TWI770129B

TWI770129B - 絞車系統、絞車系統的控制器以及用於絞車系統的方法

Info

Publication number: TWI770129B
Application number: TW107106688A
Authority: TW
Inventors: 馬修科倫; 達斯汀甘博; 高登傑尼斯; 賈斯丁尼爾
Original assignee: 美商洛伊馬汀公司
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2022-07-11
Also published as: CN108502759A; EP3366636B1; US20180244509A1; TW201838876A; US10519013B2; EP3366636A1; CN108502759B

Abstract

一種用於絞車系統的方法包括從控制器接收捲繞酬載線的指令，該酬載線包括第一端和第二端，第一端耦接到絞車系統的主捲筒，並且第二端被配置為耦接到酬載。該方法還包括基於指令來操作絞車系統的第一電機和絞車系統的第二電機中的一個或複數個，其中第一電機和第二電機中的一個或複數個被操作以控制酬載線的第二端的位置。

Description

絞車系統、絞車系統的控制器以及用於絞車系統的方法

本揭露總地涉及酬載控制，並且更具體地涉及用於機載酬載控制系統之絞車系統。

移動飛行器在空間中控制酬載位置的能力可以實現各種任務。作為一個示例，這種能力將使移動飛行器能夠取回靜止或移動的酬載。作為另一個示例，這種能力將使移動飛行器能夠將易碎物品小心地放在地面上。作為又一個例子，這種能力將使移動飛行器能夠在飛行器超出視覺和聲學檢測範圍時將感測器保持在地面上方。

根據一個實施例，一種用於絞車系統的方法包括從控制器接收捲繞酬載線的指令，該酬載線包括第一端和第二端，第一端耦接到絞車系統的主捲筒，並且第二端被配置為耦接到酬載。該方法還包括基於指令來操作絞車系統的第一電機和絞車系統的第二電機中的一個或複數個，其中第一電機和第二電機中的一個或複數個被操作以控制酬載線的第二端的位置。

某些實施例的技術優點可以包括在固定翼飛行器的飛行期間控制酬載的位置。此外，某些實施例可以提供對靜止或移動的酬載的受控取回或釋放。另外，某些實施例可以提供不顯眼的資料取回。根據以下附圖、說明書和申請專利範圍，其他技術優點對於本領域技術人員而言將是顯而易見的。另外，雖然已經在上面列舉了具體的優點，但是各種實施例可以包括所列舉的優點中的全部或一些優點，或者不具有所列舉的優點。

為了便於更好地理解本揭露，給出了某些實施例的以下示例。以下示例不應被理解為限制或限定本揭露的範圍。通過參考第1圖至第6圖最好地理解本揭露的實施例及其優點，其中相似的數字用於指示相似和對應的部分。

本揭露認識到使用整合系統方法來進行酬載釋放和取回。這種方法可以允許固定翼飛行器對酬載線施加類似直升機的控制。該方法還可以允許自主無人飛行器在飛行期間使酬載保持靜止。如本文該整合用於酬載釋放和取回的複數系統可以允許機載酬載控制系統穩定並在位置和高度兩方面控制酬載線的末端。

第1圖示出了可操作來維持酬載線的末端的位置和高度的機載酬載控制系統100。在一些實施例中，機載酬載控制系統100可以包括飛行器110、絞車系統120、酬載線130、線感測器140以及一或複數控制器150。機載酬載控制系統100的一或複數元件可被可通訊地耦接以確保對酬載線130的控制，酬載線130然後可用於釋放、取回和/或傳輸酬載160。

飛行器110可以是可操作來在空中飛行的任何運載工具。在一些實施例中，飛行器110是不需要有人操作飛行器110的無人航空運載工具（“UAV”）。飛行器110也可以是任何固定翼飛行器，諸如飛機。本揭露認識到，在一些實施例中，飛行器110可以運輸酬載160。在一些實施例中，在飛行器110的機身內運輸酬載160。在其他實施例中，可以借助酬載線140運輸酬載160。作為一個示例，酬載160可以耦接到酬載線130的一端，並且可以被捲入飛行器110中或從飛行器110放出。

飛行器110可以包括機載航空電子系統。在一些實施例中，機載航空電子系統的特徵可以由一或複數控制器（例如，第1圖的控制器150）控制。例如，回應於接收到來自控制器150的指令，機載航空電子系統可以調整或維持飛行器110的飛行路徑、速度、軌道和/或高度中的一個或複數個。在一些實施例中，控制器150指示機載航空電子系統調整或維持飛行器110的飛行路徑、速度、軌道和/或高度中的一個或複數個，以便控制酬載線130的末端的位置和/或高度。通過控制酬載線130的末端的位置和/或高度，可以控制酬載160的位置和/或高度。

維持對酬載160的控制可以實現各種任務，諸如對靜止或移動的酬載的受控取回。作為另一示例，維持對酬載160的控制可以實現對酬載的受控釋放（例如，將易碎酬載小心地放置在地面上）。作為又一示例，維持對酬載160的控制可以實現不顯眼的資料獲取（retrieval）（例如，當飛行器在視覺和聽覺上不可檢測的高度飛行時將諸如感測器或相機之類的酬載保持在地面上方）。

如上所述，機載酬載控制系統100也可以包括絞車系統120和酬載線130。在一些實施例中，絞車系統120可以位於飛行器110上（例如，在飛行器110的機身中）。在其他實施例中，絞車系統120耦接到飛行器110的外壁。例如，如第1圖所示，絞車系統120耦接到飛行器110的下側。絞車系統120可操作來捲繞酬載線130。因此，絞車系統120是機載酬載控制系統100的元件，其負責捲入和放出酬載線130。在一些實施例中，酬載線130的第一端130a耦接到絞車系統120，並且酬載線130的第二端130b未耦接到絞車系統120。作為一個示例，酬載線130的第一端130a可被固定到主捲筒210，並且酬載線130的第二端130b最初可被纏繞在主捲筒210上並且此後被朝向或遠離飛行器110捲繞。下面參考第2圖描述絞車系統120的附加細節。

酬載線130的第二端130b可操作來耦接到酬載160。在一些實施例中，使用耦接機構（未示出）將酬載160耦接到酬載線130的第二端130b。在一些實施例中，耦接機構是磁體、鉤子或吸盤。儘管本揭露描述了特定類型的耦接機構，但本揭露認識到可操作來耦接酬載160的任何合適的耦接機構。在其它實施例中，在沒有附加元件的説明的情況下，酬載160耦接到酬載線130的第二端130b。作為一個示例，酬載線130的第二端130b可被配置為耦接到移動的酬載160，諸如在美國申請第15/085,540號中描述並且通過引用併入本文的移載（weight-shifting）共軸式直升機。在這樣的示例中，移載共軸式直升機可能飛入或者飛近酬載線130的第二端130b，導致酬載線130纏在移載共軸式直升機的葉片之上或之間。結果，移載共軸式直升機被固定到酬載線130的第二端130b，或以其他方式耦接到酬載線130的第二端130b。

酬載線130可以包括任何合適的材料。例如，酬載線130可以包括單絲或編織的、合成或非合成的繩索、細繩、線（twine）或釣魚線。較佳地，酬載線130包括具有期望的拉伸強度、直徑、拉力（drag）和形狀記憶的材料。

機載酬載控制系統100也可以包括如上所述的線感測器140。在一些實施例中，線感測器140位於酬載線130上。線感測器140可操作來檢測關於酬載線130的資訊。例如，線感測器140可操作來檢測關於酬載線的位置（例如，酬載線130的第二端130b在空間中的位置）、酬載線的速度（例如，酬載線130的第二端130b的速度）以及酬載線130的第二端130b的高度中的一個或複數個的資訊。儘管本揭露描述了可由線感測器140檢測的某些類型的資訊，但本揭露認識到線感測器140可以檢測任何合適的資訊。如本文所使用的，可由線感測器140檢測的合適資訊包括可被機載酬載系統150的一或複數控制器150使用的任何資訊。在一些實施例中，線感測器140所檢測到的資訊被中繼到機載酬載控制系統100的其他元件（例如，經由RF訊號）。作為一個示例，線感測器140所檢測到的資訊可被發送到機載酬載控制系統100的一或複數控制器150。在一些實施例中，控制器150可以基於線感測器140所檢測到的資訊向飛行器110和/或絞車系統120提供指令。例如，回應於線感測器140檢測到酬載線130的第二端130b的速度正在向下方向上增加，機載酬載系統100的一或複數控制器150可以指示絞車系統120按照校正向下運動的速率捲入酬載線130。作為另一示例，回應於線感測器140檢測到酬載線130的第二線130b的高度正在減小，機載酬載系統100的一或複數控制器150可以指示飛行器110增加飛行器110的高度以維持酬載線130的第二端130b的期望高度。

線感測器140可以連續地或週期性地檢測關於酬載線130的資訊。例如，線感測器140可以連續地檢測關於酬載線130的資訊並且使這種即時資訊對機載酬載控制系統100的一或複數元件可用。作為另一示例，線感測器140可以週期性地（例如，每一秒）檢測關於酬載線130的資訊。在較佳實施例中，線感測器140檢測並中繼即時資訊。本揭露認識到，與使用週期性資訊相比，當檢測即時資訊時，對酬載線130和/或酬載160的控制更加精確。

在一些實施例中，線感測器140在控制器150的指導和/或控制下。例如，控制器150可以控制線感測器140的操作。在這樣的實施例中，控制器150可以指示線感測器140何時開始檢測關於酬載線130的資訊。作為一個示例，控制器150可以指示線感測器140在酬載160距離飛行器110特定距離時開始檢測關於酬載線130的資訊。控制器150還可以指示線感測器何時共用檢測到的資訊或與什麼部件共用檢測到的資訊。作為一個示例，控制器150可以指示線感測器140連續地與和絞車系統120相關聯的資料連結共用即時資訊。

機載酬載控制系統100也可以包括如上所述的一或複數控制器150。如第1圖所示，機載酬載控制系統100包括單個控制器150。本揭露認識到，機載酬載控制系統100的一或複數部件可以包括控制器150。作為一個示例，飛行器110可以與第一控制器150相關聯，並且絞車系統120可以與第二控制器150相關聯。在這樣的示例中，第一控制器150和第二控制器150可被配置為從機載酬載控制系統100的一或複數其他元件接收資料。例如，第一控制器150和第二控制器150可以從線感測器140接收關於酬載線130的資訊，並且可以從跟蹤和控制系統170接收關於酬載160的資訊。在一些實施例中，一或複數控制器150可被配置為相互交換資訊（例如，第一控制器將關於飛行器的位置、飛行路線、速度、軌道和高度的資訊中繼給第二控制器）。在其他實施例中，飛行器110和/或絞車系統120可以與被配置為與一或複數控制器150共用資料的資料連結相關聯。

在一些實施例中，控制器150包括諸如下面參照第6圖描述的電腦系統600之類的電腦系統或者是諸如下面參照第6圖描述的電腦系統600之類的電腦系統。控制器150可操作來從線感測器140以及跟蹤和控制系統170中的一個或複數個接收資訊並提供操作指令給飛行器110和絞車系統120中的一個或複數個。在一些實施例中，一或複數控制器150被配置為分析接收到的資訊並計算可使酬載線130的第二端130b穩定的各種因素。例如，控制器150可以計算諸如最佳航向、飛行路徑、飛行速度、捲筒速度、捲筒方向、酬載線長度和酬載線張力之類的因素。在一些實施例中，用於計算這種因素的邏輯被儲存在控制器150的記憶體（例如，第6圖的記憶體620）中。

機載酬載控制系統100也可以包括其他元件，諸如用於酬載160的跟蹤和控制系統170。酬載160的跟蹤和控制系統170可被配置為感測關於酬載160的位置或地點的資訊以及將感測到的資訊中繼到機載酬載控制系統100的其他元件。作為一個示例，跟蹤和控制系統170可以將關於酬載160的地點和位置的資訊發送給機載酬載控制系統100的控制器150。機載酬載控制系統100可以繼而使用該資訊來指示飛行器110和/或絞車系統120。雖然本揭露描述和描繪了包括某些元件的機載酬載控制系統100，但是機載酬載控制系統100可以包括任何合適的元件。例如，本揭露認識到機載酬載控制系統100可以包括可以與酬載的跟蹤、控制和傳輸結合使用的元件和特徵。

在操作中，在控制器150的指導下，絞車系統120可以在預期取回或釋放酬載160的情況下放出酬載線130。作為一個示例，絞車系統120可以回應於從控制器150接收到將酬載線150的長度增加300英尺的指令而開始放出酬載線130。在一些實施例中，控制器150在確定需要提取的酬載160在一英里外之後將這種指令發送到絞車系統120。該確定可以基於從酬載160的跟蹤和控制系統170接收到的資訊。在絞車系統120根據來自控制器150的指令放出酬載線130之後，控制器150可以開始從線感測器140接收關於酬載線130的資料。作為一個示例，控制器150可以從線感測器接收以下資訊：3D速度分量（例如，Vnorth、Veast、Vdown）和3D位置分量（例如，緯度、經度、高度）。除了從線感測器140接收資訊之外，控制器150也可以從酬載170的跟蹤和控制系統170接收或繼續接收資訊。例如，控制器150可以從跟蹤和控制系統170接收以下資訊：3D速度分量（例如，Vnorth、Veast、Vdown）和3D位置分量（例如，緯度、經度、高度）。控制器150可以使用接收到的資訊來向飛行器110和絞車系統120中的一個或複數個提供操作指令。作為一個示例，基於控制器150所接收到的資訊，控制器150可以指示絞車系統調整酬載線130的長度。作為另一示例，控制器150可以指示飛行器110調整飛行器110的飛行路徑。在一些實施例中，控制器150通過向機載航空電子系統提供指令來促進飛行器110的操作。在一些實施例中，控制器150通過向絞車系統120的一或複數元件（例如，第一電機220、第二電機240等）提供指令來促進絞車系統120的操作。控制器150可以使用從線感測器140以及跟蹤和控制系統170中的一個或複數個接收到的即時資訊來計算各種因素，諸如最佳航向、飛行路徑、飛行速度、捲筒速度、捲筒方向、酬載線長度和酬載線張力。控制器170然後可以指示飛行器110和絞車系統120中的一個或複數個基於該計算來進行操作調整。例如，控制器150可以指示飛行器110基於計算來改變其飛行路徑。作為另一示例，控制器150可以基於該計算來指示絞車系統120增加酬載線130上的張力。在一些實施例中，實施控制器150的指令使酬載線130的第二端130a穩定。例如，實施控制器150的指令可以允許酬載線130的第二端130a在飛行器110繼續在空中飛行時維持特定高度（例如，1000英尺MSL）和特定位置（例如北緯35.3度，西經120.8度）。

現在轉到第2圖，絞車系統120可以包括主捲筒210、第一電機220、一組夾送輥230（即，230a-b），以及第二電機240。如上所述，絞車系統120是負責將酬載線130捲入和放出的部件。如本文所使用的，放出酬載線130指的是增加從飛行器110伸出的酬載線130的長度，並且捲入酬載線130指的是減小從飛行器110伸出的酬載線130的長度。主捲筒210可以是將酬載線130繞在其上的線軸（spool）。如上所述，酬載線130可以在第一端130a處耦接到主捲筒210，並且酬載線130的全部或一部分可以繞在主捲筒210上。酬載線130的第二端130b可被配置為捲繞到主捲筒210上和從主捲筒210繞下。這在第3圖中最好地示出，其中酬載線130繞在主捲筒110上並且酬載線130的第二端130b穿過軸320中的孔330。

在一些實施例中，通過轉動主捲筒210將酬載線130捲繞到主捲筒210上或從主捲筒210繞下。例如，在第一方向上轉動主捲筒210可以將酬載線130送出，並且在第二方向上轉動主捲筒210可以捲入酬載線130。在一些實施例中，第一電機220可操作來在第一方向和第二方向兩者上轉動主捲筒210。第一電機220可以從機載酬載控制系統100的一或複數控制器接收轉動主捲筒210的指令。作為一個示例，第1圖的控制器150可以向第一電機220發送在第一方向上轉動主捲筒210的指令，作為回應，第一電機220可以在第一方向上轉動主捲筒210。

如上所述，絞車系統120可以包括夾送輥230。在一些實施例中，酬載線130可以在第一夾送輥230a和第二夾送輥230b之間穿過。夾送輥230可被配置為維持酬載線130上的張力。在一些實施例中，通過保持酬載線在主捲筒210和夾送輥230之間繃緊來維持酬載線130上的張力。這可以通過在第一和/或第二方向上轉動夾送輥230來實現。在一些實施例中，由第二電機240旋轉一或複數夾送輥230。

第二電機240可被配置為轉動一或複數夾送輥230。例如，第二電機240可被配置為轉動第一夾送輥230a而不轉動第二夾送輥230b。第二電機240可被配置為在第一方向和/或第二方向上轉動一或複數夾送輥230。在一些實施例中，第二電機240從機載酬載控制系統100的一或複數控制器接收指令。例如，第1圖的控制器150可以向第二電機240發送在第一方向上轉動第一夾送輥230a的指令，作為回應，第二電機240可以在第一方向上轉動第一夾送輥230a。

在一些實施例中，機載酬載控制系統100的一或複數控制器可以向第一電機220和第二電機240中的一個或複數個發送指令。例如，回應於確定將酬載線130送出，第1圖的控制器150可以指示第二電機240在第一方向上轉動一或複數夾送輥230（以將酬載線130送出）。作為另一示例，回應於確定將酬載線130進給，第1圖的控制器150可以指示第一電機230在第二方向轉動主捲筒210（以捲入酬載線130）。除了關於轉動方向指示電機220和240之外，一或複數控制器150還可以指示電機220和240以特定速率分別轉動主捲筒210和夾送輥230。在一些實施例中，這樣的指令可以使控制器150能夠控制酬載線130的速度和/或長度和/或酬載線130上的張力。

一或複數控制器150可以向第一電機220和第二電機240發送使主捲筒210和夾送輥230能夠協作來將酬載線130進給和送出的指令。例如，回應於確定將酬載線130進給，第1圖的控制器150可以指示第一電機230在第二方向上轉動主捲筒210，並指示第二電機220施加制動功能。作為另一示例，回應於確定將酬載線130送出，第1圖的控制器150可以指示第二電機240在第二方向上轉動一或複數夾送輥230，並指示第一電機220施加制動功能。這樣的指令可以允許酬載線130被捲入和放出，同時還保持酬載線130在主捲筒210和夾送輥230之間繃緊，從而防止酬載線130纏結（例如，如當以高速捲入酬載線130並且不保持酬載線130繃緊時可能發生的）。在一些實施例中，一或複數控制器150對第一電機220和/或第二電機240的指令可以允許絞車系統120將酬載線130的第二端130b維持在特定位置（例如，緯度、經度和高度）。

電機220和240中的每一個可以與一或複數光學編碼器（未示出）相關聯。這一或複數光學編碼器可被配置為檢測關於酬載線130的資訊以及將該資訊中繼到機載酬載控制系統100的一或複數控制器（例如，控制器150）。作為一個示例，光學編碼器所檢測到的資訊可以用來確定主捲筒210上的酬載線130的長度。控制器150可以繼而使用這種資訊來向機載酬載控制系統100的一或複數元件（例如，第一電機220、第二電機240等）提供指令。例如，回應於基於來自與第一電機220相關聯的光學編碼器的資訊確定主捲筒210上的酬載線130幾乎為空，控制器150發送在放出酬載線130的同時降低第二電機240的速度的指令。

如上所述，來自一或複數控制器150的指令可以基於從線感測器140接收到的資訊。例如，回應於從線感測器140接收到資訊，控制器150可以將指令發送到第一電機220和第二電機240中的一個或複數個。以這種方式，一或複數控制器150可以使用來自線感測器140的回饋來控制酬載線130上的距離、速度、加速度和/或加速度變化率（jerk）。在一些實施例中，控制酬載線130的距離、速度、加速度和/或加速度變化率，以在飛行器110的飛行期間維持酬載線130的第二端130b的特定位置（例如，緯度、經度和高度）。

在一些實施例中，絞車系統120包括附加元件。例如，如第2圖所示，絞車系統120包括安裝板250。安裝板250可被配置為將絞車系統120安裝到飛行器110。在一些實施例中，安裝板250包括被配置為穿過其接收緊固件的孔252。緊固件可以用來將絞車系統120耦接到飛行器110。絞車系統120也可以包括眼260。在一些實施例中，眼260是包括酬載線130的第二端130b所穿過的孔的板。眼260可被配置為限制酬載線130的移動。當酬載線130被絞車系統120捲入和放出時，可能期望限制酬載線130的移動。

絞車系統120也可以包括提供附加功能的一或複數伺服電機（例如，伺服電機270和310）。伺服電機270和310以及它們提供的功能在第3圖中最好地示出。伺服電機270可以可操作來將鎖定桿272從第一位置移動到第二位置。在一些實施例中，當鎖定桿272處於第一位置（解鎖位置）時可以在第一方向或第二方向上轉動主捲筒210，並且當鎖定桿272處於第二位置（鎖定位置）時可以防止主捲筒210轉動。在一些實施例中，伺服電機270被配置為接收來自機載酬載控制系統100的一或複數控制器（例如，第1圖的控制器150）的指令，以及在接收到將鎖定桿272從第一位置移動到第二位置（或從第二位置移動到第一位置）的指令之後將鎖定桿272從第一位置移動到第二位置（或從第二位置移動到第一位置）。作為一個示例，在接收到來自控制器150的將鎖定桿272移動到第二位置的指令之後，伺服電機170可以將鎖定桿272推入主捲筒210中，從而防止主捲筒210轉動。

第3圖也示出了伺服電機310。伺服電機310可以可操作來移動軸320。作為一個示例，伺服電機310可以可操作來將軸320從第一位置移動到第二位置。如上所述，軸320可以包括酬載線130的第二端130b所穿過的孔330。在一些實施例中，將軸320從第一位置移動到第二位置導致酬載線130在主捲筒210上以基本均勻的方式分佈。如本文所使用的，以“基本均勻的方式”分佈酬載線130防止酬載線130集中在主捲筒210的側面或中心。本揭露認識到以基本均勻的方式在主捲筒210上分佈酬載線130的某些益處。例如，這樣的分佈可以減少纏結、捕獲和/或阻礙（snag）的可能性。雖然本揭露描述和描繪了包括特定元件的絞車系統120，但是本揭露認識到絞車系統120可以包括任何合適的元件。

本發明還預期到絞車系統120的線切割特徵。在一些實施例中，使用本文描述的元件來執行該線切割特徵。這種特徵可以在一或複數控制器150的指導下執行。例如，控制器150可以指示伺服電機170將鎖定桿272移動到鎖定位置，並且在鎖定桿272被定位在鎖定位置之後，指示第二電機240開始將線送出，從而導致酬載線130的摩擦切割。

第4圖示出了機載酬載控制系統100的操作方法400。方法400可以由機載酬載控制系統100的一或複數控制器來執行。作為一個示例，第1圖的控制器150可以執行方法400。如上所述，可操作來執行方法400的控制器可以是諸如第6圖的電腦600之類的電腦。方法400可以儲存在控制器的記憶體（例如，第6圖的記憶體620）中。

方法400可以在步驟405開始並前進到步驟410。在步驟410，控制器150可以接收關於酬載線130的資訊。如上所述，控制器150可以從線感測器140接收關於酬載線130的資訊。控制器150所接收的資訊可以包括以下各項中的一個或複數個：酬載線130的位置；酬載線130的速度；以及酬載線130的第二端130b的高度。雖然本揭露認識到可由線感測器140感測的特定類型的資訊，但是本揭露認識到線感測器140可以檢測任何合適的資訊（例如，在維持酬載線130的第二端130b的位置時將會有用的資訊）。在一些實施例中，在接收到關於酬載線130的資訊之後，方法400前進到步驟420。

在步驟420，控制器150基於在步驟410接收到的資訊向飛行器110和絞車系統120提供指令。在一些實施例中，由控制器150在步驟420提供的指令導致酬載線130的第二端130b的位置被維持。如上所述，控制器150可以向機載航空電子系統提供指令，該機載航空電子系統可操作來控制飛行器110的飛行路徑、速度、軌道和/或高度中的一個或複數個。控制器150也可以將指令提供給第一電機220和/或第二電機240中的一個或複數個。如上所述，對第一電機220的指令可以包括關於以下各項中的一個或複數個的指令：轉動主捲筒210的方向、轉動主捲筒210的速度、酬載線130上的張力，以及制動功能的施加。對第二電機220的指令可以包括關於以下各項中的一個或複數個的指令：轉動一或複數夾送輥130的方向、轉動一或複數夾送輥130的速度、酬載線130上的張力，以及制動功能的施加。控制器150也可以向絞車系統120的一或複數伺服電機提供指令。例如，控制器150可以指示伺服電機270將鎖定桿272從第一位置移動到第二位置。作為另一示例，控制器150可以指示伺服電機310將軸320從第一位置移動到第二位置。在一些實施例中，在執行步驟420之後，方法400前進到結束步驟425。

第5圖示出了絞車系統120的操作方法500。方法500可以由機載酬載控制系統100的一或複數控制器來執行。作為一個示例，第1圖的控制器150可以執行方法500。如上所述，可操作來執行方法500的控制器可以是諸如第6圖的電腦600之類的電腦。方法500可以儲存在控制器的記憶體（例如，第6圖的記憶體620）中。

方法500可以在步驟505開始並前進到步驟510。在步驟510，第一電機220和第二電機240中的一個或複數個接收捲繞酬載線130的指令。在一些實施例中，接收到的指令指示第一電機220和/或第二電機240將酬載線130捲入或放出。如上所述，可以通過在第一方向上轉動主捲筒210和/或夾送輥130中的一個或複數個來放出酬載線130，並且可以通過在第二方向上轉動主捲筒210和/或夾送輥130中的一個或複數個來捲入酬載線130。

在一些實施例中，通過指示第一電機220執行制動功能並指示第二電機240在第一方向上轉動來將酬載線130放出。在一些其他實施例中，通過指示第一電機220在第二方向上轉動並指示第二電機240施加制動功能來將酬載線130捲入。在一些實施例中，接收到的指令指示第一電機220和/或第二電機240以特定速度工作。在其他實施例中，接收到的指令指示第一電機220和/或第二電機240將酬載線130拉緊。儘管本揭露描述了可從機載酬載控制系統100的一或複數控制器接收的特定類型的指令，但是本揭露認識到所接收的指令可以包括可以使得絞車系統120能夠控制酬載線130的第二端130b的位置的任何合適的資訊。在一些實施例中，在第一電機220和/或第二電機240接收到捲繞酬載線130的指令之後，方法500前進到步驟520。

在步驟520，第一電機220和/或第二電機240基於在步驟510接收到的指令進行操作。例如，第一電機220可以回應於接收到執行制動功能的指令而施加制動功能。作為另一示例，第二電機240可以開始在第一方向上以特定速率（例如，150 rpm）轉動夾送輥230a，以增加酬載線130的長度。可以串列地實施指令或同時實施指令。在一些實施例中，實施在步驟510接收到的指令使得酬載線130的第二端130b的位置（例如，緯度、經度和高度）得以維持。

第6圖示出了示例電腦系統600。電腦系統600可被第1圖的機載酬載控制系統100使用。例如，第1圖的控制器150可以是電腦系統600。在特定實施例中，一或複數電腦系統600執行本文描述或示出的一或複數方法中的一或複數步驟。在特定實施例中，一或複數電腦系統600提供本文描述或示出的功能。在特定實施例中，在一或複數電腦系統600上運行的軟體執行本文描述或示出的一或複數方法中的一或複數步驟，或者提供本文描述或示出的功能。特定實施例包括一或複數電腦系統600的一或複數部分。在本文中，在適當的情況下，對電腦系統的提及可以包含電腦裝置，反之亦然。另外，在適當的情況下，對電腦系統的提及可以包含一或複數電腦系統。

本揭露預期到任何合適數量的電腦系統600。本揭露預計到採取任何合適實體形式的電腦系統600。作為示例而非限制，電腦系統600可以是嵌入式電腦系統、系統單晶片（SOC）、單板電腦系統（SBC）（諸如，例如，模組電腦（COM）或模組系統（SOM））、臺式電腦系統、膝上型或筆記本電腦系統、互動式資訊服務站、大型機、電腦系統網格、行動電話、個人數位助理（PDA）、伺服器、平板電腦系統，或其中兩種或更多種的組合。在適當的情況下，電腦系統600可以包括一或複數電腦系統600；是單一或分散式的；跨越複數地點；跨越複數機器；跨越複數資料中心；或駐留在雲端中，雲端可以包括一或複數網路中的一或複數雲端元件。在適當的情況下，一或複數電腦系統600可以在沒有實質的空間或時間限制的情況下執行本文描述或示出的一或複數方法中的一或複數步驟。作為示例而非限制，一或複數電腦系統600可以即時地或以批次處理模式執行本文描述或示出的一或複數方法中的一或複數步驟。在適當的情況下，一或複數電腦系統600可以在不同的時間或在不同的位置處執行本文描述或示出的一或複數方法中的一或複數步驟。

在特定實施例中，電腦系統600包括處理器610、記憶體620、儲存裝置630、輸入/輸出（I/O）介面640、通訊介面650和匯流排660。儘管本揭露描述並示出了具有特定佈置下的特定數量的特定元件的特定電腦系統，但是本揭露預期到具有任何合適佈置下的任何合適數量的任何合適元件的任何合適電腦系統。

在特定實施例中，處理器610包括用於執行指令的硬體，指令諸如是組成電腦程式的那些指令。作為示例而非限制，為了執行指令，處理器610可以從內部暫存器、內部快取記憶體、記憶體620或儲存裝置630中取回（或取出）指令；解碼並執行它們；然後將一或複數結果寫入到內部暫存器、內部快取記憶體、記憶體620或儲存裝置630。在特定實施例中，處理器610可包括用於資料、指令或位元址的一或複數內部快取記憶體。在適當的情況下，本揭露預期到包括任何合適數量的任何合適內部快取記憶體的處理器610。作為示例而非限制，處理器610可以包括一或複數指令快取記憶體、一或複數資料快取記憶體以及一或複數轉換後備緩衝器（TLB）。指令快取記憶體中的指令可以是記憶體620或儲存裝置630中的指令的副本，並且指令快取記憶體可以加速處理器610對那些指令的取回。資料快取記憶體中的資料可以是記憶體620或儲存裝置630中的供在處理器610處執行的指令進行操作的資料的副本；在處理器610處執行的先前指令的結果，供在處理器610處執行的後續指令進行訪問或用於寫入到記憶體620或儲存裝置630；或者其他合適的資料。資料快取記憶體可以加速處理器610的讀取或寫入操作。TLB可以加速處理器610的虛擬位址轉換。在特定實施例中，處理器610可以包括用於資料、指令或位元址的一或複數內部暫存器。本揭露預期到視情況包括任何合適數量的任何合適內部暫存器的處理器610。在適當的情況下，處理器610可以包括一或複數算數邏輯單位（ALU）；是多核處理器；或者包括一或複數處理器610。儘管本揭露描述並示出了特定的處理器，但是本揭露預期到任何合適的處理器。

在特定實施例中，記憶體620包括用於儲存供處理器610執行的指令或供處理器610進行操作的資料的主記憶體。作為示例而非限制，電腦系統600可以將來自儲存裝置630或另一個源（諸如，例如，另一個電腦系統600）的指令載入到記憶體620。處理器610然後可以將來自記憶體620的指令載入到內部暫存器或內部快取記憶體。為了執行這些指令，處理器610可以從內部暫存器或內部快取記憶體中取回這些指令並對它們進行解碼。在執行這些指令期間或之後，處理器610可以向內部暫存器或內部快取記憶體寫入一或複數結果（其可以是中間結果或最終結果）。處理器610然後可以將這些結果中的一個或複數個寫入到記憶體620。在特定實施例中，處理器610僅執行一或複數內部暫存器或內部快取記憶體中的指令或記憶體620（對照儲存裝置630或其他地方）中的指令，並且僅對一或複數內部暫存器或內部快取記憶體中的資料或記憶體620（對照儲存裝置630或其他地方）中的資料進行操作。一或複數記憶體匯流排（其可以各自包括位址匯流排和資料匯流排）可以將處理器610耦接到記憶體620。匯流排660可以包括一或複數記憶體匯流排，如下該。在特定實施例中，一或複數記憶體管理單元（MMU）駐留在處理器610與記憶體620之間並促進處理器610所請求的對記憶體620的存取。在特定實施例中，記憶體620包含隨機存取記憶體（RAM）。在適當的情況下，該RAM可以是揮發性記憶體。在適當的情況下，該RAM可以是動態RAM（DRAM）或靜態RAM（SRAM）。而且，在適當的情況下，該RAM可以是單埠或多埠的RAM。本揭露預期到任何合適的RAM。在適當的情況下，記憶體620可以包括一或複數記憶體620。儘管本揭露描述並示出了特定的記憶體，但是本揭露預期到任何合適的記憶體。

在特定實施例中，儲存裝置630包括用於資料或指令的巨量儲存裝置。作為示例而非限制，儲存裝置630可以包括硬碟驅動器（HDD）、軟碟機、快閃記憶體、光碟、磁光碟、磁帶或通用序列匯流排（USB）驅動器，或這些中的二或更多個的組合。在適當的情況下，儲存裝置630可以包括可移媒體或非可移（或者說固定）媒體。在適當的情況下，儲存裝置630可以在電腦系統600內部或在電腦系統600外部。在特定實施例中，儲存裝置630是非揮發性固態記憶體。在特定實施例中，儲存裝置630包括唯讀記憶體（ROM）。在適當的情況下，該ROM可以是掩模程式設計ROM、可程式設計ROM（PROM）、可抹除PROM（EPROM）、電可抹除PROM（EEPROM）、電可改寫ROM（EAROM）或快閃記憶體，或者這些中的二或更多個的組合。本揭露預期到巨量儲存裝置630採取任何合適的實體形式。在適當的情況下，儲存裝置630可以包括一或複數促進處理器610與儲存裝置630之間的通訊的儲存控制單元。在適當的情況下，儲存裝置630可以包括一或複數儲存裝置630。儘管本揭露描述並示出了特定的儲存裝置，但是本揭露預期到任何合適的儲存裝置。

在特定實施例中，I/O介面640包括為電腦系統600與一或複數I/O裝置之間的通訊提供一或複數介面的硬體、軟體或兩者。在適當的情況下，電腦系統600可以包括這些I/O裝置中的一個或複數個。這些I/O裝置中的一個或複數個可以實現人與電腦系統600之間的通訊。作為示例而非限制，I/O裝置可以包括鍵盤、小鍵盤、麥克風、監視器、滑鼠、印表機、掃描器、揚聲器、靜止照相機、觸控筆、平板、觸控式螢幕、軌跡球、攝影機、另一個合適的I/O裝置，或者這些中的二或更多個的組合。I/O裝置可以包括一或複數感測器。本揭露預期到任何合適的I/O裝置以及用於它們的任何合適的I/O介面640。在適當的情況下，I/O介面640可以包括一個或複數個使得處理器610能夠驅動這些I/O裝置中的一或複數I/O裝置的裝置或軟體驅動程式。在適當的情況下，I/O介面640可以包括一或複數I/O介面640。儘管本揭露描述並示出了特定的I/O介面，但是本揭露預期到任何合適的I/O介面。

在特定實施例中，通訊介面650包括為電腦系統600與一或複數其他電腦系統600或一或複數網路之間的通訊（諸如，例如，基於封包的通訊）提供一或複數介面的硬體、軟體或兩者。作為示例而非限制，通訊介面650可以包括用於與乙太網或其他基於有線的網路進行通訊的網路介面控制器（NIC）或網路介面卡，或者用於與諸如WI-FI網路之類的無線網路進行通訊的無線NIC（WNIC）或無線適配器。本揭露預期到任何合適的網路及其任何合適的通訊介面650。作為示例而非限制，電腦系統600可以與自組織網路、個人區域網路（PAN）、區域網路（LAN）、廣域網路（WAN）、都會區網路（MAN）或網際網路的一或複數部分或者這些中的二或更多個的組合進行通訊。這些網路中的一個或複數個的一或複數部分可以是有線或無線的。作為一個示例，電腦系統600可以與無線PAN（WPAN）（諸如，例如，藍牙WPAN）、WI-FI網路、WI-MAX網路、蜂巢電話網絡（諸如，例如，全球移動通訊系統（GSM）網路）或其他合適的無線網路或這些中的二或更多個的組合進行通訊。在適當的情況下，電腦系統600可以包括用於這些網路中的任何網路的任何合適的通訊介面650。在適當的情況下，通訊介面650可以包括一或複數通訊介面610。儘管本揭露描述並示出了特定的通訊介面，但是本揭露預期到任何合適的通訊介面。

在特定實施例中，匯流排660包括將電腦系統600的元件相互耦接的硬體、軟體或兩者。作為示例而非限制，匯流排660可以包括高速圖形連接埠（AGP）或其他圖形匯流排、增強型工業標準架構（EISA）匯流排、前端匯流排（FSB）、超傳輸（HT）互連、工業標準架構（ISA）匯流排、INFINIBAND（無限帶）互連、低引腳數（LPC）匯流排、記憶體匯流排、微通道架構（MCA）匯流排、週邊組件互連（PCI）匯流排、快速PCI（PCIe）匯流排、串列高級技術附件（SATA）匯流排、視訊電子標準協會本地（VLB）匯流排或另一合適的匯流排，或者這些中的二或更多個的組合。在適當的情況下，匯流排660可以包括一或複數匯流排712。儘管本揭露描述並示出了特定的匯流排，但是本揭露預期到任何合適的匯流排或互連。

電腦系統600的元件可以被整合或分離。在一些實施例中，電腦系統600的元件可以各自被容納在單個主機殼內。電腦系統600的操作可以由更多元件、更少元件或其他元件來執行。此外，電腦系統600的操作可以使用可以包括軟體、硬體、其他邏輯或前述者的任何合適組合的任何合適的邏輯來執行。

在本文中，一或複數電腦可讀非暫時性儲存媒體可以包括一或複數基於半導體的積體電路（IC）或其他IC（諸如，例如，現場可程式閘陣列（FPGA）或專用積體電路（ASIC））、硬碟驅動器（HDD）、混合硬碟驅動器（HHD）、光碟、光碟驅動器（ODD）、磁光碟、磁光驅動器、軟碟、軟碟機（FDD）、磁帶、固態驅動器（SSD）、RAM驅動器、SECURE DIGITAL（安全數位）卡或驅動器、任何其他合適的電腦可讀非暫時性儲存媒體，或者這些中的二或更多個的任何合適組合。在適當的情況下，電腦可讀非暫時性儲存媒體可以是揮發性的、非揮發性的，或者揮發性和非揮發性的組合。

在本文中，“或”是包含性的而不是排他性的，除非另有明確指出或者通過上下文另外指出。因此，在本文中，“A或B”意指“A、B或兩者”，除非另有明確指出或者通過上下文另外指出。而且，“和”既是聯合的也是各自的，除非另有明確指出或者通過上下文另外指出。因此，在本文中，“A和B”意指“A和B，聯合地或分別地”，除非另有明確指出或者通過上下文另外指出。

本揭露的範圍包含本領域普通技術人員將理解的對本文描述或示出的示例性實施例的所有改變、替代、變化、變更和修改。本揭露的範圍不限於本文描述或示出的示例性實施例。而且，雖然本揭露在本文中將各個實施例描述和示出為包括特定元件、元件、功能、操作或步驟，但是這些實施例中的任何一個可以包括在本文中的任何地方描述或示出的元件、元件、功能、操作或步驟中的任何一個的本領域普通技術人員將理解的任何組合或排列。另外，在所附申請專利範圍中對適配為、佈置為、能夠、配置為、賦能為、可操作來或操作來執行特定功能的裝置或系統或者裝置或系統的元件的提及包含該裝置、系統、元件，無論其或該特定功能是否被啟動、打開或解鎖，只要該裝置、系統或元件被這樣適配、佈置、能夠、配置、賦能、可操作或操作即可。

100‧‧‧機載酬載控制系統110‧‧‧飛行器120‧‧‧絞車系統130‧‧‧酬載線130a、130b‧‧‧端140‧‧‧線感測器150‧‧‧控制器160‧‧‧酬載170‧‧‧跟蹤和控制系統210‧‧‧主捲筒220、240‧‧‧電機230、230a、230b‧‧‧夾送輥250‧‧‧安裝板252、330‧‧‧孔260‧‧‧眼270、310‧‧‧伺服電機272‧‧‧鎖定桿320‧‧‧軸600‧‧‧電腦610‧‧‧處理器620‧‧‧記憶體630‧‧‧儲存裝置640‧‧‧輸入/輸出（I/O）介面650‧‧‧通訊介面660‧‧‧匯流排

為了更全面地理解本揭露及其優點，現在參考結合附圖進行的以下描述，附圖中：第1圖示出了根據某些實施例的機載酬載控制系統；第2圖示出了根據某些實施例的第1圖的機載酬載控制系統的示例性絞車(winch)系統的透視圖；第3圖示出了第2圖的示例性絞車系統的後視圖；第4圖示出了第1圖的機載酬載控制系統的操作方法；第5圖示出了第2圖的絞車系統的操作方法；第6圖示出了根據某些實施例的可被包括在第1圖的機載酬載控制系統的控制器中的示例性電腦系統。

100:機載酬載控制系統

110:飛行器

120:絞車系統

130:酬載線

140:線感測器

150:控制器

160:酬載

170:跟蹤和控制系統

Claims

一種在一飛行器中使用的絞車系統，該絞車系統包括：一酬載線，包括一感測器、一第一端和一第二端，其中該第二端可操作來耦接到酬載；以及該感測器可操作來檢測關於該酬載線的一資訊並且將檢測到的該資訊發送到至少一個控制器；一主捲筒，該酬載線纏繞在該主捲筒上；一第一電機，可操作來回應於從該至少一個控制器接收到一指令而在一第一方向和一第二方向上轉動該主捲筒，其中在該第一方向上轉動該主捲筒將該酬載線送出，並且在該第二方向上轉動輪盤將該酬載線捲入；一第一夾送輥和一第二夾送輥，該酬載線在該第一夾送輥和該第二夾送輥之間穿過，其中該第一夾送輥和該第二夾送輥被配置為維持該酬載線上的張力；以及一第二電機，可操作來回應於從該至少一個控制器接收到該指令而轉動該第一夾送輥和該第二夾送輥，其中在該第一方向上轉動該夾送輥將該酬載線送出，並且在該第二方向上轉動該夾送輥將該酬載線捲入；其中：該第一電機和該第二電機配合以送出和捲入該酬載線；以及基於由該感測器檢測到的該資訊轉動該主捲筒或該第一夾送輥和該第二夾送輥中的一個或多個，以在該飛行器在空中時控制該酬載線的該第二端的位置。
如申請專利範圍第1項所述的絞車系統，其中，將該酬載線送出包括：該第一電機施加制動功能；和該第二電機在該第一方向上轉動該夾送輥。
如申請專利範圍第1項所述的絞車系統，其中捲入該酬載線包括：該第一電機在該第二方向上轉動主捲筒；和該第二電機施加制動功能。
如申請專利範圍第1項所述的絞車系統，還包括該至少一個控制器，該至少一個控制器可操作來向該第一電機和該第二電機中的每一個提供該指令，其中該指令使該第一電機和該第二電機中的一個或多個轉動該主捲筒和該夾送輥中的一個或複數個或者向該主捲筒和該夾送輥中的一個或複數個施加一制動功能。
如申請專利範圍第4項所述的絞車系統，還包括：一第一編碼器，與該第一電機相關聯，該第一編碼器可操作來檢測關於該主捲筒上的該酬載線的該資訊；和一第二編碼器，與該第二電機相關聯，該第二編碼器可操作來檢測關於該第一夾送輥與該第二夾送輥之間的該酬載線的該資訊。
如申請專利範圍第5項所述的絞車系統，其中，該至少一個控制器被配置為：從該第一編碼器和該第二編碼器中的一或複數接收該資訊；和基於接收到的該資訊，向該第一電機或該第二電機中的一個或複數個提供該指令以調整以下各項中的一個或複數個：該酬載線的速度；該酬載線的加速度；以及該酬載線的位置。
如申請專利範圍第1項所述的絞車系統，還包括一鎖定機構，該鎖定機構可操作來防止該主捲筒轉動。
如申請專利範圍第7項所述的絞車系統，其中，該夾送輥被配置為切割該酬載線，其中切割該酬載線包括：使用該鎖定機構來鎖定該主捲筒；和增加該第二電機的速度。
如申請專利範圍第1項所述的絞車系統，還包括一伺服電機，該伺服電機可操作來移動一滑動軸，其中：該滑動軸包括一引導孔，該酬載線穿過該引導孔；並且移動該滑動軸使得該酬載線以基本均勻的方式分佈在該主捲筒周圍。
一種在一飛行器中使用的一絞車系統的控制器，該控制器可操作來：從該絞車系統的一感測器接收關於一酬載線的一資訊，該酬載線包括一第一端和一第二端；基於從所述感測器接收的該資訊向該絞車系統的至少一個電機提供一指令，以在該飛行器在空中時控制該酬載線的該第二端的位置，其中該絞車系統包括：一第一電機，可操作來在一第一方向和一第二方向上轉動該絞車系統的一主捲筒，其中在第一方向上轉動該主捲筒將該酬載線送出並且在該第二方向上轉動該主捲筒將該酬載線捲入；和一第二電機，可操作來轉動該絞車系統的一第一夾送輥和一第二夾送輥，其中在該第一方向上轉動該夾送輥將該酬載線送出，並且在第二方向上轉動該夾送輥將該酬載線捲入；其中，該第一電機和該第二電機配合以送出和捲入該酬載線。
如申請專利範圍第10項所述的控制器，其中，將該酬載線送出包括：該第一電機施加一制動功能；和該第二電機在該第一方向上轉動該夾送輥。
如申請專利範圍第10項所述的控制器，其中捲入該酬載線包括：該第一電機在第二方向上轉動該主捲筒；和該第二電機施加一制動功能。
如申請專利範圍第10項所述的控制器，還包括：從與該第一電機相關聯的該第一編碼器接收關於該主捲筒上的該酬載線的該資訊；和從與該第一夾送輥和該第二夾送輥相關聯的該第二編碼器接收關於該第一夾送輥與該第二夾送輥之間的該酬載線的該資訊。
如申請專利範圍第13項所述的控制器，其中，向該第一電機和該第二電機中的一個或複數個提供的該指令基於從該第一編碼器和該第二編碼器中的一個或複數個接收到的該資訊。
如申請專利範圍第14項所述的控制器，其中，給該第一電機或該第二電機中的一個或複數個的指令包括用於調整以下各項中的一個或複數個的指令：該酬載線的速度；該酬載線的加速度；以及該酬載線的位置。
一種在一飛行器中使用的用於一絞車系統的方法，該方法包括：從一感測器接收關於一酬載線的一資訊，其中該酬載線包括一第一端和一第二端，該第一端耦接到該絞車系統的一主捲筒，並且該第二端被配置為耦接到一酬載；從一控制器接收基於從該感測器接收的該資訊捲繞該酬載線的一指令；以及基於該指令來操作該絞車系統的一第一電機和該絞車系統的一第二電機中的一個或複數個，其中，該第一電機和該第二電機中的一個或複數個被操作以控制在該飛行器在空中時該酬載線的該第二端的位置。
如申請專利範圍第16項所述的方法，其中該捲繞酬載線的指令包括捲入或放出該酬載線的指令。
如申請專利範圍第17項所述的方法，其中，放出該酬載線包括：由該第一電機施加制動功能；和由該第二電機在第一方向上轉動一夾送輥。
如申請專利範圍第17項所述的方法，其中，捲入該酬載線包括：由該第一電機在該第二方向上轉動該主捲筒；和由該第二電機施加制動功能。
如申請專利範圍第16項所述的方法，還包括：接收關於以下各項中的一個或複數個的資訊：該主捲筒上的該酬載線；一第一夾送輥與一第二夾送輥之間的該酬載線；其中，關於該主捲筒上的該酬載線的該資訊是從與該第一電機相關聯的該第一編碼器接收的，並且關於該第一夾送輥與該第二夾送輥之間的該酬載線的該資訊是從與該第一夾送輥和該第二夾送輥相關聯的該第二編碼器接收的。