远程装置控制和电力供应的制作方法

专利名称：远程装置控制和电力供应的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及航空器。更加具体地，本发明涉及增强对遍布航空器定位的远程装置的控制和电力供应。
背景技术：
按照现在将越南战争作为直升飞机战争被记得的方式，目前在伊拉克和阿富汗中的冲突可能由于无人驾驶飞机的使用而被记得。无人驾驶飞机可以促进远程情报收集，从而减轻对步兵在关于敌方势力的位置和力量的信息很少或者没有的情况下“盲目地”进入敌方区域的需要。无人驾驶飞机可以提供近距离作战支持，例如识别和消除感兴趣的目标， 从而减轻将士兵和/或飞行员暴露于潜在的小型武器射击、迫击炮、火箭榴弹、路边炸弹、 防空武器、导弹和其它危险的需要。通常地关于航空器，长期以来感到存在增强性能的需要。先前的改进包括在美国专利 No. 4，816，828 (fiber optics interconnected with cameras)、美国专利 No. 5, 255, 880 (fiber optics interconnected with a column signal generator)和美国专利No. 4，143,410 (miniature gage control wiring)中公开的那些。然而，传统航空器和无人驾驶飞机的操作能力仍然有限。

发明内容
所公开的系统和方法可以增强航空器的耐久性、机动性、操作能力和/或最大可维持高度。可以提供一种致动器接口控制器，该致动器接口控制器与遍布航空器(例如在机翼、机尾、起落架、机身和其它位置中)定位的远程装置接合。该接口控制器可以接受来自高电压电力总线的高电压，并且然后向低电压电力总线提供逐步减低的或者较低的电压以向所述远程装置供电。该接口控制器可以中继从指示该远程装置的操作的控制网络接收的命令。该接口控制器可以为(a)从位于接口控制器上的本地处理器发送到远程装置的命令信号，和(b)从远程装置接收的反馈信号提供信号调节。该接口控制器可以将与远程装置的操作有关的反馈传达到控制网络。在一个实施例中，可以提供一种用于向位于航空器中的远程辅助负载供应电力的系统。该系统可以包括位于包括电源的航空器中的致动器接口控制器。该电源可以与高规格导线和低规格导线互连，其中高规格导线是比低规格导线更高规格的线路。该高规格导线可以用作高电压电力总线并且向所述电源提供高电压输入。该电源可以被配置为将所接收的高电压逐步减低为低于高电压电力总线上的高电压的低电压并且将该低电压置于可以用作低电压电力总线的低规格导线上。该低电压电力总线可以与远程辅助负载互连并且向远程辅助负载提供低电压。该远程辅助负载可以位于距航空器的动力装置一定距离处。 结果，一段长度的用作低电压电力总线的低规格线路和更长的一段长度的用作高电压电力总线的相对较轻的高规格导线二者均可以被用于将电力从航空器的动力装置中继到远程辅助负载，从而降低向远程辅助负载供应电力所需要的、位于航空器中的线路的总重量。在另一实施例中，可以提供一种用于向位于航空器中的远程装置供应电力的系统。该系统可以包括与高电压电力总线互连并且具有电源的致动器接口控制器。该电源可以被配置为将从高电压电力总线接收的高电压降低为低电压电力总线的低电压并且将低电压置于离开该致动器接口控制器的低电压电力总线上。该高电压电力总线具有第一粗度 (thickness)和每单位距离的第一重量。该低电压电力总线可以具有第二粗度和每单位距离的第二重量。低电压电力总线的低电压可以小于高电压电力总线的高电压。低电压电力总线的第二粗度和每单位距离的第二重量可以大于高电压电力总线的第一粗度和每单位距离的第一重量，从而使得比较而言每单位距离的高电压电力总线比低电压电力总线更轻。该系统可以包括远程装置，其与低电压电力总线互连并且从由低电压电力总线输送的低电压供电。结果，可以通过低电压电力总线和相对较轻的高电压电力总线这二者将电力传送到远程装置，从而降低向远程装置供应电力所需要的、在航空器中的线路的总重量。在另一实施例中，可以提供一种用于对位于航空器中的远程装置进行控制和供应电力的方法。该方法可以包括提供位于航空器中的第一位置处的接口控制器，并且将高规格导线与接口控制器互连。该高规格导线可以从位于航空器的机身中的动力装置延伸第一距离到位于第一位置处的接口控制器。该方法可以包括将比较而言相对于高规格导线较低的低规格导线互连到接口控制器。该低规格导线可以从接口控制器延伸第二距离到位于航空器中的第二位置处的远程装置。该高规格导线可以具有比较低规格导线更小的、每单位距离的重量和粗度。该方法可以包括将从位于机身中的动力装置产生的高电压置于延伸到接口控制器的高规格导线上，并且经由与接口控制器相关联的电压转换器将高电压逐步减低为低于高电压的低电压并且将低电压置于低规格导线上以对远程装置供电。结果，通过低规格导线和相对较轻的高规格导线二者从位于机身中的动力装置向位于航空器中的远程装置传送电力，由此降低向远程装置供电所需要的、在航空器中的线路的总重量。根据已经通过说明的方式示出和描述的优选实施例的以下描述，对于本领域技术人员而言，优点将变得更加显而易见。如将会认识到地，该系统和方法能够具有其它的和不同的实施例，并且它们的细节能够在各个方面进行修改。相应地，附图和描述应该被视为本质上是说明性的而非限制性的。


图1说明航空器的示例性示意图； 图2说明示例性致动器控制器接口 ；
图3说明用于集成对位于航空器的机翼中的远程装置的控制和向其供应电力的示例性技术；
图4说明示例性无人驾驶飞机；以及图5说明用于无人驾驶飞机的操作的示例性概念。
具体实施例方式一种系统和方法可以经由致动器接口控制器集成对位于航空器中的远程装置进行的控制和供应电力。每一个远程装置均可以位于机翼、机身、机尾、起落架和航空器上的其它位置中。类似地，该接口控制器可以位于机翼、机身、机尾、起落架和航空器的其它位置中，并且优选地位于对应的远程装置附近。该接口控制器可以从高电压电力总线接收高电压并且将逐步减低的较低电压提供到低电压电力总线上从而向远程装置供电。该接口控制器可以包括指示远程装置的操作的本地处理器。高电压电力总线可以从航空器的动力装置延伸到接口控制器。高电压电力总线可以包括比低电压电力总线更细和/或重量更轻的线路，并且可以在航空器内延伸大约相同或者更大的距离，如与低电压电力总线的长度相比的那样。依次地，相对较重的低电压电力总线可以从接口控制器到远程装置延伸相对较短的距离，并且因此降低重量。该接口控制器可以与远程装置和控制航空器的控制网络二者数据通信。该接口控制器可以经由光纤电缆而被连接到控制网络，并且可以使用信号调节器以促进与远程装置通信。该接口控制器可以包括指示远程装置的操作并且向控制网络提供从远程装置接收的操作反馈的本地处理器。该远程装置可以包括伺服控制器、致动器、灯、传感器、制动器、发射器、接收器、录像机、天线、武器、温度监视器、速度检测器、其它航空器硬件、其它电气或者机械装置，和/或其它辅助负载。如在本文所讨论的那样，该接口控制器可以降低机翼重量和信号干扰。该接口控制器还可以增强航空器的模块性、可靠性和控制。I.远程装置控制和电力供应的集成
单一接口控制器可以相对于远程装置本地集成远程装置控制和电力供应。该接口控制器可以被配置为适应很多类型的远程装置。为了支持不同类型的远程装置，该接口控制器可以被配置为具有为每一个远程装置或者每一种类型的远程装置专门地定制的软件和/ 或硬件。该接口控制器可以被配置为作为在控制网络和远程装置之间的桥接器而操作。为了作为从控制网络(例如从控制网络的主控制器)到一个或者多个远程装置的桥接器而操作，该接口控制器可以与(1)主电力总线或者其它电力总线、(2)光纤网络，和/或(3)—个或者多个远程装置接合。到接口控制器的输入和来自接口控制器的输出可以包括电力和控制信号二者。该接口控制器可以产生低电压电力信号并且将其置于低电压总线上。该低电压总线可以与位于机翼、机身、机尾、起落架和航空器的其它位置中的远程装置互连并且向所述远程装置供应电力。该接口控制器可以产生指示远程装置的操作的控制信号。该接口控制器可以向由该接口控制器控制的每一个相关联远程装置传送数据和从所述每一个相关联远程装置接收数据。II.减少的航空器导线重量
可以通过使用重量更轻的高电压传输线向接口控制器和本地电源提供电力来实现重量减少。高电压可以在接口控制器处被本地转换成能够被用于向接口控制器和远程装置二者供电的较低电压。输入到接口控制器的高电压总线可以使得能够实现关于航空器的重量节省，包括在机翼、机身、机尾和其它位置中的重量节省。使用高电压总线电压向位于航空器中的远程接口控制器馈电可以允许为所需电流采用尺寸小得多和重量更轻的导体。可以通过使用光纤电缆布线实现进一步的重量减少，光纤电缆布线可以替换较重的传统导线例如铜电缆。光纤电缆可以被用于中继去向和来自主控制器的控制信号。该接口控制器可以经由与位于接口控制器上的本地处理器互连的光纤接口与控制网络和/或主网络控制器通信。例如，标准光纤电缆的重量可以是大约2. 5克每米。传统的铜导线可以重大约4. 5 克每米。利用传统技术，可能需要两个铜导体一一根铜导线可以被用于向远程负载发送信号，并且第二铜导线可以被用于从远程负载接收信号。结果，传统的信号对的实际重量可以是大约9克每米，即，4. 5克每米乘以二。在另一方面，光纤电缆布线可以是双向的，即，仅仅需要单一电缆。因此，如与传统的铜线路信号对相比的那样，光纤可以提供在大约60%和 80%之间的重量节省。III.数据和控制信号的长距离传输
光纤换能器可以允许实现非常长的传输距离和高的通信数据速率，这在大型航空器中可能是有利的。例如，大型航空器可能具有相对较大的机翼，其中可能要求远程装置物理上被远离彼此和/或机身放置。光纤可以例如以光信号的形式快速地通过那些距离输送用于指示远程装置的操作的控制信号。IV.系统可靠性
本实施例可以减轻信号干扰并增强模块性、组件可互换性和替换、本地校准和/或本地地线，所有这些都可以增强总体系统可靠性。A.抗电磁干扰
位于航空器上的设备例如电动机、发电机、有效负载、天线、发射器、接收器、推进器和其它电气设备可能引起电磁干扰。还可能从附近的航空器或者基于陆地的源和发射器辐射电磁干扰。然而，光纤电缆布线可以不受电磁干扰影响。现代光纤电缆可以被构造成最小化源自航空器自己的设备或者别处的外部信号可以干扰在航空器内发射和接收的数据的可能性。因此，沿着光纤电缆行进的信号可能不会高度地受到电磁干扰影响。由光纤提供的抗扰度在关键性的航空器系统中可以是非常有利的。现代光纤换能器可以允许在非常长的距离上，并且以高的通信数据速率可靠地传送数据和控制信号。如上所指出地，在包括物理地位于距机身和/或主控制器大的距离处的远程装置的较大航空器中，这可以是有益的。B.模块性
本实施例可以提供模块化翼板、接口控制器和其它组件。外部或者其它翼板可以是可与替换翼板互换的。机翼可以包括多个翼板，并且可以连同位于翼板内的所有的组件一起地替换每一个翼板。如与被替换的原始翼板相比的那样，替换翼板自己可以包括另外的、较少的或者可替代的替换接口控制器和/或远程装置。位于替换翼板内的替换远程装置可以已经在互换翼板之前得以校准。结果，替换翼板可以仅仅需要互连电力和网络连接，这可以促进翼板和相关联组件的快速和高效的替换。可替代地，一旦替换翼板得以安置，运行一个或者多个嵌入软件例程的替换接口控制器便可以本地地和自动地校准替换远程装置。
另外地，接口控制器自己可以是可与其它接口控制器互换的。每一个接口控制器均可以具有多个电插脚。电插脚可以将接口控制器与机翼互连并且将接口控制器物理地保持到适当的位置。电插脚可以促进每一个接口控制器的高效的物理可互换性。C.本地校准
接口控制器可以提供来自传感器和其它远程装置的数据的本地缩放和校准。每一个接口控制器均可以促进与位于机翼的特定部分中的一个或者多个远程装置的数字互连。如果例如利用包括另外的或者不同的软件和/或硬件的另一个接口控制器替换接口控制器，则可以仅仅有必要关于与被替换的接口控制器互连的远程装置进行再次校准。将校准和其它数据本地存储在位于接口控制器上的存储器中可以缩短被发送到远程装置的数据和命令的传输时间。同样地，可以缩短在接口控制器处接收从远程装置传送的反馈信号所需要的时间。因此，仅仅需要被替换接口控制器指示的远程装置(位于翼梢、尾段或者其它航空器部分中)的本地校准的再次校准过程可以允许换出任务专用的接口控制器和远程装置。D.本地电力转换
接口控制器可以提供本地电力转换。在一个或者多个远程装置附近的逐步减低的电力转换可以促进位于接口控制器上的低电压电源的模块化替换。通过遍布机翼、机身、机尾或者其它航空器位置提供一个或者多个本地地线，本地提供的低电压的电平可以是更加准确的。覆盖一定距离的长电力母线工件(busswork)可以沿着该距离产生电压降。结果，在任何给定点处的电压可能是不确定的。将不可靠的或者不足的电压施加到远程装置可能会使操作降级。利用本实施例，每一个接口控制器均可以包括本地地线，并且通过使用例如串联的多个接口控制器，或者使用其它多个本地地线， 可以最小化电力母线工件的每一个部分从地线延伸到地线的长度。E.故障检测和自动重启
接口控制器可以具有允许位于接口控制器上的本地处理器自己重启的嵌入软件。如果存在引起接口控制器掉线(drop offline)的故障或者外部事件，则接口控制器可以自己自动地重启。例如，接口控制器可以包括连续运行“检查健康状况”例程的本地处理器。如果本地处理器检测到外部事件，例如雷击、保险丝熔断、功率骤增或者其它事件，则它可以快速地并且自动地自己重启。重启功能性可以消除对位于接口控制器上的备用电源例如电池的需要。在检测到外部事件时，本地处理器可以产生警告报警信号并且向控制网络或者主控制器传送该警告报警信号。可替代地，该警告报警信号可以被本地处理。本地处理器可以询问校准数据或者可以本地存储校准数据。如与更远的控制相比的那样，在远程装置附近的本地处理可以提供更加快速的响应时间。本地处理可以提供各种运行时间循环的控制和本地过滤。示例性运行时间循环可以指示远程装置的操作并且提供反馈，例如与远程装置相关联的伺服定位。V.示例性航空器
图1是采用致动器接口控制器112的航空器100的示例性示意图。航空器100可以包括机身102、机翼104、动力装置106、高电压电力母线工件110、接口控制器112、低电压电力母线工件114、远程装置116，和模块化机翼组件118。航空器100可以包括另外的、更少的或者可替代的组件。高电压电力母线工件110可以从航空器100的动力装置106延伸到每一个接口控制器112。动力装置106可以将高电压置于高电压电力母线工件110上。航空器的动力装置108可以位于机身102中或者机翼104中。动力装置108可以是内燃机、推进器驱动的发电机、电池、太阳能电池阵或者其它类型的动力装置。在一个实施例中，该相对较高电压可以在大约60V和大约600V之间，并且优选地为大约350V。可以使用其它的高电压。高电压电力母线工件110可以从动力装置106和/或机身102并且通过机身102 延伸到机翼104和/或机尾段的内部。在机翼104和/或机身102中，高电压电力母线工件110可以与一个或者多个接口控制器112互连。接口控制器112可以将在高电压电力母线工件110上的高电压降低或者逐步减低为比较而言较低的电压(相对于高电压较低)。接口控制器112然后可以将逐步减低的较低电压置于低电压电力母线工件114上。低电压电力母线工件114可以从接口控制器112延伸到一个或者多个相关联远程装置116。可以从由低电压电力母线工件114供应的低电压为远程装置116供电。远程装置116可以包括伺服机、传感器、致动器、摄影机、发射器、接收器、成像装置、录像机和其它辅助负载，包括在本文中别处指出的那些。低电压可以在大约5V和大约60V之间，并且优选地为大约^V。可以使用其它的低电压，包括大约12V。在低电压电力母线工件114上的低电压可能需要相对较重的电缆以用于传输。在另一方面，输送较高电压的高电压母线工件110可以包括比较而言更小并且更轻的线路。 高电压母线工件Iio可以包括规格为大约M的线路到规格为大约36的线路。低电压母线工件114可以包括相对较厚和较重的线路，例如规格为大约12到规格为大约M的线路。通常，与按照数字来说的较低规格的导线相比，按照数字来说的较高规格的导线的直径更小。例如，规格为12的导线的直径比规格为30的导线大得多。实心导线直径可以每隔5个规格增加了一倍，或者每隔9个规格增加了两倍。规格为36的导线可以具有大约5密耳的直径，规格为30的导线可以具有大约10密耳的直径，规格为M的导线可以具有大约20密耳的直径，并且规格为10的导线可以具有大约100密耳的直径。而且，直径较大的导线可以输送更大的电流。例如，规格为十的导线对于约30安培可以是安全的，而规格为16的导线可以仅仅对于约7. 5安培是安全的。因此，与低电压母线工件114相比，高电压母线工件110可以具有更小的直径并且能够被操作用于安全地输送较小的电流，而且输送比低电压母线工件114更高的电压。与高电压电力母线工件110相关联的相对较轻的线路可以在航空器内延伸和与低电压电力母线工件114相关联的比较而言较重的线路大约相同或者更长的距离。例如， 如由图1描绘地那样，从动力装置106 (特别地如果动力装置106位于航空器的机身中)到位于大的机翼或者机尾中的远程接口控制器112的距离可以显著地大于从远程接口控制器112到位于机翼中的接口控制器112附近的远程装置116的距离。接口控制器还可以定位于其它位置处例如机身中或者起落架上。结果，可以实现与向遍布航空器定位的远程装置递送电力所需要的电力母线工件相关联的航空器(并且尤其机翼)中的重量节省。机翼104可以包括多个模块化机翼组件118。多个模块化机翼组件118可以被预制成是与其它模块化机翼组件118可互换和可互连的。每一个模块化机翼组件118均可以包括一个或者多个接口控制器112、一个或者多个远程装置116、高电压电力母线工件110的一部分和低电压电力母线工件114的一部分。每一个模块化机翼组件118均可以提供普通的(1)网络连接、(2)高电压电力母线工件连接，和(3)低电压电力母线工件连接。例如， 网络和电力母线工件可以被分段，但是随后经由多个模块化机翼组件118而被互连。VI.示例性接口控制器
图2是示例性致动器接口控制器200。致动器接口控制器200可以包括本地微处理器 202、光纤接口控制器204、电源206、信号调节单元208和无线发射器和/或接收器210。致动器接口控制器可以包括另外的、更少的或者可替代的组件。微处理器202可以与光纤接口 204、信号调节器208和无线收发器210双向通信。 依次地，光纤接口 204可以与航空器控制网络例如飞行控制或者飞行控制计算机212双向通信。信号调节器208可以与远程装置例如伺服控制器214双向通信。电源206可以从高电压电力母线工件216接受高电压。电源206可以将高电压降低为第一较低电压2M并且将该第一较低电压提供给微处理器202从而对微处理器202供电。电源206还可以将高电压降低为第二较低电压并且将该第二较低电压置于低电压电力母线工件218上从而对远程装置214供电。在一个实施例中，高电压可以是大约350V，第一较低电压可以是大约5V，并且第二较低电压可以是大约12V或者大约观乂。可以使用其它的电压。电源206可以包括第一 DC/DC转换器，其将高电压电力母线工件216上的高电压降低为第一较低电压以对微处理器202供电；和第二 DC/DC转换器，其将高电压电力母线工件216上的高电压降低为第二较低电压以对低电压电力母线工件218和远程装置214供 H1^ ο在一个可替代实施例中，电源206可以是智能电源并且与微处理器集成。智能电源可以从控制网络212接收命令以打开和关闭远程装置214。可替代地，接口控制器200包括作为主级电源或次级电源的电池或者能量收集装置，以进一步增强可靠性。信号调节器208可以提供对被发送212到远程装置214和从远程装置214接收 222的信号的信号调节。信号调节器208可以提供主动颤振抑制、模拟到数字转换和/或其它信号调节。信号调节器208可以适应与很多类型的远程装置214 (例如图2所示的伺服控制器和包括在本文讨论的那些的其它辅助负载)进行通信。光纤接口 204可以将本地微处理器202与航空器的控制网络212的光纤电缆布线互连。在可替代实施例中，先进的光纤电缆布线自己可以用作远程情报收集装置，从而减轻对位于机翼中的某些远程装置的需要。在一个实施例中，可以由WiotoCraft Inc. 制造光纤电缆布线。从控制器212通过光纤传送并且由光纤接口 204接收的命令可以指示远程装置 214的操作例如命令远程伺服机到达某些位置。来自远程装置214的反馈然后可以经由光纤接口 204中继返回到控制器212。在一个实施例中，信号电平1-0或者高-低电压可以命令伺服机和报告关于伺服机的定位的反馈。VII.示例性方法
图3说明增强航空器300的耐久性和机动性的示例性方法。方法300可以包括降低电力总线302的重量、降低与控制网络304通信的可靠装置的重量、集成远程装置306的控制和电力供应二者、提供组件模块性从而易于替换和本地校准308，和增强系统可靠性310。该方法可以包括另外的、更少的或者可替代的动作。方法300可以通过使用(a)用于电力总线例如高或低电压电力总线的小规格线路 (b)光纤电缆和/或(c)无线通信来降低电力总线302的重量。在一个方面，接口控制器可以与高电压电力母线工件和低电压电力母线工件二者互连。高电压可以经由用作高电压电力总线的小的、轻的导线输送。在一方面，低电压可以在用作低电压电力总线的比较而言更大的、重的导线上输送。在较轻的电力总线之上传送为远程装置供电所需要的电力的一个部分可以降低航空器的重量。在一个实施例中，传送高电压的、较轻的高电压电力总线的长度可以基本上大于或者至少等于传送低电压的、较重的低电压电力总线的长度。方法300可以降低与控制网络304通信的可靠装置的重量。航空器可以包括享有抗扰度的光纤控制网络。该控制网络可以使用以太网技术以在航空器内操作局域网。可以使用IEEE 802或者其它通信标准。可替代地，代替光纤系统地，每一个本地控制器均可以作为网状网络或者其它网络中的无线节点而操作。离散无线通信可以促进从主控制器到一个或者多个接口控制器的无损坏的长距离数据和控制信号传输。当从一个接口控制器到下一个接口控制器进行传送时，可以例如经由校验和、标志、握手等检查信号可靠性。如果信号可靠性未被确认，则每一个接口控制器对可以搜索可靠的离散的和可用的频率。如果发现了可靠的频率，则两个接口控制器均可以试图在被识别为可靠的、新的频率上重新建立可靠通信。方法300可以集成远程装置306的控制和电力供应二者。远程接口控制器可以定位于需要供应控制信号和/或电力的远程装置的附近。接口控制器可以与航空器的光纤网络和/或高电压电力总线接合。接口控制器可以从高电压电力总线接收高电压和从光纤网络接收控制信号。随后，接口控制器可以将所接收的高电压和控制信号分别地转换成低电压电力信号和经调节的控制信号。低电压电力信号可以对与接口控制器互连的远程装置供电，并且经调节的控制信号可以指示与接口控制器互连的远程装置。如在本文别处所讨论的那样，该方法可以包括提供模块化组件308。例如，可以提供可互换的模块化翼梢、机翼组件和机尾。每一个模块化组件均可以具有专用接口控制器或者远程装置。每一个接口控制器均可以与用相同或者不同的任务包(mission package) 编程的另一接口控制器可互换。位于接口控制器上的本地处理器可以指示远程装置的自动校准。本地处理器可以包括对应于位于模块化翼梢、机尾或者机翼组件中的远程装置的嵌入校准数据和例程。例如，与以前的任务相关联的翼梢或者其它模块化组件可以用与新的任务相关联的替换翼梢或者模块化组件替换。替换翼梢可以包括与邻接的机翼组件互连的电力和控制连接，例如与以上讨论的控制网络和高电压电力母线工件的互连。替换翼梢或者其它模块化组件可以包括任务专用接口控制器、远程装置、软件、本地处理器和其它任务专用替换组件。例如，接口控制器或者本地处理器可以被编程为指示远程装置收集情报，例如在起飞之前或者飞离识别的、感兴趣的特定目标的视频或者音频记录。 在一个实施例中，两个或者更多接口控制器可以串联运行以提供多个逐步减低的电压。高电压可以被第一接口控制器从350 V逐步减低为中间电压，例如^V。中间电压可以对第一远程装置供电，也可以对第二接口控制器馈电。第二接口控制器然后可以将从第一接口控制器接收的观V逐步减低为低电压，例如可以对第二远程装置供电的12V或者 5V低电压。该方法可以包括增强可靠性310。该方法可以包括本地电力转换，例如电力被从相对较高电压逐步减低为在远程装置附近的相比较而言较低的电压；在远程装置可以促进更高的模块性的情况下的本地校准；高电压到低电压电力母线工件和线路；和/或光纤接合。另外地，利用传统的装置处理器，功率骤增或者其它外部或者内部事件可能引起故障。利用本实施例，接口控制器可以包括带有具有嵌入软件的存储器的本地处理器。嵌入软件可以包括故障识别例程。如果本地处理器识别到与接口控制器相关联的故障，则本地处理器可以自动地并且快速地自己重启。得以识别的故障可以包括功率骤增、组件故障、 保险丝熔断、本地处理器停机和其它事件。结果，可以自动地最小化故障停机时间，而无需直接的人员干预并且无需可以减轻可能是耗时的和低效的人工纠正性故障检修。VIII.示例性应用
图4说明示例性航空器400。该航空器400可以是能够维持在地面上方飞行高达 65，000英尺的无人驾驶飞机。无人驾驶飞机400可以在空中交通和天气以上操作，具有超过为期一周的飞行持续时间，提供位置保持能力，与支持(backup)平台相结合地操作以在感兴趣的区域之上保证连续的和远程的情报收集覆盖范围，并且可以被直接地互连到外部通信网络中。无人驾驶飞机400可以是高空、长耐久性无人驾驶航空器。无人驾驶飞机400可以用作中继通信和其它有效负载的平台。无人驾驶飞机400可以促进双向宽带、语音和/ 或窄带通信。无人驾驶飞机400可以捕获并且促进视频和/或音频的广播。无人驾驶飞机 400可以与(1)具有小至大约两英寸的天线的固定用户设备、(2)网关站、(3)互联网、(4) 碟形卫星天线和(5)移动用户设备例如手持式装置、蜂窝电话、PDA、膝上型电脑、GPS装置和其它装置通信。图5说明用于无人驾驶飞机的操作的示例性概念。无人驾驶飞机可以经由卫星链路与位于地面上的任务控制站通信。本实施例可以向无人驾驶飞机提供的重量减少可以促进延长的、感兴趣的远程区域的观察。无人驾驶飞机可以具有7天或者更大的耐久性并且随着其它无人驾驶车辆旋转以用于连续的战场覆盖。无人驾驶飞机可以提供实时高分辨率视频成像，其能够实时地接近在地面上、在空中和在海上的作战单元。用于无人驾驶飞机的任务实例可以包括持久凝视通信或者GPS功能性、电磁干扰的检测和定位、战术的站上天气和通信监视、战场指挥员进行动态任务分配、通信增强、带宽扩展、在由少到无的其它覆盖的情况下的鲁棒区域覆盖、实时地收集持久的和可行动的情报、干扰、干扰发射台跟踪、导弹防御、战场和空域感知、空域防撞和专门的通信支持。虽然已经描述了本发明的优选实施例，但是应该理解，本发明不受这样的限制并且可以在不偏离本发明的情况下进行修改。本发明的范围是由所附权利要求限定的，并且意图在其中涵盖字面上地或者通过等价地归入权利要求的含义内的所有的装置。因此前面的详细描述旨在被视为是说明性的而非限制性的，并且应该理解以下权利要求(包括所有的等价物)旨在限定本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于向位于航空器中的远程辅助负载供应电力的系统，所述系统包括位于包括电源的所述航空器中的致动器接口控制器，所述电源与高规格导线和低规格导线互连，所述高规格导线是比所述低规格导线更高规格的线路，其中所述高规格导线用作高电压电力总线并且向所述电源提供高电压输入；所述电源被配置为将所接收的高电压逐步减低为低于所述高电压电力总线上的所述高电压的低电压，并且将所述低电压置于用作低电压电力总线的低规格导线上；所述低电压电力总线与所述远程辅助负载互连并且向所述远程辅助负载提供低电压；以及所述远程辅助负载位于距所述航空器的动力装置一定距离处，从而使得一段长度的用作低电压电力总线的低规格线路和更长的一段长度的用作高电压电力总线的相对较轻的高规格导线二者均被用于将电力从所述航空器的所述动力装置中继到所述远程辅助负载， 从而降低向所述远程辅助负载供应电力所需要的位于所述航空器中的线路的总重量。
2.根据权利要求1的系统，其中所述系统进一步包括位于所述致动器接口控制器中的本地处理器，所述本地处理器经由光纤接口而与控制网络互连；以及位于所述致动器接口控制器中的信号调节器，所述信号调节器与所述远程辅助负载互连，其中所述电源被配置为向所述本地处理器供应电力，并且所述致动器接口控制器被配置为经由所述本地处理器控制所述远程辅助负载的操作，所述本地处理器指示所述信号调节器向所述远程辅助负载发送控制信号。
3.根据权利要求2的系统，其中所述致动器接口控制器的所述本地处理器被配置为在外部事件中断所述本地处理器的正常操作时自动地重启。
4.根据权利要求2的系统，其中所述致动器接口控制器的所述本地处理器包括带有促进所述远程辅助负载的远程校准的嵌入软件的存储器，所述本地处理器根据所述嵌入软件指示所述远程校准。
5.根据权利要求2的系统，其中所述致动器接口控制器能够与其它致动器接口控制器电气互换，并且所述致动器接口控制器的所述本地处理器包括促进所述远程辅助负载的控制的任务专用软件，从而使得根据特定任务，具有第一任务专用软件的一个致动器接口控制器能够被具有第二任务专用软件的第二致动器接口控制器物理地替换。
6.根据权利要求1的系统，其中所述高规格导线是规格为大约M或者更高的导线，并且所述低规格导线是规格为大约22或者更低的导线。
7.一种用于向位于航空器中的远程装置供应电力的系统，所述系统包括与高电压电力总线互连并且具有电源的致动器接口控制器；所述电源被配置为将从所述高电压电力总线接收的高电压降低为低电压电力总线的低电压并且将所述低电压置于离开所述致动器接口控制器的所述低电压电力总线上；所述高电压电力总线包括第一粗度和每单位距离的第一重量；所述低电压电力总线包括第二粗度和每单位距离的第二重量，所述低电压电力总线的所述低电压小于所述高电压电力总线的所述高电压，并且所述低电压电力总线的第二粗度和每单位距离的第二重量大于所述高电压电力总线的第一粗度和每单位距离的第一重量， 从而使得比较而言每单位距离的所述高电压电力总线比所述低电压电力总线更轻；以及远程装置，其与所述低电压电力总线互连并且从由所述低电压电力总线输送的所述低电压供电，从而使得通过低电压电力总线和相对较轻的高电压电力总线二者将电力传送到所述远程装置，从而降低向所述远程装置供应电力所需要的在所述航空器中的线路的总重量。
8.根据权利要求7的系统，其中所述高规格导线是规格为大约M或者更高，并且所述低规格导线是规格为大约22或者更低。
9.根据权利要求7的系统，其中通过在所述高电压电力总线上经过第一距离而使电力到达位于所述机翼中的所述远程装置，所述第一距离大于电力在相对较重的低电压电力总线上经过的第二距离。
10.根据权利要求7的系统，其中所述接口控制器包括经由光纤接口与控制网络互连的本地处理器；以及被配置为向所述远程装置发送控制信号和从所述远程装置接收反馈信号的信号调节ο
11.根据权利要求7的系统，其中所述接口控制器包括被配置为以无线方式向控制网络传送数据和从控制网络接收数据的本地处理器。
12.根据权利要求7的系统，其中所述致动器接口控制器被配置为(1)指示所述远程装置的操作和(2)在检测到中断正常操作的事件时自动地重启。
13.一种对位于航空器中的远程装置进行控制和供应电力的方法，所述方法包括提供位于所述航空器中的第一位置处的接口控制器；将高规格导线与所述接口控制器互连，所述高规格导线从位于所述航空器的机身中的动力装置延伸第一距离到位于所述航空器中的第一位置处的接口控制器；将比较而言相对于所述高规格导线较低的低规格导线互连到所述接口控制器，所述低规格导线从所述接口控制器延伸第二距离到位于所述航空器中的第二位置处的所述远程装置，所述高规格导线具有比所述较低规格导线更小的每单位距离的重量和粗度；将从位于所述机身中的所述动力装置产生的高电压置于延伸到所述接口控制器的所述高规格导线上；以及经由与所述接口控制器相关联的电压转换器将所述高电压逐步减低为低于所述高电压的低电压并且将所述低电压置于所述低规格导线上以对所述远程装置供电，从而使得通过所述低规格导线和相对较轻的高规格导线二者从位于所述机身中的所述动力装置向位于所述航空器中的所述远程装置传送电力，由此降低向所述远程装置供应电力所需要的在所述航空器中的线路的总重量。
14.根据权利要求13的方法，其中所述高规格导线从位于所述机身中的所述动力装置延伸到位于所述第一位置处的所述接口控制器的所述第一距离大于所述低规格导线从所述接口控制器延伸到位于所述第二位置处的所述远程装置的所述第二距离。
15.根据权利要求13的方法，所述方法进一步包括在所述接口控制器上提供本地处理器，所述本地处理器被配置为控制所述远程装置并且向所述航空器的控制网络中继来自所述远程装置的反馈。
16.根据权利要求13的方法，所述方法进一步包括如果检测到与所述接口控制器相关联的故障则自动地重启所述接口控制器上的所述本地处理器。
17.根据权利要求13的方法，所述方法进一步包括提供用于在所述接口控制器上的本地处理器与所述航空器的控制网络之间的通信的光纤接口。
18.根据权利要求13的方法，所述方法进一步包括在模块化翼梢中提供所述接口控制器、远程装置和低规格线路，所述模块化翼梢被配置为与向所述高规格线路提供连接的邻接机翼组件互连。
19.根据权利要求13的方法，所述方法进一步包括经由在所述接口控制器上嵌入的数据和校准例程本地校准各个远程装置。
20.根据权利要求13的方法，其中所述接口控制器能够与其它接口控制器互换，所述方法进一步包括为任务专用接口控制器加载与指示所述远程装置执行任务专用操作相关联的任务专用软件包；以及利用所述任务专用接口控制器替换所述接口控制器，其中所述任务专用接口控制器被配置为本地校准所述远程装置从而使得所述远程装置得以校准以与所述任务专用接口控制器一起使用，而无需再次校准与未被替换的其它接口控制器互连的、位于所述航空器的所述机翼中的一个或者多个其它远程装置。
全文摘要
提供了一种具有逐步减低高电压以由航空器中的远程辅助负载使用的电源的致动器控制器。通过航空器延伸的高电压电力总线可以使用高规格或者较小直径的线路，从而在电力总线中产生重量节省。延伸通过航空器的控制网络可以使用光纤电缆布线，从而提供进一步的重量减少。致动器控制器可以从电力总线接收高电压并且向远程装置提供较低电压。致动器控制器可以促进在控制网络和远程装置之间的通信。控制和电力供应的集成可以增强耐久性，可靠性，并且使得远程装置能够被本地校准。模块化机翼组件可以包括接口控制器，高和低电力母线工件，和远程装置。模块化机翼组件可以包括电力和控制互连。
文档编号B64D41/00GK102224076SQ200980146572
公开日2011年10月19日 申请日期2009年9月23日 优先权日2008年9月23日
发明者W·S·塞奇里斯特 申请人:飞行环境公司