CN111511641B - 旋翼单元、堆叠式旋翼叶片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种旋翼单元、堆叠式旋翼叶片及其制造方法。该旋翼单元包括轮毂和堆叠式旋翼叶片。轮毂被配置为绕轴线在第一旋转方向上旋转。堆叠式旋翼叶片可绕轴线旋转，并且还包括第一叶片元件和第二叶片元件。第一叶片元件具有第一前缘，第二叶片元件具有第二前缘。叶片元件布置成堆叠构造。堆叠式旋翼叶片的前缘由第一叶片元件的第一前缘的至少一部分以及第二叶片元件的第二前缘的至少一部分形成。在一些实施方式中，旋翼单元联接到无人飞行器。

Description

旋翼单元、堆叠式旋翼叶片及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2017年12月19日提交的美国专利申请第15/847,515号的优先权，该美国专利申请通过引用全文合并于此。

技术领域

本发明涉及旋翼单元、堆叠式旋翼叶片及其制造方法。

背景技术

除非在此另外指出，否则本节中描述的资料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因包含在本节中而被承认是现有技术。

无人运载工具，其也可以被称为自主运载工具，是能够在没有实际存在的人类操作者的情况下行驶的运载工具。无人运载工具可以以遥控模式、以自主模式或以部分自主模式操作。

当无人运载工具以遥控模式操作时，位于远程位置的飞行员或驾驶员可以通过经由无线链路发送到无人运载工具的命令来控制无人运载工具。当无人运载工具以自主模式操作时，无人运载工具通常基于预编程的导航航点、动态自动化系统或这些的组合来移动。此外，一些无人运载工具可以既以遥控模式又以自主模式操作，并且在某些情况下可以同时这样操作。例如，作为示例，远程飞行员或驾驶员可能希望在手动执行另一任务(诸如操作用于拾取物体的机械系统)时将导航交托给自主系统。

各种类型的无人运载工具针对各种不同的环境而存在。例如，无人运载工具针对在空中、在地面上、在水下或在太空中的操作而存在。示例包括四轴飞行器(quad-copter)和尾座式UAV等。无人运载工具还针对其中可进行多环境操作的混合操作而存在。混合无人运载工具的示例包括能够在陆地上以及在水上操作的两栖飞船、或能够在水上以及在陆地上降落的水上飞机。其它示例也是可能的。

发明内容

在此描述的实施方式涉及具有堆叠式旋翼叶片的无人飞行器(UAV)旋翼单元。堆叠式旋翼叶片由布置成堆叠构造的叶片元件形成。叶片元件可以通过简单的机械加工工艺(诸如从纤维片材激光切割叶片元件)容易地制造。此外，将叶片元件布置成堆叠构造允许对组装好的堆叠式旋翼叶片的整体设计和功能进行高程度的控制。此外，与现有的旋翼叶片设计相比，在此公开的堆叠式旋翼叶片还可以在维持或有可能提高效率的同时降低在飞行期间UAV旋翼的噪声。

在第一方面，提供了一种旋翼单元。该旋翼单元包括轮毂和堆叠式旋翼叶片。轮毂被配置为绕轴线在第一旋转方向上旋转。堆叠式旋翼叶片可绕轴线旋转，并且还包括第一叶片元件和第二叶片元件。第一叶片元件具有第一前缘，第二叶片元件具有第二前缘。此外，第一叶片元件和第二叶片元件布置成堆叠构造。在示例中，该堆叠构造可以导致第一叶片元件和第二叶片元件以特定的对准彼此固定。另外，堆叠式旋翼叶片的前缘由第一前缘的至少一部分和第二前缘的至少一部分形成。在一些实施方式中，旋翼单元联接到UAV。

在第二方面，提供了一种堆叠式旋翼叶片。该堆叠式旋翼叶片包括第一平面叶片元件和第二平面叶片元件。第一叶片元件包括第一前缘和底部平面表面，而第二叶片元件包括第二前缘和顶部平面表面。第一叶片元件的底部平面表面以堆叠构造固定到第二叶片元件的顶部平面表面。堆叠式旋翼叶片被配置为在第一旋转方向上旋转。此外，第一叶片元件的第一前缘的至少一部分在第一旋转方向上领先第二叶片元件的第二前缘的至少一部分。另外，第一前缘的至少一部分和第二前缘的至少一部分形成堆叠式旋翼叶片的前缘。

在又一方面，提供了一种制造堆叠式叶片旋翼单元的方法。该方法包括切割多个叶片元件。叶片元件可以激光切割自纤维片等。每个叶片元件的至少一个尺寸不同于每个其它叶片元件中的对应尺寸。此外，堆叠式叶片的前缘包括来自每个切割的叶片元件的前缘的至少一部分。该方法还包括将叶片元件联接到轮毂。

在再一方面，任何类型的装置或系统都可以用作或配置成用于执行在此描述的任何方法(或在此描述的方法的任何部分)的功能的装置。例如，用于制造堆叠式旋翼叶片单元的系统包括用于切割多个叶片元件的装置。该系统还包括用于对准叶片元件的装置以及用于将叶片元件联接到旋翼单元的轮毂的装置。

通过在适当的情况下参照附图阅读以下详细描述，这些以及其它方面、优点和备选方案将对本领域普通技术人员变得明显。此外，应理解，在本发明内容部分和本文档其它地方提供的描述旨在作为示例而非作为限制来说明所要求保护的主题。

附图说明

图1A是根据一示例实施方式的无人飞行器(UAV)的简化图示。

图1B是根据一示例实施方式的UAV的简化图示。

图1C是根据一示例实施方式的UAV的简化图示。

图1D是根据一示例实施方式的UAV的简化图示。

图1E是根据一示例实施方式的UAV的简化图示。

图2是示出根据一示例实施方式的无人飞行器的部件的简化方块图。

图3是示出根据一示例实施方式的UAV系统的简化方块图。

图4描绘了根据一示例实施方式的堆叠式旋翼叶片的剖面。

图5描绘了根据一示例实施方式的堆叠式旋翼叶片的剖面。

图6A描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元的顶视图。

图6B描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元的立面图。

图7描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元。

图8描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元的剖面。

图9描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元的剖面。

图10描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元的剖面。

图11描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元的顶视图。

图12描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元的局部顶视图。

图13是根据一示例实施方式的示例方法的方块图。

具体实施方式

在此描述了示例方法、系统和装置。在此描述的任何示例实施方式或特征不一定被解释为比其它实施方式或特征优选或有利。在此描述的示例实施方式并不意味着是限制性的。将容易地理解，所公开的系统和方法的某些方面可以以多种不同的配置进行布置和组合，所有这些在此被考虑。

此外，附图所示的特定布置不应被视为是限制性的。应理解，其它实施方式可能或多或少地包括给定附图中示出的每个元件。此外，一些示出的元件可以被组合或省略。此外，示例实施方式可以包括附图中未示出的元件。

I.概述

示例性实施方式可以以飞行器的形式实现或采用飞行器的形式；例如无人飞行器(UAV)。在示例实施方式中，UAV可以包括“推进单元”或“旋翼单元”，其可操作为为UAV提供推力或升力以用于载运物的运输和递送。

诸如在此描述的UAV飞行中使用的针对小叶片的低雷诺数流体动力学条件不会对小阶梯或不光滑的旋翼叶片设计不利。因此，由纤维片或其它类似材料产生多个叶片元件、然后将这些叶片元件以堆叠的构造堆叠来形成堆叠式旋翼叶片允许以较低的制造成本进行多种旋翼叶片设计。这样的设计减少了对导致昂贵的缩放操作的昂贵工具设置的需求。取而代之的是，堆叠式纤维片旋翼叶片允许对每个叶片元件成形，以产生整体推进器(solid propeller)剖面的飞行等同物。在一些示例中，堆叠式旋翼叶片的剖面的有效轮廓可以与常规翼型的轮廓相同或相似。然而，用现有的制造装置大规模生产各个叶片元件更容易且更简单，然后可以组合这些叶片元件以产生必要的旋翼设计。此外，堆叠式旋翼叶片允许容易地定制设计以产生用于特定任务的旋翼，并且允许利用堆叠式旋翼叶片设计来编制各种设计以减少或最小化来自UAV的噪声。另外，在此公开的一些示例堆叠式旋翼叶片设计可以减少由UAV旋翼在飞行中产生的噪声量。例如，叶片元件可以包括压电片，该压电片可以允许进一步的声学控制，诸如增加的旋翼谐波控制。

下面详细描述的附图仅出于说明目的，并且可以不反映所有部件或连接。此外，作为图示，附图可能不反映实际的操作条件，而仅仅是为了示出所描述的实施方式。此外，附图中的相对尺寸和角度可能不是按比例绘制的，而仅是为了示出所描述的实施方式。

II.示意性无人运载工具

这里，术语“无人飞行器”和“UAV”是指能够在没有实际存在的人类飞行员的情况下执行一些功能的任何自主或半自主运载工具。

UAV可以采用各种形式。例如，UAV可以采用固定翼飞机、滑翔机、尾座式飞机、喷气式飞机、涵道风扇式飞机、轻于空气的飞艇(诸如软式飞艇或可操纵的气球)、旋翼飞行器(诸如直升机或多轴飞行器)和/或扑翼飞机等等的形式。此外，术语“无人驾驶飞机”、“无人飞行器系统”(UAVS)或“无人空中系统”(UAS)也可以用于指代UAV。

图1A是示例UAV 100的轴测图。UAV 100包括机翼102、吊杆104和机身106。机翼102可以是固定的，并且可以基于机翼形状和UAV的前进空速产生升力。例如，两个机翼102可以具有翼面形剖面以在UAV 100上产生气动力。在一些实施方式中，机翼102可以承载水平推进单元108，吊杆104可以承载垂直推进单元110。在操作中，可以从机身106的电池舱112提供用于推进单元的电力。在一些实施方式中，机身106还包括航空电子设备舱114、附加的电池舱(未示出)和/或用于搬运载运物的递送单元(未示出，例如绞盘系统)。在一些实施方式中，机身106是模块化的，并且两个或更多个舱(例如，电池舱112、航空电子设备舱114、其它载运物和递送舱)是(例如，机械地、磁性地或以其它方式)彼此可拆卸的且彼此可固定的以连续地形成机身106的至少一部分。

在一些实施方式中，吊杆104终止于方向舵116以改善对UAV 100的偏航控制。此外，机翼102可以终止于机翼稍117以改善对UAV的升力控制。

在示出的配置中，UAV 100包括结构框架。该结构框架可以被称为UAV的“结构H框架”或“H框架”(未示出)。H框架可以在机翼102内包括机翼翼梁(未示出)，并且在吊杆104内包括吊杆支架(未示出)。在一些实施方式中，机翼翼梁和吊杆支架可以由碳纤维、硬塑料、铝、轻金属合金或其它材料制成。机翼翼梁和吊杆支架可以用夹具连接。机翼翼梁可以包括用于水平推进单元108的预钻孔，吊杆支架可以包括用于垂直推进单元110的预钻孔。

在一些实施方式中，机身106可以可去除地附接到H框架(例如，通过夹具等附接到机翼翼梁，该夹具配置有凹槽、突起或其它特征以与对应的H框架特征配合)。在其它实施方式中，类似地，机身106可以可去除地附接到机翼102。机身106的可去除附接可以改善UAV100的质量和/或模块化。例如，机身106的电/机械部件和/或子系统可以在附接到H框架之前与H框架分开地进行测试。类似地，印刷电路板(PCB)118可以在附接到吊杆支架之前与吊杆支架分开地进行测试，因此在完成UAV之前消除有缺陷的零件/子装配件。例如，在将机身106安装到H框架之前，可以对机身106的部件(例如航空电子设备、电池单元、递送单元、附加的电池舱等)进行电测试。此外，PCB 118的电动机和电子器件也可以在最终组装之前进行电测试。一般地，在组装过程的早期识别出有缺陷的零件和子装配件降低了UAV的总成本和交付时间。此外，不同类型/型号的机身106可以附接到H框架，因此改善了设计的模块化。这样的模块化允许UAV 100的这些各种零件得以升级，而无需对制造过程进行实质性的大修。

在一些实施方式中，机翼壳和吊杆壳可以通过粘合元件(例如胶带、双面胶带、胶水等)附接到H框架。因此，可以将多个壳附接到H框架，而不是将整体式主体喷涂到H框架上。在一些实施方式中，所述多个壳的存在减小了由UAV的结构框架的热膨胀系数引起的应力。结果，UAV可以具有更好的尺寸精度和/或提高的可靠性。

此外，在至少一些实施方式中，相同的H框架可以与具有不同大小和/或设计的机翼壳和/或吊杆壳一起使用，因此提高了UAV设计的模块化和多功能性。机翼壳和/或吊杆壳可以由相对轻的聚合物(例如闭孔泡沫)制成，该相对轻的聚合物被较硬但相对薄的塑料蒙皮覆盖。

来自机身106的功率和/或控制信号可以通过穿过机身106、机翼102和吊杆104的电缆被路由到PCB 118。在示出的实施方式中，UAV 100具有四个PCB，但是其它数量的PCB也是可能的。例如，UAV 100可以包括两个PCB，每个吊杆一个。PCB承载电子部件119，电子部件119包括例如功率转换器、控制器、存储器、无源部件等。在操作中，UAV 100的推进单元108和110电连接至PCB。

示出的UAV的许多变形是可能的。例如，固定翼UAV可以包括更多或更少的旋翼单元(垂直的或水平的)，和/或可以利用涵道风扇或多个涵道风扇进行推进。此外，具有更多机翼(例如具有四个机翼的“x-机翼”配置)的UAV也是可能的。尽管图1示出了两个机翼102、两个吊杆104、两个水平推进单元108以及每个吊杆104六个垂直推进单元110，但是应理解，UAV 100的其它变形可以用更多或更少的这些部件来实现。例如，UAV 100可以包括四个机翼102、四个吊杆104以及更多或更少的推进单元(水平的或垂直的)。

类似地，图1B显示了固定翼UAV 120的另一示例。固定翼UAV 120包括机身122、两个具有翼面形剖面以为UAV 120提供升力的机翼124、用于稳定飞机的偏航(向左或向右转)的垂直稳定器126(或腹鳍)、用于稳定俯仰(向上或向下倾斜)的水平稳定器128(也被称为升降机或尾翼)、起落架130和推进单元132，该推进单元132可以包括电动机、轴和螺旋桨。

图1C显示了具有处于推进式配置的推进器的UAV 140的示例。与将推进单元安装在UAV的前部相比，术语“推进式”是指这样的事实，推进单元142被安装在UAV的后部并且向前“推动”运载工具。类似于为图1A和图1B提供的描述，图1C描绘了推进式飞机中使用的常规结构，包括机身144、两个机翼146、垂直稳定器148和推进单元142，推进单元142可以包括电动机、轴和螺旋桨。

图1D显示了尾座式UAV 160的示例。在示出的示例中，尾座式UAV 160具有固定的机翼162，以提供升力并允许UAV 160水平滑行(例如沿x轴，其位置近似垂直于图1D所示的位置)。然而，固定的机翼162还允许尾座式UAV 160自行垂直起飞和降落。

例如，在发射点，尾座式UAV 160可以被垂直放置(如图所示)，其腹翼164和/或机翼162搁置在地面上并将UAV 160稳定在垂直位置。然后，尾座式UAV 160可以通过操作其螺旋桨166以产生向上的推力(例如大体上沿y轴的推力)而起飞。一旦处于合适的海拔高度，尾座式UAV 160就可以使用其襟翼168将其自身重新定向在水平位置，使得其机身170比与y轴更接近于与x轴对准。水平放置的螺旋桨166可以提供向前的推力，使得尾座式UAV 160能够以与典型的飞机类似的方式飞行。

关于示出的固定翼UAV的许多变形是可能的。例如，固定翼UAV可以包括更多或更少的螺旋桨，和/或可以利用涵道风扇或多个涵道风扇进行推进。此外，具有更多机翼(例如具有四个机翼的“x-机翼”配置)、具有更少的机翼或者甚至没有机翼的UAV也是可能的。

如上所述，除了固定翼UAV之外或替代固定翼UAV，一些实施方式可以涉及其它类型的UAV。例如，图1E显示了通常被称为多轴飞行器180的旋翼飞行器的示例。多轴飞行器180也可以被称为四轴飞行器，因为它包括四个旋翼182。应理解，示例实施方式可以涉及具有比多轴飞行器180多或少的旋翼的旋翼飞行器。例如，直升机通常具有两个旋翼。具有三个或更多个旋翼的其它示例也是可能的。这里，术语“多轴飞行器”是指具有多于两个旋翼的任何旋翼飞行器，术语“直升机”是指具有两个旋翼的旋翼飞行器。

更详细地参照多轴飞行器180，四个旋翼182为多轴飞行器180提供推动力和操纵性。更具体地，每个旋翼182包括附接到电动机184的叶片。如此配置，旋翼182可以允许多轴飞行器180垂直起飞和降落、在任何方向上进行操纵、和/或悬停。此外，叶片的桨距可以成组地和/或不同地调节，并且可以允许多轴飞行器180控制其桨距、侧倾、偏航和/或海拔高度。

应理解，这里对“无人”飞行器或UAV的引用可以等同地应用于自主和半自主飞行器。在自主实施例中，飞行器的所有功能都是自动化的；例如，通过响应来自各种传感器的输入和/或预定信息的实时计算机功能进行预编程或控制。在半自主实施例中，飞行器的一些功能可以由人类操作者控制，而其它功能则被自主执行。此外，在一些实施方式中，UAV可以被配置为允许远程操作者接管原本可以由UAV自主控制的功能。更进一步地，给定类型的功能可以在一个抽象级别上被远程控制，并在另一抽象级别上被自主执行。例如，远程操作者可以控制UAV的高级导航决策，诸如通过指定UAV应从一个位置行进到另一位置(例如，从郊区的仓库到附近城市的递送地址)，而UAV的导航系统则自主控制更细粒度的导航决策，诸如在两个位置之间采用的特定路线、用于实现该路线并在导航路线时避开障碍物的特定飞行控制等。

更一般地，应理解，在此描述的示例UAV并非旨在进行限制。示例实施方式可以涉及任何类型的无人飞行器、在任何类型的无人飞行器中实现或采用任何类型的无人飞行器的形式。

III.示意性UAV部件

图2是示出根据一示例实施方式的UAV 200的部件的简化框图。UAV 200可以采用参照图1A-1E描述的UAV 100、120、140、160和180之一的形式，或在形式上与之类似。然而，UAV 200也可以采用其它形式。

UAV 200可以包括各种类型的传感器，并且可以包括被配置为提供在此描述的功能的计算系统。在示出的实施方式中，除了其它可能的传感器和感测系统之外，UAV 200的传感器包括惯性测量单元(IMU)202、(多个)超声传感器204和GPS接收器206。

在示出的实施方式中，UAV 200还包括一个或更多个处理器208。处理器208可以是通用处理器或专用处理器(例如数字信号处理器、专用集成电路等)。所述一个或更多个处理器208可以被配置为运行计算机可读程序指令212，该计算机可读程序指令212被存储在数据存储210中并且是可运行的以提供在此描述的UAV的功能。

数据存储210可以包括可由至少一个处理器208读取或访问的一种或更多种计算机可读存储介质，或采用可由至少一个处理器208读取或访问的一种或更多种计算机可读存储介质的形式。所述一种或更多种计算机可读存储介质可以包括易失性和/或非易失性存储部件，诸如光学、磁、有机或其它存储器或磁盘存储，其可以与所述一个或更多个处理器208中的至少一个整体地或部分地集成。在一些实施方式中，数据存储210可以使用单个物理装置(例如一个光学、磁、有机或其它存储器或磁盘存储单元)来实现，而在其它实施方式中，数据存储210可以使用两个或更多个物理装置来实现。

如所指出地，数据存储210可以包括计算机可读程序指令212以及可能的附加数据，诸如UAV 200的诊断数据。这样，数据存储210可以包括程序指令212以执行或有利于在此描述的UAV功能的一些或全部。例如，在示出的实施方式中，程序指令212包括导航模块214和系绳控制模块216。

在一些实施方式中，控制系统1120可以采用程序指令212以及一个或更多个处理器208的形式。

A.传感器

在示意性实施方式中，IMU 202可以包括加速度计和陀螺仪两者，其可以一起使用以确定UAV 200的方位。特别地，加速度计可以测量运载工具相对于地球的方位，而陀螺仪测量绕轴线旋转的速率。IMU是可商购的低成本、低功耗套件(package)。例如，IMU 202可以采用小型化微机电系统(MEMS)或纳米机电系统(NEMS)的形式，或包括小型化微机电系统(MEMS)或纳米机电系统(NEMS)。也可以利用其它类型的IMU。

除了加速计和陀螺仪之外，IMU 202还可以包括其它传感器，其可以帮助更好地确定位置和/或帮助增加UAV 200的自主性。这种传感器的两个示例是磁力计和压力传感器。在一些实施方式中，UAV可以包括低功率数字3轴磁力计，其可以用于实现方位独立电子罗盘，以获取准确的航向信息。然而，也可以利用其它类型的磁力计。其它示例也是可能的。此外，注意，UAV可以包括以上描述的惯性传感器的一些或全部作为与IMU分离的部件。

UAV 200还可以包括压力传感器或气压计，其可以用于确定UAV 200的海拔高度。备选地，其它传感器(诸如声波高度计或雷达高度计)可以用于提供海拔高度指示，这可以有助于提高IMU的准确性和/或防止IMU的漂移。

在另一方面，UAV 200可以包括一个或更多个传感器，其允许UAV感测环境中的物体。例如，在示出的实施方式中，UAV 200包括(多个)超声传感器204。(多个)超声传感器204可以通过产生声波、确定波的发送之间的时间间隔以及接收离开物体的对应回波来确定到物体的距离。用于无人运载工具或IMU的超声传感器的典型应用是低空海拔高度控制和避障。超声传感器还可以用于需要悬停在某个高度或需要能够检测障碍物的运载工具。其它系统可以用于确定、感应附近物体的存在和/或确定到附近物体的距离，诸如光检测和测距(LIDAR)系统、激光检测和测距(LADAR)系统和/或红外或前视红外(FLIR)系统等。

在一些实施方式中，UAV 200还可以包括一个或更多个成像系统。例如，UAV 200可以利用一个或更多个静物照相机和/或摄像机来从UAV的环境捕获图像数据。作为一具体示例，电荷耦合器件(CCD)照相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)照相机可以与无人运载工具一起使用。这样的(多个)成像传感器具有许多可能的应用，诸如避障、定位技术、用于更精确导航的地面跟踪(例如通过对图像应用光流技术)、视频反馈和/或图像识别和处理等等。

UAV 200还可以包括GPS接收器206。GPS接收器206可以被配置为提供众所周知的GPS系统的典型数据，诸如UAV 200的GPS坐标。UAV 200可以利用这样的GPS数据用于各种功能。这样，UAV可以使用其GPS接收器206来帮助导航到如至少部分地由其移动装置提供的GPS坐标所指示的呼叫者的位置。其它示例也是可能的。

B.导航和位置确定

导航模块214可以提供允许UAV 200例如在其环境中移动并到达期望位置的功能。为此，导航模块214可以通过控制影响飞行的UAV的机械特征(例如其(多个)方向舵、(多个)升降舵、(多个)副翼和/或其(多个)螺旋桨的速度)来控制飞行的海拔高度和/或方向。

为了将UAV 200导航到目标位置，导航模块214可以实施各种导航技术，例如，诸如基于地图的导航和基于定位的导航。通过基于地图的导航，UAV 200可以被提供其环境的地图，然后可以使用该地图以导航到地图上的特定位置。通过基于定位的导航，UAV 200可以能够使用定位在未知环境中导航。基于定位的导航可以涉及UAV 200构建其自身的环境地图并计算其在地图内的位置和/或在环境中的物体的位置。例如，当UAV 200在其整个环境中移动时，UAV 200可以连续使用定位来更新其环境地图。该连续构建地图的过程可以被称为即时定位与地图构建(SLAM)。也可以利用其它导航技术。

在一些实施方式中，导航模块214可以使用依赖于航点的技术来导航。特别地，航点是标识物理空间中的点的坐标集。例如，空中导航航点可以由一定的纬度、经度和海拔高度定义。因此，导航模块214可以使UAV 200从一航点移动到另一航点，以便最后行进到最终目的地(例如一系列航点中的最终航点)。

在另一方面，导航模块214和/或UAV 200的其它部件和系统可以被配置为进行“定位”，以更精确地导航到目标位置的场景。更具体地，在某些情况下，可能希望UAV在载运物228被UAV递送的目标位置的阈值距离内(例如在目标目的地的几英尺内)。为此，UAV可以使用双重方法，其中它使用笼统的位置确定技术导航到与目标位置相关联的大概区域，然后使用更精确的位置确定技术以识别和/或导航到大概区域内的目标位置。

例如，UAV 200可以使用航点和/或基于地图的导航而导航到载运物228正在被递送的目标目的地的大概区域。然后，UAV可以切换到在其中其利用定位并行进到更具体位置的定位过程的模式。例如，如果UAV 200要将载运物递送到用户的家中，则UAV 200会需要基本接近目标位置，以避免将载运物递送到不期望的区域(例如递送到屋顶上、游泳池中、邻居的院落内等)。然而，GPS信号可能只能使UAV 200到这里(例如在用户的住宅区内)。然后可以使用更精确的位置确定技术来找到具体的目标位置。

一旦UAV 200已经导航到目标递送位置的大概区域，就可以使用各种类型的位置确定技术来完成目标递送位置的定位。例如，UAV 200可以配备一个或更多个传感器系统，诸如，例如超声传感器204、红外传感器(未示出)和/或其它传感器，其可以提供导航模块214用来自主或半自主地导航到具体目标位置的输入。

作为另一示例，一旦UAV 200到达目标递送位置(或诸如人或他们的移动装置的活动主体)的大概区域，UAV 200就可以切换到“电传飞行”模式，其中它至少部分地由远程操作者控制，该操作者可以将UAV 200导航到具体目标位置。为此，可以将来自UAV 200的感测数据发送给远程操作者，以帮助他们将UAV 200导航到具体位置。

作为又一示例，UAV 200可以包括能够向路人发信号以协助到达具体目标递送位置的模块；例如，UAV 200可以在图形显示器中显示请求这种协助的视觉消息，通过扬声器播放音频消息或音调以指示需要这种协助，等等。这样的视觉或音频消息可以指示在将UAV200递送到特定人或特定位置时需要协助，并且可以提供信息以协助路人将UAV 200递送到所述人或位置(例如人或位置的描述或图片，和/或人或位置的名字)等等。在UAV不能使用感觉功能或其它位置确定技术来到达具体目标位置的场景下，这样的特征可以是有用的。然而，这种特征不限于这样的场景。

在一些实施方式中，一旦UAV 200到达目标递送位置的大概区域，UAV 200就可以利用来自用户的远程装置(例如用户的移动电话)的信标来定位这个人。这样的信标可以采用各种形式。作为一示例，考虑这样的场景，其中远程装置(诸如请求UAV递送的人的移动电话)能够(例如经由RF信号、光信号和/或音频信号)发出定向信号。在这种场景下，UAV 200可以被配置为通过“溯源”这样的定向信号来进行导航——换言之，通过确定信号最强的位置并相应地导航。作为另一示例，移动装置可以发射人类范围内或人类范围外的频率，并且UAV 200可以收听该频率并相应地导航。作为相关示例，如果UAV 200正在收听口头命令，则UAV 200可以利用诸如“我在这里！”的口头陈述来溯源请求递送载运物的人的具体位置。

在一备选布置中，可以在与UAV 200无线通信的远程计算装置处实现导航模块。远程计算装置可以从UAV 200接收指示UAV 200的操作状态的数据、传感器数据，所述数据允许该远程计算装置评估UAV 200正经历的环境状况和/或UAV 200的位置信息。拥有这样的信息，远程计算装置可以确定UAV 200应进行的海拔高度和/或方向调节，和/或可以确定UAV 200应如何调节其机械特性(例如其(多个)方向舵、(多个)升降舵、(多个)副翼和/或其(多个)螺旋桨的速度)以便实现这样的移动。远程计算系统然后可以将这样的调节传达给UAV 200，从而其可以以确定的方式移动。

C.通信系统

在另一方面，UAV 200包括一个或更多个通信系统218。通信系统218可以包括一个或更多个无线接口和/或一个或更多个有线接口，其允许UAV 200经由一个或更多个网络进行通信。这样的无线接口可以提供用于在一种或更多种无线通信协议(诸如蓝牙、WiFi(例如IEEE 802.11协议)、长期演进(LTE)、WiMAX(例如IEEE 802.16标准)、无线电-频率ID(RFID)协议、近场通信(NFC)和/或其它无线通信协议)下的通信。这样的有线接口可以包括以太网接口、通用串行总线(USB)接口或类似的接口，以经由电线、双绞线、同轴电缆、光链路、光纤链路或其它物理连接与有线网络进行通信。

在一些实施方式中，UAV 200可以包括允许短距离通信和长距离通信两者的通信系统218。例如，UAV 200可以被配置用于使用蓝牙的短距离通信以及用于在CDMA协议下的远距离通信。在这样的实施方式中，UAV 200可以被配置为用作“热点”；或换言之，作为远程支持装置与一个或更多个数据网络(诸如蜂窝网络和/或互联网)之间的网关或代理。这样配置，UAV 200可以有利于远程支持装置否则自身不能执行的数据通信。

例如，UAV 200可以提供与远程装置的WiFi连接，并且用作蜂窝服务提供商的数据网络的代理或网关，UAV可以在例如LTE或3G协议下连接到该数据网络。UAV 200还可以用作远程装置可能否则无法访问的高空气球网络、卫星网络或这些网络的组合等的代理或网关。

D.电力系统

在另一方面，UAV 200可以包括(多个)电力系统220。电力系统220可以包括用于向UAV 200提供电力的一个或更多个电池。在一个示例中，所述一个或更多个电池可以是可再充电的，每个电池可以经由电池与电源之间的有线连接和/或经由无线充电系统(诸如，将外部时变磁场施加到内部电池的感应充电系统)被充电。

E.载运物递送

UAV 200可以采用各种系统和配置，以便运输和递送载运物228。在一些实施例中，给定UAV 200的载运物228可以包括设计为将各种货物运输到目标递送位置的“包裹”或采用设计为将各种货物运输到目标递送位置的“包裹”形式。例如，UAV 200可以包括可在其中运输物品或多个物品的舱。这样的包裹可以是一个或更多个食品、购买的商品、医疗物品、或具有适合于由UAV在两个位置之间运输的大小和重量的任何其它(多个)物体。在其它实施方式中，载运物228可以仅是被递送的一个或更多个物品(例如，没有容纳物品的任何包装)。

在一些实施方式中，在UAV的一些或全部飞行期间，载运物228可以附接到UAV并基本上位于UAV的外部。例如，在到目标位置的飞行期间，包裹可以被拴系或以其它方式可释放地附接在UAV下方。在包裹在UAV下方承载货物的实施方式中，包裹可以包括各种特征，所述各种特征保护其内容物免受环境影响、减少对系统的空动阻力、并防止包裹的内容物在UAV飞行期间移位。

例如，当载运物228采用用于运输物品的包裹的形式时，该包裹可以包括由防水纸板、塑料或任何其它轻质且防水的材料构成的外壳。此外，为了减少阻力，包裹可以以光滑的表面为特征，该光滑的表面具有减小前部剖面面积的尖的前部。此外，包裹的侧面可以从宽的底部到窄的顶部逐渐变细，这允许包裹用作减少对UAV的(多个)机翼的干扰影响的窄的塔架(pylon)。这可以使包裹的一些前部区域和体积远离UAV的(多个)机翼，从而防止(多个)机翼上的升力的由包装引起的减小。此外，在一些实施方式中，包装的外壳可以由单片材料构成，以便减少气隙或额外的材料，气隙和额外的材料都可以增大对系统的阻力。另外地或备选地，包裹可以包括稳定器以抑制包裹的颤动。颤动的这种减少可以允许包裹具有更少的与UAV的刚性连接，并且可以使包裹的内容物在飞行期间较少移位。

为了递送载运物，UAV可以包括由系绳控制模块216控制的绞盘系统221，以便在UAV悬停在上方的同时将载运物228降至地面。如图2所示，绞盘系统221可以包括系绳224，并且系绳224可以通过载运物联接设备226联接到载运物228。系绳224可以缠绕在联接到UAV的电动机222的卷轴上。电动机222可以采用可由速度控制器主动控制的DC电动机(例如伺服电动机)的形式。系绳控制模块216可以控制速度控制器，以使电动机222旋转卷轴，从而使系绳224退绕或收回，并降低或升高载运物联接设备226。实践中，速度控制器可以输出用于卷轴的期望的操作速率(例如期望的RPM)，其可以对应于系绳224和载运物228应朝向地面降低的速度。然后，电动机222可以旋转卷轴，使得其保持期望的操作速率。

为了经由速度控制器控制电动机222，系绳控制模块216可以从速度传感器(例如编码器)接收数据，该速度传感器被配置为将机械位置转换为代表性的模拟或数字信号。特别地，速度传感器可以包括旋转编码器，其可以提供与电动机的轴或联接到电动机的卷轴等的旋转位置(和/或旋转移动)有关的信息。此外，速度传感器可以采用绝对编码器和/或增量编码器等的形式。因此，在一示例实施方式中，当电动机222引起卷轴的旋转时，旋转编码器可以用于测量该旋转。这样做时，旋转编码器可以用于将旋转位置转换为系绳控制模块216所使用的模拟或数字电子信号以从固定的参考角度确定卷轴的旋转量和/或将旋转位置转换为代表新的旋转位置的模拟或数字电子信号，以及转换为其它选项。其它示例也是可能的。

基于来自速度传感器的数据，系绳控制模块216可以确定电动机222和/或卷轴的转速，并作出响应地控制电动机222(例如通过增大或减小供应给电动机222的电流)以使电动机222的旋转速度与期望的速度匹配。当调节电动机电流时，电流调节的幅度可以基于使用电动机222的所确定的且所期望的速度的比例积分微分(PID)计算。例如，电流调节的幅度可以基于卷轴的所确定的且所期望的速度之间的当前差异、过去差异(基于随时间的累积误差)和未来差异(基于当前变化率)。

在一些实施方式中，系绳控制模块216可以改变系绳224和载运物228降至地面的速率。例如，速度控制器可以根据可变的部署速率分布(deployment-rate profile)和/或响应于其它因素来改变期望的操作速率，以便改变载运物228朝着地面下降的速率。为此，系绳控制模块216可以调节施加到系绳224的制动量或摩擦量。例如，为了改变系绳的部署速率，UAV 200可以包括可向系绳224施加可变量的压力的摩擦垫。作为另一示例，UAV 200可以包括电动制动系统，其改变卷轴放出系绳224的速率。这样的制动系统可以采用其中电动机222操作以减慢卷轴放出系绳224的速度的机电系统的形式。此外，电动机222可以改变其调节卷轴的速度(例如RPM)的量，因此可以改变系绳224的部署速率。其它示例也是可能的。

在一些实施方式中，系绳控制模块216可以被配置为将供应给电动机222的电动机电流限制为最大值。在电动机电流上设置有这样的限制的情况下，可能存在电动机222无法以速度控制器指定的期望操作进行操作的情形。例如，如下面更详细讨论地，可能存在速度控制器指定电动机222应将系绳224朝UAV 200收回的期望操作速率的情况，但是电动机电流可能受到限制，使得系绳224上的足够大的向下的力将会抵消电动机222的收回力，并反而使系绳224退绕。如以下进一步讨论地，可以取决于UAV 200的操作状态来施加和/或更改对电动机电流的限制。

在一些实施方式中，系绳控制模块216可以被配置为基于供应给电动机222的电流量来确定系绳224和/或载运物228的状态。例如，如果向系绳224施加向下的力(例如，如果载运物228附接到系绳224，或者如果系绳224在朝着UAV 200收回时钩在物体上)，则系绳控制模块216可能需要增大电动机电流，以便使电动机222和/或卷轴的所确定的旋转速度与期望的速度匹配。类似地，当从系绳224去除向下的力时(例如，在载运物228的递送或移除系绳钩住之后)，系绳控制模块216可能需要减小电动机电流，以便使电动机222和/或卷轴的所确定的旋转速度与期望的速度匹配。这样，系绳控制模块216可以基于供应给电动机222的电流来确定载运物228是否附接到系绳224、是否有人或有物正在拉住系绳224和/或在收回系绳224之后载运物联接设备226是否正抵靠住UAV 200。其它示例也是可能的。

在载运物228的递送期间，载运物联接设备226可以被配置为在由系绳224从UAV降下的同时固定载运物228，并且可以进一步被配置为在到达地面时释放载运物228。然后，可以通过使用电动机222卷入系绳224来将载运物联接设备226收回至UAV。

在一些实施例中，一旦载运物228被降至地面，它就可以被被动地释放。例如，被动释放机构可以包括一个或更多个摆臂，其适于缩回到壳体中以及从壳体伸出。伸出的摆臂可以形成其上可附接载运物228的钩。在经由系绳将释放机构和载运物228降至地面时，重力以及释放机构上的向下的惯性力可以使载运物228从钩上脱离，这允许释放机构朝着UAV向上升高。释放机构还可以包括弹簧机构，其在摆臂上没有其它外力时使摆臂偏置以缩回到壳体中。例如，弹簧可以对摆臂施加力，该力将摆臂推向壳体或拉向壳体，使得一旦载运物228的重量不再迫使摆臂从壳体伸出，摆臂就缩回到壳体中。使摆臂缩回到壳体中可以降低在递送了载运物228之后将释放机构朝着UAV升高时释放机构钩住载运物228或其它附近物体的可能性。

主动的载运物释放机构也是可能的。例如，诸如基于大气压力的高度计和/或加速度计的传感器可以帮助检测释放机构(和载运物)相对于地面的位置。来自传感器的数据可以通过无线链路传回到UAV和/或控制系统，并用于帮助确定释放机构何时达到地面(例如，通过用以地面冲击为特征的加速度计检测测量)。在其它示例中，UAV可以基于重量传感器检测到系绳上的阈值低向下力和/或基于降下载运物时绞盘汲取的功率的阈值低测量来确定载运物已到达地面。

除了系绳式递送系统之外或替代系绳式递送系统，用于递送载运物的其它系统和技术也是可能的。例如，UAV 200可以包括安全气囊下落系统或降落伞下落系统。备选地，承载载运物的UAV 200可以在递送位置简单地降落在地面上。其它示例也是可能的。

IV.示意性UAV部署系统

可以实施UAV系统以便提供各种与UAV相关的服务。特别地，可以在可与区域控制系统和/或中央控制系统通信的许多不同的发射点提供UAV。这样的分布式UAV系统可以允许UAV被快速部署以跨(例如，比任何单个UAV的飞行范围大得多的)较大的地理区域提供服务。例如，能够承载载运物的UAV可以分布在跨较大地理区域(有可能甚至遍布整个国家、甚或全世界)的许多发射点，以便向整个地理区域内的位置提供各种物品的按需运输。图3是示出根据一示例实施方式的分布式UAV系统300的简化方块图。

在示意性UAV系统300中，访问系统302可以允许与UAV 304的网络交互、控制UAV304的网络和/或利用UAV 304的网络。在一些实施方式中，访问系统302可以是允许UAV 304的受人控制的调度的计算系统。这样，控制系统可以包括或以其它方式提供用户界面，用户可以通过该用户界面访问和/或控制UAV 304。

在一些实施方式中，UAV 304的调度可以另外地或备选地经由一个或更多个自动化过程来达成。例如，访问系统302可以调度UAV 304之一以将载运物运输到目标位置，并且UAV可以通过利用各种机载传感器(诸如GPS接收器和/或其它各种导航传感器)自主地导航到目标位置。

此外，访问系统302可以提供UAV的远程操作。例如，访问系统302可以允许操作者经由UAV的用户界面来控制UAV的飞行。作为具体示例，操作者可以使用访问系统302将UAV304调度到目标位置。然后，UAV 304可以自主地导航到目标位置的大概区域。在这一点上，操作者可以使用访问系统302来控制UAV 304，并将UAV导航到目标位置(例如，导航到向其运输载运物的特定的人)。UAV的远程操作的其它示例也是可能的。

在一示意性实施方式中，UAV 304可以采用各种形式。例如，每个UAV 304可以是诸如图1A-1E所示的UAV。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，UAV系统300也可以利用其它类型的UAV。在一些实施例中，所有UAV 304可以具有相同或相似的配置。然而，在其它实施例中，UAV 304可以包括许多不同类型的UAV。例如，UAV 304可以包括许多类型的UAV，其中每种类型的UAV针对一不同类型或多个不同类型的载运物递送能力来配置。

UAV系统300还可以包括可采用各种形式的远程装置306。一般地，远程装置306可以是可通过其发出调度UAV的直接请求或间接请求的任何装置。(注意，间接请求可以涉及可通过调度UAV得到响应的任何通信，诸如请求包裹递送)。在一示例实施方式中，远程装置306可以是移动电话、平板计算机、膝上型计算机、个人计算机或任何网络连接的计算装置。此外，在某些情况下，远程装置306可以不是计算装置。作为示例，允许经由普通老式电话服务(POTS)的通信的标准电话可以用作远程装置306。其它类型的远程装置也是可能的。

此外，远程装置306可以被配置为经由一种或更多种类型的(多个)通信网络308与访问系统302通信。例如，远程装置306可以通过在POTS网络、蜂窝网络和/或诸如互联网的数据网络上进行通信而与访问系统302(或访问系统302的人类操作者)通信。也可以利用其它类型的网络。

在一些实施方式中，远程装置306可以被配置为允许用户请求将一个或更多个物品递送到期望的位置。例如，用户可以经由其移动电话、平板电脑或膝上型电脑请求UVA递送包裹到他们的家中。作为另一示例，用户可以请求到递送时他们所处位置的动态递送。为了提供这样的动态递送，UAV系统300可以从用户的移动电话或用户身上的任何其它装置接收位置信息(例如GPS坐标等)，使得UAV可以导航到用户的(如由他们的移动电话指示的)位置。

在一示意性布置中，中央调度系统310可以是服务器或服务器组，其被配置为从访问系统302接收调度消息请求和/或调度指令。这样的调度消息可以请求或指示中央调度系统310协调UAV到各种目标位置的部署。中央调度系统310可以进一步被配置为将这样的请求或指令路由到一个或更多个本地调度系统312。为了提供这样的功能，中央调度系统310可以经由诸如互联网的数据网络或为访问系统与自动调度系统之间的通信而建立的专用网络与访问系统302进行通信。

在示出的配置中，中央调度系统310可以被配置为协调对来自许多不同的本地调度系统312的UAV 304的调度。这样，中央调度系统310可以跟踪哪些UAV 304位于哪些本地调度系统312中、哪些UAV 304当前可供部署和/或每个UAV 304被配置用于哪些服务或操作(在UAV机队包括配置用于不同的服务和/操作的多种类型的UAV的情况下)。另外地或备选地，每个本地调度系统312可以被配置为跟踪其相关联的UAV 304中的哪些当前可供部署和/或当前在物品运输中。

在一些情况下，当中央调度系统310从访问系统302接收到对与UAV相关的服务(例如物品的运输)的请求时，中央调度系统310可以选择特定的UAV 304来调度。中央调度系统310可以相应地指示与所选择的UAV相关联的本地调度系统312调度所选择的UAV。然后，本地调度系统312可以操作其相关联的部署系统314以发射所选择的UAV。在其它情况下，中央调度系统310可以将对与UAV相关的服务的请求转发到在请求支持的位置附近的本地调度系统312，并将对特定UAV 304的选择留给本地调度系统312。

在一示例配置中，本地调度系统312可以被实现为与其所控制的(多个)部署系统314在相同位置处的计算系统。例如，本地调度系统312可以由安装在诸如仓库的建筑物处的计算系统实现，与特定的本地调度系统312相关联的(多个)部署系统314和(多个)UAV304也位于该建筑物处。在其它实施方式中，本地调度系统312可以在远离其相关联的(多个)部署系统314和(多个)UAV 304的位置处实现。

UAV系统300的所示配置的多种变型和替代是可能的。例如，在一些实施方式中，远程装置306的用户可以直接从中央调度系统310请求包裹的递送。为此，可以在远程装置306上实现应用，该应用允许用户提供关于所请求的递送的信息，并且生成并发送数据消息以请求UAV系统300提供递送。在这样的实施方式中，中央调度系统310可以包括自动功能以处理由这样的应用生成的请求、评估这样的请求、并且如果合适的话与适当的本地调度系统312协调以部署UAV。

此外，在此归于中央调度系统310、(多个)本地调度系统312、访问系统302和/或(多个)部署系统314的功能中的一些或全部可以组合在实现为更复杂的系统的单个系统中和/或以各种方式在中央调度系统310、(多个)本地调度系统312、访问系统302和/或(多个)部署系统314之间重新分配。

此外，虽然每个本地调度系统312被示出为具有两个相关联的部署系统314，但是给定的本地调度系统312可以备选地具有更多或更少的相关联的部署系统314。类似地，虽然中央调度系统310被示出为与两个本地调度系统312通信，但是中央调度系统310可以备选地与更多或更少的本地调度系统312通信。

在另一方面，部署系统314可以采用各种形式。一般地，部署系统314可以采用用于物理地发射一个或更多个UAV 304的系统的形式，或包括用于物理地发射一个或更多个UAV304的系统。这样的发射系统可以包括提供自动UAV发射的特征和/或允许人类辅助的UAV发射的特征。此外，部署系统314可以每个被配置为发射一个特定的UAV 304、或发射多个UAV304。

部署系统314还可以被配置为提供附加的功能，包括例如与诊断相关的功能，诸如验证UAV的系统功能、验证容纳在UAV内的装置(例如载运物递送设备)的功能和/或(例如，通过监测载运物的状态，诸如其温度、重量等)维护容纳在UAV中的装置或其它物品的功能。

在一些实施方式中，部署系统314及其对应的UAV 304(以及有可能相关联的本地调度系统312)可以策略性地遍及诸如城市的区域分布。例如，部署系统314可以策略性地分布，使得每个部署系统314接近一个或更多个载运物拾取位置(例如在餐馆、商店或仓库附近)。然而，取决于特定的实施例，可以以其它方式来分布部署系统314(以及有可能地，本地调度系统312)。作为另外的示例，可以在各个位置安装允许用户经由UAV运输包裹的信息亭。这样的信息亭可以包括UAV发射系统，并且可以允许用户提供他们的包裹以装载到UAV上并为UAV运送服务付费等等。其它示例也是可能的。

在另一方面，UAV系统300可以包括或可以访问用户账户数据库316。用户账户数据库316可以包括许多用户账户的数据，并且每个用户账户与一个或更多个人相关联。对于给定的用户账户，用户账户数据库316可以包括与提供和UAV相关的服务有关的数据或在提供和UAV相关的服务方面有用的数据。通常，与每个用户账户相关的用户数据可选地由关联用户提供和/或在关联用户的许可下收集。

此外，在一些实施方式中，如果人们希望被来自UAV系统300的UAV 304提供与UAV相关的服务，则可能需要他们向UAV系统300注册用户账户。这样，用户账户数据库316可以包括给定用户账户的授权信息(例如用户名和密码)和/或可用于授权对用户账户的访问的其它信息。

在一些实施方式中，人们可以将他们的一个或更多个装置与他们的用户账户相关联，使得他们可以访问UAV系统300的服务。例如，当人们使用相关联的移动电话时，例如，呼叫访问系统302的操作者或向调度系统发送请求与UAV相关的服务的消息时，可以经由唯一的装置标识号来识别电话，然后可以将该呼叫或消息归于相关联的用户账户。其它示例也是可能的。

IV.示意性旋翼单元

图4描绘了根据一示例实施方式的堆叠式旋翼叶片400的剖面。堆叠式旋翼叶片400的形状像翼型，使得当堆叠式旋翼叶片400在空气(或其它示例中的其它介质)中移动时，部分地由堆叠式旋翼叶片400的剖面轮廓402引起的压力和相对速度的差异在堆叠式旋翼叶片400上产生气动力，包括升力。换言时，当空气流过堆叠式旋翼叶片400时，流动一般可以遵循堆叠式旋翼叶片400的轮廓402。

堆叠式旋翼叶片400包括多个叶片元件402A-402F(即，第一叶片元件402A、第二叶片元件402B、第三叶片元件402C、第四叶片元件402D、第五叶片元件402E和第六叶片元件402F)。尽管在图4中示出了六个叶片元件，但是在各种实施方式中，堆叠式旋翼叶片400可以包括多于或少于六个叶片元件。

尽管大多数翼型设计都避免了阶梯状边缘或骤然变化的边缘，但是诸如在此描述的UAV中使用的用于小叶片的低雷诺数流体动力学条件并不对小阶梯或不光滑的旋翼叶片不利。这样，堆叠诸如叶片元件402A-402F的各个叶片允许相对低的成本和有效率地生产旋翼叶片，而无需对旋翼叶片进行先进的加工、成形和弯曲。相反，如图4所示，可以将多个平面叶片元件(例如，叶片元件402A-402F)一个堆叠在另一个上，以便产生诸如轮廓402的翼型轮廓。

在一些方面，每个叶片元件的特性(例如，前缘、后缘、弦长、跨距长度、拱度、攻角、桨距等)可以形成堆叠式旋翼叶片400的相关特性的一部分或是堆叠式旋翼叶片400的相关特性的一部分。例如，叶片元件402A-402F中的每个可以包括前缘。在一个示例中，堆叠式旋翼叶片400的前缘可以包括第一叶片元件402A的第一前缘的至少一部分和第二叶片元件402B的第二前缘的至少一部分。类似地，在示例中，在距旋转轴线的第一径向距离处，堆叠式旋翼叶片400的弦可以大于各个叶片元件402A-402F中的每个的弦。在其它示例中，堆叠式旋翼叶片400的跨距可以大于各个叶片元件402A-402F中的每个的跨距。

此外，在其它方面，每个叶片元件的材料特性可以总体上有助于堆叠式旋翼叶片400的设计和功能。例如，叶片元件402A-402B和叶片元件402E-402F可以由非常轻的材料构成，以使堆叠式旋翼叶片400的质量和/或重量保持较低。然而，叶片元件402C-402D可以由更致密或更重的材料构成，该材料为堆叠式旋翼叶片400提供附加的刚度和坚固性。在其它示例中，各种叶片元件402A-402F的材料可以各自地或组合地在弹性、屈服强度、延展性、韧性等方面变化。在一些示例中，多个叶片元件402A-402F可以由纤维片、塑料、复合材料、金属、木材及其它材料构成。在一些示例中，叶片元件402A-402F可以包括压电片或至少部分地由压电片构成，该压电片可以通过向控制系统提供来自堆叠式旋翼叶片400的反馈而允许进一步的声学控制。

在一些实施方式中，在叶片元件402A-402F之间可以存在轴向方向上的间隙。轴向方向是平行于堆叠式旋翼叶片400的旋转轴线的方向。然而，在其它实施方式中，叶片元件402A-402F可以经由对准特征或诸如胶或另一种粘合剂的粘结材料固定在一起。

在示例中，第一叶片元件402A、第二叶片元件402B、第三叶片元件402C、第四叶片元件402D、第五叶片元件402E和第六叶片元件402F布置成堆叠构造。如图4所示，堆叠式旋翼叶片400的堆叠构造限定堆叠式旋翼叶片400的轮廓402。叶片元件402A-402F的堆叠构造或叶片元件402A-402F相对于彼此的对准可以基于期望的飞行特性或优选的翼型剖面轮廓，诸如轮廓402。例如，轮廓402可以被描述为低拱度、厚机翼的设计。在这样的示例中，叶片元件402A-402F中的每个可以是平面的或相对平的。这样，叶片元件402A-402F中的每个可以包括顶部平面表面和底部平面表面。在示例中，第二叶片元件402B的底部平面表面的至少一部分可以固定到第一叶片元件402A的顶部平面表面的至少一部分。此外，叶片元件402A-402F中的每个可以布置成堆叠构造，使得叶片元件402A-402F一个直接在另一个上。在其它示例之中，图4的低拱度、厚机翼的设计可以导致轮廓402具有拥有低拱度的大体上平的底部。

在其它布置中，可以堆叠叶片元件402A-402F使得叶片元件402A-402F中的每个的顶表面或底表面中的至少一个的至少一部分固定到相邻叶片元件的对应的顶表面或底表面的至少一部分。例如，如图4所绘，第一叶片元件402A的一部分固定到相邻的第二叶片元件402B的一部分。在其它方面，可以堆叠叶片元件402A-402F，使得叶片元件402A-402F中的每个的至少一部分与相邻叶片元件的至少一部分重叠。例如，第三叶片元件402C的一部分可以与第二叶片元件402B的一部分重叠。

图5描绘了根据一示例实施方式的堆叠式旋翼叶片500的剖面。堆叠式旋翼叶片500可以类似于图4的堆叠式旋翼叶片400，但是堆叠式旋翼叶片500的轮廓502可以不同于堆叠式旋翼叶片400的轮廓402。在示例中，堆叠式旋翼叶片500可以包括多个叶片元件502A-502E。与图4不同，在其它示例之中，叶片元件502A-502E中的每个可以是非平面的，并且每个叶片元件可以具有弯曲的形状。在一些实施方式中，叶片元件502A-502E可以是拱起的元件，每个叶片元件具有可形成堆叠式旋翼叶片500的拱起的拱度。这样，轮廓502可以基于叶片元件502A-502E的堆叠构造的布置。此外，轮廓502可以基于叶片元件502A-502E的方面，所述方面可形成或组成堆叠式旋翼叶片500的相关方面的一部分。

图6A和图6B描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元600。旋翼单元600可以采用以上在图1A-1E中描述的旋翼的形式或与在形式上与之类似。此外，旋翼单元600的部件和方面可以采用与图1A-1E中描述的旋翼的部件和方面类似的形式并具有与之类似的功能。

如图6A和图6B所示，旋翼单元600包括两个堆叠式旋翼叶片602。堆叠式旋翼叶片602可以具有与图4的堆叠式旋翼叶片400和/或图5的堆叠式旋翼叶片500类似的方面。虽然描绘了两个堆叠式旋翼叶片602，但是在此考虑的其它实施方式可以包括多于两个的堆叠式旋翼叶片。旋翼单元600还包括联接到堆叠式旋翼叶片602的轮毂630。在示例中，轮毂630可以联接到堆叠式旋翼叶片602的根部。轮毂630可以包括或联接到电动机，该电动机驱动轮毂630和堆叠式旋翼叶片602绕轴线640在第一旋转方向642上的旋转。每个堆叠式旋翼叶片602包括多个叶片元件，所述多个叶片元件如图6A和图6B所示包括第一叶片元件606、第二叶片元件610、第三叶片元件614和第四叶片元件618。虽然图6A和图6B所绘的所述多个叶片元件被描绘为具有四个叶片(即606、610、614和618)，但是在此也可以考虑更多或更少的叶片。

每个堆叠式旋翼叶片602包括前缘602A和后缘602B。此外，所述多个叶片元件中的每个叶片元件也包括前缘和后缘。例如，如图6A和图6B所绘，第一叶片元件606包括前缘606A和后缘606B，第二叶片元件610包括前缘610A和后缘610B，第三叶片元件614包括前缘614A和后缘614B，第四叶片元件618包括前缘618A和后缘618B。在示例中，堆叠式旋翼叶片602的前缘602A可以由所述多个叶片元件的前缘形成。例如，前缘606A、前缘610A和前缘614A的至少一部分可以组合以形成前缘602A。在一些示例中，当堆叠式旋翼叶片602在第一旋转方向642上旋转时，第一前缘606A的至少一部分在第一旋转方向642上领先于第二前缘610A或在第二前缘610A之前。

另外，堆叠式旋翼叶片602可以具有弦尺寸602C(“弦602C”)和跨距尺寸(“跨距602D”)。弦尺寸包括弦线的长度，弦线是在从轴线640向外的径向距离处连接旋翼叶片的中线的末端的直线。换言之，弦是从旋翼叶片(或叶片元件)的前缘到旋翼叶片(或叶片元件)的后缘的长度。在一些示例中，弦可以随径向距离而变化，而在其它示例中，在旋翼叶片的整个或几乎整个跨距上，弦可以相同或几乎相同。类似地，旋翼叶片的跨距尺寸是从旋翼叶片的尖端(或旋翼叶片的从旋转轴线径向向外的最远点)到旋翼叶片的根部(或旋翼叶片的在径向上距旋转轴线的最近点)的直线长度。

所述多个叶片元件中的每个叶片元件也包括弦尺寸和跨距尺寸。例如，第一叶片元件606包括弦606C和跨距606D。尽管未示出每个尺寸，但是应理解，其它叶片元件中的每个具有类似的尺寸方面。例如，第二叶片元件610包括弦610C(未描绘)和跨距610D(未描绘)，第三叶片元件614包括弦614C(未描绘)和跨距614D，第四叶片元件618包括弦618C和跨距618D(未描绘)。

在示例中，所述多个叶片元件可以形成堆叠式旋翼叶片602，这样，堆叠式旋翼叶片602的尺寸方面可以基于所述多个叶片元件的类似方面。例如，如图6A和图6B所示，第三叶片元件614可以具有与堆叠式旋翼叶片602的跨距602D相同的跨距614D。在这样的示例中，第三叶片元件614还可以具有所述多个叶片元件中的每个的最大跨距(即，从根部到尖端的长度)。继续该示例，如图6A和图6B所示，堆叠式旋翼叶片602的跨距602D大于第一叶片元件606的跨距606D、第二叶片元件610的跨距610D和第四叶片元件618的跨距618D。此外，不同的叶片元件可以具有与其它叶片元件不同的跨距。例如，在其它示例之中，跨距610D可以大于跨距606D。

在一些方面，堆叠式旋翼叶片602的弦602C可以包括第一叶片元件606的弦606C、第二叶片元件610的弦610C、第三叶片元件614的弦614C和第四叶片元件618的弦618C的至少一部分。类似地，堆叠式旋翼叶片602的弦602C可以大于所述多个叶片元件的单个弦(例如606C、610C、614C和618C)中的任何一个。

在示例中，所述多个叶片元件可以具有另外的关系特征。例如，如图6A的顶视图所示，第一叶片元件606的尖端可以与第二叶片元件610的前缘610A径向对准(即，沿着与轴线640平行的轴线对准)。类似地，第二叶片元件610的尖端可以与第三叶片元件614的前缘614A对准。在这样的示例中，所述多个叶片元件中的每个可以相对于轴线640彼此径向地偏移。更具体地，例如，第一叶片元件606可以从第二叶片元件610径向地偏移。所述多个叶片元件中的每个的径向对准可以至少是叶片元件的堆叠构造的特征，以及其它可能的特征。

堆叠式旋翼叶片602的堆叠构造可以基于叶片元件相对于彼此的相对尺寸和对准/布置。所描述的堆叠式对准和取向可以允许堆叠式旋翼叶片602作为UAV的部分提供必要的推力和升力，同时还减少噪声并允许UAV的安静飞行。此外，与另一UAV相比，设计者和操作者可以对飞行和噪声具有附加的控制，因为通过堆叠式旋翼叶片602，设计者和操作者可以在设计和选择用于UAV的叶片元件的组合和取向时具有更多可定制的选项，所述组合和取向可以针对预期的目的更有效率地或更有效地起作用。例如，相比于单片旋翼，各种取向和对准可以允许可容易地定制的桨距、拱度、攻角、对旋翼表面积的控制等。

例如，操作者可以确定某些飞行任务所必需的特定飞行特性，并且能够创建或选择那些飞行任务所特有的定制旋翼。在一个示例中，飞行任务可以包括承载沉重的载运物，因此，会更希望具有产生更大量的升力的高攻角的旋翼。通过堆叠式旋翼叶片602，操作者可以将具有较大表面积和较高攻角的多个叶片元件对准，以便提供比标准UAV旋翼更多的升力。这样，在示例中，堆叠式旋翼叶片602的攻角可以基于第一叶片元件606的第一攻角和第二叶片元件610的第二攻角。堆叠式旋翼叶片602的攻角可以进一步基于第三叶片元件614的第三攻角和第四叶片元件618的第四攻角。

在另一示例中，操作者可以确定更有弹性的旋翼将会是优选的。这样，操作者可以选择堆叠式旋翼叶片，诸如堆叠式旋翼叶片602中的一个，其中，例如，第一叶片元件606、第二叶片元件610和第四叶片元件618可以由比第三叶片元件614更有弹性的材料构成。第三叶片元件614可以由更坚硬的材料构成，以向堆叠式旋翼叶片602提供支撑。简而言之，堆叠式旋翼叶片602允许各种旋翼尺寸、取向、材料特性等的容易构造。

继续附图，图7描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元700。旋翼单元700可以采用图6A和图6B的旋翼单元600和/或以上图1A-1E中描述的旋翼的形式或在形式上与之类似。此外，旋翼单元700的部件和方面可以采用与图6A和图6B的旋翼单元600和/或图1A-1E中描述的旋翼的部件和方面类似的形式并具有与之类似的功能。

如图7所示，旋翼单元700包括两个堆叠式旋翼叶片702。堆叠式旋翼叶片702可以具有与图4的堆叠式旋翼叶片400和/或图5的堆叠式旋翼叶片500类似的方面。旋翼单元700还包括联接到堆叠式旋翼叶片702的轮毂730。轮毂730可以包括或联接到驱动轮毂730和堆叠式旋翼叶片702绕轴线740的旋转的电动机。每个堆叠式旋翼叶片702包括多个叶片元件，所述多个叶片元件如图7所绘包括第一叶片元件706、第二叶片元件710、第三叶片元件714和第四叶片元件718。与图6A和图6B类似，所述多个叶片元件中的每个可以具有前缘(例如706A、710A、714A和718A)以及后缘(例如706B、710B、714B和718B)。这些前缘和后缘可以对准和/或组合以形成堆叠式旋翼叶片702的前缘702A和后缘702B。

图7示出了在某些场景下实施起来可以更简单和/或更有成本效率的叶片元件设计。所述多个叶片元件(706、710、714和718)中的每个可以具有相同或相似的形状，但是具有不同的长度。此外，所述多个叶片元件中的每个在一些实施方式中可以是平面的，或者在其它实施方式中可以具有非常小的桨距。所述多个叶片元件可以在各个位置处联接到轮毂730，以为堆叠式旋翼叶片702创建期望的旋翼特性。在示例中，所述多个叶片元件(706、710、714和718)的与图7所示类似的直边缘设计可以比其它旋翼叶片生产起来相对更简单且更便宜，同时仍保持设计并满足堆叠式旋翼叶片702所需的飞行特性的能力。

图8描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元800的剖面。旋翼单元800可以采用图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或以上图1A-1E中描述的旋翼的形式，或在形式上与之类似。此外，旋翼单元800的部件和方面可以采用与图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或图1A-1E中描述的旋翼的部件和方面类似的形式并具有与之类似的功能。

如图8所示，旋翼单元800包括堆叠式旋翼叶片802。堆叠式旋翼叶片802可以具有与图4的堆叠式旋翼叶片400和/或图5的堆叠式旋翼叶片500类似的方面。旋翼单元800还包括联接到堆叠式旋翼叶片802的轮毂830。轮毂830可以包括或联接到驱动轮毂830和堆叠式旋翼叶片802的旋转的电动机。堆叠式旋翼叶片802包括多个叶片元件，所述多个叶片元件如图8所绘包括第一叶片元件806、第二叶片元件810、第三叶片元件814和第四叶片元件818。

如图8所绘，所述多个叶片元件(即806、810、814和818)中的每个可以单独地联接到轮毂830。轮毂830可以包括槽或凹陷点，这样的叶片元件可以在该槽或凹陷点处连接到轮毂830。在这样的示例中，轮毂830可以提供所述多个叶片元件的分度(indexing)和取向。如图所示，在第一叶片元件806与第二叶片元件810之间可以存在第一间隙860A，在第二叶片元件810与第三叶片元件814之间可以存在第二间隙860B，在第三叶片元件814与第四叶片元件818之间可以存在第三间隙860C。间隙860A-C的大小可以基于所述多个叶片元件的分度和取向。

图9描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元900的剖面。旋翼单元900可以采用图8的旋翼单元800、图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或以上图1A-1E中描述的旋翼的形式，或在形式上与之类似。此外，旋翼单元900的部件和方面可以采用与图8的旋翼单元800、图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或图1A-1E中描述的旋翼的部件和方面类似的形式并具有与之类似的功能。

如图9所示，旋翼单元900包括堆叠式旋翼叶片902。堆叠式旋翼叶片902可以具有与图4的堆叠式旋翼叶片400和/或图5的堆叠式旋翼叶片500类似的方面。旋翼单元900还包括联接到堆叠式旋翼叶片902的轮毂930。轮毂930可以包括或联接到驱动轮毂930和堆叠式旋翼叶片902的旋转的电动机。堆叠式旋翼叶片902包括多个叶片元件，所述多个叶片元件如图9所绘包括第一叶片元件906、第二叶片元件910、第三叶片元件914和第四叶片元件918。

图9示出了对所述多个叶片元件进行对准、取向和/或分度的被动机械对准特征。在一些示例中，轮毂930可以包括诸如夹紧螺母的主动分度机构，其将所述多个叶片元件推压并保持在一起，使得所述多个叶片元件的对准特征联接在一起。轮毂930的夹紧螺母可以维持所述多个叶片元件的整体对准。在此考虑了将叶片元件维持在特定位置的其它机械装置。即使通过分度装置，仍然可以存在第一间隙960A、第二间隙960B和第三间隙960C。

在示例中，第一叶片元件906可以包括第一对准特征，第二叶片元件910可以包括联接到第一对准特征的第二对准特征，第三叶片元件914可以包括联接到第二对准特征的第三对准特征，第四叶片元件918可以包括联接到第三对准特征的第四对准特征。

如图9所绘，第二叶片元件910可以包括第一突起950A，第三叶片元件914可以包括第二突起950B，第四叶片元件918可以包括第三突起950C。突起特征950A-C中的每个可以定位在相应叶片元件的顶表面上。在一些示例中，突起950A-C可以是圆顶形的。第一叶片元件906可以具有形状类似于第一突起950A的第一凹入的对准特征(例如，凹入的圆顶形状)，使得第一突起950A至少部分地装配在该凹入的特征内。在一些示例中，第一突起950A被配置为与第一叶片元件906的凹陷或凹陷特征配合。这样，第一突起950A可以对应于凹入的对准特征并且可以维持第一叶片元件906相对于第二叶片元件910的相对定位或对准。在一些方面，第二叶片元件910的第一突起950A可以联接到第一叶片元件906的凹入的对准特征。

类似地，第二叶片元件910可以具有形状类似于第二突起特征950B的第二凹入的对准特征使得对准特征彼此对应，并且可以维持第二叶片元件910相对于第三叶片元件914的相对定位(或限制第二叶片元件910和第三叶片元件914之间的移动量)。在一些方面，第三叶片元件914的第二突起950B可以联接到第二叶片元件910的凹入的对准特征。另外，在一些示例中，第三叶片元件914可以具有形状类似于第三突起950C的第三凹入的对准特征使得对准特征彼此对应，并且可以维持第三叶片元件914相对于第四叶片元件918的相对定位。在一些方面，第四叶片元件918的第三突起950C可以联接到第三叶片元件914的凹入的对准特征。

图10描绘了根据一示例实施方式的堆叠式叶片旋翼单元1000的剖面。旋翼单元1000可以采用图9的旋翼单元900、图8的旋翼单元800、图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或以上图1A-1E中描述的旋翼的形式，或在形式上与之类似。此外，旋翼单元1000的部件和方面可以采用与图9的旋翼单元900、图8的旋翼单元800、图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或图1A-1E中描述的旋翼的部件和方面类似的形式，并具有与之类似的功能。

如图10所示，旋翼单元1000包括堆叠式旋翼叶片1002。堆叠式旋翼叶片1002可以具有与图4的堆叠式旋翼叶片400和/或图5的堆叠式旋翼叶片500类似的方面。旋翼单元1000还包括联接到堆叠式旋翼叶片1002的轮毂1030。轮毂1030可以包括或联接到驱动轮毂1030和堆叠式旋翼叶片1002的旋转的电动机。堆叠式旋翼叶片1002包括多个叶片元件，所述多个叶片元件如图10所绘包括第一叶片元件1006、第二叶片元件1010、第三叶片元件1014和第四叶片元件1018。

分别与图8和图9的旋翼单元800和900不同，在图10的所述多个叶片元件之间没有间隙。在示例中，所述多个叶片元件可以使用叶片元件之间的粘合层或诸如胶水的粘结剂接合和/或联接在一起。例如，第一叶片元件1006可以通过粘结剂1070A以堆叠构造或彼此特定的对准联接到第二叶片元件1010。类似地，第二叶片元件1010可以通过粘结剂1070B联接到第三叶片元件1014，第三叶片元件1014可以通过粘结剂1070C联接到第四叶片元件1018。在一些示例中，粘结剂1070A-1070C可以是由可联接在叶片元件的表面之间的压电片构造的界面片。在一些实施方式中，所述多个叶片元件可以在联接到轮毂1030之前对准并接合在一起。

图11描绘了根据一示例实施方式的又一堆叠式叶片旋翼单元1100。旋翼单元1100可以采用图10的旋翼单元1000、图9的旋翼单元900、图8的旋翼单元800、图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或以上图1A-1E中描述的旋翼的形式，或在形式上与之类似。此外，旋翼单元1100的部件和方面可以采用与图10的旋翼单元1000、图9的旋翼单元900、图8的旋翼单元800、图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或图1A-1E中描述的旋翼的部件和方面类似的形式并具有与之类似的功能。

如图11所示，旋翼单元1100包括三个堆叠式旋翼叶片1102。堆叠式旋翼叶片1102可以具有与图4的堆叠式旋翼叶片400和/或图5的堆叠式旋翼叶片500类似的方面。虽然描绘了三个堆叠式旋翼叶片1102，但是在此也考虑了多于三个的堆叠式旋翼叶片。旋翼单元1100还包括联接到堆叠式旋翼叶片1102的轮毂1130。轮毂1130可以包括或联接到驱动轮毂1130和堆叠式旋翼叶片1102绕轴线的旋转的电动机。每个堆叠式旋翼叶片1102包括多个叶片元件，所述多个叶处元件如图11所绘包括第一叶片元件1106、第二叶片元件1110和第三叶片元件1114。尽管每个堆叠式旋翼叶片1102被描绘为具有包括三个叶片(即，1106、1110和1114)的所述多个叶片元件，但是在此考虑了作为堆叠式旋翼叶片1102的多个叶片元件中的每个的部分的更多及更少的叶片。

所述多个叶片元件中的每个包括前缘(例如，1106A、1110A和1114A)以及后缘(例如，1106B、1110B和1114B)。此外，前缘1106A、1110A和1114A形成堆叠式旋翼叶片1102的前缘1102A，此外，后缘1106B、1110B和1114B形成堆叠式旋翼叶片1102的后缘1102B。尽管1102A已标示前缘，并且1102B已标示后缘，但是在其它示例中，后缘和前缘可以对调。即，在此也考虑了相反的取向。

图11还示出了第一叶片元件1106可以以角度1108从第二叶片元件1110径向偏移的示例。类似地，第二叶片元件1110可以以角度1112从第三叶片元件1114径向偏移。偏移量，即角度1108和角度1112的大小，可以允许对堆叠式旋翼叶片1102的特征(诸如堆叠式旋翼叶片1102的攻角、拱度和表面积等等)的控制。在一些示例中，角度1108可以等于角度1112，而在其它示例中，角度1108可以不同于角度1112。

图12描绘了根据一示例实施方式的旋翼单元1200的局部视图。旋翼单元1200可以采用图11的旋翼单元1100、图10的旋翼单元1000、图9的旋翼单元900、图8的旋翼单元800、图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或以上图1A-1E中描述的旋翼的形式，或在形式上与之类似。此外，旋翼单元1200的部件和方面可以采用与图11的旋翼单元1100、图10的旋翼单元1000、图9的旋翼单元900、图8的旋翼单元800、图7的旋翼单元700、图6A和图6B的旋翼单元600和/或图1A-1E中描述的旋翼的部件和方面类似的形式并具有与之类似的功能。

如图12所示，旋翼单元1200包括堆叠式旋翼叶片1202。堆叠式旋翼叶片1102可以具有与图4的堆叠式旋翼叶片400和/或图5的堆叠式旋翼叶片500类似的方面。旋翼单元1200还包括联接到堆叠式旋翼叶片1202的轮毂1230。轮毂1230可以包括或联接到驱动轮毂1230和堆叠式旋翼叶片1202的旋转的电动机。堆叠式旋翼叶片1202包括多个叶片元件，所述多个叶片元件如图12所绘包括第一叶片元件1206、第二叶片元件1210和第三叶片元件1214。

如图12所绘，所述多个叶片元件可以包括其它物理特征以提高气动力学效率和控制。例如，第一叶片元件1206的前缘1206A、第二叶片元件1210的前缘1210A和第三叶片元件1214的前缘1214A可以是结节状的。这样，堆叠式旋翼叶片1202的前缘也可以是结节状的。在其它示例中，前缘可以是锯齿状的、波状的或各种其它形状。

此外，图12还提供了第一叶片元件1206的尖端与第二叶片元件1210的顶表面重叠的另一示例对准。在示例中，所述多个叶片元件的前缘(即，1206A、1210A和1214A)彼此径向对准。然而，第一叶片元件1206的后缘1206B、第二叶片元件1210的后缘1210B和第三叶片元件1214的后缘1214B可以彼此偏移，使得堆叠式旋翼叶片1202具有阶梯式向下的取向。在示例中，如图12所绘，基于示出的对准，堆叠式旋翼叶片1202可以具有小的下部拱度和大的上部拱度。叶片元件取向的其它对准和组合可以产生其它堆叠式旋翼叶片形状。

另外，公开了用于制造堆叠式叶片旋翼单元的方法。图13是示出根据一示例实施方式的用于制造堆叠式叶片旋翼单元的方法1300的简化方块图。应理解，诸如方法1300的示例方法可以在不脱离本发明的范围的情况下由实体或实体的组合(即，由其它计算装置和/或其组合)实施。

例如，方法1300的功能可以完全由机器、人类操作者、计算装置(或计算装置的部件，诸如一个或更多个处理器或控制器)执行，或者可以跨计算装置的多个部件、跨多个计算装置和/或跨服务器分布。在一些示例中，计算装置可以从由操作者、计算装置的传感器发起的输入命令接收信息，或者可以从收集信息的其它计算装置接收信息。

如块1302所示，方法1300包括切割多个叶片元件。在示例中，所述多个叶片元件中的每个的至少一个尺寸可以不同于所述多个叶片元件中的每个其它叶片元件的对应尺寸。例如，第一叶片元件的跨距可以不同于第二叶片元件的跨距，等等。叶片元件可以被激光切割或以其它方式从纤维片、金属、塑料和各种其它材料机械地切割。在一些示例中，叶片元件或界面元件可以由压电片构成，以对堆叠式旋翼叶片进行更多的声学控制。

如1304所示，方法1300包括对准切割的叶片元件以形成堆叠式旋翼叶片。堆叠式旋翼叶片的设计特征(诸如堆叠式旋翼叶片的前缘、堆叠式旋翼叶片的轮廓、堆叠式旋翼叶片的弦和堆叠式旋翼叶片的跨距及其它特征)可以基于各个叶片元件的对应特征以及这些叶片元件相对于彼此的对准和取向。

如块1306所示，方法1300还包括将所述多个叶片元件联接到轮毂。在一些示例中，叶片元件可以在联接到轮毂之前彼此固定。在其它示例中，每个叶片元件可以一次联接到轮毂。在示例中，所述多个叶片元件可以联接到轮毂，使得叶片元件彼此径向地偏移，以便产生堆叠式旋翼叶片的优选或期望的形状。

IV.结论

应理解，在此描述的布置仅出于示例的目的。这样，本领域技术人员将理解，可以替代地使用其它布置和其它元件(例如，机器、界面、操作、顺序和操作分组等)，并且可以根据期望的结果完全省略一些元件。此外，所描述的许多元件是功能实体，其可以以任何合适的组合和位置实现为离散或分布式部件或与其它部件结合，或者可以组合被描述为独立结构的其它结构元件。

虽然已经在此公开了各种方面和实施例，但是其它方面和实施例对本领域技术人员将是明显的。在此公开的各种方面和实施例是出于说明的目的，而不旨在进行限制，其中真实范围由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来指示。还将理解，在此使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而不旨在进行限制。

Claims (19)

1.一种旋翼单元，包括：

轮毂，其被配置为绕轴线在第一旋转方向上旋转；以及

堆叠式旋翼叶片，其固定到所述轮毂，使得所述堆叠式旋翼叶片可绕所述轴线旋转，所述堆叠式旋翼叶片包括：

第一叶片元件，其包括第一前缘，以及

第二叶片元件，其包括第二前缘，

其中所述第一叶片元件和所述第二叶片元件布置成堆叠构造，

其中所述第一前缘的至少一部分和所述第二前缘的至少一部分形成所述堆叠式旋翼叶片的前缘，以及

其中所述第一叶片元件还包括第一对准特征，且所述第二叶片元件还包括联接到所述第一对准特征的第二对准特征。

2.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中，在距所述轴线的第一径向距离处，所述堆叠式旋翼叶片的弦大于所述第一叶片元件的弦和所述第二叶片元件的弦中的每个。

3.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述堆叠式旋翼叶片的跨距大于所述第一叶片元件的跨距，以及进一步地其中所述堆叠式旋翼叶片的所述跨距大于所述第二叶片元件的跨距。

4.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述第一叶片元件相对于所述轴线从所述第二叶片元件径向地偏移。

5.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述第一叶片元件的尖端与所述第二叶片元件的所述第二前缘径向地对准。

6.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述堆叠式旋翼叶片还包括第三叶片元件，所述第三叶片元件的跨距大于所述第二叶片元件的跨距，所述第二叶片元件的所述跨距大于所述第一叶片元件的跨距。

7.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述第一对准特征包括凹陷，以及其中所述第二对准特征包括配置为与所述凹陷配合的突起。

8.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述轮毂包括夹紧螺母，所述夹紧螺母维持所述第一叶片元件与所述第二叶片元件之间的对准。

9.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述第一叶片元件由第一材料构成，其中所述第二叶片元件由第二材料构成，以及其中所述第一材料具有与所述第二材料不同的弹性。

10.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述第一叶片元件的所述第一前缘的至少一部分包括结节。

11.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述堆叠式旋翼叶片的攻角基于所述第一叶片元件的第一攻角和所述第二叶片元件的第二攻角的组合。

12.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述第一叶片元件是平面的。

13.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述第一叶片元件是非平面的。

14.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述堆叠构造被布置使得所述第一叶片元件直接堆叠在所述第二叶片元件上。

15.根据权利要求1所述的旋翼单元，其中所述堆叠构造被布置使得在所述第一叶片元件与所述第二叶片元件之间存在轴向方向上的间隙。

16.一种堆叠式旋翼叶片，包括：

第一平面叶片元件，其包括第一前缘和底部平面表面，以及

第二平面叶片元件，其包括第二前缘和顶部平面表面；

其中所述底部平面表面以堆叠构造固定到所述顶部平面表面，

其中所述堆叠式旋翼叶片被配置为在第一旋转方向上旋转，

其中所述第一前缘的至少一部分在所述第一旋转方向上领先所述第二前缘，

其中所述第一前缘的至少一部分和所述第二前缘的至少一部分形成所述堆叠式旋翼叶片的前缘，以及

其中所述第一平面叶片元件还包括第一对准特征，且所述第二平面叶片元件还包括联接到所述第一对准特征的第二对准特征。

17.一种制造堆叠式叶片旋翼单元的方法，包括：

切割多个叶片元件，其中所述多个叶片元件中的每个的至少一个尺寸不同于所述多个叶片元件中的每个其它叶片元件的对应尺寸；

对准切割的所述多个叶片元件中的每个以形成堆叠式叶片，其中切割的所述多个叶片元件的所述对准还限定所述堆叠式叶片的轮廓，以及其中所述堆叠式叶片的前缘包括来自切割的所述多个叶片元件中的每个的前缘的至少一部分；以及

将所述多个叶片元件联接到轮毂，

其中切割的所述多个叶片元件中的第一个包括第一对准特征，切割的所述多个叶片元件中的第二个包括第二对准特征，所述第一对准特征联接到所述第二对准特征。

18.根据权利要求17所述的方法，其中对准切割的所述多个叶片元件中的每个包括：

将切割的所述多个叶片元件中的每个联接到切割的所述多个叶片元件中的另一个，使得切割的所述多个叶片元件中的每个相对于旋转轴线从切割的所述多个叶片元件中的另一个径向地偏移，其中所述旋转轴线垂直地延伸穿过所述轮毂的中心。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述多个叶片元件均切割自纤维片。