CN209939215U - 装运包装 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种装运包装，包括形成所述装运包装的底部部分的中间区段；第一侧部区段，连接所述第一侧部区段和所述中间区段，其中所述第一侧部区段形成所述装运包装的第一侧部部分，所述第一侧部部分从所述底部部分逐渐变窄到所述装运包装的顶部部分；以及第二侧部区段，连接所述第二侧部区段和所述中间区段，其中所述第二侧部区段形成所述装运包装的第二侧部部分，所述第二侧部部分从所述底部部分逐渐变窄到所述装运包装的顶部部分，定位在所述装运包装的顶部部分的把手；其中所述中间区段、所述第一侧部区段和所述第二侧部区段相交，以形成装运包装的逐渐变窄的前部部分，所述逐渐变窄的前部部分延伸超过所述装运包装的底部部分。

Description

装运包装
本申请是2016年10月17日申请并进入中国的实用新型专利申请 201690001277.9(PCT/US2016/057315)，实用新型名称为空气动力学装运包装的分案申请。
技术领域
本实用新型涉及一种装运包装，并更具体地说，涉及一种空气动力学装运包装。
背景技术
也可称为自主运载工具的无人驾驶运载工具是能够在没有物理上存在的人类操作员的情况下行驶的运载工具。无人驾驶运载工具可以以遥控模式、自主模式或部分自主模式操作。
当无人驾驶运载工具以遥控模式操作时，处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给无人驾驶运载工具的命令来控制无人驾驶运载工具。当无人驾驶运载工具以自主模式操作时，无人驾驶运载工具典型地基于预先编程的导航航点、动态自动化系统或这些的组合来移动。此外，一些无人驾驶运载工具可以在遥控模式和自主模式下操作，并且在一些情况下可以同时在这两种模式下操作。举例来说，例如，远程飞行员或驾驶员可能希望在手动执行另一任务(例如操作用于拾取物体的机械系统)时将导航置于自主系统。
针对各种不同的环境存在各种类型的无人驾驶运载工具。例如，存在针对在空中、地面、水下和太空中操作的无人驾驶运载工具。示例包括 quad-copters和tail-sitter的UAV等等。也存在用于混合操作的无人驾驶运载工具，其中可以进行多环境操作。混合型无人驾驶运载工具的示例包括能够在陆地以及水上操作的水陆两用飞行器或能够在水上和陆地上着陆的水上飞机。其他的示例也是可能的。
实用新型内容
示例性系统和方法可以被提供用于装运包装，其可以通过折叠材料片材以产生空气动力学和防水装运包装而形成。总包装可以从外部连接到UAV，以运送UAV外部的货物。装运包装可以设计成将大部分包装体积和正面区域从机翼移开，以减少对机翼周围气流的影响。装运包装可以被设计成具有锥形侧面，其用作窄吊架以减少对机翼的干扰影响。装运包装还可以具有把手，以允许用户容易地携带装运包装并且其可以用于将装运包装固定到UAV 的机身。
在一个方面，提供了一种装运包装，包括：形成所述装运包装的底部部分的中间区段；第一侧部区段，所述第一侧部区段连接所述第一侧部区段和所述中间区段，其中所述第一侧部区段形成所述装运包装的第一侧部部分，所述第一侧部部分从所述底部部分逐渐变窄到所述装运包装的顶部部分；以及第二侧部区段，所述第二侧部区段与所述第一侧部区段相反且连接所述第二侧部区段和所述中间区段，其中所述第二侧部区段形成所述装运包装的第二侧部部分，所述第二侧部部分从所述底部部分逐渐变窄到所述装运包装的顶部部分，定位在所述装运包装的顶部部分的把手；其中所述中间区段、所述第一侧部区段和所述第二侧部区段相交，以形成装运包装的逐渐变窄的前部部分，所述逐渐变窄的前部部分延伸超过所述装运包装的底部部分。
在一个方面，提供了一种设备，其包括，材料片材，其被配置为折叠成装运包装，所述装运包装附接到飞行运载工具并且承载在所述运载工具外部的装运包装内的载荷，所述材料片材包括：中间区段，当所述材料片材被折叠以形成所述装运包装时，所述中间区段形成所述装运包装的底部部分，第一侧部区段，所述第一侧部区段在连接所述第一侧部区段和所述中间区段的第一折叠线处折叠，其中折叠所述第一侧部区段形成所述装运包装的第一侧部部分，所述第一侧部部分从所述第一折叠线逐渐变窄到所述装运包装的顶部部分；以及第二侧部区段，所述第二侧部区段在与所述第一折叠线相反且连接所述第二侧部区段和所述中间区段的第二折叠线处折叠，其中折叠所述第二侧部区段形成所述装运包装的第二侧部部分，所述第二侧部部分从所述第二折叠线逐渐变窄以在顶部部分处连接到第一侧部部分、并且在所述装运包装的顶部部分处形成把手，其中所述中间区段、所述第一侧部区段和所述第二侧部区段被折叠以相交，以形成装运包装的尖的前部部分，以及形成装运包装的背部部分。
在另一方面，提供了一种用于形成装运包装的方法，其包括以下步骤： (i)提供材料片材，所述材料片材具有位于第一侧部区段与底部区段之间的第一折叠线并且具有位于第二侧部区段与所述底部区段之间的第二折叠线； (ii)在所述第一折叠线处向上折叠所述第一侧部区段，使得所述第一侧部区段从所述第一折叠线向上并向内逐渐变窄直到所述装运包装的顶部部分； (iii)在所述第二折叠线处向上折叠所述第二侧部区段，使得所述第二侧部区段从所述第二折叠线向上并向内逐渐变窄直到所述装运包装的顶部部分；(iv)将所述第一侧部区段的前部连接到所述第二侧部区段的前部；(v)将所述第一侧部区段的后部连接到所述第二侧部区段的后部，以及(vi)在所述装运包装的顶部处连接所述第一侧部区段和所述第二侧部区段以形成所述装运包装的把手。
在又一个方面，提供了一种装运包装，包括：底部区段，从所述底部区段的第一侧部向上且向内延伸的第一侧部区段，从所述底部区段的第二侧部向上且向内延伸的第二侧部区段，其中所述第一侧部区段的顶部部分和所述第二侧部区段的顶部部分被附接在一起以形成所述装运包装的顶部。对于本领域的普通技术人员来说，以上描述以及其他方面、优点和替代方案将通过在适当的情况下参考附图阅读以下详细描述而变得显而易见。此外，应该理解的是，在该实用新型内容部分以及本文档中的其他地方提供的描述旨在通过示例而不是限制来说明要求保护的主题。
附图说明
图1A是根据示例性实施例的无人驾驶飞行运载工具的简化描绘。
图1B是根据示例性实施例的无人驾驶飞行运载工具的简化描绘。
图1C是根据示例性实施例的无人驾驶飞行运载工具的简化描绘。
图1D是根据示例性实施例的无人驾驶飞行运载工具的简化描绘。
图1E是根据示例性实施例的无人驾驶飞行运载工具的简化描绘。
图2中的简化的框图描绘了根据示例性实施例的无人驾驶飞行运载工具的部件。
图3中的简化的框图描绘了根据示例性实施例的UAV系统。
图4A、4B、4C和4D示出了根据示例性实施例的连接到无人驾驶飞行运载工具的装运包装的多个视图。
图5A示出了根据示例性实施例的装运包装的透视图。
图5B示出了根据示例性实施例的材料片材的俯视图。
图6A示出了根据示例性实施例的把手的一部分的俯视图。
图6B和6C示出了根据示例性实施例的把手的另一部分的多个视图。
图6D示出了根据示例性实施例的把手的透视图。
图7A、7B、7C、7D、7E、7F和7G示出了根据示例性实施例的可被折叠为装运包装的材料片材的多个视图。
图8示出了示例性方法的框图。
具体实施方式
文中描述了示例性的方法和系统。应当理解的是，文中使用的词语“示例性”来表示“用作示例，举例或说明”。文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式或特征无需被解释为比其他实施方式或特征更优选或有利。在附图中，除非上下文另有规定，否则相似的符号通常标识相似的部件。文中描述的示例性实施方式并不意味着限制。将容易理解的是，如本文一般性描述并且在附图中示出的本公开的方面可以以各种各样的不同配置进行布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本文中考虑。
1、概述
本实施例涉及用于携带待运送或取回的有效载荷的无人驾驶飞行运载工具(UAV)或无人驾驶飞行系统(UAS)(本文统称为UAV)的使用。作为例子，UAV可用于向个人或企业、或者从个人或企业运送或取回有效载荷。在操作中，将被运送的有效载荷被固定到UAV，然后UAV飞到所需的运送地点。一旦UAV到达运送地点，UAV机就可以着陆以运送有效载荷，或以悬停模式运行，并通过使用与UAV一起定位的系绳和绞盘机构将UAV的有效载荷下降至运送地点。
为了高效地运输货物，可以将包含货物的包装附接到UAV的外部。然而，至少由于以下这些原因，运输在UAV外部的包装中的物品可能具有挑战性。
首先，包装必须能够保护其内容物免受环境的影响，包括高温或低温、潮湿、灰尘、昆虫、撞击和/或环境中的其他物体。其次，包装可能会在包括 UAV和包装在内的系统上产生空气动力阻力。由于高昂的燃料成本，额外的阻力使得包装运送效率低且昂贵。第三，在UAV飞行期间，包装和包装的内容物可能会移动。因此，描述了可以克服这些挑战的设备。
该设备可以包括材料片材，该材料片材配置为折叠成能够附接到UAV 以承载运载工具外部的内容物的装运包装。材料片材可以包括中间区段、第一侧部区段和第二侧部区段。当材料片材折叠时，中间区段可对应于装运包装的底部部分。第一和第二侧部区段可在对应的折叠线处折叠，以形成装运包装的第一和第二侧部部分。
装运包装的第一和第二侧部部分可从装运包装的较宽的底部部分向上逐渐变窄，以形成装运包装的较窄的顶部部分。装运包装的顶部部分可包括把手和将包装附接到UAV的运载工具连接区段。此外，第一和第二侧部区段和中间区段可被折叠以在一个点处相交，从而形成装运包装的尖的前部部分。第一和第二侧部区段和中间区段也可相交以形成装运包装的背部部分，该背部部分也可以是尖的。
单个材料片材可被折叠以形成装运包装，而无需任何额外的昂贵工具。材料可以是卡板、纸、或用于形成包装的一些其他材料。因此，形成装运包装的成本可以足够低，以更有效地将装运包装留在运送地点。由此，在保证运送之后UAV的返回飞行可以由于更低的燃油成本而更加有效，因为UAV 无需将空的包装返回至发货者。
另外，装运包装的外模线可以比传统的矩形箱子产生更小的阻力。一旦材料片材被折叠，所得到的装运包装具有光滑的表面，并且具有尖的前边缘，其减小了正面横截面积。这些设计特点减少了UAV和装运包装系统上的阻力。此外，因为装运包装是通过折叠单个材料片材而形成的，所以装运包装不太可能具有由于连接多片材料而产生的气隙和/或过多材料(其增加了阻力)。
此外，装运包装包括从装运包装的较宽的底部到装运包装的较窄的顶部逐渐变窄的侧面。该逐渐变窄的设计允许包装用作窄吊架，其减少对UAV 的(一个或多个)机翼上的干扰影响。特别地，该逐渐变窄的设计将一些正面面积和体积从UAV的(一个或多个)机翼移除。由此，该逐渐变窄的设计防止由装运包装导致在机翼上的抬升力的减小。
另外，装运包装包括能够抑制包裹抖动的稳定器，该稳定器允许该包装具有与UAV的较不刚性的连接。通过在UAV飞行期间减小装运包装的移动，包装和包装的内容物在UAV飞行期间可以更少地移动。此外，包装还可包括把手，该把手可用于将装运包装固定至UAV并且使得对于用户来说装运包装更为容易。
有效载荷可以有利地采取空气动力学“六角形包装”的形式，其中第一和第二侧部区段和底部区段具有六边形形状，但有效载荷可以具有任何数量的不同构造和几何形状。然而，在线性凹入约束槽位于机身内的情况下，期望的是，有效载荷的顶部具有大致线性形状以配合在机身内的线性凹入约束槽内、以将装运包装固定到UAV的机身。
II.示意性无人驾驶运载工具
这里，术语“无人驾驶飞行运载工具”和“UAV”是指能够在没有实际存在的人类驾驶员的情况下执行某些功能的任何自主或半自动运载工具。
UAV可以采取各种形式。例如，UAV可以采取固定机翼飞机、滑翔机、尾部飞行器、喷气式飞机、涵道风扇飞机、轻于空气的飞行器(例如飞艇或可转向气球)的形式，旋翼飞行器(诸如直升机或多旋翼飞机)，和/或扑翼飞机，以及其他可能性。此外，术语“无人机”，“无人驾驶飞行运载工具系统”(UAVS)或“无人驾驶飞行系统”(UAS)也可以用于指UAV。
图1A是根据示例性实施例的UAV的简化描绘，提供了多个视图。特别地，图1A示出了固定机翼UAV1100a的一个示例，其也可以被称为飞机 (airplane)、航空飞机(aeroplane)、双翼飞机、滑翔机或飞机(plane)，也可以为其他可能性。顾名思义，固定机翼UAV1100a具有基于机翼形状和运载工具的前空速产生升力的固定机翼1102。例如，两个机翼1102可以具有翼面形状横截面以在UAV1100a上产生空气动力。
如所描绘的，固定机翼UAV1100a可以包括机翼本体或机身1104。
除其他可能性之外，机翼本体1104可以包含例如控制电子器件，诸如惯性测量单元(IMU)和/或电子速度控制器、电池、其他传感器和/或有效载荷。说明性的UAV1100a还可以包括起落架(未示出)以辅助受控的起飞和着陆。在其他实施例中，其他类型的无起落架的UAV也是可能的。
UAV1100a进一步包括定位在机翼1106(或机身)上的推进单元1106，其可以各自包括用于推进UAV1100a的电机、轴和推进器。稳定器1108(或翼片)也可以附接到UAV1110a，以在飞行期间稳定UAV的偏航(左转或右转)。在一些实施例中，UAV1100a也可以被配置为用作滑翔机。为此， UAV1100a可以关闭其电机、推进单元等，并且滑行一段时间。在UAV1100a中，一对旋翼支撑件1110在机翼1106下方延伸，并且多个旋翼1112附接到旋翼支撑件1110。旋翼1110可以在悬停模式期间使用，其中UAV1110a 下降到运送位置，或者在运送后上升。在示例性的UAV1100a中，稳定器1108 被示出为附接到旋翼支撑件1110。
在飞行期间，UAV1100a可以通过控制其俯仰、侧倾、偏航和/或高度来控制它的移动方向和/或速度。例如，稳定器1108可以包括用于控制UAV的偏航的一个或多个方向舵1108a，并且机翼1102可以包括用于控制UAV的俯仰的一个或多个升降机，和/或用于控制UAV的侧倾的一个或多个副翼 1102a。作为另一示例，同时增加或降低所有推进器的速度可以分别导致 UAV1100a增加或降低其高度。
类似地，图1B示出了固定机翼UAV120的另一示例。固定机翼UAV120 包括机身122，具有翼面形状横截面的两个机翼124以提供用于UAV120的提升，竖直稳定器126(或者翼片)以稳定飞机的偏航(左转或右转)，水平稳定器128(也称为升降机或水平尾翼)以稳定俯仰(向上或向下倾斜)，起落架130，和推进单元132，其可包括电机、轴和推进器。
图1C示出了UAV140的一个示例，其具有推动器配置的推进器。术语“推动器”指的是推进单元142安装在UAV的背部并且将运载工具向前“推动”，而与安装在UAV的前部的推进单元相反。类似于图1A和1B所提供的描述，图1C描绘了用于推动器飞机中的常见结构，其包括机身144、两个机翼146、竖直稳定器148、和推进单元142，推进单元142可以包括电机、轴和推进器。
图1D示出了尾座UAV160的示例。在所示的示例中，尾座UAV160具有固定的机翼162，以提供抬升并允许UAV160水平滑行(例如，沿着x轴，在大致垂直于图1D中所示位置处的位置)。然而，固定机翼162还允许尾座 UAV160自行竖直起飞和着陆。
例如，在发射场地，尾座UAV160可竖直定位(如图所示)，其翼部164 和/或机翼162搁置在地面上并使UAV160稳定在竖直位置。该尾座UAV160 然后可以通过操作其推进器166来产生向上的推力(例如，大体上沿着y轴线的推力)而起飞。一旦处于合适的高度，尾座UAV160可以使用其翼片168 以将其自身在水平位置重新定向，使得其机身170更相比于与y轴线对齐来说更接近与x轴线对齐。水平定位的推进器166可以提供向前的推力，使得尾座UAV160可以以与典型的飞机相似的方式飞行。
所说明的固定机翼UAV的许多变化都是可能的。例如，固定机翼UAV 可以包括更多或更少的推进器，和/或可以利用导管风扇或多个导管风扇来推进。此外，具有更多机翼的UAV(例如，具有四个机翼的“x以及”配置)，具有更少机翼的UAV，或甚至没有机翼的UAV也是可能的。
如上所述，除了固定机翼UAV之外或者替代固定机翼UAV，一些实施例可能涉及其他类型的无人机。例如，图1E示出了通常被称为多旋翼飞机 180的旋翼飞机的示例。多旋翼飞机180也可以被称为四旋翼飞机，因为它包括四个旋翼182。应当理解的是，示例性实施例可以涉及具有比多旋翼飞行器180更多或更少旋翼的旋翼飞机。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他示例也是可能的。这里，术语“多旋翼飞机”是指具有多于两个旋翼的任何旋翼飞机，并且术语“直升机”是指具有两个旋翼的旋翼飞机。
更详细地参考多旋翼飞机180，四个旋翼182为多旋翼飞机180提供推进和可操纵性。更具体地，每个旋翼182包括附接到电机184的叶片。如此构造，旋翼182可允许多旋翼飞机180竖直起飞和降落，在任何方向操纵，和/或悬停。此外，叶片的桨距可以作为一组和/或分别地调整，并且可以允许多旋翼飞机180控制其俯仰、侧倾、偏航和/或高度。
应当理解的是，此处对“无人”飞行运载工具或UAV的引用可以同等地应用于自主和半自主飞行运载工具。在自主实施方式中，飞行运载工具的所有功能都是自动的；例如经由实时计算机功能控制或预编程，所述实时计算机功能响应来自多个传感器的输入和/或预定信息。在半自主实施方式中，飞行运载工具的一些功能可以由操作人员来控制，而其他功能则是自主执行的。此外，在一些实施例中，UAV可以被配置成允许远程操作员接管在其他情况下可以由UAV自主控制的功能。更进一步，给定类型的功能可以在一个抽象等级上被远程控制，并且在另一个抽象等级上自主执行。例如，远程操作员可以控制UAV的高级导航决策，例如通过指定UAV应该从一个位置行进到另一个位置(例如，从郊区的仓库到附近城市的运送地址)，而无人机的导航系统可以自主控制更精细的导航决策，例如在两个位置之间采取的特定航线、实现航线的特定飞行控制以及在导航路径时避开障碍等等。
更一般地，应当理解的是，这里描述的示例UAV并非旨在进行限制。示例实施例可以涉及、被实现在、或者采取任何类型的无人驾驶飞行运载工具的形式。
III说明性的UAV部件
图2中的简化的框图描绘了根据示例性实施例的UAV200的部件。 UAV200可以采取与参照图1A-1E描述的UAV100、120、140、160和180 中的一个一样的形式，或者与其形式类似。然而，UAV200也可以采取其他形式。
UAV200可以包括多种类型的传感器，并且可以包括被配置为提供本文描述的功能的计算系统。在所示出实施例中，UAV200的传感器包括惯性测量单元(IMU)202、(一个或多个)超声波传感器204和GPS 206，以及其他可能的传感器和感测系统。
在示出的实施例中，UAV200还包括一个或多个处理器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)。一个或多个处理器208可以被配置为执行计算机可读程序指令212，其被存储在数据存储器210中并且可执行以提供本文描述的 UAV的功能。
数据存储器210可以包括或采取可以由至少一个处理器208读取或访问的一个或多个计算机可读存储介质的形式。一个或多个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、磁性、有机或其他存储器或盘存储器，其可以整体地或部分地与一个或多个处理器208中的至少一个集成。在一些实施例中，数据存储器210可以通过使用单个物理设备(例如，一个光学、磁性、有机或其他存储器或盘存储单元)来实现，而在其他实施例中，数据存储器210可以通过使用两个或更多个物理设备来实现。
如上所述，数据存储器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UAV200的诊断数据。这样，数据存储器210可以包括程序指令212以执行或促进这里描述的UAV功能的一些或全部。例如，在所示实施例中，程序指令212包括导航模块214和系绳控制模块216。
A.传感器
在图示的实施例中，IMU202可以包括加速度计和陀螺仪，其可以一起用于确定UAV200的取向。特别地，加速度计可以测量运载工具相对于地球的取向，而陀螺仪测量围绕轴线旋转速率。IMU可以以低成本、低功耗封装购买。例如，IMU202可以采取微型机电系统(MEMS)或纳米机电系统 (NEMS)的形式或包括微型微机电系统(MEMS)或纳米机电系统(NEMS)。也可以使用其他类型的IMU。
除了加速度计和陀螺仪之外，IMU 202还可以包括其他传感器，这可以帮助更好地确定UAV200的位置和/或有助于增加UAV200的自主性。这种传感器的两个示例是磁力计和压力传感器。在一些实施例中，UAV可以包括低功率数字3轴线磁力计，其可以用于实现用于精确航向信息的取向独立电子罗盘。然而，也可以使用其他类型的磁力计。其他的示例也是可能的。此外，应当注意的是，UAV可以包含上述惯性传感器的一些或全部，作为与 IMU分离的部件。
UAV200还可以包括压力传感器或气压计，其可以用于确定UAV200的高度。或者，可以使用其他传感器，例如声波高度计或雷达高度计来提供高度指示，这可以有助于以提高IMU的准确性和/或防止IMU漂移。
在另一方面，UAV200可以包括允许UAV感测环境中的物体的一个或多个传感器。例如，在图示的实施例中，UAV200包括(一个或多个)超声波传感器204。(一个或多个)超声波传感器204可以通过产生声波并确定波的传输和接收离开物体的相应回波之间的时间间隔来确定到物体的距离。超声波传感器用于无人驾驶运载工具或IMU的典型应用是低空高度控制和避障。超声波传感器也可用于需要悬停在一定高度或需要能够检测障碍物的运载工具。可以使用其他系统来确定、感测到附近物体的存在、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/或前视红外(FLIR)系统以及其他可能性。
在一些实施例中，UAV200还可以包括一个或多个成像系统。例如， UAV200可以使用一个或多个照相机和/或摄像机来从UAV环境捕捉图像数据。作为具体的示例，电荷耦合器件(CCD)相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)相机可以用于无人驾驶运载工具。这样的(一个或多个)成像传感器具有许多可能的应用，例如避障、定位技术、用于更精确导航的地面跟踪(例如，通过将光流技术应用于图像)、视频反馈和/或图像识别和处理，以及其他可能性。
UAV200还可以包括GPS接收器206。该GPS接收器206可以被配置成提供公知GPS系统的典型数据，诸如UAV200的GPS坐标。这些GPS数据可以被UAV200用于各种功能。如此，UAV可以使用其GPS接收器206来帮助导航到呼叫者的位置，如至少部分地由其移动设备所提供的GPS坐标所指示的。其他的示例也是可能的。
B.导航和位置确定
导航模块214可以提供允许UAV200例如围绕其环境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(一个或多个)方向舵，(一个或多个)升降机，(一个或多个) 副翼和/或(一个或多个多个)推进器的速度)来控制飞行的高度和/或方向。
为了将UAV200导航到目标位置，导航模块214可以实施各种导航技术，例如基于地图的导航和基于定位的导航。在基于地图的导航的情况下， UAV200可以被提供有其环境的地图，然后该地图可以被用于导航到地图上的特定位置。在基于定位的导航的情况下，UAV200可以能够通过使用局部化在未知环境中导航。基于局部化的导航可以涉及，UAV200构建其自己的环境地图并计算其在地图内的位置和/或物体在环境中的位置。例如，当UAV200在其整个环境中移动时，UAV200可以连续地使用局部化来更新其环境地图。这种连续的地图构建过程可以被称为同时定位和地图构建 (SLAM)。也可以使用其他导航技术。
在一些实施例中，导航模块214可以使用依赖于航点的技术进行导航。特别地，航点是一组坐标，用于识别物理空间中的点。例如，空中导航航点可以由特定的纬度、经度和高度来定义。因此，导航模块214可以使得 UAV200从航点移动到航点，以便最终行进到最终目的地(例如，一系列航点中的最终航点)。
在另一方面，UAV200的导航模块214和/或其他部件和系统可以被配置用于“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，可能需要UAV位于由运送有效载荷228的目标位置的阈值距离内(例如，目标目的地的几英尺范围内)。为此，UAV可以使用双线方法，在该方法中，它使用更一般的位置确定技术来导航到与目标位置相关联的大致区域，然后使用更精细的位置确定技术以识别和/或导航到大致区域内的目标位置。
例如，UAV200可以使用航点和/或基于地图的导航而导航到有效载荷228正在被运送的目标目的地的大致区域。然后，UAV可以切换到这样一种模式，在该模式下，其利用定位过程来定位和行进到更具体的位置。例如，如果UAV200将有效载荷运送到用户的家中，则UAV200可能需要大致靠近目标位置，从而避免将有效载荷运送到不期望的区域(例如，进入到泳池中，邻居的地产处等)。然而，GPS信号可能只能使UAV200到达这样的精度(例如，在用户家的一个街区中)。然后可以使用更精确的位置确定技术来找到特定的目标位置。
一旦UAV200已经导航到目标运送位置的大致区域，可以使用多种类型的位置确定技术来实现目标运送位置的定位。例如，UAV200可以配备有一个或多个传感系统，例如超声波传感器204，红外传感器(未示出)和/或其他传感器，其可以提供导航模块214利用其来进行自主导航或半自主导航到特定的目标位置的输入。
作为另一示例，一旦UAV200到达目标运送位置(或诸如人或其移动设备之类的移动对象)的大致区域，UAV200可切换到“电传飞行”模式，在该模式中，UAV200至少部分由可以将UAV200导航到特定目标位置的远程操作员控制。为此，来自UAV200的传感数据可被发送给远程操作员，以帮助他们将UAV200导航到特定位置。
作为又一示例，UAV200可以包括一模块，其能够向路人发送信号以帮助到达特定目标运送位置；例如，UAV200可以在图形显示器中显示请求这种帮助的视觉信息，通过扬声器播放音频信息消息或音调以指示需要这种帮助，以及其他可能性。这种视觉或音频消息可以指示在将UAV200运送至特定人员或特定位置时需要帮助，并且可以提供信息以帮助路人将UAV200运送至该人员或位置(例如，人员或位置的描述或图片，和/或人员或位置的名称)以及其他可能性。这种特征在UAV无法使用感测功能或其他位置确定技术来到达特定目标位置的场景中可能很有用。但是，该特征不限于这种情况。
在一些实施例中，一旦UAV200到达目标运送位置的大致区域时， UAV200可利用来自用户的远程设备(例如，用户的移动电话)的信标来定位该人员。这样的信标可以采取各种形式。作为示例，考虑远程设备(例如请求UAV运送的人的移动电话)能够发送定向信号(例如，经由RP信号，光信号和/或音频信号)的情况。在这种情况下，UAV200可以被配置为通过“寻找”这样的定向信号来导航——换句话说，通过确定信号最强的地方并相应地导航。作为另一示例，移动设备可以发射在人类范围内或在人类范围之外的频率，并且UAV200可以监听该频率并相应地导航。作为相关示例，如果UAV200正在监听口头命令，则UAV200可以使用口头陈述，诸如“我在这里！”来找出请求运送有效载荷的人员的具体位置。
在替代的布置中，导航模块可以在与UAV200无线通信的远程计算设备处实现。远程计算设备可以接收指示UAV200的操作状态的数据，来自 UAV200以允许其评估正在由UAV200经受的环境条件的传感器数据，和/ 或UAV200的位置信息。提供有这种信息的情况下，远程计算设备可以确定应当由UAV200进行的高度和/或方向调整，和/或可以确定UAV200应该如何调整其机械特征(例如，其(一个或多个)方向舵，(一个或多个)升降机，(一个或多个)副翼和/或其(一个或多个)推进器的速度)以便实现这种移动。然后，远程计算系统可以将这种调整传输至UAV200，使其能够以确定的方式移动。
C.通信系统
在另一方面，UAV200包括一个或多个通信系统218。通信系统218可以包括允许UAV200经由一个或多个网络进行通信的一个或多个无线接口和 /或一个或多个有线接口。这样的无线接口可以提供在一种或多种无线通信协议下的通信，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)、射频ID(RFID)协议、近场通信(NFC) 和/或其他无线通信协议。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，以经由导线、双绞线、同轴电缆、光链路、光纤链路或其他物理连接到有线网络。
在一些实施例中，UAV200可以包括允许短程通信和远程通信二者的通信系统218。例如，UAV200可以被配置用于使用蓝牙的短程通信和在CDMA 协议下的远程通信。在这样的实施例中，UAV200可以被配置为用作“热点”；或者换句话说，作为远程支持设备与一个或多个数据网络(例如蜂窝网络和 /或因特网)之间的网关或代理。如此配置，UAV200可以促进远程支持设备否则将不能自行执行的数据通信。
例如，UAV 200可以提供到远程设备的WiFi连接，并且用作例如UAV 可能在LTE或3G协议下连接到的蜂窝服务提供商的数据网络的代理或网关。UAV200还可以用作远程设备可能无法以其他方式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，UAV200可包括一个或多个电力系统220。电力系统220 可以包括用于向UAV200提供电力的一个或多个电池。在一个示例中，一个或多个电池可以是可再充电的，并且每个电池可以经由电池和电源之间的有线连接和/或经由无线充电系统(例如将外部时变磁场施加到内部电池的感应充电系统)来再充电。
E.载荷运送
UVA200可采用各种系统和配置以便运输和运送有效载荷228。在一些实施方式中，给定UAV200的有效载荷228可包括或采取被设计成将各种货物运输到目标运送位置的“包装”的形式。例如，UAV200可以包括其中可以运输物品的舱室。这样的包装可以是一个或多个食品、购买的货物、医疗物品或具有适合于由UAV在两个位置之间运输的尺寸和重量的任何其他(一个或多个)物体。在其他实施例中，有效载荷228可以简单地是正在运送的一个或多个物品(例如，没有容纳物品的任何包装)。
在一些实施例中，有效载荷228可以被附接到UAV并且在UAV的一些或全部飞行期间基本上定位在UAV的外部。例如，包装可以在飞行到目标位置期间被系住或以其他方式可释放地附接在UAV下方。在包装在UAV下方承载货物的实施例中，包装可以包括在UAV飞行期间保护其内容物免受环境影响、减少系统上的空气动力阻力、以及防止包装的内容物移位的各种特征。
例如，当有效载荷228采取用于运输物品的包装的形式时，包装可以包括由防水卡板、塑料或任何其他轻质且防水材料构成的外壳。此外，为了减少阻力，包装可具有带有尖的前部的光滑表面，从而减小前部横截面积。此外，包装的侧部可以从较宽的底部逐渐变窄至较窄的顶部，这允许包装用作狭窄的吊架，其减小对UAV的(一个或多个)机翼的干扰。这可以将一些正面面积和体积从UAV的(一个或多个)机翼移除，从而防止由包装引起的在(一个或多个)机翼上升力的降低。另外，在一些实施例中，包装的外壳可以由单片材料构造，以减少气隙或额外材料，这两者都可能增加对系统的阻力。另外或替代地，包装可以包括稳定器以抑制包装抖动。这种抖动的减少可以允许包装具有与UAV的较不刚性的连接，并且可以引起包装的内容物在飞行过程中晃动较少。
为了运送有效载荷，UAV可以包括绞盘系统221，其由系绳控制模块216 控制，以在UAV悬停在上方时将有效载荷228降低到地面。如图2所示，绞盘系统221可以包括系绳224，并且系绳224可以通过有效载荷联接装置 226联接到有效载荷228。系绳224可以缠绕在联接到UAV200的电机222 的线轴上。电机222可以采用可由速度控制器主动控制的DC电机(例如伺服电机)的形式。系绳控制模块216可控制速度控制器，以使电机222旋转线轴，从而展开或缩回系绳224并降低或升高有效载荷联接装置226。实际上，速度控制器可输出线轴的期望的运行速率(例如期望的RPM)，其可以对应于系绳224和有效载荷228应当朝向地面降低的速度。电机222然后可以旋转线轴，使其保持期望的运行速率。
为了经由速度控制器来控制电机222，系绳控制模块216可以从被配置为将机械位置转换为代表性模拟或数字信号的速度传感器(例如，编码器) 接收数据。特别地，速度传感器可以包括旋转编码器，该旋转编码器可以提供与电机的轴或联接到电机的线轴的旋转位置(和/或旋转运动)有关的信息，以及其他可能性。此外，速度传感器可以采取绝对编码器和/或增量式编码器等的形式。因此在一个示例性实施方式中，当电机222引起线轴旋转时，可以使用旋转编码器来测量该旋转。这样做时，旋转编码器可用于将旋转位置转换为模拟或数字电子信号，该信号由系链控制模块216使用、以确定线轴从固定参考角度的旋转量，或者代表新的旋转位置，以及其他选择。其他的示例也是可能的。
基于来自速度传感器的数据，系链控制模块216可以确定电机222和/ 或线轴的转速，并且响应地控制电机222(例如，通过增加或减少供应到电机222的电流)以使电机222的转速与期望的速度匹配。当调整电机电流时，电流调整的幅度可以基于使用电机222的确定的和期望的速度的比例- 积分-微分(PID)计算。例如，电流调整的幅度可以基于线轴的确定速度与期望速度之间的当前差值、过去差值(基于随着时间的累积误差)以及未来差值(基于当前变化速率)。
在一些实施例中，系绳控制模块216可以改变系绳224和有效载荷228 下降到地面的速率。例如，速度控制器可以根据可变部署速率曲线和/或响应于其他因素来改变期望的运行速率，从而改变有效载荷228朝向地面下降的速率。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，为了改变系绳部署速率，UAV200可以包括摩擦垫，其可以将可变的压力的量施加至系绳224。作为另一示例，UAV200可以包括机动制动系统，该机动制动系统改变线轴放出系绳224的速率。这种制动系统可以采用机电系统的形式，其中电机222操作以减慢线轴放出系绳224的速率。此外，电机222可以改变其调节线轴的速度(例如，RPM)的量，并且因此可以改变系绳224部署速率。其他的示例也是可能的。
在一些实施例中，系绳控制模块216可以被配置为将供应给电机222的电机电流限制到最大值。由于对电机电流有这样的限制，可能存在电机222 不能在由速度控制器指定的期望操作下操作的情况。例如，如下面更详细讨论的那样，可能存在这样的情况，其中速度控制器指定了电机222应当将系绳224朝向UAV200缩回的期望的运行速率，但是电机电流可能被限制，使得在系绳224上的足够大的向下的力将抵消电机222的缩回的力，并反而导致系绳224展开。并且如下面进一步讨论的，取决于UAV200的运行状态，可以施加和/或改变对电机电流的限制。
在一些实施例中，系链控制模块216可以被配置为基于供应给电机222 的电流的量来确定系链224的状态和/或有效载荷228。例如，如果向下的力被施加至系绳224(例如，如果有效载荷228附接至系绳224，或者当朝向 UAV200缩回时系绳224被卡勾在物体上)，系绳控制模块216可能需要增加电机电流，从而使得电机222和/或线轴的确定的旋转速度与期望的速度匹配。类似地，当向下的力从系绳224移除时(例如，在运送有效载荷228或移除系绳卡勾时)，系绳控制模块216可能需要降低电机电流，从而使得电机222和/或线轴的确定的旋转速度匹配期望的速度。因此，系绳控制模块216可以基于供应给电机222的电流来确定有效载荷228是否附接至系绳 224、是否有某人或某物拉动系绳224、和/或有效载荷联接装置226在缩回系绳224之后是否压靠UAV200。其他示例也是可能的。
在运送有效载荷228的过程中，有效载荷联接装置226可以被配置为在通过系链224从UAV下降的同时固定有效载荷228，并且可以进一步被配置为在达到地平面时释放有效载荷228。然后可以通过使用电机222卷入系绳 224来将有效载荷联接装置226缩回到UAV。
在一些实施方式中，一旦将有效载荷228降低至地面，有效载荷就可以被动释放。例如，被动释放机构可以包括适于缩回到壳体中并从壳体伸出的摆臂。伸出的摆臂可以形成有效载荷228可以附接在其上的钩。当释放机构和有效载荷228经由系绳降低到地面时，释放机构上的重力以及向下的惯性力可以使有效载荷228从钩上脱离，从而允许释放机构向上朝向UAV抬升。释放机构可以进一步包括弹簧机构，当摆臂上没有其他外力时，所述弹簧机构偏置摆臂以缩回到壳体中。例如，弹簧可以在摆臂上施加力，以将摆臂推向或拉向壳体，使得一旦有效载荷228的重量不再迫使摆臂从壳体伸出时，摆臂缩回到壳体中。在运送有效载荷228时将释放机构朝向UAV抬升时，将摇臂缩回到外壳中可减少释放机构钩住有效载荷228或其他附近物体的可能性。
主动的有效载荷释放机构也是可能的。例如，诸如基于气压的高度计和 /或加速度计的传感器可以帮助检测释放机构(和有效载荷)相对于地面的位置。来自传感器的数据可通过无线链路传送回UAV和/或控制系统，并用于帮助确定释放机构何时达到地平面(例如，通过利用加速度计检测地面特征的测量影响)。在其他示例中，当降低有效载荷时，UAV可以基于重量传感器检测到系绳上的低阈值向下力和/或基于由绞盘拉拽的功率的低阈值度量来确定有效载荷已到达地面。
除了或者替代系绳式运送系统之外，用于运送有效载荷的其他系统和技术也是可能的。例如，UAV200可以包括气囊降落系统或降落伞降落系统。或者，承载有效载荷的UAV200可以简单地在运送位置降落在地面上。其他的示例也是可能的。
IV.说明性UAV部署系统
UAV系统可被实现为提供与UAV相关的多种服务。具体地，UAV可以在可能与区域和/或中央控制系统进行通信的多个不同的发射站提供。这样的分布式UAV可以允许UAV快速部署，以跨越大的地理区域(例如，远大于任何单个UAV的飞行范围)提供服务。例如，能够承载有效载荷的UAV可以跨越较大的地理区域(可能甚至遍及整个国家，甚至全世界)的大量发射场地分布，以便按需将多种物品运输到整个地理区域的位置。图3中的简化的框图描绘了根据示例性实施例的分布式UAV系统300。
在图示的UAV系统300中，访问系统302可以允许UAV304的网络的交互、控制和/或利用。在一些实施例中，访问系统302可以是允许UAV304 的人工控制调度的计算系统。这样，控制系统可以包括或以其他方式提供用户界面，用户可以通过其访问和/或控制UAV304。
在一些实施例中，UAV304的调度可以附加地或替代地经由一个或多个自动化过程来完成。例如，访问系统302可以调度UAV304中的一个，以将有效载荷运输到目标位置，并且UAV可以通过利用各种板载传感器(例如 GPS接收器和/或其它各种导航传感器)自动地导航到目标位置。
此外，访问系统302可以提供UAV的远程操作。例如，访问系统302 可以允许操作员通过其用户界面来控制UAV的飞行。作为具体示例，操作员可以使用访问系统302来将UAV304调度到目标位置。然后，UAV304可以自主地导航到目标位置的大致区域。此时，操作员可以使用访问系统302 来控制UAV304并且将UAV导航到目标位置(例如，到正被运送有效载荷的特定人员)。UAV远程操作的其他示例也是可能的。
在图示的实施例中，UAV304可以采取各种形式。例如，每个UAV304 可以是诸如图1A-1E中所示的UAV。然而，UAV系统300也可以使用其他类型的UAV而不偏离本实用新型的范围。在一些实施方式中，所有UAV304 可以具有相同或相似的配置。然而，在其他实施方式中，UAV304可以包括多种不同类型的UAV。例如，UAV304可以包括多种类型的UAV，每种类型的UAV被配置为不同的一种或多种类型的有效载荷传递能力。
UAV系统300可以进一步包括可以采取各种形式的远程设备306。通常，远程设备306可以是通过其可以发出直接或间接请求调度UAV的任何设备。 (请注意，间接请求可能涉及可以通过调度UAV进行响应的任何通信，例如请求包装运送)。在示例性实施例中，远程设备306可以是移动电话，平板电脑，膝上型计算机，个人计算机或任何联网的计算设备。此外，在一些情况下，远程设备306可以不是计算设备。作为示例，允许通过普通老式电话服务(POTS)进行通信的标准电话可以用作远程设备306。其他类型的远程设备也是可能的。
此外，远程设备306可以被配置为经由一种或多种类型的通信网络308 与访问系统302进行通信。例如，远程设备306可以通过在POTS网络、蜂窝网络和/或诸如因特网的数据网络上通信而与访问系统302(或访问系统 302的人类操作员)进行通信。也可以使用其他类型的网络。
在一些实施例中，远程设备306可以被配置为允许用户请求将一个或多个物品运送到期望的位置。例如，用户可以通过他们的手机、平板电脑或笔记本电脑要求UAV将包装运送到他们的家中。作为另一示例，用户可以请求动态运送到运送时他们所在的任何地方。为了提供这种动态运送，UAV系统300可以从用户的移动电话或用户身上的任何其他设备接收位置信息(例如，GPS坐标等)，使得UAV可以导航到用户的位置(如由他们的手机所指示的)。
在图示的布置中，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。这些调度消息可以请求或指示中央调度系统310协调UAV到多个目标位置的部署。中央调度系统310可以进一步被配置为将这些请求或指令引导到一个或多个局部调度系统312。为了提供这些功能，中央调度系统310可以经由数据网络(例如因特网或私人网络，其为访问系统和自动调度系统之间的通信而建立)而与访问系统302通信。
在示出的配置中，中央调度系统310可以被配置为协调来自多个不同的局部调度系统312的UAV304的调度。这样，中央调度系统310可以跟踪哪些UAV304位于哪个局部调度系统312，哪些UAV当前可用于部署，和/或每个UAV 304被配置用于哪个服务或操作(在UAV机队包括被配置用于不同服务和/或操作的多种类型的UAV的情况下)。附加地或替代地，每个局部调度系统312可以被配置为跟踪其相关联的UAV304中的哪些当前可用于部署和/或当前处于物品运输中。
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可以选择要调度特定UAV304。中央调度系统310可相应地指示与所选UAV相关联的局部调度系统312来调度所选择的UAV。局部调度系统312然后可以操作其相关联的部署系统314来启动所选择的UAV。在其他情况下，中央调度系统 310可以将与UAV有关的服务的请求转发到位于请求支持的位置附近的局部调度系统312，并且将对特定UAV304的选择留给局部调度系统312。
在示例性的配置中，局部调度系统312可以实现为与其控制的(一个或多个)部署系统314处于相同的位置处的计算系统。例如，局部调度系统312 可以通过安装在诸如仓库等建筑物的计算系统来实现，其中与特定的局部调度系统312相关联的(一个或多个)部署系统314和(一个或多个)UAV304 也位于该建筑物处。在其他实施例中，局部调度系统312可以在远离其相关联的(一个或多个)部署系统314和(一个或多个)UAV304的位置处实现。
可以对UAV系统300的示出的配置进行多种变化和替代方案。例如，在一些实施例中，远程设备306的用户可以请求直接从中央调度系统310运送包装。为此，可以在远程设备306上实现应用程序，该应用程序允许用户提供关于所请求的运送的信息，并且生成并发送数据消息以请求UAV系统 300提供该运送。在这样的实施例中，中央调度系统310可以包括处理由这样的应用程序生成的请求、评估这些请求、以及如果适当的话与适当的局部调度系统312协调以部署UAV的自动功能。
此外，在本文中归因于中央调度系统310、(一个或多个)局部调度系统 312、访问系统302和/或(一个或多个)部署系统314的功能中的一些或全部可以组合在单个系统中，在更复杂的系统中实现，和/或以各种方式在中央调度系统310、(一个或多个)局部调度系统312、访问系统302和/或(一个或多个)部署系统314之间重新分配。
另外，虽然每个局部调度系统312被示出为具有两个相关联的部署系统 314，但是给定的局部调度系统312可以替代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被示出为与两个局部调度系统312通信，但是中央调度系统310可以替代地与更多或更少的局部调度系统312通信。
在另一方面，调度系统314可以采取各种形式。通常，部署系统314可以采取或包括用于物理地启动一个或多个UAV304的系统。这种启动系统可以包括提供自动UAV启动的特征和/或允许人类辅助的UAV启动特征。此外，部署系统314可以每个都被配置成启动一个特定的UAV304，或启动多个UAV304。
部署系统314还可以被配置为提供附加功能，例如包括,诊断相关的功能，诸如验证UAV的系统功能，验证容纳在UAV中的设备(例如，有效载荷运送装置)的功能，和/或维护容纳在UAV中的设备或其他物品(例如，通过监控有效载荷的状态，诸如其温度、重量等)。
在一些实施例中，部署系统314及其相应的UAV304(以及可能相关联的局部调度系统312)可以策略性地分布在诸如城市的区域中。例如，可以策略性地分布部署系统314，使得每个部署系统314靠近一个或多个有效载荷拾取位置(例如，在餐厅、商店或仓库附近)。然而，取决于具体实施方式，部署系统314(以及可能的局部调度系统312)可以以其他方式分布。作为另一示例，允许用户经由UAV运输包裹的信息亭可以安装在不同的地点。这些信息亭可以包括UAV启动系统，并且可以允许用户提供他们的包装以用于装载到UAV上、并为UAV运输服务付款，以及其他可能性。其他的示例也是可能的。
在另一方面，UAV系统300可以包括或有权访问用户账户数据库316。用户账户数据库316可以包括用于多个用户账户的数据，并且每个数据库与一个或多个人相关联。对于给定的用户账户，用户账户数据库316可以包括与提供与UAV相关的服务有关或有用的数据。通常，与每个用户账户相关联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，在一些实施例中，如果人们希望由UAV300提供来自UAV系统 300的与UAV相关的服务，则可能需要人员注册UAV系统300的用户账户。这样，用户账户数据库316可以包括用于给定用户账户的授权信息(例如，用户名和密码)，和/或可以用来授权对用户账户的访问的其他信息。
在一些实施例中，人们可以将他们的一个或多个设备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，例如将呼叫置入访问系统302的操作员、或向调度系统发送请求UAV相关服务的消息，可以经由唯一的设备标识号识别电话，然后可以将该呼叫或消息联系至关联的用户账户。其他的示例也是可能的。
V.示例性的装运包装
图4A、4B、4C和4D显示了附接到飞机605的装运包装600。装运包装600可包括把手602和把手开口603。另外，装运包装600可附接到飞机 605的适配器607，如图4C和4D所示。虽然图4D中的装运包装600可能看起来在前面具有开口狭缝，但是装运包装600可以在前部封闭，使得在装运包装600的前部存在简单的折痕。在一些实施例中，可以使用更多、更少、和/或不同的部件，以通过使用飞机605来承载和运送装运包装600。
虽然飞机605被示出为UAV，但是可以使用其他类型的运载工具来运送装运包装600，包括具有一个或多个人的飞机、其他类型的飞机、直升机、船、潜艇、汽车、卡车和/或其他运载工具。虽然UAV605可以与UAV1100a、 100、200、300和350不同，但是在其他实施例中，飞机605可以与先前描述的UAV 1100a、100、200、300和350类似和/或相同。此外，可以通过图 3中显示和/或描述的各种系统来部署一个或多个飞机605以运送包装，例如装运包装600。另外，飞机605可以包括图2中针对UAV200描述的部分或全部的部件。
在图4A、4B、4C和4D所示的实施例中，装运包装600可以用于通过使用UAV(例如UAV605)运送包装的应用。尽管UAV可以运送存储在UAV 内的包装，但是在一些情况下，可能优选运送位于UAV外部的包装。通过运送在UAV605外部的包装(诸如装运包装600)，飞机可以通过降低燃料成本来提高效率。
例如，可以使用更小的UAV，因为UAV不必足够大以将装运包装600 容纳在UAV605中。通过使用更小的UAV，燃料成本和运输成本可以降低，并且包装运送的效率可以得到改进。通过使用装运包装600来运送在UAV 外部的货物可用于效率很重要的任何应用。因此，装运包装600可以用于短程运送、远程运送、使用不同类型的UAV的运送、或者燃料成本/运送成本和/或效率是重要的任何类型的运送。
装运包装600可用于UAV605将装运包装600承载到运送地点、释放装运包装600、并且在没有包装的情况下飞到除运送地点以外的地方(例如原始出发地点或一些其他位置)的应用。由于UAV可以释放具有内容物的装运包装，因此相比于UAV仅释放包装的内容物并且带着空的包装持续飞行至另一位置(例如原始出发地点，或除运送地点以外的某个位置)的情况，UAV在运送后需要的飞行燃料减少。因此，装运包装600还可以通过在运送站点从飞机605处释放来支持有效的包装运送。
装运包装600在作为飞机605的一部分的适配器607处附接到飞机605。适配器607可以允许在固定点处(例如在适配器607处)将装运包装600刚性地附接至飞机605。在固定点处的刚性附接可以防止装运包装600和包装内的内容物的移动。减少包装及其内容物的移动可以改善飞机605的飞行动力学。因此，适配器607可以改善具有装运包装600的飞机605的飞行动力学，这可以降低燃料成本并且提高包装600的运送效率。
在一些实施例中，可以使用不同于适配器607的附接件来将装运包装 600附接到飞机605。此外，在其他实施例中，附接件可位于飞机605和/或装运包装的多个点处。此外，在一些实施例中，包装600到飞机605附接可能不是刚性的。将装运包装600附接到飞机605的其他示例也是可能的。
飞机605可以使用各种系统和方法，以在将装运包装600运送至运送地点时从飞机605释放装运包装600。一个示例可以包括使用连接到装运包装600的绞盘。附接件可以位于与装运包装600的质心对准的位置。替代地，附接件可以位于装运包装的多个点处。可以使用用于释放装运包装600的其他机构。
图5A显示了处于折叠配置的装运包装600。装运包装600可包括把手 602和把手开口603。装运包装600还可包括底部部分702、前部部分704、后部部分706、顶部部分708、第一侧部部分710、第二侧部部分712、装运包装运载工具连接器714、以及装运包装竖直稳定器716。运载工具连接器 714可以包括孔722、第一方形开口724和第二方形开口726。在其他实施例中，装运包装600可以包括更多、更少和/或不同的部件。
装运包装600可具有比其他包装更多的空气动力学设计，以在装运包装 600位于UAV外部时为UAV提供更高效的包装运送。装运包装600的设计可以以几种方式改善UAV的货物运送。首先，装运包装的设计可以减少运送期间和之后产生的阻力。其次，装运包装的设计可以减少对UAV的(一个或多个)机翼周围气流的干扰影响。特别地，装运包装的设计可以防止 UAV的(一个或多个)机翼上升力的降低。另外，装运包装600可以被设计成防止在UAV飞行期间装运包装和装运包装的内容物的移动。
装运包装600可以被设计成减少由装运包装、以及因此承载装运包装的UAV的系统引起的阻力。阻力可以是包装和/或运载工具在通过流体(例如对于运动中的UAV和附连包装来说为空气)的运动期间引起的阻力。多种因素都会影响阻力。具体而言，光滑表面、较少表面和较少量的正面横截面积是能够减小由包装和/或运载工具所产生的阻力的设计因素。其他可能影响阻力的因素包括速度、气隙、多余材料、运载工具的尺寸、升力和/或其它因素。
前部部分704可以被设计成通过具有尖的前端设计来减小阻力。尖的前端设计可以减小装运包装600的正面横截面积，这降低了装运包装600上的阻力。另外，前部部分704的设计可以是圆形的或具有尖的前缘，以通过减少正面横截面积而减小阻力。圆形的前部部分的设计对于较大范围的攻角能够更好地工作，而尖的前缘(或尖的)前部部分对于较小范围的攻角能够更有效。
因此，如果装运包装的攻角是已知的，则尖的前部部分704或尖的前缘可以是比圆形前部部分更有效的设计。替代的，如果装运包装600可具有大范围的攻角，则圆形前部部分704可比尖的前部部分704或尖的前缘效率更高。在所显示的实施例中，装运包装700的前部部分704是尖的边缘设计，以更有效地减小装运包装600的特定攻角范围内的阻力。前部部分704的其他设计也是可能的。
装运包装600的光滑表面也可以帮助减小阻力。特别地，第一侧部部分 710、第二侧部部分712和底部部分702可以全部具有沿着装运包装600的光滑的外表面。换言之，这些部分中的每一个可以是大部分平坦的。另外，用于部分702、710和712的折叠和/或边缘可以具有很少的过量材料和/或气隙存在，这可能增加在装运包装600上的阻力。此外，这些部分中的每一个减小了装运包装600的正面横截面积，这进而降低了阻力。
通过折叠、连接和/或密封材料片材的区段，可以从一片材料(例如纸、卡板和/或用于包装的其他材料)形成装运包装600。通过使用一片材料有助于确保能够形成空气动力学和防水的装运包装600。特别地，由多个片材形成装运包装可能会在一片材料连接到另一片材料的位置处倾向于产生气隙和/或多余的材料。气隙和多余材料两者都会增加阻力，而气隙可能会阻碍装运包装的防水。因此，由一片材料形成装运包装600可确保空气动力学和/ 或防水设计。
装运包装600可以由较便宜的材料(例如纸、卡板和/或其他便宜的材料) 设计，以允许UAV在运送地点释放装运包装的内容物和装运包装本身。这允许UAV的任何后续飞行在没有额外重量、正面横截面积和/或装运包装的体积的情况下进行。以这种方式，装运包装600在运送之前和之后进一步降低UAV在飞行期间的阻力，这进一步降低了燃料成本。
装运包装600包括运载工具连接器714，其允许装运包装600在将装运包装600运送至运送地址之后从UAV605释放。装运包装600可从把手602 上方从连接器714分离。连接器714包括孔722、和方形开口724和726。适配器607可包括适于通过开口722、724和726插入的部分，以在UAV飞行期间经由适配器607和运载工具连接器714将装运包装600附接到UAV605。在其他实施例中，运载工具连接器714可以包括比开口722、724 和726更多、更少和/或不同的开口。
虽然装运包装包含具有把手开口603的把手602，但是总体来说装运包装600可以几乎没有可能增加阻力的凹面和/或开口。此外，把手602和把手开口603使得装运包装600更易于接收者携带。因此，如果把手602和/或把手开口603在装运包装600的运送期间引起额外的阻力，则增加的阻力的折衷可能值得包装600的改进，由于把手602和把手开口603而使得用户更容易携带。
装运包装600还可以被设计成减少对UAV605的(一个或多个)机翼周围的气流的干扰影响。特别地，装运包装600可以被设计成防止UAV605的 (一个或多个)机翼上的升力的减少。具体地，装运包装可被设计成使得包装的正面横截面积和体积定位为更远离UAV605的(一个或多个)机翼。例如，第一侧部部分710和第二侧部部分712可以具有从较宽的底部部分702 向较窄的顶部部分714升高的渐缩设计。特别地，侧部部分710和712在顶部部分714处相交，以形成把手602和运载工具连接器714。顶部部分714 可以显着地窄于底部部分702。
侧部部分710和712的渐缩以及顶部部分714的较窄设计允许装运包装 600用作窄吊架，其减小对机翼的干扰影响。具体地，锥形部分710和712 以及较窄的顶部部分714减少和/或消除了可能由装运包装600产生且作用在 UAV605的(一个或多个)机翼上的空气阴影。通过减少和/或消除装运包装 600作用在UAV605的(一个或多个)机翼上的空气阴影，装运包装600可以降低由于装运包装605导致的UAV605的(一个或多个)机翼的升力的降低。因此，装运包装600的窄吊架设计改善了UAV605的效率并降低了燃料成本。
装运包装600还包括在装运包装的背部部分706处的稳定器716。竖直稳定器716在UAV飞行期间抑制包裹的移动。特别地，如果装运包装600 未被刚性联接到UAV605，则在UAV飞行期间，装运包装600及其内容物可能会移动。因此，竖直稳定器可减少在UAV飞行期间的装运包装600的运动，以减少UAV飞行期间装运包装600和装运包装内容物的重量移动。
另外，装运包装600到UAV的刚性安装还可以减少在UAV飞行期间装运包装600和装运包装内容物的移动。稳定器716还可以抑制刚性地附接到 UAV605的包装600的运动。通过使用竖直稳定器716和到UAV605的刚性安装来减少装运包装600和装运包装内容物的移动，可以改进UAV605的飞行动态性能。这种改进可以降低燃料成本并提高UAV的效率。
因为装运包装600可以在飞行期间位于UAV605的外部，所以装运包装 600可以被设计成保护其内容物免受外部环境影响。具体地，通过在折叠和形成装运包装600期间使用一片材料，装运包装600可以是防水的且具有很少的气隙。另外，装运包装可以保护其内容物免受外部环境因素的影响，包括高温或低温温度、潮湿、灰尘、昆虫、鸟类、物体和/或外部环境的其他物品。
因为装运包装600被留在运送地点，所以可以使用低成本材料和经济实惠的方法来形成装运包装600。材料可以包括纸、卡板和/或其它通常用于制造袋子、盒子、包装和/或用于运输的其他物品的材料。装运包装600可以由材料片材折叠而不需要使用任何额外的、定制的和/或昂贵的工具。替代的，用于制造包装、盒子、袋子和/或其他运输材料的现有机器可用于形成装运包装600。此外，用于形成装运包装600的材料片材可被压扁并存储以备之后使用。因为材料片材可以被压扁并且被储存，所以在使用之前的装运包装的储存对于实体(例如箱子制造商，运输公司等)来说可以相对便宜和高效。
装运包装可具有比在所显示的实施例中显示和/或描述的侧部的数量更多或更少的侧部。装运包装600可以根据包装的内容物而被设定为更大或更小，并且因此可以是可缩放的。尽管显示的实施例示出了对于每个UAV605 一个装运包装600的运送，但是在其他实施例中，UAV605可以运送多个装运包装600.
图5B显示了具有折叠和/或密封以形成装运包装600的一个或多个区段的材料片材728。片材728可以包括将中间区段730与第一侧部区段750分开的第一折叠线741以及将第二侧部区段770与中间区段730分开的第二折叠线742。中间区段730可以包括翼片731、733、735和737以及相应的翻折线732、734、736和738。中间区段730可以进一步包括第一角部739和第二角部740。
第一侧部区段750可以包括翼片751、753、755和757以及相应的翻折线752、754、756和758。第一侧部区段750还可以包括第一角部759和第二角部760，以及第一把手区段761和第一运载工具连接器部分762。第二侧部区段770可以包括翼片771、773、775和777以及相应的翻折线772、 774、776和778。第二侧部区段770还可以包括第一角部779和第二角部780，以及第二把手区段781和第二运载工具连接器区段782。材料片材728可以包括更多、更少和/或不同的区段、翼片、翻折线、折叠线和/或其他部件。
当材料728被折叠为装运包装600时，各个区段和翼片可以对应于装运包装600的不同部分。例如，当材料片材728被折叠为装运包装600时，中间区段730可对应于底部部分702。另外，当片材728被折叠为包装600时，第一侧部区段750可对应于第一侧部部分710，而第二侧部区段770可对应于第二侧部部分712。
此外，当片材728被折叠为包装600时，顶部部分714可对应于第一侧部区段750和第二侧部区段770汇合的部分。特别地，顶部部分714可以包括把手602和运载工具连接器714。把手602可以包括第一把手区段761和第二把手区段781。并且，运载工具连接器714可以包括第一运载工具连接器区段762和第二运载工具连接器区段782。
当片材728被折叠时，包装600的前部部分704可对应于相交的角部 739、759和779。特别地，区段730、750和770可被折叠，使得角部739、 759和779相交以形成前部部分704。另外地，片材728可被折叠，使得角部740、760和780也相交以形成包装600的背部部分706。此外，背部部分 706还可以包括稳定器716，稳定器716可以通过将侧部区段750和770中的对应翼片折叠并密封在一起而形成。例如，在所展示的实施例中，翼片755 和775可以折叠在一起以形成稳定器716。
另外，材料片材728可以是对称的并且允许材料728的不同部分对应于包装600的不同部分。例如，材料片材可以是对称的，使得背部部分706可以通过相交角部739、759和779形成。在这种情况下，稳定器716可以对应于将翼片751和771折叠在一起。因为材料片材728可以是对称的，所以材料片材728可以沿着折叠线和翻折线在不同的方向折叠以形成包装600。
片材728包括折叠线741和742形式、以及翻折线732、734、736、738、 752、754、756、758、772、774、776和778形式的的折叠辅助。折叠辅助可以与材料片材728一起提供，以便通过需要较小的力沿着折叠线或翻折线折叠材料728而使折叠更容易。提供折叠线741以使得区段730和750之间更容易折叠，而提供折叠线742以使得区段730和770之间的折叠更容易。此外，每个翻折线具有相应的翼片，以便更容易地折叠相应的翼片。
折叠辅助可使得包装600更具空气动力学构造。特别地，更容易的折叠导致更好的折叠，这可导致在折叠后包装600的外表面上更少的聚集和/或过量材料。由此，折叠的包装600由于由折叠辅助提供的更好的折叠而具有更好的空气动力学特性。可以提供折叠线、翻折线和/或其他类型的折叠辅助来作为材料728的折痕、穿孔和/或其他改变或变形以便于折叠材料。折叠辅助可以作为材料728的上述类型的改变或变形中的一种或多种的组合来提供。例如，可以提供作为组合的折痕和穿孔的折叠线。换句话说，有折痕的折叠线也可以在折叠线被形成折痕的同一点处被穿孔。替代地，折叠线可以具有折痕的部分和穿孔的不同部分。其他类型的折叠辅助也是可能的。
图6A显示了第一把手区段761和第一运载工具连接器部分762，其可以在附接线808处分开。第一运载工具连接器区段714包括孔802、和方形开口804和806。第一把手区段761包括第一把手区段开口810以及把手翼片槽口812。图6B和6C显示了第二把手区段781和第二运载工具连接器部分782，其可以在附接线858处分开。第二运载工具连接器区段782包括孔 852和方形开口854和856。第二运载工具把手区段781包括第二把手区段开口860，翼片862和864，凸部866、867和868，以及翼片连接部869、 870和871。图6A、6B和6C的把手区段和运载工具连接器区段可以包括比所描述或显示的部件更多、更少和/或不同的部件。
翼片862和864允许第二运载工具把手区段762在把手翼片槽口812处接合第一运载工具把手区段761。翼片864在翼片连接部869和870处连接到翼片862。此外，凸部866、867和868从翼片864分离。如图6D所示，该结构允许翼片862和864接合第一运载工具把手区段761。
图6D示出了具有把手开口603的把手602。把手603通过在翼片连接部871处折叠第一翼片862、使得第二翼片864被插入到把手翼片槽口812 中而形成。此外，凸部866、867和868接合第一把手区段761，以保持第一把手区段761与第二把手区段762接合。另外，密封材料(例如胶水，粘合剂和/或其它物品)可以用在凸部866、867、868和/或把手区段761和781的邻接表面上以形成把手602。
在一些实施例中，在UAV飞行期间可以允许翼片862和864闭合开口 603。在该实施例中，一旦UAV飞行完成并且包装被运送后，翼片862和864 然后可以被改变以使得形成开口603。特别地，翼片864可被插入槽口812 中，并且翼片862可以在附接件871处被折叠以形成开口603和把手602。其他的实施例也是可能的。
运载工具连接器714可以通过使用胶水、粘合剂和/或可用于附接物体的其他物品将运载工具连接器区段762和782密封在一起而形成。孔722可以对应于孔802和852。开口724可以对应于开口804和854，而开口726可以对应于开口806和856。
包装600可以在把手602处在附接线858和808处从运载工具连接器714 分离。在一个实施例中，可以通过使用对应于附接线808和858的绳子来分离包装600，以在把手602处将包装600从运载工具连接器714分离。也可以使用其他机构以在把手602处将包装600从运载工具连接器714分离、以及因此从UAV605分离。
图7A、7B、7C、7D、7E、7F和7G显示了用于折叠片材728以形成包装600的多个步骤。图7A、7B和7C分别示出了沿着它们对应的翻折线732、 734、736和738折叠翼片731、733、735和737的步骤。图7D显示了部分折叠成包装600的片材728。特别地，片材已经从图7A，7B和7C翻转过来并且沿着折叠线741和742折叠。翼片751和771可以分别沿着相应的翻折线752和772折叠，并且通过使用胶水、粘合剂或用于密封的一些其他物体而被密封在一起。尖端739、759和779可以连结在一起以形成包装600 的前部704部分。
图7E、7F和7G示出了沿着它们相应的翻折线732和734折叠翼片731 和733以形成包装600的底部部分702的步骤。诸如胶水的粘合剂用于粘合材料902和904。粘合剂材料902将翼片731连结到区段730，而粘合剂904 将翼片733连结到翼片753。其他构型对于折叠片材728以形成包装600也是可能的。
VI.(一个或多个)说明性方法
图8示出了根据示例性实施例的方法1000的流程图，该方法1000可以允许形成用于通过折叠材料片材形成用于运送在UAV外部的物品的装运包装。方法1000可以由包装的托运人、包装的制造商、UVA的操作者或一些其他实体执行。方法1000可以手动执行、通过机器执行或通过两者的组合来执行。除非特别指出，取决于所涉及的功能，图8中所示的流程图中的功能可以与所示出或讨论的顺序无关地执行，包括基本上同时执行分别描述的功能，或者甚至在一些示例中以相反的顺序执行，只要所描述的方法的整体功能得以保持。另外，方法1000可以包括比显示的步骤更多的步骤、更少的步骤和/或不同的步骤。
如图8的方框1002所示，方法1000可涉及，在连接材料片材的第一侧部区段和中间区段的第一折叠线处折叠被配置成折叠为装运包装的材料片材的第一侧部区段，以形成从第一折叠线到装运包装的顶部部分逐渐变窄的装运包装的第一侧部部分，其中装运包装附接到运载工具并且承载在运载工具外部的装运包装内的载荷，如图8的方框1002所示出的。在一些示例中，运载工具可以是UAV。在另外的示例中，装运包装可被设计为减少对UAV 的干扰影响。特别地，装运包装可被设计为减少阻力，以降低燃油成本，并改善由UAV进行的装运包装的运送的效率。
该方法1000还可涉及，在与第一折叠线相反且连接第二侧部区段和中间区段的第二折叠线处折叠第二侧部区段，以形成装运包装的第二侧部部分，该第二侧部部分从第二折叠线朝向在装运包装的顶部部分的第一侧部部分逐渐变窄，如在图8中由方框1004显示的。在一些示例中，第一侧部区段和第二侧部区段的渐缩形成对于装运包装来说空气动力学更优的设计。特别地，渐缩的侧部可用作窄吊架，其将装运包装的正面面积和体积推离UAV。该设计减小了可能由装运包装产生的对飞机的机翼周围气流的干扰影响。例如，可以通过装运包装的渐缩的设计来减少和/或防止减少UAV的(一个或多个)机翼上的升力的空气阴影。由此，UAV可以以减少的燃油消耗而更高效地运行。
方法1000还可涉及，在第一点处连接第一侧部区段、第二侧部区段和中间区段，以形成装运包装的尖的前部部分，如可从图8中由方框1006看到的。在一些示例中，通过连接第一侧部区段、第二侧部区段和中间区段形成的尖的前部部分可以减小装运包装的正面横截面积。因此，装运包装的阻力可以减少。该设计可以通过减少燃油成本而改善UAV的效率。
方法1000还可涉及，在第二点处连接第一侧部区段、第二侧部区段和中间区段，以形成装运包装的背部部分，如可从图8中由方框1008看到的。在一些示例中，当装运包装的背部部分通过连接第一侧部区段、第二侧部区段和中间区段而形成时，稳定器也可形成在装运包装的背部部分。装运包装的后缘的竖直稳定器可以在UAV运送期间抑制包装的运动。特别地，如果包装没有刚性地联接到UAV，则包装的运动可以被抑制。通过在UAV飞行期间稳定装运包装，在UAV飞行期间，包装的内容物以及包装本身不会太多移动。稳定器改善了UAV的飞行动力学，这提高了UAV在运送过程中的效率并降低了燃料成本。
方法1000还涉及，在装运包装的顶部处连接第一侧部区段和第二侧部区段以形成装运包装的把手，如图8中的方框1010所示出的。在一些示例中，在装运包装的顶部部分处连接第一侧部区段和第二侧部区段也可以形成将装运包装连接到UAV的适配器的装运包装运载工具连接器。装运包装可以从装运包装的把手上方的装运包装运载工具连接器分离。绳子、索带或其他物体可用于从装运包装运载工具连接器分离装运包装。在另外的示例中，装运包装把手可以被设计为允许包装的接收者容易地携带装运包装。
XVI.结论
图中所示的特定布置不应视为限制。应当理解的是，其他实施方式可以包括更多或更少给定附图中所示的每个元件。此外，所示元件中的一些可以被组合或省略。另外，示例性实施方式可以包括图中未示出的元件。
另外，虽然本文已经公开了多个方面和实施方式，但是其他方面和实施方式对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施方式是用于说明的目的，而非旨在进行限制，真正的范围和精神由以下权利要求书指出。可以使用其他实施方式，并且可以做出其他改变，而不偏离本文提出的主题的精神或范围。将容易理解的是，如本文一般性描述并且在附图中示出的本公开的方面可以以各种各样的不同配置进行布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本文中考虑。

Claims (11)

1.一种装运包装，其特征在于，包括：
形成所述装运包装的底部部分的中间区段；
第一侧部区段，所述第一侧部区段连接所述第一侧部区段和所述中间区段，其中所述第一侧部区段形成所述装运包装的第一侧部部分，所述第一侧部部分从所述底部部分向上逐渐变窄到所述装运包装的顶部部分；以及
第二侧部区段，所述第二侧部区段与所述第一侧部区段相反且连接所述第二侧部区段和所述中间区段，其中所述第二侧部区段形成所述装运包装的第二侧部部分，所述第二侧部部分从所述底部部分向上逐渐变窄到所述装运包装的顶部部分，
定位在所述装运包装的顶部部分的把手；
其中所述中间区段、所述第一侧部区段和所述第二侧部区段相交，以形成装运包装的逐渐变窄的前部部分，所述逐渐变窄的前部部分延伸超过所述装运包装的底部部分。
2.根据权利要求1所述的装运包装，其特征在于：
所述逐渐变窄的前部部分终止于尖的前部部分。
3.根据权利要求1所述的装运包装，其特征在于：
所述中间区段、所述第一侧部区段和所述第二侧部区段相交，以形成装运包装的逐渐变窄的背部部分，所述逐渐变窄的背部部分延伸超过所述底部部分。
4.根据权利要求3所述的装运包装，其特征在于：
所述逐渐变窄的背部部分终止于尖的背部部分。
5.根据权利要求4所述的装运包装，其特征在于：
所述逐渐变窄的前部部分终止于尖的前部部分。
6.根据权利要求1所述的装运包装，其特征在于：
所述中间区段具有六边形形状。
7.根据权利要求6所述的装运包装，其特征在于：
所述第一侧部区段具有六边形形状，且所述第二侧部区段具有六边形形状。
8.根据权利要求1所述的装运包装，其特征在于：
所述把手包括开口。
9.根据权利要求8所述的装运包装，其特征在于：
一个或多个孔口定位在所述把手的开口附近，并用作运载工具连接器，其中一个或多个孔口构造成由位于飞行运载工具内的装运包装适配器保持。
10.根据权利要求1所述的装运包装，其特征在于：
所述第一侧部区段、所述第二侧部区段和所述中间区段由单片材料形成。
11.根据权利要求10所述的装运包装，其特征在于：
所述把手由与所述第一侧部区段、所述第二侧部区段以及所述中间区段同一片材料形成。
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