CN110785352B - 空中货物运输的系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种经改进的货物运输系统，该系统通过(无人操纵)飞行器(最好是UAVs或无人机)将货物运送到专门设计的母站。此外，还根据本发明系统的作用依据，对方法进行了说明。

Description

空中货物运输的系统与方法
技术领域
本发明涉及通过飞行器(最好是无人驾驶飞行器)运输母站的货物和/或乘客的技术领域，同时，还涉及一种优化系统与方法，使这种运输更加舒适、更加安全。
背景技术
在本领域中，仍然需要利用(无人驾驶)飞行器或无人机的升级运输系统。在此类系统中，运输点有对接系统/装备，使得飞行器能够带着包裹降落，并将包裹转交给对接系统，然后对接系统将包裹提供给用户。通常情况下，这种对接站位于较高的位置，以便飞行器能够轻松地到达对接站，而不会干扰周围环境，并且对飞行器本身来说危险性也较低(障碍物更少，以及/或者更加容易地发现障碍物并根据障碍物情况调整航向)。在转交包裹后，无人机可再次起飞，同时，对接系统会处理包裹，例如通过溜槽或升降装置将该包裹送至方便的位置(地面、邮箱等)，以便客户收取。
许多文件中均对对接系统在进行了描述，这些文件例如：US 9387928、US2016/159496、US2016/257423、WO 2014/080389、WO 2017/072101、US2015/158599等。例如，这些文件中的第一个文件便对无人机的对接站进行了描述，该对接站位于高架结构(例如：电线杆)上，能够为长途飞行创建“充电点”网络，对接站还可包括货物检索系统，货物检索系统能够从无人机中取回货物。其他文件也都描述同样的主题。
申请人已经注意到，所有这些系统都有一个共同的缺点，即：会使较大部分的硬件暴露在恶劣的环境条件中，并且使硬件置于专业技术人员的实际触及(维修、保养、安装……)范围之外，这大大增加了这些操作的难度。
此外，在这些文件中，所有文件均未公开能够通过不同类型的无人机(无论是具有可拆卸货物模块的无人机，还是货物模块与飞行器不可分离的无人机)接收货物的运输系统。
本发明旨在解决上述部分问题。
发明内容
本发明提供了一种经改进的货物和/或乘客运输系统，该系统包含一个或多个母站以及一个或多个用于运输货物和/或乘客的飞行器(最好是无人驾驶飞行器)，飞行器含有货物模块(最好是附接在飞行器上且可拆卸的货物模块，更好的是安装在飞行器的组成框架中并且可拆卸货物模块)，这种货物模块适合在其一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客；母站含有高架对接站，用来对接一个或多个飞行器，此外，还有接收站，接收站与对接站分开，距离较远，用于接收货物和/或乘客，同时还包含连接对接站和接收站的运输工具，对接站与飞行器建立物理连接，并保持该连接的稳定，然后对接站与货物模块建立物理连接，接收站含有货物和/或乘客装运舱，当货物模块被输送到接收站时，至少能够将部分货物和/或乘客将从货物模块中转移到运输舱中，因此，运输工具(至少)适合用来在对接站和接收站之间运输已对接的飞行器的已对接货物模块。
第二方面，本发明提供了一种通过飞行器(最好是无人驾驶飞行器)将货物和/或乘客运出以及运至母站的方法，飞行器包含货物模块(最好是能够从飞行器上拆卸下来)，适合在其一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客；母站包含高架对接站，用来对接一个或多个飞行器，此外，还包含接收站，接收站与对接站分开，距离较远，用于接收货物和/或乘客；该方法包含以下步骤：
a.飞行器(最好是通过机载导航系统)接近母站；
b.飞行器停靠在对接站中，从而：
a.与飞行器建立物理连接，并保持该连接的稳定；以及
b.进而与货物模块和/或已对接的飞行器建立物理连接；
c.(至少)将已对接的飞行器的已对接货物模块从对接站运输到接收站中；
d.将货物和/或乘客分别从接收站转移到货物模块中，或者从货物模块转移到接收站中；以及
e.(至少)将已对接的飞行器的已对接货物模块从接收站运输到对接站中。
根据本发明的实施例，这种方法特别适合用于包裹送货上门，特别是在人口密集的地区。包裹可有所不同，范围从药品、食品、电子产品，到报纸等书面媒介等。
附图说明
图1A-图1B展示的是本发明的实施例，即：停留在母站的一个飞行器。
图2展示的是本发明的实施例，即：位于母站附近的一个飞行器。
图3A、图3B、图3C和图3D展示的是本发明的实施例，即：已对接的飞行器的详细视图。
图4A、图4B、图4C和图4D展示的是本发明的实施例，即：飞行器货物模块和货物模块货舱的可行实施例。
图5展示的是本发明的实施例，即：飞行器的已拆卸框架和货物模型的详细视图。
图6A、图6B、图6C和图6D展示的是本发明的实施例，即：在母站中将货物从货物模块上卸下来的可行方法。
图7展示的是本发明的实施例，在该实施例中，货物模块能够从无人驾驶飞行器上拆卸下来，并在对接站和接收站之间进行运输。
具体实施方式
本发明涉及一种通过(无人驾驶)飞行器(最好是无人驾驶飞行器)运输货物的升级运输系统与方法。
除另有定义以外，公开本发明时所使用的用语(包括技术术语和科学术语)均根据本发明所属领域的普通技术人员的理解作出定义。通过进一步的指导，术语定义在本文中予以载明，以便更好地理解本发明的指导资料。
本文所用之术语的含义如下：
在本文中，“一个”、“一种”和“该”均指所指物的单数和复数形式，除非上下文另有明确说明。举例：“一个货舱”是指一个或多个货舱。
在本文中，“约”用来指示可测量值(例如：参数、数量、持续时间等)，包含指定数值+/-20％或更小范围(最好是+/-10％或更小范围，+/-5％或更小范围，+/-1％或更小范围，或+/-0.1％或更小范围)内的变化，只要这种变化适用于所公开的发明。然而，我们应理解为，修饰语“约”所指示的数值本身也被具体公开。
在本文中，“包含”与“包括”、“含有”具有相同含义，同时，是具有包含性的术语，用于指示其后续内容，例如：“组件”不排除本领域的或本领域已公开的或其它未叙及的组件、特征、元件、构件、步骤。
请注意，以下一项或多项定义部分或全部适用于在所公开的实施例中所使用的术语。
“飞行器”是指能够在空中飞行的容器类工具(最好是具有可操作性和准确性的工具)。飞行器可以是由机上飞行员驾驶的飞行器，也可以是远程操作的无人机，同时，能够用于从货物、农产品到乘客和/或动物的一系列运输。
“无人驾驶飞行器”、“UAV”或“无人机”是指上文所定义的飞行器的特定版本，是指能够在空中飞行的容器类工具，特别是能够增加可操作性(例如：在人口密集地区移动时)和准确性的工具。这种工具最好是通过自动化系统来进行控制，但飞行员也能够对其进行控制(或者代替自动化系统来对其进行控制)。特别需要注意的是，这些工具能够在某个位置上盘旋，并且能够进行小幅度地移动，这使得其具有最佳移动性，并能够用于某些目的，例如：在人口密集的区域(或者在基础设施、房屋等较多的区域)运输货物。此外，应考虑的是，尽管无人机通常没有机上飞行员，但是无人机上可以载有乘客。通过这种方式，无人机可以用来运输人员和/或动物。
请注意，在下文中，在所述之具体实施例中会使用“飞行器”，在使用时应理解为无人机。
“母站”是指用于无人机货物运输的整个系统，包括一个或多个对接站，用来让飞行器“降落”与停靠，以及一个(或多个)独立的接收站，以便(利用与对接站和接收站相连接的运输工具)从飞行器上取下货物。一般情况下，对接站将位于基础设施的延伸位置，例如：在公寓楼的屋顶上，或者在较高位置从外墙悬升，因为飞行器易于接近这些位置。接收站最好是连接(甚至集成在)“邮箱”系统，以便消费者取出货物。
“对接站”是指飞行器可以“降落”及停靠的站点。因此，对接站可包含一个或多个降落平台，也可以只包含一个夹持装置，用来“抓住”并“卷入”接近其范围的飞行器。通常情况下，对接工具将进行集成处理，一旦飞行器降落，就能将飞行器稳定固定起来(并且可进行其它交换活动，例如：为飞行器充电，或者与该飞行器进行通信)。
“接收站”是指用来对飞行器的货物模块进行装卸货的装卸系统。该系统可以采用能够取货的机械臂，也可以采用倾斜的货物模块形式，使货物能够滑出，或者，甚至是取出货物模块的货舱。
“容器”是指能够将货物放在其中的容器，在从飞行器中取出货物后，用来放置货物，然后将货物提供给其正确收货人。
“运输工具”是指连接对接站和接收站，并在两个站点之间运输货物模块(和框架以及/或者甚至是飞行器)的系统。在其实施例中，存在许多可能性，例如：轨道装配有提升系统、滑槽、滑道、或者甚至是传送带，但不限于上述形式。
“可移动的连接装置”和“货物模块连接装置”是同一概念，是指(至少)连接货物模块(可选择连接相应货物模块的固定框架，或者甚至是相应货物模块所属飞行器)并在对接站和接收站之间运输货物模块的设备。这种装置可以只是在轨道或电缆上移动的电动升降设备(在保持与货物模块相连接的同时，在轨道或电缆上移动)。
“飞行器连接装置”是指连接飞行器本身但不直接连接无人机或框架(若有)的设备。请注意，这种飞行器连接装置能够独立于货物模块连接装置移动(但是，当然能够与前述货物模块连接装置一起移动)。
“框架”是指用来固定货物模块，并用来保护组件使其免受外界干扰的固定性结构。框架可以是实际的封闭性容器，但最好是重量较轻、具有弹性且易于操作/(例如：通过夹具)固定的框架。但是，请注意，“框架”完全是可选概念，货物模块可以直接连接飞行器，也可以包含对其自身具有保护作用的框架。然而，在某些实施例中，最好是为飞行器提供特定的合适框架，以形成飞行器和容器之间的连接。
“货物模块”是指适合用来容纳货物和/或乘客的容器。因此，货物模块存在多种形式和多种尺寸(以容纳不同形状、不同数量和不同尺寸/身高的货物和/或乘客)。
“货物”从广义上解释时，实际上可包括货物、材料、物品、商品、制品、行李，另外，还可以包括牲畜和乘客。但是，货物将集中于货物、材料、物品、商品和行李，尤其是在与“旅客”一词结合使用时。
以上下限提及的数值范围包括该范围内所包含的所有数字和分数，以及所列举的上下限值。
从主要方面来说，本发明涉及一种用于运输货物和/或乘客的系统，该系统包含一个或多个母站以及一个或多个用于运输货物和/或乘客的飞行器(最好是无人驾驶飞行器)，飞行器包含货物模块，这种货物模块适合在其一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客。母站包含对接站，用来对接一个或多个飞行器，此外，还包含接收站，接收站与对接站分开，距离较远，用于接收货物和/或乘客，同时，还包含连接对接站和接收站的运输工具。对接站与飞行器建立物理连接，并保持该连接的稳定性，对接站包含飞行器连接装置，用来连接飞行器和对接站(而非连接货物模块)，因此，对接站可以与已对接的飞行器的货物模块建立物理连接，对接站包含货物模块连接装置，用来连接货物模块和对接站，前述货物模块连接装置能够独立于飞行器连接装置进行移动，同时，前述货物模块连接装置能够将货物模块装上飞行器，并且能够将货物模块从飞行器上卸下来。对接站与飞行器建立物理连接，并保持该连接的稳定性，对接站包含飞行器连接装置，用来连接飞行器和对接站(而非连接货物模块)，因此，对接站可以与已对接的飞行器的货物模块建立物理连接，对接站包含货物模块连接装置，用来连接货物模块和对接站，前述货物模块连接装置能够独立于飞行器连接装置进行移动，同时，前述货物模块连接装置能够将货物模块装上飞行器，并且能够将货物模块从飞行器上卸下来。如果货物模块可以从飞行器上拆卸下来，则运输工具适合用来在对接站和接收站之间运输从已对接的飞行器上拆卸下来的货物模块连接装置和已对接的货物模块，从而使前述已对接的飞行器保持静止，如果货物模块不能从飞行器上拆卸下来，则运输工具适合用来在对接站和接收站之间运输货物模块连接装置和飞行器连接装置。
在优选实施例中，飞行器包含用于固定货物模块的框架，因此，货物模块连接装置适合用来连接前述框架，货物模块连接装置适合用来将货物模块的固定框架安装到飞行器上，以及从飞行器上拆下货物模块的固定框架。
此外，还应注意，如有可能，货物模块(带框架，或者不带框架)的拆卸可通过物理动作来实现(例如：货物模块连接装置在连接期间或之后执行预定的移动动作，即：倾斜、旋转、平移等，或者进行两个或多个动作的混合动作，将货物模块从飞行器上拆卸下来)，或者通过自动通信方式来实现，即：对接站在货物模块连接装置“确认”其已与货物模块相连接时，向飞行器/货物模块发送通信信息，卸下货物模块。其中后者可通过对接站向飞行器发出的信号来实现，该信号使飞行器卸下其货物模块，从而将货物模块移交给货物模块连接装置。
在第二方面，本发明涉及一种利用飞行器(最好无人驾驶飞行器)将货物和/或乘客运出及运进母站的方法，飞行器包含货物模块(最好是能够从飞行器上拆卸下来的货物模块)，适合在其一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客；母站包含对接站，用来对接一个或多个飞行器，此外，还包含接收站，接收站与对接站分开，距离较远，用于接收货物和/或乘客；该方法包含以下步骤：
a.飞行器接近母站；
b.飞行器停靠在对接站中，从而：
i.与飞行器建立物理连接，并保持该连接的稳定；以及
ii.与已对接的飞行器的货物模块建立物理连接；
其特征为：该方法包含以下步骤：
c.确定货物模块是否能够从前述已对接的飞行器上拆卸下来；
如果货物模块可以从飞行器上拆卸下来，则该方法还包含以下步骤：
d.从飞行器上卸下货物模块；
e.将已对接的飞行器的已对接货物模块从对接站运送到接收站；
f.将货物和/或乘客从接收站转移到货物模块中，或者从货物模块转移到接收站中；
g.以及(可以选择)将飞行器的已对接货物模块从接收站运送到对接站；
如果货物模块不可以从飞行器上拆卸下来，则该方法包含以下步骤：
d.将已对接的货物模块和已对接的飞行器从对接站运送到接收站；
e.将货物和/或乘客从接收站转移到货物模块中，或者从货物模块转移到接收站中；
f.以及(可以选择)将已对接的货物模块和已对接的飞行器从接收站运送到对接站。
在优选实施例中，母站包含货物模块连接装置，用来与货物模块建立连接，在货物模块能够从飞行器上拆卸下来时，该方法还包含以下步骤：
g.将飞行器的已对接货物模块从接收站运送到对接站；
h.然后，将货物模块装上飞行器；
货物模块连接装置从而能够在对接站和接收站之间运送货物模块。
请注意，在可行实施例中，只有在货物模块可拆卸时，才能执行第ii步，即：与已对接的飞行器的货物模块建立连接。在这种情况下，在确定飞行器的类型(货物模块是否可拆卸)时，通过货物模块连接装置与货物模块建立连接，从而使货物模块能够从飞行器上卸下来，并运送到接收站。
在另一个优选实施例中，飞行器包含框架，用来固定货物模块，因此，货物模块连接装置适合用来与货物模块固定框架建立连接，因此，通过将货物模块固定框架从飞行器上拆卸下来，来实现将货物模块从飞行器上拆卸下来的步骤，通过将货物模块固定框架装上飞行器，从而实现将货物模块装上飞行器的步骤，货物模块连接装置在对接站和接收站之间运送货物模块固定框架。
与其它已知系统相比，以上概念的用途广泛，是因为其使各种类型的飞行器均能够与运输系统配合工作，因此，无人机的大部分使用人均能够通过该运输系统派送和提取货物(和/或乘客)。大多数系统适用于特定类型的无人机，这限制了其“受众”。例如：许多系统适合用来接收整个无人机，并降低整个无人机，以清空货物模块。本发明的系统使具有可拆卸的货物模块的无人机能够停靠在对接站中，并仅将货物模块运走以便进行清空/处理。如此一来，“停靠”的无人机能够装载另一个已经准备好的货物模块(例如：以前使用过的货物模块，或者备用的货物模块)，这样能够加快处理时间，因为无人机无需等待自己的货物模块。或者，无人机甚至可以完全卸下其货物模块，然后起飞离开，到达下一站。如果无人机的制造方式不同，不可以拆卸货物模块，则系统的灵活性足以将无人机整机运送到接收货物的容器中，然后再将无人机运送到高处，以便无人机在高处起飞。以前的系统均不具备这种多功能用途，无法以不同的形式对两种类型的飞行器进行处理。因此，这种系统的优点是，其能够接受两种类型的飞行器，但是带有可拆卸货物模块的无人机的处理速度会快一些，这种无人机只需要降落，卸下其货物模块，并“等待”货物模块(甚至是在没有新货物模块的情况下起飞)，无需等待退还其已清空的货物模块，从而，能够更快地腾出对接站的位置，同时，无人机本身也可以更快地准备就绪，以供使用(因此，也节省了电池时间)。因此，在最优选的实施例中，第一方面，本发明位于在飞行器和货物与母站组件之间形成的两个独立连接中。
在可行实施例中，飞行器有特定的框架，适合用来固定货物模块，同时，还适合用来连接货物模块连接装置。该框架特别适用于飞行器的可拆卸连接器，例如：通过一个或多个夹具或其它附接装置。最好是能够在与货物模块连接装置进行连接(有线或无线)时，对前述夹具或附接装置进行控制，以便将其装上飞行器，或者从飞行器上拆卸下来。这种特别合适的框架的优点在于，通过选择灵活的联接装置(可移动的夹紧系统或其它装置)，其能够与所有类型的无人机相兼容。另一个优点是，可互换的框架使货物模块能够在独立的飞行器之间进行交换，从而不会导致飞行器等待自己的框架和货物模块(如前所述)。
在第三方面，本发明涉及一种用于运输货物和/或乘客的系统，该系统包含一个或多个母站以及一个或多个用于运输货物和/或乘客的飞行器(最好是无人驾驶飞行器)，飞行器包含货物模块，最好是能够从飞行器上拆卸下来的货物模块，这种货物模块适合在其一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客。母站包含对接站，用来对接一个或多个飞行器，此外，还包含接收站，接收站与对接站分开，距离较远，用于接收货物和/或乘客，同时，还包含与对接站和接收站相连接的运输工具，对接站与飞行器建立物理连接，并保持该连接的稳定，然后对接站与已对接的飞行器的货物模块建立物理连接，接收站含有货物和/或乘客装运容器，当货物模块被输送到接收站时，至少能够将部分货物和/或乘客将从货物模块中转移到运输容器中，因此，运输工具(至少)适合在对接站和接收站之间运输已对接的飞行器的已对接货物模块，货物模块至少包含一个货舱，用来容纳(至少)部分货物和/或乘客，前述货舱没有底壁，但有把手，能够利用该把手，通过滑动方式缩进缩出货物模块，容器含有挂钩装置，通过把手与货舱相连接，同时，适合通过前述容器开口，用来在货物模块和容器之间移动已对接的货舱，此外，容器含开口下半部分，位于容器开口较低的位置。
第四方面涉及一种利用飞行器(最好是无人驾驶飞行器)将货物和/或乘客运出及运进母站的方法，飞行器包含货物模块(最好是能够从飞行器上拆卸下来的货物模块)，适合在其一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客；母站包含对接站，用来对接一个或多个飞行器，此外，还包含接收站，接收站与对接站分开，距离较远，用于接收货物和/或乘客；该方法包含以下步骤：
a.飞行器接近母站；
b.飞行器停靠在对接站中，以便连接货物模块；
c.将前述货物模块从对接站运送到接收站，将前述货物模块从飞行器上拆下来，独立运送到接收站，或者将前述货物模块固定在飞行器上，与飞行器一起运送到接收站；
d.将货物和/或乘客从接收站转移到货物模块中，或者从货物模块转移到接收站中；
其特征为：货物模块至少包含一个货舱，用来容纳(至少)部分货物和/或乘客，前述货舱没有底壁，但有把手，能够利用该把手，通过滑动方式缩进缩出货物模块，接收站有容器，用来接收货物，该容器含有挂钩装置，通过把手与货舱相连接，同时，适合通过前述容器开口，用来在货物模块和容器之间移动已对接的货舱，此外，容器含开口下半部分，位于容器开口下部的位置，该方法还包含以下步骤：
e.容器的挂钩装置与货舱的把手相连接；
f.在货物模块和容器之间移动已对接的货舱，从而将货物模块移动到相应位置(至少部分位于容器内部的位置)，然后将货物模块位于容器内部的部分置于容器开口下部的上方；
g.可选择将已对接的货舱从容器中退回到货物模块中，并将挂钩装置从把手上卸除下来。
很显然，接收站的特定构造以及(尤其是)接收站的容器能够极其有效地从货物模块中取出货物。容器的下部分朝顶部打开，因此，向底部打开的悬空货舱中的货物将落入容器中。鉴于这种“跌落”的深度可以忽略不计，因此，不存在货物损坏风险。此外，容器内部可配置具有减震功能的装置，例如：垫子，以便进一步减震。
第三方面和第四方面能够有利地与以上第一方面和第二方面相结合，以及/或者与其他方面相结合，以及/或者与本文件进一步讨论的任何或所有实施例相结合。
请注意，以下优选实施例还适用于以上方面，因此，如上所述，“可移动的连接装置”可以理解为是指以上所述之“货物模块连接装置”。
在另一方面，本发明提供了一种货物和/或乘客运输系统，该系统包含一个或多个母站以及一个或多个用于运输货物和/或乘客的飞行器(最好是无人驾驶飞行器)，飞行器含有货物模块(最好是附接在飞行器上且可拆卸的货物模块，可选择通过飞行器的框架进行拆卸)，这种货物模块适合在其一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客；母站含有对接站，用来对接一个或多个飞行器，此外，还有接收站，接收站与对接站分开，距离较远，用于接收货物和/或乘客，此外，还包含与对接站和接收站相连接的运输工具，对接站与飞行器建立物理连接，并保持该连接的稳定，然后对接站与货物模块建立物理连接(以及/或者可选择与已对接的飞行器的框架建立物理连接)。接收站含有货物和/或乘客装运容器，当前述货物模块被输送到接收站时，至少能够将部分货物和/或乘客将从货物模块中转移到运输容器中。运输工具适合用来在对接站和接收站之间(至少)运输已对接的飞行器的已对接货物模块；
如前所述，对接站(飞行器的降落和起飞地点)通常位于高位(尽管也可以将对接站安装在偏远位置的墙壁上)。对接站用于飞行器降落，并且与其建立物理连接，使其留在对接站中，尽管最好是有其它连接，让飞器处于预期位置(例如：用于充电的位置)。请注意，从这个意义上讲，对接站可包含某种类型的降落平台。此外，还请注意，对接站最好包含短距离的通信设备，以便与飞行器进行通信。这种通信使对接站能够在飞行器的最后行程部分中，非常准确地引导飞行器，使飞行器正确(位置和方向)停靠，因为正确停靠通常对精度的要求很高。与货物模块(和/或框架)的其它连接使其实现更好(更安全)的连接，但是此外，在某些实施例中，还使系统能够在对接站和接收站之间运送货物模块(含货物模块的固定框架，或者不含货物模块的固定框架)。因此，系统本身的特征在于其具有运输工具功能，至少能够在对接站和接收站之间运送货物模块，而以前的技术系统只能够移动货物和/或乘客。
通过飞行器和母站来运输货物的大多数旧式技术系统(例如：本文所列举的系统)均遵循类似策略，即：飞行器在母站降落，在母站中，货物从飞行器上取下来，然后再交付至合适的最终目的地(例如：特定的邮箱)。对接站通常位于屋顶上，甚至位于电线杆或电线塔顶上，并且通常处于高位。申请人有意提供一种系统，在该系统中，货物并不是在“降落点”下货，而是将货物放在货物模块中，从降落点或对接站运送到接收站。除其它优点以外，这种系统还具有以下优点：在运输过程中，货物模块还对货物提供额外保护，防止货物受损或受其它环境因素的影响(受热、受潮、受风等)，但主要是，货物模块的数量已知，接收站易于调整，以便以良好的方式，与前述货物模块一同“工作”。这种系统包括对接货物模块的对接站、接收站、将货物转移到接收站的自动取回系统(尤其是正确的容器，例如：邮箱)，以及使飞行器能够在接收站(或对接站)中得到新电池的系统。此外，将货物模块整体运送到接收站，能够使新货物更加有效率地被放置在货物模块中，随飞行器一起发送，因为这些工作能够一次操作完成，无需分开。由于在接收站执行更加复杂的操作(提取货物、放置新货物……)，所以，实现该项操作的硬件也主要位于接收站中。考虑到硬件的脆弱性，使硬件靠近接收站是有利的，接收站通常位于更加安全的位置(受到保护，使其免受损坏或环境的其他影响)，因此，在出现问题时，也更易于维修。这与老系统相反，在老系统中，技术人员必须将母站安装到通常位置较高的对接站上，这样导致维修或维护更加困难，且安全性较低。在这方面，最好是将尽可能多的硬件放置在容易取到的位置。
此外，在部分实施例中，货物模块(具有或者不具有框架)能够从飞行器上拆卸下来。这使得母站能够将新货物模块(可能含框架)装上适用于新货物模块的飞行器，以便通过飞行器将货物模块从前述母站运出，交付给收货人。由于在某些情况下，货物的体积或形式可能会有所不同，因此，有时需要特定的货物模块来装纳货物。然后，只需要替换货物模块(可能还有框架)，即可轻松解决这个问题。
另一方面，接收站能够用来转移货物，将货物装入货物模块。通过该步骤，母站不再需要将新货物转移到飞行器所在的对接站，而是直接将货物装入货物模块，具有上述优点。
在本发明的第一优选实施例中，货物模块可以装在飞行器上且可拆卸，对接站包含固定的飞行器连接装置，用来连接飞行器和对接站。运输工具包含可移动的连接装置，用来连接货物模块和运输工具，前述可移动的连接装置可用来将货物模块从飞行器上拆卸下来，以及将货物模块装在飞行器上。此外，运输工具还适合用来在对接站和接收站之间运输可移动的连接装置和已拆卸下来货物模块。
在该具体实施例中，货物模块能够从飞行器上拆下来，然后使用运输工具(通过货物模块与运输工具建立的连接，特别是通过运输工具的可移动连接装置)从对接站运送到接收站。请注意，前述(可移动)连接最好是在飞行器与对接站建立连接以后再建立。这使得能够将飞行器带入正确的位置，可移动的连接装置从而能够正确地连接以及拆卸相关货物模块。一旦货物模块通过可移动的连接装置而被运输工具固定，货物模块就能够通过运输工具沿着对接站和接收站之间的路径进行运输。请注意，运输工具可包含物理路径(例如：轨道或类似物)以及一个或多个可沿该路径进行运输的可移动单元。货物模块被装在可移动单元上，随着可移动单元被运输。如上所述，货物被安全地运输到接收站(或从接收站运出)，在接收站更易于取货。另外，拆卸货物模块时，实际上只需要移动飞行器中一小部分，因此，能量需求降至最低，同时，几乎或根本不存在损坏飞行器的风险(飞行器往往易碎)。
在本发明的第二优选实施例中，飞行器包含用于固定货物模块的框架，该框架安装在飞行器上并可从飞行器上拆卸下来，并且对接站包含固定的飞行器连接装置，用来连接飞行器和对接站。前述连接装置还包含可移动的连接装置，用来连接框架和运输工具，前述可移动的连接装置适合用来将框架从飞行器上拆卸下来，以及将框架安装到飞行器上。此外，运输工具还适合用来在对接站和接收站之间运输可移动的连接装置和已拆卸下来的框架。
在该替代性实施例中，框架可以整个地从飞行器上拆卸下来。但请注意，货物模块仍然在(或靠近)框架中。申请人已经注意到，在某些情况下，最好，还能将框架整个从飞行器上拆卸下来，从对接站运送到接收站，同时保留货物模块。再者，其它优点是，框架的数量已知，因此，接收站易于从货物模块中自动取出货物(或者将新货物放置在货物模块中)，因为接收站通过框架知道货物模块所在的确切位置。此外，运输整个框架，尽可能降低通过运输工具(特别是可移动的连接装置)所运输的货物重量(框架通常不会比货物模块重很多)，能够使所运输的货物安全性更高。如前所述，飞行器首先会停靠，并(通过第一个连接装置，最好是固定装置，例如：一个或多个夹具、磁体或类似系统)进行固定，然后，框架将通过可移动的连接装置建立物理连接。该步骤还可以通过夹具或磁性系统来执行，但通常情况下，可以通过专门适用于框架的任何连接装置来执行(框架最好具有相匹配的装置或方式，与连接方式的连接装置相连接)。
在本发明的第三优选实施例中，运输工具包括可移动的连接装置，该可移动的连接装置包含飞行器连接装置，用来连接飞行器和运输工具。此外，运输工具适合用来在对接站和接收站之间运送飞行器连接装置和带货物模块的飞行器。
在该实施例中，整个飞行器(带有可选的框架和货物模块)在停靠之后，被运送到接收站。请注意，从理论上来说，对接站能够移动，并且将已对接的飞行器带到接收站。然而，对接站也有可能部分被运送或部分可移动，或者对接站保持静止，并且运输工具与对接站完全分开。货物仅在接收站中从货物模块中被转移出来，这一优点被保留。此外，将整个飞行器运送到接收站，使得能够在更加可控的环境中，为飞行器更换电池(而不是在对接站中更换电池，因为通常情况下难以触及所在地点)(由于对接和运送/接收货物所花费的时间通常较短，所以，在没有先进硬件的情况下，无法为电池充分充电，所以，最好是更换电池，因为一旦电池在接收站中，就能够在该电池的未使用期间对其充电，为下一个飞行器做准备)。在该实施例中，飞行器配有一个或多个可充电、可更换的电池。
在前述(至少)三个替代性实施例的优选实施例中，运输工具包含一个或多个轨道，位于对接站和接收站之间，这些轨道适合用来在对接站和接收站之间，引导(至少)可移动的连接装置。可移动的连接装置包含电动机，用来沿着轨道运送可移动的连接装置，前述轨道最好是沿着基本垂直的轴线方向，在对接站和接收站之间延伸。或者，轨道也可以沿着基本水平的轴线方向，在对接站和接收站之间延伸。
轨道是一种简单但有效的系统，运输工具能够通过轨道在对接站和接收站之间运送货物模块(带框架飞行器，或者不带框架飞行器)。可移动的连接装置可包含电动机，电动机使可移动的连接装置能够沿着轨道运动。
如前所述，由于对接站通常处于高位或其它偏远位置(从墙壁处悬出的高位)，因此轨道通常沿着轴线方向(通常是垂直轴线方向)保持直线，尽管也可能是水平轴线方向(例如：对接站从墙壁悬出一定的距离)。如果情况需要，则轨道可能会弯曲，或者甚至是转弯。在涉及具有集中式交付站(接收站)的大型结构时，可能会出现这种情况，同时在较小的结构中(在该结构中，实际上有众多接收站)(例如：公寓楼或办公室的不同居住者的邮箱)，也可能会出现这种情况。
在优选实施例中，运输工具包含一个或多个轨道，沿着基本垂直的轴线方向，在对接站和接收站之间延伸，这些轨道适合延伸或缩回，将飞行器运至及运出接收站。
轨道可以是可伸缩的，并且彼此间能够滑入滑出(或者并排排列)，但需由电动机对其进行引导，最好是通过对接站的信号进行该项操作。例如：在飞行器接近时，对接站将接收其信号，并与电动机进行通信，以延伸轨道，然后出现对接站，以便与飞行器进行对接。一旦飞行器稳固，对接站将向电动机发出信号，缩回轨道，从而将对接站(以及已停靠在对接站上的飞行器)带回到接收站，然后从飞行器的货物模块中取回货物，或者置于飞行器的货物模块中。
可伸缩轨道的特征和优点在于，对接站能够从其高位或延伸的位置整体缩回。这不仅易于从飞行器上收集货物(或者易于在飞行器中放置新货物)，而且还使对接站在未使用时、未安排交货时或天气不好等情况下，处于安全位置。
在另一个优选实施例中，对接站适合用来通过一个或多个轨道，接收电力，为飞行器的一个或多个电池充电。请注意，可以选择在电池装在飞行器中时，对飞行器的电池进行充电，或者为飞行器更换电池，并且使用通过轨道接收到的电力，对换下的且放在对接站中的电池进行充电，或者使用前述两种方式充电。使用轨道供电，可以避免额外布线。可通过在轨道内部进行布线来供电，以避免意外接触(电线)，并防止发生损坏，也可以通过沿轨道的外部电源线来供电。请注意，还可以通过其它(网络)电源来为对接站供电，并且，电源不一定非得来自于接收站，以及/或者不一定通过轨道运行。此外，除了通过电线与电网连接以外，对接站中的电池还能通过对接站中的太阳能电池板等进行充电。这种设置的优点显而易见，在这种设置下，对接站中的一个或多个电池能够始终能够进行充电，然后与已对接的飞行器交换电池。
在优选实施例中，对接站使用已充电的电池来更换飞行器中一个或多个电池，或对接站通过连接和/或无线充电方式，来对飞行器中一个或多个电池充电。请注意，除了以前的实施例特征以外，还可以存在本实施例。
在优选实施例中，对接站能够容纳一个或多个电池，并且能够通过电网电力和/或对接站中的和/或附近的其它电源(例如：一个或多个光伏电池或太阳能电池板、风力涡轮机等，这些电源的电力能够用来向对接站供电，以及/或者为对接站中的电池进行充电)，对电池进行充电。此外，对接站中的电池可以以一种或多种方式使用。这些电池可以随时用来为对接站供电，以保持对接站的正常运行，而无需外部电源(电网)支持，同时，还可以用来为已降落的飞行器更换电池。对接站能够对飞行器的电池充电状态进行评估，并基于其充电状态，决定是否更换电池。飞行器能够否决对接站所做出的决定。最后，电池当然能够同时用于以下两种用途：用来更换电池，以及用作对接站的电池组。
从已对接的飞行器上更换下来的电池随后通过以上所述之一种或多种充电方式由对接站进行充电。充电触点最好使用磁体制作。
将来，飞行器的电池可包含在货物模块中。这能够允许系统在收到货物模块时更换整个货物模块，这样，新货物模块将带有已充电的电池。然后，更换下来的货物模块电池将充电，以备将来更换时使用。或者，直接在接收站或对接站中更换货物模块的电池，而无需更换整个货物模块。
如上所述，在飞行器进行对接时给飞行器充电是不切实际的，因为即使使用较新和较先进的电池型号，飞行器的电池寿命也相对较短，并且充电会花费大量时间。因此，最好是，母站包含可用于飞行器的多余电池和电池充电工具。这样，便可以取出停靠在母站中的飞行器的电池，使用已充电(电量更多)的电池进行更换，同时，从飞行器中取出的缺电电池能够在其未使用期间进行充电。最好是，飞行器的形状易于其在对接时更换电池。
在优选实施例中，对接站含有降落平台，用来让飞行器降落，同时，对接站还含有对接装置，用来正确对准飞行器和对接站，以便飞行器和对接站建立物理连接。前述对接装置包含一个或多个磁体，用来正确对准飞行器和含有处理器的对接站，相关处理器含有无线通信组件，用来与相应的飞行器进行通信，以及向飞行器提供处理器发出的指示。或者/此外，对接装置可包含夹具，用来夹紧飞行器的部件(无论是飞行器本身、框架，还是货物模块)。
降落平台可以设计成平面，或者只是在降落飞行器的两个侧面提供支撑物。(例如)这将易于将货物模块(和框架(可能有))从飞行器上拆卸下来，并将货物模块降低，运送至接收站(以及从接收站升高，运送到飞行器上)。
对接站(对接装置)能够纠正飞行器的预期位置偏差，以便正确对接。如上所述，为了使运输工具能够正确地连接货物模块，以便在对接站和接收站之间进行运输，所以，无论是从与对接站的距离来说，还是从旋转方向来说，飞行器都需要进行非常精细的定位，以便运输工具能够连接以及(在对接站和接收站之间)运输货物模块，以及/或者以便接收站能够从货物模块中取货(或将货物装在货物模块中)。尽管当对接站提供指示时，飞行器能够较准确地降落在降落平台上，但是几乎总是会发生一些变化(风向、信号失真、信号时间滞后等)，这些变化需要得以纠正。因此，申请人提供了对接装置，用来实现这一目标。在第一种形式中，这种对接装置可以是磁体系统，一旦飞行器在其附近位置(不一定是在降落以后)，该磁体系统就会通过对飞行器的磁化部分(例如：飞行器中包含的框架部分)发生作用，将飞行器带到确切的预期位置。由于飞行器能够自行进行非常精确的总体定位，因此，磁体不一定需要具有很强的磁力(有于纠正位差)，以便磁场不会干扰其它系统。在可选形式中，可以使用夹具，一旦飞行器在其范围内，其就会(例如：通过框架)抓住飞行器，然后将飞行器带到预期位置。请注意，也可以使用组合方式，使用磁体将飞行器带入夹具范围内，然后用夹具将飞行器移入(正确)位置。
在优选实施例中，对接站可包含一个或多个太阳能电池板。由于对接站通常位于离建筑物较远的较高位置，以便于飞行器易于降落和起飞，因此，对接站中的太阳能电池板通常处于有利位置，以便通过阳光产生电能。太阳能电池板可以(例如)内置在飞行器的降落平台上(飞行器能够在降落平台上降落)。这种电能能够用来执行以下任一项或多项操作：向对接站供电、为电池充电、为运输工具供电等。
在优选实施例中，接收站可包含一个或多个冷藏容器，例如：用来输送需要冷藏运输的食物、药品等货物。母站可以进行改造，使飞行器(或中控系统)能够向母站发出警示，告知其携带的货物需要冷藏，以便接收站将货物存放在适当的容器中。母站还可以进行类似改进，用来运输现煮食物，货物能够放在经隔离的储存容器中，保存其热度。
应该理解的是，在两种情况下，货物模块均能够用来根据具体目的提供服务。
在优选实施例中，对接站含有飞行器的降落平台或降落箱，这种降落平台或降落箱可关闭。在天气不好时，这对保护飞行器特别有用。或者/除此以外，可以提供悬挂式结构或遮篷(最好是坚硬的结构)，用来保护降落平台或降落箱，该悬挂式结构可以是可伸缩的、可折叠的、或者可以其它方式移动。
在优选实施例中，对接站包含飞行器降落平台，该降落平台可以折叠(如图所示)。
在优选实施例中，货物模块(以及最可能的是框架和飞行器)使接收站能够从货物模块的前端和后端来操纵货物。这意味着，飞行器能够在对接站的前端和后端停靠对接。在该实施例中，货物模块可具有至少两个门或开口，通过这两个门或开口，能够取货或装货。请注意，这种双端方法意味着，(例如)货物可以从一端装到货物模块中，同时，能够从另一端取出。
在优选实施例中，对接站和飞行器配有通信系统，用来在短距离范围内进行彼此通信。这种通信对飞行器的对接来说是有利的，因为通过通信，使对接站能够纠正飞行器的预期降落/对接位置偏差。例如，这种通信可以通过传感器来实现，传感器能够检测飞行器的位置，并确定其是否与对接站正确对齐。此外，这种通信还能够用来指示其它操作，例如：确认交货、传输货物信息、或控制电池交换(检查将要更换和被更换的电池电量)。
在优选实施例中，运输工具含有轮子，使得(至少)货物模块能够在运输工具的路径上运输。
货物模块最好含有多个货舱，多个货舱使飞行器能够运输多个独立的“包裹”(和/或接收独立的包裹)。请注意，这可以通过提供多个“抽屉”(或类似系统)来实现，，可以在接收站中对这些抽屉进行控制，用于取货和/或上货。例如：货物模块可以从前端和后端取出/装入，这使得能够平行交付和/或取出一个或多个货物包裹，例如：从前端取出即将交付的货物，从后端将新货物装入货物模块。
该飞行器最好是含有通信系统，通信系统使飞行器和货物模块和/或框架之间能够进行通信，以便发出指示，将框架或货物模块直接从飞行器上拆卸下来，或者直接将框架或货物模块装上飞行器。
在优选实施例中，货物模块适合容纳和运输人(和/或动物)。
在优选实施例中，货物模块至少包含两个货舱，用于装纳货物，这些货舱最好能够以滑动的方式，从货物模块上取下来以及能够插入到货物模块中，这样，接收站便能够将货舱从货物模块上取下来并能将货舱装到货物模块中，接收站最好是从货物模块的第一端将货舱从货物模块上取下来，从货物模块的第二端(第二端和第一端相对)将货舱装入货物模块。请注意，货舱可以是托盘形式，货物模块能够容纳任何数量、任何尺寸的托盘(例如：在第一端装1个大托盘，在另一端装3个较小的托盘)。该实施例有额外优点，即：第一端可以用来将货舱从货物模块上取下来，然后该货舱可在接收站清空。然后，第二端可以用来接收货物(货物放在货舱中)。使用货物模块的两端，可以将装卸货时间减少一半。这方面的详情将在举例中进行说明，尽管可能会认为该方面的本质超越了本发明的要求，并且容易在其它类似系统中实现(以优化运输和装货)。
有鉴于此，申请人进一步提出了本发明的以下方面，即：一种用来运输货物和/或乘客的系统，该系统包含一个或多个母站以及一个或多个飞行器，最好是无人驾驶飞行器，用来运输(飞利用行器的货物模块)货物。母站包含对接站(飞行器能够在对接站降落以及进行对接)、接收站(在接收站中，可以将货物从飞行器的货物模块中取下来，以及/或者将货物装到飞行器的货物模块中)、以及运输工具，用来在对接站和接收站之间运输已停靠在母站中的飞行器。飞行器的货物模块特别适合用来从前端和后端，接收及装纳任意数量(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20等)的可移动货舱(通过滑动方式可移动)。接收站适合用来将具体货舱从货物模块上取下来(或部分撤回)(例如：通过识别标识，例如二维码)，以便接收前述货舱的货物。这使得飞行器能够充当许多用户的运输系统，确保正确的货物被运送给正确的用户。此外，接收站还可以用来将货舱从货物模块上取下来或部分撤回，以便将新货物装到前述货舱中，然后再将其重新装到货物模块中，进行后续运送。或者，新货舱可以装到货物模块中(货物模块中以前的货舱已被取出)。
可以认为，本文件中所讨论的大多数(如果不是所有)改进也同样适用于本发明的该方面情况。
从另一方面来说，本发明涉及一种利用飞行器(最好无人驾驶飞行器)将货物和/或乘客运出及运进母站的方法，飞行器包含货物模块(最好是能够从飞行器上拆卸下来的货物模块)，适合在其一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客；母站包含对接站，用来对接一个或多个飞行器，此外，还包含接收站，接收站与对接站分开，距离较远，用于接收货物和/或乘客；该方法包含以下步骤：
a.飞行器(最好是通过机载导航系统)接近母站；
b.飞行器停靠在对接站中，从而：
a.与飞行器建立物理连接，并保持该连接的稳定；以及
b.进而与已对接的飞行器的货物模块建立物理连接；
c.(至少)将已对接的飞行器的已对接货物模块从对接站运输到接收站中；
d.将货物和/或乘客分别从接收站转移到货物模块中，或者从货物模块转移到接收站中；以及
e.(至少)将已对接的飞行器的已对接货物模块从接收站运输到对接站中。
需要注意的是，货物模块的运送步骤通常通过母站中的可移动连接装置执行。可移动的连接装置可以是运输工具的组成部分，运输工具连接对接站和接收站(例如：可移动的连接装置在轨道上移动)。该方法建立在所讨论的该系统内容基础上，即：货物模块在对接站和接收站之间进行运输，以及货物在接收站中从货物模块中被取下来或者被放在货物模块中，而不是像在现有技术系统中一样在对接站中取货或装货，然后，在飞行器和货物固定装置保持静止的同时，在对接站和接收站之间运送货物。已经在上文中对优点进行了充分讨论，适用于上述方法。
在优选实施例中，母站含有可移动的连接装置，用来与货物模块建立连接，在可移动的连接装置(至少)将已连接的飞行器的已连接货物模块从对接站运送到接收站之前，该方法还包含以下步骤：
a.从飞行器上卸下货物模块；
以及，在可移动的连接装置(至少)将已连接的飞行器的已连接货物模块从接收站运送到对接站之前，还包含以下步骤：
b.将货物模块装到飞行器上。
可移动的连接装置在对接站与接收站之间输送货物模块。
在替代性实施例中，飞行器含有框架，用来固定货物模块，母站含有可移动的连接装置，用来与货物模块的固定框架建立连接，在可移动的连接装置(至少)将已连接的飞行器的已连接货物模块从对接站运送到接收站之前，该方法还包含以下步骤：
a.将货物模块的固定框架从飞行器上拆卸下来；
以及，在可移动的连接装置(至少)将已连接的飞行器的已连接货物模块从接收站运送到对接站之前，还包含以下步骤：
b.将货物模块的固定框架装到飞行器上；
可移动的连接装置在对接站与接收站之间输送货物模块的固定框架。
这些实施例特别清楚地表明，货物模块或框架和货物模块可以飞行器上拆下来，然后利用可移动的连接装置在对接站和接收站之间进行运输。如上所述，其优点是能够更加方便地取回和/或使用装货系统(通过该系统，从货物模块上取下货物或者将货物装到货物模块中)。现有技术系统在对接站中进行这些操作，而对接站位于不方便且通常不可到达的位置(墙壁悬伸处、屋顶、塔楼等)。这给维护、修理或安装操作带来了极大的不便，这导致成本、危险和困难增加。此外，执行取货/装货的硬件将位于难以到达的位置，这些位置通常会遭受恶劣的环境条件，并且更容易遭到破坏。请注意，这也使对接站更加紧凑(鉴于前述原因，需要对接站更加紧凑)，同时，减小了体积和面积，减少了环境条件(请注意，还包括野生生物，例如：鸟类等)带来的损害。
在替代性的优选实施例中，母站含有可移动的连接装置，用来与含有货物模块的飞行器建立连接，可移动的连接装置将飞行器和货物模块(以及(可选)用来固定前述货物模块且包含在飞行器中的固定框架)从对接站运送到接收站。
在另一优选实施例中，母站包含一个或多个轨道，沿着基本垂直的轴线方向在对接站和接收站之间延伸，通过延伸或缩回轨道，在对接站和接收站之间运输可移动的连接装置。或者，轨道也可以沿着基本水平的轴线方向，在对接站和接收站之间延伸。
通过缩回和延伸轨道，将可移动的连接装置(和货物模块)运送至以及运送出接收站，使得在有限的能量成本条件下易于收集货物模块。此外，整个对接站通过伸缩轨道缩回和伸出，能够使对接站在不运行时(在某段时间内或恶劣环境情况下未安排运输时)置于安全位置(减少环境条件影响和损坏)
在优选实施例中，该方法包含以下步骤：通过对接站来评估飞行器的电池充电状态(因为飞行器必须有电)。如果充电状态处于某个阈值水平以下，并且电池与对接站中的一个(或多个)已充电的电池相对等，则对接站可交将飞行器的电池更换为站内电池。之后，从飞行器上换下的电池最好是通过对接站进行充电(以便做好准备，供未来交换使用)。对接站中的电池可(通过连接电网)持续充电，和/或可通过对接站中的可再生能源(例如：太阳能电池板、风力涡轮机等)(或通过固定在对接站中的电池(该电池通过以上一种或多种方法充电))进行充电。在优选实施例中，对接站配备有一个或多个(两个、三个、四个或更多的)电池，在某些实施例中，甚至根据不同类型的飞行器及其电池在某些领域的普遍程度，配有一个或多个不同类型的电池。
在优选实施例中，母站包含货物模块连接装置，用来与货物模块建立连接，母站还包含一个或多个在对接站和接收站之间延伸的轨道，可移动的连接装置沿着这些轨道在对接站和接收站之间被运输，可移动的连接装置包含电动机，用来沿着前述轨道运送可移动的连接装置，前述轨道最好是沿着基本垂直的轴线方向在对接站和接收站之间延伸。
可移动的电动连接装置能够以较快的速度、有效地运输货物模块。请注意，电动机最好是利用市电供电，并且能够通过轨道供电，以节省飞行器的能量供应量。
在特定的优选实施例中，飞行器(最好是无人驾驶飞行器)以及上述各种方式的母站，均为本文件所述发明系统之飞行器(最好是无人驾驶飞行器)以及母站。
申请人进一步指出，本发明中货物运输系统的前述实施例的所有优点自然也适用于本发明的方法。
本发明还通过以下非限制性的例子进行了进一步说明，以下例子对本发明进行了说明，同时，以下举例不限制本发明的范围，也不得被理解为限制本发明的范围。
现在，将参照非限制性的例子，对本发明进行更加详细的说明。
例子
示例1：在对接站和接收站之间运输飞行器(最好是无人驾驶飞行器)
图1A至图1B显示的是已部署好的母站，在该实施例中，该母站含有对接站4和接收站5，对接站和接收站通过运输工具6连接，运输工具6又含有可移动的连接装置8和轨道9。在对接站4中，飞行器1(最好是无人驾驶飞行器)已停靠，该飞行器含有用来固定货物模块3的框架2。在该图所示之实施例中，对接站4含有平台13，平台13为飞行器1提供支撑。然而，请注意，这是任选功能，飞行器1还可以通过其它方式被固定到对接站4上，并且除了平台13以外，最好是被固定在对接站4上。该图还清楚地展示了框架2，该框架通过连接装置11与飞行器1连接。请注意，在某些实施例中，连接装置11使框架2能够从飞行器1上拆卸下来。需要注意的是，货物模块3和框架2之间可以配有连接装置，能够将货物模块3从框架2上拆卸下来。
在图1A至图1B实施例中，可移动的连接装置8沿着轨道9(轨道包含在运输工具中6)运输带框架2和货物模块3的整个飞行器1。从图1A中可以看出，接收站5含有一些狭槽或容器16，用来装纳货物，前述容器16在前端有门或开口。在图1B中，货物模块3的背面有门，通过该门可以与容器16交换货物。请注意，还可能有额外的电池7b，这些电池可以与飞行器1的电池7进行交换。
在图2中，我们可以看到本发明的实施例，其中，飞行器1仍然悬挂在对接站4附近的空中，那里没有平台。在这种情况下，另一个连接系统会将飞行器1固定到对接站4上。
图3A至图3D展示了停靠在对接站4中的飞行器1的放大图。请注意，在图3A中，对接站不包含图3B、图3C和图3D所示之降落陆平台13。对接站4包含天线14，用来与飞行器1进行通信，并包含电动机10，以便连接装置8在轨道9上运动。此外，电池(组)7清晰可见，并且在飞行器1的外部，从而易于更换电池，增加(飞行器的)运行时间。飞行器1上有通信系统12，用来与对接站4进行通信。对接站4可包含带有通信系统的处理器，用来向飞行器1提供指示。请注意，图3B至图3D的平台13可含有太阳能电池板。图3D展示了在没有对接(或试图对接)飞行器1时将降落平台13向下折叠起来的可能性。请注意，在图3C中，对接站4中有对接装置18，对接装置18专门用来接收图3B所示之框架2。
图4A、图4B、图4C和图4D具体展示了货物模块3的潜在实施例，以及如何将货物存放在货物模块的货舱17中。在这些实施例中，货物模块3包含容器15和一个或多个抽屉型货舱17，货舱可通过滑动方式打开或关闭(缩回容器15中)。货舱17可以和货舱中的货物一起，作为一个整体从货物模块3转移到容器16中。但是，如图4A、图4B、图4C和图4D所示，货舱17没有底部，这使得货舱17可装入容器16中，然后，在容器16中将货物从货舱17中取出。为此，坡道存在于容器16中或者可以由货物模块提供(例如：坡道可以以滑动的方式从货物模块3中延伸)。之后，可将货舱17放回货物模块3的容器15中。
在图4A中，货物模块3装有一个容器15，该容器中有一个货舱17。图4B展示的是容器15，该容器有两个独立的货舱17，这能够从货物模块3的前端和后端取货/装货。图4C和图4D展示的是实施例，在该实施例中，一端有两个或三个货舱17，而在相对端则有一个货舱17。
图5展示的是已拆卸下来的框架2和悬挂在其中的货物模块3，以及飞行器1的电池7。
图6A至图6D展示的是在整个飞行器1下降到接收站5时从货物模块3卸货的卸货程序潜在实施例。请注意，该程序稍作调整后还可适用于示例2和示例3(以及所有其它不同情形)。此外，应注意，在图6A至图6D中，轨道9和可移动的连接装置8等均未显示出来，以简化附图，清楚地展示卸货程序。
图6A展示的是货物模块3到达接收站5特别是到达容器16的方法。货物模块、接收站和容器应对齐，以便货物模块3在第一端的开口与容器16对齐(在这种情况下，容器有开口，该开口用可滑动的门盖住)。容器16的门打开，容器16的挂钩装置向货物模块3移动。或者(可选择)，容器16中可包含坡道，用来使货物缓慢下降到容器16中。图6B清楚地展示了挂钩装置与货物模块3产生相互作用的方式，特别是与其货舱17的相互作用方式，该货舱可以滑动方式从货物模块3中伸缩。在这种情况下，货舱17有把手，挂钩装置可以固定在该把手上。一旦挂钩装置抓住货舱17，如图6C所示，挂钩装置再次缩回到容器16中，从而使货舱17与挂钩装置一起缩回，将货舱从货物模块3转移到容器16中。请注意，货舱17没有底壁(或者，有底壁但可以打开)，因此，货物将与货舱17一起滑动并(通过坡道)落入容器16中。在货物模块3中时，货物将由容器15提供支撑(或者，如果没有容器，则由货物模块3的底板提供支撑)。一旦货物从货舱17中被取出，挂钩装置就可以再次将货舱17推回至货物模块3，如图6D之所示，然后推进货物模块3，挂钩装置在货物模块3中与货舱17脱离并再次缩回。
请注意，以上所述之系统和方法可稍作改变，变得更加通用，以便用来确认可拆卸货物模块的飞行器和货物模块保持固定的飞行器。如果对接站识别出货物模块可拆卸的飞行器，则可移动的连接装置(货物模块连接装置)将拆下货物模块，并将货物模块运送到接收站，让飞行器本身停留在对接站中。如果对接站识别出货物模块保持固定的飞行器，则带有货物模块的飞行器将被整体运送到接收站。
示例2：带有可拆卸货物模块的飞行器(最好是无人驾驶飞行器)
在第二个示例中，该系统与示例1系统的不同之处在于，可移动的连接装置8和整个运输工具6适合用来在对接站4和接收站5之间运送货物模块3。显然，这可能需要改变货物模块的结构，以便牢固地连接可移动的连接装置8和货物模块，但这种连接的可能性是多种多样的，从磁力元件到夹具再到公母连接器或其组合方式。此外，这将需要将货物模块从飞行器1(以及飞行器1的货物模块的固定框架2)上拆卸下来(最好是能够重新装上去)。拆卸操作最好是自动的，并且在对接站4向飞行器1发出信号通知飞行器1已正确对接(以及可选的其它结构就位可进行拆卸)之后进行。然后，可以以相反的方式执行重装动作。
除了这些差异以外，母站通常可以与示例1相同，因此可以通过图1A、图1B、图2、图3A-图3D和图5所示之内容进行说明。鉴于仅需对即将从飞行器1上拆卸下来的货物模块3做出细稍调整，因此，通过对其它附图进行直观调整，本领域的技术人员便能够在附图中看到本发明的实施例概念。
图7具体展示了实施例，在该实施例中，飞行器1含有可拆卸的货物模块3，该货物模块在对接站4和接收站5之间进行运送。请注意，在这种具体情况下，可移动的连接装置8含有一组夹具，这些夹具适合用来于接合货物模块3。
示例3：带有可拆卸框架的飞行器(最好是无人驾驶飞行器)
在第三个示例中，系统的不同之处在于，飞行器1含有框架2，用来固定货物模块3，并且框架2可从飞行器1上拆下来(最好是能够重新装上去)。拆卸操作最好是自动的，并且在对接站4向飞行器1发出信号通知飞行器1已正确对接(以及可选的其它结构就位可进行拆卸)之后进行。然后，可以以相反的方式执行重装动作。可移动的连接装置8适合用来连接前述框架2，并在对接站4和接收站5之间运送货物模块3的固定框架2。同样，所有之前的选项均保持打开和安全，以便在运送框架2和货物模块3的同时，使飞行器1停留在对接站4中。因此，由于基本概念保持不变，因此，无需对对接收站5进行彻底修改。这样，大多数附图同样适用于第三个示例所讨论的实施例，并且所有附图稍作修改，将适用于第三个示例所讨论的实施例。
示例4：交货-退货
图6D还具有可选的另一方面，即：容器16可以配备新货舱17，该货舱由发件人在飞行器离开母站之前准备。这使飞行器1能够交货，然后，从对接站4出发，旋转180°，然后重新进行对接。一旦货物模块3被运送到接收站5和容器16中，货物模块3的另一端会朝向容器16，然后可以将新货舱17(带有即将发送的货物)装到货物模块中。然后，容器16还可以向飞行器1提供必要的信息(例如：收货人、货物规格等)。在图6D中，从容器16的右侧可看见新货舱17。
或者，接收站5可在货物模块3与容器16相对的一端设置交货站。该交货站可将提前准备好的货舱装到货物模块3中(装在货物模块的可用空间中)。在处理货物模块(或容器)中的多个“托盘”空间时，这特别有用，因为交货站可自动搜索可用空间，或者由飞行器/货物模块发出指示(飞行器/货物模块知道哪些空间可用)。
据推测，本发明不限于以上所述之实现形式，同时无需对所附之申请进行重新评估的情况下，可以对所提出的示例增加某些变更。例如：已经在参考运输条件的情况下对本发明进行了说明，但很显然，本发明可以用来运输(例如)食物、药品或文件，用来清洁窗户或太阳能电池板组件，用来监视或保护建筑物，用来维修结构物，甚至是用来运输已损坏的飞行器。此外，请注意，本发明能够用来运输人员(和/或动物)。

Claims (26)

1.用于货物和/或乘客的运输的系统，所述系统包含一个或多个母站，以及一个或多个飞行器，用于运输货物和/或乘客，
所述飞行器包含货物模块，所述货物模块适合用来将货物和/或乘客装纳在所述货物模块的一个或多个货舱中；
所述母站包含：对接站，所述对接站用来对接一个或多个飞行器；还包含接收站，所述接收站与所述对接站分开一段距离，用于接收货物和/或乘客；以及还包含链接所述对接站和所述接收站的运输工具，
其中，所述对接站适合用来与所述飞行器物理地建立连接，并使该连接稳定安全，其中所述对接站包含飞行器连接装置，用来建立所述飞行器和所述对接站的连接，但是不与所述货物模块建立连接，并且，所述对接站适合用来与已连接的飞行器的货物模块物理地建立连接，其中，所述对接站包含可移动的货物模块连接装置，用来建立所述货物模块和所述对接站的连接，所述货物模块连接装置适合用来独立于所述飞行器连接装置进行移动，并且，所述货物模块连接装置适合用来将所述货物模块装入所述飞行器，并且能够将所述货物模块从所述飞行器上拆卸下来；
其中，所述接收站包含货物和/或乘客的装运容器，并且当所述货物模块被运送到所述接收站时，所述接收站适合用来至少将部分货物和/或乘客从所述货物模块转移到所述装运容器中；
其特征在于，如果所述货物模块从所述飞行器上能拆卸下来，则所述运输工具适合用来在所述对接站和所述接收站之间运送从已连接的飞行器上拆卸下来的已连接的货物模块和所述货物模块连接装置，其中，通过所述飞行器连接装置连接至所述对接站的飞行器在所述对接站处保持静止；
并且其中，如果所述货物模块不能从所述飞行器上拆卸下来，则所述运输工具适合用来在所述对接站和所述接收站之间运送所述货物模块连接装置和所述飞行器连接装置。
2.根据权利要求1所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述飞行器包含框架，所述框架能拆卸地附接至所述飞行器，所述框架用来固定所述货物模块，其中，所述货物模块连接装置适合用来连接所述框架，其中，所述货物模块连接装置适合用来将固定所述货物模块的所述框架安装到所述飞行器上以及从所述飞行器上拆卸下来。
3.根据权利要求1或2所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述运输工具包含一个或多个在所述对接站和所述接收站之间延伸的轨道，所述轨道适合用来在所述对接站和所述接收站之间至少引导所述货物模块连接装置，并且其中，所述货物模块连接装置包含电动机，所述电动机用来沿着所述轨道运送所述货物模块连接装置。
4.根据权利要求3所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述对接站适合用来通过一个或多个所述轨道来接收电力，从而对所述飞行器的一个或多个电池进行充电。
5.根据权利要求1或2所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述对接站包含一个或多个独立电源，所述独立电源适合用来向所述对接站供电。
6.根据权利要求1或2所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述对接站包含一个或多个独立电源，以及至少一个电池，所述电池适合用来向所述对接站供电，所述独立电源适合用来为所述电池充电。
7.根据权利要求1或2所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述对接站适合用来在所述对接站的电池和已连接的飞行器的电池之间转移电力。
8.根据权利要求1或2所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述对接站适合用来容纳一个或多个可充电电池，所述一个或多个可充电电池适合用作飞行器的电源，其中，所述对接站适合通过来自可再生电源的电力，和/或来自电网的电力对所述可充电电池充电，并且其中，所述对接站适合用来将一个或多个所述可充电电池与已连接的飞行器的一个或多个电池交换。
9.根据权利要求1或2所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述运输工具包含一个或多个沿着基本竖直的轴线在所述对接站和所述接收站之间延伸的轨道，其特征为，所述轨道适合延伸或收缩，从而将所述飞行器送进和送出所述接收站。
10.根据权利要求1或2所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述对接站包含降落平台，所述降落平台用来使所述飞行器降落，并且所述对接站还包含对接装置，所述对接装置用来使所述飞行器和所述对接站正确对准，以便所述飞行器和所述对接站物理地建立连接，所述对接装置包含一个或多个磁体，所述磁体用来使所述飞行器和包含处理器的所述对接站对准，其中，所述处理器包含无线通信组件，所述无线通信组件适合用来与所述飞行器进行通信，以及向所述飞行器提供来自所述处理器的指示。
11.根据权利要求1或2所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述货物模块包含至少两个货舱，所述货舱用于装纳货物和/或乘客，这些货舱能够以滑动的方式，从所述货物模块上取下来以及能够插入到所述货物模块中，并且其中，所述接收站适合用来将所述货舱从所述货物模块上取下来并能将所述货舱插入到所述货物模块中，其中，所述接收站适合用来在所述货物模块的第一端将所述货舱从所述货物模块上取下来并且在所述货物模块的与所述第一端相对的第二端将所述货舱插入到所述货物模块中。
12.根据权利要求1所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述飞行器是无人驾驶飞行器。
13.根据权利要求3所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述轨道沿着基本竖直的轴线在所述对接站和所述接收站之间延伸。
14.根据权利要求5所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述独立电源是光伏电池和/或风力涡轮机。
15.根据权利要求6所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述独立电源是光伏电池和/或风力涡轮机。
16.根据权利要求8所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述可再生电源是光伏电池和/或风力涡轮机。
17.根据权利要求8所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述对接站后续适合用来对从已连接的飞行器上换下来的电池进行充电。
18.根据权利要求9所述的用于货物和/或乘客的运输的系统，其中，所述对接站适合用来通过一个或多个所述轨道接收电力，以便对所述飞行器的一个或多个电池充电。
19.一种利用权利要求1至18中任一项所述的系统将货物和/或乘客运出及运进母站的用于运输货物和/或乘客的方法，所述飞行器包含货物模块，所述货物模块适合用来在所述货物模块的一个或多个货舱中容纳货物和/或乘客；所述母站包含对接站，所述对接站用来对接一个或多个飞行器，还包含接收站，所述接收站与所述对接站分开一段距离，用于接收货物和/或乘客；该方法包含以下步骤：
a.所述飞行器接近所述母站；
b.所述飞行器停靠在所述对接站中，从而：
i.与所述飞行器物理地建立连接，并使所述连接稳定安全；以及
ii.与已连接的飞行器的货物模块物理地建立连接；
其特征为：该方法包含以下步骤：
c.确定货物模块是否能够从所述已连接的飞行器上拆卸下来；
其中，如果货物模块从飞行器上能拆卸下来，则该方法还包含以下步骤：
d.从飞行器上拆卸下货物模块；
e.将已连接的飞行器的已连接的货物模块从所述对接站运送到所述接收站；
f.将货物和/或乘客从所述接收站转移到货物模块中，或者从货物模块转移到所述接收站中；
g.以及将飞行器的已连接的货物模块从所述接收站运送到所述对接站；
其中，如果货物模块不能从所述飞行器上拆卸下来，则该方法代替包含以下步骤：
d.将已连接的货物模块和已连接的飞行器从所述对接站运送到所述接收站；
e.将货物和/或乘客从所述接收站转移到货物模块中，或者从货物模块转移到所述接收站中；
f.以及将已连接的货物模块和已连接的飞行器从所述接收站运送到所述对接站。
20.根据权利要求19所述的用于运输货物和/或乘客的方法，其中，所述母站包含货物模块连接装置，所述货物模块连接装置适合用来与货物模块建立连接，在货物模块能够从飞行器上拆卸下来时，该方法还包含以下步骤：
g.将飞行器的已连接的货物模块从所述接收站运送到所述对接站；
H.然后，将货物模块装上飞行器；
其中，所述货物模块连接装置在所述对接站和所述接收站之间运送货物模块。
21.根据权利要求19或20所述的用于运输货物和/或乘客的方法，其中，所述飞行器包含框架，所述框架用来固定货物模块，其中，所述货物模块连接装置适合用来与固定货物模块的所述框架建立连接，其中，通过将固定货物模块的所述框架从飞行器上拆卸下来，来实现将货物模块从飞行器上拆卸下来的步骤；
并且通过将固定货物模块的所述框架装上飞行器，来实现将货物模块装上飞行器的步骤；
其中，所述货物模块连接装置在所述对接站和所述接收站之间运送固定货物模块的所述框架。
22.根据权利要求19或20所述的用于运输货物和/或乘客的方法，其中，所述母站包含货物模块连接装置，所述货物模块连接装置适合用来与包含货物模块的飞行器建立连接，其中，所述货物模块连接装置将飞行器和货物模块从所述对接站运送到所述接收站。
23.根据权利要求19或20所述的用于运输货物和/或乘客的方法，其中，所述母站包含一个或多个沿着基本竖直的轴线在所述对接站和所述接收站之间延伸的轨道，并且其中，通过延伸或缩回轨道，在所述对接站和所述接收站之间运送所述货物模块连接装置。
24.根据权利要求19或20所述的用于运输货物和/或乘客的方法，其中，所述母站包含货物模块连接装置，所述货物模块连接装置适合用来与货物模块建立连接，所述母站包含一个或多个在所述对接站和所述接收站之间延伸的轨道，沿着所述轨道在所述对接站和所述接收站之间运送所述货物模块连接装置，并且其中，所述货物模块连接装置包含电动机，所述电动机用来沿着所述轨道运送所述货物模块连接装置。
25.根据权利要求19所述的用于运输货物和/或乘客的方法，其中，所述货物模块以可释放的方式装到所述飞行器上。
26.根据权利要求24所述的用于运输货物和/或乘客的方法，其中，所述轨道沿着基本竖直的轴线在所述对接站和所述接收站之间延伸。
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