JP6434644B2 - ３方向のウィングの構成を有する無人空輸手段 - Google Patents

Description

優先権
本出願は、２０１５年３月３日に出願された、「Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｗｉｔｈ Ａ Ｔｒｉ−Ｗｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」と題する米国出願第１４／６３７，３２３号の利益を主張する。この文献は参照することにより、その全体が、本明細書に組み込まれる。

マルチプロペラ空輸手段（たとえば、クワッドコプタ、オクトコプタ）が、ますます一般的になってきている。そのような輸送手段の多くは、別々の多数のプロペラ、制御構成要素、電源（たとえば、バッテリ）などを支持することになる本体構成を含んでいる。

詳細な説明は、添付図面を参照して説明される。図中、参照符号の一番左の数字（複数可）は、その参照符号が最初に現れる図を示している。異なる図で同じ参照符号を使用することにより、同様または同じアイテムまたは特徴を示している。

一実施態様に係る、無人空輸手段の構成を示す図。 一実施態様に係る、無人空輸手段の外周フレームの一部分を示す図。 一実施態様に係る、無人空輸手段のコーナ連結部を示す図。 一実施態様に係る、無人空輸手段の前方ウィングの一部分を示す図。 一実施態様に係る、無人空輸手段の前方ウィングの一部分を示す図。 一実施態様に係る、無人空輸手段のサイドレール及びパワーモジュールの一部分を示す図。 様々な実施態様で使用され得る、無人空輸手段の制御システムの例示的実施態様を示すブロック図。

各実施態様が本明細書に例として記載されているが、当業者であれば、各実施態様が記載の実施例または図に限定されないことを理解するであろう。図面及びその詳細な説明は、各実施態様を開示の特定の形態に限定することを意図していないが、対照的に、その意図は、添付の特許請求の範囲によって規定される精神及び範囲内にあるすべての変形、均等及び代替形態をカバーするものであることを理解されたい。本明細書に使用される表題は、構成上の目的のみのためであり、詳細な説明または特許請求の範囲の範囲を限定するために使用されることを意図していない。本明細書を通して使用される場合、「ｍａｙ（してもよい）」との用語は、義務的な意味（すなわち、マストを意味する）というよりはむしろ、許容の意味で使用される（すなわち、その可能性があることを意味している）。同様に、「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」及び「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」との用語は、「含むが、それに限定されない」ことを意味している。さらに、本明細書で使用される場合、「ｃｏｕｐｌｅｄ（結合される）」との用語は、接続が恒久的（たとえば、溶接）かもしくは一時的（たとえば、ボルト接続）か、直接的かもしくは間接的（すなわち、中間物を通して）か、または機械的か、化学的か、光学的かもしくは電気的かに関わらず、ともに接続された２つ以上の構成要素に関する場合がある。さらに、本明細書で使用される場合、「ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ（水平の）」飛行は、地面（すなわち、海水面）に対してほぼ平行な方向に移動する飛行に関し、「ｖｅｒｔｉｃａｌ（垂直の）」飛行は、地球の中心からほぼ径方向外側に移動する飛行に関する。当業者には、軌道が「ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ（水平の）」飛行ベクトルと「ｖｅｒｔｉｃａｌ（垂直の）」飛行ベクトルとの両方の成分を含む場合があることを理解されたい。

本開示は、ＵＡＶに対する構造的支持を提供し、ＵＡＶのプロペラの周りの保護バリアを提供し、また、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際にＵＡＶを垂直方向に上昇させるフレームを含む、無人空輸手段（「ＵＡＶ」）の構成を記載している。一実施態様では、フレームの前方は、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動している際に、ＵＡＶを垂直方向に上昇させるウィングとして形成され得る。同様に、フレームの後方は、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動している際に、やはりＵＡＶを上昇させる、１つまたは複数のウィングを含み得る。

前方ウィング及び後方ウィング（複数可）は、各ウィングの端部から延びるとともに、各ウィングの端部を接続し、ＵＡＶのための、実質的に多角形形状（たとえば、矩形、五角形、六角形、八角形など）の外周フレームを形成する、水平サイドレールと結合され得る。外周フレームには、前方ウィング、後方ウィング（複数可）及び２つの接続サイドレールが含まれている。一実施態様では、外周フレームは、上昇モータ及び対応する上昇プロペラを包含して、上昇プロペラ周りの保護バリアを形成するように、ほぼ矩形形状に構成され得る。たとえば、中心フレームは、外周フレームのほぼ矩形形状の中に形成されるとともに、外周フレームの内部に結合され得る。中心フレームは、ＵＡＶの中心付近に位置するハブを含み得、このハブから、複数のモータアームが延びている。各モータアームは、ハブから延びるとともに、対応する上昇モータ及び上昇プロペラが取り付けられているモータマウントに結合してもよく、またはモータマウント内に別様に終端し得る。１つまたは複数の支持アームは、各モータマウントから延びるとともに、外周フレームの内部と結合してもよく、または外周フレームの内部に別様に終端し得る。いくつかの実施態様では、透過性材料（たとえば、メッシュ、スクリーン）が、外周フレームの頂部及び／または底部に貼り付けられ得る。この透過性材料は、外周フレームの内部の頂部及び／または底部にわたって延びるとともに、ＵＡＶの上昇プロペラを囲んでいる。

ＵＡＶは、任意の数の上昇モータ及び対応する上昇プロペラを有し得る。たとえば、ＵＡＶは、４つの上昇モータ及び上昇プロペラ（クワッドコプタとしても知られている）、８つの上昇モータ及び上昇プロペラ（オクトコプタとしても知られている）などを含む場合がある。これらの上昇モータ及び上昇プロペラの各々は、対応するモータマウントにおいて、中心フレームに取り付けられ得る。同様に、水平飛行の効率を向上させるために、ＵＡＶは、１つまたは複数の上昇モータ及び／またはＵＡＶのフレームに対してほぼ９０度に向けられた、１つまたは複数の推進モータ及び推進プロペラをも含み得る。ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動している際に、推進モータ（複数可）が係合し得、また、推進プロペラ（複数可）は、ＵＡＶの水平方向の推進の助けになることになる。いくつかの実施態様では、推進モータ（複数可）が係合している場合、上昇モータの回転速度は低減され得、それにより、効率が上昇し、ＵＡＶの消費電力を低減する。

いくつかの実施態様では、フレームは、単一成型またはユニボディの設計で形成され得る。他の実施態様では、外周フレーム及び／または中心フレームの１つまたは複数の構成要素は、ともに結合され得る。いくつかの実施態様では、ＵＡＶの効率をさらに向上させるために、ＵＡＶの中心フレーム、外周フレーム及び／または他の構成要素が、炭素繊維、グラファイト、機械加工されたアルミニウム、チタニウム、グラスファイバなどの、１つまたは複数の軽量材料で形成され得る。材料に関係なく、各構成要素（たとえば、モータアーム、ウィング、コーナ連結部、サイドレール）は、中空の内部キャビティを有して形成され得、または軽量コア（たとえば、発泡材料、木材、プラスチック）周りに形成され得、それにより、重量を低減し、構造的剛性を向上させ、１つまたは複数のワイヤ及び／またはケーブルが内部を通過することができ、及び／または他の構成要素が収容され得る、チャネルを提供する。たとえば、モータアームは、内側コア（たとえば、発泡材料、木材、プラスチック）と、中空部分との両方を含み得る。発泡材料、木材、プラスチックなど、またはそれらの任意の組合せで形成され得る内側コアは、モータアームに対する次元を増大させ、モータアームの構造的完全性を増大させる助けになる。モータアームの頂部に沿って、またはモータアームの内部を通って延び得る中空部分または内部キャビティは、モータ制御ワイヤなどのワイヤまたは任意の他のＵＡＶ構成要素（たとえば、バッテリ、コントローラなど）が内部を通って位置し得るチャネルを提供する。

いくつかの実施態様では、ＵＡＶは、容易な係合解除及び／またはパーツの交換を可能にするために、チャネルを通るワイヤが複数の連結部を有するように構成され得る。たとえば、モータワイヤは、複数の分離可能な連結部を有して構成され得る。たとえば、モータワイヤは、モータから延びるとともに、モータワイヤが電子速度制御（「ＥＳＣ」）に接続する単一の結合部のみを有するというよりはむしろ、モータにおいて、またはモータ付近に、分離可能な連結部を有し得る。モータ付近にモータワイヤのための分離可能な連結部を有することにより、モータは、ＵＡＶの他の構成要素のいずれも係合解除する必要なく、容易に取外し及び交換すること、ＵＡＶ制御システムにアクセスすること、またはモータワイヤをＵＡＶから取り外すことができる。

図１は、一実施態様に係る、ＵＡＶ１００を示す図である。図示のように、ＵＡＶ１００は、前方ウィング１２０、下方後方ウィング１２４、上方後方ウィング１２２、及び２つの水平サイドレール１３０−１、１３０−２を含む外周フレーム１０４を含んでいる。各水平サイドレール１３０は、前方ウィング１２０の両端部と、上方後方ウィング１２２及び下方後方ウィング１２４の両端部とに結合されている。いくつかの実施態様では、前方左側コーナ連結部１３１−１、前方右側コーナ連結部１３１−２、後方左側コーナ連結部１３１−３、後方右側コーナ連結部１３１−４などの、コーナ連結部と結合し得る。そのような実施例では、コーナ連結部は、外周フレーム１０４の一部でもある。例示的コーナ連結部は、図３に関して、以下にさらに論じる。

前方ウィング１２０、下方後方ウィング１２４、上方後方ウィング１２２、サイドレール１３０−１、１３０−２及びコーナ連結部１３１などの外周フレーム１０４の構成要素は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタニウムなど、またはそれらの任意の組合せなどの、任意の１つまたは複数の適切な材料で形成され得る。図示の例では、ＵＡＶ１００の外周フレーム１０４の構成要素は、それぞれ、炭素繊維で形成され、コーナ連結部１３１を使用してコーナにおいて結合している。外周フレーム１０４の構成要素は、様々な技術を使用して結合され得る。たとえば、外周フレーム１０４の構成要素が炭素繊維である場合、外周フレーム１０４は、ともにフィットするとともに、当業者に既知の技術である、二次ボンディングを使用して結合され得る。他の実施態様では、外周フレーム１０４の構成要素は、ネジ、リベット、ラッチ、４分の１回転する締結具などの１つまたは複数の取付け機構で貼り付けられ得、または恒久的方式または取外し可能な方式で別様にともに固定され得る。

前方ウィング１２０、下方後方ウィング１２４及び上方後方ウィング１２２は、３方向のウィングの構成で配置され、各ウィングが、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際に、ＵＡＶ１００を上昇させる。たとえば、ウィングの各々は、水平飛行時にウィング上を通過する空気流に起因して上昇させる翼形状を有し得る。

前方ウィング１２０の両端は、前方左側コーナ連結部１３１−１及び前方右側コーナ連結部１３１−２などのコーナ連結部１３１と結合し得る。いくつかの実施態様では、前方ウィングは、１つまたは複数のフラップ１２７またはエルロンを含み得る。この１つまたは複数のフラップ１２７またはエルロンは、単独で、または上昇モータ１０６、上昇プロペラ１０２、推進モータ１１０、推進プロペラ１１２及び／または以下に論じる後方ウィング上の他のフラップと組み合わせて、ＵＡＶ１００のピッチ、ヨー及び／またはロールを調整するのに使用され得る。いくつかの実施態様では、フラップ１２７は、ＵＡＶ１００の外部の対象による上昇プロペラ１０２へのアクセスをさらに防止するための保護シュラウドとしても使用され得る。たとえば、ＵＡＶ１００が垂直方向に移動しているまたはホバリングしている場合、図５に示すとともに、図５に関して以下に論じるように、フラップ１２７は、上昇プロペラ１０２の一部分の周りの保護バリアの高さを増大させるように、延長され得る。

いくつかの実施態様では、前方ウィング１２０は、図１に示すように、フラップ１２７の２つ以上の対を含み得る。他の実施態様では、たとえば、前方推進モータ１１０−１が存在しない場合、前方ウィング１２０は、ほぼ前方ウィング１２０の長さに延びる単一のフラップ１２７のみを含み得る。前方ウィング１２０がフラップ１２７を含まない場合、上昇モータ１０６及び上昇プロペラ１０２、推進モータ１１０、推進プロペラ１１２及び／または後方ウィングのフラップが、飛行中にＵＡＶ１００のピッチ、ヨー及び／またはロールを制御するために利用され得る。

下方後方ウィング１２４の両端は、後方左側コーナ連結部１３１−３及び後方右側コーナ連結部１３１−４などのコーナ連結部１３１と結合され得る。いくつかの実施態様では、下方後方ウィングは、１つまたは複数のフラップ１２３またはエルロンを含み得る。この１つまたは複数のフラップ１２３またはエルロンは、単独で、または上昇モータ１０６、上昇プロペラ１０２、推進モータ１１０、推進プロペラ１１２及び／または前方ウィング上のフラップ１２７と組み合わせて、ＵＡＶ１００のピッチ、ヨー及び／またはロールを調整するのに使用され得る。いくつかの実施態様では、フラップ１２３は、ＵＡＶ１００の外部の対象による上昇プロペラ１０２へのアクセスをさらに防止するための保護シュラウドとしても使用され得る。たとえば、ＵＡＶ１００が垂直方向に移動しているまたはホバリングしている場合、フラップ１２３は、前方ウィング１２０の前方フラップ１２７の延長と同様に延長され得る。

いくつかの実施態様では、後方ウィング１２４は、図１に示すように、２つ以上のフラップ１２３を含み得、または図４のアイテム４２２及び図５のアイテム５２２としてより詳細に示すように、フラップの２つ以上の対を含み得る。他の実施態様では、たとえば、下方後方ウィングに取り付けられた後方推進モータ１１０−２が存在しない場合、後方ウィング１２４は、ほぼ下方後方ウィング１２４の長さに延びる単一のフラップ１２３のみを含み得る。他の実施態様では、下方後方ウィングが２つの推進モータを含む場合、下方後方ウィングは、下方後方ウィング１２４の両側に１つずつ、そして下方後方ウィング１２４に取り付けられた２つの推進モータの間に１つの、３つのフラップ１２３を含むように構成され得る。

上方後方ウィング１２２の両端は、後方左側コーナ連結部１３１−３及び後方右側コーナ連結部１３１−４などのコーナ連結部１３１と結合し得る。いくつかの実施態様では、下方後方ウィングのように、上方後方ウィング１２２は、１つまたは複数のフラップ（図示せず）またはエルロンを含み得る。この１つまたは複数のフラップまたはエルロンは、単独で、または上昇モータ１０６、上昇プロペラ１０２、推進モータ１１０、推進プロペラ１１２及び／または他のウィングの他のフラップと組み合わせて、ＵＡＶ１００のピッチ、ヨー及び／またはロールを調整するのに使用され得る。いくつかの実施態様では、フラップは、ＵＡＶ１００の外部の対象による上昇プロペラ１０２へのアクセスをさらに防止するための保護シュラウドとしても使用され得る。たとえば、ＵＡＶ１００が垂直方向に移動しているまたはホバリングしている場合、フラップは、前方ウィング１２０の前方フラップ１２７または下方後方ウィングのフラップ１２３の延長と同様に延長され得る。

前方ウィング１２０、下方後方ウィング１２４及び上方後方ウィング１２２は、ＵＡＶ１００が水平方向の成分を含む方向に移動する際に、ＵＡＶを安定させるように、比例的な位置及びサイズとされ得る。たとえば、下方後方ウィング１２４及び上方後方ウィング１２２は、下方後方ウィング１２４と上方後方ウィング１２２との各々によって生じる垂直方向の上昇ベクトルが、ともに近く、それにより、水平飛行の間、不安定になり得るように、垂直方向にスタックされている。対照的に、前方ウィング１２０は、前方ウィング１２０によって生じる垂直方向の上昇ベクトルが、下方後方ウィング１２４及び上方後方ウィング１２２の垂直方向の上昇ベクトルとともに作用し、効率、安定性及び制御を提供するように、後方ウィングから長手方向に分離している。

いくつかの実施態様では、ＵＡＶ１００の安定性及び制御をさらに向上させるために、１つまたは複数のウィングレット１２１、すなわちスタビライザアームは、やはり、外周フレーム１０４に結合され得、または外周フレーム１０４の一部として含まれ得る。図１に関して示されている実施例では、前方左側コーナ連結部１３１−１と前方右側コーナ連結部１３１−２との下部側にそれぞれ取り付けられた、２つの前方ウィングレット１２１−１と１２１−２とが存在する。ウィングレット１２１は、前方ウィング１２０及びサイドレール１３０に対してほぼ垂直に、下方向に延びている。同様に、２つの後方コーナ連結部１３１−３、１３１−４は、やはり、ウィングレットとして形成されるとともに作用し、ＵＡＶ１００が水平方向の成分を含む方向に移動する際に、ＵＡＶ１００にさらなる安定性及び制御を提供する。

ウィングレット１２１及び後方コーナ連結部１３１は、ＵＡＶ１００の長さ、幅及び高さに比例する寸法を有し得、また、水平飛行の間、ＵＡＶ１００に安定性及び制御を提供するように、ＵＡＶ１００の重心付近に基づいて配置され得る。たとえば、一実施態様では、ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ１００の前部からＵＡＶ１００の後部までの約６４．７５インチの長さと、約６０．００インチの幅とにすることができる。そのような構成では、前方ウィング１２０は、約６０．００インチ対約７．８７インチの寸法を有している。下方後方ウィング１２４は、約６０．００インチ対約９．１４インチの寸法を有している。上方後方ウィング１２２は、約６０．００インチ対約５．４７インチの寸法を有している。下方後方ウィングと上方後方ウィングとの間の垂直方向の間隔は、約２１．６５インチである。ウィングレット１２１は、ＵＡＶの外周フレームとのコーナ連結部において、約６．４０インチの幅であり、ウィングレットの反対側の端部において約５．９１インチの幅であり、長さが約２３．６２インチである。後方コーナ連結部１３１−３、１３１−４は、下方後方ウィング１２４と結合する端部において約９．１４インチの幅であり、反対側の端部において約８．０４インチの幅であり、長さが約２１．６５インチである。ＵＡＶ１００の全体の重量は約５０．００ポンドである。

外周フレーム１０４の内部に結合されているのは、中心フレーム１０７である。中心フレーム１０７は、ハブ１０８と、ハブ１０８から延びるとともに、外周フレーム１０４の内部と結合しているモータアーム１０５とを含んでいる。この実施例では、単一のハブ１０８と、４つのモータアーム１０５−１、１０５−２、１０５−３及び１０５−４とが存在する。モータアーム１０５の各々は、ハブ１０８のコーナ付近から延びるとともに、外周フレームのそれぞれの内部コーナと結合する、または内部コーナ内で終端している。図２に関して以下に論じるように、いくつかの実施態様では、各モータアーム１０５は、外周フレーム１０４のコーナ連結部１３１内に結合され得る。外周フレーム１０４と同様に、中心フレーム１０７は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタニウムなど、またはそれらの任意の組合せなどの、任意の適切な材料で形成され得る。この実施例では、中心フレーム１０７は、炭素繊維で形成され、コーナ連結部１３１において、外周フレーム１０４のコーナにおいて結合されている。中心フレーム１０７の外周フレーム１０４との結合は、外周フレーム１０４の構成要素の結合に関して上述した１つまたは複数の技術のいずれかを使用して行われ得る。

上昇モータ１０６は、上昇モータ１０６及び対応する上昇プロペラ１０２が、外周フレーム１０４のほぼ矩形形状内にあるように、各モータアーム１０５のほぼ中心に結合されている。一実施態様では、上昇モータ１０６は、下方向における各モータアーム１０５の下部、すなわち底部側に取り付けられており、それにより、上昇プロペラ１０２に取り付けられる上昇モータのプロペラシャフトが下方を向くようになっている。他の実施態様では、図１に示すように、上昇モータ１０６は、上方向におけるモータアーム１０５の頂部に取り付けられており、それにより、上昇プロペラ１０２に取り付けられる上昇モータのプロペラシャフトが上方を向くようになっている。この実施例では、４つの上昇モータ１０６−１、１０６−２、１０６−３及び１０６−４が存在し、各々が、それぞれのモータアーム１０５−１、１０５−２、１０５−３及び１０５−４の上側に取り付けられている。

いくつかの実施態様では、複数の上昇モータが各モータアーム１０５に結合され得る。たとえば、図１が、各上昇モータが各モータアームの頂部に取り付けられているクワッドコプタの構成を示しているが、同様の構成がオクトコプタのために利用され得る。たとえば、モータ１０６を各モータアーム１０５の上側に取り付けるのに加え、別の上昇モータも、各モータアーム１０５の下部側に取り付けられ、下方向に向けられ得る。別の実施態様では、中心フレームは、追加のモータアームなどの、別の構成を有し得る。たとえば、８つのモータアームは、様々な方向に延び得、また、上昇モータは、各モータアームに取り付けられ得る。

上昇モータは、ＵＡＶ１００及び任意の係合したペイロードを上昇させ、それにより、ペイロードの空輸を可能にする、上昇プロペラ１０２の十分な回転速度を生じることが可能である任意の形態のモータとすることができる。

各上昇モータ１０６に取り付けられているのは、上昇プロペラ１０２である。上昇プロペラ１０２は、任意の形態のプロペラ（たとえば、グラファイト、炭素繊維）と、ＵＡＶ１００、及びＵＡＶ１００が係合するペイロードのいずれかを上昇させるのに十分なサイズとすることができ、それにより、ＵＡＶ１００が、たとえば搬送位置までペイロードを搬送するように、空中を飛行することができる。たとえば、上昇プロペラ１０２の各々は、２４インチの寸法すなわち直径を有する炭素繊維のプロペラであってもよい。図１の描写により、すべてが同じサイズの上昇プロペラ１０２が示されているが、いくつかの実施態様では、上昇プロペラ１０２の１つまたは複数を異なるサイズ及び／または寸法としてもよい。同様に、この実施例では、４つの上昇プロペラ１０２−１、１０２−２、１０２−３及び１０２−４が含まれているが、他の実施態様では、４つより多いまたは少ないプロペラを上昇プロペラ１０２として利用してもよい。同様に、いくつかの実施態様では、上昇プロペラ１０２は、ＵＡＶ１００上の異なる位置に配置されていてもよい。さらに、代替的な推進方法が、本明細書に記載の実施態様における「モータ」として利用され得る。たとえば、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン、内燃エンジンなどが、ＵＡＶを上昇させるために使用され得る（プロペラまたは他のデバイスを伴う）。

上昇モータ１０６及び上昇プロペラ１０２に加え、ＵＡＶ１００は、１つまたは複数の推進モータ１１０及び対応する推進プロペラ１１２をも含み得る。推進モータ及び推進プロペラは、上昇モータ１０６及び上昇プロペラ１０２と同じまたは異なるものとすることができる。たとえば、いくつかの実施態様では、推進プロペラは、炭素繊維で形成され得、また、約１８インチの長さとされ得る。他の実施態様では、推進モータは、ＵＡＶを推進させるための他の推進形態を利用し得る。たとえば、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン、内燃エンジンなどが、推進モータとして使用され得る（プロペラまたは他のデバイスを伴う）。

推進モータ及び推進プロペラは、ＵＡＶ１００の外周フレーム１０４及び中心フレーム１０７に対してほぼ９０度に向けられるとともに、水平方向の成分を含む飛行の効率を増大させるのに利用され得る。たとえば、ＵＡＶ１００が水平方向の成分を含む方向に移動している場合、推進モータが係合して、ＵＡＶ１００を水平に推進させるように、推進プロペラを介して水平方向の推力を提供し得る。結果として、上昇モータ１０６によって利用される速度及び電力が低減され得る。代替的には、選択された実施態様において、推進モータは、推進と上昇との組合せを提供するように、外周フレーム１０４及び中心フレーム１０７に対して９０度よりも大または小である角度に向けられ得る。

図１に示す実施例では、ＵＡＶ１００は、２つの推進モータ１１０−１、１１０−２及び対応する推進プロペラ１１２−１、１１２−２を含んでいる。具体的には、図示の例では、前方ウィング１２０のほぼ中間ポイント付近に結合されるとともに位置する、前方推進モータ１１０−１が存在する。前方推進モータ１１０−１は、対応する推進プロペラ１１２−１が外周フレーム１０４の内側に位置するように向けられている。第２の推進モータは、下方後方ウィング１２４のほぼ中間ポイント付近に結合されるとともに位置している。後方推進モータ１１０−２は、対応する推進プロペラ１１２−２が外周フレーム１０４の内側に位置するように向けられている。

図１に示す例が、２つの推進モータ１１０及び対応する推進プロペラ１１２を有するＵＡＶを示しているが、他の実施態様では、より少ないまたはより多くの、推進モータ及び対応する推進プロペラがあってもよい。たとえば、いくつかの実施態様では、ＵＡＶ１００は、単一の後方推進モータ１１０及び対応する推進プロペラ１１２のみを含み得る。別の実施態様では、下方後方ウィング１２４に取り付けられた２つの推進モータ及び対応する推進プロペラがあってもよい。そのような構成では、前方推進モータ１１０−１は、ＵＡＶ１００に含まれ得る、またはＵＡＶ１００から省略され得る。同様に、図１に示す実施例が、外周フレーム１０４の内側の推進プロペラの位置に向けられた推進モータを示しているが、他の実施態様では、１つまたは複数の推進モータ１１０が、対応する推進プロペラ１１２が保護フレーム１０４の外側を向くように向けられ得る。

外周フレーム１０４により、ＵＡＶ１００の側部からの上昇プロペラ１０２へのアクセスを防止することによって、ＵＡＶ１００の外部の対象のための安全性が提供され、ＵＡＶ１００を保護し、ＵＡＶ１００の構造的完全性が増大する。たとえば、ＵＡＶ１００が水平に移動しており、外部の対象（たとえば、壁、建物）に衝突した場合、ＵＡＶ１００と外部の対象との間の衝撃は、プロペラよりもむしろ外周フレーム１０４とのものになる。同様に、フレームが中心フレーム１０７と相互接続されているため、衝撃からの力が外周フレーム１０４と中心フレーム１０７との両方にわたって分散する。

外周フレーム１０４は、ＵＡＶ１００の１つまたは複数の構成要素が取り付けられ得る表面をも提供する。代替的に、またはそれに加えて、ＵＡＶの１つまたは複数の構成要素が、外周フレーム１０４の各部分のキャビティ内に取り付けられ得る、または配置され得る。たとえば、図２に示すように、１つまたは複数のアンテナが、前方ウィング１２０上または前方ウィング１２０内に取り付けられ得る。アンテナは、無線通信の送信及び／または受信に使用され得る。たとえば、アンテナは、Ｗｉ−Ｆｉ、衛星、近距離無線通信（「ＮＦＣ」）、セルラ通信または無線通信の任意の他の形態に利用することができる。カメラ、フライト時間センサ、加速度計、傾斜計、距離判定要素、ジンバル、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信機／送信機、レーダ、照明要素、スピーカ、及び／またはＵＡＶ１００もしくはＵＡＶ制御システムの任意の他の構成要素（以下に論じる）などの、他の構成要素が、同様に外周フレーム１０４に、または外周フレーム１０４内に取り付けられ得る。同様に、識別または反射識別装置が、ＵＡＶ１００の識別の助けになるように、外周フレーム１０４に取り付けられ得る。

いくつかの実施態様では、外周フレーム１０４も、中心フレーム、上昇モータ及び／または上昇プロペラを包含する外周フレーム１０４の頂面及び／または下面にわたって延びる透過性材料（たとえば、メッシュ、スクリーン）を含み得る。

ＵＡＶ制御システム１１４も、中心フレーム１０７に取り付けられている。この実施例では、ＵＡＶ制御システム１１４は、ハブ１０８に取り付けられるとともに、保護バリア内に包含されている。保護バリアは、制御システム１１４を気象に対して保護し得、それにより、ＵＡＶ１００が、制御システム１１４に障害を生じることなく、雨及び／または雪の中で作動し得る。いくつかの実施態様では、保護バリアは、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動している際に、ドラグを低減するための空力学的形状を有し得る。保護バリアは、限定ではないが、黒鉛エポキシ、ケブラ及び／またはグラスファイバを含む任意の材料で形成され得る。いくつかの実施態様では、複数の材料が利用され得る。たとえば、ケブラは、信号を送信及び／または受信する必要があるエリアに利用され得る。

同様に、ＵＡＶ１００は、１つまたは複数のパワーモジュール（図示せず）を含んでいる。図６に関して以下に論じるように、パワーモジュールは、サイドレール１３０−１、１３０−２のキャビティ内に配置され得る。他の実施態様では、パワーモジュールは、ＵＡＶの他の位置に取り付けられ得る、または配置され得る。ＵＡＶ用のパワーモジュールは、バッテリパワー、ソーラパワー、ガスパワー、スーパコンデンサ、燃料電池、代替的電力発生源またはそれらの組合せの形態であってもよい。たとえば、パワーモジュールの各々は、６０００ｍＡｈのリチウム・イオン・ポリマ・バッテリまたはポリマ・リチウム・イオン（Ｌｉ−ｐｏｌｙ、Ｌｉ−Ｐｏｌ、ＬｉＰｏ、ＬＩＰ、ＰＬＩまたはＬｉｐ）バッテリであってもよい。パワーモジュール（複数可）は、ＵＡＶ制御システム１１４、上昇モータ１０６、推進モータ１１０及びペイロード係合機構（図示せず）に結合するとともに、電力を提供する。

いくつかの実施態様では、パワーモジュールの１つまたは複数は、そのパワーモジュールが、ＵＡＶが着陸している間または飛行中に、自動的に除去され、及び／または別のパワーモジュールと交換され得るように構成され得る。たとえば、ＵＡＶが、ある位置に着陸する場合、ＵＡＶは、パワーモジュールを再充電することになる位置において、充電部材と係合する場合がある。

上述のように、ＵＡＶ１００は、ペイロード係合機構（図示せず）をも含む場合がある。ペイロード係合機構は、アイテムまたはアイテムを保持するコンテナ（ペイロード）を係合及び／または係合解除するように構成され得る。この例では、ペイロード係合機構は、ＵＡＶ１００のフレーム１０４のハブ１０８の下方に位置しているとともに、ハブ１０８に結合している。ペイロード係合機構は、ペイロードをしっかりと係合及び係合解除するのに十分な任意のサイズであり得る。他の実施態様では、ペイロード係合機構は、コンテナとして動作し得、コンテナがアイテム（複数可）を包含する。ペイロード係合機構は、ＵＡＶ制御システム１１４と（有線または無線通信を介して）通信するとともに、ＵＡＶ制御システム１１４によって制御される。例示的ペイロード係合機構は、２０１４年９月３０日に出願された、「ＵＮＭＡＮＮＥＤ ＡＥＲＩＡＬ ＶＥＨＩＣＬＥ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＳＹＳＴＥＭ」と題する、同時係属中の特許出願第１４／５０２，７０７号に記載されている。この文献の主題は、参照することにより、その全体が、本明細書に組み込まれる。

図２は、一実施態様に係る、構成要素が前方左側コーナ連結部において結合された、外周フレームの部分図である。図２の描写は、前方左側コーナ連結部２４０、水平サイドレール２３０の一部分、前方ウィング２２３の一部分及びモータアーム２４６の一部分を含んでいる。この実施態様では、コーナ連結部は、入力／出力構成要素取付け位置２５１を含んでいる。取付け位置２５１には、照明要素、カメラ、マイク、距離判定要素、ＧＰＳ、加速度計、傾斜計、スピーカなどの、１つまたは複数の入力／出力構成要素を包む、囲むまたは別様に収容し得る。同様に、入力／出力構成要素のためのメモリまたは計算モジュールも、コーナ連結部２４０内に組み込まれ得る。いくつかの実施態様では、取付け位置２５１により、構成要素を、外部の対象、湿気、雨などに起因する損傷から保護するための、入力／出力構成要素のための保護バリアまたはシールドが提供され得る。たとえば、取付け位置２５１の表面または前部は、カメラなどの、取り付けられた入力／出力構成要素を、ＵＡＶが飛行する場合がある外部環境から保護する透過性または半透過性のシールドを含み得る。

やはり図２に示すように、前方ウィング２２３は、前方ウィング２２３の側部に取り付けられている表面である、または前方ウィング２２３の表面の内側に埋め込まれているアンテナ２４４を含み得る。アンテナがウィング内に埋め込まれた実施態様では、アンテナに隣接する、またはアンテナを覆うウィングの表面が、ケブラなどの材料で形成され得、この材料を通して、アンテナが波状信号を放射及び／または受信し得る。代替的には、またはそれに加えて、ウィングは、アンテナ付近にオープンポートを含み得、それにより、アンテナが、オープンポートを通して波状信号を放射及び／または受信することを可能にする。ウィングのフラップ２２２を回転及び／または延長させるのに使用される、サーボモータなどのモータ２５０も、コーナ連結部２４０内に組み込まれ得る。

図２に示されているモータアーム２４６の部分は、１つまたは複数の上昇モータが取り付けられ得る、モータマウント２４８を示している。上述のように、上昇モータは、モータアームの上面及び／または下面に取り付けられ得る。たとえば、上昇モータは、ネジをモータマウント２４８の開口に通すことにより、モータマウント２４８においてモータアーム２４６に固定され得、また、ネジにより、上昇モータをモータマウント２４８に固定する。

図示のように、サイドレール２３０、コーナ連結部２４０、前方ウィング２２３及び／またはモータアーム２４６などの、ＵＡＶの構成要素は、電気、光、液体、空気または機械的信号を運ぶ、１つまたは複数のＵＡＶ構成要素、ワイヤまたは導管が内部を通って位置し得る中空チャネルまたはキャビティを含み得る。同様に、中空チャネルまたはキャビティは、各構成要素をともに結合して、ＵＡＶを形成する助けになるように使用され得る。たとえば、図３を参照すると、コーナ連結部３００は、ＵＡＶの他の構成要素のキャビティにフィットし得る雄延長３０２、３０４、３０６を含むように形成され得る。たとえば、雄延長３０４は、サイドレール２３０のキャビティ内に摩擦でフィットするように形成され得る（図２）。同様に、雄延長３０６は、前方ウィング２２３のキャビティ内に摩擦でフィットするように形成され得（図２）、雄延長３０２は、モータアーム２４６のキャビティ内に摩擦でフィットするように形成され得る（図２）。構成要素がともに摩擦によってフィットすることから、それら構成要素は、二次ボンドによって固定され得る。代替的には、各構成要素は、ネジ、リベット、ラッチ、４分の１回転する締結具などの１つまたは複数の取付け機構を使用して固定され得る。

図４及び図５は、一実施形態に係る、前方ウィング４２３のフラップ４２２のさらなる図を示している。上述のように、フラップ４２２は、ＵＡＶをさらに制御するためのエルロンとして使用され得る。たとえば、フラップ４２２−１、４２２−２は、ＵＡＶのピッチ、ヨー及び／またはロールを調整するために、単一の構成要素としてともに移動または回転し得る。代替的には、フラップは、図５に示すように、上昇プロペラ周りの外周フレームの高さを増大させるために、分離し、反対方向に延び得る。図５に示すように、ウィング５２３の上方フラップ５２２−１は上方に回転し、下方フラップ５２２−２は下方に回転して延長位置となり、それにより、前方ウィング５２３の全体の高さを増大させる。フラップ５２２を延長することにより、ＵＡＶ及び上昇プロペラの外部の対象との間の保護バリアとして作用する前方ウィングの高さが増大する。たとえば、ＵＡＶが垂直に移動またはホバリングしている場合、フラップ５２２は、図５に示すように、ＵＡＶの外部の対象に関するさらなる保護を提供するように、延長され得る。ＵＡＶが水平方向に移動する場合、フラップは、ドラグを低減するように、図４に示すように配置され得、及び／またはＵＡＶのピッチ、ヨー及び／またはロールを変更するようにともに回転し得る。

図６は、一実施態様に係る、サイドレール６３０及びパワーモジュール６３２の例を示している。上述のように、パワーモジュールは、サイドレール６３０のキャビティ６３６内に保持され得る。たとえば、パワーモジュール６３２は、サイドレール６３０の内部キャビティ６３６内にフィットする、または内部キャビティ６３６に結合したパワー・モジュール・コンテナ６３４に貼り付けられ得る。いくつかの実施態様では、キャビティ６３６は、パワー・モジュール・コンテナ６３４を受領し、及び／またはパワーモジュール６３２とＵＡＶとの間の電気接続を提供するように構成された溝またはリッジを含み得る。図６に示す実施例では、パワー・モジュール・コンテナ６３４及び対応するパワーモジュール６３２は、サイドレール６３０のキャビティ６３６内にフィットしている。

他の実施態様では、サイドレール６３０は、パワー・モジュール・コンテナ６３４及びパワーモジュール６３２を受領するように構成された、サイドレール６３０の頂部、底部または側部の開口を含み得る。たとえば、サイドレール６３０は、パワー・モジュール・コンテナ６３４とほぼ同じサイズ及び形状の、パワーモジュールの下部側の開口を含み得る。パワーモジュールは、サイドレールのキャビティ６３６内の開口を通り得、また、パワー・モジュール・コンテナ６３４は、開口内にフィットするとともに、サイドレールに固定され得、それにより、パワーモジュールをサイドレール６３０内に包含する。そのような実施態様では、パワーモジュールは、サイドレールをコーナ連結部から取り外す必要なしに、取り外すことができる。

さらに別の例では、サイドレール６３０は、サイドレール及びパワーモジュールとして機能し得る。サイドレールに挿入され得る、またはサイドレールから除去され得る分離したパワーモジュールを有するよりはむしろ、パワーモジュール６３２は、サイドレール内に恒久的に組み込まれ得、サイドレール（複数可）は、ＵＡＶから除去されるとともに、完全に充電されたサイドレールと交換され得る。そのような実施例では、パワーモジュールが組み込まれたサイドレールは、複数のＵＡＶ間で相互交換可能である場合がある。

パワーモジュールが除去可能であるか、またはサイドレール内に組み込まれているかに関わらず、パワーモジュール６３２は、ＵＡＶのサイドレール内に位置する間、充電され得る。たとえば、サイドレールは、ＵＡＶが着陸している際に電源に結合される充電ポートを含み得る。充電ポートは、電源に接続されている際に、パワーモジュール６３２に電力を提供するとともに、パワーモジュール６３２を充電する。

図７は、例示的ＵＡＶ制御システム７１４を示すブロック図である。様々な実施例では、ブロック図は、本明細書に論じる様々なシステム及び方法を実施するため、及び／または本明細書に記載のＵＡＶの操作を制御するために使用され得る、ＵＡＶ制御システム１１４の１つまたは複数の態様を説明するものである場合がある。図示の実施態様では、ＵＡＶ制御システム７１４は、たとえば持続性コンピュータ可読記録媒体７２０であるメモリに、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース７１０を介して結合された、１つまたは複数のプロセッサ７０２を含んでいる。ＵＡＶ制御システム７１４は、電子速度制御７０４（ＥＳＣ）、電源モジュール７０６、ナビゲーションシステム７０７及び／またはペイロード係合コントローラ７１２をも含み得る。いくつかの実施態様では、ナビゲーションシステム７０７は、慣性測定装置（ＩＭＵ）を含み得る。ＵＡＶ制御システム７１４は、ネットワークインターフェース７１６及び１つまたは複数の入力／出力デバイス７１８をも含み得る。

様々な実施態様では、ＵＡＶ制御システム７１４は、１つのプロセッサ７０２を含む単一プロセッサシステムである、またはいくつかのプロセッサ７０２（たとえば、２つ、４つ、８つまたは別の適切な数）を含むマルチプロセッサシステムであってもよい。プロセッサ（複数可）７０２は、指示を実行可能である任意の適切なプロセッサとすることができる。たとえば、様々な実施態様では、プロセッサ（複数可）７０２は、任意の様々なインストラクション・セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ）を実施する、多目的または埋込式プロセッサであってもよい。ＩＳＡは、ｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ、ＳＰＡＲＣ、もしくはＭＩＰＳ ＩＳＡ、または任意の他の適切なＩＳＡなどである。マルチプロセッサシステムでは、各プロセッサ（複数可）７０２は、通常は同じＩＳＡを実施し得るが、必ずしもそうではない。

持続性コンピュータ可読記録媒体７２０は、プロセッサ（複数可）７０２によってアクセス可能な、実行可能な指示、データ、フライト経路、フライト制御パラメータ及び／またはデータアイテムを記憶するように構成され得る。様々な実施態様では、持続性コンピュータ可読記録媒体７２０は、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、同期型ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性／Ｆｌａｓｈタイプのメモリまたは任意の他のタイプのメモリなどの、任意の適切なメモリ技術を使用して実施され得る。図示の実施態様では、プログラムの指示及び本明細書に記載の機能などの所望の機能を実施するデータは、持続性コンピュータ可読記録媒体７２０内に、プログラムの指示７２２、データストレージ７２４及びフライトコントロール７２６としてそれぞれ記録されて示されている。他の実施態様では、プログラムの指示、データ及び／またはフライトコントロールは、持続性メディアなどのコンピュータがアクセス可能な様々なタイプの媒体、または持続性コンピュータ可読記録媒体７２０またはＵＡＶ制御システム７１４とは別の同様の媒体に受信され、送信され、または記憶され得る。一般的に、持続性の、コンピュータ可読記録媒体は、Ｉ／Ｏインターフェース７１０を介してＵＡＶ制御システム７１４に結合した、たとえばディスクまたはＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭである、磁気または光学媒体などの、記録媒体またはメモリ媒体を含み得る。持続性コンピュータ可読媒体を介して記憶されたプログラムの指示及びデータは、ネットワークインターフェース７１６を介して実施され得るものなどの、ネットワーク及び／または無線リンクなどの通信媒体を介して運搬される、電気信号、電磁信号またはデジタル信号などの、伝達媒体または信号によって伝達され得る。

一実施態様では、Ｉ／Ｏインターフェース７１０は、プロセッサ（複数可）７０２と、持続性コンピュータ可読記録媒体７２０と、ネットワークインターフェース７１６または他の周囲のインターフェースである、入力／出力デバイス７１８などの、任意の周囲のデバイスとの間のＩ／Ｏトラフィックを調和させるように構成され得る。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインターフェース７１０は、１つの構成要素（たとえば、持続性コンピュータ可読記録媒体７２０）からのデータ信号を、別の構成要素（たとえば、プロセッサ（複数可）７０２）による使用に適切なフォーマットに変換するための、任意の必要なプロトコル、タイミングまたは他のデータ変換を実施し得る。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインターフェース７１０は、たとえばＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ（ＰＣＩ）バス規格またはＵｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ（ＵＳＢ）規格の異形などの、様々なタイプの周囲のバスを通して取り付けられたデバイスのための支持を含み得る。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインターフェース７１０の機能は、たとえばノースブリッジ及びサウスブリッジなどの、２つ以上の別々の構成要素に分かれる場合がある。やはり、いくつかの実施態様では、持続性コンピュータ可読記録媒体７２０へのインターフェースなどの、Ｉ／Ｏインターフェース７１０の機能のいくつかまたはすべては、プロセッサ（複数可）７０２に直接組み込まれ得る。

ＥＳＣ７０４は、ナビゲーションシステム７０７と通信し、各上昇モータ及び／または推進モータの回転速度を調整してＵＡＶを安定させ、ＵＡＶを規定のフライト経路に沿って案内する。ナビゲーションシステム７０７は、ＵＡＶ１００をある位置へ、及び／またはある位置から案内するのに使用することができる、ＧＰＳ、インドア・ポジショニング・システム（ＩＰＳ）、ＩＭＵまたは他の同様のシステム及び／またはセンサを含み得る。ペイロード係合コントローラ７１２は、アイテムと係合及び／または係合解除するのに使用される、アクチュエータ（複数可）またはモータ（複数可）（たとえば、サーボモータ）と通信する。

ネットワークインターフェース７１６は、ＵＡＶ制御システム７１４と、他のコンピュータシステム（たとえば、遠位のコンピュータリソース）などの、ネットワークに取り付けられた他のデバイス及び／または他のＵＡＶのＵＡＶ制御システムとの間でデータをやりとりすることを可能にするように構成され得る。たとえば、ネットワークインターフェース７１６は、制御システム７１４を含むＵＡＶと、１つまたは複数の遠位のコンピュータリソース上で実施されるＵＡＶ制御システムとの間の無線通信を可能にし得る。無線通信のために、ＵＡＶのアンテナまたは他の通信構成要素が利用され得る。別の実施例として、ネットワークインターフェース７１６は、複数のＵＡＶ間の無線通信を可能にし得る。様々な実施態様では、ネットワークインターフェース７１６は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークなどの、無線一般データネットワークを介しての通信を支持し得る。たとえば、ネットワークインターフェース７１６は、セルラ通信ネットワーク、衛星ネットワークなどの遠隔通信ネットワークを介して通信を支持し得る。

入力／出力デバイス７１８は、いくつかの実施態様では、１つまたは複数のディスプレイ、撮像デバイス、熱センサ、赤外センサ、フライト時間センサ、加速度計、圧力センサ、気象センサ、カメラ、ジンバル、着陸ギアなどを含む場合がある。複数の入力／出力デバイス７１８は、存在し得るとともに、ＵＡＶ制御システム７１４によって制御され得る。１つまたは複数のそれらセンサは、着陸時の補助及び飛行中の障害を回避するのに利用され得る。

図７に示すように、メモリは、本明細書に記載の例示的ルーチン及び／またはサブルーチンを実施するように構成され得る、プログラムの指示７２２を含み得る。データストレージ７２４は、フライト経路の判定、着陸、アイテムを係合解除、推進モータを係合／係合解除するための位置の特定のためなどに提供され得る、データのアイテムを維持するための様々なデータ記憶装置を含み得る。様々な実施態様では、１つまたは複数のデータ記憶装置に含まれるものとして本明細書に説明されるパラメータ値及び他のデータは、記載されていない他の情報と合わせられ得る、または、より多い、より少ない、または異なるデータ構造に別様に分割され得る。いくつかの実施態様では、データ記憶装置は、１つのメモリ内に物理的に位置し得る、または２つ以上のメモリ間で分配され得る。

当業者であれば、ＵＡＶ制御システム７１４が例示的ものに過ぎず、本開示の範囲を限定することを意図していないことを理解するであろう。具体的には、コンピュータシステム及びデバイスは、指示された機能を実施することができるハードウェアまたはソフトウェアの任意の組合せを含み得る。ＵＡＶ制御システム７１４はやはり、図示されていない他のデバイスに接続され得る、またはそうでなければ、スタンドアロンのシステムとして作動し得る。さらに、図示の構成要素によって提供される機能は、いくつかの実施態様では、より少ない構成要素に組み合わせられ得る、またはさらなる構成要素に分配され得る。同様に、いくつかの実施態様では、図示の構成要素のいくつかの機能は、提供されない場合があり、及び／または他の追加の機能が利用可能である場合がある。

当業者であれば、やはり、様々なアイテムが、使用される際に、メモリまたはストレージに記憶されるものとして説明されたが、これらのアイテムまたはそれらの各部分は、メモリの管理及びデータの完全性の目的のために、メモリと他のストレージデバイスとの間で伝達され得ることを理解するであろう。代替的には、他の実施態様では、ソフトウェア構成要素のいくつかまたはすべては、別のデバイス上のメモリ内で実行し得るとともに、図示のＵＡＶ制御システム７１４と通信し得る。システム構成要素またはデータ構造のいくつかまたはすべては、やはり、適切なドライブによって読み込まれることになる、持続性の、コンピュータアクセス可能な媒体、または携帯品上に（たとえば、指示または構造化されたデータとして）記録され得る。いくつかの実施態様では、ＵＡＶ制御システム７１４から分かれたコンピュータアクセス可能な媒体上に記録された指示は、ＵＡＶ制御システム７１４に、無線リンクなどの通信媒体を介して搬送される、電気信号、電磁信号またはデジタル信号などの、伝達媒体または信号を介して送信され得る。様々な実施態様には、コンピュータアクセス可能な媒体上の、前述の記載に応じて実施される指示及び／またはデータを受信、送信または記憶することがさらに含まれ得る。したがって、本明細書に記載の技術は、他のＵＡＶ制御システムの構成で実施され得る。

本明細書に記載の実施形態には、中心フレーム及び外周フレームの１つまたは複数を含む無人空輸手段（「ＵＡＶ」）が含まれ得る。中心フレームは、ハブ、このハブから第１の方向に延びる第１のモータアーム、このハブから第２の方向に延びる第２のモータアーム、このハブから第３の方向に延びる第３のモータアーム、及び／またはこのハブから第４の方向に延びる第４のモータアームの、１つまたは複数を含み得る。外周フレームは、第１の端部及び第２の端部を有する前方ウィング、前方ウィングの第１の端部に結合した第１のサイドレール、前方ウィングの第２の端部に結合した第２のサイドレール、第１のサイドレール及び第２のサイドレールに結合した下方後方ウィング、及び／または第１のサイドレール及び第２のサイドレールに結合した上方後方ウィング、の１つまたは複数を含み得、第１のモータアーム、第２のモータアーム、第３のモータアーム及び第４のモータアームも、外周フレームに結合され得る。

任意選択的には、前方ウィングの第１の端部と第１のサイドレールとは、コーナ連結部を使用して結合され得る。任意選択的には、コーナ連結部は、少なくとも１つの入力／出力構成要素を収容するように構成された入力／出力取付け構成要素を含み得る。任意選択的には、第１のサイドレールは、１つまたは複数のパワーモジュールを収容するように構成されたキャビティを含み得る。

本明細書に記載の実施形態には、外周フレーム、中心フレーム、中心フレームに結合した複数の上昇モータ及び／または複数の上昇プロペラの１つまたは複数を含む無人空輸手段（ＵＡＶ）が含まれ得る。外周フレームは、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際にＵＡＶを上昇させるように構成された前方ウィングを有する前方部分、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際にＵＡＶを上昇させるように構成された第１の後方ウィングを含む後方部分、前方部分と後方部分とを結合する第１のサイドレール及び／または前方部分と後方部分とを結合する第２のサイドレール、の１つまたは複数を含み得る。外周フレームは、実質的に多角形の形状であり得る。中心フレームは、外周フレームの実質的に多角形の形状の中に配置され得、また、外周フレームの内部に結合され得る。複数のプロペラの各プロペラは、複数の上昇モータのモータに結合され得、複数の上昇プロペラの各々が、外周フレームの実質的に多角形の形状の内部にあり得る。

任意選択的には、外周フレームの後方部分は、第１の後方ウィングの垂直上方に位置する第２の後方ウィングをさらに含み得る。任意選択的には、前方ウィングは、複数のフラップを含み得る。任意選択的には、複数のフラップの各々は、前方ウィングに対してともに回転し得る。任意選択的には、複数のフラップの各々は、ウィングの高さを増大させ、複数の上昇プロペラの少なくとも一部分の周りの外周を保護するために、両側に延び得る。任意選択的には、ＵＡＶは、前方ウィングまたは第１の後方ウィングの少なくとも１つの表面内に埋め込まれたアンテナ要素を含み得る。任意選択的には、ＵＡＶは、前方ウィングまたは第１の後方ウィングの一方に結合した推進モータを含み得る。任意選択的には、ＵＡＶは、ほぼ水平方向の推力を生成するように向けられ得る、推進モータに結合した推進プロペラを含み得る。任意選択的には、推進モータ及び／または推進プロペラは、推進プロペラの少なくとも一部分が、外周フレームの実質的に多角形の形状の内部にあるように、向けられ得る。任意選択的には、第２の推進モータは、第１の後方ウィングと前方ウィングとの他方に結合され得る。任意選択的には、外周フレームの前方部分は、下方に延びるとともに、前方ウィングに対してほぼ垂直な第１のウィングレットと、下方に延びるとともに、前方ウィングに対してほぼ垂直な第２のウィングレットと、の１つまたは複数を含み得、第１のウィングレット及び第２のウィングレットは、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際に、ＵＡＶに安定性及び制御を提供するように構成され得る。任意選択的には、ＵＡＶは、ＵＡＶの下部側に結合され、ペイロードを選択的に係合及び係合解除するように構成されたペイロード係合機構を含み得る。任意選択的には、外周フレームの実質的に多角形の形状は、ほぼ矩形であり得る。

本明細書に記載の実施形態には、ほぼ矩形形状の外周フレーム、外周フレームの内部に位置する複数の上昇モータ、外周フレームに結合した推進モータ及び／または推進モータに結合した推進プロペラの１つまたは複数が含まれ得る。外周フレームの少なくとも一部分は、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際に、ＵＡＶを上昇させるように構成され得る。推進プロペラは、推進プロペラの少なくとも一部分が、外周フレームのほぼ矩形形状の内部に位置するように、向けられ得る。

任意選択的には、ＵＡＶは、外周フレームのほぼ矩形形状の内部に配置されるとともに、外周フレームに結合された中心フレームを含み得る。任意選択的には、複数の上昇モータは、中心フレームに結合され得る。任意選択的には、ＵＡＶは、外周フレームの少なくとも一部分の周りに延びるとともに、中心フレームの少なくとも一部分を包含する透過性材料を含み得る。任意選択的には、中心フレームは、ハブと、このハブと外周フレームとの間に延びる複数のモータアームとを含み得る。任意選択的には、ＵＡＶの外周フレームは、前方ウィング、下方後方ウィング及び／または上方後方ウィングを含み得る。前方ウィング、下方後方ウィング及び上方後方ウィングの各々は、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際に、ＵＡＶを上昇させるように構成され得る。任意選択的には、ＵＡＶは、外周フレームから延びるとともに、ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際に、ＵＡＶに安定性を提供するように配置され得る複数のウィングレットを含み得る。任意選択的には、ＵＡＶは、アンテナ、カメラ、フライト時間センサ、距離判定要素、ジンバル、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信機／送信機、レーダ、照明要素及び／またはスピーカの少なくとも１つを含み得る。

本主題を、構造的特徴及び／または方法論上の作用に特有の言語で記載してきたが、添付の特許請求の範囲に規定される主題は、必ずしも、記載の特定の特徴または作用に限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴及び作用は、特許請求の範囲を実施する例示的形態として開示されている。

Claims (13)

1. 無人空輸手段（ＵＡＶ）であって、
   前記ＵＡＶが水平方向の成分を含む方向に移動する際に前記ＵＡＶを上昇させるように構成された前方ウィングを含む前方部分、
   前記ＵＡＶが前記水平方向の成分を含む前記方向に移動する際に前記ＵＡＶを上昇させるように構成された第１の後方ウィングを含む後方部分、
   前記前方部分と前記後方部分とを結合する第１のサイドレール、及び、
   前記前方部分と前記後方部分とを結合する第２のサイドレール、を含む実質的に多角形の形状である外周フレームと、
   前記外周フレームの前記実質的に多角形の形状の内部に配置され、前記外周フレームの内部に結合された中心フレームと、
   前記中心フレームのみに結合した複数の上昇モータと、
   前記複数の上昇モータにそれぞれ結合し前記外周フレームの前記実質的に多角形の形状の内部にある複数の上昇プロペラと、を備えるＵＡＶ。
2. 前記外周フレームの前記後方部分が、前記第１の後方ウィングの垂直上方に位置する第２の後方ウィングをさらに含む、請求項１に記載のＵＡＶ。
3. 前記前方ウィングが複数のフラップを含み、
   前記複数のフラップの各々が、前記前方ウィングに対してともに回転し、
   前記複数のフラップの各々が、前記前方ウィングの高さを増大させ、前記複数の上昇プロペラの少なくとも一部分の周りの外周を保護するために両側に延び得る、請求項１または請求項２に記載のＵＡＶ。
4. 前記前方ウィングまたは前記第１の後方ウィングの少なくとも１つの表面内に埋め込まれたアンテナ要素をさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＵＡＶ。
5. 前記前方ウィングまたは前記第１の後方ウィングの一方に結合した推進モータと、
   前記推進モータに結合された推進プロペラと、をさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＵＡＶ。
6. 前記推進プロペラが、前記外周フレームの前記実質的に多角形の形状の内部にあるように向けられている、請求項５に記載のＵＡＶ。
7. 前記外周フレームの前記前方部分が、
   下方に延びるとともに、前記前方ウィングに対してほぼ垂直な第１のウィングレットと、
   下方に延びるとともに、前記前方ウィングに対してほぼ垂直な第２のウィングレットと、をさらに含み、前記第１のウィングレット及び前記第２のウィングレットが、前記ＵＡＶが前記水平方向の成分を含む前記方向に移動する際に、前記ＵＡＶに安定性及び制御を提供するように構成された、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＵＡＶ。
8. 前記ＵＡＶの下部側に結合され、ペイロードを選択的に係合及び係合解除するように構成されたペイロード係合機構をさらに含む、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＵＡＶ。
9. 前方ウィングを含む前方部分、
   第１の後方ウィングを含む後方部分、
   前記前方部分と前記後方部分とを結合する第１のサイドレール、及び
   前記前方部分と前記後方部分とを結合する第２のサイドレール、を含む実質的に多角形の形状である外周フレームと、
   前記外周フレームの前記実質的に多角形の形状の内部に配置され、前記外周フレームの内部に結合された中心フレームと、
   前記中心フレームのみに結合した複数の上昇モータと、
   前記複数の上昇モータにそれぞれ結合した上昇プロペラと、を有する無人空輸手段（「ＵＡＶ」）。
10. 前記第１の後方ウィングの垂直上方に位置する第２の後方ウィングをさらに含む、請求項９に記載のＵＡＶ。
11. 前記前方ウィングまたは前記第１の後方ウィングの一方に結合し、水平方向の推力を生成するように向けられた第１推進モータをさらに含む、請求項９又は請求項１０に記載のＵＡＶ。
12. 前記前方ウィングまたは前記第１の後方ウィングの一方に結合し、水平方向の推力を生成するように向けられた第２推進モータをさらに含む、請求項１１に記載のＵＡＶ。
13. 前記前方部分に接続され、第１下方に延びるとともに前記前方ウィングに対してほぼ垂直な第１のウィングレットと、
    前記前方部分に接続され、下方に延びるとともに前記前方ウィングに対してほぼ垂直な第２のウィングレットと、をさらに含み、前記第１のウィングレット及び前記第２のウィングレットが、前記ＵＡＶが前記水平方向の成分を含む前記方向に移動する際に、前記ＵＡＶに安定性及び制御を提供するように構成された、請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載のＵＡＶ。