CN114423703A - 提升机和可展开设备、装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了展开和收起可展开设备往来于提升机的系统，装置和方法，用来控制悬架上的负载而不将扭矩传递到悬锁上，使可展开设备从提升机获取数据和信息，使可展开设备控制提升机，例如提升机的卷筒，以控制悬索末端的z轴。例如，控制z轴可以是控制负载的高度，例如相对于载具、地面或目标的高度，可以是控制悬索上的张力或悬索的张力。例如，控制z轴可以是控制悬索末端的上升速率或下降速率。

Description

提升机和可展开设备、装置、系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请是一个非临时专利申请并要求于2019年7月21日提交的美国临时专利申请62/876,721号和于2019年11月6日提交的美国临时专利申请62/931,666号的提交日期的权益，并且以引用方式并入其主题。

技术领域

本公开涉及用于控制载具和机械系统(诸如悬挂负载控制系统)中提升机的装置、系统和方法以及与之相关的改进系统和方法。

背景技术

人和/或物体，例如设备(“负载”)可作为通过来自直升机或起重机或来自固定翼飞机的悬索悬挂的负载，使用提升机系统运输到某一位置或从该位置运输。起重机、直升机和固定翼飞机在本文中可被称为“载具”。在利用固定翼飞机进行运输操作时，也可通过固定翼飞机绕取出点盘旋来进行运输操作，其中悬索形成螺旋，通过使盘绕的固定翼飞机的轨道中心重新定位来将螺旋的中心引向取出点的整体区域。负载通常没有浮力，不过有些可能有浮力。在载具操作期间，负载受到风和其他外力和内力的影响，这些力可使得负载以不稳定、不可预测、不合需要和/或危险的方式移动。

当通过载具运输悬挂负载而进行提升和悬吊操作或其他操作时，观察到的悬挂负载的运动包括以下部分：沿Y轴的垂直平移(上下运动)(在此称为“垂直平移”)；沿X轴和Z轴中的一者或两者的水平平移；以及围绕Y轴的旋转或“偏航”。滚动(绕X轴旋转)和俯仰(绕Z轴旋转)也可能发生，但是如果负载通过线缆悬挂并且没有浮力，则典型的运动是垂直平移、水平平移和偏航。垂直平移和水平平移可由悬索的移动、载具的移动、相对于载具上升或下降的卷绕、负载的移动、负载和载具之间的速度和动量的差异、由风-包括螺旋桨冲刷-冲击、由负载和螺旋悬索之间的相互作用以及外力引起。水平平移可表现为负载的横向运动或圆锥钟摆运动，其中摆动枢转点是缆索被固定到载具的位置(“钟摆运动”)；钟摆运动通常还包括垂直平移的分量并且也可称为椭圆运动。在固定翼载具提取操作期间，螺旋悬索的底部可能仅大致找到期望的提取点，并且提取的负载可能受到不期望的“溜溜球”效应的影响，其中螺旋的底部上下跳动；“溜溜球”效应在本文中也用术语“垂直平移”来表示。

偏航、横向运动、钟摆运动和垂直平移使提升操作复杂化，造成延迟和伤害，并且可能造成工作人员、起重机操作员和地面人员死亡。偏航可在人类和非人类动物中产生眩晕和定向障碍。不期望的垂直平移可能产生负载，该负载可包括使人撞击地面、撞击环境中的物体、或使人受到不期望的加速度。偏航、横向运动、钟摆运动和垂直平移也会形成干扰将负载带入或传递到某一位置。例如，即使甲板是稳定的并且不会像它可能发生的那样升沉、滚动或俯仰，负载到船的甲板的传递也可能由于负载的钟摆运动或偏航而变得复杂。例如，如果担架在被拉向直升机时发生偏航或钟摆运动，则将担架中的人带入直升机中或带到直升机支柱上可能是危险的。负载的不期望运动的一个或多个分量可能在幅度和/或频率上增加并且随着负载被向上拉往载具以及悬索缩短而变得更加明显。负载的水平平移、垂直平移和钟摆运动也可与载具相互作用以在载具中产生危险的反应性运动或交感运动。

另外，一些悬挂负载操作可能涉及障碍物，例如表面、陡壁、建筑物、桥梁、树枝、悬垂物或可干扰载具、负载和/或悬索中的一者或多者的其他障碍物。

载具通常与多件设备一起操作或工作。一种这样的设备可以是载具提升系统。载具上的提升系统可用于将物体(例如人、担架、负载等)从地面提升到载具上方；这一过程可被称为提升操作。然而，在提升操作的过程中，多件设备可用于辅助或支持提升操作，例如悬挂负载控制系统(“SLCS”)、丛林穿透器、或救援圈、或救援担架。如果展开，该设备可能需要诸如吊钩的机构来将设备固定到提升系统和悬索。在传统的提升机操作中，这种机构可能需要直升机中的工作人员将设备物理地连接到提升系统的适当部件以便在操作期间使用该设备。

可固定到载具的提升机下面的悬索的所展开设备的机械和逻辑复杂性正在增加。例如，所展开设备可以执行用于负载和/或用于载具的服务，例如SLCS，其可以稳定负载防止其发生旋转或钟摆运动或控制负载相对于目标的位置。例如，可能需要对所展开设备执行服务，诸如所展开设备在X轴、Y轴和Z轴中的一者或多者上移动、卷绕或缩短悬索、拉长或放出悬索、对所展开设备中的电池再充电等。在所展开设备和提升机和/或载具之间缺乏集成可能需要由一个人或多个人(例如载具的工作人员)提供许多这样的服务。无论是对工作人员、载具中的其他人员，还是对地面人员来说，执行这种服务都可能是不方便的、易于分散注意力或危险的。所展开设备和提升系统之间的不充分集成可能造成例如电池过早放电、设备和周围环境损坏、伤害、生命损失以及任务失败，包括救生任务失败。

在例如直升机悬吊负载任务、消防任务、起重机操作、船舶之间的海军再供应任务、深海钻井应用、飞机空中加油操作和固定翼提升操作期间，可能会使所展开设备和提升机之间缺乏集成。因此，需要在可展开设备和提升系统之间产生更大的集成。

附图说明

图1示出了根据实施方案的载具、提升机、可展开设备和负载。

图2示出了根据实施方案的提升机、用于可展开设备的对接装置和处于已展开构型的可展开设备。

图3示出了根据实施方案的提升机、用于可展开设备的对接装置和处于已装载构型的可展开设备。

图4示出了根据实施方案的提升机、用于可展开设备的对接装置、卷筒和可展开设备接口。

图5示出了根据实施方案的固定到悬索的可展开设备的第一视图。

图6A示出了根据实施方案的图5中固定到悬索的可展开设备的第二视图。

图6B示出了根据实施方案的图5中可展开设备的第二视图(图中不包括悬索)。

图7A示出了根据实施方案的可展开设备和缆索附接机构的框架的视图。

图7B示出了根据实施方案的图7A中可展开设备和缆索附接机构的框架的第二视图。

图8A示出了根据实施方案的固定到悬索的缆索附接机构的视图。

图8B示出了根据实施方案的图8A中缆索附接机构的细节图(图中不包括悬索)。

图8C示出了根据实施方案的图8B中缆索附接机构的第二视图。

图9A示出了根据实施方案的缆索附接机构的部件视图。

图9B示出了根据实施方案的图9A中缆索附接机构中部件的第二视图。

图10示意性地示出了根据实施方案的包括远程接口逻辑部件和提升机逻辑部件的提升机和可展开设备控制系统中的操作部件。

图11示出了根据实施方案的包括多个模式或命令状态的可展开设备系统中的操作模块。

图12示出了根据实施方案的可展开设备控制系统中的提升机和可展开设备数据融合和控制模块。

图13示出了根据实施方案的具有集成式可展开设备操作模块的提升机。

图14A示出了根据实施方案的用于集成式提升机和可展开设备的远程接口的视图。

图14B示出了根据实施方案的图14A中用于集成式提升机和可展开设备的远程接口的第二视图。

图15A示出了根据实施方案的SLCS的远程接口的后视图。

图16A示出了根据实施方案的处于未对接构型的对接接口。

图16B示出了根据实施方案的处于已对接构型的对接接口。

图17A示出了根据实施方案的联接到悬索的终端设备的联接器。

图17B示出了根据实施方案的悬索的终端设备中的可展开设备支座。

具体实施方式

在各种实施方案中，如本文进一步描述的，集成式提升机和可展开设备实现了可展开设备和提升机之间的相互作用。例如，当集成时，可展开设备可以从提升机接收距离、重量和/或力数据或信息。例如，当集成时，可展开设备可以向提升机或另一进程提供遥测数据或信息。例如，当集成时，可展开设备可以控制提升机。例如，当集成时，可展开设备可以控制提升机以便实现目标，诸如可展开设备的目标。例如，当集成时，可展开设备可以从提升机展开到悬索上，其过程无需人为交互或具有最少的人为交互。例如，当集成时，可展开设备可以在没有人为交互或具有最少的人为交互的情况下对接在提升机中。例如，当集成时，可展开设备可以从载具获得通信服务。例如，当集成时，可展开设备可以从载具获得电力和/或电池再充电服务。

例如，可展开系统可以是SLCS。SLCS可以位于或靠近悬挂在提升机下方的悬索上的负载的位置。负载可响应于载具的移动、负载与悬索之间的相互作用和/或外部扰动而发生钟摆运动、旋转平移或水平平移或垂直平移。SLCS可以通过动态地控制提升机(例如通过控制提升机中的卷筒卷进或放出悬索)来控制负载。SLCS可通过动态地施加来自例如SLCS中的推力器、风扇或螺旋桨(例如，高输出电导管风扇)的力来控制负载。推力器、风扇、螺旋桨和电导管风扇在本文中可被称为“EDF”。可以使用其他推力源，例如喷射器、压缩空气、过氧化氢推力器、火箭等。

SLCS可以通过估计SLCS和负载中当前和近期的未来状态信息和参数信息来控制自身和负载(这里对“负载的控制”或“SLCS的控制”的讨论应当被理解为对SLCS的控制，并且由此作为还可以被固定到SLCS的负载的控制)。参数信息可包括例如，SLCS和负载的质量、缆索长度、以及SLCS和负载的惯性力矩。状态信息可包括例如SLCS和负载的位置、移动和旋转、载具的移动和旋转、来自风扇或其他推力源的推力输出以及干扰，例如风力、海况以及相对的SLCS和直升机运动。参数信息、状态信息和干扰力不是“硬连线”到SLCS中，而是动态地确定以便SLCS改变其行为以解决不同操作并解决单个操作的变化环境。

当SLCS或另一可展开设备能够从提升机获得至少一些参数信息或状态信息时，例如悬索的长度或SLCS和负载的质量，它能够更好地估计参数信息和状态信息。

利用这种复杂的状态和扰动模型，SLCS能够通过从例如包括提升机中的卷筒的提升机和/或从负载位置处或附近的EDF动态地施加力来更好地控制负载。

例如，从提升机卷进或放出悬索可用于获得悬挂负载的期望高度，获得悬挂负载的期望高度变化速率(包括减少或消除“溜溜球”效应)，保持悬索上的期望张力，展开可展开设备，收起可展开设备等。当可展开设备包括SLC时，由EDF产生的矢量推力可用于抵消偏航和钟摆运动，可用于水平平移负载，例如以获得期望位置或避开障碍物或将负载移动到相对于载具上的悬索的附接点下方的正常最低能量悬挂位置或“下降线”的偏移位置，例如移动到保持悬索的臂下方。如本文所用，“位置”与“定位”同义，并且包括x轴、y轴和z轴上的空间坐标。

SLCS可用于独立于载具控制精细位置和方位以及其运动。如本文所用，“运动”包括x轴、y轴和z轴上的运动以及旋转。当与提升机集成时，可展开设备(诸如SLCS)也可以使用提升机来控制SLCS和负载的z轴。来自SLCS的遥测输出可用于向载具工作人员或者由载具中的系统执行的进程提供反馈。例如，可将由SLCS估计的缆索长度或者SLCS和负载相对于目标或相对于载具的位置输出给控制提升机的工作人员或输出给控制吊机的进程，或直接输出给提升机。

因此，当SLCS动态地确定和控制悬索长度、缆索上的力、SLCS和负载的位置和旋转、与载具的运动分离、并且SLCS提供可在悬挂负载操作期间使用的遥测信息时，集成式提升机和可展开设备可增强任务性能和安全性并且可提高载具的性能。

一旦展开和使用，集成式提升机和可展开设备相对于负载从其悬挂的平台(例如，直升机“本机”、固定翼飞机、无人驾驶飞机、起重机等的特性)可能是不可知的，因为它独立地和动态地确定展开或收起可展开设备所需的提升动作和/或推力，以获得期望的高度，以获得期望的高度变化、以获得悬索上的期望张力，以稳定负载或实现其他目的，诸如在期望的方向上引导负载。这允许广泛采用集成式提升机和可展开设备，而不管载具类型，从而降低成本并减轻解决方案的风险。

集成式提升机和可展开设备可以为例如直升机搜索和救援、MEDEVAC、悬吊负载操作、森林消防直升机、起重机操作、建筑物悬吊负载操作、民用消防和固定翼提升操作提供益处。

可展开设备的控制可能需要确定参数，诸如缆索长度、可展开设备和/或负载的质量、可展开设备和/或负载的惯性力矩，以及状态信息，诸如可展开设备、载具和/或负载的位置、方位和/或运动，以及潜在的干扰环境条件。可将参数信息或状态信息的子集报告给另一个系统；当如此报告时，这样的信息子集可被称为“遥测数据”或“遥测信息”。还可以利用与可展开设备、负载和/或载具相关的状态或遥测信息来改进对载具和/或载具中部件的控制，例如可以与可展开设备相关地使用的绞车或提升机。可展开设备可用于全球定位系统(GPS)或其他地理定位或无线电导航系统或其他定位和定向系统(包括缆索长度和缆索上的力)不可用、受到损害或受到延迟的情形。状态和遥测信息的冗余性也可能是期望的，以增加控制系统实现中的可靠性并减少向这样的系统提供遥测信息的等待时间。

可展开设备的控制不同于其他自动化系统(例如汽车和无人飞行器)的控制，至少因为可展开设备可能需要动态地和递归性地估计参数信息和状态信息。

本发明公开了一种或多种用于集成提升机和可展开设备的装置、系统和/或方法。集成式提升机和可展开设备可以从提升机获得某些参数信息，诸如缆索长度和提升机上的力，诸如质量。除了从提升机获得参数信息之外，可展开设备可以独立地确定或估计参数信息并且可以独立地确定或估计状态信息。可展开设备可将独立确定的信息中的一些或全部信息作为遥测数据提供给可远离可展开设备的一个或多个控制装置、系统和/或方法，包括将这些信息提供给提升机。

如本文进一步描述的，这些装置、系统和/或方法可将来自提升机的信息(诸如缆索长度和提升机上的力)与机器视觉信息和其他传感器信息(诸如来自惯性导航系统(“INS”)、来自LIDAR(可能是“光与雷达”或“光检测和测距”的缩写的词句)、来自超声波近程传感器、来自照相机或其他机器视觉系统、以及来自本文讨论的其他传感器输入的信息)进行集成以相对于载具、相对于目标位置或相对于另一物体定位可展开的设备。来自提升机的信息可由提升机中的卷筒提供，例如由缆索长度编码器和/或卷筒扭矩编码器提供。机器视觉信息可通过可展开设备中相机的图像捕获和在这样的图像中对载具和/或负载的物体检测来产生。当与来自相机、INS、LIDAR系统的信息集成时，可以低延迟和高可靠性来开发局部化的相对参数和状态信息(包括载具下方的距离、可展开设备的高度、悬索上的力、载具、负载和/或可展开设备的相对方位和位置、以及载具和可展开设备在局部化坐标系内的单独航向矢量)。当绝对参数或状态信息可用时，例如来自GPS或另一无线电导航系统或绝对定位系统的绝对参数或状态信息可用时，可集成绝对局部化信息和相对局部化信息。来自提升机的信息、机器视觉信息和来自惯性导航、LIDAR和/或绝对位置系统的信息集成可使用包括例如卡尔曼滤波器(诸如无迹卡尔曼滤波器(“UKF”)和状态模型)的方法来执行。

现在详细参考附图中所示实施方案的描述。虽然结合了附图和相关说明描述了实施方案，但是并不旨在将范围限制于本发明所公开的实施方案。相反，本发明旨在覆盖所有的替代、修改和等同物。在替代实施方案中，可添加或组合另外的装置或所示装置的组合，而不限制本发明所公开的实施方案的范围。例如，下文阐述的实施方案主要在固定翼提升操作、直升机悬吊负载、搜索和救援操作和/或起重机操作的背景下进行描述。然而，这些实施方案是说明性示例，并且决不将所公开的技术限制于任何特定应用或平台。

短语“在实施方案中”、“在各种实施方案中”、“在一些实施方案中”等被重复使用。这些短语不一定是指同一实施方案。除非上下文另有规定，术语“包括”、“具有”和“包含”是同义的。如本说明书和所附权利要求中所用，除非内容另有明确说明，否则单数形式“一个”、“一种”以及“该”、“所述”包括复数指代。还应注意，除非内容另有明确说明，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的意义使用。

图1示意性地示出了提升机101、载具105、可展开设备110、悬索115和负载121。

载具105可以是例如起重机、直升机、固定翼飞机、无人机等。载具105可包括通信、电力和/或控制模块或系统，以便与提升机101和/或可展开设备110通信和/或向其提供电力。载具105可包括提升机101可固定到其上的结构。

提升机101被图示为包括提升机模块120、卷筒125、缆索长度编码器130、卷筒扭矩编码器135和可展开设备接口140。

卷筒125可包括绞盘、悬索(诸如围绕绞盘卷绕或将要围绕绞盘卷绕的悬索115)、转动绞盘的电动或液压马达、停止绞盘旋转的制动器、在缆索卷绕到绞盘上或从绞盘上卷绕下来时引导缆索的卷绕引导件、缆索长度编码器130和卷筒扭矩编码器135。缆索长度编码器130可编码或记录从绞盘展开的缆索长度，例如通过使用测量绞盘和/或缆索引导件中辊的旋转的物理传感器、光学传感器或霍尔传感器等。无论是在静态条件下(例如，当绞盘不旋转时)还是在动态条件下(例如，当绞盘正在旋转时)，卷筒扭矩编码器135都可以编码或记录绞盘上的力，诸如绞盘上的扭矩。卷筒扭矩编码器135可包括例如应变计、秤、质量或重量测量装置等。卷筒扭矩编码器135和/或提升机模块120可基于扭矩和/或基于静态或动态条件来估计或确定缆索115上负载的质量。

提升机101可包括电子部件，包括计算机处理器、计算机存储器、信号处理部件、逻辑部件以及致动器，包括卷筒125和其他致动器。本文结合提升机逻辑部件1080还讨论了这类部件。

提升机模块120可以在计算机存储器中或在提升机101内的电路中实现的逻辑部件中。提升机模块120可包括用于操作提升机101的逻辑部件。提升机模块120可例如从缆索长度编码器130和卷筒扭矩编码器135中获得数据或信息，并且可将该数据或信息提供给其他部件，例如可展开设备110和/或载具105。提升机模块120可从例如可展开装设备模块145和/或载具105(包括从载具105中的工作人员)接收数据、信息或指令。提升机模块120可执行指令，例如卷绕或展开(或放出)悬索115，与可展开设备110通信，和/或控制或使用可展开设备接口140。图13结合具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机示出了提升机模块120中逻辑部件的示例。

可展开设备接口140包括用于可展开设备110或指向其的一个或多个接口，诸如通信接口、电接口或对接接口。通信接口可以向可展开设备提供信号通信，包括通过无线或有线通信介质提供信号通信。电接口可向可展开设备提供电力或从可展开设备获得电力。对接接口可包括用于可展开设备的对接装置；该用于可展开设备的对接器可包括部件(包括物理结构和/或致动器)，这些部件用于将可展开设备固定或释放到提升机内或提升机上或将可展开设备固定或释放到载具内或载具上。

可展开设备110可包括例如SLCS、传感器组或可包括电子部件的其他设备，这些电子部件包括计算机处理器、计算机存储器、信号处理部件、电池、逻辑部件和致动器。本文结合提升机和悬挂负载控制系统1001讨论了这类设备的示例。本文讨论的可展开设备110的示例包括SLCS，但是可展开设备110可以不限于SLCS。

可展开设备模块145可以在计算机存储器中或在可展开设备110内的电路中实现的逻辑部件中。可展开设备模块145可向载具105、提升机101、负载121或另一物体或一方提供服务并从其获得服务。例如，可展开设备模块145可提供负载控制服务，诸如当可展开设备模块145是或包括操作模块1100或提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200时。

可展开设备110可向载具105、提升机101、负载121或另一物体或一方提供服务。由可展开设备110提供的服务可包括例如数据获取(诸如用于遥测或情境感知的数据获取)以及负载控制(诸如用于负载121的负载控制服务)、通信服务等。可展开设备110可能需要或受益于来自载具105、提升机101、负载121或另一物体或一方的服务。对可展开设备110的服务可包括例如数据或信息服务、通信服务、电力服务、物理转换以及指向载具的对接和展开和来自载具的对接和展开。

负载121可包括有生命的或无生命的物体，诸如人、设备、用于运输物体的吊索、担架、用于盛放水或另一液体或气体的容器等。负载121可以例如经由钩被固定到悬索115，或者固定到另一缆索或可展开设备110的固定机构。负载121的重量或质量在操作期间可以改变，诸如当负载的一部分被提起、放下或释放时。

图2示出了提升机205、用于可展开设备的对接装置202、可展开设备201和处于展开或部分展开构型的悬索210。

提升机205被图示为包括壳体206，其可充当或包括用于对接装置202中的部件；壳体206可将提升机205内的部件与环境隔开。提升机205可通过直接或间接地联接到载具的固定硬件、吊杆、臂等固定到载具，无论是在载具的内部空间中还是在载具的外部结构上等。外壳206可容纳或包括用于递送或取回可展开设备和/或附接的有效负载或负载的部件。例如，这样的部件可包括马达、马达控制器，诸如提升机模块120、悬索210、卷线轴或卷筒、缆索锚、缆索引导件等。

可展开设备201被图示为包括例如风扇单元220。风扇单元220可包括一个或多个推力器，例如EDF。可展开设备201可包括逻辑部件，诸如计算机处理器、存储器和存储器中的模块，诸如可展开设备模块145。这样的逻辑部件可以由可展开设备201或其模块使用或指导(诸如当处于自主模式或半自主模式时)和/或由人或其他设备使用或指导以提供服务。在图2所示的示例中，可展开设备201是SLCS并且可向负载和/或载具提供负载和提升机控制服务；负载和提升机控制服务可包括对提升机205的控制。用于提供负载和提升机控制服务的模块包括可展开设备操作模块1100以及提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200。

可展开设备201被图示为包括可展开设备对接装置接口215。如本文所讨论的，可展开设备对接装置接口215可被固定或对接到提升机对接装置接口415。可展开设备对接装置接口接口215可以是这样的接口，可展开设备通过该接口提供或获得通信服务(包括通过无线和有线介质提供或获得通信服务)，获得电力服务，以及/或者通过该接口可进行来自提升机205和/或载具的物理连接或物理固定服务。

可展开设备201被图示为包括缆索固定机构225。缆索固定机构225可用于将可展开设备201可释放地固定到缆索210。本文例如结合缆索附接机构701讨论了缆索固定机构225的示例。

图3示出了处于已对接构型或已装载构型的提升机205和可展开设备201。

图4示出了提升机205、壳体206、提升机对接装置接口接口415、卷筒或卷筒壳体420(“卷筒420”)和悬索210。卷筒420可包括电机、电机控制器、悬索210、卷线轴或卷筒、缆索锚、缆索引导件等。提升机对接装置接口415可以是这样的接口，提升机205通过该接口可提供或获得关于可展开设备的服务，诸如通信服务(包括通过无线和有线介质提供或获得的通信服务)、电力服务和/或物理连接或物理固定服务。提升机对接装置接口接口415中的部件可以不示出，例如用于物理连接或物理固定服务的部件。本文例如结合图16所讨论的对接接口1600还讨论了用于在提升机和可展开设备之间的物理连接或物理固定服务的部件的另外的示例。卷筒420和提升机对接装置接口415可由在计算机存储器中实现的逻辑部件或在电路提升机205中实现的逻辑部件控制，本文结合图13和具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机讨论并示出了该卷筒和提升机对接装置接口的示例。

图5示出了根据实施方案的固定到悬索210的可展开设备500的第一视图。在图5所示的示例中，可展开设备500包括SLCS。可展开设备500包括风扇单元505、滑道530、可展开设备接口518、可展开设备接口517、手柄515、固定机构520、可展开设备外壳510和缆索通道525。

可展开设备500包括电子部件，包括计算机处理器、计算机存储器、信号处理部件、逻辑部件、电源和/或电池、电子速度控制器、微控制器、传感器、致动器等。可展开设备105内的电源可以是单个电源块或串联布线和/或并联布线的电池单元阵列，诸如锂聚合物(LiPo)电池单元。电池可以是可移除的，以便检查和/或更换放电和充电的电池。电池可以在安装时通过节点或无线充电系统充电(即，不必移除它们)。电池可包括辅助电池，以便即使风扇单元中的推力器从主电池吸取相对大量的电力，也向处理器提供稳定的电源。在实施方案中，悬挂可展开设备的载具(诸如直升机、起重机或固定翼飞机)可通过沿着悬索向下延伸到可展开设备的线提供电力。在实施方案中，载具可以向可展开设备提供一些电力，而可展开设备可以从机载电源获得其他电力。在各种实施方案中，可展开设备可以由机载电源和远程电源的组合供电。在许多环境中，用于可展开设备的所有电力都包含在可展开设备上，从而允许完全自主操作而不依赖于外部电源或输送装置的可用性。

图5中可见的致动器包括风扇单元505；类似的风扇单元位于可展开设备500的另一侧。如在该示例中所示，风扇单元505可包括两个EDF。

风扇单元505可包括保护一个或多个EDF的通风帽。通风帽可以被硬化以承受环境的冲击。通风帽单元可以由金属、塑料、包括纤维增强树脂的复合材料等制成。风扇单元可包括进气口和出气口，其中空气可通过该进气口吸入。进气口可包括一个或多个用于防止一些物体进入EDF的筛网或过滤器。风扇单元中的EDF可包括叶片和马达，例如电动马达。EDF内的电动马达可被密封以防止灰尘、沙子、水和碎屑进入。除了EDF之外或代替EDF，可使用替代的推力源，例如压缩空气、过氧化氢喷气机或推力器、液体或固体火箭发动机、由燃烧发动机(诸如喷气发动机)驱动的风扇等。

为了便于讨论，位于SLCS的第一侧的风扇单元可作为第一风扇单元组进行讨论，而位于第二侧的风扇单元可作为第二风扇单元组进行讨论。每个风扇单元组中的风扇单元沿固定方向(例如彼此相反的固定方向)推动带推力的流体(例如空气)；例如偏移180度。在其他实施方案中，在SLCS中可使用更少或更多数量的风扇单元和/或EDF。在其他实施方案中，风扇单元和/或EDF可以偏移180度之外的方式排列，例如偏移大于或小于180度，沿着其他轴偏移或不偏移。可包括机械转向部件以动态地重新定位风扇单元和/或风扇单元内的EDF。

各个风扇单元中的EDF可以用不同的功率分别激活以产生风扇单元中组件的推力矢量或推力矢量控制。例如，为了产生顺时针偏航(相对于在图5中SLCS的顶部向下看)，第一风扇单元组中的EDF可由其自身激活或结合第二风扇单元组中的相对EDF来激活。为了产生SLCS 105的横向平移或产生与钟摆运动相反的横向力，可激活具有相同方位的两个风扇单元组中的EDF。可同时产生横向力和旋转力。可通过可展开设备模块生成矢量化推力。

可展开设备模块可以在计算机存储器中或在可展开设备500内的电路中实现的逻辑部件中。本文结合图11中的操作模块1100或图12中的提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200示出并讨论了可展开设备模块的示例。在本文讨论的示例中，可展开设备模块可控制风扇单元505中的EDF以控制负载，其中负载可被固定在可展开设备500的上方或下方。

缆索通道525可潜在地与手柄515结合使用以使悬索210通过可展开设备500，由此缆索附接机构(例如缆索附接机构701(在此讨论))可用于将可展开设备500固定到悬索210或其周围。

固定机构520可潜在地与手柄515结合使用以在例如向载具运输或运输到载具内期间、在可展开设备500展开之前承载、保持或固定可展开设备500。

可展开设备接口517和可展开设备接口518可以是这样的接口，可展开设备500通过该接口提供或获得通信服务(包括通过无线和有线介质提供或获得的通信服务)和/或获得电力服务，并且该接口类似于本文讨论的可展开设备对接装置接口接口215。

图6A示出了可展开设备500的正视图，还示出了缓冲器605和钩230。设备，诸如缓冲器605和/或钩230，在本文中可被称为“悬索的终端设备”或“终端设备”。缓冲器605可以是固定到悬索210的端部的块或缓冲器。钩230可固定到缓冲器605或成为其一部分。旋转轴承或联接器可允许缓冲器605与缆索210分开旋转。旋转轴承或联接器可允许钩230与缓冲器605分开旋转。可展开设备500可例如通过联接到悬索的终端设备的联接器来安置或固定到悬索的终端设备，例如缓冲器605。本文结合图17A中的联接到悬索的终端设备的联接器或凸缘1705讨论了联接到悬索的终端设备的联接器的示例。悬索的终端设备可包括用于将可展开设备500接收或固定到悬索的终端设备的支座；本文结合图17B中的悬索的终端设备中的可展开设备支座1710示出并讨论了该悬索的终端设备的示例。

为了清楚起见，图6B示出了不包括悬索210、缓冲器605和钩230的可展开设备。

图7A示出了可展开设备750和缆索附接机构701的框架的正视图。

图7B示出了图7A中的可展开设备750和缆索附接机构701的框架的立体图。

在图7A和图7B中，可展开设备750和缆索附接机构701的框架可以例如在可展开设备500中的可展开设备壳体510内或被固定到其上。

缆索附接机构701可将可展开设备(诸如可展开设备500)可释放地固定到悬索诸如悬索210。缆索附接机构701可进一步将可展开设备的旋转与悬索的旋转分开，使得可展开设备不会扭曲悬索，因为这对于悬索可能是不安全的、具有破坏性的或不期望的。缆索附接机构701还可以可释放地将可展开设备固定到悬索的终端设备。

图7A和图7B中示出了激活机构705、缆索夹具壳体710、旋转联接件715、可展开设备750的框架、缆索附接机构725中的缆索通道、旋转联接凸缘717、杠杆臂720、扣钩727、联接到终端设备的联接器730以及接合-脱离杆735。

为了清楚起见，图8A示出了不包括可展开设备750的框架且包括悬索210的缆索附接机构701的正视图。

为了清楚起见，图8B示出了缆索附接机构701自身的正视图。

为了清楚起见，图8C示出了缆索附接机构701自身的同构视图。

图9A示出了缆索附接机构701中的部件的正视图。除了结合其他附图示出和讨论的部件之外，图9A还示出了缆索保持指状物915、固定芯部905和轴承910。

图9B示出了缆索附接机构701中的部件的同构视图。

图7A至图9B示出了悬索可以穿过缆索通道525并且穿过缆索附接机构725中的缆索通道到达缆索附接机构701的中心。指状物915可被接合以将悬索保持和/或夹紧在缆索附接机构701的中心内。指状物915可由致动器接合，诸如由激活机构705或另一致动器接合；这种致动器可以是例如电动的或人力的。

为了防止或减少悬索和可展开设备之间的旋转力传递，可将可展开设备固定到可展开设备750的框架并且可将可展开设备750的框架固定到旋转联接件715。旋转联接件715可围绕固定芯部905缠绕并且在轴承910等上单独旋转。可将固定芯部905可释放地固定到悬索的终端设备，例如通过联接到终端设备的联接器730、杠杆臂720和扣钩727。本文结合图17A和图17B讨论了联接到终端设备的联接器730的实施方案。通过接合-脱离杆735等可接合或脱离联接到终端设备的联接器730、杠杆臂720和扣钩727以接触和保持或释放终端设备。接合-脱离杆735可通过致动器(例如激活机构705等)激活。激活机构705可以由电力供电，如在电动机或线性致动器等存在的情况下，可以由液压动力供电或者可以由人或手动输入供电。激活机构705可相对于悬索的终端设备同时或单独地接合或脱离缆索保持指状物915、联接到终端设备的联接器730、杠杆臂720和扣钩727。

以这种方式，缆索附接机构705可在缆索附接机构的芯部上承载可展开设备的质量，其中所述芯部可联接到悬索的终端设备，并且其中终端设备可将旋转力传递到悬索。尽管在终端设备上承载有可展开设备的质量，但芯部的轴承(诸如轴承910)在不将力或显著的力(诸如扭矩)传递到悬索的情况下允许可展开设备旋转。

利用本文所讨论的元件，可展开设备可例如通过带索或缆索附接到负载并且可能能够旋转负载或与悬索上的负载一起旋转。因此，钩和悬索之间的旋转轴承或联接器可允许负载、终端设备(例如缓冲器和钩)以及可展开设备与连锁分开旋转。例如，当可展开设备是SLCS时，尽管负载可能会受到旋转或者可能被SLCS旋转，但SLCS能够在不将旋转力传递到悬索的情况下控制负载(诸如担架)。

利用本文所讨论的元件，可展开设备可以最小的人力或工作人员的努力并且通过或借助于可展开设备模块而保持在提升机、载具内或该载具附近并且展开在悬索上。

利用本文所讨论的元件，可展开设备和可展开设备模块可从提升机获得数据和信息并且可改进可展开设备的功能和操作。

利用本文所讨论的元件，可展开设备和可展开设备模块可控制提升机(诸如提升机的卷筒)以控制悬索末端的z轴。例如，控制z轴可以是控制负载的高度，例如相对于载具、地面或目标的高度。例如，控制z轴可以是控制悬索上的张力或悬索的张力。例如，控制z轴可以是控制悬索末端的上升速率或下降速率。

图10示出了提升机和可展开设备逻辑系统1001远程接口逻辑部件1050和提升机逻辑部件1080。

如图10中的实施方案所示，传感器组1005、可展开设备处理器1020、可展开设备存储器1025、可展开设备通信系统1030、可展开设备输出装置1015和电源管理系统1040可位于提升机和可展开设备逻辑系统1001内。

传感器组1005可包括位置传感器1006、方位传感器1007、惯性传感器1008、接近传感器1009、参考定位传感器1010和推力传感器1011。

可展开设备处理器1020可以是一个或多个处理器、微控制器和/或中央处理单元(CPU)。在一些实施方案中，处理器和微控制器可安装到同一印刷电路板(PCB)。

可展开设备存储器1025通常可包括随机存取存储器(“RAM”)、只读存储器(“ROM”)和永久非临时大容量存储装置，例如磁盘驱动器或SDRAM(同步动态随机存取存储器)。

可展开设备存储器1025可存储模块和/或软件例程的程序代码，例如导航系统1026、可展开设备操作模块1100、提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200的程序代码，以及模块和/或软件例程所使用的数据或信息，例如目标数据1027和模式或命令状态信息1028。

可展开设备存储器1025还可存储操作系统。这些软件部件可使用与非瞬态计算机可读存储介质(诸如软盘、磁带、DVD/CD-ROM驱动器、存储卡或其他类似存储介质)相关联的驱动机构从非瞬态计算机可读存储介质加载到可展开设备存储器1025中。在一些实施方案中，软件部件还可以或替代地通过除驱动机构和计算机可读存储介质之外的机构(例如通过网络接口)来加载。

可展开设备存储器1025还可包括内核、内核空间、用户空间、用户受保护地址空间以及数据存储库。如本文所述，可展开设备存储器1025可存储一个或多个进程或模块(即，执行软件应用)。可存储进程在用户空间中。进程可包括一个或多个其他进程。一个或多个进程可大体上并行执行，即，作为若干个进程和/或若干个线程。

内核可被配置为提供用户进程和与处理器1020相关联的电路之间的接口。换句话说，内核可被配置为通过进程来管理对处理器1020、芯片组、I/O端口和外围设备的访问。内核可包括一个或多个驱动器，该一个或多个驱动器被配置为管理可展开设备的操作部件(即，处理器1020、芯片组、I/O端口和外围设备)的元件和/或与其通信。

可展开设备处理器1020还可包括可展开设备存储器1025或另一数据存储库，或者通过总线和/或网络接口与之通信。

可展开设备存储器1025中模块或例程所使用的数据组可以由列中的单元格或与数字文档或文件中已定义结构中的其他值分开的值来表示。尽管在本文中被称为单独的记录或条目，但是记录可包括多于一个的数据库条目。数据库条目可以是：表示或编码数字、数值运算符、二进制值、逻辑值、文本、字符串运算符、对其他数据库条目的引用、连接、条件逻辑、测试等。

可展开设备通信系统1030可包括无线系统1031(例如，无线收发器)和有线系统1032。可展开设备输出装置1015包括经由推力器控制器的推力控制器1016。可展开设备输出装置1015包括用于控制提升机的提升机控制器1013。电源管理系统1040调节和分配来自例如电池的电源。一个或多个数据连接器、数据总线和/或网络接口可连接可展开设备中的各种内部系统和逻辑部件。

系统的各个方面可以在专门或专用计算设备或数据处理器中实现，该专门或专用计算设备或数据处理器被专门编程、配置或构造为执行本文详细解释的一个或多个计算机可执行指令。系统的各个方面也可以在分布式计算环境中实践，其中任务或模块由通过通信网络(诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网或任何射频通信技术)连接的远程处理设备来执行。来自可展开设备的数据可具有非常低的带宽并且可不限于频率或通信协议。在分布式计算环境中，模块可位于本地存储器存储设备和远程存储器存储设备中。

根据实施方案，提升机和可展开设备逻辑系统1001可与远程定位单元、远程接口或目标节点(“远程接口单元”)及其逻辑部件(例如远程接口逻辑部件1050)和/或与提升机和提升机逻辑部件(例如提升机逻辑部件1080)一起工作。

在实施方案中，远程接口单元可以例如由操作人员保持或通过磁体、螺栓或任何其他附接机构附接到载具。在实施方案中，远程接口单元可以被放在地上的位置处或者附接到例如救生设备或其他漂浮设备、救援人员、要被提起的负载、要被递送的负载的位置或者特定操作位置。

在实施方案中，远程接口逻辑部件1050可以将来自操作人员的输入传送到提升机和可展开设备逻辑系统1001中，诸如将命令状态和操作指令传送到提升机和可展开设备操作模块1100中。在实施方案中，远程接口逻辑部件1050可将信息或数据从提升机逻辑部件1080传送到提升机和可展开设备逻辑系统1001和/或操作人员，例如提升机的状态、悬索放出的长度、来自悬索的提升机上的力或质量等。

远程接口逻辑部件1050可通过通信系统1070(其可以是无线通信系统1071或有线通信系统1072)与提升机和可展开设备逻辑系统1001和/或提升机逻辑部件1080通信。来自远程接口1050的输出装置1060可包括显示在屏幕1061上的信息以及音频1062。到远程接口1050以控制可展开设备或提升机的输入装置1065可包括通过触摸屏1066、操纵杆1067、麦克风、相机、一个或多个按钮等传达的命令。在各种实施方案中，远程接口1050可包括共同提供本文所述功能的一个或多个物理设备和/或逻辑设备。远程接口1050的实施方案的示例在图14A、图14B、图15A、图15B和图15C中示出和讨论。

远程接口逻辑部件1050还可包括处理器1069和存储器1073，它们可类似于处理器1020和存储器1025。存储器1073可包括用于由远程定位单元使用的一个或多个模块(例如远程接口模块1074)的软件或固件代码、指令或逻辑部件。例如，远程接口模块1074可提供用于远程接口的控制器和接口，例如以允许该远程接口被打开/关闭、将该远程接口与可展开设备配对、输入指令等。

在实施方案中，远程接口逻辑部件1050可包括传感器组或信标，其被配置为与提升机和可展开设备逻辑系统1001通信(诸如无线通信)以提供例如位置参考。如果可展开设备和提升机被认为是第一传感器组，则第二传感器组位置可以是悬索的平台或载具，并且第三传感器组位置可以是负载的感兴趣位置(例如，用于定位以获得或递送负载)。

图10还示出了提升机逻辑部件1080。提升机逻辑部件1080可包括处理器1081和存储器1082，其可以类似于处理器1020和存储器1025。存储器1082可包括用于由提升机(诸如具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机)使用的一个或多个模块的软件或固件代码、指令或逻辑部件。例如，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可将提升机与可展开设备配对，可将提升机的传感器数据输出到可展开设备，并且可接收本地指令和远程指令并对其进行操作，例如以展开或收起可展开设备等。

提升机逻辑部件1080可通过通信系统1091(其可包括无线收发器1091或有线收发器1092)与提升机和可展开设备逻辑系统1001通信。来自提升机逻辑部件1080的输出装置1085可包括来自例如提升机传感器1084的信息或数据，例如缆索长度编码器、卷筒扭矩编码器、缆索存在传感器(以感测提升机中悬索的存在)、应变计、设备温度传感器、功率传感器等的信息或数据。用于控制提升机的提升机逻辑部件1080的输入装置1086可包括来自提升机和可展开设备逻辑系统1001及其模块的命令，诸如可展开设备操作模块1100以及提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200的命令。用于控制提升机的提升机逻辑部件1080的输入装置1086还可包括来自操作人员的命令，这些命令可通过例如远程接口逻辑部件1050(例如，触摸屏1066、操纵杆1067、麦克风、相机、一个或多个按钮等)传达。

图11示出了根据实施方案的可展开设备的可展开设备操作模块1100，其包括多个模式或命令状态。可展开设备操作模块1100的指令或者体现可展开设备操作模块的指令可存储在例如可展开设备存储器1025中，并且可由例如可展开设备处理器1020以及可展开设备操作模块1100可以与之交互的可展开设备的电路、固件和其他计算机和逻辑硬件来执行或实施。

在框1105中，可展开设备可安装到提升机中和/或悬索上。当可展开设备安装到提升机中时，参考图16A和图16B，锁定构件1605可以与可展开设备突起1615接合，或者换句话说，第一互锁形状与第二互锁形状接合，其中该第二互锁形状具有允许它们之间存在一个运动自由度的结构。锁定构件1605可阻挡一个运动自由度，以将第一互锁形状和第二互锁形状锁定在一起。

当可展开设备安装到提升机中时，悬索可插入到可展开设备中的悬索通道中。当插入到悬索通道中时，悬索可自由地穿过处于打开状态的悬索通道。参考图17A和图17B，当展开到悬索上时，凸缘1705例如可与悬索的终端设备中的可展开设备支座1710接合或接合到该可展开设备支座。

在框1110中，可展开设备可被启动并且可展开设备操作模块1100可被激活。在一些实施方案中，可展开设备操作模块1100可由提升机或提升机操作模块激活。在一些实施方案中，可展开设备操作模块1100可通过按压位于可展开设备上的按钮来初始化。在可初始化系统的按钮附近，当按下另一个按钮时，该按钮可使系统立即关闭。系统还可由不直接靠近系统的操作人员或进程来初始化，例如远程初始化。一个或多个外部操作人员或进程(包括但不限于在缆索末端的救援人员)可通过按下无线连接到可展开设备的一个或多个远程接口1050上的按钮来初始化系统。

在实施方案中，安装可由可展开设备操作模块1100辅助或管理。例如，可展开设备操作模块1100可被指示打开或者可打开用于可展开设备中悬索的通道。例如，可展开设备操作模块1100可例如利用提升机传感器1084感测通道内悬索的存在。例如，可展开设备操作模块1100可例如通过激活指状物(诸如指状物915)来关闭或可被指示关闭用于悬索的通道。例如，可展开设备操作模块1100可例如通过指状物915或另一夹具将其自身夹紧到悬索或可被指示这样做。

在框1115中，可展开设备操作模块1100是活动的并接收由操作人员或进程选择的一个或多个功能模式或命令状态。继续到框1116，在该框内，可展开设备操作模块1100执行功能模式或命令状态，这可包括作为子例程或子模块的提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200的调用和执行，以实现功能模式或命令状态并结束功能模式或命令。

在框1120和功能模式或命令状态中，可展开设备操作模块1100可执行或调用作为子例程或子模块的提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200以实现功能模式或命令状态。

系统的功能模式或命令状态为：

空闲模式1121：可展开设备的所有内部系统都在操作(例如，可展开设备模块观察其运动并计算控制或其他动作)，但是推力器和提升机被关闭，仅维持空转速度，或将提升机维持在当时的缆索延伸，而不存在影响负载运动的动作。

维持相对于载具的相对位置模式1122：可展开设备模块激活推力器或提升机以相对于载具或载具下方的吊起原点稳定可展开设备。例如，当可展开设备通过直升机下方的负载悬挂时，可展开设备模块可激活推力器和提升机以使得可展开设备处于直升机的正下方并保持在具有最低势能的位置处。例如，当可展开设备悬挂在固定翼飞行器下方时，可展开设备模块可激活推力器和提升机以相对于载具停留在一定高度例如以抵消“溜溜球”效应，并且停留在载具的轨道中心。可展开设备模块定位载具运动，确定悬索的弹性或其他行为，并利用阻止可展开设备和负载的任何其他运动所必需的推力器和提升机来执行校正动作。如果载具以低速行进，则可展开设备模块将使用推力器和提升机将可展开设备的速度与载具联接起来以便两个实体一致地移动。当负载或可展开设备的运动受到干扰时，可展开设备模块提供推力或沿与干扰相反的方向激活提升机以抵消干扰并消除摆动和“溜溜球”效应或其他不期望的运动，其中“溜溜球”效应是由悬索或悬索中的螺旋的弹性引起的(该螺旋可能由载具绕负载盘旋引起)。

移动到/停止在位置模式1123：可展开设备模块将可展开设备稳定到固定位置来抵消天气、载具的小范围移动或可展开设备相对于载具的高度变化的影响。这种模式具有消除所有运动的效果。在这种模式下，操作人员或另一进程可通过远程接口逻辑部件1050向可展开设备发送期望的目标位置。这可以至少以下列方式实现：

目标节点位置1124：操作人员可将远程定位单元、远程接口或目标放置在期望的放下或提起位置。远程定位单元将与可展开设备模块进行无线通信以指示期望位置，并且可展开设备模块通过激活推力器和提升机来响应以操纵到期望位置。这种模式还可保持悬索上的所需张力。远程接口逻辑部件1050可接收和显示实体的位置信息。

用户指定位置1125：操作人员或进程可使用远程接口逻辑部件1050向可展开设备模块发送指定位置(例如，纬度和经度坐标、地图上或图像中的位置选择等)。然后，如果已在该位置，可展开设备模块将使用推力器和/或提升机将可展开设备和悬挂负载保持在指定位置或者将可展开设备和悬挂负载稳定地引导至期望位置。这种模式还可保持悬索上的所需张力。可展开设备模块可同时向远程接口逻辑部件1050发送关于例如位置、距离、高度和悬索张力信息的信息或数据以向操作人员、进程等显示或通信。

保持位置模式1126：可展开设备模块将抵抗所有运动并使用推力器和提升机来保持可展开设备的当前位置，该过程与载具的运动无关。这种模式具有缓冲可展开设备的所有运动的效果。这种模式具有分别与载具速度、安全系数和物理约束有关的条件响应。

直接控制模式1127：操纵杆或推力器和提升机在三个自由度(例如，x轴、y轴和z轴)以及旋转上的其他直接操作。尽管可展开设备模块可以是完全闭环的并且在操作期间可以不需要外部控制，但是存在用于用户直接控制推力器和提升机的选项。操作人员能够直接控制位置、旋转、推力器输出水平、悬索长度或悬索张力。

避障模块1128：可展开设备模块识别可展开设备和负载的路径，识别路径中的物体，确定可以避开障碍物的位置、旋转、推力器输出水平和悬索长度，并且向推力器和/或提升机输出指令以避开障碍物。例如，避障模块1128可接收和处理传感器信息，以便i)使在环境中感测到的传感器位置(诸如在风扇单元位置处)与物体(诸如障碍物)之间的距离相等，或者ii)测量或接收负载的几何形状，测量在环境中感测到的障碍物的几何形状，确定或接收负载的位置、方位和运动，以及相对于障碍物越过负载。

相对于第一位置和第二位置的位置模式1129：操作人员或进程可使用例如远程接口逻辑部件1050来指定可展开设备模块的第一位置(例如，提起或放下位置)；操作人员或进程还可以指定第二位置，例如载具的位置、地面上的位置等，并且还可以指定第一位置和第二位置之间的期望变化率。可展开设备模块激活推力器和提升机以相对于第一位置稳定可展开设备，然后激活推力器和提升机以将可展开设备从第一位置移动到第二位置。变化率可基于可展开设备操作模块可以实现的最大变化率的百分比，无论是由操作人员指定还是以其他方式指定。这种模式还可保持悬索上的所需张力。

在框1130中，操作人员或进程可完成功能模式或命令状态，例如通过获得期望位置，例如通过来自操作人员或进程的命令，例如通过功率损耗等。

在框1135中，可展开设备模块可激活提升机以将可展开设备带到提升机中并且可激活推力器以将可展开设备旋转到与被收起在提升机中相容的位置。可展开设备模块可检测可展开设备位于提升机中的时间，检测提升机和可展开设备中互锁结构的接合(例如图16A和图16B中所示的结构)，并且检测锁定结构的接合和互锁结构是否锁定在一起。可展开设备模块可检测可展开设备与用于提升机中可展开设备的接口的接合，并且可激活用于可展开设备的接口的通信服务、电力服务和其他服务。如果可展开设备包括可折叠臂或其他部件，则它们可以折叠。推力器和其他部件可断电。可释放缆索保持部件，例如夹具或指状物。可展开设备可从悬索的终端设备和/或悬索脱离。负载可从吊钩上分离。悬索可在可展开设备的顶部处从提升机分离。收起状态的缆索或其他固定件可固定到可展开设备。可展开设备可被收起在充电器或其他位置中。

在完成框1199处，如果框1135中的操作没有执行，则可关闭可展开设备操作模块1100，例如通过激活可展开设备上、交互式显示器上或者可展开设备的远程接口上的按钮或其他控制件。

图12示出了根据实施方案的可展开设备的提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200。提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200的指令或体现其的指令可存储在例如可展开设备存储器1025中，并且可由例如可展开设备处理器1020执行或进行，包括由电路、固件和可展开设备的其他计算机和逻辑硬件、提升机逻辑部件1080以及提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200可与之交互的远程接口逻辑部件1050执行或进行。

提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200可在闭合迭代回路中操作以接近实时地了解其位置和运动，执行一组计算以确定最期望的系统响应，并且将期望的响应发送到空气推进系统推力器阵列和提升机中以减少操作期间缆索的摆动并控制可展开设备和负载的z轴。当系统具有电力时，该进程可以是连续的。

在框1205处，提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200可利用传感器以及利用来自提升机的传感器数据或信息来执行数据采集，其中传感器包括(但不限于)相机、加速度计、陀螺仪、磁力计、倾角计、定向编码器、射频相对轴承系统、重力传感器、微机电系统(MEMS)传感器、全球定位系统(GPS)、激光雷达/雷达、机器视觉器、测距仪、超声波近程传感器(例如传感器组1005中的传感器)。例如，提升机可提供关于悬索长度、提升机或其中的卷筒上的张力或扭矩、提升机或其中的卷筒上的质量等的信息或数据。然而，该原始数据或信息可能受到噪声、超出范围值、以及其他误差和不确定性的影响。在框1205处，提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200还可过滤所采集的数据或信息以寻找范围外的值、频率振荡等。

在框1210处，提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200在系统模型中将来自框1205中的传感器和提升机的数据或信息与在框1210中的先前迭代处确定的系统模型的先前状态组合，这一过程也描述为数据融合或在线参数估计和在线状态估计。框1210确定当前测量的状态或参数与先前预测的状态或参数之间的偏差。该框基于框1205中的数据或信息估计系统的当前参数并预测系统的近期未来参数，例如质量或重量、载具下方的缆索长度或载具下方的距离以及可展开设备(和负载)的惯性矩。该框基于框1205的数据或信息来估计系统的当前状态并预测系统的近期未来状态，例如位置(包括高度)、方位、运动、环境干扰或影响等。该框将当前状态或参数与先前预测的状态或参数进行比较并确定当前状态或参数与预测的状态或参数之间的偏差。传感器数据可由系统模型使用例如卡尔曼滤波器的非线性特性来处理以预测系统的近期未来状态和参数并估计系统的当前状态和参数。在该框中执行的闭环迭代控制方法可包括模糊调谐的比例积分微分反馈控制器，其与包括深度学习神经网络和未来传播的卡尔曼滤波器的高级控制方法具有双向通信，允许实时(或“在线”)系统识别。框1210能够在没有来自提升机的数据或信息的情况下估计状态或参数的当前要素或预测状态或参数的近期要素，例如载具下方的距离、可展开设备和负载的质量、位置和移动。然而，利用来自提升机的数据或信息可改进状态和参数的估计和预测。

在框1217处，提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200接收用户、进程或操作人员选择的功能模式或命令状态；例如框1116中可展开设备操作模块1100的功能模式或命令状态。这可包括坐标、高度、期望速率等。

在框1220处，提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200获取状态和参数估计以及状态和参数预测1210以及当前状态和参数与先前预测的状态和参数之间的偏差(其由用户选择或进程选择的功能模式或命令状态1217以及来自推力和定向映射1225和输出控制1235的附加反馈通知)，并且决定可展开设备应当如何移动以实现在框1217处输入的功能模式或命令状态，诸如通过从推力器或提升机输出力。

算法输出被发送到运动控制器，从运动控制器将期望的推力响应通过相位控制发送到电管道风扇和/或发送到提升机以输出到卷筒电机。净推力输出通过编码器和测力传感器进行实时映射，然后发送回提升机和控制器以用于闭环控制。

在框1230处，提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200对可展开设备应如何移动到风扇、潜在风扇、提升机和潜在提升机输出装置进行映射以生成风扇映射和提升机映射来控制推力器和提升机从而实现可展开设备的确定推力、方位和高度。

在框1235处，提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200应用风扇和提升机映射以将控制信号输出到风扇或推力器或输出到提升机(或控制其或由其控制的电子部件)以实现可展开设备的确定推力和方位，施加命令的控制输出并以来自风扇的推力的形式实现动态响应，并且通过提升机卷进或放出悬索。

在完成框1299处，提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200可结束或可返回到可能已经调用它的模块。

图13示出了根据实施方案的具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机。具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机的指令或体现其的指令可存储在例如提升机存储器1082中，并且可由例如提升机处理器1081以及由提升机的电路、固件和其他计算机和逻辑硬件、提升机逻辑部件1080以及提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200可与之交互的远程接口逻辑部件1050执行或进行。

在框1305处，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可从提升机的传感器(诸如提升机传感器1084)获得信息或数据。

在框1310处，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可将其自身与其提升机配对，并且/或者与远程设备或进程配对。配对可能需要在一个或两个设备或进程中进行认证和授权。

在框1315处，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可将提升机传感器数据或信息输出到已配对的远程设备或进程。

在决策框1320可以确定该提升机是要对本地指令还是远程指令进行动作。例如，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可对远程指令进行动作，除非接收到本地指令，在这种情况下，可激活本地超驰。

如果在决策框1320为否定或等效，则具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可继续进行到开环框1325。具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可在开环框1325上迭代到闭环框1340。

在框1330处，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可从远程接口等接收远程指令，诸如来自可展开设备操作模块1100的指令。该指令可以是例如放出悬索、卷进悬索或保持悬索上的张力或其他力的指令。该指令可以是放出或卷进特定量的缆索，或者放出或卷进直到接收到另一指令以停止。该指令可指定将操作卷筒的速率和/或该卷筒要实现的最大或最小张力或其他力。具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可确定最小或最大张力、速率或力。该指令可以是激活提升机的致动器，诸如用以从提升机展开可展开设备或用以将可展开设备固定到提升机的致动器。

在框1335处，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可输出控制以实现远程指令，诸如放出悬索、卷进悬索，或保持悬索上的张力或其他力等。

在框1345处，该框可跟随在决策框1320处的肯定或等效判定之后，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可接收本地指令，诸如来自载具的工作人员或提升机的接口的指令，该指令被给予比来自另一来源的指令更高的优先级。该指令可以是例如放出悬索、卷进悬索或保持悬索上的张力或其他力的指令。该指令可以是放出或卷进特定量的缆索，或者放出或卷进直到接收到另一指令以停止。该指令可指定将操作卷筒的速率和/或该卷筒要实现的最大或最小张力或其他力。具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可确定最小或最大张力、速率或力。该指令可以是激活提升机的致动器，诸如用以从提升机展开可展开设备或用以将可展开设备固定到提升机的致动器。

在完成框1299处，具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可结束，可关闭提升机，并且/或者可返回到可能已经调用该提升机的进程。

图14A示出了根据实施方案的用于提升机和可展开设备的远程接口1400的第一视图。图14B示出了根据实施方案的图14A中远程接口1400的第二视图。远程接口1400可允许控制可展开设备和/或提升机或与其通信。以下示例中讨论了控制装置的具体类型，但是控制装置的功能和/或类型不应限于此。例如，开关可与按钮或杠杆互换。该按钮可以是机械操作的按钮或者可以是虚拟按钮。本领域的技术人员可将以下示例中的控制装置与替代装置互换而无需过多的实验或负担。在实施方案中，远程接口14000可以是悬架式手动操作控制器，该悬架式手动操作控制器被配置为控制可展开设备和/或提升机的操作。

可用的控制器类型可以是在附接到悬索和/或提升机之前或之后操作可展开设备和提升机、附接的机械系统和/或有效载荷所必需的任何类型。在一些实施方案中，一组非限制性的控制器可包括警示灯1402、超温警告灯1404、展开状态灯1406、展开按钮1408、吊杆拨动开关1410、旋转控制开关1412、提升机垂直控制器1414、状态选择器开关1416以及数据和电源端口1418。

作为非限制性示例，警示灯1402可提供针对潜在危险状况的可配置警报。超温警告灯1404可提供指示机械系统正在经历超温状况的可配置的警报。展开状态灯1406可在可展开设备展开时发出绿色，可在可展开设备处于待收起位置时发出绿色，或者提供机械系统状态的其他类似指示。当被按压时，展开按钮1408可诸如在具有集成式可展开设备模块1300的提升机中开始展开过程。展开按钮1408可在被初始按压以指示可展开设备已被展开之后保持被压下。如果再次被按压，该展开按钮可返回到其未按压位置以指示可展开设备已被收起。如果吊杆或臂将提升机或提升机壳体连接到载具，则吊杆拨动开关1410可将吊杆从存储位置移动到主动展开位置。旋转控制开关1412可允许对可展开设备方位的直接控制。这种控制可取决于控制器实况触发器的按压。提升机垂直控制器1414可升高或降低提升机缆索，从而控制提升机有效载荷的上/下运动。

在实施方案中，状态选择器开关1416可控制可展开设备的状态或功能模式。例如，开关的位置可用于选择可展开设备是否处于“稳定”状态，其中该开关的风扇用于提供旋转或横向动力以抵消负载运动并稳定该模式。在另一位置的开关可用于将机械系统置于“空闲”状态，其中可展开设备被展开在悬索上但不采取任何另外的动作。

在实施方案中，数据和电源端口1418可以是USB或等效的连接端口。与该端口的连接可提供用于控制器电子器件与操作或监测提升机集成系统和/或附接的有效载荷所必需的任何其他系统接口的路径。作为非限制性示例，端口可接收电力并且与远程接口通信。远程接口1400可具有到提升机逻辑部件和到可展开设备逻辑部件的有线或无线数据连接。在一些实施方案中，针对远程接口1400的逻辑可包含在远程接口1400内，该远程接口仍可通过电力端口1418从近侧电力系统接收电力。

如图14B所示，在远程接口1400的底侧提供的控制器可包括控制器实况触发器1417和可配置的第二触发器1419。控制器实况触发器1417可用作安全机制，从而仅在控制器实况触发器1417被按压时允许某些控制单元动作。例如，旋转控制开关可仅在其与控制器实况触发器1417上的压力同时激活的情况下可操作。可配置的第二触发器1419可被提供以允许为特定的可展开系统实现附加功能或安全措施。

图15A示出了根据实施方案的可展开设备的远程悬架或远程接口1500的后视图。图15B示出了根据实施方案的可展开设备的远程接口1500的斜视图。图15C示出了根据实施方案的可展开设备的远程接口1500的正视图。这些图示出了例如激活控制器1540、打开/关闭开关1545、状态选择器1550和手动/旋转控制器1551。打开/关闭开关1545可用于打开或关闭远程悬架1500。状态选择器1550可用于选择可展开设备操作模块1100的命令状态，如可结合图11所讨论的。激活控制器1540可用于在状态选择器1550选择或指示的命令状态下或相对于该命令状态激活或去激活操作模块1100。当状态选择器1550已用于选择例如直接控制模式1127时，手动/旋转控制器1551可用于手动地激活风扇以旋转或平移负载或者升高或降低提升机。

以这种方式，可展开设备的缆索附接机构可将可展开设备的质量承载在缆索附接机构的芯部上，其中该芯部可联接到悬索的终端设备，并且其中该终端设备可将旋转力传递到悬索。尽管在终端设备上承载可展开设备的质量，但芯部的轴承允许可展开设备旋转而不会将力或显著的力(诸如扭矩)传递到悬索。

因此，可展开设备可例如通过带索或缆索附接到负载并且可能能够旋转负载或与悬索上的负载一起旋转。因此，钩和悬索之间的旋转轴承或联接器可允许负载、终端设备(例如缓冲器和钩)以及可展开设备与连锁分开旋转。例如，当可展开设备是SLCS时，尽管负载可能会受到旋转或者可能被SLCS旋转，但SLCS能够在不将旋转力传递到悬索的情况下控制负载(诸如担架)。

因此，可展开设备可以最小的人力或工作人员的努力并且通过或借助于可展开设备模块而保持在提升机、载具内或该载具附近并且展开在悬索上。

因此，可展开设备、可展开设备模块和提升机模块可控制提升机(诸如提升机的卷筒)以控制悬索末端的z轴。

例如，控制z轴可以是控制负载的高度，例如相对于载具、地面或目标的高度。例如，控制z轴可以是控制悬索上的张力或悬索的张力。例如，控制z轴可以是控制悬索末端的上升速率或下降速率。

尽管本文已经示出和描述了具体实施方案，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，替代和/或等效具体实施可以替代示出和描述的具体实施方案。例如，尽管在直升机、起重机或固定翼载具的方面描述了各种实施方案，但是可以使用其他载具。本申请旨在覆盖本文所讨论的实施方案的任何修改或变化。

以下是非限制性示例：

实施例1：一种用于载具的提升机和可展开设备系统，其中所述载具承载通过缆索从所述载具悬挂的负载，并且其中所述提升机和可展开设备系统包括：安装到所述载具的提升机，用于可展开设备的对接装置，其中所述提升机包括用于所述缆索的卷筒以及缆索长度编码器或卷筒力编码器中的至少一者，其中所述对接装置包括用于所述可展开设备的接口以及所述可展开设备，其中所述可展开设备包括计算机处理器和存储器，其中所述存储器包括可展开设备模块，当所述可展开设备模块由所述计算机处理器执行时，所述可展开设备模块获得来自所述缆索长度编码器中的缆索长度或来自所述卷筒力编码器中的所述卷筒上的力中的至少一者，并且至少部分地基于此来控制所述可展开设备、所述卷筒或所述对接接口中的至少一者。

实施例2：根据实施例1所述的提升机和可展开设备系统，其中所述可展开设备包括悬挂负载控制装置，其中所述悬挂负载控制装置包括推力器和传感器组，其中所述可展开设备模块是负载控制模块，当所述负载控制模块由所述计算机处理器执行时，所述负载控制模块基于来自所述传感器组的传感器数据、所述缆绳长度或所述卷筒上的力中的至少一者来估计或预测所述悬挂负载控制装置的状态或参数。

实施例3：根据实施例2所述的提升机和可展开设备系统，其中所述悬挂负载控制装置的所述状态包括位置、方位或运动中的至少一者，并且其中所述悬挂负载控制装置的所述参数包括缆索长度或载具下方距离、卷筒上的质量或力以及所述悬挂负载控制装置的惯性矩中的至少一者。

实施例4：根据实施例3所述的提升机和可展开设备系统，其中所述位置包括x轴、y轴和z轴中的坐标中的至少一者，其中所述方位包括相对于所述悬挂负载控制装置的正常方位的方位，并且其中所述运动包括旋转、钟摆运动或从第一位置到第二位置的移动中的至少一者。

实施例5：根据实施例2所述的提升机和可展开设备系统，其中所述负载控制模块控制所述推力器或所述卷筒中的至少一者以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数。

实施例6：根据实施例2所述的提升机和可展开设备系统，其中所估计的状态或参数包括所述悬挂负载控制装置的高度或z轴坐标，并且其中所述负载控制模块控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数，其中所述近期未来状态或参数包括所述悬挂负载控制装置的高度或z轴坐标。

实施例7：根据实施例6所述的提升机和可展开设备系统，其中所述负载控制模块控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数从而将所述负载控制装置维持在一定高度或改变所述负载控制装置的高度。

实施例8：根据实施例7所述的提升机和可展开设备系统，其中改变所述负载控制装置的所述高度包括在一位置处提起或放下所述负载控制装置。

实施例9：根据实施例6所述的提升机和可展开设备系统，其中所述载具包括直升机、起重机或固定翼飞机中的一者，并且其中控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的所述近期未来状态或参数包括从所述卷筒卷进或放出缆索。

实施例10：根据实施例2所述的提升机和可展开设备系统，其中所述负载控制模块通过结合来自所述传感器组的所述传感器数据、所述缆索长度或通过非线性滤波器作用于卷筒上的力中的至少一者来估计或预测所述状态或参数并且确定先前预测的状态或参数与当前测量的状态或参数之间的偏差。

实施例11：根据实施例10所述的提升机和可展开设备系统，其中所述负载控制模块还用来基于所述当前测量的状态或参数并利用来自操作模块的功能模式或命令状态、推力和定向映射或风扇映射中的至少一者的反馈来预测近期未来状态或参数。

实施例12：根据实施例10所述的提升机和可展开设备系统，其中所述功能模式或命令状态包括空闲状态、相对于载具保持相对定位或位置、相对于目标定位保持相对定位或位置、相对于地面上的定位保持相对定位或位置、移动到某一位置、在第一位置和第二位置之间移动、保持位置、避障或直接控制中的至少一者。

实施例13：根据实施例1所述的提升机和可展开设备系统，其中用于所述可展开设备的所述接口包括通信接口、电接口或对接接口中的至少一者。

实施例14：根据实施例13所述的提升机和可展开设备系统，其中所述通信接口向所述可展开设备提供信号通信，其中所述电接口向所述可展开设备提供电力，并且其中所述对接接口将所述可展开设备固定到所述对接装置。

实施例15：根据实施例1所述的提升机和可展开设备系统，其中所述缆索包括终端设备，并且其中所述终端设备包括可展开设备支座，其中所述可展开设备支座将所述可展开设备固定到所述终端设备的顶部。

实施例16：根据实施例15所述的提升机和可展开设备系统，其中所述终端设备包括缆索钩或缓冲器中的至少一者。

实施例17：根据实施例1所述的提升机和可展开设备系统，其中所述可展开设备包括缆索保持器或联接到所述缆索的终端设备的联接器中的至少一者。

实施例18：根据实施例17所述的提升机和可展开设备系统，其中所述缆索保持器将所述可展开设备固定到所述缆索或围绕所述缆索，并且其中联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器将所述可展开设备固定到所述缆索的所述终端设备。

实施例19：根据实施例17所述的提升机和可展开设备系统，其中联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器包括可释放扣钩或旋转轴承中的至少一者，其中所述旋转轴承允许所述可展开设备发生旋转而不将旋转力从所述可展开设备传递到所述缆索。

实施例20：根据实施例17所述的提升机和可展开设备系统，其中所述缆索保持器包括缆索通道和缆索通道闭合件，并且其中所述可展开设备模块与所述缆索通道闭合件接合或脱离。

实施例21：根据实施例1所述的提升机和可展开设备系统，其中控制所述对接装置包括将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展开设备脱离。

实施例22：一种用于承载通过缆索从载具的提升机悬挂的可展开设备的计算机实现的方法，包括：利用所述可展开设备中的处理器和存储器从所述可展开设备获得缆索长度或所述提升机上的力中的至少一者并且至少部分地基于所述缆索长度或所述提升机上的所述力中的至少一者控制所述可展开设备、负载、所述提升机或所述提升机的对接装置中的至少一者。

实施例23：根据实施例22所述的方法，其中所述提升机包括用于所述缆索的卷筒以及缆索长度编码器或卷筒力编码器中的至少一者，其中所述提升机上的所述力由所述卷筒力编码器测量，并且所述方法还包括从所述缆索长度编码器确定所述缆索长度以及从所述卷筒力编码器确定或获得所述负载的质量和所述可展开设备的质量中的至少一者。

实施例24：根据实施例22所述的方法，其中所述可展开设备包括悬挂负载控制装置，其中所述悬挂负载控制装置包括推力器和传感器组中的至少一者，并且所述方法还包括利用所述可展开设备中的所述处理器和所述存储器并基于来自所述传感器组的传感器数据、所述缆索长度或所述提升机上的所述力中的至少一者来估计或预测所述可展开设备的状态或参数。

实施例25：根据实施例24所述的方法，其中估计或预测所述状态或参数包括通过非线性滤波器组合来自所述传感器组的所述传感器数据、所述缆索长度或所述提升机上的所述力中的至少一者并且确定先前预测的状态或参数与当前测量的状态或参数之间的偏差。

实施例26：根据实施例24所述的方法，还包括根据所估计或预测的状态或参数控制所述推力器和所述卷筒中的至少一者以影响所述可展开设备的近期未来状态或参数。

实施例27：根据实施例26所述的方法，还包括基于所述当前测量的状态或参数并利用来自操作模块的功能模式或命令状态、推力和定向映射或风扇映射中的至少一者的反馈来预测所述近期未来状态或参数。

实施例28：根据实施例27所述的方法，其中所述功能模式或命令状态包括空闲状态、相对于载具保持相对定位或位置、相对于目标定位保持相对定位或位置、相对于地面上的定位保持相对定位或位置、移动到某一位置、在第一位置和第二位置之间移动、保持位置、避障或直接控制中的至少一者。

实施例29：根据实施例27所述的方法，其中所述状态或参数包括高度或z轴坐标，并且所述方法还包括控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数，其中所述近期未来状态或参数包括所述悬挂负载控制装置的高度或z轴坐标。

实施例30：根据实施例27所述的方法，其中控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数包括从所述卷筒放出或卷进所述缆索，并且其中所述功能模式或命令状态包括将所述负载控制装置维持在一定高度或改变所述负载控制装置的高度。

实施例31：根据实施例22所述的方法，其中所述提升机包括用于所述可展开设备的对接装置。

实施例32：根据实施例31所述的方法，其中所述对接装置包括用于所述可展开设备的通信接口、用于所述可展开设备的电接口和用于所述可展开设备的对接接口中的至少一者，并且所述方法还包括通过所述通信接口向所述可展开设备提供信号通信，通过用于所述可展开设备的所述电接口向所述可展开设备提供电力，以及利用所述对接接口将所述可展开设备固定到所述对接装置。

实施例33：根据实施例22所述的方法，其中所述缆索包括终端设备，并且其中所述终端设备包括可展开设备支座，并且所述方法还包括将所述可展开设备固定到所述可展开设备支座上的所述终端设备的顶部。

实施例34：根据实施例33所述的方法，其中所述终端设备包括缆索钩或缓冲器中的至少一者。

实施例35：根据实施例22所述的方法，其中所述可展开设备包括缆索保持器或联接到所述缆索的终端设备的联接器中的至少一者，并且所述方法还包括利用所述缆索保持器将所述可展开设备固定到所述缆索或围绕所述缆索或利用联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器将所述可展开设备固定到所述缆索的所述终端设备。

实施例36：根据实施例35所述的方法，其中联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器包括可释放扣钩或旋转轴承中的至少一者，并且所述方法还包括在没有由于所述旋转轴承而将旋转力从所述可展开设备传递到所述缆索的情况下控制所述可展开设备的方位。

实施例37：根据实施例35所述的方法，其中所述缆索保持器包括缆索通道和缆索通道闭合件，并且所述方法还包括接合或脱离所述缆索通道闭合件。

实施例38：根据实施例22所述的方法，其中控制所述对接装置包括将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展开设备脱离。

实施例39：一种用于载具的提升机和可展开设备装置，其中所述载具承载通过缆索从所述载具悬挂的可展开设备，所述提升机和可展开设备装置包括：用于安装到所述载具的提升机的装置和用于所述可展开设备的对接装置的装置，其中所述提升机包括用于所述缆索的卷筒以及确定缆索长度的装置或确定所述卷筒上的力的装置中的至少一者，其中用于所述对接装置的所述装置包括用于所述可展开设备的接口的装置以及所述可展开设备，其中所述可展开设备包括获得所述缆索长度或所述卷筒上的所述力中的至少一者的装置以及至少部分地基于所述缆索长度或所述卷筒上的所述力控制所述可展开设备、所述卷筒或所述对接装置中的至少一者的装置。

实施例40：根据实施例39所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中所述可展开设备还包括控制所述可展开设备的装置，其中所述控制所述可展开设备的装置包括用于推力器和传感器组中的至少一者的装置，并且所述可展开设备还包括基于来自所述传感器组的传感器数据、所述缆索长度或所述卷筒上的所述力中的至少一者估计或预测所述可展开设备的状态或参数的装置。

实施例41：根据实施例40所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中所述状态包括位置、方位或运动中的至少一者。

实施例42：根据实施例40所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，还包括根据所预测或估计的状态或参数控制所述推力器或所述卷筒中的至少一者以影响所述可展开设备的近期未来状态或参数的装置。

实施例43：根据实施例40所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，还包括通过组合来自所述传感器组的所述传感器数据、所述缆索长度或通过非线性滤波器作用于所述卷筒上的力中的至少一者来估计或预测状态或参数的装置以及确定先前预测的状态或参数和当前测量的状态或参数之间的偏差的装置。

实施例44：根据实施例43所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，还包括基于所述当前测量的状态或参数并利用来自操作模块的功能模式或命令状态、推力和定向映射或风扇映射中的至少一者的反馈来预测所述近期未来状态或参数的装置。

实施例45：根据实施例44所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中所述功能模式或命令状态包括空闲状态、相对于载具保持相对定位或位置、相对于目标定位保持相对定位或位置、相对于地面上的定位保持相对定位或位置、移动到某一位置、在第一位置和第二位置之间移动、保持位置、避障或直接控制中的至少一者。

实施例46：根据实施例39所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中用于所述可展开设备的所述接口的所述装置包括向所述可展开设备提供信号通信的装置、向所述可展开设备提供电力的装置、以及将所述可展开设备固定到所述对接装置的装置中的至少一者。

实施例47：根据实施例39所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中所述缆索包括用于终端设备的装置，并且其中所述终端设备包括将所述可展开设备固定到所述终端设备的顶部的装置。

实施例48：根据实施例47所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中用于所述终端设备的所述装置包括用于缆索钩的装置或用于缓冲器的装置中的至少一者。

实施例49：根据实施例39所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中所述可展开设备包括用于缆索保持器的装置或用于联接到所述缆索的终端设备的联接器的装置中的至少一者。

实施例50：根据实施例49所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中用于所述缆索保持器的所述装置包括将所述可展开设备固定到所述缆索或围绕所述缆索的装置，并且其中用于联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器的所述装置包括将所述可展开设备固定到所述缆索的所述终端设备的装置。

实施例51：根据实施例49所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中用于联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器的所述装置包括用于可释放扣钩的装置或允许所述可展开设备旋转而不将旋转力从所述可展开设备传递到所述缆索的装置中的至少一者。

实施例52：根据实施例49所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中用于所述缆索保持器的所述装置包括用于缆索通道的装置和用于缆索通道闭合件的装置以及接合或脱离所述缆索通道闭合件的装置。

实施例53：根据实施例39所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中所述控制所述对接装置的装置包括将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展开设备脱离的装置。

实施例54：一个或多个包括指令的计算机可读介质，其中所述指令使得计算机设备响应于所述计算机设备的处理器对所述指令的执行而获得载具中提升机和缆索上可展开设备之间的缆索的缆索长度或来自所述可展开设备的提升机上的力中的至少一者并且至少部分地基于所述缆索长度或所述提升机上的所述力中的至少一者控制所述可展开设备、所述提升机的卷筒或所述提升机的对接装置中的至少一者。

实施例55：根据实施例54所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备通过组合来自传感器组的传感器数据、所述缆索长度或通过非线性滤波器作用于所述卷筒上的所述力中的至少一者来估计或预测所述可展开设备的状态或参数并且确定先前预测的状态或参数与当前测量的状态或参数之间的偏差。

实施例56：根据实施例55所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备根据所估计或预测的状态或参数来控制推力器或所述卷筒中的至少一者以影响悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数。

实施例57：根据实施例55所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备基于所述当前测量的状态或参数并利用来自操作模块的功能模式或命令状态、推力和定向映射、或风扇映射中的至少一者的反馈来预测所述近期未来状态或参数。

实施例58：根据实施例57所述的计算机可读介质，其中所述功能模式或命令状态包括空闲状态、相对于载具保持相对定位或位置、相对于目标定位保持相对定位或位置、相对于地面上的定位保持相对定位或位置、移动到某一位置、在第一位置和第二位置之间移动、保持位置、避障或直接控制中的至少一者。

实施例59：根据实施例57所述的计算机可读介质，其中所述功能模式或命令状态使得所述指令能够使所述计算机设备将所述可展开设备维持在一定高度或通过从所述卷筒放出或卷进所述缆索来改变所述可展开设备的高度。

实施例60：根据实施例54所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备执行以下至少一者：向所述可展开设备提供信号通信，向所述可展开设备提供电力，以及将所述可展开设备固定到用于所述可展开设备的对接装置。

实施例61：根据实施例54所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备将所述可展开设备固定到可展开设备支座上的终端设备的顶部，其中所述缆索包括所述终端设备，并且其中所述终端设备包括所述可展开设备支座。

实施例62：根据实施例61所述的计算机可读介质，其中所述终端设备包括电缆钩或缓冲器中的至少一者。

实施例63：根据实施例54所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备执行以下至少一者：利用缆索保持器将所述可展开设备固定到所述缆索或围绕所述缆索或利用联接到所述缆索的终端设备的联接器将所述可展开设备固定到所述缆索的所述终端设备。

实施例64：根据实施例63所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备在没有由于旋转轴承而将旋转力从所述可展开设备传递到所述缆索的情况下控制所述可展开设备的方位。

实施例65：根据实施例63所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备接合或脱离缆索通道中的缆索通道闭合件。

实施例66：根据实施例54所述的计算机可读介质，其中所述指令还使得所述计算机设备将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展开设备脱离。

Claims (20)

1.一种用于载具的提升机和可展开设备系统，其中所述载具承载通过缆索从所述载具悬挂的负载，并且其中所述提升机和可展开设备系统包括：安装到所述载具的提升机，用于可展开设备的对接装置，其中所述提升机包括用于所述缆索的卷筒以及缆索长度编码器或卷筒力编码器中的至少一者，其中所述对接装置包括用于所述可展开设备的接口以及所述可展开设备，其中所述可展开设备包括计算机处理器和存储器，其中所述存储器包括可展开设备模块，当所述可展开设备模块由所述计算机处理器执行时，所述可展开设备模块获得来自所述缆索长度编码器中的缆索长度或来自所述卷筒力编码器中的所述卷筒上的力中的至少一者，并且至少部分地基于此来控制所述可展开设备、所述卷筒或所述对接接口中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的提升机和可展开设备系统，其中所述可展开设备包括悬挂负载控制装置，其中所述悬挂负载控制装置包括推力器和传感器组，其中所述可展开设备模块是负载控制模块，当所述负载控制模块由所述计算机处理器执行时，所述负载控制模块基于来自所述传感器组的传感器数据、所述缆绳长度或所述卷筒上的力中的至少一者来估计或预测所述悬挂负载控制装置的状态或参数。

3.根据权利要求2所述的提升机和可展开设备系统，其中所述负载控制模块控制所述推力器或所述卷筒中的至少一者以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数。

4.根据权利要求3所述的提升机和可展开设备系统，其中控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的所述近期未来状态或参数包括从所述卷筒卷进或放出缆索。

5.根据权利要求1所述的提升机和可展开设备系统，其中用于所述可展开设备的接口包括通信接口、电接口或对接接口中的至少一者，所述通信接口向所述可展开设备提供信号通信，其中所述电接口向所述可展开设备提供电力，并且其中所述对接接口将所述可展开设备固定到所述对接装置。

6.根据权利要求1所述的提升机和可展开设备系统，其中所述可展开设备包括缆索保持器或联接到所述缆索的终端设备的联接器中的至少一者。

7.根据权利要求6所述的提升机和可展开设备系统，其中所述缆索保持器将所述可展开设备固定到所述缆索或围绕所述缆索，并且其中联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器将所述可展开设备固定到所述缆索的所述终端设备，联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器包括可释放扣钩或旋转轴承中的至少一者，其中所述旋转轴承允许所述可展开设备发生旋转而不将旋转力从所述可展开设备传递到所述缆索。

8.根据权利要求1所述的提升机和可展开设备系统，其中控制所述对接装置包括将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展开设备脱离。

9.一种用于承载通过缆索从载具的提升机悬挂的可展开设备的计算机实现的方法，包括：利用所述可展开设备中的处理器和存储器从所述可展开设备获得缆索长度或所述提升机上的力中的至少一者并且至少部分地基于所述缆索长度或所述提升机上的所述力中的至少一者控制所述可展开设备、负载、所述提升机或所述提升机的对接装置中的至少一者。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述悬挂负载控制装置包括推力器和传感器组中的至少一者，并且所述方法还包括利用所述可展开设备中的所述处理器和所述存储器并基于来自所述传感器组的传感器数据、所述缆索长度或所述提升机上的所述力中的至少一者来估计或预测所述可展开设备的状态或参数，其中估计或预测所述状态或参数包括通过非线性滤波器组合来自所述传感器组的所述传感器数据、所述缆索长度或所述提升机上的所述力中的至少一者并且确定先前预测的状态或参数与当前测量的状态或参数之间的偏差。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括根据所估计或预测的状态或参数控制所述推力器和所述卷筒中的至少一者以影响所述可展开设备的近期未来状态或参数，并且还包括基于所述当前测量的状态或参数并利用来自操作模块的功能模式或命令状态、推力和定向映射或风扇映射中的至少一者的反馈来预测所述近期未来状态或参数。

12.根据权利要求11所述的方法，其中控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数包括从所述卷筒放出或卷进所述缆索，并且其中所述功能模式或命令状态包括将所述负载控制装置维持在一定高度或改变所述负载控制装置的高度。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述提升机包括用于所述可展开设备的对接装置，其中所述对接装置包括用于所述可展开设备的通信接口、用于所述可展开设备的电接口和用于所述可展开设备的对接接口中的至少一者，并且所述方法还包括通过所述通信接口向所述可展开设备提供信号通信，通过用于所述可展开设备的所述电接口向所述可展开设备提供电力，以及利用所述对接接口将所述可展开设备固定到所述对接装置。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述可展开设备包括缆索保持器或联接到所述缆索的终端设备的联接器中的至少一者，并且所述方法还包括利用所述缆索保持器将所述可展开设备固定到所述缆索或围绕所述缆索或利用联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器将所述可展开设备固定到所述缆索的所述终端设备，其中联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器包括可释放扣钩或旋转轴承中的至少一者，并且所述方法还包括在没有由于所述旋转轴承而将旋转力从所述可展开设备传递到所述缆索的情况下控制所述可展开设备的方位。

15.根据权利要求9所述的方法，其中控制所述对接装置包括将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展开设备脱离。

16.一种用于载具的提升机和可展开设备装置，其中所述载具承载通过缆索从所述载具悬挂的可展开设备，所述提升机和可展开设备装置包括：用于安装到所述载具的提升机的装置和用于所述可展开设备的对接装置的装置，其中所述提升机包括用于所述缆索的卷筒以及确定缆索长度的装置或确定所述卷筒上的力的装置中的至少一者，其中用于所述对接装置的所述装置包括用于所述可展开设备的接口的装置以及所述可展开设备，其中所述可展开设备包括获得所述缆索长度或所述卷筒上的所述力中的至少一者的装置以及至少部分地基于所述缆索长度或所述卷筒上的所述力控制所述可展开设备、所述卷筒或所述对接装置中的至少一者的装置。

17.根据权利要求16所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中所述可展开设备还包括控制所述可展开设备的装置，其中所述控制所述可展开设备的装置包括用于推力器和传感器组中的至少一者的装置，并且所述可展开设备还包括基于来自所述传感器组的传感器数据、所述缆索长度或所述卷筒上的所述力中的至少一者估计或预测所述可展开设备的状态或参数的装置。

18.根据权利要求17所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，还包括根据所预测或估计的状态或参数控制所述推力器或所述卷筒中的至少一者以影响所述可展开设备的近期未来状态或参数的装置。

19.根据权利要求17所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，还包括通过组合来自所述传感器组的所述传感器数据、所述缆索长度或通过非线性滤波器作用于所述卷筒上的力中的至少一者来估计或预测状态或参数的装置以及确定先前预测的状态或参数和当前测量的状态或参数之间的偏差的装置，并且还包括基于所述当前测量的状态或参数并利用来自操作模块的功能模式或命令状态、推力和定向映射或风扇映射中的至少一者的反馈来预测所述近期未来状态或参数的装置。

20.根据权利要求16所述的用于所述载具的提升机和可展开设备装置，其中所述控制所述对接装置的装置包括将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展开设备脱离的装置。

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