CN216102769U - 包括主飞机和副飞机的无人空中运送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种包括主飞机和副飞机的无人空中运送系统。该无人空中运送系统包括：主飞机(100)，所述主飞机(100)包括机架(102)和容纳至少一个货物(110)的至少一个货物区域(108)；以及至少一个副飞机(200)，所述副飞机(200)从主飞机(100)卸载货物(110)，并将货物(110)运送到目的地，其中，所述货物(110)包括定制容器(111)，定制容器(111)包括外部，并且，定制容器(111)包括内部(111N)以容纳运送物品，并且定制容器(111)是水密的。

Description

包括主飞机和副飞机的无人空中运送系统

技术领域

本实用新型涉及无人空中运送系统，更具体地，涉及一种包括将货物运送到运送位置的多个飞机的系统。

背景技术

电子商务在全球范围内呈上升趋势，运送服务在电子商务中起着核心作用。诸如快递服务和输运服务之类的运送服务使用各种方式向顾客和从顾客运送信件、包裹和邮包(以下称为“物品”)。经由无人机(UAV)是一种有效地将物品运送到相应运送地点或目的地的新兴手段。UAV通常是大型系统的一部分，该系统称为无人空中运送系统(UADS)。

尽管空中运送系统的潜力和效率得到了公认，但在人口稠密地区，大型和重型无人机(UAV)的运行仍存在安全隐患。一种显然的解决方案是在这些地区运行时，使用多旋翼飞机形式的更轻更小的运送UAV。多旋翼飞机的安全优势来自于以下事实：多旋翼飞机使用螺旋桨，而不是具有旋翼直径通常超过1米的旋转主叶片的旋翼机。此外，可以在多旋翼飞机上安装螺旋桨护罩，以提高操作安全性。然而，与旋翼机的大得多的旋翼相比，多旋翼飞机的螺旋桨固有地在升力产生方面的效率较低，这限制了多旋翼飞机的行程范围和运载货物的能力。

用于空中运送的UAV的发展很多，然而，这些飞机通常基于多旋翼飞机设计，其垂直推力由螺旋桨提供。

因此，仍然需要开发一种无人空中运送系统，该系统既解决与在人口稠密地区的UAV操作有关的安全问题，又解决跨远距离运输实际重量的多个物品的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是试图减轻与在稠密人口地区中操作的具有旋转旋翼叶片的大型和重型无人机(UAV)相关的风险。

本实用新型涉及一种无人空中运送系统，其包括主飞机和至少一个副飞机。本实用新型的构思在于，使主飞机远离人口稠密地区，并且使较小和较安全的副飞机执行从主飞机到地面上的运送地点或目的地的空中运送。

在本实用新型中，货物包括定制容器，并且定制容器还包括要被运送到地面上的运送位置的至少一个物品。在替代实施例中，定制容器可以是空的并且不包括物品。

在本实用新型的实施例中，主飞机包括至少一个货物区域以容纳至少一个货物，并且副飞机的主要作用是从主飞机卸载货物并将货物运送到目的地。根据本实用新型，副飞机还可以从地面上的位置取回货物，并将所述货物装载到主飞机上。

根据本实用新型，多种类型的飞机可以用作主飞机，比如旋翼机、固定翼飞机和地效应飞机。主飞机的关键要求是具有相对较大的运送货物的能力和有效巡航的能力。主飞机的示例是具有双旋翼的旋翼机。类似地，多种类型的飞机可以用作副飞机，但它们优选应具有垂直起降(VTOL)能力，以便于将货物运送到住宅区和城市环境中的办公室。适于用作副飞机的飞机的示例是多旋翼飞机。这是因为多旋翼飞机具有VTOL能力，可以安装螺旋桨护罩以防止损坏财物，并防止在运送过程中对人和宠物造成身体伤害。副飞机的另一可能示例是如马来西亚专利申请第PI2020000674号中所述的包括水平和垂直推进器的飞机，其中该飞机能够执行悬停和VTOL飞行。

在实施例中，副飞机可以是基于地面的，或者，所述副飞机可以在非运送阶段(比如运输期间)对接在主飞机上的对接站上。基于地面的副飞机的示例是多旋翼飞机加上其专用对接站以接收和存储货物。专用对接站可以放置在办公楼的住宅或屋顶上。

附图说明

图1(a)是根据本实用新型的包括双旋翼和机架的无人旋翼机形式的示例性主飞机的透视图。

图1(b)是如图1(a)所示的主飞机的侧视图，包括至少一个货物区域，用以容纳至少一个货物。

图1(c)是示出了根据本实用新型的副无人飞机从主飞机卸载货物，同时所述主飞机处于空中的透视图。

图1(d)是多旋翼飞机形式的副飞机的透视图。

图2是示出根据本实用新型的实施例的透视图，其中，副飞机在运输或非运送阶段期间对接在主飞机上。

图3(a)是示出了锁定装置位于旋翼机的机架上以及定制容器的外部上的透视图。

图3(b)是根据本实用新型的定制容器的透视图，其为长方体形状并且包括六个面。

图3(c)是根据本实用新型的定制容器的透视图，其盖处于打开位置，露出了容纳至少一个物品的内部。

图3(d)是根据本实用新型的定制容器的透视图，其中内部包括电源和电路板。

图4是副飞机的实施例的透视图。

图5是鸭式双翼飞机形式的主飞机的实施例的透视图，其中有两对前机翼和两对后机翼。

具体实施方式

本实用新型涉及一种无人空中运送系统，包括主飞机和至少一个副飞机。

图1(a)是根据本实用新型的用作主飞机(100)的示例性无人旋翼机的透视图。旋翼机包括机架(102)；两对着陆滑橇(104)，一对朝向旋翼机的前面，另一对朝向旋翼机的后面；以及两个旋翼(106A、106B)，其以并排配置布置，即一个在另一个的前面。旋翼产生升力并为旋翼机提供循环控制。

如图1(b)的侧视图所示，主飞机(100)包括至少一个货物区域(108) 以容纳至少一个货物(110)。货物区域(108)在图1(b)中由虚线包围，货物区域(108)位于机架(102)上方。

每个货物(110)还包括定制容器(111)，并且根据本实用新型，定制容器(111)设计为将至少一个物品保持在其内部。在替代实施例中，定制容器(111)的内部可以是空的并且不包含任何物品，并且一种这样的情况是当从住宅中取回空的定制容器(111)时。

在该示例性实施例中，如图1(c)中的透视图所示，当旋翼机在空中时，两个副无人飞机(200)从旋翼机上卸载货物(110)。在本实用新型中，副飞机(200)的主要作用是从主飞机(100)上卸载至少一个货物(110)并将货物(110)运送到其目的地。在该示例中，副飞机(200)是多旋翼飞机。图1(d)示出了包括四个旋翼的多旋翼飞机的透视图。一些重型提升多旋翼飞机可有八个旋翼，称为“八旋翼机”。

在本实用新型中，副飞机(200)可以是基于地面的，或者，副飞机(200) 可以在非运送阶段(比如运输期间)对接在主飞机(100)上。图2示出了主飞机(100)，在这种情况下以旋翼机为例，还包括至少一个对接站(112)，其允许副飞机(200)(在这种情况下以至少一个多旋翼飞机为例)在运输或非运送阶段期间在对接站(112)上对接。在副飞机为多旋翼飞机的情况下，对接站的表面可以相对于机架(102)的表面以2°到60°的范围的角度向前倾斜，以优化多旋翼飞机在前进空速情况下的启动和对接性能。

两个旋翼(106A、106B)设置在机架(102)下方，以使与副飞机(200) 的意外碰撞的情况最小化，并且便于对接站(112)设置在机架(102)的上侧，以便使副飞机(200)的对接和启动变得更容易。

为了增加货物密度，附加的货物区域(108)可以位于机架(102)下方，如图2所示。锁定装置可用于帮助实现所谓的“露天”配置，其中，货物在飞行过程中会暴露并经受气流。“露天”配置的优点在于，副飞机(200)更容易从主飞机(100)装载和卸载货物，同时主飞机(100)在空中。

机架(102)包括至少一个第二锁定装置(114)，如图3(a)所示。定制容器(111)包括外部，外部包括第一锁定装置(114')，该第一锁定装置与机架(102)上的第二锁定装置(114)互补，从而在运输或非运送阶段期间将定制容器(111)固定到旋翼机的机架(102)。第一和第二锁定装置的可能示例是机械方法和机电方法。

定制容器(111)的外形是具有倒圆边缘(111R)的基本长方体，并且包括六个平坦面(111F)，如图3(b)中的直箭头所示。具有倒圆边缘(111R) 的目的是减少运输过程中的空气动力学阻力。定制容器(111)的顶部平坦面(111F)还形成盖(111C)的一部分，可以将其取下以露出内部(111N)，该内部设计成容纳用于空中运送的至少一个物品，如图3(c)所示。

基于机电方法在定制容器(111)上实现第一锁定装置(114')的方式是设置小型电源(116)，比如超级电容器或电池组，其布置成使得其与定制容器(111)的内部(111N)的壁(111W)基本齐平，如图3(d)所示。电源 (116)可以设计成可通过感应充电或压电效应或诸如传统有线充电之类的其他合适方式来再充电。机电方法的优点是，可以使用无线智能锁定系统，其中，当副飞机(200)准备从主飞机(100)上卸下定制容器(111)时，将其从机架(102)上脱离。

另外，定制容器(111)的至少一个平坦面(111F)可以包括至少一个第一锁定装置(114')，使得多个定制容器(111)在运输或非运送阶段期间在水平和垂直方向上彼此固定。此外，定制容器(111)还可包括至少一个电路板(117)，其控制本实用新型中的第一锁定装置(114')的锁定和解锁过程。电路板(117)还可以包括无线模块，以使得能够进行无线通信。

如果定制容器(111)是水密的，从而下雨天也可以进行空中运送，这是有利的。实现水密性的方式是使用橡胶密封条。

根据本实用新型，对于具有上部和下部货物区域(108)的主飞机(100)，可以设想以下空中运送和取回方案：上部货物区域(108)用于保持具有物品的定制容器(111)，副飞机(200)卸下并将它们运送到地面上的目的地；并且同一组或不同组的副飞机(200)从地面拾起空的定制容器(111)(无物品)，并将其装载到下部货物区域(108)，这些过程发生的同时，主飞机 (100)即旋翼机处于空中。

在示例性实施例中，副飞机(200)包括机身(202)、至少一对固定翼 (204)、至少一个水平推进器(206)、至少一对垂直推进器(208A、208B) 以及附接端子(210)，如图4所示。附接端子(210)在对接时用作飞机的起落架，同时其用作将飞机附接至定制容器(111)的端子。附接端子(210) 可从垂直位置向后倾斜45°。

在本实用新型的另一实施例中，主飞机(100)为固定翼飞机的形式，并且尽管需要跑道起降，通常期望其具有比旋翼机更有效的巡航，因此其适用于距调度中心远得多的目的地。图5示出了这种飞机的示例。固定翼飞机包括至少一对前机翼(302A)和至少一对后机翼(302B)。与单翼飞机相比，图5中所示的双翼飞机允许翼展更短，使地面处理更易于管理。至少一对前机翼(302A)和至少一对后机翼(302B)包括副翼(304)，其可用于控制飞机的侧倾和俯仰。该飞机还包括至少一个垂直稳定器(306)和水平推进器(308)。机翼翼型可以是高升力型，比如EPPLER E423或SELIG S1223。

在本实用新型的又一实施例中，主飞机(100)是地效应飞机的形式。该实施例的不同优点在于其具有有效的巡航，因此具有良好的航程，并且在运送阶段期间，主飞机(100)可以沉降在水面上而非消耗能量以保持在空中。

已经出于说明和描述的目的给出了本实用新型的前述描述。此外，该描述无意将本实用新型限制为本文公开的形式。因此，与上述教导以及相关领域的技术和知识相对应的变型和修改都在本实用新型的范围内。上文描述的实施例还旨在解释已知的实践本实用新型的最佳方式，并使本领域的其他技术人员能够以这样或其他实施例来利用本实用新型，并且可以进行特定应用或特定用途所要求的各种修改。其意图是将所附权利要求解释为包括现有技术所允许的程度的替代实施例。

Claims (8)

1.一种无人空中运送系统，其特征在于，包括：

主飞机(100)，所述主飞机(100)包括机架(102)和容纳至少一个货物(110)的至少一个货物区域(108)；以及

至少一个副飞机(200)，所述副飞机(200)从主飞机(100)卸载货物(110)，并将货物(110)运送到目的地，其中，

所述货物(110)包括定制容器(111)，定制容器(111)包括外部，并且，定制容器(111)包括内部(111N)以容纳运送物品，并且定制容器(111)是水密的。

2.根据权利要求1所述的无人空中运送系统，其特征在于，定制容器(111)的所述外部包括至少一个第一锁定装置(114')，使得定制容器(111)在非运送阶段期间被固定至主飞机(100)的机架(102)。

3.根据权利要求1所述的无人空中运送系统，其特征在于，所述机架(102)包括至少一个第二锁定装置(114)，使得定制容器(111)在非运送阶段期间被固定至主飞机(100)的机架(102)。

4.根据权利要求1所述的无人空中运送系统，其特征在于，所述内部(111N)包括电源(116)和电路板(117)。

5.根据权利要求4所述的无人空中运送系统，其特征在于，所述电源(116)可通过感应充电进行再充电。

6.根据权利要求4所述的无人空中运送系统，其特征在于，所述电路板(117)包括无线模块。

7.根据权利要求1所述的无人空中运送系统，其特征在于，所述定制容器(111)的外形是具有倒圆边缘(111R)的基本长方体，并且包括六个平坦面(111F)，并且，至少一个平坦面(111F)包括至少一个第一锁定装置(114')，使得多个定制容器(111)在水平方向上彼此固定。

8.根据权利要求1所述的无人空中运送系统，其特征在于，所述定制容器(111)的外形是具有倒圆边缘(111R)的基本长方体，并且包括六个平坦面(111F)，并且，至少一个平坦面(111F)包括至少一个第一锁定装置(114')，使得多个定制容器(111)在水平和垂直方向上彼此固定。

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