímetro e o segundo perímetro ; a pluralidade de lâminas definindo uma área de superfície de lâmina no primeiro plano; a pluralidade de lâminas definindo uma área efetiva da lâmina como uma razão da área de superfície da lâmina para a área de rotação da lâmina, a área efetiva da lâmina maior ou igual a 0,4.

77. Sistema, de acordo com a reivindicação 76, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma carga útil posicionada na área de rotação da lâmina fora da área efetiva da lâmina.

78. Sistema, de acordo com a reivindicação 75, caracterizado pelo fato de que a base de rotor anular compreende ainda uma primeira parede do rotor se estendendo a partir de uma primeira extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, e uma segunda parede do rotor se estendendo a partir de uma segunda extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, a segunda parede do rotor espaçada a partir da primeira parede do rotor, o rotor definindo um eixo do rotor através da primeira parede do rotor e a segunda parede do rotor e paralelo ao eixo de rotação; o estator compreende ainda um primeiro magneto de estator e um segundo magneto de estator; e o rotor compreende ainda pelo menos um primeiro magneto do rotor acoplado à primeira parede do rotor, o pelo menos um primeiro magneto do rotor configurado para manter um primeiro espaço entre a primeira parede do rotor e um primeiro magneto do estator ao longo do eixo do rotor; pelo menos um segundo magneto do rotor acoplado à segunda parede do rotor, o pelo menos um segundo magneto do rotor configurado para manter um segundo espaço entre a segunda parede do rotor e um segundo magneto do estator ao longo do eixo do rotor.

79. Rotor, de acordo com a reivindicação 75, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um terceiro magneto de rotor compreende um par de terceiros magnetos de rotor, o par de terceiros magnetos de rotor interagindo com um ou mais magnetos de propulsão por meio de respectivos campos magnéticos para produzir a rotação da lâmina de rotor em torno do eixo da lâmina.

80. Sistema, de acordo com a reivindicação 75, caracterizado pelo fato de que os segmentos do rotor são contíguos.

81. Sistema, de acordo com a reivindicação 75, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: pelo menos uma roda rotatória acoplada ao rotor se estendendo entre o rotor e o estator para separar o rotor do estator.

82. Sistema, de acordo com a reivindicação 75, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de segmentos de rotor é uma pluralidade de primeiros segmentos de rotor, o rotor compreendendo ainda uma pluralidade de segundos segmentos de rotor.

83. Sistema, de acordo com a reivindicação 82, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de primeiros segmentos de rotor é configurada para rotacionar em uma primeira direção em torno do eixo de rotação e em que a pluralidade de segundos segmentos de rotor são configurados para rotacionar em uma segunda direção em torno do eixo de rotação oposto à primeira direção.

84. Rotor, de acordo com a reivindicação 75, caracterizado pelo fato de que o rotor gera elevação quando acionado pela pluralidade de magnetos de estator.

85. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um rotor configurado para rotacionar em torno de um eixo de rotação, o rotor compreendendo: uma parede lateral do rotor; uma primeira lâmina de rotor acoplada rotativamente à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral, a primeira lâmina de rotor rotacionando em torno de um primeiro eixo de lâmina se estendendo transversalmente à parede lateral; uma segunda lâmina de rotor acoplada rotativamente à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral, a segunda lâmina de rotor rotacionando em torno de um segundo eixo de lâmina se estendendo transversalmente à parede lateral; um primeiro conjunto de magnetos de rotor um primeiro magneto de rotor e um segundo magneto de rotor acoplado à parede lateral ao longo de uma segunda superfície da parede lateral do rotor oposta à primeira superfície próxima a primeira lâmina de rotor; e um segundo conjunto de magnetos de rotor incluindo um terceiro magneto de rotor e um quarto magneto de rotor, acoplado com a parede lateral ao longo da segunda superfície da parede lateral do rotor próxima à segunda lâmina de rotor; um estator, compreendendo:

uma pluralidade de primeiros magnetos de estator disposta circunferencialmente ao longo de uma parede lateral de estator voltada para a parede lateral de rotor, pelo menos um dentre a pluralidade de primeiros magnetos de estator próximos ao primeiro magneto de rotor e pelo menos um dentre a pluralidade de primeiros magnetos de estator próximos ao terceiro magneto de rotor; uma pluralidade de segundos magnetos de estator espaçada a partir dos respectivos primeiros magnetos de estator e dispostos circunferencialmente ao longo da parede lateral do estator, pelo menos um dentre a pluralidade de segundos magnetos de estator próximos ao segundo magneto de rotor e pelo menos um dentre a pluralidade de segundos magnetos de estator próximos ao quarto magneto do rotor; e pelo menos um controlador eletricamente acoplado à pluralidade de primeiros magnetos de estator e à pluralidade de segundos magnetos de estator, o pelo menos um controlador configurado para: receber uma instrução de movimento; extrair um movimento desejado a partir da instrução de movimento; gerar uma pluralidade de sinais de controle com base no movimento desejado; e fornecer a pluralidade de sinais de controle para a pluralidade de primeiros magnetos de estator e a pluralidade de segundos magnetos de estator para fazer com que a pluralidade de primeiros magnetos de estator e a pluralidade de segundos magnetos de estator emitam campos magnéticos correspondentes à pluralidade de sinais de controle que acionam o magneto de rotor do rotor para rotacionar o rotor em torno do eixo de rotação, rotacionar a primeira lâmina do rotor em torno do primeiro eixo da lâmina e rotacionar a segunda lâmina de rotor em torno do segundo eixo da lâmina para produzir o movimento desejado.

86. Sistema, de acordo com a reivindicação 85, caracterizado pelo fato de que o movimento desejado corresponde a um movimento de guinada e em que a pluralidade de sinais de controle são configurados para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do primeiro eixo de lâmina em uma primeira direção e rotacionar a segunda lâmina de rotor em torno do segundo eixo da lâmina em uma segunda direção para produzir o movimento de guinada desejado do rotor.

87. Sistema, de acordo com a reivindicação 85, caracterizado pelo fato de que o movimento desejado corresponde a um movimento de inclinação e em que a pluralidade de sinais de controle são configurados para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do primeiro eixo de lâmina em uma primeira direção e rotacionar a segunda lâmina de rotor em torno do segundo eixo da lâmina em uma segunda direção para produzir o movimento de inclinação desejado do rotor.

88. Sistema, de acordo com a reivindicação 85, caracterizado pelo fato de que o movimento desejado corresponde a um movimento de rolamento e em que a pluralidade de sinais de controle são configurados para rotacionar a primeira lâmina de rotor em torno do primeiro eixo de lâmina em uma primeira direção e rotacionar a segunda lâmina de rotor em torno do segundo eixo da lâmina em uma segunda direção para produzir o movimento de rolamento desejado do rotor.

89. Sistema, de acordo com a reivindicação 85, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor inclui uma pluralidade de lâminas de rotor e o pelo menos um controlador faz com que pelo menos um primeiro magneto de estator da pluralidade de primeiros magnetos de estator emita um campo magnético correspondente que faz com que cada lâmina de rotor tenha um ângulo de inclinação alvo em torno de um respectivo eixo da lâmina conforme cada lâmina de rotor passa por pelo menos um primeiro magneto de estator, o ângulo de inclinação alvo indicado pelo movimento desejado.

90. Sistema, de acordo com a reivindicação 85, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor inclui uma pluralidade de lâminas de rotor, e o pelo menos um controlador faz com que a pluralidade de primeiros magnetos de estator emita campos magnéticos correspondentes que fazem com que a pluralidade de lâminas de rotor cada uma tenha o respectivo alvo ângulos de inclinação em torno dos respectivos eixos de lâmina em função da posição de rotação em torno do eixo de rotação, os ângulos de inclinação alvo correspondendo a uma inclinação coletiva alvo do rotor em relação ao eixo de rotação, a inclinação coletivo alvo indicado pelo movimento desejado.

91. Sistema, de acordo com a reivindicação 85, caracterizado pelo fato de que pelo menos um controlador inclui um controlador de voo que extrai o movimento desejado a partir da instrução de movimento e um controlador de motor que gera a pluralidade de sinais de controle.

92. Sistema, de acordo com a reivindicação 85, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de entrada do usuário que recebe a instrução de movimento.

93. Sistema, de acordo com a reivindicação 85, caracterizado pelo fato de que pelo menos um controlador é configurado para controlar a pluralidade de primeiros magnetos de estator para modificar uma magnitude de uma intensidade de campo magnético do respectivo campo magnético, os campos magnéticos interagindo com o primeiro conjunto de magnetos de rotor para rotacionar o rotor e a primeira lâmina do rotor a uma velocidade de rotação correspondente a uma taxa de comutação e a magnitude da força do campo magnético para produzir elevação.

94. Sistema, de acordo com a reivindicação 93, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um controlador é configurado para controlar a pluralidade de magnetos do estator transmitindo um sinal de controle Modulado por Largura de Pulso (PWM) tendo um ciclo de trabalho, o pelo menos um controlador modificando o ciclo de trabalho para alterar a magnitude da intensidade do campo magnético .

95. Rotor para operação com um estator, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma base de rotor anular definindo um eixo de rotação e compreendendo uma pluralidade de primeiros segmentos de rotor dispostos em torno do estator e configurados para serem acionados em uma primeira direção em torno do eixo de rotação e uma pluralidade de segundos segmentos de rotor dispostos em torno do estator, adjacentes à pluralidade de primeiros segmentos de rotor e configurados para serem acionados em uma segunda direção em torno do eixo de rotação, oposto à primeira direção, cada segmento de rotor incluindo uma parede lateral espaçada a parir do eixo de rotação, uma primeira parede do rotor se estendendo a partir de uma primeira extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, e uma segunda parede do rotor se estendendo a partir de uma segunda extremidade da parede lateral e em direção ao eixo de rotação, a segunda parede do rotor espaçada a partir da primeira parede do rotor, o rotor definindo um eixo do rotor através da primeira parede do rotor e a segunda parede do rotor e paralelo ao eixo de rotação; pelo menos um primeiro magneto do rotor acoplado à primeira parede do rotor, o pelo menos um primeiro magneto do rotor configurado para manter um primeiro espaço entre a primeira parede do rotor e um primeiro magneto do estator ao longo do eixo do rotor; pelo menos um segundo magneto do rotor acoplado à segunda parede do rotor, o pelo menos um segundo magneto do rotor configurado para manter um segundo espaço entre a segunda parede do rotor e um segundo magneto do rotor ao longo do eixo do rotor; e pelo menos um terceiro magneto de rotor acoplado à parede lateral e espaçada a partir de um ou mais magnetos de propulsão do estator, o rotor configurado para ser acionado pelos magnetos de propulsão por meio de um campo magnético de um ou mais magnetos de propulsão interagindo com o pelo menos um terceiro magneto do rotor.

96. Sistema, de acordo com a reivindicação 95, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma lâmina de rotor é uma primeira lâmina de rotor e o magneto de rotor é um primeiro magneto de rotor correspondente à primeira lâmina de rotor, a primeira lâmina de rotor configurada para rotacionar em torno do eixo de rotação em uma primeira direção, e em que o rotor compreende ainda: uma segunda lâmina de rotor espaçada a partir da primeira lâmina de rotor, a segunda lâmina de rotor acoplada com e transversal à parede lateral ao longo de uma primeira superfície da parede lateral; e um segundo magneto de rotor correspondente à segunda lâmina de rotor, o segundo magneto de rotor sendo acionado para acionar a segunda lâmina de rotor em uma segunda direção em torno do eixo de rotação oposto à primeira direção.