为了安全起见，诸如无人飞行器(unmannedaerialvehicle，uav)等飞行器通常使用起落架来辅助着陆。然而，当飞行器处于飞行中时，起落架增加了要由飞行器承担的重量，这会导致燃料效率降低、飞行持续时间缩短，或者阻挡飞行器所携带的负载的视野。
许多飞行器使用可伸缩式起落架。然而，可伸缩式起落架的使用使得飞行器的结构复杂化，并且仍然会增加要由飞行器携带的重量。此外，当可伸缩式起落架出现故障时，飞行器可能无法正确着陆。一些飞行器使用固定式起落架，该固定式起落架较不复杂，但却可能阻挡飞行器的负载的视野。
技术实现要素：
存在对用于诸如无人飞行器(uav)等飞行器的改进的着陆系统和方法的需要。该着陆系统可以合并所述飞行器的可变形臂。所述可变形臂可以在当所述飞行器处于飞行中时支撑可为所述飞行器产生升力的动力单元的臂与当所述飞行器不处于飞行中时支撑所述飞行器的重量的支腿之间变形。通过将用于辅助所述飞行器的飞行的现有的臂用作支腿，减小了所述飞行器的总重量，原因在于不需要单独的起落架。减小所述飞行器的重量允许所述飞行器的更大的燃料效率和/或更长的飞行持续时间。此外，这样的布置还减少或防止由于任何起落架而造成的对所述飞行器所携带的负载的视野的阻挡。所述飞行器的整体结构可以得到简化。
本发明的一个方面涉及一种无人飞行器(uav)，包括：中心主体；以及从所述中心主体延伸的多个臂，所述多个臂中的每个臂支撑一个或多个动力单元，所述一个或多个动力单元在所述无人飞行器处于飞行中时提供升力，其中所述多个臂的第一子集被配置成在所述无人飞行器不处于飞行中时充当承担所述无人飞行器的重量的着陆支架，并且其中所述多个臂的第二子集被配置成在所述无人飞行器不处于飞行中时不承担所述无人飞行器的重量。
本发明的一个附加方面涉及一种用于无人飞行器(uav)操作的方法，所述方法包括：将一个或多个动力单元支撑在从中心主体延伸的多个臂中的每一个上，其中当所述无人飞行器处于飞行中时所述一个或多个动力单元为所述无人飞行器提供升力；以及借助于所述多个臂的第一子集并且不借助于所述多个臂的第二子集，当所述无人飞行器不处于飞行中时承担所述无人飞行器的重量，所述第一子集被配置用于充当着陆支架，而所述第二子集未被配置用于充当着陆支架。
在本发明的另一方面中提供了一种无人飞行器(uav)，所述无人飞行器包括：中心主体；以及从所述中心主体延伸的多个臂，所述多个臂中的每个臂支撑一个或多个动力单元，其中所述多个臂中的至少一个臂被配置用于在(1)当所述无人飞行器处于飞行中时提供升力的飞行配置与(2)着陆配置之间变形，其中所述至少一个臂被配置用于在所述无人飞行器不处于飞行中时充当承担所述无人飞行器的重量的着陆支架，其中所述至少一个臂包括耦合至所述中心主体的第一区段和耦合至所述一个或多个动力单元的第二区段，并且其中所述第一区段或所述第二区段中的至少一个被配置成相对于彼此改变朝向。
此外，本发明的各个方面涉及一种用于无人飞行器(uav)操作的方法，所述方法包括：将一个或多个动力单元支撑在从中心主体延伸的多个臂中的每一个上；以及使所述多个臂中的至少一个臂在(1)当所述无人飞行器处于飞行中时提供升力的飞行配置与(2)着陆配置之间变形，其中所述至少一个臂被配置用于在所述无人飞行器不处于飞行中时充当承担所述无人飞行器的重量的着陆支架，其中所述至少一个臂包括耦合至所述中心主体的第一区段和耦合至所述一个或多个动力单元的第二区段，并且其中所述第一区段或所述第二区段中的至少一个被配置成相对于彼此改变朝向。
本发明的其他方面涉及一种无人飞行器(uav)，包括：中心主体；从所述中心主体延伸的多个臂，所述多个臂中的每个臂支撑一个或多个动力单元，其中所述多个臂中的至少一个臂被配置用于在(1)当所述无人飞行器处于飞行中时提供升力的飞行配置与(2)着陆配置之间变形，其中所述至少一个臂被配置用于在所述无人飞行器不处于飞行中时充当承担所述无人飞行器的重量的着陆支架，并且其中由所述至少一个臂支撑的一个或多个动力单元相对于所述中心主体的朝向在所述飞行配置与所述着陆配置之间是不同的。
根据本发明的一些方面，可以提供一种用于无人飞行器(uav)操作的方法，所述方法包括：将一个或多个动力单元支撑在从中心主体延伸的多个臂中的每一个上；以及使所述多个臂中的至少一个臂在(1)当所述无人飞行器处于飞行中时提供升力的飞行配置与(2)着陆配置之间变形，其中所述至少一个臂被配置用于在所述无人飞行器不处于飞行中时充当承担所述无人飞行器的重量的着陆支架，其中由所述至少一个臂支撑的一个或多个动力单元相对于所述中心主体的朝向在所述飞行配置与所述着陆配置之间是不同的。
另外，本发明的各个方面可以涉及一种无人飞行器(uav)，包括：中心主体；以及从所述中心主体延伸的多个臂，所述多个臂中的每个臂支撑一个或多个动力单元，其中所述多个臂中的至少一个臂被配置用于在(1)当所述无人飞行器处于飞行中时提供升力的飞行配置与(2)着陆配置之间变形，其中所述至少一个臂被配置用于在所述无人飞行器不处于飞行中时充当承担所述无人飞行器的重量的着陆支架，并且其中所述多个臂中的一个或多个臂被配置成响应于所述一个或多个动力单元的操作而在所述飞行配置与所述着陆配置之间变形。
本发明的一个方面可以涉及一种用于无人飞行器(uav)操作的方法，所述方法包括：将一个或多个动力单元支撑在从中心主体延伸的多个臂中的每一个上；使所述多个臂中的至少一个臂在(1)当所述无人飞行器处于飞行中时提供升力的飞行配置与(2)着陆配置之间变形，其中所述至少一个臂被配置用于在所述无人飞行器不处于飞行中时充当承担所述无人飞行器的重量的着陆支架，其中所述多个臂中的一个或多个臂被配置成响应于所述一个或多个动力单元的操作而在所述飞行配置与所述着陆配置之间变形。
应当明白，本发明的不同方面可被单独地、共同地或彼此结合地理解。本文所描述的本发明的各个方面可以适用于下文阐述的任何特定应用或者适用于任何其他类型的可移动物体。本文对飞行器的任何描述均可适用于和用于任何可移动物体，诸如任何载具。此外，本文在空中运动(例如，飞行)的情景下公开的设备和方法还可以适用于其他类型运动的情景下，诸如在地面上或在水上的移动、水下运动或者在太空中的运动。
通过考察说明书、权利要求书和附图，本发明的其他目标和特征将会变得显而易见。
援引并入
本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用而并入于此，其程度犹如具体地和个别地指出要通过引用而并入每一个别出版物、专利或专利申请。
附图说明
本发明的新颖特征特别地体现在后述权利要求项中。为更好地理解本发明的所述特征和有益效果，可结合参考下述具体实施方式中的实施方式及相对应的附图：
图1示出了根据本发明实施方式的，具有多个臂的无人飞行器(uav)的示意图，所述多个臂包括被配置用于当uav不处于飞行中时充当着陆支架的臂。
图2示出了根据本发明实施方式的，处于飞行配置和着陆配置下的uav的剖面示意图。
图3提供了根据本发明实施方式的，具有可变形臂的uav的示图。
图4提供了根据本发明实施方式的，具有处于过渡状态下的可变形臂的uav的示图。
图5提供了根据本发明实施方式的，具有可变形臂的uav的附加示图。
图6示出了根据本发明实施方式的可变形臂的第一区段和第二区段的示意图。
图7提供了根据本发明实施方式的可变形臂的第一区段与第二区段之间的接合部的示图。
图8提供了根据本发明实施方式的可变形臂的第一区段与第二区段之间的接合部的示例的分解图。
图9提供了根据本发明实施方式，可能影响可变形臂的变形的力相互作用的示意图。
图10是根据本发明实施方式的，用于控制可移动物体的系统的示意图。
图11图示了根据本发明实施方式的，用于控制可移动物体的系统。
图12提供了由uav支撑的一个或多个动力单元的旋转的示意图。
具体实施方式
提供了用于飞行器着陆和飞行的系统和方法。诸如无人飞行器(uav)等飞行器可以包括一个或多个臂，所述臂支撑为该飞行器产生升力的一个或多个动力单元。本文对uav的任何描述均可适用于任何类型的飞行器或可移动物体，或者反之亦然。所述臂中的一个或多个臂可以是可在飞行配置与着陆配置之间变形的，在所述飞行配置中该臂充当为uav提供升力的臂，而在所述着陆配置中该臂充当在uav不处于飞行中时承担uav的重量的着陆支架。使用现有的臂作为着陆支架允许uav在增添较小的额外重量或不增添额外重量的情况下起飞和着陆。相比于具有单独的起落架，这可以允许uav具有提高的能量效率。相比于具有单独的起落架，具有提高的能量效率可以允许uav具有较大的飞行持续时间。
可变形臂可以使臂的至少一部分在uav处于飞行中时升起，并且使该臂的部分在uav停留于表面上时降下。臂的至少一部分的升起可以防止该臂成对由uav携带的一个或多个负载的阻挡。例如，uav可以携带相机，并且臂的至少一部分可以在飞行期间升起，以便不会被捕捉于该相机的视野内。当uav着陆时，臂的至少一部分可以降下以充当着陆支架——此时对相机的视野的阻挡不成问题。
可选地，uav臂中的一个或多个可以是可变形的，而uav臂中的一个或多个不是可变形的。不可变形的臂可以支撑可为uav提供升力的动力单元。不变形的臂可以在可变形臂正在变形时提供稳定性和/或实现uav的飞行。
在一些实现中，可以通过臂上自然存在的力来驱动臂的变形。例如，臂的一部分可以由于该臂的该部分所支撑的一个或多个动力单元产生的升力而被升起。该臂的该部分可以由于重力而被降下。在一些情况下，一个或多个机械力可以对所要升起或降下的臂的一部分施加偏置。可选地，一个或多个致动器可以辅助于臂的变形。
图1示出了根据本发明实施方式的，具有多个臂的uav的示意图，所述多个臂包括被配置用于当uav不处于飞行中时充当着陆支架的臂。该uav100可以包括支撑一个或多个动力单元130的一个或多个臂110、120。所述臂中的一个或多个可以是辅助臂110，所述辅助臂110能够在uav着陆时变形成承担uav的重量的支腿。所述臂中的一个或多个可以是主臂120，所述主臂120不会变形成支腿。可选地，辅助臂可以包括可以是相对于彼此可移动的第一区段112和第二区段114。可以在第一区段与第二区段之间提供接合部116。可选地，臂可以从uav主体140延伸。uav可以携带负载150。
uav100可以包括一个或多个臂110、120。该臂可以具有细长配置。在一些实施方式中，每个臂都可以是细长臂。细长臂可以具有大于横截面尺寸的长度。细长臂的长度可以是横截面尺寸的至少1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、7倍或10倍。该臂可以具有或者可以不具有分支出的区段。uav可以具有任何数目的臂。例如，uav可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个、六个或更多个、七个或更多个、八个或更多个、十个或更多个、十二个或更多个、十五个或更多个、二十个或更多个、三十个或更多个、四十个或更多个，或者五十个或更多个臂。可选地，臂可以从中心主体140径向延伸。臂可以关于与uav的中心主体相交的平面对称地布置。或者，臂可以按径向方式对称地布置。臂可以均匀间隔开。例如，如果为uav提供n个臂，则每个臂之间的度数可以是360/n。或者，臂不需要均匀间隔开。在一些情况下，所有的臂都不彼此平行。或者，臂可以布置成使得所述臂中的两个或更多个、三个或更多个或者四个或更多个臂基本上彼此平行。所有的臂可以是共面的。或者，一种或多种类型的臂可以是共面的(例如，主臂可以彼此共面，辅助臂可以彼此共面)。在一些实施方式中，所述臂中的两个或更多个臂可以不是共面的。
所述臂中的一个或多个臂可以支撑可影响uav的飞行的一个或多个动力单元130。在一些实施方式中，每个臂可以支撑一个或多个动力单元。或者，所述臂中的一个或多个臂可以不支撑动力单元。在一些情况下，每个臂可以支撑一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个，或者十个或更多个动力单元。每个臂可以支撑相同数目的动力单元。或者，不同的臂可以支撑不同数目的动力单元。
动力单元可被配置用于为uav产生升力。动力单元可以包括旋翼组件。旋翼组件可以包括一个或多个旋翼桨叶，所述旋翼桨叶可以旋转来为uav产生升力。在一些情况下，可以为动力单元提供多个旋翼桨叶。所述多个旋翼桨叶可以是或者可以不是相对于彼此可移动的。旋翼组件可以包括致动器，该致动器驱动旋翼桨叶的旋转。致动器可以借助于轴杆而耦合至一个或多个旋翼桨叶。致动器的旋转可导致轴杆的旋转，轴杆的旋转可以转而导致旋翼桨叶的旋转。对轴杆的任何描述还可适用于由同一致动器驱动的多个轴杆。致动器可以由电能、磁能、热能、机械能、液压或气动压力来驱动。致动器可以是马达。在一些实施方式中，致动器的示例可以包括自换向马达或外换向马达。马达可以包括机械换向器马达、电子换向器马达、同步电机和/或异步电机。电子马达可以包括ac马达或dc马达。马达的一些示例可以包括直驱马达、无级马达或伺服马达。马达可被配置成在单个方向上旋转，或者可以能够反转方向。uav的每个动力单元的旋翼桨叶可以转动，使得该动力单元的第一子集具有在第一方向上旋转的旋翼桨叶并且该动力单元的第二子集具有在第二方向上旋转的旋翼桨叶，如本文其他各处更详细描述。或者，旋翼桨叶可以在同一方向上旋转。动力单元可以包括或者可以不包括可提供于旋翼桨叶的至少一部分周围的防护罩。
在一些实施方式中，动力单元可以位于臂的远端处或附近。在一些实施方式中，臂可以在近端处耦合至中心主体，并且可以具有远离该中心主体延伸的远端。由臂支撑的动力单元中的一个或多个动力单元可被支撑于沿着该臂长度的该臂远端的50％、40％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、3％或1％之内的位置处。在一些实施方式中，由臂支撑的所有动力单元可被支撑于沿着该臂长度的该臂远端的50％、40％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、3％或1％之内的位置处。由臂支撑的一个或多个或者所有动力单元可以位于该臂的远端的30cm、20cm、15cm、10cm、7cm、5cm、4cm、3cm、2cm、1cm、5mm或1mm之内。可选地，所述臂中的一个或多个臂可以具有延伸超出由一个或多个动力单元支撑的臂的长度至少50cm、40cm、30cm、20cm、15cm、10cm、7cm、5cm、4cm、3cm、2cm或1cm的远端部分。可选地，每个臂都可以具有位于相对于该臂的远端的相同百分比或距离内的动力单元。或者，不同的臂可以具有位于相对于该臂的远端的不同百分比或距离处的动力单元。
动力单元可以基本上位于臂的上表面上。臂的上表面可以是与臂的下表面相对的臂的表面，其中臂的下表面面向重力的方向。臂的上表面可以背向重力的方向。或者，动力单元可以基本上位于臂的下表面上、臂的上表面和下表面上、臂内，或者其任何组合。在一个示例中，动力单元的一个或多个旋翼桨叶可以位于臂的上表面上方。或者，动力单元的一个或多个旋翼桨叶可以位于臂的下表面下方。在一些情况下，动力单元的至少一个旋翼桨叶可以位于臂的上表面上方，而动力单元的至少一个旋翼桨叶可以位于臂的下表面下方。在一些情况下，动力单元的致动器可以位于臂的上表面上方、臂的下表面下方、或者位于臂内。例如，致动器可以至少部分地位于臂的腔体内。该致动器可以部分地在臂的上表面上方和/或臂的下表面下方延伸，或者可以不延伸。
由一个或多个臂支撑的动力单元可以具有相同的配置和/或尺寸。或者，它们可以具有不同的配置和/或尺寸。在一些情况下，动力单元中的一些动力单元可以具有比其他动力单元更大的旋翼桨叶。旋翼桨叶可以具有相同的形状或不同的形状。动力单元的旋翼桨叶可以按相同的速率旋转，或者可以按不同的速率旋转。
所述臂中的一个或多个臂可以是辅助臂110，所述辅助臂110能够在uav着陆时变形成支腿以承担uav的重量。该支腿可以充当被配置用于在uav不处于飞行中时接触uav的下方表面的起落架。可选地，辅助臂可以包括第一区段112和第二区段114，所述第一区段112和第二区段114可以是相对于彼此可移动的。第一区段可以是辅助臂的靠近uav主体的区段。第二区段可以是辅助臂的远离uav主体的区段。第一区段可以比第二区段更靠近中心主体。
第一区段可以直接接触或者可以不直接接触uav主体。第一区段可以与uav主体一体形成。第一区段可以固定或附接至uav主体。第一区段可以是或者可以不是相对于uav主体可移除的。第一区段可以具有相对于uav主体的固定位置(例如，朝向、空间位置)。或者，第一区段可以是相对于uav主体可移动的。
第二区段可以不直接接触uav主体。第二区段的重量可由第一区段来承担。第一区段可以支撑第二区段。第二区段可以是或者可以不是相对于第一区段可移除的。第二区段可以具有相对于uav主体的可变位置(例如，朝向、空间位置)。例如，第二区段的朝向可以相对于uav主体改变。第二区段可以具有相对于第一区段的可变位置。例如，第二区段的朝向可以相对于第一区段的朝向而改变。第二区段的任何朝向可以(例如，相对于惯性参考系、uav主体、第一区段)改变任何度数，诸如至少1度、3度、5度、10度、15度、20度、30度、45度、60度、75度、85度、90度、95度、105度、120度、135度、150度或165度。第二区段的朝向变化可小于所述值中的任一个，或者可落入所述值中的任何两个之间的范围内。朝向变化可以是大致垂直角度。朝向变化可以包括垂直分量。朝向变化可以包括在平行于重力方向的方向上的分量。朝向变化可以是不受限制的。或者，一个或多个限制构件可以限制朝向变化(例如，在向上的方向上和/或在向下的方向上)。
一个或多个动力单元130可由第二区段来支撑。例如，辅助臂的第二区段可以承担一个或多个动力单元的重量。辅助臂的第一区段可以承担或者可以不承担一个或多个动力单元的重量。在一些情况下，所述动力单元中的至少一个可由第二区段来支撑。第一区段可以支撑或者可以不支撑任何动力单元。
第二区段相对于uav主体和/或第一区段的朝向变化可以导致由第二区段支撑的一个或多个动力单元相对于uav主体和/或第一区段的朝向变化。例如，当uav在飞行配置和/或着陆配置之间变形时，动力单元的一个或多个旋翼桨叶、轴杆或致动器可以改变朝向。动力单元(或者所述的动力单元的任何组件)的朝向变化可以是任何度数，诸如至少1度、3度、5度、10度、15度、20度、30度、45度、60度、75度、85度、90度、95度、105度、120度、135度、150度或165度。动力单元的朝向变化可小于所述值中的任一个，或者可落入所述值中的任何两个之间的范围内。朝向变化可以是大致垂直角度。朝向变化可以包括垂直分量。朝向变化可以包括在平行于重力方向的方向上的分量。
所述一个或多个动力单元可以安置在第二区段的任何部分上。本文其他各处关于能够在臂上安置动力单元之处的变化的任何描述还可适用于能够在辅助臂的第二区段上安置动力单元之处。
可以在第一区段112与第二区段114之间提供接合部116。该接合部可以允许第一区段和/或第二区段相对于彼此移动。接合部可以允许在第一区段和第二区段相对于彼此移动时，该第一区段和第二区段可操作地彼此耦合。接合部可以允许第一区段直接接触第二区段。或者，接合部可以包括可连接第一区段和第二区段的一个或多个中间件。接合部可以提供一个或多个枢轴，所述枢轴可允许第二区段相对于第一区段围绕旋转轴移动。在一些情况下，第二区段可以相对于第一区段围绕单个旋转轴、两个旋转轴或三个旋转轴移动。接合部可以包括或者可以不包括限制构件，该限制构件可限制在单个方向或多个方向上的旋转度数。
所述臂中的一个或多个臂可以是不会变形成支腿的主臂120。该主臂可以变形或者不可以变形。主臂可以由单个整体件或由多个零件形成。主臂可以不具有可相对于彼此移动的任何区段。主臂可以保持在相对于uav主体的固定位置处。主臂可以保持在相对uav主体的固定朝向和/或空间位置处。主臂可以在uav处于飞行配置时以及在uav处于着陆配置时保持在相对于uav主体的相同朝向。
uav的主臂120可以具有与uav的辅助臂110不同的长度。主臂可以比uav的辅助臂更短。主臂可以备选地比uav的辅助臂更长，或者可以是与uav的辅助臂相同的长度。在一些情况下，辅助臂的第一区段112可以具有与主臂相同的长度或不同的长度。辅助臂的第一区段可以比主臂更长或更短。可选地，辅助臂的第二区段114可以具有与主臂相同的长度或不同的长度。辅助臂的第二区段可以比主臂更长或更短。
主臂可以具有与uav的辅助臂相同的横截面形状或尺寸(例如，长度、宽度、对角线、直径)。或者，主臂可以具有相对于uav的辅助臂不同的横截面形状或尺寸。在一个示例中，主臂可以具有比uav的辅助臂更大的横截面尺寸。在另一示例中，主臂可以具有比uav的辅助臂更小的横截面尺寸。主臂和/或辅助臂的横截面形状的示例可以包括圆形、椭圆形、卵圆形、方形、矩形、梯形、平行四边形、六边形、八边形、月牙形、“i”形、“h”形、“x”形、“t”形、“y”形、“d”形，或者任何其他规则或不规则多边形形状。臂可以是中空的或实心的。在一些情况下，臂可以形成基本上为管状的形状。
uav可以包括一个或多个辅助臂以及一个或多个主臂。可以提供相同数目的辅助臂和主臂。或者，可以存在更多的辅助臂或更多的主臂。在一些情况下，uav可以仅包括辅助臂，或者可以仅包括主臂。uav可以具有任何数目的臂和/或类型的臂。当uav不处于飞行中时uav的臂的第一子集可以充当着陆支架(例如，辅助臂)，并且当uav不处于飞行中时uav的臂的第二子集可以不承担uav的重量(例如，主臂)。属于第一子集的臂的数目可以与属于第二子集的臂的数目相同。例如，可以在第一子集和/或第二子集中提供一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个臂。属于第一子集和第二子集的臂的数目可以是不同的。第一子集与第二子集之间的臂的数目可以相差至少一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个臂。
uav可以包括uav主体140。该uav主体可以是中心主体。uav的重心可以在uav主体内、uav主体上方或uav主体下方。uav的重心可以穿过垂直延伸经过uav主体的轴线。uav主体可以支撑uav的一个或多个臂110、120。uav主体可以承担一个或多个臂的重量。uav主体可以直接接触一个或多个臂。uav主体可以与一个或多个臂或者一个或多个臂的组件一体形成。uav可以经由一个或多个中间件而连接到一个或多个臂。
uav主体可以由实心件形成。或者，uav主体可以是中空的，或者可在其中包括一个或多个腔体。uav主体可以具有任何形状。在一些实施方式中，uav可以具有基本上为盘状的形状。
uav主体可以包括外壳，所述外壳可将一个或多个组件部分地或完全地封闭在其中。所述组件可以包括一个或多个电气组件。组件的示例可以包括但不限于：飞行控制器、一个或多个处理器、一个或多个存储器存储单元、通信单元、显示器、导航单元、一个或多个传感器、电源和/或控制单元、一个或多个电子调速(electronicspeedcontrol，esc)模块、一个或多个惯性测量单元(inertialmeasurementunit，imu)或任何其他组件。uav上的传感器的示例(所述传感器可以位于外壳之内、在外壳之外、嵌入外壳中，或者其任何组合)可以包括以下各项中的一个或多个：一个或多个传感器可以包括以下各项中的一个或多个：全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)传感器、视觉传感器、温度传感器、激光雷达传感器、超声传感器、气压计或高度计。可以使用任何适合于收集环境信息的传感器，包括位置传感器(例如，gps传感器、支持位置三角测量法的移动设备发射器)、视觉传感器(例如，能够检测可见光、红外光或紫外光的成像设备，诸如相机)、距离传感器(例如，超声传感器、激光雷达、渡越时间相机)、惯性传感器(例如，加速度计、陀螺仪、惯性测量单元(imu))、高度传感器、压力传感器(例如，气压计)、音频传感器(例如，麦克风)或场传感器(例如，磁力计、电磁传感器)。可以使用任何合适数目的传感器和传感器的组合，诸如一个、两个、三个、四个、五个或更多个传感器。
类似地，所描述的任何组件均可安置在uav的臂上、uav的臂内，或者嵌入于uav的臂中。可选地，臂可以包括一个或多个腔体，所述腔体可以收容一个或多个组件(例如，电气组件)。在一个示例中，臂可以具有或者可以不具有惯性传感器，所述惯性传感器可以提供关于臂的位置(例如，朝向、空间位置)或移动的信息。所描述的各个组件可以分布在uav的主体上、uav的臂上，或者其任何组合。
uav可以携带负载150。该负载可以包括能够感测可移动物体周围环境的设备、能够向环境中发出信号的设备，以及/或者能够与环境相互作用的设备。
一个或多个传感器可被提供作为负载，并且可以能够感测环境。传感器的一个示例可以是相机。可以提供任何其他传感器(诸如本文其他各处所描述的那些传感器)作为负载。
在一个示例中，负载可以是相机。本文对相机的任何描述均可适用于任何类型的图像捕获设备，并且反之亦然。成像设备可以是物理成像设备。成像设备可被配置用于检测电磁辐射(例如，可见光、红外光和/或紫外光)，以及基于所检测到的电磁辐射来生成图像数据。成像设备可以包括响应于各个波长的光而生成电信号的电荷耦合器件(ccd)传感器或互补金属氧化物半导体(cmos)传感器。可以处理所得的电信号以产生图像数据。由成像设备生成的图像数据可以包括一个或多个图像，所述图像可以是静态图像(例如，照片)、动态图像(例如，视频)，或者其适当组合。图像数据可以是多色的(例如，rgb、cmky、hsv)或单色的(例如，灰度、黑白、棕褐)。成像设备可以包括镜头，该镜头被配置用于将光导引到图像传感器上。
相机可以是捕获动态图像数据(例如，视频)的摄像机或视频相机。相机可以是捕获静态图像(例如，照片)的照相机。相机可以既捕获动态图像数据又捕获静态图像。相机可以在捕获动态图像数据与静态图像之间切换。尽管在相机的上下文中描述了本文提供的某些实施方式，但应当理解，本公开内容可以适用于任何合适的成像设备，并且本文关于相机的任何描述亦可适用于任何合适的成像设备，并且本文关于相机的任何描述亦可适用于其他类型的成像设备。相机可以用于生成3d场景(例如，环境、一个或多个物体等)的2d图像。由相机生成的图像可以表示3d场景到2d图像平面上的投影。因此，2d图像中的每个点对应于场景中的3d空间坐标。相机可以包含光学元件(例如，透镜、反射镜、滤光器等)。相机可以捕获彩色图像、灰度图像、红外图像等。
相机可以按特定图像分辨率来捕获图像或图像序列。在一些实施方式中，图像分辨率可由图像中像素的数目来定义。在一些实施方式中，图像分辨率可大于或等于约352x420像素、480x320像素、720x480像素、1280x720像素、1440x1080像素、1920x1080像素、2048x1080像素、3840x2160像素、4096x2160像素、7680x4320像素，或者15360x8640像素。在一些实施方式中，相机可以是4k相机或具有更高分辨率的相机。
相机可以按特定的捕获速率来捕获图像序列。在一些实施方式中，该图像序列可以是按标准视频帧率捕获的，所述标准视频帧率诸如为约24p、25p、30p、48p、50p、60p、72p、90p、100p、120p、300p、50i或60i。在一些实施方式中，该图像序列可以是按小于或等于约每0.0001秒一个图像、每0.0002秒一个图像、每0.0005秒一个图像、每0.001秒一个图像、每0.002秒一个图像、每0.005秒一个图像、每0.01秒一个图像、每0.02秒一个图像、每0.05秒一个图像、每0.1秒一个图像、每0.2秒一个图像、每0.5秒一个图像、每1秒一个图像、每2秒一个图像、每5秒一个图像或者每10秒一个图像的速率捕获的。在一些实施方式中，该捕获速率可根据用户输入和/或外部条件(例如，环境的雨、雪、风、不明显表面纹理)而改变。
相机可以具有可调参数。在不同参数下，可以在相同外部条件(例如，位置、光照)下通过成像设备来捕获不同图像。可调参数可以包括曝光(例如，曝光时间、快门速度、光圈、胶片速度)、增益、反差系数(gamma)、感兴趣区域、像素组合(binning)/子采样、像素时钟、偏移、触发、iso等。与曝光相关的参数可以控制到达成像设备中的图像传感器的光量。例如，快门速度可以控制到达图像传感器的光的时间量，而光圈可以控制在给定时间内到达图像传感器的光量。与增益相关的参数可以控制来自光学传感器的信号的放大。iso可以控制相机对可用光的敏感度水平。控制曝光和增益的参数在本文中可共同视为和称为expo。
由uav支撑的一个或多个相机可以具有相同的参数、特性或特征中的一个或多个。在一些情况下，由uav支撑的所有相机可以具有相同的特性或特征。或者，由uav支撑的相机中的一个或多个可以具有不同的特性或特征。在一些情况下，由uav支撑的每个相机可以具有不同的特性或特征。
一个或多个相机可以由uav主体来支撑。一个或多个相机可被支撑于uav的中心主体上。一个或多个相机可以被支撑在或者可以不被支撑在uav的一个或多个臂上。一个或多个相机可由uav的外壳来支撑。一个或多个相机可以附接至uav的外壳的外表面。一个或多个相机可以嵌入在uav的外壳的外表面内。一个或多个相机可以具有光学元件，诸如镜头，该光学元件可以暴露于uav外部的环境。可选地，可以借助于盖子使光学元件免受uav外部的环境的影响。盖子可以是透明的。盖子可以包括或者可以不包括滤光器。
可以提供任何数目的相机。例如，可能存在由uav支撑的1个或多个、两个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个相机。
负载可以包括一个或多个能够向环境中发射信号的设备。例如，负载可以包括沿着电磁频谱的发射器(例如，可见光发射器、紫外发射器、红外发射器)。负载可以包括激光器或任何其他类型的电磁发射器。负载可以发射一个或多个振动，诸如超声信号。负载可以发射可听的声音(例如，来自扬声器)。负载可以发射无线信号，诸如无线电信号或其他类型的信号。
负载可以能够与环境相互作用。例如，负载可以包括机械臂。负载可以包括用于递送诸如液体、气体和/或固体组分的物品。例如，负载可以包括杀虫剂、水、肥料、消防材料、食物、包装或任何其他物品。
负载可以是相对于uav主体静止的。负载可被配置成使得其在uav的操作(例如，uav的飞行)期间不相对于uav主体移动。负载可被配置使得其在负载的操作(例如，通过相机捕获图像)期间不相对于uav主体移动。负载可相对于uav主体固定。
负载可以是相对于uav主体可移动的。负载可被配置成使得其在uav的操作(例如，uav的飞行)期间能够相对于uav主体移动。负载可被配置成使得其在负载的操作(例如，通过相机捕获图像)期间能够相对于uav主体移动。负载可以借助于可使负载能够相对于uav主体移动的一个或多个载体或组件而得到支撑。例如，负载可以相对于uav主体沿着一个、两个或三个方向平移，或者相对于uav主体围绕一个、两个或三个轴旋转。载体可以允许负载相对于uav主体的朝向的变化。负载可以由具有云台架组件的载体来支撑。本文其他各处针对负载和载体所描述的任何特性均可适用。可以借助于一个或多个致动器而使负载相对于uav主体移动。
负载可以由uav主体来支撑。负载可以由uav的一个或多个臂来支撑。负载可以位于uav主体的下方。负载可被支撑于中心主体的下方、中心主体的上方或中心主体的侧面。
负载可以具有功能空间。负载可被配置用于执行功能或操作。负载的功能或操作可能需要一定量的功能空间。该功能空间例如可以是由负载在其操作期间占用、影响、操纵或以其他方式使用的空间。然而，在一些情况下，该功能空间可能被可变形飞行器的一部分所阻挡。对功能空间的任何阻挡可能干扰负载的操作。在一个示例中，负载的功能空间可以包括负载的感测场。例如，当负载是相机时，该相机的功能空间可以是相机的视野。
辅助臂120可被配置成使得当处于飞行配置中时，辅助臂不会干扰负载的功能空间。在着陆配置中，辅助臂可能干扰负载的功能空间。因此，负载的功能空间在uav处于飞行中时可能增大，而在uav着陆时可能减小。负载的功能空间在一个或多个辅助臂处于飞行配置中时可能增大，而在一个或多个辅助臂处于着陆配置中时可能减小。
例如，负载可以是相机。相机可以具有当uav处于飞行中时不会被uav的臂阻挡的视野。相机可以具有当uav着陆时会被uav的一个或多个臂阻挡的视野。相机可以具有当uav、一个或多个辅助臂处于飞行配置中时不会被阻挡的视野。相机可以具有在一个或多个辅助臂处于着陆配置中时会被该一个或多个辅助臂的一部分阻挡的视野。当uav处于飞行中时，相机可在该相机周围的360度全景视野中不被阻挡。相机可以旋转以捕获360度全景视野(例如，关于航向轴)。可以允许相机旋转至少360度、至少720度，或者甚至更多。
在着陆期间，由于uav位于地面上，减小的功能空间(例如，对相机的潜在视野的阻挡)可能是可接受的，而当uav飞行时，则期望uav具有增大的功能空间(例如，有可能360度全景视野)。
可以借助于远程终端来控制uav的飞行。用户可以与远程终端交互以控制uav的飞行。远程终端可以开始uav的飞行和/或uav的着陆。远程终端可以直接控制或者可以不直接控制uav的一个或多个臂的变形。在一些情况下，该一个或多个臂的变形可以响应于所感测到的条件或者着陆或起飞的命令而自动发生。远程终端可以开始一个或多个预定飞行序列或一种类型的飞行模式。uav可以能够自主、半自主或直接手动控制飞行。
可以借助于远程终端来控制uav的一个或多个组件的操作。对uav的一个或多个组件的操作进行控制的远程终端可以与对uav的飞行进行控制的远程终端相同，或者可以是与对uav的飞行进行控制远程终端不同的设备。该远程终端可以控制负载(诸如相机)的操作。该远程终端可以控制负载的定位。该远程终端可以控制支撑负载的载体的操作，这可以影响负载的定位。该远程终端可以影响由uav携带的一个或多个传感器的操作。
图12提供了由uav支撑的一个或多个动力单元的旋转的示意图。如前文所述，uav的一个或多个臂可以支撑一个或多个动力单元。臂的第一子集1210a、1210b、1210c、1210d可以包括辅助臂，所述辅助臂可以在飞行配置与着陆配置之间变形。臂的第二子集1220a、1220b、1220c、1220d可以包括主臂，所述主臂不在飞行配置与着陆配置之间变形。臂的第一子集和臂的第二子集可以具有一个或多个不同物理特性(例如，长度、横截面形状、横截面尺寸、区段数目、动力单元位置，或者任何其他特性)。
在一个示例中，臂的第一子集和臂的第二子集可被定位成基本上共面的。在uav处于飞行中时，臂的第一子集和臂的第二子集可以是基本上共面的。臂的第一子集和臂的第二子集可以横向地安置在uav主体周围。属于第一子集的一个或多个臂可以位于属于第二子集的一个或多个臂之间。可以按交替的方式布置臂的第一自己和臂的第二子集。例如，如图12中所示，臂可以横向地在辅助臂与主臂之间交替。可以在主臂之间提供单个辅助臂，并且/或者可以在辅助臂之间提供单个主臂。可以提供任何其他配置。例如，可以在主臂之间提供两个、三个、四个、五个或六个辅助臂，并且/或者可以在辅助臂之间提供两个、三个、四个、五个或六个主臂。
可以均匀地径向安置臂的第一子集和臂的第二子集。可以在辅助臂之间提供与主臂之间相同的度数。可以在每组相邻辅助臂和主臂之间提供相同数目的臂。
在一些情况下，臂的第一子集和臂的第二子集可以具有相同数目的臂。可以提供相同数目的辅助臂和主臂。或者，可能在第一子集中存在更多数目的臂，或在第二子集中存在更多数目的臂。可以有至少一个臂属于第一子集以及/或者至少一个臂属于第二子集。第一子集中的臂的数目可以是第二子集中的臂的数目的至少1倍、2倍、3倍、4倍或5倍，或者反之亦然。
动力单元可以包括一个或多个旋转组件，诸如旋翼桨叶、轴杆或致动器。该旋转组件可以在任何方向上旋转。在一个示例中，属于同一子集的相对的臂可以具有在同一方向上旋转的旋转组件。例如，第一子集的第一对相对的臂1210a、1210c可以具有在第一方向上旋转的旋转组件，而第一子集的第二对相对的臂1210b、1210d可以具有在与第一方向相反的第二方向上旋转的旋转组件。第二子集的第一对相对的臂1220b、1220d可以具有在第一方向上旋转的旋转组件，而第二子集的第二对相对的臂1220a、1220c可以具有在与第一方向相反的第二方向上旋转的旋转组件。
交替的相邻臂对可以具有在相反的方向上旋转的旋转组件。例如，第一对相邻臂1220a、1210b可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件，第二对相邻臂1220b、1210c可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，第三对相邻臂1220c、1210d可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，并且第四对相邻臂1220d、1210a可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件。
同一子集内的相邻臂可以具有在相反的方向上旋转的旋转组件。例如，在臂的第一子集内，第一臂1210a可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，相邻于第一臂的第二臂1210b可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件，相邻于第二臂的第三臂1210c可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，并且相邻于第三臂的第四臂1210d可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件。类似地，在臂的第二子集内，第一臂1220a可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件，相邻于第一臂的第二臂1220b可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，相邻于第二臂的第三臂1220c可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件，并且相邻于第三臂的第四臂1220d可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件。
或者，同一子集的所有臂可以具有在同一方向上旋转的可旋转组件(例如，旋翼桨叶、致动器、轴杆)。例如，第一子集中的所有臂可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，而第二子集中的所有臂可以具有在与第一方向相反的第二方向上旋转的可旋转组件。在一些实施方式中，同一子集内的一半的臂可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，而同一子集内的一半的臂可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件。例如，第一子集中的一半的臂可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，而第一子集中的一半的臂可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件，并且/或者第二子集中的一半的臂可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，而第二子集中的一半的臂可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件。uav上的所有臂中的一半可以具有在第一方向上旋转的可旋转组件，而uav上的所有臂中的一半可以具有在第二方向上旋转的可旋转组件。可选地，在同一方向上旋转的可旋转组件中的至少两个可以彼此相邻。
动力单元可被配置用于向uav提供稳定的升力。可旋转组件可以布置在将会允许向uav提供稳定升力的方向上并在该方向上旋转。由单个动力单元产生的扭矩可以抵消。
由臂的每个子集内的单个动力单元产生的扭矩可以抵消。例如，由臂的第一子集(例如，辅助臂)内的单个动力单元产生的扭矩可以抵消。由臂的第二子集(例如，主臂)内的单个动力单元产生的扭矩可以抵消。这可以允许uav即使当在不同配置之间改变时仍保持稳定飞行。例如，即使当辅助臂在飞行配置与着陆配置之间改变时，uav仍可以能够保持稳定飞行。主臂的平衡的扭矩可以允许uav即使当辅助臂被用作支腿或者向或从着陆配置过渡时仍保持稳定飞行。辅助臂的平衡的扭矩可以允许辅助臂以均衡和稳定的方式在着陆配置与飞行配置之间移动。
图2示出了根据本发明实施方式的，处于飞行配置和着陆配置下的uav的剖面示意图。uav200可以包括中心主体240以及一个或多个臂，所述臂可以包括第一区段212和第二区段214。接合部216可以允许第一区段和第二区段相对于彼此移动。一个或多个动力单元230可以由uav的臂来支撑。该臂的至少一部分可以包括可延伸超出支撑动力单元的臂的位置的长度l。uav还可以携带负载250。uav可以具有在处于飞行中时的飞行配置，以及当停留在下方表面260上时的着陆配置。uav的臂中的一个或多个臂可以在当uav处于飞行配置中时可向uav提供升力的臂与当飞行器处于着陆配置中时承担uav的重量的支腿之间变形。当uav处于着陆配置中时，支腿可以充当起落架。当变形成飞行配置时，起落架可以从下方表面缩回。在一些实施方式中，当一个或多个动力单元产生升力以将起落架抬起离开时，该起落架可以借助于该一个或多个动力单元而缩回。类似地，当一个或多个动力单元降低推进量以使得重力将起落架带向下方表面时，该起落架可以打开，如本文其他各处更详细描述。
如先前所述，uav可以包括一个或多个辅助臂，所述辅助臂可以在飞行配置与着陆配置之间变形。可选地，uav可以包括附加的臂，所述附加的臂为了便于说明而未在图2中示出。
一个或多个可变形臂可以由uav主体240来支撑。可变形臂可以包括第一区段212和第二区段214。在一些情况下，uav的每个可变形臂可以包括第一区段和第二区段。在一些情况下，可变形臂中的一个或多个臂可以包括附加区段(例如，第三区段、第四区段等)，或者可以不包括附加区段。第一区段和/或第二区段可以是相对于彼此可移动的。
第一区段212可以位于uav主体近侧。第二区段214可以位于uav主体远侧。第一近侧区段可以比第二远侧区段更靠近uav主体。
可选地，第一区段可以耦合至uav主体。可选地，第一区段可以不相对于uav主体移动。可选地，第一区段可以不相对于uav主体改变朝向。可选地，第一区段可以在垂直方向上相对于uav主体改变朝向。第一区段可以改变或者可以不改变在水平方向上相对于uav主体的朝向。来自多个可变形臂的第一区段可以是基本上共面的。贯穿可变形臂的第一区段的长度的轴线可以是相对于uav主体基本上水平和/或横向的。贯穿uav上的可变形臂的每个第一区段的长度的轴线可以是基本上共面的。第一区段可以在uav的飞行期间保持基本上横向和/或共面。第一区段可以在uav着陆时保持基本上横向和/或共面。第一区段可以在uav的飞行配置与着陆配置之间保持基本上相同的配置。
第二区段可以在接合部216处耦合至第一区段。可选地，第二区段可以相对于uav主体和/或第一区段移动。可选地，第二区段可以相对于uav主体和/或第一区段改变朝向。可选地，第二区段可以在垂直方向上相对于uav主体和/或第一区段改变朝向。可选地，第二区段可以在水平方向上相对于uav主体和/或第一区段改变朝向。当uav处于飞行中时，来自多个可变形臂的第二区段可以基本上共面。当uav处于飞行中时，贯穿可变形臂的第二区段的长度的轴线可以是相对于uav主体基本上水平和/或横向的。当uav处于飞行中时，贯穿uav上的可变形臂的每个第二区段的长度的轴线可以是基本上共面的。
第二区段可以在uav的飞行期间保持基本上横向和/或共面，并且该区段可以不在uav着陆时保持基本上横向和/或共面。第二区段可以在uav的飞行配置与着陆配置之间改变配置。第二区段可以在uav的着陆配置期间向下折叠。第二区段可以向下折叠达任何角度，诸如本文其他各处描述的各个度数。第二区段可以向下折叠达至少本文其他各处描述的度数。在一个示例中，第二区段可以向下折叠基本上90度以具有垂直朝向。在一个示例中，当uav处于着陆状态下时，第二区段可以具有基本上垂直的朝向。当uav处于着陆状态下时，贯穿uav上的可变形臂的每个第二区段的长度的轴线可以基本上彼此平行。所述轴线可以在垂直方向上彼此平行。
第一区段和第二区段可以具有基本上相同的长度，或者可以具有不同的长度。当uav处于着陆状态下时，第二区段可以具有足够的长度以防止由uav主体240支撑的负载250接触下方表面260。第二区段可以比负载的高度更长。在一些情况下，第二区段可以比负载的高度长至少1.1、1.2、1.3、1.5、2、2.5、3、4或5倍。第二区段可以比负载加上负载的载体的高度更长，所述高度可以影响负载相对于uav主体的定位。当uav处于着陆状态下时，第二区段可以具有这样的高度，使得可以在下方表面与负载的下表面之间提供间隙。
当uav处于飞行配置中时，第二区段可以与第一区段基本上共线，并且可以不阻挡负载的横向视野。例如，如果负载是相机，则相机可以具有在该相机周围不受阻挡的360度全景视野。相机可以能够旋转约360度(例如，关于航向轴)。第一区段和第二区段可以具有相同的朝向。当uav处于着陆配置中时，第二区段可以不与第一区段基本上共线。第二区段可以向下折叠并且可以阻挡负载的横向视野。例如，如果负载是相机，则降下的第二区段可以阻挡相机周围的360度全景视野。当uav处于着陆配置中(例如，不处于飞行中)时，第一区段和第二区段可以具有不同的朝向。
当uav正在着陆或正在起飞时，该uav可以处于过渡状态。在处于过渡状态下时，当uav正在着陆时第二区段可以处于向下折叠的过程中，或者当uav正在起飞时第二区段可以处于向上折叠的过程中。该过渡状态可以出现在飞行配置与着陆配置之间。在一些情况下，过渡状态可以快速实现。例如，过渡状态可以花费小于2分钟、1分钟、45秒、30秒、20秒、15秒、10秒、5秒、3秒或1秒。
一个或多个动力单元230可以由可变形臂来支撑。在一些情况下，该一个或多个动力单元可被支撑于可变形臂的第二区段上。可变形臂的第一区段可以支撑或者可以不支撑一个或多个动力单元。单个动力单元可以由可变形臂来支撑。或者，多个动力单元可以由可变形臂来支撑。
在一些情况下，具有长度l的臂的至少一部分可以延伸超出支撑动力单元的臂的位置。臂可以延伸超出支撑由该臂支撑的一个或多个动力单元的最远侧动力单元的臂的位置达距离l。臂的该部分可以朝着臂的远端延伸距离l。动力单元可以不位于臂的确切远端处。例如，动力单元可以远离臂的远端至少一定距离l。在一些情况下，该一个或多个动力单元的最远侧动力单元可以远离臂的远端至少一定距离l。
这可以防止当uav处于着陆配置中时动力单元230接触下方表面260。长度l的延伸可以防止当uav已着陆时或者在着陆或起飞的过程中旋翼桨叶接触下方表面。长度l可以比动力单元的半径(例如，旋翼桨叶范围的长度或半径)更大。长度l可以比动力单元的半径大至少1.1、1.2、1.3、1.5、2、2.5、3、4、5、7或10倍。
长度l可以与臂或第二区段的长度具有任何关系。例如，l可以是可变形臂的长度的至少1％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％或45％。在一些情况下，l可以是第二区段的长度的至少1％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、50％、60％、70％、80％或90％。在一些情况下，l可以小于所述的百分比中的任一个，或者可以落入所述的任何两个百分比之间的范围内。长度l可以是至少1cm、2cm、3cm、4cm、5cm、7cm、10cm、12cm、15cm、20cm、25cm、30cm或40cm。长度l可以小于所述的长度中的任一个，或者可以落入所述的任何两个长度之间的范围内。
在一些实施方式中，当uav处于着陆状态下时，可变形臂的远端可以接触下方表面。可变形臂的远端的接触下方表面的部分可以包括与下方表面相接触的臂的远端的横截面。
图3提供了根据本发明实施方式的，具有可变形臂的uav的示图。该uav可以包括uav主体340，该uav主体340可以支撑一个或多个臂310、320。所述臂可以支撑一个或多个动力单元330a、330b。臂可以包括辅助臂310和主臂330。辅助臂可以包括经由接合部316连接的第一区段312和第二区段314。辅助臂可以包括足部370，该足部370可以提供在辅助臂的远端处。
uav可以包括可支撑一个或多个臂310、320的uav主体340。该臂可以支撑一个或多个动力单元330a、330b。臂可以从uav主体径向延伸。uav主体可以包括可连接至一个或多个臂的框架。uav主体可以具有基本上平坦的形状。uav主体可以具有基本上为圆形的形状。uav主体可以具有任何形状，诸如圆形、椭圆形、卵圆形、正方形、矩形、五边形、六边形、八边形，或者可包括规则或不规则多边形在内的任何其他类型的形状。
臂中的零个、一个或多个臂可以是主臂320。主臂可以支撑一个或多个动力单元330b。动力单元可以提供在主臂的远端处或附近。主臂可以具有或者可以不具有延伸超出支撑动力单元的主臂的位置的任何长度。主臂可以由管形成。如本文其他各处所述，主臂可以具有任何横截面形状。主臂可以由单个整体件形成，或者可以包括彼此连接的多个零件。主臂可以沿着臂的长度具有基本上相同的横截面形状和/或尺寸。
在uav处于飞行中时，uav的臂310、320可以是基本上共面的。在uav不处于飞行中时，第一子集(例如，辅助臂)和第二子集(例如，主臂)可以是基本上不共面的。在一些实施方式中，uav的一半的臂可以是辅助臂。或者，uav的多于一半或少于一半的臂可以是辅助臂。在一些实施方式中，所有的臂可以是辅助臂。
动力单元330b可以包括一个或多个旋翼桨叶332b。可以通过一个或多个致动器334b来驱动旋翼桨叶的运动。附接机构336b可以将动力单元附接至主臂320。
在一些情况下，可以为动力单元提供多个旋翼桨叶332b。所述多个旋翼桨叶可以附接至相同的轴杆或不同的轴杆。旋翼桨叶的附接点可以是或者可以不是同轴的。所述多个旋翼桨叶可以相对于彼此移动或者可以不相对于彼此移动。在一些情况下，旋翼桨叶可以折叠以提供uav的减小的占地面积。
致动器334b可以驱动旋翼桨叶的运动。致动器可以驱动一个或多个轴杆的运动，所述一个或多个轴杆的运动可以转而驱动旋翼桨叶的运动。致动器可以位于旋翼桨叶的下方。致动器可以位于主臂的上表面的上方、主臂的腔体内、主臂的下表面以下，或者其任何组合。致动器可以超出主臂的远端，或者可以位于主臂的远端处或附近。
动力单元可以借助于附接机构336b而附接至主臂。附接机构可以覆盖主臂的远端。附接机构可以包围主臂的横截面的外周。附接机构可以包括可接纳主臂的远端的贮器。附接机构可以支撑致动器和/或旋翼桨叶。附接机构可以包括可位于致动器下方的支架。该支架可以包围或者可以不包围致动器或位于致动器上方。
主臂可以使动力单元相对于uav主体的位置(例如，朝向、空间排列)保持相同。在uav的飞行以及uav着陆或起飞期间，动力单元相对于uav的位置可以是相同的。动力单元相对于uav的位置可以在uav处于飞行配置和着陆配置中时保持相同。可选地，当uav在飞行配置与着陆配置之间变形时，主臂可以不相对于uav主体移动。当uav在飞行配置与着陆配置之间变形时，主臂可以相对于uav主体保持静止。uav的主臂可以相对于彼此保持静止。由主臂支撑的动力单元的位置可以相对于彼此保持静止。
所述臂中的零个、一个或多个臂可以是辅助臂310。辅助臂可以支撑一个或多个动力单元330a。动力单元可以提供在辅助臂的远端处或附近。辅助臂可以具有或者可以不具有延伸超出支撑动力单元的辅助臂的位置的长度。在一些实施方式中，该长度可以大于动力单元的半径。辅助臂可以由一个或多个管形成。如本文其他各处所述，辅助臂可以具有任何横截面形状。辅助臂可以由一个、两个或更多个区段312、314形成。每个区段可以由单个整体件形成，或者可以包括彼此连接的多个零件。辅助臂和/或辅助臂的每个区段可以具有沿着臂和/或区段的长度的基本上相同的横截面形状和/或尺寸。
动力单元330a可以包括一个或多个旋翼桨叶332a。可以通过一个或多个致动器334a来驱动旋翼桨叶的运动。附接机构336a可以将动力单元附接至辅助臂310。
在一些情况下，可以为动力单元提供单组旋翼桨叶332b。该组旋翼桨叶可以附接至穿过该组旋翼桨叶的中间部分的轴杆。或者，可以提供多个旋翼桨叶。所述多个旋翼桨叶可以附接至相同的轴杆或不同的轴杆。旋翼桨叶的附接点可以是或者可以不是同轴的。多个旋翼桨叶可以相对于彼此移动或者可以不相对于彼此移动。可以折叠旋翼桨叶以提供uav的减小的占地面积，或者可以不折叠旋翼桨叶。
致动器334a可以驱动旋翼桨叶的运动。致动器可以驱动一个或多个轴杆的运动，所述一个或多个轴杆的运动可以转而驱动旋翼桨叶的运动。致动器可以位于旋翼桨叶下方。致动器可以位于辅助臂的上表面上方、辅助臂的腔体内、辅助臂的下表面下方，或者其任何组合。致动器可以在辅助臂的远端之前沿着辅助臂的长度。
动力单元可以借助于附接机构336a而附接至辅助臂。附接机构可以在辅助臂的远端之前将动力单元附接至臂。臂的远端可以延伸超出附接机构的位置。在某些实施方式中，辅助臂的长度l可以延伸超过附接机构。附接机构可以包围辅助臂的横截面的外周。附接机构可以包括可供辅助臂的远端从中穿过的环或通道。附接机构可以支撑致动器和/或旋翼桨叶。附接机构可以包括可位于致动器下方的支撑件。
辅助臂可以包括第一区段312和第二区段314。第一区段可以位于uav主体近侧，而第二区段可以位于uav主体远侧。当uav正在改变配置时，第一区段和第二区段可以相对于彼此移动。当uav处于飞行配置种时，第一区段和第二区段可以是共线的。当uav处于着陆配置中时，第一区段和第二区段可以不是共线的。当uav处于飞行配置中时，uav的辅助臂的第一区段和第二区段可以是共面的。当uav处于着陆配置中时，uav的辅助臂的第二区段可能不与第一区段和/或uav主体共面。如图3中所示，当uav处于着陆配置中时，第二区段可以基本上向下折叠。
第一区段312可使其相对于uav主体的位置(例如，朝向、空间排列)保持不变。在uav的飞行以及uav着陆或起飞期间，辅助臂的第一区段的位置可以是相同的。当uav处于飞行配置和着陆配置中时，第一区段相对于uav主体的位置可以保持不变。
第一区段可以具有相对于主臂的任何特性。在一些实施方式中，辅助臂的第一区段和主臂可以具有相同的长度。或者，主臂可以具有更长的长度，或者辅助臂的第一区段可以具有更长的长度。辅助臂的第一区段和主臂可以具有相同的横截面形状和/或尺寸。或者，它们可以具有不同的形状和/或尺寸。
可选地，第一区段不支撑任何动力单元。或者，一个或多个动力单元可由第一区段来支撑。
第二区段314可以改变其相对于uav主体和/或第一区段的位置(例如，朝向、空间排列)。辅助臂的第二区段的位置可在uav的飞行与uav的着陆或起飞之间改变。第二区段相对于uav主体的位置可以在uav飞行阶段与uav着陆阶段之间改变。
第二区段可以具有相对于主臂和/或第一区段的任何特性。在一些实施方式中，辅助臂的第二区段和主臂可以具有相同的长度。或者，主臂可以具有更长的长度，或者辅助臂的第二区段可以具有更长的长度。辅助臂的第二区段和辅助臂的第一区段可以具有相同的长度。或者，第一区段可以具有更长的长度，或者第二区段可以具有更长的长度。辅助臂的第二区段和主臂可以具有相同的横截面形状和/或尺寸。或者，它们可以具有不同的形状和/或尺寸。类似地，辅助臂的第二区段和辅助臂的第一区段可以具有相同的横截面形状和/或尺寸。或者，它们可以具有不同的形状和/或尺寸。
第二区段可以支撑一个或多个动力单元330a。动力单元可以随同第二区段一起移动。例如，当第二区段改变位置时，动力单元可以对应地改变位置。当第二区段改变朝向时，动力单元可以改变朝向。动力单元的朝向改变的量可以与第二区段相同。例如，如果第二区段旋转90度，则动力单元可以对应地旋转90度。当第二区段改变空间排列时，动力单元可以改变空间排列。动力单元的空间排列改变的量可以与第二区段或第二区段的对应部分相同。第二区段可以围绕接合部316枢转。第二区段可以在第二区段的近端处枢转。动力单元可以沿着跟随第二区段的运动的弧行进。弧的半径可以是第二区段的长度减去l。
距离l可以比旋翼桨叶332a的长度更大。这可以防止旋翼桨叶接触当uav不处于飞行中时uav可能停留于其上的表面。
动力单元在辅助臂上的位置可以是固定的。或者，动力单元的位置可以是可变的。例如，可以允许动力单元沿着辅助臂的长度(例如，辅助臂的第二区段)滑动。可以提供锁定机构，其可以防止动力单元沿着辅助臂作出任何不期望的移动。每个辅助臂上的每个动力单元可以处于离辅助臂的远端相同的距离l处。或者，它们可以处于离辅助臂的末端不同的距离处。
由主臂330b支撑的动力单元以及辅助臂330a的动力单元可以具有相同的特性。或者，它们可以具有不同的一个或多个特性。例如，主臂动力单元可以具有旋翼桨叶332b相对于辅助臂332a的旋翼桨叶的不同尺寸、形状和/或布置。在一个示例中，主臂的旋翼桨叶可以具有比辅助臂的旋翼桨叶更大的长度。或者，辅助臂的旋翼桨叶可以具有比主臂的旋翼桨叶更大的长度。在一些情况下，它们可以具有相同的长度。当致动器以相同速率旋转时，与辅助臂的动力单元相比，主臂的动力单元可以能够产生更大量的推力。或者，对于相同的旋转速度，辅助臂的动力单元可以产生比主臂更大量的推力。在一些情况下，它们可以产生相同量的推力。
用于主臂334b和辅助臂334a上的动力单元的致动器可以是相同类型的和/或具有相同的特性。或者，它们可以是不同类型的和/或具有不同的特性。在一些情况下，主臂的动力单元的致动器可以提供比辅助臂的致动器更多的功率，或者反之亦然。主臂的动力单元的致动器可以能够以比辅助臂的致动器更高的rpm来操作，或者反之亦然。主臂上的动力单元的致动器可以消耗比辅助臂的动力单元更多的能量，或者反之亦然。
用于主臂336b和辅助臂336a上的动力单元的附接机构可以是相同类型的和/或具有相同的特性。它们可以是不同类型的和/或具有不同的特性。它们可以具有不同的形状。它们可被设计成附接至臂的不同部分。例如，主臂上的附接机构可被设计成附接并覆盖主臂的远端，而辅助臂上的附接机构可被设计成在臂的远端之前附接至臂，并保持辅助臂的远端不被覆盖。
第一区段312和第二区段314可以经由接合部316连接。该接合部可以在uav可能改变配置时保持第一区段和第二区段连接。当uav改变配置时，接合部可以允许第二区段相对于第一区段移动。第一区段的远端可以连接至接合部，该接合部可以转而连接至第二区段的近端。接合部可以包括枢转点，第二区段可关于该枢转点旋转。在本文其他各处更详细地描述了接合部的其他细节和实施方式。
辅助臂可以包括足部370，该足部370可以提供于辅助臂的远端处。在一些实施方式中，每个辅助臂可以在该辅助臂的远端处具有足部。或者，辅助臂中的一个或多个可以不具有足部。足部可以提供在辅助臂的第二区段的远端处。可选地，主臂可以不具有足部。足部可以包括辅助支撑件。
足部可被配置用于当uav着陆和停留在表面上时接触下方表面。足部可以覆盖辅助臂的远端。足部可以向辅助臂提供辅助支撑件或区段。足部可以具有底部372，该底部372被配置用于接触下方表面。足部的底部可以具有扩大的表面积，该表面积可以大于辅助臂的横截面积。例如，足部的底部可以具有比辅助臂的横截面积大至少1％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、120％、150％、200％、250％、300％、400％或500％的面积。足部的底部的面积可小于所述值中的任一个，或者可落入所述值中的任何两个之间的范围中。足部的底部可以是辅助支撑件。足部的底部可以从臂的远端基本上垂直延伸，其中足部的底部可被配置用于当uav不处于飞行中时以基本上平行的方式接触下方表面。
足部的底部可以包括安置在臂的远端处的延伸部。底部可以均匀地环绕臂的远端。或者，底部可以在一个或多个方向上延伸。延伸部可以在一个侧面上延伸。该侧面可以是与具有一个或多个动力单元或者动力单元的特定组件(例如，旋翼桨叶)的侧面相对的侧面。足部可以依照在uav着陆时，当臂进行变形时避免碰到另一物体的方式延伸。或者，该侧面可以是与具有一个或多个动力单元的侧面相同的侧面，或者是与具有一个或多个动力单元的侧面基本上垂直的侧面。足部可以延伸到可允许足部的延伸部与一个或多个动力单元相邻的侧面。足部可以按可保护一个或多个动力单元的方式延伸。
足部的底部的表面可以基本上垂直于穿过辅助臂(例如，辅助臂的第二区段)的纵轴。足部的底部可以与垂直于辅助臂的第二区段的纵轴的平面共面。或者，足部的底部的表面可以具有相对于该纵轴的任何倾斜或角度。例如，足部的底部的表面可以具有至少5、10、15、30、45、60、75、90、105、120、135、150、165或175度的角度。足部的底部的表面可以具有小于所述值中的任一个的或者落入所述值中的任何两个之间的范围中的角度。足部的底部可以具有相对于辅助臂(例如，辅助臂的第二区段)的固定角度。或者，足部的底部可以具有相对于辅助臂的可变化或可改变的角度。该角度可以在施加机械力时改变。例如，如果uav降落在下方表面上，则足部的底部的角度可以改变以适应下方表面的不同角度。从而确保稳定的抓握。可以在足部的底部的角度中提供一定的灵活性。或者，一个或多个致动器可以造成对足部的底部的角度的调整。
足部可以包括附接部374，该附接部374可被配置用于连接至辅助臂的其余部分。附接部可以机械耦合至辅助臂的端部。附接部可以包括通道、开口或贮器，在其中可以插入辅助臂的端部。辅助臂的一部分可以与附接部重叠。辅助臂可以在内表面、外表面或其任何组合上重叠。可以按任何方式(例如，机械紧固件、粘合剂、联锁机构、磁体、钩环连接、熔融、焊接或钎焊)将辅助臂固定到附接部。附接部可以覆盖臂的远端。
可选地，可以在足部上提供足部支撑构件376。足部支撑构件可以为足部的底部提供附加的结构支撑。足部支撑构件可以防止足部的底部相对于辅助臂翻转或旋转。足部支撑构件可以将足部的底部的延伸部连接至附接部。足部支撑构件可以包括一个或多个板或斜坡。
在一些实施方式中，足部或足部的组件(例如，足部的底部)可以由可延展或高摩擦材料形成。足部或足部的组件可以由弹性体材料或减震材料形成。足部可以由或者可以不由与辅助臂的其余部分相同的材料形成。足部的底部可以具有可帮助减小滑动和/或增加弹性或减震的一个或多个特征。例如，足部的底部可以具有隆起物、凸起、凹槽、凹陷、凸脊，或者任何其他特征。
足部可以是或者可以不是与臂的其余部分分开的零件。足部可以由可从臂的其余部分移除或分开的组件形成。或者，足部可以一体形成于臂上。在一些实施方式中，辅助臂的远端(例如，第二区段的远端)可被配置成在uav不处于飞行中时接触下方表面。该远端可以充当足部。该远端可以具有比一个或多个动力单元所处的臂的横截面面积更大的面积。该远端可以具有比臂在臂的近端处的或者第二区段的近端处的横截面面积更大的面积。
图4提供了根据本发明实施方式的，具有处于过渡状态下的可变形臂的uav的示图。uav400可以包括uav主体440，该uav主体440可以支撑一个或多个臂410、420。臂可以支撑一个或多个动力单元430a、430b。臂可以包括辅助臂410和主臂420。辅助臂可以包括第一区段312和第二区段314。
如先前所述，uav可以能够在飞行配置与着陆配置之间变形。在uav处于飞行中并使用负载来收集信息时可以实现飞行配置。例如，当uav绕飞并使用相机来收集图像时可以实现飞行配置。当uav不再处于飞行中时可以实现着陆配置。例如，当uav停留在下方表面上时可以实现着陆配置。当uav断电时可以实现着陆配置。
uav可以进入过渡状态，以在飞行配置与着陆配置之间改变。例如，当uav起飞时，uav可以从着陆状态进入过渡状态。当uav着陆时，uav可以从飞行状态进入过渡状态。在一些实施方式中，过渡状态可以相当快地发生。例如，uav可以处于少于3分钟、2分钟、1分钟、45秒、30秒、20秒、15秒、10秒、7秒、5秒、3秒或1秒的过渡状态内。或者，过渡状态可以持续得比所提供的时间中的任一个更长，或者落入所提供的时间中的任何两个之间的范围内。不论uav是过渡到飞行配置中还是过渡到着陆配置中，时间量可以是相同的，或者可以是不同的。
在一些实施方式中，当uav处于过渡状态下时，由主臂420支撑的动力单元430b可以操作以便为uav提供升力并保持uav稳定于期望位置。例如，如果uav正在着陆，则uav可以接近表面，并继而作出开始向着陆配置过渡的决定。当uav正在向着陆配置中过渡时，主臂的动力单元可以保持uav基本上悬停于表面上方，或者以受控的方式朝着地面下降。一旦uav已经完全过渡到着陆配置中，就可以使uav停留在下方表面上。
当uav正在向着陆配置中过渡时，由辅助臂410支撑的动力单元430a可以减少或停止旋转。这可以允许辅助臂向下折叠。在一些情况下，臂可以借助于重力而向下折叠，重力不再足以抵消由辅助臂的动力单元产生的升力。或者，一个或多个致动器可以帮助使臂向下折叠。
当uav臂正在向下折叠时，辅助臂的第一区段412可以保持相同的朝向，而第二区段414可以在过渡状态下逐渐向下折叠。第二区段可以改变相对于第一区段的朝向。类似地，由第二区段支撑的动力单元可以改变相对于第一区段的朝向。动力单元可以随同第二区段一起改变朝向。
如果uav正在起飞，则uav可以抬起离开表面，并继而作出开始向飞行配置过渡的决定。当uav正在向飞行配置中变形时，主臂420的动力单元430b可以保持uav基本上悬停于表面上方，或者以受控的方式上升远离地面。一旦uav已完全过渡到飞行配置中，uav就可以继续其飞行。
当uav正在向飞行配置过渡时，由辅助臂410支撑的动力单元430a可以开始或增加旋转。这可以允许辅助臂向上折叠。在一些情况下，臂可以借助于由动力单元产生的升力而向上折叠，所述升力可以足够大以抵消重力的作用。或者，一个或多个致动器可以帮助使臂向上折叠和伸直。
当uav臂正在向上折叠时，辅助臂的第一区段412可以保持处于相同的朝向，而第二区段414可在过渡状态下逐渐向上折叠。第二区段可以相对于第一区段改变朝向。类似地，由第二区段支撑的动力单元可以相对于第一区段改变朝向。动力单元可以随同第二区段一起改变朝向。
当用户提供让uav着陆的输入时，uav可以作出从飞行配置变形到着陆配置的决定。uav可以在用户提供输入时就可开始向着陆配置变形。或者，uav可以在已经经过预定时间段之后开始向着陆配置中变形。uav可以基于来自uav搭载的一个或多个传感器的信息而开始变形。所述传感器可以收集指示出uav相对于下方表面的高度的信息。当uav处在相对于下方表面的预定高度处或下方时，传感器可以使uav向着陆配置变形。传感器可以收集指示出uav运动特性(例如，速度、加速度、方向)的信息。例如，如果uav正在以较快的速度向下移动，则着陆配置可相对于uav正在以较慢的速度向下运动的情况更早地(或者在更高的高度处)开始。在确定何时开始向着陆配置变形时，可以将诸如风力条件等环境条件纳入考虑。在一些实施方式中，让uav着陆的用户指令可以开始自动化或半自动化序列，该序列可以基于传感器数据而使uav向着陆配置变形。在一些情况下，uav可以在不需要用户输入的情况下借助于一个或多个处理器而作出着陆的自动化决定，并且可以自动作出向着陆配置变形的决定。
当用户提供让uav起飞的输入时，uav可以作出从着陆配置变形到飞行配置的决定。uav可以在用户提供输入时就开始向飞行配置变形。或者，uav可以在已经经过预定时间段之后开始向飞行配置变形。uav可以基于来自uav搭载的一个或多个传感器的信息而开始变形。所述传感器可以收集指示出uav相对于下方表面的高度的信息。当uav处在相对于下方表面的预定高度处或上方时，传感器可以使uav向飞行配置变形。在一些实施方式中，让uav起飞的用户指令可以开始自动化或半自动化序列，该序列可以基于传感器数据而使uav向飞行配置变形。在一些情况下，uav可以在不需要用户输入的情况下借助于一个或多个处理器而作出起飞的自动化决定，并且可以自动作出向飞行配置变形的决定。当用户提供让uav起飞的指令时，可能需要或者可能不需要单独的用户指令来开始向飞行配置的变形。
uav在飞行配置与着陆配置之间变形的速度可以是基本上恒定的。或者，uav变形的速度可以是可变的。可以根据一个或多个情况来控制uav变形的速度。可以借助于一个或多个传感器来感测所述情况。例如，如果uav迅速下降，则相比于uav缓慢下降的情况，变形到着陆配置的时间量可以减少。在另一情况下，如果uav在起飞期间立即捕获图像，则相比于在uav不捕获图像的情况，变形到飞行配置的时间量可以减少。
uav可以借助于一个或多个致动器而改变配置。致动器可以是用于uav的动力单元的致动器。致动器可以是主动控制uav的接合部的配置的致动器。致动器可以由uav的飞行控制器来控制。飞行控制器可以由uav的中心主体来支撑。飞行控制器可以提供可影响一个或多个致动器的信号。所述信号可以在飞行控制器上生成。所述信号可以响应于来自远离uav的用户终端的命令而生成。所述信号可以响应于来自uav搭载的一个或多个传感器的信号而信号。所述信号可以在不需要用户输入或主动用户控制的情况下在飞行控制上生成。
图5提供了根据本发明实施方式的，具有可变形臂的uav的附加示图。uav500可以包括uav主体540，该uav主体540可以支撑一个或多个臂510、520。臂可以支撑一个或多个动力单元530a、530b。臂可以包括辅助臂510和主臂520。辅助臂可以包括第一区段512和第二区段514。
示图可示出处于着陆配置中的uav。当处于着陆配置中时，辅助臂的第二区段可以与辅助臂的第一区段不共线。可选地，当处于着陆配置中时，第一区段和第二区段可以基本上彼此正交(或者在相对于彼此正交的加减0.5度、1度、3度、5度、7度或10度内)。辅助臂的第一区段可以具有基本上横向(例如，水平)的朝向，而辅助臂的第二区段可以具有基本上垂直的朝向。辅助臂的第二区段可以与重力的方向基本上正交，而辅助臂的第一区段可以与重力的方向基本上平行。
当处于着陆配置中时，uav可以停留在每个辅助臂的足部570上。足部可以具有可接触下方表面的底部表面572。底部表面的朝向可以匹配下方表面的轮廓。底部表面可以相对于辅助臂的第二区段的朝向基本上正交(或者在正交的加减0.5度、1度、3度、5度、7度或10度内)。
在一些情况下，图5可类似于图3，其中提供了臂和/或臂的区段分开的分解图。在一些实施方式中，中心主体可以具有可形成与臂的连接的一个或多个接口545。用于辅助臂和主臂的接口可以是相同的。或者，它们可以是不同的(例如，具有不同形状或尺寸)。在一些实施方式中，仅主臂可以适合中心主体的主臂接口，并且仅辅助臂可以适合中心主体的辅助臂接口。或者，主臂和辅助臂可以可互换地适合中心主体的任何接口。可选地，接口可以包括可让臂插入其中的开口或中空部。臂可以插入到接口中，并且借助于粘合剂、焊接、钎焊或熔融而固定。或者，臂可以插入到接口中，并且借助于机械连接而固定。例如，可以将臂拧入到接口中。可以使用搭锁机构、夹具、凹槽、压配合、磁体或其他紧固机构。臂可以永久地附接至中心主体，或者可以是可在不损坏中心主体或臂的情况下相对于中心主体移除的。
辅助臂的第一区段512和第二区段514可以是彼此可分开的。可以在不损坏第一区段或第二区段的情况下将第一区段和第二区段彼此分开。第一区段和第二区段可被配置成相对于彼此移动。第一区段和/或第二区段可以在连接第一区段和第二区段的接合部中围绕枢转点枢转。
图6示出了根据本发明实施方式的可变形臂的第一区段和第二区段的示意图。第一区段612和第二区段614可被配置成使得所述区段中的至少一个可以相对于另一区段移动。当uav处于飞行配置中时，第二区段可以提供在第一位置618，而当uav处于着陆配置中时，第二区段可以提供在第二位置619。角度α可以指示出第一区段与第二区段之间的度数。
当可变形臂的第二区段处于第一位置时，第二区段可以与第一区段基本上共线。角度α可以是零或接近于零。第一区段与第二区段之间的角度可以小于或等于约5度、3度、2度、1度、0.5度、0.3度或0.1度。
当可变形臂的第二区段处于第二位置时，第二区段可以与第一区段不共线。角度α可以是90度或接近于90度。第一区段与第二区段之间的角度可以大于或等于约10度、20度、30度、40度、45度、50度、60度、70度、80度、85度、87度、89度、90度、93度、95度或100度。
臂的第二区段处于第一区段与第二区段之间的角度变化的范围可以是至少约5度、10度、20度、30度、40度、45度、50度、60度、70度、80度、85度、87度、89度、90度、95度、100度或105度。
当第二区段的角度相对于第一区段变化时，第一区段可以保持连接至第二区段。第一区段可以借助于一个或多个接合部而保持连接至第二区段。第二区段可以通过围绕枢转点617枢转而改变位置，所述枢转点617可以是第一区段与第二区段之间的连接的部分。枢转点可以基本上位于可变形臂的下表面上。枢转点可以位于可变形臂的下半部分上。当uav处于飞行中时，枢转点可以位于面向地面的一侧或其附近。
图7提供了根据本发明实施方式的可变形臂的第一区段与第二区段之间的接合部的示图。可变形臂的第一区段712和第二区段714可以借助于接合部716而彼此连接。接合部可以包括可连接至可变形臂的第一区段的第一接口711和可连接至可变形臂的第二区段的第二接口713。接合部可以包括：枢转点715以及一个或多个限制构件717、718，所述限制构件717、718可以限制第二区段相对于第一区段的移动。
接合部716可以包括可彼此连接的部分。可选地，接合部的部分可以是可彼此分开的。在不损坏接合部的情况下，接合部的一个或多个部分可以是可相对于彼此分开的。接合部的一个或多个部分可以是相对于彼此可移动的。接合部的一个或多个部分可以是可围绕枢转点715相对于彼此移动的(例如，可旋转的)。
接合部可以包括第一接口711和第二接口713。第一接口和第二接口可以是相对于彼此可移动的。第一接口和第二接口可以围绕枢转点715相对于彼此移动(例如，旋转)。第一接口和第二接口可以相对于彼此具有相同的配置(例如，形状、尺寸)。或者，它们可以相对于彼此具有不同的配置(例如，不同形状和/或尺寸)。
第一接口和第二接口可以连接至可变形臂的相应区段。第一接口可以与可变形臂的第一区段的表面的至少一部分重叠。第一接口可以覆盖第一区段的端部的外表面。或者，第一区段的一部分可以覆盖第一接口的外表面。在一个示例中，第一接口可以包括中空部分，在该中空部分内可以插入第一区段的端部。在一些情况下，第一区段可以压配合到第一接口中、借助于粘合剂附接至第一接口、焊接至第一接口、拧入第一接口、借助于磁体附接至第一接口、借助于机械紧固件(例如，螺栓、铆钉、螺丝、夹具、锁定机构、凹槽、滑动特征、键或者任何其他类型的机构)附接至第一接口。第一接口的横截面形状可以匹配于可变形臂的第一区段的横截面形状。例如，如果可变形臂的第一区段具有圆形的横截面，则第一接口可以具有对应的圆形横截面。第一区段可以具有中空管状形状。第一接口的内表面可以具有约等于或大于第一区段的外表面的直径的直径。在一些情况下，第一接口的内表面的直径可以略小于第一区段的外表面的直径，以在第一区段被插入第一接口内时允许紧密连接。第一接口和第一区段可以重叠任何长度。例如，第一区段的端部的约至少0.5cm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、4cm、5cm、7cm或10cm可以插入第一接口内。
类似地，第二接口可以与可变形臂的第二区段的表面的至少一部分重叠。第二接口可以覆盖第二区段的端部的外表面。或者，第二区段的一部分可以覆盖第二接口的外表面。在一个示例中，第二接口可以包括中空部分，在该中空部分内可以插入第二部分的端部。在一些情况下，第二区段可以压配合到第二接口中、借助于粘合剂附接至第二接口、焊接至第二接口、拧入第二接口、借助于磁体附接至第二接口、借助于机械紧固件(例如，螺栓、铆钉、螺丝、夹具、锁定机构、凹槽、滑动特征、键或者任何其他类型的机构)附接至第二接口。第二接口的横截面形状可以匹配于可变形臂的第二区段的横截面形状。例如，如果可变形臂的第二区段具有圆形的横截面，则第二接口可以具有对应的圆形横截面。第二区段可以具有中空管状形状。第二接口的内表面可以具有约等于或大于第二区段的外表面的直径的直径。在一些情况下，第二接口的内表面的直径可以略小于第二区段的外表面的直径，以在第二区段插入第二接口内时允许紧密连接。第二接口和第二区段可以重叠任何长度。例如，第二区段的端部的约至少0.5cm、1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、4cm、5cm、7cm或10cm可以插入第二接口内。
接合部的接口可以连接至接合部的相应限制构件。第一接口可以连接至第一限制构件。第一接口和第一限制构件可以保持相对于彼此基本上静止，而第一接口和第二接口可以相对于彼此移动。第一接口和第一限制构件可以由单独的零件或单个整体件形成。第二接口可以连接至第二限制构件。第二接口和第二限制构件可以保持相对于彼此基本上静止，而第一接口和第二接口可以相对于彼此移动。第二接口和第二限制构件可以由单独的零件或单个整体件形成。
第一限制构件和第二限制构件可以由单独的零件形成。第一限制构件和第二限制构件可以是围绕枢转点相对于彼此可移动的(例如，可旋转的)。第一限制构件和第二限制构件可以彼此重叠。在一些情况下，第二限制构件的一部分可以被第一限制构件的一部分所覆盖。第一限制构件的一部分可以被第二限制构件的一部分所覆盖，或者可以不被其所覆盖。第一限制构件和第二限制构件可以防止臂的第一区段和第二区段的旋转超过预设角度。例如，第一限制构件和第二限制构件可以防止臂的第二区段向上折叠成超出平行于臂的第一区段。限制构件(包括第一限制构件和第二限制构件)可以防止第二区段向上折叠成超出与第一区段共线。限制构件可以使臂的第二区段的最为向上折叠的部分成为臂的第二区段基本上与第一区段平行(例如，与第一区段共线)的部分。因此，当uav向飞行配置变形时，辅助臂的第二区段的移动可以被限制于其中第二区段是第一区段的延伸部的配置。这可以允许由第二区段支撑的一个或多个动力单元在不会向上翻转的情况下为uav产生升力。
在一个示例中，第一限制构件可以具有悬伸部719，该悬伸部719可以用来阻止第二限制构件的进一步旋转。限制构件可以由十分坚固的材料形成，该材料不会变形或允许第二区段旋转超出其指定配置。
接合部可以包括可围绕枢转点715枢转的区段。枢转点可以包括可穿过接合部的旋转轴。旋转轴可以与接合部的相对两侧的两个连接枢转点相交。旋转轴可以是沿着第一区段的长度延伸经过第一区段的中心的轴与沿着第二区段的长度延伸经过第二区段的中心的轴之间的交点。或者，旋转轴可以仅与沿着第一区段或第二区段延伸的轴中之一相交，或者可能不与任何轴相交。旋转轴可以位于延伸经过第一区段的轴的下方和/或位于延伸经过第二区段的轴的下方。
图8提供了根据本发明实施方式的可变形臂的第一区段与第二区段之间的接合部的示例的分解图。接合部816可以包括第一臂安装座823和第二臂安装座824。第一臂安装座和第二臂安装座可以围绕旋转轴相对于彼此移动。可以在旋转轴处放置销820。可以在销周围提供诸如扭簧821等偏置构造物，并且可以提供鞘套822。
第一臂安装座823可以包括第一接口811和第一限制构件817。第一接口和第一限制构件可以具有如本文其他各处所述的任何特性。第一限制构件可以包括悬伸部819。第一臂安装座可以是固定臂安装座，其可以保持相对于辅助臂的第一区段基本上静止。固定臂安装座可以保持相对于uav主体基本上静止。
第二臂安装座824可以包括第二接口813和第二限制构件818。第二接口和第二限制构件可以具有如本文其他各处所述的任何特性。第二臂安装座可以是移动臂安装座，其可以相对于辅助臂的第一区段移动。移动臂安装座可以相对于uav主体移动。
如前文所述，一个或多个限制构件817、818可以限制臂的第一区段和第二区段的移动。移动可以被限制在向上的方向。例如，可以防止第二区段旋转超过预定角度。这可以被提供于当使用第二区段上的一个或多个动力单元来向uav提供升力时。防止第二区段过度延伸可以允许动力单元在不旋转且变得不稳定的情况下提供升力。在一些情况下，移动可以被限制在向下和/或向内的方向。例如，可以防止第二区段向下和/或向内旋转超出预定角度。这在uav着陆时可能是有用的。限制臂的第二区段的向内旋转可以防止支腿溃缩，并且可以提供稳定的着陆配置。在一些实施方式中，限制构件可以同时限制在向上和向下/向内方向上的旋转。限制构件可以允许臂的自锁(例如，防止其移动超过某些配置)，这可以提高当辅助臂充当支腿时辅助臂的稳定性和可靠性。限制构件可以防止第一区段或第二区段超过预设配置。
旋转轴可以穿过销820的长度。销可以连接至第一臂安装座和第二臂安装座。销可以穿过第一臂安装座中的一个或多个开口820a(例如，第一臂安装座的第一限制构件)和第二臂安装座中的一个或多个开口820b(例如，第二臂安装座的第二限制构件)。旋转轴可以穿过第一臂安装座和第二臂安装座中的开口。鞘套822可以辅助销与第一臂安装座和第二臂安装座的连接。销和/或鞘套可以由金属或金属合金形成。例如，销和/或鞘套可以由铜、黄铜、钢、铁、银、钛、镍、铝或者其任何组合或合金形成。
可以在接合部处提供偏置机构。偏置机构可以位于接合部内。偏置机构可以至少部分地被第一臂安装座和/或第二臂安装座所包围。偏置机构可以包围旋转轴。偏置机构可以施加力，该力使臂的第二区段的位置相对于臂的第一区段偏置。偏置机构可以将第二区段偏置成处于相对于第一区段的不同朝向。所述力可以使第二区段的位置偏置于向下折叠的位置。所述力可以将第二区段的位置偏置到着陆配置。将位置偏置到着陆配置的优点可以是辅助臂可以能够支撑作为整体的uav，并且不会朝着一侧滑动。当臂充当支腿时，使所述臂向下成角度的偏置可以使其均匀地布置并且向已着陆的uav构造物提供稳定性。或者，所述力可以使第二区段的位置偏置于向上折叠位置。所述力可以将第二区段的位置偏置到飞行配置。偏置机构可以将第二区段偏置成处于相对于第一区段的相同朝向。
偏置机构可以施加这样的偏置力：该偏置力可保持基本上恒定，无论第二区段相对于第一区段的位置处于何处。或者，偏置力可以是可变的。偏置力可以是根据第二区段相对于第一区段的位置而可变的。例如，偏置力可以在第二区段的位置更远离偏置方向时更大，并且可以在第二区段的位置更靠近偏置方向时变得更小。在一些实施方式中，偏置力可以是根据来自远程设备的用户输入或者对uav的偏置机构或其他组件的用户操纵而可变的。
在一个示例中，偏置机构可以是扭簧821。可以使用任何其他类型的偏置机构，其可以包括旋转偏置。扭簧可以是往复式扭簧。扭簧可以包围销820。扭簧可以提供使辅助臂处于着陆配置的偏置力。辅助臂的第二区段可以被偏置成在着陆配置中向下折叠。可选地，限制构件可以防止第二区段向下/向内折叠超出预设配置。当uav向飞行配置变形时，由扭簧提供的力可以被动力单元所施加的力抵消，如本文其他各处更详细描述。在备选实施方式中，扭簧可以提供偏置力来使辅助臂处于飞行配置中。当uav着陆时，重力可以足以克服偏置力，并且偏置力可以可选地在uav飞行中时辅助由动力单元提供的升力。
偏置机构可以与限制构件相结合使用，以便向辅助臂可以采用的配置提供稳定的限制。这可以增加uav的可靠性和稳定性。限制构件可以包括偏置机构，诸如扭簧。
图9提供了根据本发明实施方式，可能影响可变形臂的变形的力相互作用的示意图。uav900可以能够在“臂抬升”配置与“臂下降”配置之间变形。臂抬升配置可以对应于uav的飞行配置，而臂下降配置可以对应于uav的着陆配置。uav可以包括中心主体940，以及由该中心主体支撑的一个或多个臂910。所述一个或多个臂可以包括第一区段912和第二区段914。一个或多个动力单元930可以由臂来支撑。可选地，uav可以包括具有其他配置的其他臂，但为了简单起见而未将所述其他臂包含在图9中。
uav的臂910可以从中心主体940延伸。臂可以由单个区段形成，或者可以在多个区段(诸如第一区段(例如，近侧区段)912和第二区段(例如，远侧区段)914)处形成。臂可以能够在不同的配置(诸如臂抬升和臂下降配置)之间变形。在一些实施方式中，整个臂可以相对于中心主体移动。例如，整个臂可以相对于中心主体垂直枢转。在一个示例中，臂可以由可相对于中心主体枢转的单个零件或多个零件形成(例如，第一区段可以在第一区段与中心主体相遇之处相对于中心主体枢转)。或者，臂的某一区段可以相对于中心主体移动，而臂的某一区段可以相对于中心主体静止。例如，臂的第一区段可以相对于中心主体静止，而臂的第二区段可以是相对于中心主体可移动的(例如，垂直枢转)。
臂的第一区段可以具有相对于臂的第二区段的任何长度。例如，第一区段可以具有比第二区段更大的长度、与第二区段相同的长度，或者比第二区段更小的长度。第一区段的长度可以比第二区段的长度小10％、30％、50％、75％、100％、150％、200％、300％、400％或500％。第一区段的长度可以比第二区段的长度大所提供的百分比中的任一个，或者可以落入所提供的百分比中的任何两个之间的范围内。
一个或多个动力单元930可以由臂来支撑。零个、一个、两个或更多个动力单元可以由第二区段来支撑。零个、一个、两个或更多个动力单元可以由第一区段来支撑。在一个示例中，第一区段可以不支撑任何动力单元，而第二区段可以支撑动力单元。动力单元的旋转可以提供升力。升力可以基本上垂直于旋翼桨叶的朝向。升力可以基本上垂直于支撑动力单元的臂的区段的朝向。例如，当动力单元由第二区段所承载时，来自动力单元的力可以基本上垂直于第二区段的朝向。来自动力单元的力的程度可以取决于旋翼桨叶旋转的速度。例如，旋转的速度越大，由动力单元产生的力就越大。
重力可以施加在uav上。重力可以施加在uav的组件上，诸如uav的中心主体、uav的臂(例如，uav的臂的区段)或者uav的动力单元。
在一些实施方式中，第一区段912可以相对于uav主体940保持静止，而第二区段914可以相对于uav主体移动。第二区段可以在臂抬升配置(在其中第二区段与第一区段基本上共线)与臂下降配置(在其中第二区段不与第一区段基本上共线(例如，可以与第一区段基本上正交))之间移动。第二区段可以借助于一个或多个动力单元而在不同的臂配置之间移动。一个或多个动力单元可以包括致动器和/或旋翼桨叶。第二区段可以基于致动器和/或旋翼桨叶而在不同的臂配置之间移动。
如前文所提供，动力单元可以产生力。该力可以是取决于致动器的旋转和/或旋翼桨叶的旋转的升力。当向臂抬升配置移动时，由动力单元产生的力fp1的垂直分量可以大于臀的第二区段上的重力fg1(例如，fp1＞fg1)。这可以使臂的第二区段向上旋转。臂向上旋转的速度可取决于来自动力单元的力相对于重力大多少。动力单元可以更快地旋转以便更迅速地使臂升起。臂的第二区段可以向上旋转，直到受到臂的限制构件(例如，在臂的接合部处)的限制为止。继而，来自动力单元的力的垂直分量可以帮助为作为整体的uav提供升力。因此，动力单元可以按阈值速度旋转，以使臂的第二区段抬起。
当向臂下降配置移动时，由动力单元fp2产生的力的垂直分量可以小于臂的第二区段上的重力fg2(例如，fp2＜fg2)。臂向下旋转的速度可取决于重力相对于来自动力单元的力大多少。动力单元可以停止或更快地减小旋转以便更迅速地使臂下降。在一些情况下，动力单元可以全都停止旋转。这可以使臂的第二区段向下旋转。臂的第二区段可以向下旋转，直到受到臂的限制构件(例如，在臂的接合部处)的限制为止，或者直到由于重力而垂直悬垂为止。继而，当uav着陆在表面上时，臂的第二区段可以用作支腿。支腿可被配置用于当uav着陆在表面上时承担uav的重量。因此，动力单元可以全都减慢旋转或停止旋转，以使臂的第二区段向下落下。
在一些实施方式中，对于臂抬升配置和臂下降配置，臂的第二区段的重力可以是基本上相同的(例如，fg1＝fg2)。由动力单元产生的力的垂直分量在臂抬升配置与臂下降配置之间可以是不同的。由动力单元产生的力的垂直分量在臂抬升配置中可以比在臂下降配置中更大(例如，fp1＞fp2)。
可选地，可以在臂上提供偏置机构。偏置机构可以提供在连接臂的第一区段和第二区段的接合部处。在一个示例中，偏置机构可以施加将第二区段偏置到臂下降配置的力。为了将臂升起到臂抬升配置，来自动力单元的力的垂直分量可能需要大于重力外加偏置力的垂直分量(例如，fp1＞fg1+fb)。为了将臂降低到臂下降配置，来自动力单元的力的垂直分量可能需要小于重力外加偏置力的垂直分量(例如，fp2＜fg2+fb)。
在备选实施方式中，偏置机构可以施加将第二区段偏置到臂抬升配置的力。为了将臂升起到臂抬升配置，来自动力单元的力的垂直分量外加偏置力的垂直分量可能需要大于重力(例如，fp1+fb＞fg1)。为了将臂降低到臂下降配置，来自动力单元的力的垂直分量外加偏置力的垂直分量可能需要小于重力(例如，fp2+fb＞fg2)。
可选地，偏置力在臂抬升配置与臂下降配置之间可以基本上相同。或者，偏置力可以是不同的。可选地，当从臂抬升配置移动到臂下降配置时偏置力可以更大，或者反之亦然。
因此，臂可以能够基于一个或多个动力单元的操作而改变配置。臂可以被配置成响应于一个或多个动力单元的操作而在臂抬升(例如，飞行)配置与臂下降(例如，着陆)配置之间变形。臂可以根据动力单元的一个或多个可旋转组件的旋转速度而改变配置。例如，臂可以根据动力单元的致动器和/或旋翼桨叶的旋转速度而改变配置。调整旋翼桨叶的速度可以影响臂是处于飞行配置还是处于着陆配置。高于阈值的更大旋转速度可以使臂处于飞行配置，而低于阈值的更慢旋转速度可以使臂处于着陆配置。该阈值可以是不变的或可变的。
在本发明的备选实施方式中，可以将一个或多个致动器提供在臂自身内。例如，可以在臂的接合部处提供致动器。或者，致动器可以提供在uav主体或uav的另一部分中，但可以控制臂的接合部的操作。可选地，致动器可以控制接合部配置，以便控制第二区段相对于第一区段的移动。可以提供主动致动机构，其可以主动控制第二区段相对于第一区段的朝向。第一区段或第二区段中的至少一个可被配置用于借助于一个或多个致动器而改变在接合部处相对于彼此的朝向。一个或多个致动器可以对uav的飞行控制器上生成的信号作出响应。致动器可以是主动控制接合部配置的致动器或动力单元的致动器。
本文所描述的系统、设备和方法可以适用于多种可移动物体。如前文所述，本文对飞行器的任何描述均可适用于和用于任何可移动物体。本发明的可移动物体可被配置用于在任何合适的环境内移动，诸如在空中(例如，固定翼航空器、旋翼航空器或者既不具有固定翼也不具有旋翼的航空器)、在水中(例如，船舶或潜艇)、在地面上(例如，机动车，诸如轿车、卡车、公交车、厢式货车、摩托车；可移动构造物或框架，诸如棒状物、钓竿；或者火车)、在地下(例如，地铁)、在太空(例如，航天飞机、卫星或探测器)，或者这些环境的任何组合。可移动物体可以是载具，诸如本文其他各处所描述的载具。在一些实施方式中，可移动物体可以安装在诸如人类或动物等活体身上。合适的动物可以包括禽类、犬类、猫类、马类、牛类、羊类、猪类、海豚、啮齿类或昆虫。
可移动物体可能能够在所述环境内关于六个自由度(例如，三个平移自由度和三个旋转自由度)而自由移动。或者，可移动物体的移动可能关于一个或多个自由度受到约束，诸如由预定路径、轨迹或朝向所约束。所述移动可以由诸如引擎或马达等任何合适的致动机构所致动。可移动物体的致动机构可以由任何合适的能源提供动力，所述能源诸如为电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者其任何合适的组合。可移动物体可以如本文其他各处所述，经由动力系统而自推进。所述动力系统可以可选地依靠能源运行，所述能源诸如为电能、磁能、太阳能、风能、引力能、化学能、核能或者其任何合适的组合。或者，可移动物体可以由生物所携带。
在一些情况下，可移动物体可以是载具。合适的载具可以包括水上载具、飞行器、太空载具或地面载具。例如，飞行器可以是固定翼航空器(例如，飞机、滑翔机)、旋翼航空器(例如，直升机、旋翼飞机)、同时具有固定翼和旋翼的航空器或者既无固定翼又无旋翼的航空器(例如，飞艇、热气球)。载具可以是自推进式，诸如在空中、在水上或水中、在太空中或者在地上或地下自推进。自推进式载具可以利用动力系统，诸如包括一个或多个引擎、马达、轮子、轮轴、磁体、旋翼、螺旋桨、桨叶、喷嘴或者其任何合适组合的动力系统。在一些情况下，动力系统可以用于使可移动物体能够从表面起飞、着陆到表面上、保持其当前位置和/或朝向(例如，悬停)、改变朝向和/或改变位置。
可移动物体可以由用户遥控或者由可移动物体之内或之上的乘员在本地控制。在一些实施方式中，可移动物体是无人的可移动物体，诸如uav。无人的可移动物体，诸如uav，可以不具有搭乘该可移动物体的乘员。可移动物体可以由人类或自主控制系统(例如，计算机控制系统)或者其任何合适的组合来控制。可移动物体可以是自主式或半自主式机器人，诸如配置有人工智能的机器人。
可移动物体可以具有任何合适的大小和/或尺寸。在一些实施方式中，可移动物体可以具有能容纳人类乘员身处载具之内或之上的大小和/或尺寸。或者，可移动物体可以具有比能够容纳人类乘员身处载具之内或之上的大小和/或尺寸更小的大小/或尺寸。可移动物体可以具有适合于由人类搬运或携带的大小和/或尺寸。或者，可移动物体可以大于适合由人类搬运或携带的大小和/或尺寸。在一些情况下，可移动物体可以具有的最大尺寸(例如，长度、宽度、高度、直径、对角线)小于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。该最大尺寸可以大于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。例如，可移动物体的相对的旋翼的轴之间的距离可以小于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。或者，相对的旋翼的轴之间的距离可以大于或等于约：2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或10m。
在一些实施方式中，可移动物体可以具有小于100cmx100cmx100cm、小于50cmx50cmx30cm或小于5cmx5cmx3cm的体积。可移动物体的总体积可以小于或等于约：1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、1000cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3。相反地，可移动物体的总体积可以大于或等于约：1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150cm3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、1000cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3或10m3。
在一些实施方式中，可移动物体可以具有的占地面积(这可以指由所述可移动物体所包围的横截面面积)小于或等于约：32,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2或5cm2。相反地，所述占地面积可以大于或等于约：32,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2或5cm2。
在一些情况下，可移动物体可以不超过1000kg重。可移动物体的重量可以小于或等于约：1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。相反地，所述重量可以大于或等于约：1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg或0.01kg。
在一些实施方式中，可移动物体相对于该可移动物体所携带的负荷可以较小。如本文其他各处进一步详述，所述负荷可以包括负载和/或载体。在一些示例中，可移动物体的重量与负荷重量之比可以大于、小于或等于约1∶1。在一些情况下，可移动物体的重量与负荷重量之比可以大于、小于或等于约1∶1。可选地，载体重量与负荷重量之比可以大于、小于或等于约1∶1。当需要时，可移动物体的重量与负荷重量之比可以小于或等于：1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶10或者甚至更小。相反地，可移动物体的重量与负荷重量之比还可以大于或等于：2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、10∶1或者甚至更大。
在一些实施方式中，可移动物体可以具有低能耗。例如，可移动物体可以使用小于约：5w/h、4w/h、3w/h、2w/h、1w/h或更小。在一些情况下，可移动物体的载体可以具有低能耗。例如，所述载体可以使用小于约：5w/h、4w/h、3w/h、2w/h、1w/h或更小。可选地，可移动物体的负载可以具有低能耗，诸如小于约：5w/h、4w/h、3w/h、2w/h、1w/h或更小。
在一些实施方式中，uav可以包括具有多个旋翼的动力系统。可以提供任何数目的旋翼(例如，一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个)。无人飞行器的旋翼、旋翼组件或其他动力系统可使该无人飞行器能够悬停/保持位置、改变朝向和/或改变位置。相对的旋翼的轴之间的距离可以是任何合适的长度。例如，长度可以小于或等于2m，或者小于或等于5m。在一些实施方式中，长度可以在从40cm到1m、从10cm到2m或者从5cm到5m的范围内。本文对uav的任何描述均可适用于可移动物体，诸如不同类型的可移动物体，并且反之亦然。
在一些实施方式中，可移动物体可被配置用于携带负荷。该负荷可以包括乘客、货物、设备、仪器等之中的一种或多种。该负荷可以提供在外壳内。该外壳可以与可移动物体的外壳相分离，或者是可移动物体的外壳的一部分。或者，负荷可以具备外壳，而可移动物体不具有外壳。或者，负荷的一些部分或者整个负荷可以在不具有外壳的情况下提供。负荷可以相对于所述可移动物体刚性固定。可选地，负荷可以是相对于可移动物体可以移动的(例如，可以相对于可移动物体平移或旋转)。
在一些实施方式中，负荷包括负载。负载可被配置成不执行任何操作或功能。或者，负载可以是被配置用于执行操作或功能的负载，亦称为功能性负载。例如，负载可以包括用于勘测一个或多个目标的一个或多个传感器。可以将任何合适的传感器集成到负载中，所述传感器诸如为图像捕获设备(例如，相机)、音频捕获设备(例如，抛物面麦克风)、红外成像设备或紫外成像设备。传感器可以提供静态感测数据(例如，照片)或动态感测数据(例如，视频)。在一些实施方式中，传感器提供负载的目标的感测数据。备选地或组合地，负载可以包括用于向一个或多个目标提供信号的一个或多个发射器。可以使用任何合适的发射器，诸如照明源或声音源。在一些实施方式中，负载包括一个或多个收发器，诸如用于与远离可移动物体的模块通信。可选地，负载可被配置用于与环境或目标相互作用。例如，负载可以包括工具、仪器，或者能够操纵物体的机构，诸如机械臂。
可选地，负荷可以包括载体。载体可被提供用于负载，并且负载可以经由载体而直接地(例如，直接接触可移动物体)或间接地(例如，不接触可移动物体)耦合至可移动物体。相反地，负载可以在无需载体的情况下安装在可移动物体上。负载可以与载体一体形成。或者，负载可以可释放地耦合到载体。在一些实施方式中，负载可以包括一个或多个负载元件，并且所述负载元件中的一个或多个可以是相对于可移动物体和/或载体可以移动的，如上文所述。
载体可以与可移动物体一体形成。或者，载体可以可释放地耦合至可移动物体。载体可以直接地或间接地耦合至可移动物体。载体可以向负载提供支撑(例如，承载负载的重量的至少一部分)。载体可以包括能够稳定和/或引导负载的移动的合适的安装构造物(例如，云台平台)。在一些实施方式中，载体可以适于控制负载相对于可移动物体的状态(例如，位置和/或朝向)。例如，载体可被配置成相对于可移动物体(例如，关于一个、两个或三个平移自由度以及/或者一个、两个或三个旋转自由度)移动，以使得负载保持其相对于合适的参考系的位置和/或朝向，而与可移动物体的移动无关。该参考系可以是固定参考系(例如，周围环境)。或者，该参考系可以是移动参考系(例如，可移动物体、负载目标)。
在一些实施方式中，载体可被配置用于允许负载相对于载体和/或可移动物体的移动。该移动可以是关于多达三个自由度(例如，沿着一个、两个或三个轴)的平移，或者关于多达三个自由度(例如，围绕一个、两个或三个轴)的旋转，或者其任何合适的组合。
在一些情况下，载体可以包括载体框架组件和载体致动组件。载体框架组件可以向负载提供构支撑。载体框架组件可以包括单个载体框架部件，其中一些部件可以是相对于彼此可移动的。载体致动组件可以包括致动单个载体框架部件的移动的一个或多个致动器(例如，马达)。致动器可以允许多个载体框架部件同时移动，或者可被配置用于允许每次移动单个载体框架部件。载体框架部件的移动可以产生负载的对应移动。例如，载体致动组件可以致动一个或多个载体框架部件围绕一个或多个旋转轴(例如，横滚轴、俯仰轴或航向轴)的旋转。该一个或多个载体框架部件的旋转可以使负载相对于可移动物体围绕一个或多个旋转轴旋转。备选地或组合地，载体致动组件可以致动一个或多个载体框架部件沿着一个或多个平移轴的平移，并从而产生负载相对于可移动物体沿着一个或多个对应轴的平移。
在一些实施方式中，可移动物体、载体和负载相对于固定参考系(例如，周围环境)和/或相对于彼此的移动可以由终端来控制。所述终端可以是处于远离所述可移动物体、载体和/或负载的位置处的遥控设备。终端可以安置于支撑平台上或者固定至支撑平台。或者，终端可以是手持式或可穿戴式设备。例如，终端可以包括智能电话、平板计算机、膝上型计算机、计算机、眼镜、手套、头盔、麦克风或者其合适的组合。终端可以包括用户接口，诸如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏或显示器。任何合适的用户输入均可用于与终端交互，诸如手动输入命令、语音控制、手势控制或位置控制(例如，经由终端的移动、位置或倾斜)。
终端可以用于控制可移动物体、载体和/或负载的任何合适的状态。例如，终端可以用于控制可移动物体、载体和/或负载相对于固定参考物从和/或相对于彼此的位置和/或朝向。在一些实施方式中，终端可以用于控制可移动物体、载体和/或负载的单个元件，诸如载体的致动组件、负载的传感器或者负载的发射体。终端可以包括适于与可移动物体、载体或负载中的一个或多个相通信的无线通信设备。
终端可以包括用于查看可移动物体、载体和/或负载的信息的合适的显示单元。例如，终端可被配置用于显示可移动物体、载体和/或负载的信息，所述信息关于位置、平移速度、平移加速度、朝向、角速度、角加速度或其任何合适的组合。在一些实施方式中，终端可以显示由负载提供的信息，诸如由功能性负载提供的数据(例如，由相机或其他图像捕获设备记录的图像)。
可选地，同一终端可以同时控制可移动物体、载体和/或负载或者所述可移动物体、载体和/或负载的状态，以及接收和/或显示来自所述可移动物体、载体和/或负载的信息。例如，终端可以控制负载相对于环境的定位，同时显示由负载捕获的图像数据，或者关于负载的位置的信息。或者，不同的终端可以用于不同的功能。例如，第一终端可以控制可移动物体、载体和/或负载的移动或状态，而第二终端可以接收和/或显示来自可移动物体、载体和/或负载的信息。例如，第一终端可以用于控制负载相对于环境的定位，而第二终端显示由该负载捕获的图像数据。可以在可移动物体与同时控制该可移动物体并接收数据的集成式终端之间，或者在可移动物体与同时控制该可移动物体并接收数据的多个终端之间利用各种通信模式。例如，可以在可移动物体与同时控制该可移动物体并接收来自该可移动物体的数据的终端之间形成至少两种不同的通信模式。
图10图示了根据实施方式，包括载体1002和负载1004的可移动物体1000。虽然可移动物体1000被描绘为飞行器，但这样的描绘并不旨在成为限制性的，并且如前文所述可以使用任何合适类型的可移动物体。本领域技术人员将会理解，本文在航空器系统的情景下描述的任何实施方式均可适用于任何合适的可移动物体(例如，uav)。在一些情况下，可以在可移动物体1000上提供负载1004而无需载体1002。可移动物体1000可以包括动力机构1006、感测系统1008和通信系统1010。
如前文所述，动力机构1006可以包括旋翼、螺旋桨、桨叶、引擎、马达、轮子、轮轴、磁体或喷嘴中的一种或多种。例如，动力机构1006可以是自紧式旋翼、旋翼组件，或者如本文其他各处所述的其他旋转动力单元。可移动物体可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个或者四个或更多个动力机构。动力机构可以全都是同一类型。或者，一个或多个动力机构可以是不同类型的动力机构。动力机构1006可以使用任何合适的装置而安装在可移动物体1000上，所述装置诸如为本文其他各处所述的支撑元件(例如，驱动轴)。动力机构1006可以安装在可移动物体1000的任何合适的部分上，诸如顶部、底部、前面、后面、侧面或其合适的组合。
在一些实施方式中，动力机构1006可以使得可移动物体1000能够从表面垂直地起飞或者垂直地降落在表面上，而无需可移动物体1000的任何水平移动(例如，无需沿着跑道行进)。可选地，动力机构1006可以可操作地允许可移动物体1000以指定位置和/或朝向悬停于空中。一个或多个动力机构1000可以独立于其他动力机构得到控制。或者，动力机构1000可被配置成同时受到控制。例如，可移动物体1000可以具有多个水平朝向的旋翼，所述旋翼可以向该可移动物体提供升力和/或推力。可以致动所述多个水平朝向的旋翼以向可移动物体1000提供垂直起飞、垂直降落以及悬停能力。在一些实施方式中，所述水平朝向的旋翼中的一个或多个可以在顺时针方向上旋转，同时所述水平旋翼中的一个或多个可以在逆时针方向上旋转。例如，顺时针旋翼的数目可以等于逆时针旋翼的数目。每个水平朝向的旋翼的旋转速率可独立地改变，以便控制由每个旋翼产生的升力和/或推力，并从而调整可移动物体1000的空间排列、速度和/或加速度(例如，关于多达三个平移自由度和多达三个旋转自由度)。
感测系统1008可以包括一个或多个传感器，所述传感器可以感测可移动物体1000的空间排列、速度和/或加速度(例如，关于多达三个平移自由度和多达三个旋转自由度)。所述一个或多个传感器可以包括全球定位系统(gps)传感器、运动传感器、惯性传感器、距离传感器或图像传感器。由感测系统1008提供的感测数据可以用于控制可移动物体1000的空间排列、速度和/或朝向(例如，使用合适的处理单元和/或控制模块，如下文所述)。或者，感测系统1008可以用于提供关于可移动物体周围环境的数据，诸如气象条件、距潜在障碍物的距离、地理特征的位置、人造构造物的位置等。
通信系统1010支持经由无线信号1016与具有通信系统1014的终端1012的通信。通信系统1010、通信系统1014可以包括任何数目的适合于无线通信的发射器、接收器和/或收发器。所述通信可以是单向通信，使得数据只能在一个方向上传输。例如，单向通信可以仅涉及可移动物体1000向终端1012传输数据，或者反之亦然。数据可以从通信系统1010的一个或多个发射器传输至通信系统1012的一个或多个接收器，或者反之亦然。或者，所述通信可以是双向通信，使得数据在可移动物体1000与终端1012之间的两个方向上均可传输。双向通信可以涉及从通信系统1010的一个或多个发射器向通信系统1014的一个或多个接收器传输数据，并且反之亦然。
在一些实施方式中，终端1012可以向可移动物体1000、载体1002和负载1004中的一个或多个提供控制数据，以及从可移动物体1000、载体1002和负载1004中的一个或多个接收信息(例如，可移动物体、载体或负载的位置和/或运动信息；由负载感测的数据，诸如由负载相机捕获的图像数据)。在一些情况下，来自终端的控制数据可以包括针对可移动物体、载体和/或负载的相对位置、移动、致动或控制的指令。例如，控制数据可以导致可移动物体的位置和/或朝向的修改(例如，经由动力机构1006的控制)，或者负载相对于可移动物体的移动(例如，经由载体1002的控制)。来自终端的控制数据可以导致对负载的控制，诸如对相机或其他图像捕获设备的操作的控制(例如，拍摄静态或移动图片、放大或缩小、开启或关闭、切换成像模式、改变图像分辨率、改变聚焦、改变景深、改变曝光时间、改变视角或视野)。在一些情况下，来自可移动物体、载体和/或负载的通信可以包括来自一个或多个传感器(例如，感测系统1008的或负载1004的传感器)的信息。所述通信可以包括来自一个或多个不同类型的传感器(例如，gps传感器、运动传感器、惯性传感器、距离传感器或图像传感器)的感测到的信息。这样的信息可以关于可移动物体、载体和/或负载的位置(例如，位置、朝向)、移动或加速度。来自负载的这样的信息可以包括由该负载捕获的数据或该负载的感测到的状态。由终端1012提供并传输的控制数据可被配置用于控制可移动物体1000、载体1002或负载1004中的一个或多个的状态。备选地或组合地，载体1002和负载1004还可以各自包括通信模块，该通信模块被配置用于与终端1012通信，以使得该终端可独立地与可移动物体1000、载体1002和负载1004中的每一个通信和对其加以控制。
在一些实施方式中，可移动物体1000可被配置用于与另一远程设备相通信——附加于终端1012或代替终端1012。终端1012也可被配置用于与另一远程设备以及可移动物体1000相通信。例如，可移动物体1000和/或终端1012可以与另一可移动物体或者另一可移动物体的载体或负载相通信。当需要时，所述远程设备可以是第二终端或其他计算设备(例如，计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话或其他移动设备)。远程设备可被配置用于向可移动物体1000传输数据、从可移动物体1000接收数据、向终端1012传输数据以及/或者从终端1012接收数据。可选地，远程设备可以连接至因特网或其他电信网络，以使得从可移动物体1000和/或终端1012接收的数据可被上传至网站或服务器。
图11是根据本发明实施方式，用于控制可移动物体的系统1100的框图示意图。系统1100可以与本文所公开的系统、设备和方法的任何合适的实施方式结合使用。系统1100可以包括感测模块1102、处理单元1104、非暂时性计算机可读介质1106、控制模块1108和通信模块1110。
感测模块1102可以利用以不同方式收集与可移动物体有关的信息的不同类型的传感器。不同类型的传感器可以感测不同类型的信号或来自不同来源的信号。例如，所述传感器可以包括惯性传感器、gps传感器、距离传感器(例如，激光雷达)或视觉/图像传感器(例如，相机)。感测模块1102可以可操作地耦合至具有多个处理器的处理单元1104。在一些实施方式中，感测模块可以可操作地耦合至传输模块1112(例如，wi-fi图像传输模块)，该传输模块被配置用于向合适的外部设备或系统直接传输感测数据。例如，传输模块1112可以用于向远程终端传输由感测模块1102的相机捕获的图像。
处理单元1104可具有一个或多个处理器，诸如可编程处理器(例如，中央处理器(cpu))。处理单元1104可以可操作地耦合至非暂时性计算机可读介质1106。非暂时性计算机可读介质1106可以储存可由处理单元1104执行的逻辑、代码和/或程序指令，用以执行一个或多个步骤。非暂时性计算机可读介质可以包括一个或多个存储器单元(例如，可移动介质或外部存储，诸如sd卡或随机存取存储器(ram))。在一些实施方式中，来自感测模块1102的数据可直接传送至并储存于非暂时性计算机可读介质1106的存储器单元内。非暂时性计算机可读介质1106的存储器单元可以储存可由处理单元1104执行的逻辑、代码和/或程序指令，用以执行本文所描述的方法的任何合适的实施方式。例如，处理单元1104可被配置用于执行指令，从而使处理单元1104的一个或多个处理器分析由感测模块产生的感测数据。存储器单元可以储存要由处理单元1104处理的、来自感测模块的感测数据。在一些实施方式中，非暂时性计算机可读介质1106的存储器单元可以用于储存由处理单元1104产生的处理结果。
在一些实施方式中，处理单元1104可以可操作地耦合至控制模块1108，该控制模块1108被配置用于控制可移动物体的状态。例如，控制模块1108可被配置用于控制可移动物体的动力机构以调节可移动物体关于六个自由度的空间排列、速度和/或加速度。备选地或组合地，控制模块1108可以控制载体、负载或感测模块的状态中的一个或多个。
处理单元1104可以可操作地耦合至通信模块1110，该通信模块1110被配置用于传输数据和/或接收来自一个或多个外部设备(例如，终端、显示设备或其他遥控器)的数据。可以使用任何合适的通信手段，诸如有线通信或无线通信。例如，通信模块1110可以利用局域网(lan)、广域网(wan)、红外线、无线电、wifi、点对点(p2p)网络、电信网络、云通信等之中的一种或多种。可选地，可以使用中继站，诸如塔台、卫星或移动台。无线通信可以依赖于距离或独立于距离。在一些实施方式中，通信可能需要或者可能不需要视线。通信模块1110可以传输和/或接收来自感测模块1102的感测数据、由处理单元1104产生的处理结果、预定控制数据、来自终端或遥控器的用户命令等之中的一个或多个。
系统1100的组件可以按任何合适的配置来布置。例如，系统1100的一个或多个组件可以位于可移动物体、载体、负载、终端、感测系统或与上述的一个或多个相通信的附加的外部设备上。此外，虽然图11描绘了单一处理单元1104和单一非暂时性计算机可读介质1106，但本领域技术人员将会理解，这并不旨在成为限制性的，并且系统1100可以包括多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质。在一些实施方式中，多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一个或多个可以位于不同的位置，诸如在可移动物体、载体、负载、终端、感测模块、与上述的一个或多个相通信的附加的外部设备上或其合适的组合，以使得由系统1100执行的处理和/或存储器功能的任何合适的方面可以发生于一个或多个上述位置处。
虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将会在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的方法和构造物及其等效项。