CN111527028A - 由uav自动拾取运载物的***和方法 - Google Patents

Abstract

一种运载物取回***包括：UAV，具有位于UAV内的运载物接收器(550)；运载物联接装置(400)，位于运载物接收器(550)内；系绳(404)，具有被固定在UAV内的第一端以及附接到运载物联接装置(400)的第二端；以及运载物引导构件，位于UAV的下侧，用于在取回运载物期间将运载物的至少部分引导到运载物接收器(550)中。

Description

由UAV自动拾取运载物的***和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月19日提交的美国专利申请第15/847370号的优先权，其通过引用整体地结合于此。

背景技术

无人运载工具(其也可以被称为自主运载工具)是能够在没有实际存在的人类操作者的情况下行驶的运载工具。无人运载工具可以以遥控模式、以自主模式或以部分自主模式操作。

当无人运载工具以遥控模式操作时，位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到无人运载工具的命令来控制无人驾驶运载工具。当无人运载工具以自主模式操作时，无人运载工具通常基于预先编程的导航航路点、动态自动化***或这些的组合来移动。此外，一些无人运载工具能够以遥控模式和自主模式两者来操作，并且在某些情况下可以同时以这两种模式操作。例如，作为示例，远程飞行员或驾驶员可能希望在手动执行另一任务(诸如操作用于拾取物体的机械***)时将导航交给自主***。

各种类型的无人运载工具针对各种不同的环境而存在。例如，无人运载工具针对在空中、在地面上、在水下以及在太空中的操作而存在。示例包括四轴飞行器(quad-copter)和尾座式UAV，除了别的之外。无人运载工具还针对其中可能进行多种环境操作的混合操作而存在。混合无人运载工具的示例包括能够在陆地上以及在水上操作的两栖飞船、或能够在水上以及在陆地上降落的水上飞机。其它示例也是可能的。

UAV可以用于向个人或企业送达运载物或从个人或企业取回运载物。在一些操作中，一旦UAV到达取回地点，UAV就可以降落或保持在悬停位置。在此时，在取回地点的人可以在附接到与UAV定位在一起的绞盘机构的系绳的一端处将运载物固定到UAV，或者将运载物固定到UAV自身。例如，运载物可以具有可被固定到在绞盘的一端处的装置的把手，或者可以具有可被固定在UAV内的把手。但是，这种情况具有很多缺点。具体地，如果UAV迟到到达取回地点，则被指定用于固定要被UAV取回的运载物的人员可能必须在UAV到达之前等待一段时间，导致不希望的等待时间。类似地，如果UAV到达并且被指定用于将要取回的运载物固定到UAV的人员迟到或没有出现，则UAV可能必须以悬停模式或在地面上等待，直到指定人员到达以将运载物固定到UAV，导致不期望的延迟以及当UAV等待指定人员到达时由UAV产生的不期望的能量消耗，并且还导致运载物在送达地点的后续送达的不期望延迟。

结果，会期望提供由UAV自动拾取运载物，其中UAV可以自动拾取运载物而无需指定人员在取回地点将运载物固定到UAV。这样的由UAV自动拾取运载物将有利地消除对指定人员将运载物固定到UAV的需要，并消除与UAV或指定人员迟到到达取回地点相关联的潜在延迟。

发明内容

本实施方式有利地提供一种用于在运载物取回地点自动取回运载物的***和方法。本实施方式针对一种UAV，该UAV配置为具有在UAV的下侧的引导特征，该引导特征允许UAV悬停在要被取回的运载物上方，并且当UAV在运载物上方降低时，在UAV的下侧的引导特征将运载物引导到UAV内的运载物接收器中，在该处运载物可以被固定到运载物接收器中的运载物联接装置。可选地，也可以使用相同的UAV配置来实现自动运载物取回，其中运载物可以降落在运载物装载装置上，并且在UAV降落之后，运载物可以从运载物装载装置下方或内部向上推动而与在UAV的下侧的运载物接收器内的运载物联接装置接合。在任一种运载物取回方案中，当运载物的上部(诸如运载物的把手)延伸到运载物接收器中一期望距离(其可以由运载物接收器中的传感器或开关确定)时，在运载物接收器内的运载物联接装置接合运载物的上部(例如把手)以将运载物牢固地接合在运载物接收器内。一旦运载物被固定在运载物接收器内，UAV就可以与运载物一起飞行到运载物送达地点以用于运载物在运载物送达地点处的随后送达。

运载物联接装置可以采取胶囊(capsule)的形式，该胶囊可以附接到系绳的末端，该系绳被固定到UAV内的绞盘。胶囊可以配置有摆臂或闩锁或其它接合器件，其可以穿过运载物的把手伸出以将运载物固定在UAV的运载物接收器内。当运载物的把手到达运载物接收器内的期望位置时，可以使胶囊的摆臂或闩锁(或其它接合器件)穿过运载物的把手的孔伸出以将运载物的把手固定在UAV的运载物接收器内。在到达运载物送达地点时，胶囊和附接的运载物可以通过运载物内的绞盘下降到地面，一旦运载物接触地面，胶囊就可以通过绞盘进一步降低并从运载物的把手自动脱离。一旦胶囊从运载物脱离，胶囊就可以被绞回到UAV，并且UAV可以飞到运载物取回地点以取回另一运载物。

在一个方面，提供一种运载物取回***，其包括：UAV，具有位于UAV内的运载物接收器；运载物联接装置，位于运载物接收器内；系绳，具有被固定在UAV内的第一端和附接到运载物联接装置的第二端；以及运载物引导构件，位于UAV的下侧，用于在取回运载物期间将运载物的至少一部分引导到运载物接收器中。

在另一方面，提供一种取回运载物的方法，该方法包括以下步骤：(i)提供运载物取回***，该运载物取回***包括UAV、运载物联接装置、系绳和运载物引导构件，该UAV具有位于UAV内的运载物接收器，该运载物联接装置位于运载物接收器内，该系绳具有被固定在UAV内的第一端和附接到运载物联接装置的第二端，该运载物引导构件位于UAV的下侧以用于在取回运载物期间将运载物的至少一部分引导到运载物接收器中；(ii)将UAV定位在具有把手的运载物上方；(iii)降低UAV直到运载物的把手的部分位于运载物引导构件内；(iv)用运载物引导构件将运载物的把手朝向运载物接收器引导；(v)进一步降低UAV，直到运载物的把手的该部分在运载物接收器内的期望位置；(vi)将运载物的把手固定到运载物接收器内的运载物联接装置；以及(vii)使UAV与被固定在运载物接收器内的运载物一起飞行。

在另一方面，提供一种取回运载物的方法，该方法包括以下步骤：(i)提供运载物取回***，该运载物取回***包括UAV、运载物联接装置、系绳和运载物引导构件，该UAV具有位于UAV内的运载物接收器，该运载物联接装置位于运载物接收器内，该系绳具有被固定在UAV内的第一端和附接到运载物联接装置的第二端，该运载物引导构件位于UAV的下侧以用于在取回运载物期间将运载物的至少一部分引导到运载物接收器中；(ii)将UAV降落在运载物取回地点处的运载物装载装置上，其中具有把手的运载物位于UAV下方；(iii)向上推动运载物，直到运载物的把手位于运载物引导构件内；(iv)用运载物引导构件朝向运载物接收器引导运载物的把手；(v)进一步向上推动运载物，直到运载物的把手在运载物接收器内的期望位置；(vi)将运载物的把手固定到运载物接收器内的运载物联接装置；以及(vii)使UAV与被固定在运载物接收器内的运载物一起从运载物取回地点飞走。

本实施方式还提供一种用于通过UAV取回运载物的***，该***包括用于将运载物引导到在UAV的下侧的运载物接收器中的机构以及用于将运载物固定在运载物接收器内的机构。

通过在适当的情况下参照附图阅读以下详细描述，这些以及其它的方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得明显。此外，应当理解，在本发明内容部分和本文件中的其它地方提供的描述旨在通过示例的方式而非通过限制的方式示出所要求保护的主题。

附图说明

图1A是根据一示例实施方式的示例无人飞行器100的轴测图。

图1B是根据一示例实施方式的无人飞行器的简化图示。

图1C是根据一示例实施方式的无人飞行器的简化图示。

图1D是根据一示例实施方式的无人飞行器的简化图示。

图1E是根据一示例实施方式的无人飞行器的简化图示。

图2是示出根据一示例实施方式的无人飞行器的部件的简化框图。

图3是示出根据一示例实施方式的UAV***的简化框图。

图4A示出根据一示例实施方式的运载物联接装置400的透视图，其中运载物联接装置400具有穿过运载物的把手伸出的摆臂406。

图4B示出根据一示例实施方式的位于运载物接收器550内的运载物联接装置400的侧视图，其中摆臂406处于缩回状态。

图4C示出根据一示例实施方式的位于运载物接收器550内的运载物联接装置400的侧视图，其中摆臂406处于伸出状态。

图4D示出位于运载物接收器550内的运载物联接装置400的侧视图，其中当孔(aperture)418上方的把手416向上移动到运载物接收器550中时运载物的把手416迫使摆臂406向内。

图5A示出根据一示例实施方式的包括运载物510的运载物取回和送达装置500的透视图。

图5B是图5A所示的运载物取回和送达装置500和运载物510的侧视图。

图6是根据一示例实施方式的具有摆臂606和608的运载物联接装置600的侧视图。

图7是运载物联接装置600在运载物接收器700内的剖视图，其中摆臂606和608被示出为处于缩回状态。

图8是运载物联接装置600在运载物接收器700内的剖视图，其中摆臂606和608被示出为处于伸出状态。

图9是根据一示例实施方式的运载物联接装置800的透视图。

图10是根据一示例实施方式的运载物联接装置800在运载物接收器850下方的剖视图。

图11A是根据一示例实施方式的运载物接收器的凹陷的限制狭槽540和UAV的运载物引导构件535的透视图。

图11B是根据一示例实施方式的在运载物取回和送达***580'内的与运载物接收器576相邻定位的凹陷的限制狭槽540的透视图，该运载物接收器576具有位于内部的运载物引导构件535'。

图12A是根据一示例实施方式的运载物510的侧视图。

图12B示出当运载物510在着地之前向下移动以用于送达时运载物510的把手511被固定在运载物联接装置600内的侧视图。

图12C示出在运载物510已经降落在地面上之后运载物510的侧视图，示出运载物联接装置600从运载物510的把手511脱离。

图12D示出运载物510的侧视图，其中运载物联接装置600远离运载物510的把手511移动。

图13A是根据一示例实施方式的具有开口524和526的运载物510的把手511的侧视图。

图13B是根据一示例性实施方式的运载物联接装置600的摆臂606穿过运载物的把手511的孔513伸出的透视图。

图14A是根据一示例实施方式的UAV900在位于地面上的运载物510上方向下移动的侧视图。

图14B是根据一示例实施方式的UAV900的侧视图，其中UAV900的运载物引导构件535降低到运载物510上。

图14C是UAV900飞行离开的侧视图，其中运载物510被定位在UAV900的运载物引导构件535内并且把手511被固定到UAV900内的运载物联接装置600。

图15A是根据一示例实施方式的UAV900降落在运载物装载装置560之上并且运载物引导构件535的底部接触上着陆平台562的侧视图，其中运载物510位于运载物装载装置560内。

图15B是根据一示例实施方式的具有如图15A所示的UAV900的运载物引导构件535的UAV900的侧视图，其中运载物510被向上推动到运载物引导构件535中。

图15C是根据一示例实施方式的如图15A和图15B所示的UAV900的侧视图，其中运载物510被进一步向上推动到运载物引导构件535中并且把手511与运载物联接装置600接合。

图15D是UAV900飞行离开的侧视图，其中运载物510被定位在UAV900的运载物引导构件535内并且把手511被固定到UAV900内的运载物联接装置600。

图16A是根据一示例实施方式的UAV900降落在运载物装载装置560之上并且运载物引导构件535伸出在上着陆平台562下方的侧视图，其中运载物510位于运载物装载装置560中。

图16B是根据一示例性实施方式的如图16A所示的UAV900的侧视图，其中运载物510被向上推动到运载物引导构件535中并且把手511与运载物联接装置600接合。

图16C是UAV900飞行离开的侧视图，其中运载物510被定位在UAV900的运载物引导构件535内并且把手511被固定到UAV900内的运载物联接装置600。

具体实施方式

这里描述了示范性方法和***。应当理解，词语“示范性”在这里用于表示“用作示例、例子或说明”。这里被描述为“示范性”或“说明性”的任何实施方案或特征不一定被解释为相对于其它实施方案或特征是优选的或有利的。在附图中，除非上下文另外指示，否则相似的符号通常标识相似的部件。这里描述的示例实施方案并不表示进行限制。将易于理解，如这里总体地描述并在附图中示出的本公开的各方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些在这里都被考虑到。

I.概述

本实施方式有利地提供用于在运载物取回地点自动取回运载物的***和方法。本实施方式针对一种UAV，其配置为在UAV的下侧具有引导特征，这允许UAV悬停在要被取回的运载物上方，并且当UAV在运载物上方降低时，在UAV的下侧的引导特征将运载物引导到UAV内的运载物接收器中。当运载物的上部(诸如运载物的把手)伸出到运载物接收器中的一期望距离(其可以由运载物接收器中的传感器或开关确定)时，运载物接收器内的运载物联接装置与运载物的上部(例如把手)接合以将运载物牢固地接合在运载物接收器内。一旦运载物被固定在运载物接收器内，UAV就可以与运载物一起飞行到运载物送达地点，用于运载物在运载物送达地点的后续送达。

可选地，或者除了以上描述的自动取回运载物之外，还可以使用相同的UAV配置来实现自动取回运载物，其中运载物可以降落在运载物装载装置上，并且在UAV降落之后，运载物可以从运载物装载装置下面或在运载物装载装置内被向上推动而在UAV的下侧接合在运载物接收器内的运载物联接装置内。具体地，利用UAV的下侧的引导特征，运载物的上部(诸如把手)被引导到UAV的运载物接收器中。当运载物的上部(诸如运载物的把手)延伸到运载物接收器中一期望距离(其可以由运载物接收器内的传感器或开关确定)时，运载物接收器内的运载物联接装置接合运载物的上部(例如把手)以将运载物牢固地接合在运载物接收器内。一旦运载物被固定在运载物接收器内，UAV就可以与运载物一起飞行到运载物送达地点，用于运载物在运载物送达地点的后续送达。

引导特征可以采取从敞开的下端朝向运载物接收器向内逐渐变窄的漏斗状配置的形式，以朝向运载物接收器引导运载物的上部(例如把手)。引导特征可以在UAV内部或外部，或者是内部和外部引导特征两者的组合。以这种方式，UAV可以(i)降低到运载物上，直到运载物的上部被固定在运载物接收器内，或者(ii)降落在运载物装载装置上，并朝向运载物接收器向上推动位于运载物装载装置下面或内部的运载物直到运载物的上部被固定在运载物接收器内。在任一种情况下，运载物变得被固定在UAV的运载物接收器内，然后UAV可以飞行到运载物送达地点并送达运载物。在两种情况下，都不需要指定人员将运载物装载到UAV上，从而消除由于UAV的迟到到达而可能给指定的装载人员造成的任何延迟以及与指定的装载人员迟到到达运载物取回地点相关的任何延迟。

运载物联接装置可以采取可附接到系绳的一端的胶囊的形式，该系绳被固定到UAV内的绞盘。该胶囊可以配置有摆臂或闩锁或其它接合器件，其可以穿过运载物的把手伸出以将运载物固定在UAV的运载物接收器内。当运载物的把手到达运载物接收器内的期望位置时，可以使胶囊的摆臂或闩锁(或其它接合器件)穿过把手的孔伸出以将运载物的把手固定到UAV的运载物接收器内的胶囊。当到达运载物送达地点时，胶囊和附接的运载物可以通过UAV内的绞盘降低到地面，一旦运载物接触地面，胶囊就可以通过绞盘被进一步降低并从运载物的把手自动脱离。一旦胶囊从运载物脱离，胶囊就可以被向上绞回到UAV，并且UAV可以飞行到运载物取回地点以取回另一运载物。

以上描述的运载物取回***提供用于自动取回运载物，而无需人工介入将运载物固定到UAV。因此，UAV可以简单地飞行到运载物取回地点的位置，并将其自身定位在要被取回的运载物上方，并将其自身降低到运载物上直到运载物被固定在UAV的运载物接收器内。可选地，UAV可以降落在运载物装载装置上，并使运载物被向上推动到运载物接收器中，直到运载物被固定在运载物接收器内。一旦运载物被固定在运载物接收器内，UAV就可以飞行离开到运载物运达地点并送达运载物。

II.说明性的无人运载工具

这里，术语“无人飞行器”和“UAV”是指能够在没有物理上存在的人类驾驶员的情况下执行一些功能的任何自主或半自主运载工具。

UAV可以采取各种形式。例如，UAV可以采取固定翼飞机、滑翔机、尾座式飞机、喷气式飞机、涵道风扇式飞机、比空气轻的飞艇(诸如软式飞艇或可操纵的气球)、旋翼飞行器(诸如直升机或多轴飞行器)和/或扑翼飞机的形式，除了其它可能性之外。此外，术语“无人驾驶飞机”、“无人飞行器***”(UAVS)或“无人空中***”(UAS)也可以用于指代UAV。

图1A是示例UAV100的轴测图。UAV100包括机翼102、吊杆104和机身106。机翼102可以是固定的并可以基于机翼形状和UAV的向前空速产生升力。例如，两个机翼102可以具有翼面形剖面以在UAV100上产生气动力。在一些实施方式中，机翼102可以承载水平推进单元108，吊杆104可以承载垂直推进单元110。在操作中，用于推进单元的电力可以从机身106的电池舱112提供。在一些实施方式中，机身106还包括航空电子设备舱114、附加的电池舱(未示出)和/或用于操纵运载物的送达单元(未示出，例如绞盘***)。在一些实施方式中，机身106是模块化的，并且两个或更多个舱(例如电池舱112、航空电子设备舱114、其它运载物和送达舱)是彼此可拆卸的且(例如机械地、磁性地或以其它方式)彼此可固定的以连续地形成机身106的至少一部分。

在一些实施方式中，吊杆104终止于方向舵116以改善对UAV100的偏航控制。此外，机翼102可以终止于机翼稍117以改善对UAV的升力的控制。

在示出的配置中，UAV100包括结构框架。该结构框架可以被称为UAV的“结构H框架”或“H框架”(未示出)。H框架可以在机翼102内包括机翼梁(未示出)，并且在吊杆104内包括吊杆支架(未示出)。在一些实施方式中，机翼梁和吊杆支架可以由碳纤维、硬塑料、铝、轻金属合金或其它材料制成。机翼梁和吊杆支架可以用夹具连接。机翼梁可以包括用于水平推进单元108的预钻孔，吊杆支架可以包括用于垂直推进单元110的预钻孔。

在一些实施方式中，机身106可以可移除地附接到H框架(例如，通过夹具等附接到机翼梁，该夹具配置有凹槽、突起或其它特征以与对应的H框架特征配合)。在另一些实施方式中，类似地，机身106可以可移除地附接到机翼102。机身106的可移除附接可以改善UAV100的质量和/或模块化。例如，机身106的电/机械部件和/或子***可以在附接到H框架之前与H框架分开地进行测试。类似地，印刷电路板(PCB)118可以在附接到吊杆支架之前与吊杆支架分开地进行测试，因此在完成UAV之前去除有缺陷的零件/子装配件。例如，在将机身106安装到H框架之前，可以对机身106的部件(例如航空电子设备、电池单元、送达单元、附加的电池舱等)进行电测试。此外，PCB118的电机和电子器件也可以在最终组装之前进行电测试。通常，在组装过程中早地识别出有缺陷的零件和子装配件降低UAV的总成本和交付时间。此外，不同类型/型号的机身106可以附接到H框架，因此改善设计的模块化。这样的模块化允许UAV100的这些各种各样的零件被升级，而无需对制造过程进行彻底改变。

在一些实施方式中，机翼壳和吊杆壳可以通过粘合元件(例如胶带、双面胶带、胶水等)附接到H框架。因此，多个壳可以被附接到H框架，而不是具有喷涂到H框架上的整体式主体。在一些实施方式中，该多个壳的存在减小由UAV的结构框架的热膨胀系数引起的应力。结果，UAV可以具有更好的尺寸精度和/或提高的可靠性。

此外，在至少一些实施方式中，相同的H框架可以与具有不同大小和/或设计的机翼壳和/或吊杆壳一起使用，因此提高UAV设计的模块化和多功能性。机翼壳和/或吊杆壳可以由被较硬但相对薄的塑料蒙皮覆盖的相对轻的聚合物(例如闭孔泡沫)制成。

来自机身106的电力和/或控制信号可以通过穿过机身106、机翼102和吊杆104的电缆被布线到PCB118。在示出的实施方式中，UAV100具有四个PCB，但是其它数量的PCB也是可能的。例如，UAV100可以包括两个PCB，每个吊杆一个。PCB承载电子部件119，电子部件119包括例如电力转换器、控制器、存储器、无源部件等。在操作中，UAV100的推进单元108和110电连接到PCB。

对所示出的UAV的许多变型是可能的。例如，固定翼UAV可以包括更多或更少的旋翼单元(垂直的或水平的)，和/或可以利用涵道风扇或多个涵道风扇以用于推进。此外，具有更多机翼(例如具有四个机翼的“x-机翼”配置)的UAV也是可能的。尽管图1示出两个机翼102、两个吊杆104、两个水平推进单元108以及每个吊杆104有六个垂直推进单元110，但是应当理解，UAV100的其它变型可以用更多或更少的这些部件来实现。例如，UAV100可以包括四个机翼102、四个吊杆104以及更多或更少的推进单元(水平的或垂直的)。

类似地，图1B示出固定翼UAV120的另一个示例。固定翼UAV120包括：机身122；两个机翼124，具有翼面形剖面以向UAV120提供升力；垂直稳定器126(或腹鳍)，用于稳定飞机的偏航(向左或向右转)；水平稳定器128(也被称为升降舵或尾翼)，用于稳定俯仰(向上或向下倾斜)；起落架130；以及推进单元132，其可以包括电机、轴和螺旋桨。

图1C示出具有为推进式(pusher)配置的推进器的UAV140的示例。术语“推进式”是指这样的事实，与将推进单元安装在UAV的前部相反，推进单元142被安装在UAV的后部并向前“推动”运载工具。类似于为图1A和图1B提供的描述，图1C绘出推进式飞机中使用的常见结构，包括机身144、两个机翼146、垂直稳定器148和推进单元142，推进单元142可以包括电机、轴和螺旋桨。

图1D示出尾座式UAV160的示例。在所示出的示例中，尾座式UAV160具有固定的机翼162，以提供升力并允许UAV160水平滑行(例如沿着x轴，在与图1D所示的位置近似垂直的位置)。然而，固定的机翼162还允许尾座式UAV160自行垂直地起飞和降落。

例如，在发射地点，尾座式UAV160可以被垂直地设置(如所示的)，其翼片164和/或机翼162搁置在地面上并将UAV160稳定在垂直位置。然后，尾座式UAV160可以通过操作其螺旋桨166以产生向上的推力(例如大体沿y轴的推力)而起飞。一旦处于合适的高度，尾座式UAV160就可以使用其襟翼168将其自身重新定向在水平位置，使得与y轴相比，其机身170更接近与x轴对准。水平放置的螺旋桨166可以提供向前的推力，使得尾座式UAV160能够以与典型的飞机类似的方式飞行。

对所示出的固定翼UAV的许多变型是可能的。例如，固定翼UAV可以包括更多或更少的螺旋桨，和/或可以利用涵道风扇或多个涵道风扇以用于推进。此外，具有更多机翼(例如具有四个机翼的“x-机翼”配置)、具有更少的机翼或者甚至没有机翼的UAV也是可能的。

如上所述，除了固定翼UAV之外或替代固定翼UAV，一些实施方式可以涉及其它类型的UAV。例如，图1E示出通常被称为多轴飞行器180的旋翼飞行器的示例。多轴飞行器180也可以被称为四轴飞行器，因为它包括四个旋翼182。应当理解，示例实施方式可以涉及具有比多轴飞行器180更多或更少的旋翼的旋翼飞行器。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它示例也是可能的。这里，术语“多轴飞行器”是指具有多于两个的旋翼的任何旋翼飞行器，术语“直升机”是指具有两个旋翼的旋翼飞行器。

更详细地参照多轴飞行器180，四个旋翼182为多轴飞行器180提供推进力和操纵性。更具体地，每个旋翼182包括附接到电机184的叶片。如此配置，旋翼182可以允许多轴飞行器180垂直地起飞和降落、在任何方向上进行操纵、和/或悬停。此外，叶片的间距可以成组地和/或不同地调节，并可以允许多轴飞行器180控制其间距、侧倾、偏航和/或高度。

应当理解，这里对“无人”飞行器或UAV的引用可以等同地应用于自主和半自主飞行器。在自主实施方案中，飞行器的所有功能都是自动化的；例如，通过响应来自各种传感器的输入和/或预定信息的实时计算机功能进行预编程或控制。在半自主实施方案中，飞行器的一些功能可以由人类操作者控制，而其它功能则被自动执行。此外，在一些实施方式中，UAV可以配置为允许远程操作者接管否则能够由UAV自主控制的功能。此外，给定类型的功能可以在一个抽象层级上被远程控制，并在另一抽象层级上被自主执行。例如，远程操作者可以控制UAV的高级导航决策，诸如通过指定UAV应当从一个位置行进到另一位置(例如，从郊区的仓库到附近城市的送达地址)，而UAV的导航***自主地控制更精细的导航决策，诸如在两个位置之间采用的特定路线、用于实现该路线并在导航该路线时避开障碍物的特定飞行控制等。

更一般地，应当理解，这里描述的示例UAV不旨在进行限制。示例实施方式可以涉及任何类型的无人飞行器、在任何类型的无人飞行器中实现或采用任何类型的无人飞行器的形式。

III.说明性的UAV部件

图2是示出根据一示例实施方式的UAV200的部件的简化框图。UAV200可以采取参照图1A-图1E描述的UAV100、120、140、160和180之一的形式，或者在形式上与其类似。然而，UAV200也可以采取其它的形式。

UAV200可以包括各种类型的传感器，并可以包括配置为提供这里描述的功能的计算***。在所示出的实施方式中，除了其它可能的传感器和感测***之外，UAV200的传感器包括惯性测量单元(IMU)202、超声波传感器(们)204和GPS206。

在所示出的实施方式中，UAV200还包括一个或更多个处理器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)。所述一个或更多个处理器208可以配置为执行计算机可读程序指令212，该计算机可读程序指令212被存储在数据存储器210中并可执行以提供这里描述的UAV的功能。

数据存储器210可以包括可由至少一个处理器208读取或访问的一种或更多种计算机可读存储介质，或采取可由至少一个处理器208读取或访问的一种或更多种计算机可读存储介质的形式。所述一种或更多种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、有机或其它存储器或盘存储器，其可以完全地或部分地与所述一个或更多个处理器208中的至少一个集成。在一些实施方式中，数据存储器210可以使用单个物理器件(例如一个光学、磁性、有机或其它存储器或盘存储单元)来实现，而在另一些实施方式中，数据存储器210可以使用两个或更多个物理器件来实现。

如指出的，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，在示出的实施方式中，程序指令212包括导航模块214和系绳控制模块216。

A.传感器

在说明性的实施方式中，IMU202可以包括加速度计和陀螺仪两者，它们可以一起使用以确定UAV200的取向。具体地，加速度计可以测量运载工具相对于地球的取向，而陀螺仪测量绕轴线旋转的速率。IMU是可购买到的低成本、低功耗套件(package)。例如，IMU202可以采取小型化微机电***(MEMS)或纳米机电***(NEMS)的形式，或包括小型化微机电***(MEMS)或纳米机电***(NEMS)。也可以使用其它类型的IMU。

除了加速计和陀螺仪之外，IMU202还可以包括其它传感器，其可以帮助更好地确定位置和/或帮助增加UAV200的自主性。这样的传感器的两个示例是磁力计和压力传感器。在一些实施方式中，UAV可以包括低功率数字3轴磁力计，其可以用于实现取向无关的电子罗盘，以获取准确的航向信息。然而，也可以使用其它类型的磁力计。其它示例也是可能的。此外，注意，UAV可以包括以上描述的惯性传感器的一些或全部作为与IMU分开的部件。

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。可选地，其它传感器(诸如声波高度计或雷达高度计)可以用于提供高度的指示，这可以有助于提高IMU的准确性和/或防止IMU的漂移。

在另一方面，UAV200可以包括一个或更多个传感器，其允许UAV感测环境中的物体。例如，在所示出的实施方式中，UAV200包括超声波传感器(们)204。超声波传感器(们)204可以通过产生声波并确定波的发射与接收离开物体的对应回波之间的时间间隔来确定到物体的距离。用于无人运载工具的超声波传感器或IMU的典型应用是低空高度控制和避障。超声波传感器还可以用于需要悬停在特定高度或需要能够探测障碍物的运载工具。其它***可以用于确定、感测附近物体的存在和/或确定到附近物体的距离，诸如光检测和测距(LIDAR)***、激光检测和测距(LADAR)***和/或红外或前视红外(FLIR)***，除了其它可能性之外。

在一些实施方式中，UAV200还可以包括一个或更多个成像***。例如，UAV200可以利用一个或更多个静态和/或视频相机来从UAV的环境捕获图像数据。作为一具体示例，电荷耦合器件(CCD)相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)相机可以与无人运载工具一起使用。这样的成像传感器(们)具有许多可能的应用，诸如避障、定位技术、用于更精确导航的地面跟踪(例如通过对图像应用光流技术)、视频反馈和/或图像识别和处理，除了其它可能性之外。

UAV200还可以包括GPS接收器206。GPS接收器206可以配置为提供众所周知的GPS***的典型数据，诸如UAV200的GPS坐标。UAV200可以利用这样的GPS数据以用于各种功能。这样，UAV可以使用其GPS接收器206来帮助导航到呼叫者的位置(如至少部分地由呼叫者的移动装置提供的GPS坐标所指示的)。其它示例也是可能的。

B.导航和位置确定

导航模块214可以提供允许UAV200例如在其环境中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UAV的影响飞行的机械特征(例如其方向舵(们)、升降舵(们)、副翼(们)、和/或其螺旋桨(们)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，诸如基于地图的导航和基于定位的导航。对于基于地图的导航，UAV200可以被提供其环境的地图，然后可以使用该地图以导航到地图上的特定位置。对于基于定位的导航，UAV200可以能够利用定位而在未知环境中导航。基于定位的导航可以涉及UAV200构建其自身的环境地图并计算其在地图内的位置和/或物体在该环境中的位置。例如，当UAV200在其整个环境中移动时，UAV200可以连续使用定位来更新其环境地图。这种连续地图构建的过程可以被称为即时定位与地图构建(SLAM)。也可以使用其它导航技术。

在一些实施方式中，导航模块214可以使用依赖于航路点的技术来导航。具体地，航路点是标识物理空间中的点的坐标集。例如，空中导航航路点可以由特定的纬度、经度和高度限定。因此，导航模块214可以使UAV200从一航路点移动到另一航路点，以便最后行进到最终目的地(例如一系列航路点中的最终航路点)。

在另一方面，导航模块214和/或UAV200的其它部件和***可以配置为进行“定位”以更精确地导航到目标位置的场景。更具体地，在某些情况下可能希望UAV在运载物228由UAV送达的目标位置的阈值距离内(例如在目标目的地的几英尺内)。为此，UAV可以使用两层方法，其中它使用更笼统的位置确定技术以导航到与目标位置相关的大概区域，然后使用更精确的位置确定技术以识别和/或导航到该大概区域内的目标位置。

例如，UAV200可以使用航路点和/或基于地图的导航而导航到运载物228被送达的目标目的地的大概区域。然后，UAV可以切换到使用用于定位的过程的模式并行进到更具体的位置。例如，如果UAV200要将运载物送达到用户的住宅，则UAV200会需要实质上接近目标位置，以避免将运载物送达到不期望的区域(例如到屋顶上、到游泳池中、到邻居的地产上等)。然而，GPS信号可能仅使UAV200到此范围(例如在用户住宅的街区内)。然后可以使用更精确的位置确定技术以找到特定目标位置。

一旦UAV200已经导航到目标送达位置的大概区域，就可以使用各种类型的位置确定技术来完成目标送达位置的定位。例如，UAV200可以配备有一个或更多个传感器***，诸如例如超声波传感器204、红外传感器(未示出)和/或其它传感器，其可以提供导航模块214使用的输入以自主或半自主地导航到特定目标位置。

作为另一示例，一旦UAV200到达目标送达位置(或诸如人或他们的移动装置的移动对象)的大概区域，则UAV200可以切换到“电传飞行(fly-by-wire)”模式，其中它至少部分地由远程操作者控制，该操作者可以将UAV200导航到特定目标位置。为此，可以将来自UAV200的感测数据发送给远程操作者以帮助他们将UAV200导航到特定位置。

作为另一示例，UAV200可以包括能够向路人发信号以协助到达特定目标送达位置的模块；例如，UAV200可以在图形显示器中显示请求这样的协助的视觉消息、通过扬声器播放音频消息或音调以指示需要这种协助，除了其它可能性之外。这样的视觉或音频消息可以表示在将UAV200送达到特定人或特定位置时需要协助，并可以提供信息以协助路人将UAV200送达到所述人或位置(例如人或位置的描述或图片、和/或人或位置的名字)，除了其它可能性之外。在UAV不能使用感测功能或其它位置确定技术以到达特定目标位置的情况下，这样的特征可以是有用的。但是，这种特征不限于这样的场景。

在一些实施方式中，一旦UAV200到达目标送达位置的大概区域，UAV200就可以利用来自用户的远程装置(例如用户的移动电话)的无线电信号来定位这个人。这样的无线电信号可以采取各种形式。作为一示例，考虑这样的场景，其中远程装置(例如请求UAV送达的人的移动电话)能够(例如经由RF信号、光信号和/或音频信号)发出定向信号。在这种场景中，UAV200可以配置为通过“溯源”这样的定向信号来进行导航—换言之，通过确定哪个地方信号最强并相应地导航。作为另一示例，移动装置可以发射人类范围内或人类范围外的频率，并且UAV200可以收听该频率并相应地导航。作为相关示例，如果UAV200正在收听口头命令，则UAV200可以利用诸如“我在这里！”口头陈述来溯源请求送达运载物的人的特定位置。

在一可选的布置中，可以在与UAV200无线通信的远程计算装置处实现导航模块。远程计算装置可以从UAV200接收指示UAV200的操作状态的数据、传感器数据，这允许该远程计算装置评估UAV200正经受的环境条件和/或UAV200的位置信息。被提供这样的信息，远程计算装置可以确定UAV200应当进行的高度和/或方向调整，和/或可以确定UAV200应当如何调整其机械特性(例如其方向舵(们)、升降舵(们)、副翼(们)和/或其螺旋桨(们)的速度)以便实现这样的移动。远程计算***然后可以将这样的调整传达给UAV200，从而UAV200能够以确定的方式移动。

C.通信***

在另一方面，UAV200包括一个或更多个通信***218。通信***218可以包括一个或更多个无线接口和/或一个或更多个有线接口，其允许UAV200经由一个或更多个网络进行通信。这样的无线接口可以提供用于在一种或更多种无线通信协议(诸如蓝牙、WiFi(例如IEEE802.11协议)、长期演进(LTE)、WiMAX(例如IEEE802.16标准)、射频ID(RFID)协议、近场通信(NFC)和/或其它无线通信协议)下的通信。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，以经由电线、双绞线、同轴电缆、光链路、光纤链路或其它物理连接与有线网络进行通信。

在一些实施方式中，UAV200可以包括允许短距离通信和长距离通信两者的通信***218。例如，UAV200可以配置用于使用蓝牙的短距离通信以及用于在CDMA协议下的远距离通信。在这样的实施方式中，UAV200可以配置为用作“热点”，或换言之，用作远程支持装置与一个或更多个数据网络(诸如蜂窝网络和/或互联网)之间的网关或代理。如此配置，UAV200可以促进远程支持装置否则自身无法进行的数据通信。

例如，UAV200可以提供到远程装置的WiFi连接，并用作蜂窝服务提供商的数据网络的代理或网关，UAV可以在例如LTE或3G协议下连接到该数据网络。UAV200还可以用作远程装置否则可能无法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***

在另一方面，UAV200可以包括电力***(们)220。电力***220可以包括用于向UAV200提供电力的一个或更多个电池。在一个示例中，所述一个或更多个电池可以是可再充电的，每个电池可以经由电池与电源之间的有线连接和/或经由无线充电***(诸如，将外部时变磁场施加到内部电池的感应充电***)被再充电。

E.运载物送达

UAV200可以采用各种***和配置以便运输和送达运载物228。在一些实施方案中，给定UAV200的运载物228可以包括被设计为将各种货物运输到目标送达位置的“包裹”或采取该“包裹”的形式。例如，UAV200可以包括可在其中运输物品或多个物品的舱。这样的包裹可以是一个或更多个食品、购买的商品、医疗物品、或具有适合于由UAV在两个位置之间运输的大小和重量的任何其它物体(们)。在另一些实施方式中，运载物228可以仅是正被送达的一个或更多个物品(例如，没有容纳物品的任何包裹)。

在一些实施方式中，在UAV的飞行的一些或全部期间，运载物228可以附接到UAV并基本上位于UAV的外部。例如，在到目标位置的飞行期间，包裹可以被拴系或以其它方式可释放地附接在UAV下方。在包裹在UAV下方携带货物的实施方式中，包裹可以包括各种特征，所述各种特征保护其容纳物免受环境影响、减少对***的空气动力阻力、并防止包裹的容纳物在UAV飞行期间移动。

例如，当运载物228采取用于运输物品的包裹的形式时，该包裹可以包括由防水硬纸板、塑料或任何其它重量轻且防水的材料构成的外壳。此外，为了减少阻力，该包裹可以以光滑的表面为特征，该光滑的表面具有减小前部剖面面积的变尖的前部。此外，该包裹的侧面可以从宽的底部到窄的顶部逐渐变窄，这允许该包裹用作减少对UAV的机翼(们)的干扰影响的窄的外挂架(pylon)。这可以使该包裹的一些前部区域和体积远离UAV的机翼(们)，从而防止由包裹引起机翼(们)上的升力的减小。此外，在一些实施方式中，该包裹的外壳可以由单片材料构成以便减小气隙或额外的材料，气隙和额外的材料都会增大对***的阻力。另外地或可选地，该包裹可以包括稳定器以抑制包裹的颤动。颤动的这种减少可以允许包裹具有与UAV的较少的刚性连接，并可以使包裹的容纳物在飞行期间较少移动。

为了送达运载物，UAV可以包括由系绳控制模块216控制的绞盘***221，以便在UAV悬停在上方时将运载物228降低至地面。如图2所示，绞盘***221可以包括系绳224，系绳224可以通过运载物联接装置226联接到运载物228。系绳224可以缠绕在联接到UAV的电机222的卷轴上。电机222可以采取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可以控制速度控制器以使电机222旋转卷轴，从而使系绳224退绕或收回并降低或升高运载物联接装置226。在实践中，速度控制器可以输出对于卷轴的期望的操作速率(例如期望的RPM)，其可以对应于系绳224和运载物228应当朝向地面降低的速度。然后，电机222可以旋转卷轴，使得其保持期望的操作速率。

为了经由速度控制器控制电机222，系绳控制模块216可以从速度传感器(例如编码器)接收数据，该速度传感器配置为将机械位置转换为代表性的模拟或数字信号。具体地，速度传感器可以包括旋转编码器，其可以提供与电机的轴或联接到电机的卷轴的旋转位置(和/或旋转运动)有关的信息，除了其它可能性之外。此外，速度传感器可以采取绝对编码器和/或增量编码器的形式，除了别的之外。所以在一示例实施方式中，当电机222引起卷轴的旋转时，旋转编码器可以用于测量此旋转。这样做时，旋转编码器可以用于将旋转位置转换为由系绳控制模块216使用的模拟或数字电子信号以从固定的参考角度确定卷轴的旋转量和/或将旋转位置转换为代表新的旋转位置的模拟或数字电子信号，除了其它选择之外。其它示例也是可能的。

基于来自速度传感器的数据，系绳控制模块216可以确定电机222和/或卷轴的旋转速度，并作出响应地控制电机222(例如通过增大或减小供应给电机222的电流)以使电机222的旋转速度与期望的速度匹配。当调节电机电流时，电流调节的幅度可以使用电机222的所确定的速度和所期望的速度基于比例积分微分(PID)计算。例如，电流调节的幅度可以基于卷轴的所确定的速度和所期望的速度之间的当前差异、过去差异(基于随时间的累积误差)和未来差异(基于当前变化率)。

在一些实施方式中，系绳控制模块216可以改变系绳224和运载物228被降低至地面的速率。例如，速度控制器可以根据可变的部署速率分布(deployment-rateprofile)和/或响应于其它因素来改变期望的操作速率，以便改变运载物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，为了改变系绳的部署速率，UAV200可以包括能够向系绳224施加可变量的压力的摩擦垫。作为另一示例，UAV200可以包括电动制动***，其改变卷轴放出系绳224的速率。这样的制动***可以采取其中电机222操作以减慢卷轴放出系绳224的速度的机电***的形式。此外，电机222可以改变其调节卷轴的速度(例如RPM)的量，因此可以改变系绳224的部署速率。其它示例也是可能的。

在一些实施方式中，系绳控制模块216可以配置为将供应给电机222的电机电流限制至最大值。在对电机电流设置这样的限制的情况下，可能存在电机222无法以速度控制器指定的期望操作进行操作的情形。例如，如下面更详细讨论地，可能存在如下情况，速度控制器指定电机222应当将系绳224朝向UAV200收回的期望操作速率，但是电机电流可能受限制使得系绳224上的足够大的向下的力将会抵消电机222的收回力并反而使系绳224退绕。如以下进一步讨论地，可以取决于UAV200的操作状态来施加和/或更改对电机电流的限制。

在一些实施方式中，系绳控制模块216可以配置为基于供应到电机222的电流量来确定系绳224和/或运载物228的状态。例如，如果向系绳224施加向下的力(例如，如果运载物228附接到系绳224，或者如果系绳224在朝向UAV200收回时被钩在物体上)，则系绳控制模块216可能需要增大电机电流以便使电机222和/或卷轴的所确定的旋转速度与期望的速度匹配。类似地，当从系绳224去除向下的力时(例如，当运载物228送达或消除系绳钩住时)，系绳控制模块216会需要减小电机电流以便使电机222和/或卷轴的所确定的旋转速度与期望的速度匹配。这样，系绳控制模块216可以配置为监测供应给电机222的电流。例如，系绳控制模块215可以基于从电机的电流传感器或电力***220的电流传感器接收的传感器数据确定电机电流。在任何情况下，基于供应给电机222的电流，确定运载物228是否附接到系绳224、是否有人或有物正在拉系绳224和/或在收回系绳224之后运载物联接装置226是否贴着UAV200。其它示例也是可能的。

在运载物228的送达期间，运载物联接装置226可以配置为在通过系绳224从UAV降下的同时固定运载物228，并且还可以配置为在到达地面水平时释放运载物228。然后，可以通过使用电机222卷入系绳224而将运载物联接装置226收回到UAV。

在一些实施方案中，一旦运载物228被降低至地面，它就可以被被动地释放。例如，被动释放机构可以包括一个或更多个摆臂，其适于缩回到壳体中以及从壳体伸出。伸出的摇臂可以形成其上可附接运载物228的钩。在经由系绳将释放机构和运载物228降低至地面时，重力以及对释放机构的向下的惯性力可以使运载物228从钩脱离，这允许释放机构朝向UAV向上升高。释放机构还可以包括弹簧机构，当在摆臂上没有其它外力时该弹簧机构使摆臂偏置以缩回到壳体中。例如，弹簧可以对摆臂施加将摆臂推向壳体或拉向壳体的力，使得一旦运载物228的重量不再迫使摆臂从壳体伸出，摆臂就缩回到壳体中。使摆臂缩回到壳体中可以减小当送达运载物228而将释放机构朝向UAV升高时释放机构钩住运载物228或其它附近物体的可能性。

主动的运载物释放机构也是可能的。例如，诸如基于大气压力的高度计和/或加速度计的传感器可以帮助检测释放机构(和运载物)相对于地面的位置。来自传感器的数据可以通过无线链路传回到UAV和/或控制***，并用于帮助确定释放机构何时到达地面(例如，通过用以地面冲击为特征的加速度计检测测量)。在另一些示例中，UAV可以基于重量传感器检测在系绳上的阈值低的向下力和/或基于当降下运载物时绞盘汲取的功率的阈值低的测量来确定运载物已经到达地面。

除了系绳式送达***之外或替代系绳式送达***，用于送达运载物的其它***和技术也是可能的。例如，UAV200可以包括安全气囊下落***或降落伞下落***。可选地，携带运载物的UAV200可以在送达位置简单地降落在地面上。其它示例也是可能的。

IV.说明性的UAV部署***

可以实施UAV***以便提供各种与UAV相关的服务。具体地，UAV可以提供在可与区域控制***和/或中央控制***通信的许多不同的发射地点。这样的分布式UAV***可以允许UAV被快速部署以横跨大的地理区域(例如，比任何单个UAV的飞行范围大得多的)提供服务。例如，能够携带运载物的UAV可以分布在横跨大的地理区域(有可能甚至遍布整个国家、或者甚至全世界)的许多发射地点，以便向整个地理区域内的位置提供各种物品的按需运输。图3是示出根据一示例实施方式的分布式UAV***300的简化框图。

在说明性的UAV***300中，访问***302可以允许与UAV304的网络交互、控制UAV304的网络和/或使用UAV304的网络。在一些实施方式中，访问***302可以是允许UAV304的受人控制的调度的计算***。这样，控制***可以包括或以其它方式提供用户界面，用户可以通过该用户界面访问和/或控制UAV304。

在一些实施方式中，UAV304的调度可以另外地或可选地经由一个或更多个自动化过程来实现。例如，访问***302可以调度UAV304之一以将运载物运输到目标位置，并且UAV可以通过使用各种机载传感器(诸如GPS接收器和/或其它各种导航传感器)自主地导航到目标位置。

此外，访问***302可以提供UAV的远程操作。例如，访问***302可以允许操作者经由其用户界面来控制UAV的飞行。作为具体示例，操作者可以使用访问***302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概区域。在此时，操作者可以使用访问***302控制UAV304并将UAV导航到目标位置(例如，导航到向其正运输运载物的特定人)。UAV的远程操作的其它示例也是可能的。

在一说明性的实施方式中，UAV304可以采取各种形式。例如，每个UAV304可以是诸如图1A-图1E所示的那些的UAV。然而，在不脱离本发明的范围的情况下，UAV***300也可以使用其它类型的UAV。在一些实施中，所有的UAV304可以为相同或相似的配置。然而，在另一些实施方案中，UAV304可以包括许多不同类型的UAV。例如，UAV304可以包括许多类型的UAV，每种类型的UAV针对一种不同类型或多种不同类型的运载物送达能力来配置。

UAV***300还可以包括可采取各种形式的远程装置306。通常，远程装置306可以是通过其可发出调度UAV的直接请求或间接请求的任何装置。(注意，间接请求可以涉及可通过调度UAV得到响应的任何通信，诸如请求包裹送达)。在一示例实施方式中，远程装置306可以是移动电话、平板计算机、膝上型计算机、个人计算机或任何网络连接的计算装置。此外，在某些情况下，远程装置306可以不是计算装置。作为一示例，允许经由普通老式电话服务(POTS)通信的标准电话可以用作远程装置306。其它类型的远程装置也是可能的。

此外，远程装置306可以配置为经由一种或更多种类型的通信网络308与访问***302通信。例如，远程装置306可以通过在POTS网络、蜂窝网络和/或诸如互联网的数据网络上进行通信而与访问***302(或访问***302的人类操作者)通信。也可以使用其它类型的网络。

在一些实施方式中，远程装置306可以配置为允许用户请求将一个或更多个物品送达到期望的位置。例如，用户可以经由其移动电话、平板电脑或膝上型电脑请求UVA送达包裹到他们的住宅。作为另一示例，用户可以请求到在送达时他们所处的位置的动态送达。为了提供这样的动态送达，UAV***300可以从用户的移动电话或用户身上的任何其它装置接收位置信息(例如GPS坐标等)，使得UAV可以导航到用户的位置(如由他们的移动电话指示的)。

在一说明性的布置中，中央调度***310可以是一服务器或服务器组，其被配置为从访问***302接收调度消息请求和/或调度指令。这样的调度消息可以请求或指示中央调度***310协调UAV到各个目标位置的部署。中央调度***310还可以配置为将这样的请求或指令发送到一个或更多个本地调度***312。为了提供这样的功能，中央调度***310可以经由数据网络(诸如互联网或为访问***与自动调度***之间的通信而建立的专用网络)与访问***302进行通信。

在示出的配置中，中央调度***310可以配置为协调来自许多不同的本地调度***312对UAV304的调度。这样，中央调度***310可以跟踪哪些UAV304位于哪些本地调度***312处、哪些UAV304当前可供部署和/或每个UAV304被配置用于哪些服务或操作(在UAV机队包括配置用于不同的服务和/操作的多种类型的UAV的情况下)。另外地或可选地，每个本地调度***312可以配置为跟踪其相关联的UAV304中的哪些当前可供部署和/或当前在物品运输中。

在一些情况下，当中央调度***310从访问***302接收到对与UAV相关的服务(例如物品的运输)的请求时，中央调度***310可以选择特定的UAV304来调度。中央调度***310可以相应地指示与所选择的UAV相关联的本地调度***312调度所选择的UAV。然后，本地调度***312可以操作其相关联的部署***314以发射所选择的UAV。在另一些情况下，中央调度***310可以将对与UAV相关的服务的请求转发到在请求支持的位置附近的本地调度***312，并将对特定UAV304的选择留给本地调度***312。

在一示例配置中，本地调度***312可以被实现为在与其控制的部署***(们)314相同的位置处的计算***。例如，本地调度***312可以由安装在诸如仓库的建筑物处的计算***实现，与特定的本地调度***312相关联的部署***(们)314和UAV(们)304也位于该建筑物处。在另一些实施方式中，本地调度***312可以在远离其相关联的部署***(们)314和UAV(们)304的位置实现。

对UAV***300的所示配置的多种变型和替代是可能的。例如，在一些实施方式中，远程装置306的用户可以直接从中央调度***310请求包裹的送达。为此，可以在远程装置306上实现一应用，该应用允许用户提供关于所请求的送达的信息，并生成和发送数据消息以请求UAV***300提供该送达。在这样的实施方式中，中央调度***310可以包括自动功能以处理由这样的应用生成的请求、评估这样的请求、并且如果合适的话与适当的本地调度***312协调以部署UAV。

此外，这里归于中央调度***310、本地调度***(们)312、访问***302和/或部署***(们)314的功能中的一些或全部可以组合在被实现为更复杂的***的单个***中和/或以各种方式在中央调度***310、本地调度***(们)312、访问***302和/或部署***(们)314之间重新分配。

此外，尽管每个本地调度***312被示出为具有两个相关联的部署***314，但是给定的本地调度***312可以可选地具有更多或更少的相关联的部署***314。类似地，尽管中央调度***310被示出为与两个本地调度***312通信，但是中央调度***310可以可选地与更多或更少的本地调度***312通信。

在另一方面，部署***314可以采取各种形式。通常，部署***314可以采取用于物理地发射UAV304中的一个或更多个的***的形式，或包括用于物理地发射UAV304中的一个或更多个的***。这样的发射***可以包括提供自动UAV发射的特征和/或允许人类辅助的UAV发射的特征。此外，部署***314可以每个配置为发射一个特定的UAV304、或发射多个UAV304。

部署***314还可以配置为提供附加的功能，包括例如与诊断相关的功能(诸如验证UAV的***功能、验证容纳在UAV内的装置(例如运载物送达装置)的功能)和/或维护容纳在UAV中的装置或其它物品(例如通过监测运载物的状态，诸如其温度、重量等)。

在一些实施方式中，部署***314及其对应的UAV304(以及可能相关联的本地调度***312)可以遍及一区域(诸如城市)策略性地分布。例如，部署***314可以策略性地分布，使得每个部署***314接近一个或更多个运载物拾取位置(例如在餐馆、商店或仓库附近)。然而，取决于具体的实施，可以以其它方式来分布部署***314(以及可能地，本地调度***312)。作为另外的示例，允许用户经由UAV运输包裹的信息亭(kiosk)可以安装在各个位置。这样的信息亭可以包括UAV发射***，并可以允许用户提供他们的包裹以装载到UAV上并为UAV运送服务付费，除了其它可能性之外。其它示例也是可能的。

在另一方面，UAV***300可以包括用户账户数据库316或可以访问用户账户数据库316。用户账户数据库316可以包括许多用户账户的数据，并且每个用户账户与一个或更多个人相关联。对于给定的用户账户，用户账户数据库316可以包括与提供和UAV相关的服务有关的数据或在提供和UAV相关的服务方面有用的数据。通常，与每个用户账户相关联的用户数据可选地由相关用户提供和/或在相关用户的许可下收集。

此外，在一些实施方式中，如果人们希望通过来自UAV***300的UAV304提供与UAV相关的服务，则可能需要他们向UAV***300注册用户账户。这样，用户账户数据库316可以包括给定用户账户的授权信息(例如用户名和密码)和/或可用于授权对用户账户的访问的其它信息。

在一些实施方式中，人们可以将他们的装置中的一个或更多个与他们的用户账户相关联，使得他们可以访问UAV***300的服务。例如，当人们使用相关联的移动电话(例如呼叫访问***302的操作者或向调度***发送请求与UAV相关的服务的消息)时，该电话可以经由唯一的装置识别号来识别，然后该呼叫或消息可以归于相关联的用户账户。其它示例也是可能的。V.运载物取回和送达的示例***和装置

UAV可以包括用于将运载物降低至目标送达位置的各种类型的运载物送达***。在某些情况下，运载物可以通过附接在系绳的一端处的运载物联接装置而联接到系绳，UAV可以通过降低系绳而将运载物降低至地面。运载物联接装置可以提供为使得，运载物可以在地面上被释放，并且系绳可以收回到UAV。

此外，在自动取回运载物期间可以有利地使用运载物联接装置。具体地，在本实施方式中，UAV可以将其自身定位在要取回的运载物上方，并且UAV可以使用引导构件降低到运载物的顶部上，以将运载物的顶部和/或把手定位在UAV内。一旦运载物的把手处于UAV内的期望位置，运载物的把手就可以通过运载物联接装置而自动接合并固定，以将运载物固定到UAV或固定在UAV内。可选地，UAV可以降落在运载物装载装置上，并且位于运载物装载装置下面或内部的运载物可以使用UAV上的引导构件被向上推动到UAV中，以将运载物的把手定位在UAV内。一旦运载物的把手处于UAV内的期望位置，运载物的把手就可以通过运载物联接装置被自动地接合并固定，运载物随后被固定到UAV或固定在UAV内。

图4A是可用于运载物401的自动取回和被动释放的示例运载物联接装置400的图示。运载物联接装置400包括壳体402。如所示的，壳体402可以采取具有倒圆的端部的圆筒形胶囊的形式，但是其它形状和形式也是可能的(例如椭圆体、球形、立方体、金字塔、圆柱体、棱柱、圆锥体等)。壳体402可以联接到系绳404，系绳404可操作以相对于UAV升高和降低运载物联接装置400。

摆臂406可以在靠近摆臂406的第一端410的枢转点408处联接到壳体402。摆臂406可以通过允许摆臂406至少部分地绕枢转点408旋转的机构(例如使用任何类型的各种销、螺栓、螺钉等)联接到壳体402。摆臂406可以绕枢转点408部分地旋转，使得摆臂406可以布置在各种位置。

在关闭(或缩回)位置(图4B中示出)，摆臂406的第二端412位于壳体402内。在打开(或伸出)位置(图4A和图4C中示出)，第二端412穿过壳体402的开口414伸出。壳体402可以包括两个相对的开口414，使得摆臂406可以旋转以使第二端412从壳体402的任一侧伸出。

运载物联接装置400还可以包括弹簧机构409，当运载物401不对摆臂406施加向下的力时该弹簧机构409偏置摆臂406以使其旋转回到壳体402中。如图4A中绘出的，弹簧机构409可以采取扭转弹簧的形式，该扭转弹簧在枢转点408处将摆臂406联接到壳体402。当摆臂406处于关闭位置时(即当第二端412位于壳体内时)，扭转弹簧可以处于静止状态，扭转弹簧可以适于对摆臂406施加对抗绕枢转点408的旋转运动的力。因此，当摆臂406处于打开(或伸出)位置时，扭转弹簧可以对摆臂406施加指向关闭(或缩回)位置的力。

图4A示出处于打开(或伸出)位置的运载物联接装置400。在打开位置，摆臂406的第二端412相对于壳体402的侧壁以锐角θ从壳体402伸出。因此，在打开位置，摆臂406形成钩，运载物401(例如容纳一个或更多个食品、医疗物品或各种其它物品的包裹)可以被附接在该钩上。

角度θ可以具有小于90度的最大值。为了将角度θ限制到这样的最大值，运载物联接装置400可以包括用于限制和/或在结构上设计为限制摆臂406绕枢转点408的旋转的机构。例如，如图4B和图4C所示，摆臂406可以包括适于接收销422的狭槽420，该销422可以被集成在壳体402内。当摆臂406绕枢转点408旋转时，销422可以到达狭槽420的一端，从而防止摆臂406进一步旋转并将角度θ限制为其最大值。

在图4B和图4C中，示出用于接收运载物联接装置400的示例运载物接收器550的剖视图。如这里使用的，术语“运载物接收器”将被广义地解释为包括UAV的一区域，运载物的任何部分(诸如把手)伸出到该区域中。运载物接收器550可以联接到UAV或被集成在UAV中。例如，运载物接收器550可以采取UAV的主体中的特征、舱或***的形式。这样，当UAV通过缠绕系绳404而升高运载物联接装置400时，运载物接收器550可以接收运载物联接装置400。

在实践中，运载物接收器550可以包括空心轴552，该空心轴552具有至少略大于壳体402的外径的内径，使得当摆臂406处于如图4A中绘出的关闭位置时运载物联接装置400可以装配在轴552内。随着UAV缠绕系绳404，运载物联接装置400可以被进一步拉入轴552中，直到摆臂406的凸轮554与运载物接收器550的凸轮从动件556接触。

如图4A-图4D所示，运载物联接装置400可以在自动取回运载物期间被有利地使用。具体地，当运载物的把手位于UAV内一期望距离时，摆臂可以穿过运载物的把手中的孔伸出以将运载物固定到UAV或固定在UAV内。

如所示的，摆臂406可以包括一个或更多个凸轮554，当摆臂406处于关闭(或缩回)位置时所述一个或更多个凸轮554穿过壳体402的所述一个或多个开口414伸出。当凸轮从动件556接触凸轮554时，凸轮从动件556可以对凸轮554施加朝向壳体402推动凸轮554的力，从而使摆臂406绕枢转点408旋转，直到摆臂406处于如图4B中绘出的打开(或伸出)位置。在打开位置，摆臂406的第二端412可以穿过壳体402的开口414并穿过运载物接收器550的轴552中的开口伸出。

将运载物的把手固定到运载物联接装置可以以至少两种不同的方式来实现。在第一种方式中，在运载物取回的过程中，运载物的把手416被向上移动到运载物接收器550中的狭槽558中。如图4D所示，在运载物联接装置400如图4C所示被一直向上吊起到运载物接收器550中的情况下，摆臂412被凸轮从动件556偏置到向右伸出的位置。在UAV降落在运载物上或将运载物向上推向UAV的运载物取回期间，把手416相对于运载物联接装置400和摆臂412向上移动，把手416的在运载物的孔418之上的上部对着摆臂406的第二端412施压，这使其向内移动(使弹簧559压缩)，如图4D所示。一旦把手416在孔418之上的部分向上移动超过摆臂406的第二端412，摆臂406就通过弹簧559的力向外移动而穿过运载物的把手416的孔418。结果，把手416被自动锁定为与运载物联接装置400接合，运载物联接装置400以及运载物的位于摆臂406上方的把手416可以然后在运载物送达期间通过系绳404一起降低。

可选地，如图4B和图4C所示，示出将运载物的把手固定到运载物联接装置的第二种方式。在图4B中，运载物联接装置400还没有被完全向上绞入运载物接收器550中，使得凸轮从动件556还未与摆臂406的凸轮554接合。一旦把手416到达运载物接收器550内的期望位置，传感器419就可以被触发或启动(trip)发送信号以进一步向上绞起运载物联接装置400。当运载物联接装置如图4C所示向上移动时，凸轮从动件556接合摆臂406上的凸轮554，并且摆臂406从其闭合的缩回位置(图4B中示出)移动到打开的伸出位置(图4C中示出)，在该伸出位置摆臂406的第二端412穿过运载物的把手416中的开口418伸出。以这种方式，运载物通过摆臂406穿过运载物的把手416中的开口418伸出而自动地固定到UAV。

在将运载物的把手固定到运载物联接装置的任一种方式中，为了允许摆臂406旋转以将运载物的把手416固定到运载物联接装置400，凸轮从动件556可以采取具有弹簧559的装载弹簧的凸轮从动件的形式。凸轮从动件可以具有除了所示的那些之外的其它几何形状和配置。具体地，凸轮从动件556对凸轮554的力可以使摆臂406绕枢转点408旋转，直到摆臂406的第二端412以相对于壳体402的锐角穿过把手416的开口418伸出。

在摆臂406的第二端412以相对于壳体402的锐角穿过把手416的开口418伸出的情况下，摆臂406形成钩，运载物的把手416可以悬挂在该钩上。为了送达运载物，在运载物通过把手416附接到摆臂406的情况下，运载物联接装置400可以通过系绳404从UAV降低。例如，UAV可以包括用于缠绕和退绕系绳404的卷轴。通过退绕系绳404，运载物联接装置400可以降低离开UAV(例如至地面)。

一旦运载物401已经完全降低至地面，运载物联接装置400可以通过继续从UAV降低运载物联接装置400而被动地从运载物脱离。当运载物联接装置400降低时，运载物(以及因此把手416)在地面上保持静止。通过相对于把手416充分降低运载物联接装置400，一旦把手416不再阻塞壳体402的开口414，弹簧机构409就使摆臂406的第二端412穿过把手416的开口418缩回并进入壳体402中(即到关闭的缩回位置)。

当在运载物到达地面之后进一步退绕系绳404并降低运载物联接装置400时，向下的重力和/或由于运载物联接装置400的向下运动引起的向下的惯性力使得运载物联接装置400相对于把手416向下移动并从把手416脱离，这允许摆臂406穿过把手416的开口418缩回。图12B至图12D示出送达运载物的步骤。

接下来参照图6-图8，示出用于取回和/或被动释放运载物的另一示例运载物联接装置600。类似于图4A-图4C中绘出的运载物联接装置400，图6中绘出的运载物联接装置600可以包括通过系绳604联接到UAV的壳体602。然而，运载物联接装置可以包括两个摆臂606、608，每个摆臂适于围绕两个枢转点610、612之一旋转，而不是仅具有一个摆臂。摆臂606、608可以通过弹簧614联接，使得当弹簧处于静止位置时，摆臂606、608处于关闭的缩回位置(即摆臂606、608的端部位于壳体602内)。

像图4B和图4C中绘出的运载物接收器550一样，图7和图8中绘出的运载物接收器700可以包括空心轴702，该空心轴702具有至少略大于壳体602的外径的内径，使得当摆臂606、608处于如图6和图8中绘出的关闭(或缩回)位置时运载物联接装置600可以装配在轴702内。

当UAV缠绕系绳604时，运载物联接装置600可以被进一步拉入轴702中，直到摆臂606、608之一的凸轮704与运载物接收器700的凸轮从动件706接触。如所示的，摆臂606、608可以包括凸轮704，当摆臂606、608处于关闭位置时凸轮704伸出到壳体602的外部。在一些实施方式中，凸轮从动件706可以是类似于图4B和图4C中绘出的凸轮从动件556的装载弹簧的凸轮从动件。可选地，凸轮从动件706可以是适于与凸轮704进行滚动接触的旋转元件(诸如轮)，或者凸轮从动件706可以是固定元件(诸如中空轴702的表面)。

在图7和图8中绘出的布置中，当凸轮从动件706接触凸轮704时，凸轮从动件706可以对凸轮704施加朝向壳体602推动凸轮704的力，从而使摆臂608绕枢转点612旋转。摆臂608的这种旋转可以压缩弹簧614，使弹簧614对摆臂606施加力。对摆臂606的力可以使摆臂606绕枢转点610旋转，直到摆臂608处于如图8中绘出的打开(或伸出)位置。在打开(或伸出)位置，摆臂606的第二端可以穿过壳体602的开口、穿过运载物接收器700的轴702中的开口并穿过运载物的把手伸出。

如图6-图8所示，运载物联接装置600可以在自动取回运载物期间被有利地使用。具体地，当运载物的把手位于UAV内的一期望距离时，摆臂可以穿过运载物的把手中的孔伸出以将运载物固定到UAV或固定在UAV内。

在运载物取回的过程中，运载物的把手向上移动到运载物接收器700中的狭槽708中。以与以上关于图4D描述的相同的方式，当其向上移动到运载物接收器708中时，把手的在把手中的孔之上的部分可以迫使摆臂606向内(并同时压缩弹簧614)，直到它移动超过摆臂606的外端，在此时摆臂通过弹簧614再次穿过运载物的把手中的孔向外伸出。结果，运载物的把手被自动锁定为与具有摆臂606的运载物联接装置600接合，运载物联接装置600和运载物的位于摆臂606之上的把手可以在运载物送达期间通过系绳604被一起降低。

可选地，如图7所示，运载物联接装置600还没有被完全向上绞入到运载物接收器700中，使得凸轮从动件706还没有与摆臂608的凸轮704接合。一旦运载物的把手到达运载物接收器700内的期望位置，传感器719就可以被触发或启动(trip)发送信号以进一步向上绞起运载物联接装置600。当运载物联接装置如图8所示向上移动时，凸轮从动件706接合摆臂608上的凸轮704，并且摆臂606从其闭合的缩回位置(图7中示出)移动到打开的伸出位置，在该伸出位置摆臂606的第二端穿过运载物的把手中的开口伸出。以这种方式，运载物通过摆臂606穿过运载物的把手中的开口伸出而自动地固定到UAV。

在摆臂606处于打开(伸出)位置(即相对于壳体602以锐角穿过壳体602的开口伸出)的情况下，摆臂606形成钩，运载物可以悬挂在该钩上。因此，UAV可以通过将运载物联接装置600(以及因此从运载物联接装置600悬挂的运载物)降低至目标位置(在此时，运载物联接装置600可以如以上参照图4A-图4C中绘出的运载物联接装置400所描述地从运载物脱离)来送达运载物。

返回参照图4B、图4C、图7和图8，为了使运载物接收器550、700的凸轮从动件556、706接触摆臂406、606、608的凸轮554、704，运载物联接装置400、600可能需要在运载物接收器550、700内适当地对准。因此，运载物联接装置400、600和运载物接收器550、700可以包括一个或更多个对准机构。图9和图10示出根据一示例实施方式的相对于运载物联接装置800的这样的对准机构。

运载物联接装置800可以包括具有第一对准机构的壳体802。第一对准机构可以包括从壳体802突出的突出区域804以及与突出区域804相邻的凹陷区域806，该凹陷区域806相对于突出区域804凹陷。突出区域804的一部分可以由第一螺旋边缘808和第二螺旋边缘810限定。螺旋边缘808可以以第一斜率横越壳体802的一部分沿着螺旋路径的一部分布置。类似地，螺旋边缘810可以横越壳体802的一部分沿着螺旋路径的一部分布置，但是以在方向上与第一斜率相反的第二斜率。以这种方式，螺旋边缘808、810可以在突出区域804的顶点812处相交。

与突出区域804相邻的凹陷区域806也可以包括第一螺旋边缘814和第二螺旋边缘816。螺旋边缘814可以横越壳体802的一部分沿着螺旋路径的一部分布置，并且这样的螺旋路径可以具有与由突出区域804的螺旋边缘808限定的螺旋路径的斜率相似或相等的斜率。类似地，螺旋边缘816可以横越壳体802的一部分沿着螺旋路径的一部分布置，并且这样的螺旋路径可以具有与由突出区域804的螺旋边缘810限定的螺旋路径的斜率相似或相等的斜率。以这种方式，由螺旋边缘814、816限定的螺旋路径可以被布置为在凹陷区域806的顶点处相交。然而，如图9中绘出的，螺旋路径的此交点可以与壳体802中的开口818重合，摆臂820可以穿过该开口818伸出。因此，凹陷区域806的螺旋边缘814、816可以不彼此会合。

除了突出区域804和凹陷区域806之外，运载物联接装置800还可以包括第二突出区域(未示出)以及第二凹陷区域(未示出)，该第二突出区域在设计上类似于突出区域804且位于壳体802的与突出区域804正相对的一侧，第二凹陷区域(未示出)在设计上类似于凹陷区域806且位于壳体802的与凹陷区域806正相对的一侧。相对的突出区域和凹陷区域的这样的布置可以允许运载物装置800被对着在彼此旋转偏离180度的两个位置之一。

如图10中绘出的，运载物接收器850可以包括用于接收运载物联接装置800的空心轴852，并且空心轴852可以包括适于与运载物联接装置800的第一对准机构互锁的第二对准机构。第二对准机构可以包括从轴852的表面突出的突出区域854。类似于运载物联接装置800的突出区域804，运载物接收器850的突出区域854的一部分可以由第一螺旋边缘856和第二螺旋边缘858限定。螺旋边缘856可以沿着具有第一斜率的螺旋路径的一部分并横越轴852的一部分布置。类似地，螺旋边缘858可以沿着具有第二斜率的螺旋路径的一部分并横越轴852的一部分布置。螺旋边缘856和858的斜率可以分别与螺旋边缘814和816的斜率相似或相等，使得螺旋边缘856和858可以在突出区域854的顶点860处相交。

当运载物联接装置800被运载物接收器850接收(例如由于UAV缠绕联接到运载物联接装置800的系绳)时，运载物联接装置800的对准机构和运载物接收器850的对准机构可以彼此接触。在实践中，运载物接收器850的突出区域854的边缘可以接触运载物联接装置800的突出区域804的边缘。基于突出区域854、804彼此接触的方式，运载物联接装置800可以在运载物接收器850内旋转，直到对准机构互锁，也就是当运载物接收器850的突出区域854与运载物联接装置800的凹陷区域806对准时。

当运载物联接装置800被拉入到运载物接收器850中时，运载物接收器850的对准机构可以与运载物联接装置800的对准机构的各个部分对准。在一个示例中，如图10中绘出的，顶点860可以与和螺旋边缘814和816相关的螺旋路径的交点对准。在这种情况下，运载物联接装置800可以完全不旋转，因为对准机构已经对准为使得突出区域854可以与凹陷区域806互锁。在另一示例中，顶点860可以与螺旋边缘808对准。在这种情况下，螺旋边缘808和856可以彼此接触，并且它们的螺旋形状可以使得运载物联接装置800顺时针旋转直到突出区域854与凹陷区域806对准并与其互锁。在另一示例中，顶点860可以与螺旋边缘810对准。在这种情况下，螺旋边缘810和858可以彼此接触，并且它们的螺旋形状可以使运载物联接装置800逆时针旋转，直到突出区域854与和凹陷区域806相对的凹陷区域(未示出)对准并与其互锁。其它示例也是可能的。

图5A示出根据一示例实施方式的具有固定到其的运载物510的运载物取回和送达装置500的透视图。运载物取回和送达装置500包括位于运载物510的顶部517之上的运载物引导构件535。运载物引导构件535用于将运载物510的顶部517和把手511引导到运载物取回和送达装置500内的运载物接收器中。具体地，运载物引导构件具有下敞开端535c，该下敞开端535c在取回期间在运载物510的顶部517之上伸出。当在取回期间UAV在运载物510上方向下降低或运载物被向上推向UAV时，运载物引导构件535具有向内逐渐变窄的壁535a和535b，该壁535a和535b从下敞开端535c朝向UAV中的运载物接收器延伸，并朝向UAV内的运载物接收器引导把手511以及运载物510的逐渐变窄的外边缘510a和510b。UAV(未示出)包括由电机512供应动力的绞盘514以及缠绕在绞盘514上的系绳502。系绳502附接到位于运载物接收器516内的运载物联接装置800，该运载物接收器516位于UAV(未示出)的机身内。如以上更详细地描述的，当运载物510的把手511向上移动到UAV的运载物接收器中时，运载物联接装置800(或400或600)上的摆臂或闩锁穿过运载物510的把手511的孔伸出，以将运载物510固定在UAV的运载物接收器内。在此实施方式中，运载物510的顶部517被固定在UAV的机身内。锁定销570被示出为穿过附接到运载物510的把手511伸出，以在高速飞行期间将运载物更确定地固定到UAV。

图5B是图5A所示的运载物取回和送达装置500和运载物510的另一剖面侧视图。在这个视图中，运载物联接装置800被示出为与运载物接收器516紧密地定位在一起。系绳502从绞盘514延伸并附接到运载物联接装置800的顶部。运载物510的顶部517被示出为定位在UAV的机身内，并且运载物510的把手511被固定到运载物联接装置800。引导构件535的向内逐渐变窄的壁535a和535b在运载物510的逐渐变窄的外边缘510a和510b之上延伸且与外边缘510a和510b紧密地贴合，并有助于将运载物适当地定位在UAV下方。

图5A和图5B公开运载物510呈空气动力学的六边形的手提包的形状，其中底部和侧壁是六条边的六边形，并且该手提包包括形成在手提包的侧壁和基部的相交处且提供空气动力学形状的大体变尖的前表面和后表面。也可以使用具有不同形状和配置的运载物。

图11A示出位于UAV的机身中的凹陷的限制狭槽以及运载物接收器的透视图。具体地，运载物取回和送达***580包括其中具有运载物接收器576的机身575，该运载物接收器576包括向内的突起530，该向内的突起530具有适于与运载物联接装置(未示出)上的对应的凸轮表面配合的凸轮表面530a和530b。还包括纵向延伸的凹陷的限制狭槽540，运载物的顶部适于在该限制狭槽540中被定位并固定在机身575内。运载物引导构件535从机身575向下延伸并具有下敞开端535c，下敞开端535c沿着逐渐变窄的壁535a和535b朝向凹陷的限制狭槽540向内逐渐变窄，该逐渐变窄的壁535a和535b用于朝向凹陷的限制狭槽540引导运载物的上部和/或把手。

可选地或除了具有图11A所示的运载物引导构件535之外，如图11B所示，运载物取回和送达***580'可以包括其中具有运载物接收器576'的机身575'，其中运载物接收器576'包括纵向延伸的凹陷的限制狭槽540'，运载物的顶部适于在该限制狭槽540'中被定位并固定在运载物取回和送达***580'内。如图11B所示，运载物引导构件535'被示出为在运载物接收器576'内在内部地延伸。运载物引导构件535'包括相对的端壁535b'和相对的侧壁535a'，该相对的侧壁535a'朝向凹陷的限制狭槽540'向内逐渐变窄，并且逐渐变窄的壁535a'和535b'用于朝向凹陷的限制狭槽540'引导运载物的上部和/或把手。此外，图11A所示的运载物引导构件535还可以附接在图11B所示的运载物取回和送达***580'下方，以提供既从运载物取回和送达***580内部又从其外部延伸的组合的运载物引导构件。

图12A是具有向上延伸的侧面510a和510b的运载物510的侧视图。把手511位于运载物510的顶部，并具有适于附接到运载物联接装置(未示出)的孔513。把手511还包括开口524和526，其可以用于在UAV内进一步固定的目的。

图12B示出从系绳502悬挂的运载物510的侧视图，当运载物510在触地之前向下移动以用于送达时，运载物510的把手511被固定在运载物联接装置600内。在运载物触地之前，运载物510的把手511包括孔513，运载物联接装置600的摆臂或钩穿过孔513伸出。在运载物510下降到着陆地点期间，运载物联接装置600从系绳502悬吊。

图12C示出在运载物510已经降落在地面上之后运载物510的侧视图，示出运载物联接装置600与运载物510的把手511分离。一旦运载物510触及地面，运载物联接装置600通过惯性或重力继续向下移动(当绞盘进一步退绕时)并使运载物联接装置600的摆臂或钩606从运载物510的把手511脱离。运载物联接装置600保持从系绳502悬吊，并可以被向上绞回到UAV的运载物接收器。

图12D示出运载物510的侧视图，其中运载物联接装置600移动离开运载物510的把手511。这里，运载物联接装置600与运载物510的把手511的孔513完全分开。系绳502可以用于将运载物联接装置绞回到位于UAV的机身中的运载物接收器。

图13A是运载物510的把手511的侧视图。把手511包括孔513，在送达期间或在取回期间运载物联接装置的摆臂或钩穿过该孔513伸出以悬吊运载物。把手511包括被固定到运载物的顶部的下部515。还包括开口524和526，穿过开口524和526适于接收位于UAV的机身内的锁定销，其中锁定销可以伸出以在高速向前飞行到送达位置期间将把手和运载物进一步固定在固定位置。把手511可以由薄的、柔性的塑料材料构成，该塑料材料是柔性的并提供足够的强度，以在向前飞行到送达地点期间以及在运载物的送达和/或取回期间将运载物悬挂在UAV下方。在实践中，把手可以弯曲以将把手固定到运载物联接装置。把手511还具有足够的强度以承受在运载物联接装置旋转到运载物接收器内的期望取向以及运载物的顶部旋转到凹陷的限制狭槽(图11中示出)内的位置期间的扭矩。

图13B是运载物联接装置600具有穿过运载物的把手511的孔513伸出的摆臂606的透视图，其中在取回运载物的过程期间，摆臂606将运载物的把手511固定到运载物联接装置600。

图14A-图14D示出UAV900取回位于地面上的运载物510的过程的步骤。具体地，图14A是UAV900在运载物510上方向下移动以开始取回运载物510的过程的侧视图。UAV900包括位于其中的运载物联接装置600，并且还包括从UAV900的下侧902向下延伸的运载物引导构件535。运载物引导构件535包括逐渐变窄的侧壁535a和535b，其从运载物引导构件535的下端535c朝向UAV900向内逐渐变窄。运载物510被示出为位于地面上。运载物510配置为具有逐渐变窄的上壁510a和510b以及向上延伸的把手511。运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b配置为与运载物510的逐渐变窄的上壁510a和510b贴合。运载物引导构件535和逐渐变窄的侧壁535a和535b的其它配置和几何形状可以配置为与具有不同形状的上壁510a和510b的运载物一起操作。

图14B是UAV900的侧视图，在取回过程的下一个步骤期间UAV900的运载物引导构件535降低到运载物510上。在图14B中，当UAV900在运载物510之上降低时，运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b已经引导把手511以及逐渐变窄的上壁510a和510b，直到运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b的内部紧密地贴合运载物510的逐渐变窄的上壁510a和510b。在此时，如图14B所示，运载物510的把手511已经以以上关于图4A-图4C和图6-图8详细描述的方式被固定到位于UAV900内的运载物联接装置600。

图14C是UAV900飞行离开的侧视图，其中运载物510位于UAV900的运载物引导构件535内并且把手511被固定到UAV900内的运载物联接装置600。在图14A-图14C所示的此取回操作中，不需要UAV降落，并且UAV900简单地悬停在运载物510上方并将其降低至运载物510上以将运载物510的把手511固定到运载物联接装置600、然后能够飞行离开到送达地点。其中不需要UAV降落的运载物取回提供了显著的优点，因为在一些运载物取回地点，由于地形或地面上的其它障碍物，难以使UAV降落。此外，在图14A-图14C所示的运载物取回操作中，运载物取回可以自动完成，在运载物取回过程期间不需要人工介入将运载物510固定到UAV900。

图15A-图15D示出UAV900从运载物装载装置560取回510的过程。UAV900包括位于其中的运载物联接装置600，并且还包括从UAV900的下侧902向下延伸的运载物引导构件535。运载物引导构件535包括逐渐变窄的侧壁535a和535b，其从运载物引导构件535的下端535c朝向UAV900向内逐渐变窄。图15A是UAV900已经降落在运载物装载装置560上以开始取回运载物510的过程的侧视图，其中运载物510位于运载物装载装置560内。在这个过程中，如图15A所示，运载物引导构件535的下端535c位于运载物装载装置560的上着陆平台562上。运载物510被示出为位于装载平台570顶上的运载物装载装置560内。运载物510配置为具有逐渐变窄的上壁510a和510b以及向上延伸的把手511。运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b配置为与运载物510的逐渐变窄的上壁510a和510b贴合。运载物引导构件535和逐渐变窄的侧壁535a和535b的其它配置和几何形状可以配置为与具有不同形状的上壁510a和510b的运载物一起操作。

图15B是UAV900位于如图15A所示的运载物装载装置560的上着陆平台562上的侧视图。在图15B中，装载平台570已经通过平台延伸器572向上移动以将运载物510的逐渐变窄的上壁510a和510b移动到运载物引导构件535中。在图15B中，当运载物510被平台延伸器572向上推动时，运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b朝向运载物联接装置600引导运载物510的把手511以及逐渐变窄的上壁510a和510b，直到运载物510的把手511位于运载物联接装置600下面。

图15C是如图15A和图15B所示的UAV900的侧视图，其中在取回过程的下一步骤期间，运载物510被平台延伸器572进一步向上推动到运载物引导构件535中，直到把手511与运载物联接装置600接合。在图15C中，当运载物510被朝向UAV900向上推动时，运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b引导把手511和逐渐变窄的上壁510a和510b，直到运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b的内部紧密贴合运载物510的逐渐变窄的上壁510a和510b。在此时，如图15C所示，运载物510的把手511已经以以上关于图4A-图4C和图6-图8详细描述的方式被固定到位于UAV900内的运载物联接装置600。

图15D是UAV900飞行离开的侧视图，其中运载物510位于UAV900的运载物引导构件535内并且把手511被固定到UAV900内的运载物联接装置600。在图15A-图15D所示的这种取回操作中，提供了运载物装载装置560，其用于推动运载物510而使其与UAV900牢固接合。结果，可以自动完成运载物取回，而在运载物取回过程期间无需人工介入将运载物510固定到UAV900。

图16A-图16C示出UAV900从运载物装载装置560取回510的过程。UAV900包括位于其中的运载物联接装置600，并且还包括从UAV900的下侧902向下延伸的运载物引导构件535。运载物引导构件535包括逐渐变窄的侧壁535a和535b，其从运载物引导构件535的下端535c朝向UAV900向内逐渐变窄。图16A是UAV900已经降落在运载物装载装置560上以开始取回运载物510的过程的侧视图，其中运载物510位于运载物装载装置560内。在这个过程中，如图16A所示，UAV900的下侧902位于运载物装载装置560的上着陆平台562上，并且运载物引导构件535伸出到运载物装载装置560中。运载物510被示出为位于装载平台570顶上的运载物装载装置560内。运载物510配置为具有逐渐变窄的上壁510a和510b以及向上延伸的把手511。运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b配置为与运载物510的逐渐变窄的上壁510a和510b贴合。运载物引导构件535和535以及逐渐变窄的侧壁535a和535b的其它配置和几何形状可以配置为与具有不同形状的上壁510a和510b的运载物一起操作。

图16B是如图16A所示的UAV900的侧视图，其中在取回过程的下一步骤期间，运载物510被平台延伸器572向上推动到运载物引导构件535中，直到把手511与运载物联接装置600接合。在图16B中，当运载物510被向上推向UAV900时，运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b引导把手511和逐渐变窄的上壁510a和510b，直到运载物引导构件535的逐渐变窄的侧壁535a和535b的内部与运载物510的逐渐变窄的上壁510a和510b紧密贴合。在此时，如图16B所示，运载物510的把手511已经以以上关于图4A-图4C和图6-图8详细描述的方式被固定到位于UAV900内的运载物联接装置600。

图16C是UAV900飞形离开的侧视图，其中运载物510位于UAV900的运载物引导构件535内并且把手511被固定到UAV900内的运载物联接装置600。在图16A-图16C所示的这种取回操作中，提供了运载物装载装置560，其用于推动运载物510而使其与UAV900牢固接合。结果，可以自动完成运载物取回，而在运载物取回过程期间无需人工介入将运载物510固定到UAV900。

VI.结论

在附图中示出的具体布置不应被视为限制性的。应当理解，其它实施方案可以包括给定附图中示出的更多或更少的每个元件。此外，所示出的元件中的一些可以被组合或省略。此外，示范性实施方案可以包括没有在附图中示出的元件。

另外，尽管这里已经公开了各个方面和实施方案，但是其它方面和实施方案对于本领域技术人员将是明显的。这里公开的各个方面和实施方案是为了说明的目的，而不是旨在进行限制，真实的范围和精神由以下权利要求指示。在不脱离这里给出的主题的精神或范围的情况下，可以使用其它实施方案，并且可以进行其它改变。将易于理解，如这里总体地描述并在附图中示出的本公开的各方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些在这里都被考虑到。

Claims (22)

1.一种运载物取回***，包括：

UAV，具有位于所述UAV内的运载物接收器；

运载物联接装置，位于所述运载物接收器内；

系绳，具有被固定在所述UAV内的第一端以及附接到所述运载物联接装置的第二端；以及

运载物引导构件，位于所述UAV的下侧，用于在取回运载物期间将运载物的至少一部分引导到所述运载物接收器中。

2.根据权利要求1所述的运载物取回***，其中所述运载物引导构件的内部从敞开的底端朝向所述运载物接收器向内逐渐变窄。

3.根据权利要求2所述的运载物取回***，其中所述运载物引导构件至少部分地位于所述UAV的所述下侧的外部。

4.根据权利要求2所述的运载物取回***，其中所述运载物引导构件至少部分在内部地位于所述UAV的所述下侧内。

5.根据权利要求1所述的运载物取回***，其中所述运载物联接装置包括可伸出和可缩回的摆臂或闩锁，所述摆臂或闩锁适于将运载物的把手固定在所述运载物接收器内。

6.根据权利要求5所述的运载物取回***，其中开关或传感器位于所述运载物接收器内，所述开关或传感器可操作以确定所述摆臂或闩锁何时应当穿过所述运载物的所述把手中的孔伸出。

7.根据权利要求6所述的运载物取回***，其中所述系绳的所述第一端被固定到位于所述UAV内的绞盘；并且其中当激活所述开关或传感器时，所述运载物联接装置适于通过所述绞盘向上移动，并且与所述运载物联接装置相邻的凸轮从动件适于使所述摆臂或闩锁穿过所述运载物的所述把手中的孔伸出。

8.根据权利要求5所述的运载物取回***，其中所述系绳的所述第一端被固定到位于所述UAV内的绞盘，并且当所述绞盘***作以降低所述运载物联接装置并且所述运载物联接装置具有穿过所述运载物的所述把手的所述孔伸出的所述摆臂或闩锁时，所述摆臂或闩锁适于在所述运载物降低至地面并且所述运载物联接装置被所述绞盘进一步降低时从所述运载物的所述把手自动地脱离。

9.根据权利要求1所述的运载物取回***，其中所述运载物引导构件包括在所述运载物引导构件的内部向内逐渐变窄的壁，所述壁适于接合所述运载物的逐渐变窄的上侧。

10.一种运载物取回方法，包括以下步骤：

提供运载物取回***，所述运载物取回***包括：

UAV，具有位于所述UAV内的运载物接收器；

运载物联接装置，位于所述运载物接收器内；

系绳，具有被固定在所述UAV内的第一端以及被固定到所述运载物联接装置的第二端；以及

运载物引导构件，位于所述UAV的下侧，用于在取回运载物期间将运载物的至少一部分引导到所述运载物接收器中；

将所述UAV定位在具有把手的运载物上方；

降低所述UAV，直到所述运载物的所述把手的一部分位于所述运载物引导构件内；

用所述运载物引导构件朝向所述运载物接收器引导所述运载物的所述把手；

进一步降低所述UAV，直到所述运载物的所述把手的所述一部分在所述运载物接收器内的期望位置；

将所述运载物的所述把手固定到所述运载物接收器内的所述运载物联接装置；以及

使所述UAV与被固定在所述运载物接收器内的所述运载物一起飞行。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述运载物联接装置包括可伸出和可缩回的摆臂或闩锁，并且将所述运载物的所述把手固定到所述运载物联接装置的步骤包括使所述摆臂或闩锁移动穿过所述把手的孔以将所述运载物固定在所述运载物接收器内。

12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述运载物的所述把手固定到所述运载物联接装置的步骤包括使所述把手的在所述把手中的所述孔之上的部分迫使所述摆壁或闩锁向内，直到所述把手的在所述孔之上的所述部分移动超过所述摆臂或闩锁并且所述摆臂或闩锁穿过所述运载物的所述把手中的所述孔伸出。

13.根据权利要求11所述的方法，其中开关或传感器位于所述运载物接收器内，所述开关或传感器被触发以使所述摆臂或闩锁穿过所述运载物的所述把手中的所述孔伸出，并且其中当激活所述开关或传感器时，所述运载物联接装置通过位于所述UAV中的绞盘向上移动，并且当所述运载物联接装置通过所述绞盘向上移动时，与所述运载物联接装置相邻的凸轮从动件使所述摆臂或闩锁穿过所述运载物的所述把手中的所述孔伸出。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述系绳的所述第一端被固定到位于所述UAV内的绞盘，并且还包括在运载物送达地点送达所述运载物的步骤，其中所述绞盘***作以降低所述运载物联接装置，所述运载物联接装置具有穿过所述运载物的所述把手的所述孔伸出的所述摆臂或闩锁，并且当所述运载物被降低至所述地面并且所述运载物联接装置通过所述绞盘被进一步降低时，所述摆臂或闩锁从所述运载物的所述把手自动地脱离。

15.根据权利要求10所述的方法，其中朝向所述运载物接收器引导所述把手的步骤包括使所述运载物的逐渐变窄的上侧与所述运载物引导构件的内部上的向内逐渐变窄的壁接合。

16.一种运载物取回方法，包括以下步骤：

提供运载物取回***，包括：

UAV，具有位于所述UAV内的运载物接收器；

运载物联接装置，位于所述运载物接收器内；

系绳，具有被固定在所述UAV内的第一端以及被固定到所述运载物联接装置的第二端；以及

运载物引导构件，位于所述UAV的下侧，用于在取回运载物期间将运载物的至少一部分引导到所述运载物接收器中；

将所述UAV降落在运载物取回地点处的运载物装载装置上，其中具有把手的运载物位于所述UAV下面；

向上推动所述运载物，直到所述运载物的所述把手位于所述运载物引导构件内；

用所述运载物引导构件朝向所述运载物接收器引导所述运载物的所述把手；

进一步向上推动所述运载物，直到所述运载物的所述把手在所述运载物接收器内的期望位置；

将所述运载物的所述把手固定到所述运载物接收器内的所述运载物联接装置；以及

使所述UAV与被固定在所述运载物接收器内的所述运载物一起从所述运载物取回地点飞走。

17.根据权利要求16所述的方法，其中当所述UAV降落在所述运载物装载装置上时，所述运载物引导构件位于所述运载物装载装置内。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述运载物联接装置包括可伸出和可缩回的摆臂或闩锁，并且将所述运载物的所述把手固定到所述运载物联接装置的步骤包括使所述摆臂或闩锁移动穿过所述把手的孔以将所述运载物固定在所述运载物接收器内。

19.根据权利要求18所述的方法，将所述运载物的所述把手固定到所述运载物联接装置的步骤包括使所述把手的在所述把手中的所述孔之上的部分迫使所述摆臂或闩锁向内，直到所述把手的在所述孔之上的所述部分移动超过所述摆臂或闩锁，并且所述摆臂或闩锁穿过所述运载物的所述把手中的所述孔伸出。

20.根据权利要求18所述的方法，其中开关或传感器位于所述运载物接收器内，所述开关或传感器被触发以使所述摆臂或闩锁穿过所述运载物的所述把手中的所述孔伸出，其中当激活所述开关或传感器时，所述运载物联接装置通过位于所述UAV中的绞盘向上移动，并且当所述运载物联接装置通过所述绞盘向上移动时，与所述运载物联接装置相邻的凸轮从动件使所述摆臂或闩锁穿过所述运载物的所述把手中的所述孔伸出。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述系绳的第一端被固定到位于所述UAV内的绞盘，并且还包括在运载物送达地点送达所述运载物的步骤，其中所述绞盘***作以降低所述运载物联接装置，所述运载物联接装置具有穿过所述运载物的所述把手的所述孔伸出的所述摆臂或闫锁，并且当所述运载物被降低至地面并且所述运载物联接装置通过所述绞盘被进一步降低时，所述摆臂或闩锁从所述运载物的所述把手自动地脱离。

22.根据权利要求16所述的方法，其中朝向所述运载物接收器引导所述把手的步骤包括使所述运载物的逐渐变窄的上侧与所述运载物引导构件的内部上的向内逐渐变窄的壁接合。

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