飞行器和飞行器的外扬声器系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供从飞行器外部发出声波的飞行器、飞行器外扬声器系统和方法。飞行器包括外皮膜、振动激励器和控制器。外皮膜具有限定飞行器的外部边界的外表面。振动激励器与外皮膜耦合在一起用于共同振动。控制器与振动激励器可操作地耦合在一起，并且配置为基于要从外表面发出的可听见的内容产生对振动激励器的命令。控制器进一步配置为将该命令发送给振动激励器。振动激励器配置为响应于接收到该命令而振动。
【专利说明】
飞行器和飞行器的外扬声器系统
技术领域
[0001]本技术领域一般涉及具有外扬声器的飞行器，尤其涉及具有包括振动激励器的外扬声器的飞行器，该振动激励器与飞行器的外皮膜親合在一起。
【背景技术】
[0002]传统的乘用飞行器包括限定飞行器外表的皮膜。这种传统飞行器一般不包括外部音频扬声器，这是由于将传统的音频扬声器包含于飞行器中是困难的。例如，传统的扬声器可以安装在皮膜的外侧，但是这种配置增加气动阻力，并且减小飞行器的范围/效率。类似地，这种传统扬声器可以安装在皮膜的内侧，但是需要开口以将传统扬声器纸盆(speakercone)暴露于环境。这种开口难以产生，并且降低皮膜的结构完整性。此外，这种传统扬声器一般不能承受飞行器的环境和工作条件。
[0003]因此，希望提供一种不增加阻力或者不需要额外皮膜开口的飞行器和飞行器外扬声器。另外，通过以下概述和详细描述以及所附权利要求，并结合附图和【背景技术】，其他有利特征和特点将变得明显。
【发明内容】
[0004]在此描述飞行器和飞行器外扬声器系统的各种非限制性实施方式。
[0005]在第一非限制性实施方式中，一种飞行器包括但不限于外皮膜、振动激励器和控制器。所述外皮膜具有限定所述飞行器的外部边界的外表面。所述振动激励器与所述外皮膜耦合在一起用于共同振动。所述控制器与所述振动激励器可操作地耦合在一起，并且基于要从所述外表面发出的听得见的内容产生对所述振动激励器的命令。所述控制器还将所述命令发送给所述振动激励器。所述振动激励器响应于接收到所述命令而振动。
[0006]在第二非限制性实施方式中，一种飞行器外扬声器系统包括但不限于外皮膜、振动激励器和控制器。所述外皮膜的外表面限定飞行器的一部分的外部边界。所述振动激励器与所述外皮膜耦合在一起用于共同振动，并且所述振动激励器是电磁驱动器或者压电激励器。所述控制器与所述振动激励器可操作地耦合在一起并且基于要从所述外表面发出的可听见的内容产生对所述振动激励器的命令。所述控制器还将所述命令发送给所述振动激励器。所述振动激励器还响应于接收到所述命令而振动。
[0007]在第三非限制性实施方式中，一种从飞行器的外部发出声波的方法包括但不限于从多个传感器接收输入并且产生对振动激励器的命令。控制器从所述飞行器的多个传感器接收输入。所述命令是针对与所述飞行器的外皮膜耦合在一起用于共同振动的振动激励器产生的。所述命令还是基于要从所述外皮膜的外表面发出可听见的内容产生的。所述命令还是基于从所述多个传感器接收到的输入产生的。
【附图说明】
[0008]通过结合附图考虑以下详细描述，将会容易地并且更好地理解本发明的优点，在附图中:
[0009]图1是示出根据本发明的飞行器的非限制性实施方式的立体图；
[0010]图2和图3是示出根据本发明的图1中所示飞行器的外扬声器部的非限制性实施方式的立体图；
[0011]图4是示出图1中所示飞行器的外扬声器部的非限制性实施方式的侧视图；以及
[0012]图5是示出根据本发明由图1的控制器进行的方法的非限制性实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0013]以下详细描述本质上仅是示例性的，并且不意图限制本发明或者本发明的应用和用途。此外，也不意图受限于【背景技术】或以下详细描述中给出的任何理论。
[0014]在此公开飞行器和飞行器外扬声器系统的各种非限制性实施方式。在一些实施方式中，飞行器包括装配到飞行器皮膜的振动激励器(例如，电磁驱动器线圈、压电激励器)。振动激励器在皮膜的外表面的板内，因此不需要开口或外部突起来安装振动激励器。控制器向振动激励器发送命令，使皮膜按照期望的可听见的内容振动。皮膜的振动与飞行器周围环境中的空气耦合，产生飞行器附近的人可听见的声音。这样，该飞行器和飞行器扬声器系统将飞行器皮膜作为扬声器纸盆，没有与传统的外扬声器的安装相关的缺点。通过结合附图阅读以下详细描述可以更好地理解该飞行器和飞行器外扬声器系统。
[0015]图1是根据本发明的飞行器100的非限制性实施方式的等距视图。飞行器100包括外皮膜102、外扬声器振动激励器104、放大器105、控制器106、多个传感器108以及远程通信装置109。外皮膜102具有限定飞行器100的外部边界的外表面，当飞行器100在空中飞行时，该外表面接触外部气流。在所提供的例子中，外皮膜102的一些部位由铝板形成，外皮膜102的一些部位由复合材料形成。应当理解，也可以包含适合于飞行的其他材料而不偏离本发明的范围。如本领域技术人员所理解，外皮膜102限定飞行器100的各部分的外表面，机翼-机身整流罩110、机翼112、水平尾翼114和发动机整流罩116。
[0016]振动激励器104可以是能够激励外皮膜104以在飞行器100外部发出声音的任何振动激励器。例如，振动激励器104可以是电磁驱动器或者压电激励器。在所提供的例子中，振动激励器104是面板驱动器，如可从俄亥俄州斯普林伯勒的代顿音频(DAYTON AUD1)获得的DAEX30HESF-4型激励器。振动激励器104从控制器106接收信号。该信号包括与用户想要从飞行器100发出的作为可听见的压缩波117的可听见的内容相对应的指令。
[0017]振动激励器104与外皮膜102耦合在一起用于共同振动，以限定外扬声器部118。在此使用的术语“耦合在一起用于共同振动”被定义为外皮膜102与振动激励器104的被驱动部耦合在一起，使得这两个部件基本上作为一个部件一起振动。该耦合导致通过控制器106以与振动激励器104的被驱动部的激励频率基本相似的频率内容激励皮膜102。振动激励器104可以硬性结合、铆接、粘附、螺钉固定、紧固或固定到皮膜102。在一些实施方式中，振动激励器104可以装配到固定于皮膜102的板材。在一些实施方式中，振动激励器104可以嵌入在复合材料中。在所提供的例子中，振动激励器104安装为使得振动激励器104的被驱动部垂直于皮膜102激励。
[0018]在所提供的例子中，外扬声器部118是机翼-机身整流罩110、机翼112、水平尾翼114和发动机整流罩116的局部。应当理解，外扬声器部118可以包含在飞行器100的其他部位而不偏离本发明的范围。各扬声器部118在任何给定的飞行器中的布置会受到该部位皮膜102的材料、该部位是否是易燃流体区、在该部位是否容易获得电力或者容易布线以及其他考量的影响。例如，皮膜102的是复合材料并且不是易燃流体区的部位也适合于外扬声器部118。复合物的机械阻力通常低于铝的机械阻力，因此激励复合材料所需的能量通常低于激励铝材料所需的能量。
[0019]现在参考图2，图2以截面图示出外扬声器部118A的非限制性例子。在所提供的例子中，外扬声器部118A包含于机翼-机身整流罩110。外扬声器部118A处的外皮膜102是蜂窝复合材料。蜂窝复合材料包括夹在内层126和外层128之间的至少一层重复柱状六角形单元124。内层126限定飞行器100的内舱，如机翼-机身整流罩110的内部。夕卜层128限定暴露于环境的皮膜102的外表面。
[0020]外扬声器部118A的振动激励器104固定到皮膜102的内层126的内表面。例如，振动激励器104可以通过一层粘合剂固定到内层126。控制线或者互连122连接在振动激励器104和从控制器106接收放大声音内容信号的放大器105之间。
[0021]现在参考图3，图3以截面图示出外扬声器部118B的非限制性例子。在所提供的例子中，外扬声器部118B包含于机翼112和水平尾翼114。外扬声器部118B与外扬声器部118A类似，其中相同的标号表不相同的部件。然而，外扬声器部118B的振动激励器104嵌入在一个或多个六角形单元124内。例如，可以在铺设复合材料期间将振动激励器104置于六角形单元124内，并且在制作外皮膜102期间将其固化于此。
[0022]现在参考图4，图4以截面图示出外扬声器部118C的非限制性例子。在所提供的例子中，外扬声器部118C包含于发动机整流罩116。外扬声器部118C类似于外扬声器部118A，其中相同的标号表示相同的部件。然而，皮膜102由铝材料形成，并且振动激励器104固定于板材130。皮膜102可以是任何类型的金属或者层压材料。然后将板材130固定于皮膜102。板材130可以是适合于将振动激励器140安装到皮膜102的任何材料和形状。
[0023]应当理解，外扬声器部118A-C的配置可以包含于飞行器100的任何部位而不偏离本发明的范围。例如，外扬声器部118A-C中的任何一个都可以位于限定机翼112、水平尾翼114、发动机整流罩116和机翼-机身整流罩118的部位中任何一处。
[0024]放大器105接收由控制器106产生的音频信号，并且以足够的功率将该音频信号放大到足以驱动振动激励器104的水平，以使外皮膜102发出与该频率信号相对应的压缩波117。放大器105親合到电源(未不出)和控制器106。在一些实施方式中，一个放大器105居中位于飞行器100中以驱动多个振动激励器104。在这种单一放大器105的实施方式中，分立的扬声器线连接在放大器105和每个振动激励器之间。在一些实施方式中，分立的放大器105位于每个振动激励器104附近，以减少穿行于飞行器100的扬声器线并且使用能够承载数字化音频信号的现有布线。在一些实施方式中，将音频信号无线发送到放大器105，放大器105可以从附近的部件接收电力。例如，机翼112中的放大器1 5可以接入到机翼112上的灯的电源线。
[0025]控制器106经由放大器105使用互连122可操作地耦合到振动激励器104。控制器106配置为基于要向飞行器100外部发出的可听见的内容产生对振动激励器104的命令。该可听见的内容可以是音乐、讲话、警告、铃声或者通常从传统扬声器发出的其他内容。在一些实施方式中，控制器106配置为进行以下描述的操作。
[0026]控制器106可以包括软件和硬件的任何组合。例如，控制器106可以包括执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(公用处理器、专用处理器或处理器组)和存储器、提供所描述功能的组合逻辑电路和/或其他适当部件。在一些实施方式中，由控制器106进行的各种操作可以作为指令存储在非暂时性计算机可读介质中。这些指令可以被执行以使一个或多个处理器进行下述操作。在一些实施方式中，控制器106包括多个分立控制模块，它们合作进行下述操作。在一些实施方式中，控制器106与飞行器100中的其他控制器集成在一起，如飞行器100的飞行控制计算机。
[0027]如本领域技术人员所理解的，传感器108包括报警传感器、接近度传感器、机舱管理传感器和适合于飞行器100的其他传感器。远程通信装置109可以是卫星发送器/接收器、无线因特网发送器/接收器、蜂窝通信发送器/接收器或者其他适当的远程通信装置。
[0028]现在参考图5，图5以流程图的形式示出用于操作飞行器外扬声器系统的方法200的非限制性实施方式。由控制器106进行方法200的各步骤。在步骤202，控制器106从传感器108接收输入。例如，在步骤202，控制器106可以从接近度传感器接收表示墙壁和翼尖之间距离的输入。
[0029]在步骤204，控制器106判断是否存在要被通知传感器输入的远程用户。当存在要被通知的远程用户时，在步骤206，控制器106产生对该远程用户的报告。例如，飞行器100可以通过卫星通信、无线联网通信或者其他适当的通信介质与远处的装置(例如，飞行器拥有者的移动电话)上的应用通信。在一些实施方式中，控制器106可以响应于检测到飞行器100附近的侵入者产生报警通知，通过远程通信装置109将该报警通知发送给远程用户。
[0030]在步骤208，控制器106从远程用户接收输入。例如，控制器106可以从远程用户操作的移动电话上的应用接收命令或语音数据。在一些实施方式中，拥有者可以响应于所产生的报告对移动电话讲话，使得拥有者可以通过经由远程通信装置109向控制器106发送音频信号而与飞行器100附近的人通信。在一些实施方式中，该应用可以向控制器106发送位置数据，控制器106可以进一步配置为响应于从该应用接收到表示远程用户正在接近飞行器100的输入命令而播放音乐或欢迎词。在一些实施方式中，飞行器100的拥有者可以预先选择该音乐或欢迎词。
[0031]当不存在远程用户或者不需要将传感器输入通知给远程用户时，方法200前进到步骤210。在步骤210，控制器106基于接收到的输入产生对振动激励器104的命令。例如，所产生的命令可以基于传感器输入或者来自远程用户的输入，以向飞行器100的外部发出音频。在一些实施方式中，控制器106基于从远程用户接收到的音频信号产生命令，以方便远处的用户和飞行器附近的人之间的通信。
[0032]在一些实施方式中，控制器106还被配置为安全系统，并且方法200描述该安全系统的操作。例如，如本领域的技术人员所理解的，该安全系统可以从飞行器100中的传感器和系统接收信号，以判断飞行器100内和周围的情况是否表明存在盗窃或伤害的风险。控制器106进一步配置为在步骤210基于该安全系统的判断产生命令。例如，在该安全系统特征有效期间，当控制器106接收到接近度传感器信号并且判断为有人在飞行器100附近时，控制器106可以产生对振动激励器104的命令，以发出可听见的内容。该可听见的内容可以是警告音调、预录的消息或者其他适当的报警，以使飞行器100外部的潜在窃贼或破坏者听到。
[0033]在一些实施方式中，控制器106配置为拖车防撞系统并且方法200描述该拖车防撞系统的操作。例如，控制器106可以配置为与传感器108中的接近度传感器相连接。在一些实施方式中，该拖车防撞系统与2015年I月19日提交的共同未决美国专利申请14/599,758中描述的系统类似，该申请的全部内容通过引用包含于此。在一些实施方式中，控制器106配置为基于飞行器100的翼尖与诸如飞机库墙壁等物体的接近度产生命令。这样，可以向拖车驾驶员提供听觉拖曳警告而不需要任何其他设备。例如，控制器106可以确定翼尖和墙壁之间的距离。然后控制器106可以产生命令，以发出表示该距离的讲话(例如“五英尺”、“两英寸”等)或者以由该距离确定的间隔发出声调或嘟嘟声。
[0034]在一些实施方式中，控制器106还配置为从飞行员耳机接收信号并且基于从飞行员耳机接收到的信号产生命令。例如，飞行员耳机上的麦克风可以在方法200中控制器106使用的多个传送器108当中。飞行员和地勤人员经常通过耳机以专用信道通信，但是其他人员可能调谐到飞行员不广播的不同信道。在飞行员看到将要碰撞或者危险情况时，飞行员可以通过外扬声器部118广播警告或指令。在一些实施方式中，飞行员可以具有单独的按钮或输入装置，用来从外扬声器部118产生警告或报警声音。
[0035]在一些实施方式中，控制器106配置为基于维修操作期间要向地勤人员传递的维修指令产生命令。例如，一些舱口和软管连接需要打开/关闭特定飞行器型号独有的程序，该程序对于地勤人员来说不是总知道或者不直观。传统办法是搜索飞行器手册以识别这些独有程序。通过从外扬声器部118发出这些指令，可以减少或消除这种附加搜索。
[0036]在一些实施方式中，控制器106还配置为机舱管理系统，该机舱管理系统检测飞行器的装置和系统的电力状态。例如，控制器106可以配置为从咖啡机或舱内灯接收表示咖啡机或舱内灯是否被通电的信号。然后控制器106可以进一步配置为响应于检测到乘员离开飞行器而产生命令，以播报哪个装置和系统处于“通电”状态。例如，控制器106可以通过占用或移动传感器检测到乘员不在飞行器中，并且当飞行器100的门关闭时可以产生命令以播报咖啡机已经处于通电状态。
[0037]在一些实施方式中，控制器106进一步配置为基于主动噪声消除产生命令。例如，希望使用发动机整流罩116处的外扬声器部118消除喷气式发动机噪声，以减小飞行器118在起飞和降落期间对机场附近区域产生的噪声。另外还可以例如利用机翼-机身整流罩110处的外扬声器部118主动消除飞机骨架噪声。在一些实施方式中，控制器106进一步配置为基于要由外扬声器部118产生的掩蔽噪声产生命令。
[0038]在一些实施方式中，控制器106进一步配置为基于要从外扬声器部118的外表面发出的吓唬鸟的声音产生命令。该吓唬鸟的声音使鸟在飞行器停放期间不敢落在飞行器100上或者使鸟在飞行器飞行期间不敢飞入飞行器100的航线。例如，控制器106可以配置为响应于传感器108检测到鸟而以规则的间隔从外扬声器部118发出声音。在飞行期间，控制器106可以配置为基于传感器108中的鸟雷达部件从外扬声器部118发出声音。
[0039]尽管在以上对本发明的详细描述中给出了至少一个示例性的实施方式，但是应当理解，有大量的变体存在。还应当理解，这些示例性的实施方式仅是例子，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、应用性或配置。更确切地说，以上详细描述为本领域技术人员提供用于实现本发明的示例性实施方式的方便路线图。在不偏离所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以对示例性实施方式中描述的各元件的功能或结构进行各种改变。
【主权项】
1.一种飞行器，其特征在于，包括: 外皮膜，其具有限定所述飞行器的外部边界的外表面； 振动激励器，其与所述外皮膜耦合在一起用于共同振动；以及 控制器，其与所述振动激励器可操作地耦合在一起，并且基于要从所述外表面发出的可听见的内容产生对所述振动激励器的命令并且还将所述命令发送给所述振动激励器，所述振动激励器响应于接收到所述命令而振动。2.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述外皮膜形成所述飞行器的发动机整流罩、机翼-机身整流罩、水平尾翼、机翼或者它们的组合的至少一部分。3.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述外皮膜是由蜂窝结构形成的复合材料，并且所述振动激励器嵌入在所述蜂窝结构的一个或多个单元中。4.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述外皮膜具有内表面，并且所述振动激励器紧固到所述外皮膜的内表面。5.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述振动激励器是电磁驱动器或压电激励器。6.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述控制器包括安全系统的部件，并且所述控制器还基于由所述安全系统检测到的威胁产生所述命令。7.根据权利要求1所述的飞行器，还包括飞行员耳机麦克风，所述飞行员耳机麦克风与所述控制器可操作地耦合在一起，并且所述控制器还从所述飞行员耳机麦克风接收信号并且基于从所述飞行员耳机麦克风接收到的信号产生所述命令。8.根据权利要求1所述的飞行器，还包括远程通信装置，所述远程通信装置与远程用户操作的远程装置可操作地耦合在一起，并且所述控制器还基于来自所述远程通信装置的输入产生所述命令，以方便所述远程用户与位于所述飞行器附近的人之间通信。9.根据权利要求1所述的飞行器，还包括具有翼尖的机翼，其中所述控制器还基于所述翼尖与物体的接近度产生所述命令，以向拖车驾驶员提供拖曳警告。10.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述控制器还被配置为机舱管理系统，所述机舱管理系统检测所述飞行器上的装置和系统的电力状态，并且所述控制器还响应于检测到乘员离开所述飞行器而产生所述命令，以播报哪个装置和系统处于“通电”状态。11.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述控制器还基于维修操作期间要向地勤人员传递的维修指令产生所述命令。12.根据权利要求1所述的飞行器，其中所述振动激励器耦合到发动机整流罩处的所述外皮膜，并且所述控制器还基于对所述飞行器的喷气式发动机产生的噪声的主动噪声消除产生所述命令。13.一种飞行器外扬声器系统，其特征在于，包括: 外皮膜，其具有限定飞行器的一部分的外部边界的外表面； 振动激励器，其与所述外皮膜耦合在一起用于共同振动；其中所述振动激励器包括电磁驱动器或压电激励器，以及 控制器，其与所述振动激励器可操作地耦合在一起，并且基于要从所述外表面发出的可听见的内容产生对所述振动激励器的命令并且还将所述命令发送给所述振动激励器，所述振动激励器响应于接收到所述命令而振动。14.根据权利要求13所述的飞行器外扬声器系统，还包括多个传感器，并且所述控制器基于从所述多个传感器接收到的输入产生所述命令。15.根据权利要求13所述的飞行器外扬声器系统，其中所述外皮膜是由蜂窝结构形成的复合材料，并且所述振动激励器嵌入在所述蜂窝结构的一个或多个单元中。16.根据权利要求13所述的飞行器外扬声器系统，其中所述外皮膜具有内表面，并且所述振动激励器紧固到所述外皮膜的内表面。17.—种从飞行器的外部发出声波的方法，其特征在于，所述方法包括: 控制器从所述飞行器的多个传感器接收输入；以及 基于要从所述飞行器的外皮膜的外表面发出的可听见的内容产生对振动激励器的命令，所述振动激励器与所述飞行器的外皮膜耦合在一起用于共同振动，其中基于从所述多个传感器接收到的输入产生命令。18.根据权利要求17所述的方法，其中产生命令还包括基于由安全系统检测到的威胁产生命令。19.根据权利要求17所述的方法，其中产生命令还包括基于要从所述外表面发出吓唬鸟的声音产生命令。20.根据权利要求17所述的方法，其中产生命令还包括基于翼尖与物体的接近度产生命令，以向拖车驾驶员提供拖曳警告。
【文档编号】B64D47/02GK106081135SQ201610280473
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月28日 公开号201610280473.0, CN 106081135 A, CN 106081135A, CN 201610280473, CN-A-106081135, CN106081135 A, CN106081135A, CN201610280473, CN201610280473.0
【发明人】迈克尔·卢卡斯, 迈克尔·布林利, 克里斯托弗·林奇
【申请人】湾流航空航天公司