CN112203937A - 用于对接飞行器的装置和系统 - Google Patents

Abstract

本主题公开了一种用于将飞行器固定至对接站的下部的系统，该系统包括对接站，该对接站包括：位于对接站的上部中的顶部部分，所述顶部部分包括被配置为将对接站悬挂在地面上方的接口；以及位于对接站的下部中的底部部分，所述对接站包括位于所述底部部分上的闩锁机构，该闩锁机构被配置为将所述飞行器固定至所述对接站。该系统还包括飞行器，该飞行器包括：对接构件，所述对接构件被配置为将飞行器对接到对接站中以及从对接站的闩锁机构释放飞行器；以及处理模块，其被配置为控制对接构件的操作。

Description

用于对接飞行器的装置和系统

技术领域

本发明涉及无人驾驶和无人飞机，并且更具体地涉及用于飞行器的对接站。

背景技术

越来越多的领域正在使用能够垂直起飞和着陆的无人飞行器(UAV)，诸如多旋翼直升机和类似的垂直飞机。这些飞行器被用于许多领域，并且随着时间的流逝将被越来越多地使用。为了在不连接电源的情况下四处飞行，该飞行器利用内部电源，该内部电源在大多数情况下是可再充电的。可再充电电源的充电通常通过将飞行器连接到合适的对接站或直接连接到电源(诸如家用电网)来完成。飞行器可以采用诸如GPS、视觉传感器、距离传感器等的定位机构和位置机构。

为了在对接站中对飞行器充电，需要飞行器导航到对接站，将自身对接到对接站，并保持在对接站上的对接位置。然而，对接(即，近距离导航)和保持(对接站上的飞行器的)对接位置通常需要计算资源和硬件资源。由于飞行器受重量显著影响，因此可以从飞行器中减轻此类硬件资源和计算资源，从而使飞行器更好地运作。

因此，非常需要一种将帮助飞行器对接并在对接之后保持其位置的装置。

发明内容

本主题的目的是公开一种用于将飞行器固定至对接站的下部的系统，该系统包括对接站，该对接站包括：位于对接站的上部中的顶部部分，所述顶部部分包括配置为将对接站悬挂在地面上方的接口；位于对接站的下部中的底部部分，所述对接站包括位于所述底部部分上的闩锁机构，该闩锁机构被配置为将所述飞行器固定至所述对接站。该系统还包括：飞行器，该飞行器包括对接构件，所述对接构件被配置为将飞行器对接到对接站中以及将飞行器从对接站的闩锁机构释放；以及处理模块，其被配置为控制对接构件的操作。

在一些情况下，对接站的闩锁机构是包括至少一个磁性部件的磁性闩锁机构，并且其中，对接构件是铁磁构件，使得对接构件被吸引到磁性闩锁机构。

在一些情况下，处理模块被配置当从对接站移除飞行器时，在对接构件被吸引到磁性闩锁机构的第一位置至对接构件不被吸引到磁性闩锁机构的第二位置之间移动对接构件。

在一些情况下，飞行器包括由处理模块控制的磁性构件，所述磁性构件配置为拒绝由磁性闩锁机构施加的磁场。

在一些情况下，磁性闩锁机构包括位于对接站的下部上的金属板。在一些情况下，磁性闩锁机构位于对接站连接元件中。在一些情况下，磁性闩锁机构包括至少一个电磁部件。

在一些情况下，对接构件包括至少一个磁性部件，并且其中，对接站的闩锁机构包括铁磁构件，使得磁性闩锁机构被吸引到对接构件。

在一些情况下，处理模块被配置为激活由对接构件的磁性部件产生的磁场。

在一些情况下，对接站连接元件包括至少两个导电元件；其中，至少两个导电元件中的第一导电元件被配置为使能电流，并且至少两个导电元件中的第二导电元件被配置为与飞行器交换电信号。

在一些情况下，该飞行器进一步包括图像捕获装置，该图像捕获装置被配置为捕获对接站的周围环境的图像。

在一些情况下，对接站还包括从对接站的下表面延伸的对接站连接元件，所述对接站连接元件被配置为对飞行器充电；并且其中，飞行器包括位于飞行器的顶部部分上的飞行器连接器，该飞行器连接器被配置为从对接站接收电力。

在一些情况下，对接构件被配置为将闩锁机构从闩锁机构将飞行器固定至对接站的第一位置操纵到飞行器从对接站释放的第二位置。

附图说明

通过阅读以下参考附图对本发明的非限制性示例性实施方式的详细描述，可以更清楚地理解本发明，在附图中：

图1公开根据本主题的示例性实施例的用于在其上降落飞行器的对接站；

图2A至图2B公开根据本主题的示例性实施例的包括磁性闩锁系统的对接站；

图3A和图3B公开根据本主题的示例性实施例的包括半机械闩锁系统的对接站；

图4A至图4D公开根据本主题的示例性实施例的中空状管，其中设置有锁定单元；以及

图5A和图5B公开根据本主题的示例性实施例的包括机械闩锁系统的对接站；

图6A至图6D公开根据本主题的示例性实施例的被定位为包括磁性闩锁系统的对接站；

图7A和图7B公开根据所公开主题的示例性实施例的由闩锁机构固定并随后从对接站释放的飞行器的顶部部分；

图8示出根据所公开主题的示例性实施例的对接站和固定至对接站的飞行器，该对接站被固定至天花板；

图9示出根据所公开主题的示例性实施例的对接站和固定至对接站的飞行器，该对接站被固定至壁；

图10示出根据本主题的示例性实施例的空中装置部件的示意性结构。

本发明的实施例的以下详细描述参考上述附图。为了方便显示或清楚起见，选择图中所示的部件和特征的尺寸，并且不一定按比例显示。在所有附图和以下描述中，将尽可能使用相同的附图标记指代相同和相似的零件。

具体实施方式

下面描述本发明的说明性实施例。为了清楚起见，不一定描述实际实施方式的所有特征/部件。

本发明的主题公开一种飞行器和配置为将飞行器对接在其上的对接站。本文使用的术语“飞行器”表示被配置为垂直起飞和降落的无人驾驶飞行器，诸如无人机、多旋翼飞机和其它无人驾驶飞行器。本文使用的术语“悬停”被定义为从对接站的指定表面保持基本上固定的纬度。本文使用的术语“最优连接”被定义为这样的情况，其中，飞行器的连接元件和对接站的连接元件在信号/功率被有效地传输并且没有连接干扰的这样的位置中彼此连接。

本文使用的术语“对接”或“对接了”被定义为以使飞行器不会掉落或不与对接系统失去接触的方式将飞行器固定至对接站。本文使用的术语“引导”或“引导了”被定义为使飞行器与对接站达到最优连接。另外，“向上”是指朝向天花板，并且“向下”是指朝向地板。

本主题公开一种系统，该系统具有对接站和被配置为固定至该对接站的飞行器。对接站位于地面或房间的地板上方，例如固定在天花板或架子上。飞行器从对接站的下部(更靠近地面)的下方固定至对接站。可以将飞行器固定至对接站中的壁，使得对接站的底表面比飞行器的底表面更靠近地面。可以使用磁性连接将飞行器固定至对接站。磁性连接由飞行器装置和对接站中具有磁性元件的一方定义，而另一方具有被吸引至磁性元件的物品，诸如铁磁元件。磁性连接由飞行器或对接站控制。在一些情况下，对接站缺乏电源和/或处理能力，并且飞行器从对接站的释放由飞行器启动并控制。飞行器或对接站中的至少一个包括磁性构件，该磁性构件被配置为吸引位于另一实体中的铁磁构件。当从对接站释放飞行器时，飞行器的处理模块可以激活、停用或操纵飞行器中的模块以减少或取消飞行器与对接站之间的磁性连接。在一些其它情况下，对接站包括被配置为控制飞行器的释放的处理模块。根据预定义的规则(例如每小时一次)或者响应于预定义的事件(诸如识别安装有对接站的房间中的人)可以启动飞行器的释放。

图1公开根据本主题的示例性实施例的用于在其上降落飞行器的对接站。图1公开对接站100，其包括：具有连接表面110的顶部部分105。在一些实施例中，顶部部分105可以被部署在天花板上，其中，顶部部分105的连接表面110将面向下。术语“向下”还包括距地面至多30度的斜率。在一些其它情况下，术语“向下”定义为距地面至多5度的斜率。在其它实施例中，顶部部分105固定至壁，并且连接表面110面向下。使用基本上平行于地面的杆，顶部部分105可以被固定至壁。顶部部分105可以包括位于连接表面110上的闩锁机构115。在一些实施例中，闩锁机构115位于连接表面110的中心处。另外，对接站100包括对接站连接元件120。对接站连接元件120包括用于对飞行器的电源充电的电力连接。在一些实施例中，对接站连接元件120进一步包括用于与飞行器交换数据的数据连接。

闩锁机构115被配置为将飞行器固定至对接站100。在一些实施例中，闩锁机构115可以被设计为以机械、磁性或电气方式固定飞行器。在一些实施例中，闩锁机构115是被动的，并且被配置为接收飞行器连接元件。在其它实施例中，闩锁机构115被配置为主动地引导飞行器。在这种情况下，对接站连接元件120和飞行器连接元件之间的无线传输导致闩锁机构115被激活并且将飞行器连接元件引导到所需定位。

在图1中所示的实施例中，闩锁机构115包括磁环125，并且飞行器连接元件包括对接构件，该对接构件被配置为将飞行器对接到对接站中以及从中释放飞行器。对接和释放可以例如通过对接构件从飞行器电动机施加动力来推动对接站的闩锁机构来机械地实现。在一些其它情况下，对接和释放通过位于飞行器的顶部部分的螺旋机构实现，该螺旋机构可以被拧入对接站中的孔中。通过在飞行器的对接构件与对接站之间建立磁性连接可以实现对接和释放。磁性连接将飞行器固定在对接站下方，而飞行器不会向下掉落，从而减少或取消将飞行器抬到地面上方所需的功率。在一些情况下，飞行器连接元件的对接构件被成形为适合闩锁机构115的磁环125。对接构件可以是刚性的、半刚性的或弹性的，例如嵌入有磁性对象的弹性管。对接构件以被吸引到磁环125的方式制成，例如由诸如铁、镍等的铁磁材料制成。在另外的实施例中，飞行器的对接构件的大小被配置为与磁环125大约相同的大小。磁环仅是示例性的，并且磁性元件可以以本领域的技术人员期望的其它形式成形。在一些实施例中，对接站连接元件120设置在磁环125的中心处。在一些实施例中，磁环125可以包括多个磁性元件，该多个磁性元件被配置为被吸引到飞行器连接元件的磁体。飞行器连接元件的磁体被配置为当紧靠闩锁机构115的磁环125时附接到其上，并且因此使对接站连接元件120与飞行器连接器通信连接。飞行器连接器被配置为连接到对接站连接元件120，以便对飞行器充电并与飞行器交换电信号。飞行器连接器被固定至对接站的底部部分。

在一些实施例中，闩锁系统进一步被配置为将飞行器引导到对接站。在一些实施例中，进行引导以在飞行器连接元件接触对接站连接元件120之后使飞行器连接器与对接站连接元件120最优连接。在一些实施例中，闩锁机构115的磁环125是电磁板。在这种情况下，磁环125被配置为在与飞行器连接元件连接时被激活并且磁性地拉动飞行器连接元件的磁环以与磁环125完全重叠。磁环125的激活可以通过改变飞行器中的电压来完成。

在一些实施例中，(如果飞行器连接元件小于对接站连接元件120)，磁环125包括从磁环125的外缘延伸到设置在其中心的对接站连接元件120的多个子环。在这种情况下，多个子环中的每个环都是能够单独接通的电磁体。在这种情况下，对接站100被配置为识别飞行器连接元件连接到多个环中的哪些环。然后，对接站100激活位于对接站连接元件120之间的多个磁环中的一些磁环，以将飞行器连接元件朝向对接站100的中心拉动。此外，对接站100可以关断无助于朝向中心拉动的多个磁性对象中的任何一个磁性对象。

为了从对接站100释放，可以采用几种措施。在一些情况下，飞行器可以通过操纵对接构件来停用磁性连接。通过将对接构件从对接站100的磁环125移开可以实现这种停用。在一些其它情况下，对接站100包括铁磁构件，并且飞行器包括磁性构件，铁磁构件被吸引至该磁性构件。飞行器可以改变电压，该电压改变由磁性构件产生的磁场，或者产生另一磁场，该另一磁场抵消吸引对接站100的铁磁构件的磁场的至少一部分。在其它实施例中，飞行器利用其电动机将其自身推离对接站100。在一些情况下，飞行器可以使用被配置为向下操纵飞行器的对象或部分的物理销状对象，从而减少或取消磁性连接。

图2A至图2B公开根据本主题的示例性实施例的包括磁性闩锁系统的对接站。在一些实施例中，对接站200包括面向下的底部部分205。在一些实施例中，对接站200可以附接到天花板(如图2A中所示)、杆等。对接站200包括被配置为使对接站能够悬挂在地面上方(例如悬挂于天花板)的接口、照明模块，或固定至壁。接口可以位于对接站的顶部部分中，该部分面向上。如本领域技术人员所希望的，顶部部分可能占据对接站高度的最高10-90％。接口在对接站的顶部部分或侧表面中可以是粘性材料。接口可以是对象可以固定至的任何类型的机构，诸如挂钩或环。

在一些实施例中，对接站200的闩锁机构210利用至少一个磁性部件215，该磁性部件215被配置为将包括位于其上侧上的金属板225的飞行器220对接到对接站200。在一些实施例中，闩锁机构210可以成形为环形/圆形，并且可以由两个或更多个磁性元件组成。

当飞行器220悬停在对接站200下方并升至对接站200时，闩锁机构210开始拉动飞行器220的金属板225。因此，将飞行器220朝向闩锁机构210拉动，直到其金属板225接触闩锁系统210的至少一个磁性部件215为止。在一些实施例中，该至少一个磁性部件215被配置为定向飞行器220的对接，使得对接站连接元件120将接触飞行器连接元件，从而使飞行器达到最优连接。在一些实施例中，对接站连接元件120放置在闩锁机构210的中间。在另外的实施例中，该至少一个磁性部件215围绕对接站连接元件120跨越。在一些实施例中，该至少一个磁性部件215由至少一个电磁部件组成。

飞行器可以包括一个或多个传感器，诸如图像传感器、湿度传感器、温度传感器等。当需要从较高的角度捕获特定定位中的图像或视频时，当悬挂在固定在高处(诸如天花板)的对接站上时，飞行器可以节省大量能量。节省能量使飞行器无需充电即可运行更多时间。因此，对接站也可以对飞行器充电，但是本发明不限于对对接站充电，因为飞行器通过简单地固定至对接站来节省能量。

为了从对接站200释放，可以采用几种措施。在一些情况下，如图2B中所示，飞行器可以激活磁性部件215，从而产生磁力以抵消闩锁机构210的电拉力。在其它情况下，闩锁机构210可以包括电磁体。在这种情况下，对接站200可以停用电磁体以允许飞行器从闩锁机构210拉出。其它实施例可以包括使用飞行器的转子提供推力以将飞行器推离对接站。

图3A和图3B公开根据本主题的示例性实施例的包括半机械闩锁系统的对接站。图3A公开固定至天花板的对接站300，其连接表面305面向下。在一些实施例中，半机械闩锁机构310放置在对接站300的连接表面305上。半机械闩锁机构310包括处于连接表面305上的至少一个磁性部件315，以及处于连接表面305上并且在至少一个磁性部件315侧面的两个或更多个锁定单元320和325。在另外的实施例中，两个或更多个锁定单元320和325中的每对沿着单个轴线定位，其中在每对之间具有至少一个磁性化合物315。

在一些实施例中，两个或更多个锁定单元320和325中的每一个包括中空状管330。中空状管330包括内端331和外端332、螺栓单元335以及位于中空状管的内端处的固定部分340。在一些实施例中，中空状管330可以成形为直管、弯曲形管等。另外，中空状管被设计成比螺栓单元335更长，从而当邻近内端331时，螺栓单元335被完全包围在中空状管330内。在一些实施例中，中空状管330的内壁被设计成具有低摩擦系数，以便允许对象通过重力从内端331到外端332容易地在其上移动/滑动。

螺栓单元335在内部设置在中空状管330的内侧，并且由被吸引到磁体和/或铁磁化合物的金属化合物制成。另外，螺栓单元335以类似的方式成形，但是其大小小于中空状管330，以允许其在中空状管330内侧自由移动。在一些实施例中，螺栓单元从其一侧附接到沿中空状管330的内壁定位的轨道内侧的滑动部分。在这种情况下，轨道从内端331一直跨越到外端332。因此，锁定单元可以不与中空状管330分离，如下文进一步描述(图4)。

在一些实施例中，螺栓单元335被配置为向下滑动中空状管并且伸出/突出到对接站100的连接表面110之外。在进一步的实施例中，螺栓单元335被配置为进入位于飞行器360上的互补中空管350。因此，将飞行器闩锁并引导到对接站300。

固定部分340连接/邻近中空状管330的内端331。在一些实施例中，固定位置是电磁体，该电磁体能够从远处位置磁性吸引螺栓单元335和/或保持与其邻近的螺栓单元335。固定部分340被配置为具有活动模式，在该活动模式中，电磁体被接通并且吸引螺栓单元335。固定部分340被进一步配置为具有休眠模式，在该模式中，电磁体被关断并且锁定螺栓可以自由地向下滑动中空状管330并进入互补中空管350。

在其它实施例中，固定部分可以是机械机构，该机械机构被配置为将螺栓单元335保持在中空状管330的内端331处。在这种情况下，机械机构可以具有从对接站300的连接表面305延伸的突出旋钮。突出旋钮被设计成使得例如通过飞行器从下方按压在其上来释放螺栓单元335。另外，机械机构被配置为当例如通过飞行器的电磁体激活相反的磁力将螺栓单元335朝向内端推动时保持螺栓单元335。

图3B公开闩锁到对接站300的飞行器360。对接站300被配置为使用半机械闩锁机构310接收和闩锁飞行器360。飞行器360包括金属板365以及具有外端371和内端372的两个或更多个互补中空管370。在一些实施例中，磁体由磁性附接的金属制成。在一些实施例中，两个或更多个互补中空管370被配置/成形为与中空状管330匹配，从而被配置为在其中接收螺栓单元335。在这种情况下，当螺栓单元335放置在两个或更多个互补中空管370的外端371处时，飞行器被闩锁到对接站300。

为了从对接站300释放，可以应用几种方法。在一些实施例中，飞行器可以发送信号以激活固定部分340，从而拉起螺栓单元335并且将飞行器从半机械闩锁机构310释放。在另外的实施例中，飞行器的金属板365可以用作电磁体。在这种情况下，金属板365可以产生相反的磁力以将螺栓单元335一直推到中空状管330的内端331，从而释放飞行器360。

图4A至图4D公开根据本主题的示例性实施例的具有设置在其中的锁定单元的中空管。图4A和图4B公开倾斜管410，其包括内壁部分411、内端412和外端413。在一些实施例中，管轨道414处于内壁部分中并且从内端412跨越到几乎外端413。螺栓单元415设置在倾斜管410内侧。在一些实施例中，螺栓单元包括滑动部分416和通过螺栓臂418连接到其上的导轨部分417。在一些实施例中，螺栓臂处于螺栓单元415的最上侧。螺栓单元415的滑动部分连接至管轨道414。在这种情况下，在将螺栓单元从其在内端412处的固定位置释放时，螺栓单元的滑动部分416和导轨部分417被配置为沿内壁部分411向下滑动，直到导轨部分417到达在外端413之前的轨道的下端。如图4B中所公开，当导轨部分在轨道的下端时，螺栓单元415的滑动部分处于倾斜管410的外侧。

图4C和图4D公开圆形中空管420，其包括内壁部分421、内端422和外端423。在一些实施例中，管轨道424处于内壁部分中并且从内端422跨越到几乎外端423。螺栓单元425设置在圆形中空状管420的内侧。在一些实施例中，螺栓单元包括滑动部分426和通过螺栓臂428与其连接的导轨部分427。在一些实施例中，螺栓臂428处于螺栓单元425的最上侧部分中。螺栓单元425的滑动部分426连接至管轨道424。在这种情况下，在从内端422处的固定位置释放螺栓单元425时，螺栓单元的滑动部分426和导轨部分427被配置为沿内壁部分421向下滑动，直到导轨部分427到达正好在外端423之前的轨道的下端。如图4D中所公开，当导轨部分在轨道的下端处时，螺栓单元415的滑动部分426处于圆形中空管420的外侧。

图5A和图5B公开根据本主题的示例性实施例的包括机械闩锁系统的对接站。在一些实施例中，对接站500放置在天花板上。在这种情况下，对接站500包括基站502，该基站502包括面向下的连接表面503。在一些实施例中，机械闩锁机构505被实现用于闩锁飞行器510。机械闩锁机构505被配置为当飞行器正在接触对接站时机械地对接飞行器。机械闩锁机构505进一步被配置为在对接飞行器510时对其进行引导。在一些实施例中，机械闩锁机构包括至少两个臂515和520。该至少两个臂515和520包括近端521和远端522，其中至少两个臂515和520围绕它们的近端521可旋转地联接到基站502。该至少两个臂515和520被设计成对接飞行器510，并且在进一步的实施例中，在飞行器510与对接站500接触时将其引导到最优连接。

在一些实施例中，该至少两个臂515和520的远端522被设计成保持/抓握飞行器510的至少一部分。在一些实施例中，如图5B中所公开，该至少两个臂515和520的每个远端522进一步被设计为连接到至少两个臂515和520的另一远端522，以为飞行器510创建基座。在这种情况下，基座被设计为用于当关闭其发动机时，保持飞行器510。另外，所创建的基座被配置为防止飞行器510与对接站断开，并且在进一步的实施例中，将飞行器连接元件引导至对接站连接元件120以用于最优连接。

在其它实施例中，该至少两个臂515和520被配置为抓握飞行器510的至少一个横向部分或被固定在飞行器510的横向部分内侧的指定隧道内侧。

在一些实施例中，机械闩锁机构505包括致动踏板530。在一些实施例中，致动踏板530可以嵌入对接站连接元件120。在其它实施例中，致动踏板530可以是对接站500的分离部分，并且被放置在与对接站连接元件120邻近的连接表面503上。在一些实施例中，致动踏板530被配置为在按压至少两个臂515和520时操作/旋转至少两个臂515和520。在一些实施例中，致动踏板可以通过弹簧机构机械地操作，或者通过发送发动机电信号而电操作。在一些实施例中，致动踏板530被配置为在激活其上的压力时被按压。在一些实施例中，压力从飞行器510的升力得出。

图6A至图6D公开根据本主题的示例性实施例的被定位为包括磁性闩锁系统的对接站。图6A公开对接站600，其包括面向下的连接表面605和面向上的顶部部分607，所述顶部部分607被配置为附接或固定至水平表面。在一些情况下，对接站600可以被附接或固定至其上的水平表面可以是天花板、臂的顶表面或水平平台等。在一些实施例中，对接站600包括闩锁部分610，该闩锁部分610被配置为固定飞行器625的磁操作匹配闩锁机构630。闩锁部分610将飞行器625固定至对接站600的连接表面605。

在另外的实施例中，闩锁部分610包括孔615，孔的入口处于连接表面605上。孔615从连接表面605并向内朝向对接站600延伸。孔615包括开口端616和封闭端617。孔615进一步包括孔壁618，该孔壁618在孔615的整个外围延伸。孔615可以是多边形或圆柱形的，其被配置为容纳在飞行器625的磁操作匹配闩锁机构630中包括的延伸部635。在图6A至图6D中，磁操作匹配闩锁机构630位于孔615下方或对接站600中与磁操作匹配闩锁机构630交互的部件下方。

在一些实施例中，在孔壁618上限定架子620。在一些实施例中，由腔体622形成架子620，所述腔体622可以从孔壁618垂直向外延伸。在这种情况下，架子622被定义为腔体的一部分。在一些实施例中，架子622可以处于孔壁618的内表面周围并从其上向内延伸。在一些实施例中，架子620围绕孔615的封闭端617延伸。在其它实施例中，架子620可以围绕孔615的开口端616延伸。在一些情况下，架子620延伸到孔壁618的整个圆周，并且可以成形为环绕孔615的环。在一些实施例中，架子622可以具有垂直于孔壁618延伸的上侧和垂直于孔壁618的底侧。在一些实施例中，架子620的底侧可以相对于孔壁618以最大90度的角度倾斜。在一些实施例中，架子620为梯形形状。

对接站600的闩锁部分610被配置为接收并固定飞行器625的至少一部分。在本发明的一些实施例中，匹配的闩锁机构630包括具有顶端636的延伸部635。在一些实施例中，延伸部635可以成形为圆柱体，其中圆柱体包括围绕圆柱体的圆柱体壁637。延伸部635被配置为适合通过孔615的至少一部分。在一些情况下，匹配的闩锁机构630包括被配置为固定至架子620的闩锁640。闩锁640可以横向地处于延伸部635的顶端636处。闩锁640通过绕其顶端636定位的轴线枢转地连接到延伸部635。

闩锁640被配置为在两个状态之间移动：打开状态和关闭状态。在打开状态中，闩锁从圆柱体壁637横向向外定位。在关闭状态中，闩锁640在延伸部635内侧折叠。在一些情况下，当闩锁640处于关闭状态时，闩锁640被包围在围绕延伸部635的顶端636定位的狭槽(未示出)内侧。在这种情况下，狭槽跨越从延伸部635的顶端636垂直延伸到飞行器625的顶部的纵向轴线的一部分。在其它实施例中，狭槽邻近延伸部635的边缘定位。在一些情况下，闩锁640可以被设定尺寸为适合狭槽内侧的空间内侧。在另外的情况下，闩锁640可以成形为延伸部635的一部分，使得当闩锁640处于关闭状态时，闩锁640可以与圆柱体壁637齐平。

在一些实施例中，闩锁640是配置为保持在打开状态的电磁锁。在进一步的实施例中，闩锁被配置为当从飞行器625对其施加磁力时移动到关闭状态。

在一些实施例中，闩锁640可以包括从圆柱体壁637垂直延伸的上表面和从圆柱体壁637垂直延伸的底表面。在一些情况下，上表面可以具有相对于圆柱体壁637的最大90度的倾斜角度，从而将闩锁640形成为梯形。在进一步的实施例中，上表面的角度可以将架子620的底侧的角度完成到90度。

如图6B中所示，当飞行器625悬停在对接站600下方并上升时，匹配的锁定机构630进入闩锁部分610的孔615。当闩锁640接触孔壁618时，闩锁640枢转到关闭状态并进入狭槽。当闩锁640处于关闭状态时，延伸部635能够进入孔615直到其封闭端617。

如图6C中所示，当包括处于关闭状态的闩锁640的狭槽到达腔体622时，闩锁机构被配置为将闩锁640推到打开状态。在一些实施例中，腔体包含闩锁，并且由腔体622限定的架子620防止闩锁640和附接到其的飞行器离开对接站600。在一些实施例中，闩锁640被设定大小为适合架子的整个表面。在一些实施例中，飞行器625可以在圆柱体壁637周围的不同且平行的定位中包括与闩锁640相同的若干闩锁。

为了从对接站600释放，如图6D中所示，飞行器625可以在对接站600上施加磁力。磁力可以例如通过驻留在飞行器625内侧的电磁体施加。在这种情况下，将闩锁640保持在打开状态的磁性保持机构响应于施加在其上的磁力将闩锁640传递到狭槽内侧的关闭状态。

图7A和图7B公开根据所公开主题的示例性实施例的由闩锁机构固定并随后从对接站释放的飞行器的顶部部分。在图7A中，使用闩锁机构725将飞行器固定至对接站。闩锁机构位于第一位置，在该第一位置中，将飞行器固定至对接站。当铁磁构件740被吸引到飞行器的磁性构件710时，使用位于向下位置的磁极735来保持第一位置。如图7B中所示，当需要将飞行器从对接站释放时，闩锁机构移动到第二位置，该第二位置能够释放飞行器。在一些示例性情况下，通过减小或消除铁磁构件740对磁性构件710的磁吸引力来使闩锁机构725运动。在一些其他情况下，飞行器可以使用其电动机向下施加更多的动力，并且因此移动闩锁机构725。

图8示出根据所公开的主题的示例性实施例的对接站和固定至对接站的飞行器，该对接站固定至天花板。天花板810表示屋顶、诸如桌面的横向表面以及在其下方具有容积的任何其它横向表面。天花板810可以由木材、金属、混凝土等制成。天花板810可以被涂覆或以其它方式覆盖。对接站包括具有接口820的顶部部分。接口820可以是一层材料，诸如将被胶合或附接到天花板的粘合材料。接口820可以包括诸如固定至天花板810的螺钉的机构。对接站的底部部分830包括被配置为将飞行器840固定至所述对接站的闩锁机构。

图9示出根据所公开的主题的示例性实施例的对接站和固定至对接站的飞行器，该对接站固定至壁。壁900可以是任何垂直或倾斜的表面，诸如物理结构、建筑物、房间、公共结构等的壁。臂920例如相对于壁的表面横向地或成角度地从壁900延伸。臂920用作壁900和对接站910之间的接口。如上所述，使用磁性连接将飞行器915固定至对接站910。

图10示出根据本主题的示例性实施例的飞行装置部件的示意性结构。飞行器1000包括电动机1030，该电动机1030被配置为使飞行器1000能够从一个地方移动到另一地方。电动机1030从诸如电池的电源接收电力。飞行器1000还包括对接构件1050，该对接构件1050被配置为使用在对接构件1050和对接站的闩锁机构之间形成的磁性连接将飞行器1000固定至对接站。飞行器1000可以包括处理模块1040，该处理模块1040被配置为控制对接进入对接站和从对接站释放的过程。处理模块1040可以根据存储在位于飞行器1000中或可被飞行器1000访问的存储器模块中的一组规则来运作。飞行器1000可以包括通信模块1060，该通信模块1060被配置为无线地或经由有线信道交换电信号。飞行器1000可以包括传感器模块1020，该传感器模块1020被配置为从飞行器1000的附近收集信息。传感器模块1020可以包括一个或多个传感器，诸如噪声传感器、图像传感器、温度传感器等。

应当理解，以上描述仅是示例性的，并且可以作必要的变型而设计出本发明的各种实施例，并且上述实施例中描述的特征以及本文未描述的特征可以单独使用或以任何合适的组合使用；并且可以根据以上未必描述的实施例来设计本发明。

Claims (17)

1.一种用于将飞行器固定至对接站的下部的系统，其包括：

对接站，其包括：

顶部部分，其位于所述对接站的上部中，所述顶部部分包括被配置为将所述对接站固定至位于地面上方的固定元件的接口；

底部部分，其位于所述对接站的下部中，所述对接站包括位于所述底部部分上的闩锁机构，其被配置为将所述飞行器固定至所述对接站；

对接站连接元件，其位于所述对接站的所述下部中，所述对接站连接元件被配置为对所述飞行器充电；

所述系统还包括所述飞行器，所述飞行器包括：

对接构件，所述对接构件被配置为将所述飞行器对接到所述对接站中以及将所述飞行器从所述对接站的所述闩锁机构释放；

飞行器连接器，其位于所述飞行器的顶部部分上，其被配置为从所述对接站连接元件接收电力；

处理模块，其被配置为控制所述对接构件的操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对接站的所述闩锁机构是包括至少一个磁性部件的磁性闩锁机构，并且其中，所述对接构件是铁磁构件，使得所述对接构件被吸引到所述磁性闩锁机构。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述处理模块被配置为当从所述对接站移除所述飞行器时，在所述对接构件被吸引到所述磁性闩锁机构的第一位置至所述对接构件不被吸引到所述磁性闩锁机构的第二位置之间移动所述对接构件。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述飞行器包括由所述处理模块控制的磁性构件，所述磁性构件被配置为拒绝由所述磁性闩锁机构施加的磁场。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述磁性闩锁机构包括位于所述对接站的所述下部上的金属板。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述磁性闩锁机构位于所述对接站连接元件中。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述磁性闩锁机构包括至少一个电磁部件。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对接构件包括至少一个磁性部件，并且其中，所述对接站的所述闩锁机构包括铁磁构件，使得所述磁性闩锁机构被吸引到所述对接构件。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述处理模块被配置为激活由所述对接构件的所述磁性部件产生的磁场。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对接站还包括对接站连接元件，所述对接站连接元件包括至少两个导电元件，其中，所述至少两个导电元件中的第一导电元件被配置为使能到所述飞行器的电流，并且所述至少两个导电元件中的第二导电元件被配置为与所述飞行器交换电信号。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述飞行器进一步包括图像捕获装置，所述图像捕获装置被配置为捕获所述对接站的周围环境中的图像。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对接构件被配置为将所述闩锁机构从所述闩锁机构将所述飞行器固定至所述对接站的第一位置操纵到所述飞行器从所述对接站释放的第二位置。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述闩锁机构是半机械机构，所述半机械机构包括：

至少一个磁性部件，其处于所述对接站的所述底部部分上；

两个或更多个锁定单元，其处于所述顶部部分上并在所述至少一个磁性部件的侧面，所述两个或更多个锁定单元中的每一个包括：

中空状管，其包括内端和外端；

螺栓单元，其设置在所述中空状管内侧；以及

固定部分，其被配置为将所述螺栓单元选择性地固定在所述中空状管的所述内端中，

其中，所述两个或更多个锁定单元被配置为在所述飞行器与所述至少一个磁性部件接触时将所述螺栓单元从所述固定部分固定中释放；并且

其中，所述两个或更多个锁定单元的所述螺栓单元被配置为通过滑入位于所述飞行器的顶部部分上的两个或更多个互补中空管中而对接所述飞行器。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述两个或更多个锁定单元的所述固定部分是电磁体，所述电磁体被配置为被操作为从位于所述飞行器的顶表面上的所述互补中空管中抽出所述螺栓单元。

15.根据权利要求13所述的系统，其中，位于所述飞行器的顶表面上的所述互补中空管可以被成形为四分之一圆形或倾斜的直管。

16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述闩锁机构是机械机构，所述机械机构包括：

至少两个臂，每个臂包括近端和远端，其中，所述至少两个臂可旋转地联接到所述对接站；以及

致动踏板，其被配置为在按压所述至少两个臂时操作/旋转所述至少两个臂，

其中，所述至少两个臂的所述远端被设计成保持/抓握飞行器的至少一部分。

17.根据权利要求13所述的系统，其中，所述闩锁机构是位于所述基座内侧的结构性闩锁机构，所述结构性闩锁机构包括：

孔，其从所述基座的所述顶表面竖直延伸并朝向其中心延伸，所述孔包括开口端、封闭端和孔壁；

架子，其被定义为具有上表面和底表面的所述孔壁的一部分；

其中，所述对接站被配置为在所述架子的所述上表面上接收并保持飞行器的闩锁的下表面。

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