垂直航空器起降稳定装置、系统和方法与流程

文档序号:31710781发布日期:2022-10-04 18:44阅读:77来源:国知局
垂直航空器起降稳定装置、系统和方法与流程

1.本公开总体上涉及垂直升空航空器和垂直下降航空器领域。更具体地,本公开涉及改进在有人居住的位置附近使用垂直升空载具和垂直下降载具。


背景技术:

2.对包裹、有效载荷和人员的点到点递送的需求增加了对用于这种递送和人员运输的航空器的潜在需求。旋翼驱动的飞行器(例如,旋翼飞行器),包括统称为“无人机”的非载人小型旋翼飞行器,通常是垂直升空载具和垂直下降载具,它们通过接合一个或更多个强大的旋翼来产生飞行所需的升力。这种“垂直航空器”会在起飞和降落期间产生严重的空气湍流、噪音和安全问题,并且会以其他方式在例如起飞和降落期间对位于地平面处的结构和人员造成不利影响。此外,在起飞和降落期间,由于地面效应湍流导致的不稳定,载具本身可能会受到损坏。这些问题和其他问题已成为在居民区大规模采用航空器提供服务和人员运输的障碍。除非明确指出,否则本文中的任何陈述都不会仅仅因为它被包括在技术领域和/或背景技术部分中而被承认为现有技术。


技术实现要素:

3.通过使用不需要大量起飞和降落空间的飞行器,可以促进货物和人员的点到点运输和递送。因此,垂直航空器(在本文中等同地称为“垂直起降载具”(vtol))包括旋翼飞行器,其不需要跑道等来实现离地所需的升力,具有许多优点。但是,增加采用vtol(包括vtol的商业使用)的缺点包括局部噪声增加、旋翼的地面效应、安全问题、起飞和降落期间对vtol或陆基结构造成损坏的可能性等。此外,各种因素(包括阵风等)会影响起飞和降落期间的vtol稳定性、飞行和性能。本方法、系统和装置解决、显著改善和/或消除了广泛(例如,商业)采用vtol的缺点,并进一步促进了vtol使用的增加,包括在居住区(包括人口稠密的居住区)广泛采用vtol。
4.根据本方面,公开了一种发射和降落垂直起降载具的方法,该方法包括提供垂直定向支承元件,垂直定向支承元件具有垂直定向支承元件第一端和垂直定向支承元件第二端,垂直定向支承元件第一端靠近基部,垂直定向支承元件从垂直定向支承元件第一端延伸到垂直定向支承元件第二端,垂直定向支承元件第二端位于远离垂直定向支承元件第一端的选定距离处,垂直定向支承元件包括第一协作稳定元件,并且第一协作稳定元件靠近垂直定向支承元件第二端定位或与垂直定向支承元件第二端成一体。一种方法还包括:提供垂直起降载具,该垂直起降载具包括至少一个第二协作稳定元件,该第二协作稳定元件的尺寸被设计成与第一协作稳定元件接合;以及接合垂直定向支承元件的第一协作稳定元件与垂直起降载具的第二协作稳定元件。
5.在另一方面,一种方法还包括在起飞和降落中的至少一者期间对垂直起降载具进行稳定。
6.根据另一方面,在起飞和降落中的至少一者期间对垂直起降载具进行稳定可以包
括水平稳定、角稳定以及它们的组合,其可以进一步包括空中状况的稳定,包括例如、俯仰、偏航、滚转及其组合中的至少一种。
7.在另一方面,该方法还包括在垂直起降载具的起飞和降落期间限制垂直起降载具朝向和远离垂直定向支承元件的角运动。对角运动的限制可以是水平限制或除平面(平面定义为0
°
或180
°
)之外的有一定角度的限制。
8.在另一方面,该方法包括使用多个垂直定向支承元件。
9.在另一方面,基部接近地平面。
10.在另一方面,垂直定向支承元件第一端附接到基部。
11.在另一方面,垂直定向支承元件第一端与基部成一体。
12.在另一方面,该方法包括使用包括至少一个垂直定向支承元件的框架。
13.在另一方面,垂直定向支承元件第二端位于距所述垂直定向支承元件第一端一段距离处,所述距离的范围为从约4英尺到约100英尺。
14.在另一方面,第一协作稳定元件包括以下项中的至少一项:凸形附接部分和凹形附接部分。
15.在另一方面,第二协作稳定元件包括以下项中的至少一项:凸形附接部分和凹形附接部分。
16.在另一方面,第一协作稳定元件包括支架元件,支架元件被构造成从垂直定向支承元件向外延伸,并且支架元件被构造成接合第二协作稳定元件。
17.在另一方面,第二协作稳定元件包括支架元件,支架元件被构造成接合第一协作稳定元件。
18.在另一方面,第二协作稳定元件被构造成从垂直起降载具结构向外延伸。
19.此外,支架元件被构造成从垂直起降载具旋翼防护装置向外延伸。
20.在另一方面,支架元件与垂直起降载具成一体。
21.在另一方面,支架元件与垂直起降旋翼防护装置成一体。
22.在另一方面,垂直起降载具是旋翼飞行器。
23.在另一方面,框架被构造成驻留在固定位置处。
24.在另一方面,框架可移动到多个位置。
25.根据另一方面,公开了一种对垂直起降载具的发射和降落进行稳定的装置。根据本方面,该装置包括垂直定向支承元件,该垂直定向支承元件包括垂直定向支承元件第一端和垂直定向支承元件第二端。垂直定向支承元件第二端从垂直定向支承元件第一端延伸,垂直定向支承元件第二端位于远离垂直定向支承元件第一端的选定距离处,垂直定向支承元件还包括至少一个第一协作稳定元件,该至少一个第一协作稳定元件靠近垂直定向支承元件第二端定位,并且其中至少一个第一协作稳定元件包括以下项中的至少一项:凸形附接部分和凹形附接部分。
26.根据另外的本方面,术语“垂直定向支承元件”被定义为以下支承元件,即,该支承元件包括在垂直定向支承元件第一端处测量的相对于由基本水平的基部建立的平面或相对于与该垂直定向支承元件第一端基本上垂直建立的平面的角度,并且角度的范围为从约10
°
至约90
°
,优选地角度的范围为从约30
°
至约90
°
,并且更优选地角度的范围为从约70
°
到约90
°

27.在另一方面,垂直定向支承元件第二端位于距垂直定向支承元件第一端的一段距离处,所述距离的范围为从约4英尺至约100英尺。
28.在另一方面,垂直定向支承元件第二端位于距垂直定向支承元件第一端的一段距离处,所述距离的范围为从约1英尺到约10英尺。
29.在另一方面,至少一个第一协作稳定元件被构造成从垂直定向支承元件向外延伸。
30.在另一方面,第一协作稳定元件包括凸形附接部分,该凸形附接部分的尺寸被设计成容纳第二协作稳定元件,第二协作稳定元件包括凹形附接部分。
31.在另一方面,第一协作稳定元件包括凹形附接部分,该凹形附接部分的尺寸被设计成容纳第二协作稳定元件,第二协作稳定元件包括凸形附接部分。
32.在另一方面,凸形附接部分包括槽,槽位于垂直定向支承元件第二端处,并且槽从垂直定向支承元件第二端沿垂直定向支承元件的长度纵向延伸选定距离。
33.在另一方面,该装置还包括引导件,该引导件与垂直定向支承元件第二端连通,并且该引导件包括至少一个第一协作稳定元件。
34.在另一方面,该装置还包括框架,该框架包括多个垂直定向支承元件,多个垂直定向支承元件彼此间隔一段距离,该框架包括至少一个周向框架支承件,并且该至少一个周向框架支承件与多个垂直定向支承元件中的一个或更多个连接件连通。
35.在另一方面,框架还包括多个连接件,多个连接件与多个垂直定向支承元件中的一个或更多个连接件连通。
36.在另一方面,多个连接件中的至少一个连接件包括水平定向的连接件。
37.在另一方面,至少一个框架支承件包括框架独立附接件。
38.在另一方面,框架被构造成支承多个垂直定向支承元件中的至少一个垂直定向支承元件。
39.在另一方面,该装置还包括基部,该基部被构造成支承框架。
40.在另一方面,基部与多个垂直定向支承元件中的至少一个垂直定向支承元件连通。
41.在另一方面,该装置还包括引导件,该引导件与多个垂直定向支承元件的垂直定向支承元件第二端连通,并且该引导件还与至少一个第一协作稳定元件联通。
42.在另一方面,引导件还包括引导件外表面和引导件内表面,引导件内表面还包括至少一个定向轨道(在本文中也等同地称为引导件内表面通道),引导件内表面通道定向轨道的尺寸被设计成将第二协作稳定元件容纳到引导件内表面通道中,并且引导件内表面通道与第一协作稳定元件连通。
43.在另一方面,该装置还包括引导件,该引导件与多个垂直定向支承元件的垂直定向支承元件第二端连通,并且该引导件还包括至少一个第一协作稳定元件。
44.在另一方面,框架包括至少一个面板,该至少一个面板与多个垂直定向支承元件连通,并且其中,例如,该至少一个面板可以是门。
45.在另一方面,该装置还包括水平设置的平台,该水平设置的平台与垂直定向支承元件连通,该水平设置的平台包括刚性地板,该刚性地板包括网状物材料,并且该网状物材料包括网状物规格,该网状物规格被选择为促进气流通过刚性地板。所述装置还包括与所
述水平设置的平台连通的驱动机构,并且所述驱动机构用于升高和降低所述水平设置的平台。
46.在另一方面,水平设置的平台与多个垂直定向支承元件中的至少一个垂直定向支承元件连通。
47.在另一方面,一种装置包括水平设置的平台,该水平设置的平台与多个垂直定向支承元件中的至少一个垂直定向支承元件连通,其中水平设置的平台包括刚性地板,刚性地板包括网状物材料,并且网状物材料包括网状物规格,该网状物规格被选择为促进气流通过刚性地板。该装置还包括与水平放置的平台连通的驱动机构,并且其中驱动机构被构造成将水平放置的平台从第一位置升高和降低到第二位置。
48.在另一方面,水平设置的平台与多个垂直定向支承元件中的多个垂直定向支承元件连通。
49.根据另一方面,公开了一种垂直起降载具,该垂直起降载具包括垂直起降载具主体,该垂直起降载具主体容纳马达,至少一个旋翼与该马达连通,至少一个旋翼具有旋翼长度,并且该垂直起降载具还包括旋翼防护装置,旋翼防护装置的尺寸被设计成具有旋翼防护装置直径和旋翼防护装置半径,并且旋翼防护装置半径超过旋翼长度。垂直起降载具还包括与垂直起降载具主体和旋翼防护装置中的至少一者连通的支架元件。
50.在另一方面,垂直起降载具包括支架元件,该支架元件包括凸形附接部分。
51.在另一方面,垂直起降载具包括支架元件,该支架元件包括凹形附接部分。
52.在另一方面,旋翼防护装置是周向旋翼防护装置。
53.在另一方面中,隔离元件从垂直起降载具主体和旋翼防护装置中的至少一者向外延伸。
54.在另一方面,支架元件与垂直起降载具主体成一体。
55.在另一方面,支架元件与垂直起降载具旋翼防护装置成一体。
56.在另一方面,垂直起降载具是旋翼飞行器。
57.已经讨论的特征、功能和优点可以在各个方面独立地实现,或者可以在其他方面进行组合,其进一步的细节可以参见以下描述和附图。
附图说明
58.已经如此概括地描述了本公开的变化,现在将参考附图,这些附图不一定按比例绘制,并且其中:
59.图1是根据本方面的垂直起降载具(vtol)的立体图;
60.图2是根据本方面的与当前公开的装置接合的vtol的俯视图;
61.图3a是根据本方面的与当前公开的装置接合的vtol的图示;
62.图3b是在起飞期间与当前公开的装置接合的vtol的图示,图3b还例示了根据本方面在起飞期间从当前公开的装置脱离的vtol;
63.图4a示出了根据本方面的处于接合构造的第一(凹形)协作稳定元件和第二(凸形)协作稳定元件的配合布置结构;
64.图4b示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凹形)协作稳定元件和第二(凸形)协作稳定元件的配合布置结构;
65.图4c示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凹形)协作稳定元件和第二(凸形)协作稳定元件的配合布置结构;
66.图4d示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凹形)协作稳定元件和第二(凸形)协作稳定元件的配合布置结构;
67.图4e示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凹形)协作稳定元件和第二(凸形)协作稳定元件的配合布置结构;
68.图4f示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凹形)协作稳定元件和第二(凸形)协作稳定元件的配合布置结构;
69.图5a示出了根据本方面的可以是包括凸形协作稳定元件的支架的侧视图或俯视图的立体图;
70.图5b示出了根据本方面的可以是包括凸形协作稳定元件的支架的侧视图或俯视图的立体图;
71.图5c示出了根据本方面的可以是包括凸形协作稳定元件的支架的侧视图或俯视图的立体图;
72.图5d示出了根据本方面的可以是包括凸形协作稳定元件的支架的侧视图或俯视图的立体图;
73.图5e示出了根据本方面的可以是包括凸形协作稳定元件的支架的侧视图或俯视图的立体图;
74.图5f示出了根据本方面的可以是包括凸形协作稳定元件的支架的侧视图或俯视图的立体图;
75.图6a示出了根据本方面的处于接合构造的第一(凸形)协作稳定元件和第二(凹形)协作稳定元件的配合布置结构;
76.图6b示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凸形)协作稳定元件和第二(凹形)协作稳定元件的配合布置结构;
77.图6c示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凸形)协作稳定元件和第二(凹形)协作稳定元件的配合布置结构;
78.图6d示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凸形)协作稳定元件和第二(凹形)协作稳定元件的配合布置结构;
79.图6e示出了根据本方面的处于接合构造的另外的第一(凸形)协作稳定元件和第二(凹形)协作稳定元件的配合布置结构;
80.图7a示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
81.图7b示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
82.图7c示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
83.图7d示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
84.图7e示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
85.图7f示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
86.图8a示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
87.图8b示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
88.图8c示出了根据本方面的包括凹形协作稳定元件的支架的顶视图;
89.图9a示出了根据本方面的接近当前公开的装置的降落vtol;
90.图9b示出了根据本方面的接合当前公开的装置的降落vtol;
91.图9c示出了根据本方面的图9a和图9b中所示装置的俯视图;
92.图10a示出了根据本方面的接近当前公开的装置的降落vtol;
93.图10b示出了根据本方面的接合当前公开的装置的降落vtol;
94.图10c示出了根据本方面的图10a和图10b中所示装置的俯视图;
95.图11a示出了根据本方面的装置;
96.图11b示出了根据本方面的图11a中所示装置的俯视图;
97.图12a示出了根据本方面的另选装置;
98.图12b示出了根据本方面的图12a中所示装置的俯视图;
99.图12c示出了根据本方面的图12a中所示装置的俯视图;
100.图13示出了根据本方面的装置;
101.图14a示出了根据本方面的装置;
102.图14b示出了根据本方面的图14a中所示装置的俯视图;
103.图14c示出了根据本方面的图14a中所示装置的俯视图;
104.图15a示出了根据本方面的装置;
105.图15b示出了根据本方面的图15a中所示装置的俯视图;
106.图16a示出了根据本方面的装置;
107.图16b示出了根据本方面的图16a中所示装置的俯视图;
108.图17是概述根据本方面的本方法的流程图;
109.图18是概述根据本方面的本方法的流程图;
110.图19是概述根据本方面的本方法的流程图;以及
111.图20是概述根据本方面的本方法的流程图。
具体实施方式
112.本方面克服了使用垂直起降载具(vtol)进行有效载荷(例如,包裹、装置等)和人员的点到点递送和运输所面临的重大缺陷,包括在vtol起飞和降落期间出现的重大问题,例如噪音、由旋翼生成的地面效应气压引起的过度湍流、载具不稳定、安全问题、地面结构损坏、vtol损坏等。
113.例如,当典型的vtol降落和起飞时,由vtol在起飞和降落期间生成的定向气流会生成空气湍流(包括被称为“地面效应”的空气湍流),其可能会破坏稳定并以其他方式干扰或以其他方式增加vtol起飞和降落协议的难度。例如,当vtol进行降落时(例如,从空中位置下降到地面或可能位于地平面以上或以下的其他实心结构、降落垫等),可以通过在来自旋翼的定向气流中操作旋翼来生成气流压力,该气流最初可以从vtol“向下”,然后“向外”并远离vtol。在地平面以上的一段距离处,来自旋翼的气流至少在一定程度上消散,来自旋翼的返回气流(该气流被引导回vtol或以其他方式影响vtol)偏转很小或没有偏转。
114.随着vtol继续下降并接近地面,从旋翼生成的初始气流压力冲击地面并作为偏转气流压力在至少向上的方向上从地面偏转回vtol。在典型的vtol降落中,气流方向偏转随着vtol接近降落位置(例如,地面、降落垫等)而逐渐增加。最大气流方向偏转通常发生在
vtol“降落”以及vtol撞击降落位置的时间点,并且气流方向偏转会使vtol失稳,导致振动、抖振、湍流等。即,空气湍流会增加,因为定向气流不仅从地面垂直偏转回vtol(例如,在向上方向上),而且定向气流还会在非垂直方向偏转,这会中断或“切断”来自旋翼的向下气流,并且会导致vtol不稳定,并且会在降落(和起飞)期间以其他方式导致vtol上的侧向力增加以及垂直力增加(例如,与例如俯仰、横滚和偏航等相关联的力的增加以及可能以其他方式导致俯仰、横滚和偏航的力的增加)。这样的力可能会阻碍并且以其他方式导致不可预测且有湍流的vtol降落,而不是所期望的平稳且无湍流的vtol降落(在没有这种无所不在的可变且潜在地失稳垂直力和侧向力被施加到vtol的情况下)。由旋翼生成的气流冲击并从降落表面(例如,地面、降落垫等)被偏转而引起的气流偏转、以及由此生成的空气湍流和从向下方向转换到侧向方向的力的综合效应在本文中统称为“地面效应”。
115.例如,在vtol起飞和/或降落期间,这种不期望的影响vtol的力会阻碍起飞和/或降落并危及地面结构、损坏vtol、伤害地面人员等,因为气流方向偏转会达到最大效果,而且这会进一步使vtol失稳,从而导致振动、抖振、湍流等。
116.根据本方面,提供vtol的垂直升力所需的机械力的致动旋转载具固定装置可以是垂直推进单元,其包括例如喷气机、螺旋桨和旋翼,其中垂直推进单元在本文中等同地和可互换地被称为“旋翼”。即,如本文所用的术语“旋翼”包括螺旋桨、垂直推进单元、喷射器和旋翼。
117.根据本方面,装置、系统和方法显著改善或基本消除了涉及vtol的现有问题(包括在vtol起飞和降落期间)。图1示出了根据本方面的vtol 20,vtol 20包括载具主体22、电池21(其可以是可充电电池),其中至少一个旋翼组件23(在图1中示出为四个旋翼组件)与载具主体22连通。旋翼组件23包括旋翼24以及被周向定向以保护旋翼的旋翼防护装置26,其中旋翼防护装置的半径超过旋翼的长度,使得旋翼在运行中不会撞击旋翼防护装置。当vtol使用螺旋桨时,旋翼防护装置可以被称为螺旋桨防护装置,并且周向的螺旋桨防护装置的直径超过螺旋桨的长度。图1还示出了支架28,其具有支架第一端28a,支架第一端28a附接到旋翼防护装置26或与旋翼防护装置26成一体并从旋翼防护装置26向外延伸。每个支架28还包括支架第二端28b,支架第二端28b终止于第二协作稳定元件29。
118.支架28的第二协作稳定元件29被构造成附接到装置30中的垂直定向支承元件32的第一协作稳定元件34,如图2所示。根据另外的本方面,术语“垂直定向支承元件”被定义为以下支承元件,即,该支承元件包括在垂直定向支承元件第一端处测量的相对于由基本水平的基部建立的平面或相对于与该垂直定向支承元件第一端基本上垂直建立的平面的角度,并且角度的范围为从约10
°
至约90
°
,优选地角度的范围为从约30
°
至约90
°
,并且更优选地角度的范围为从约70
°
到约90
°

119.图2示出了图1中所示的vtol 20在以下过程中的俯视图(例如,“顶”视图),该过程包括vtol 20降落并与装置30接触,以使从vtol 20延伸的各个支架28的第二协作稳定元件29与装置30的四个垂直定向支承元件32中的每一者的第一协作稳定元件34(示出为“槽”)接合。在图2中,vtol 20的支架28的第二协作稳定元件29被示出为“凸形”固定装置,其接合或被插入到“凹部”或容纳垂直定向支承元件32的第一协作稳定元件34。vtol 20的其余元件如图2所示,并以与图1中提供的相似的方式编号。
120.根据本方面,vtol可以包括支架28,支架28并入第二并入元件29,该第二并入元件
29可以是凸形固定装置,该凸形固定装置被构造成与垂直定向支承元件上的第二配合特征接合并变为被插入到垂直定向支承元件上的第二配合特征中,该第二配合特征可以包括或本身是凹形固定装置(其可以被构造成且尺寸被设计成与位于vtol上的支架28的第一协作稳定元件29的凸形固定装置接合)。一种该类型的布置结构在图1和图2中示出。
121.在另外的本方面中,例如,如图3a和图3b所示,vtol可以包括支架28,该支架28并入了第二配合元件49,该第二配合元件可以是凹形固定装置,该凹形固定装置被构造成容纳垂直定向支承元件42上的第一配合特征并变为与垂直定向支承元件42上的第一配合特征接合,该第一配合特征可以包括或其本身可以是凸形固定装置(例如,其可以被构造成且尺寸被设计成与位于vtol上的支架28的第二协作稳定元件49的凹形固定装置接合)。
122.图3a示出了根据本方面的用于促进vtol 40起飞(例如,发射)和降落的简化装置41a,其中vtol 40包括载具主体22,其中载具主体22具有与载具主体22连通的至少一个旋翼组件23(在图3a中示出为四个旋翼组件)。除了位于支架第二端的第二协作稳定元件的差异之外,图3a和图3b中所示的vtol 40还并入了图1和图2中针对vtol 20所示的列举部分。如图1和图2所示,支架28包括支架第一端28a,支架第一端28a附接到每个旋翼防护装置26或与每个旋翼防护装置26成一体并从每个旋翼防护装置26向外延伸。每个支架28还包括支架第二端28b,支架第二端28b终止于第二协作稳定元件29。
123.如图3a和图3b所示,支架28的第二协作稳定元件49被构造成附接到装置41a中的垂直定向支承元件42,如图3a所示,其中垂直定向支承元件42具有垂直定向支承元件第一端42a和垂直定向支承元件第二端42b。垂直定向支承元件42作为单个元件出现在图3a中,所述单个元件例如可以是锚定到基部(未示出)或以其他方式与基部连通的杆,所述基部(未示出)可以是例如地面或是与在地平面处或靠近地平面的地面16相接触的固定装置。
124.术语垂直定向支承元件不一定表示杆是纯垂直的。在一些方面,杆或垂直定向支承元件可以与vtol以一定角度降落或起飞的基部或地面至少成45度角。在一些方面,杆或垂直定向支承元件几乎是水平的(例如,与水平面成约1度)并从建筑物的侧面发出(emanates),其中vtol可以从建筑物侧面降落或起飞。在一些方面,垂直定向支承元件是弯曲的或以其他方式是非线性的。因此,术语“垂直定向支承元件”应被解释为包括vtol可以从几乎任何角度附接或离开的杆或延伸件。
125.图3b示出了根据本方面的用于促进vtol 40的起飞(例如,发射)和降落的装置41b,其中vtol 40包括载具主体22,载具主体22具有与载具主体22连通的多个旋翼组件23(在图3a中示出为四个旋翼组件)。两个第二协作稳定元件49中的一者(在两个支架28中的一者中)被构造成附接到装置41b中的垂直定向支承元件42,如图3b所示,其中垂直定向支承元件具有垂直定向支承元件第一端42a和垂直定向支承元件第二端42b。垂直定向支承元件42作为两个元件出现在图3b中,所述两个元件例如可以是锚定到基部(未示出)或以其他方式与基部连通的两个杆,所述基部(未示出)可以是例如地面或是与在地平面处或靠近地平面的地面16相接触的固定装置。
126.如图3a和/或图3b所例示的,在vtol降落程序期间,当vtol 40接近装置41a、41b时,vtol支架28的第二协作稳定元件49接合例如装置41a、41b的垂直定向支承元件42的顶部。然后vtol可以下降,并且在vtol下降到地平面期间经历地面效应时,来自地面效应的湍流能量43(由图3a和图3b中的箭头表示)从vtol被传递到垂直定向支承元件,使得vtol下降
非常稳定,因为对vtol的地面效应被显著最小化或消除。尽管未在图3a、图3b中示出,但装置41a、41b的垂直定向支承元件42可以锚定到地面16中,或者可以附接到基部或以其他方式与基部固定连通,所述基部与地面连通或与可以例如靠近地面的结构连通。
127.注意,术语“垂直定向支承元件”不一定表示杆或垂直定向支承元件是纯垂直的。在一些方面,杆或垂直定向支承元件与基部或地面至少成45度角,其中vtol可以以一定角度降落到所述基部或地面中或从所述基部或地面起飞。在某些方面,杆或垂直定向支承元件几乎是水平的(例如,与水平面成约1度)并从建筑物的侧面发出,其中vtol可以从建筑物侧面或几乎水平地降落或起飞。在一些方面,垂直定向支承元件是弯曲的或以其他方式是非直的(尽管垂直定向支承元件通常是平行的)。因此,术语“垂直定向支承元件”应被解释为包括vtol可以从几乎任何角度附接或离开以支承和/或稳定vtol的杆或延伸件或构件。
128.根据本方面,与vtol成一体或附接至vtol的支架可以包括在支架的第二端的终端处的“凸形”第二协作稳定元件或“凹形”第二协作稳定元件,其中根据将所选择的特征并入本装置的垂直定向支承元件中、附接到本装置的垂直定向支承元件或与本装置的垂直定向支承元件成一体来进行选择。即,垂直定向支承元件上的第一协作稳定元件和vtol支架的第二协作稳定元件被选择为“配合”或互锁。
129.图4a至图4f是接合的第一协作稳定元件和第二协作稳定元件的组件50a、50b、50c、50d、50e和50f的代表性和放大俯视图或“顶”视图,其中变化的第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f(分别在图4a、图4b、图4c、图4d、图4e、图4f中示出)与vtol起降装置的垂直定向支承元件54a、54b、54c、54d、54e、54f成一体或附接到垂直定向支承元件54a、54b、54c、54d、54e、54f或以其他方式与垂直定向支承元件54a、54b、54c、54d、54e、54f连通,并且第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f被示出为“凹形”固定装置。图4a至图4f还示出了vtol支架28的接合的第二协作稳定元件,该vtol支架28与被示出为“凸形”固定装置的第二协作稳定元件29连通或成一体,该“凸形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联且对应的垂直定向支承元件54a、54b、54c、54d、54e、54f的“凹形”第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f。图4a至图4f中所示的固定装置和元件的几何形状是代表性的并且是非穷尽的,具有用于垂直定向支承元件的附加几何形状(包括例如横截面几何形状、配合几何形状等)以及本方面所考虑的第一协作特征和第二协作特征。
130.更具体地说,图4a示出了组件50a,其中vtol支架28与第二协作稳定元件29连通或成一体,该第二协作稳定元件29被示出为“凸形”固定装置,所述“凸形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件54a的“凹形”第一协作稳定元件52a。图4b示出了组件50b,其中vtol支架28与第二协作稳定元件29连通或成一体,该第二协作稳定元件29被示出为“凸形”固定装置,该“凸形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件54b的“凹形”第一协作稳定元件52b。图4c示出了组件50c,其中vtol支架28与第二协作稳定元件29连通或成一体,该第二协作稳定元件29被示出为“凸形”固定装置,该“凸形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件54c的“凹形”第一协作稳定元件52c,其中弹簧元件53被定位在“凹形”第一协作稳定元件52c与相关联的垂直定向支承元件54c之间并与“凹形”第一协作稳定元件52c和相关联的垂直定向支承元件54c连通。弹簧元件53表示能够折曲(flex)、吸收和/或消散可能伴随地面效应湍流等的振动力或其他力的元件。弹簧元件可以是例如内部压缩弹簧、减震器、伸缩式延长器等以及它们的组合。
131.图4d示出了组件50d,其中vtol支架28与第二协作稳定元件29连通或成一体,该第二协作稳定元件29被示出为“凸形”固定装置,该“凸形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件54d的“凹形”第一协作稳定元件52d,其中垂直定向支承元件54d被示出为包括“i”梁构造。图4e示出了组件50e,其中vtol支架28与第二协作稳定元件29连通或成一体,该第二协作稳定元件29被示出为“凸形”固定装置,该“凸形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件54e的“凹形”第一协作稳定元件52e。图4f示出了组件50f,其中vtol支架28与第二协作稳定元件29连通或成一体,该第二协作稳定元件29被示出为“凸形”固定装置,该“凸形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件54f的“凹形”第一协作稳定元件52f。术语“支架”和“支架元件”在本文中等同且可互换使用。此外,术语“支架第一端”和“支架元件第一端”在本文中等同且可互换地使用。此外,术语“支架第二端”和“支架元件第二端”在本文中等同且可互换地使用。当支架元件从vtol结构的一部分突出或以其他方式与vtol结构的一部分相关联时,支架元件可以等同地称为“载具支架元件”、“载具支架”或“vtol支架”。
132.如图4a至图4f所示,第二协作稳定元件29可以沿相关联的垂直定向支承元件54a、54b、54c、54d、54e、54f的长度纵向延伸。随着vtol在降落操作中继续下降,在第二协作稳定元件29与第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f接合时,即,第二协作稳定元件29与垂直定向支承元件54a、54b、54c、54d、54e、54f连通或成一体,第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f的槽状功能可以用作引导以辅助在vtol降落期间沿垂直定向支承元件54a、54b、54c、54d、54e、54f的长度向下到地平面的下降过程。此外,图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f示出了与第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f直接或整体接触的垂直定向支承元件54a、54b、54c、54d、54e、54f(例如,杆)。
133.图5a至图5f是支架的放大侧视图、俯视图或底视图的图示,该支架可以集成到vtol结构中或以其他方式与vtol结构连通,并且可以从vtol结构向外延伸,所述vtol结构例如(并且如附图所示)旋翼防护装置等。关于支架的形状和构造,附图是示例性的并且是非穷尽的。例如,虽然图5a、图5b、图5c、图5d、图5e和图5f中所示的支架基本上是线性的(例如,遵循沿着其长度的单个轴线),但根据本方面的支架可以有角度地偏离线性定向。另选地,第二协作稳定元件29可以包括不同形状的实心物体。另选地,第二协作稳定元件29可以包括在垂直定向元件的凹形的第一协作稳定元件内部旋转或滚动的圆形物体(例如,像轮子、滚子或轴承)。此外,第二协作稳定元件29和/或第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f的内表面可以包括低摩擦系数材料或材料涂层(例如,聚四氟乙烯(ptfe)),以促进第二协作稳定元件29沿第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f的长度并在第一协作稳定元件52a、52b、52c、52d、52e、52f的长度内的相对运动。
134.图5a示出了支架58a,支架58a包括终止于第二协作稳定元件29的支架第二端28b,第二协作稳定元件29具有用于与例如图4a至图4f所示类型的垂直定向元件上的凹形第一协作稳定元件接合“凸形”构造。图5b示出了支架58b,支架58b包括终止于第二协作稳定元件29的支架第二端28b,该第二协作稳定元件29具有用于与凹形第一协作稳定元件接合的“凸形”构造,支架58b包括终止于第二协作稳定元件29的支架第二端28b,该第二协作稳定元件29具有用于与凹形第一协作稳定元件接合的“凸形”构造,支架58b还包括弹簧元件57,该弹簧元件57可以根据本方面来消散在vtol降落和起飞期间可能发生的振动力和包括例
如冲击、接触等的其他力。通过在vtol起飞和降落期间消散或“吸收”力,添加弹簧元件57可以通过在起飞和降落等期间进一步稳定vtol来有利于本装置、系统和方法的性能。
135.图5c示出了支架58c,支架58c包括终止于第二协作稳定元件29的支架第二端28b,该第二协作稳定元件29具有用于与凹形第一协作稳定元件接合的“凸形”构造,其中支架58c还包括设置在弹簧壳体56内的弹簧元件57。
136.图5d示出了支架58d,支架58d包括终止于第二协作稳定元件29的支架第二端28b,第二协作稳定元件29具有用于与凹形第一协作稳定元件接合的“凸形”构造,支架58d还包括减震器55,该减震器55可以根据本方面来消散在vtol降落和起飞期间可能发生的振动力和包括例如冲击、接触等的其他力。
137.图5e示出了支架58e,支架58e包括终止于第二协作稳定元件29的支架第二端28b,该第二协作稳定元件29具有用于与凹形第一协作稳定元件接合的“凸形”构造,支架58e还包括伸缩部分59,伸缩部分59可被调节来更改支架的长度来定制vtol,以供与现有的具有不同尺寸和/或(例如,在起飞和降落期间vtol支架将接合到的)垂直定向支承元件之间的不同距离的降落装置和起飞装置一起使用。
138.图5f示出了支架58f,支架58f包括终止于第二协作稳定元件29的支架第二端28b,该第二协作稳定元件29具有用于与凹形第一协作稳定元件接合的“凸形”构造,支架58f还包括伸缩部分59,伸缩部分59与伸缩部分马达59a连通,伸缩部分马达59a可以(例如,当vtol飞行时等,远程地、实时地)驱动以更改长度或以其他方式调节支架,以进一步定制并增强vtol的多功能性和兼容性,以供与现有的具有不同尺寸和/或(例如,在起飞和降落期间vtol支架将接合到的)垂直定向支承元件之间的不同距离的降落装置和起飞装置一起使用。
139.图6a至图6e是接合的第一协作稳定元件和第二协作稳定元件的组件60a、60b、60c、60d和60e的代表性俯视放大图,其中变化的第一协作稳定元件62a、62b、62c、62d、62e(分别在图6a、图6b、图6c、图6d、图6e中示出)与vtol起降装置的垂直定向支承元件64a、64b、64c、64d、64e成一体或附连到垂直定向支承元件64a、64b、64c、64d、64e或以其他方式与垂直定向支承元件64a、64b、64c、64d、64e连通。第一协作稳定元件62a、62b、62c、62d、62e被示出为一种“凸形”固定装置。图6a至图6e还示出了vtol支架28的接合的第二协作稳定元件,该第二协作稳定元件与被示出为“凹形”固定装置的第二协作稳定元件69连通或成一体,该“凹形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联且对应的垂直定向支承元件64a、64b、64c、64d、64e的“凸形”第一协作稳定元件62a、62b、62c、62d、62e。图6a至图6e中所示的固定装置和元件的几何形状是代表性的并且是非穷尽的,具有用于垂直定向支承元件的附加几何形状(包括例如横截面几何形状、配合几何形状等)以及本方面所考虑的第一协作特征和第二协作特征。请注意,可以添加另外的加强件(未示出),以增加协作稳定元件在彼此之间滚动或滑动的能力,例如滚珠轴承、轮子、滚子、润滑剂等。
140.更具体地说,图6a示出了组件60a,其中vtol支架28与被示出为“凹形”固定装置的第二协作稳定元件29连通或成一体,该“凹形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件64a的“凸形”第一协作稳定元件62a。图6b示出了组件60b,其中vtol支架28与被示出为“凹形”固定装置的第二协作稳定元件29连通或成一体,该“凹形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件64b的“凸形”第一协作稳定元件62b。图6c示出了
组件60c,其中vtol支架28与被示出为“凹形”固定装置的第二协作稳定元件29连通或成一体,该“凹形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件64c的“凸形”第一协作稳定元件62c,其中弹簧元件63被定位在“凸形”第一协作稳定元件62c与相关联的垂直定向支承元件64c之间并与“凸形”第一协作稳定元件62c和相关联的垂直定向支承元件64c连通。弹簧元件63表示能够吸收或消散可能伴随地面效应湍流等的振动力或其他力的元件。弹簧元件可以是例如内部压缩弹簧、减震器、伸缩式延长器等及其组合。
141.图6d示出了组件60d,其中vtol支架28与被示出为“凹形”固定装置的第二协作稳定元件29连通或成一体,该“凹形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件64d的“凸形”第一协作稳定元件62d,其中垂直定向支承元件64d被示出为包括“i”梁构造。图6e示出了组件60e,其中vtol支架28与被示出为“凹形”固定装置的第二协作稳定元件29连通或成一体,该“凹形”固定装置的尺寸被设计成接合相关联的垂直定向支承元件64e的“凸形”第一协作稳定元件62e。
142.根据本方面,关于图6a至图6e中所示的组件,第一协作稳定元件可以从垂直定向支承元件向外延伸并且与垂直定向支承元件成一体。在垂直定向支承元件的第一协作稳定元件与vtol支架的第二协作稳定元件接合时,在操作中并且根据本方面,随着vtol在降落操作中继续下降,第二协作稳定元件的槽状功能可以用作引导以辅助在vtol降落期间沿垂直定向支承元件的长度向下到地平面的下降过程。
143.如本文所明确的,垂直定向支承元件的第一协作稳定元件和vtol支架的第二协作稳定元件的几何形状可以包括“凸形”或“凹形”构造,使得第一协作稳定元件和第二协作稳定元件可以在从当前公开的支承装置上升(例如,起飞)和下降(例如,降落)到当前公开的支承装置期间接合在一起,以形成连接定向并赋予vtol稳定特性。
144.根据本方面,图7a至图7f示出了与图5a至图5f中所描绘的那些类似的支架58a、58b、58c、58d、58e、58f的放大图,但是第二协作稳定元件69位于支架的支架第二端28b的终端,该终端现在被示为包括“凹形”第二协作稳定元件构造(而不是如图5a至图5f所示的“凸形”第二协作稳定元件29构造)。
145.类似于图5a至图5f,根据本方面,支架28被构造成根据本方面来消散在vtol降落和起飞期间可能发生的振动力和包括例如冲击、接触等的其他力。
146.根据本方面,第一协作稳定元件和第二协作稳定元件可以包括致动器和机构,以在协作稳定元件中实现一定程度的移动来促进第一协作稳定元件和第二协作稳定元件的接合,所述移动包括实时移动和响应于信号而移动(例如,具有“凹形”构造的协作稳定元件的移动以促进具有“凸形”构造的协作稳定元件的进入与接合)。例如,图8a至图8c示出了例如在vtol的降落操作期间支架的第二协作稳定元件的进展。
147.如图8a所示,支架28具有靠近支架第二端28b定位的第二协作稳定元件69,其中第二协作稳定元件69被示出为被致动到“打开”定向(例如,预期到vtol在降落机动期间接近垂直定向支承元件的第一协作稳定元件)。在图8b中,支架28的第二协作稳定元件69被示出为已移动到“部分闭合”定向(与图8a中所示的“打开”定向相比)。
148.图8c示出了处于“闭合”定向的支架28的第二协作稳定元件69。根据本方面,当vtol接近本文提出的起降装置时,信号被发送至vtol(例如,被发送到vtol的信号包括远程发送到vtol的信号、从vtol本身发送到致动设备的信号等)并由vtol接收,以致动支架的第
二协作稳定元件来打开或扩张第二协作稳定元件“凹形”固定装置,从而促进将第二协作稳定元件接合到本文提出的降落(和起飞)装置的垂直定向支承元件上的第一协作稳定元件。根据本方面,图8a至图8c中所示的第二协作稳定元件69可以是可调节抓握末端的形式,该可调节抓握末端还包括末端上的马达,或者末端可以与位于支架结构之上或之内的机械附接件和联动装置连通,其包括例如执行“抓握”的螺线管,并且可以负责操作末端来打开和/或关闭到变化和选择的程度。在另外的方面,马达、机械联动装置、电线等可以位于vtol中,其中位于vtol的马达与抓握末端等连通。
149.图9a至图9c示出了根据本方面的参与降落操作的vtol,其中vtol下降并进入vtol起降稳定装置附近。如图9a所示,随着vtol 40接近vtol起降稳定装置90a,vtol在降落期间按照以下方式来定向:使得vtol 40上的两个支架28移动到靠近位于垂直定向支承元件91的定向支承元件第二端91b处的第一协作稳定元件92的位置,从而将支架28的第二协作稳定元件69放置在与位于垂直定向支承元件91的第二端91b处的第一协作稳定元件92相接合的适当位置。图9a还示出了与靠近两个垂直定向支承元件第二端91b的两个垂直定向支承元件91接合的周向框架支承件93a,并且还示出了与靠近两个垂直定向支承元件第一端91a的两个垂直定向支承元件91接合的周向框架支承件93b。虽然接合可以是直接接合,但在图9a至图9c中,周向框架93a、93b被示出为接合框架独立附接件95,该框架独立附接件95继而与两个垂直定向支承元件第一端91a和垂直定向支承元件第二端91b接合或以其他方式连通。注意,所示的周向框架支承件93a和93b是圆形的,但是保持垂直起降稳定装置的形式和/或形状的任何框架支承件的形状都是可接受的。另选地,vtol起降稳定装置直接附接到地面或一些其他结构。
150.图9b中示出的vtol起降装置90b与(图9a中示出的)vtol降落装置90a类似,其中装置90b示出了附加周向框架支承件93c,该附加周向框架支承件93c大致位于周向框架支承件93a与周向框架支承件93b之间的中间,并且装置90b至少是出于暗示在目前考虑的装置中可以包括和存在任何数量的周向框架支承件的目的而示出的。图9b还示出了与周向框架支承件93a、93b、93c和垂直定向支承元件91接触的加强件94。图9b中以“虚线”示出的vtol表示处于降落过程中的vtol,并且以实线示出并绘制了位于地面16上的已经完成降落的vtol。
151.图9c是图9b所示的vtol起降装置90b的俯视图,具有图9b中所示的编号特征。根据本方面,图9a至图9c中所示的装置90a、90b可以通过增加vtol在起飞和降落期间的稳定性,并通过显著改善和/或消除地面效应湍流、因地面效应引起的vtol湍流旋转来促进vtol的降落和起飞,并且这种该装置促进由地面效应引起的再循环涡流的消散,其中湍流能量和效应从vtol转移到图9a至图9c所示类型的装置。
152.根据另外的本方面,图10a至图10c描绘了参与降落操作的vtol,类似于图9a至图9c中所示的那样,其中vtol 40下降并进入具有四个垂直定向支承元件91的vtol起降稳定装置100a、100b附近。如图10a所示,vtol 40接近vtol起降稳定装置100a,并且vtol 40在降落期间按照以下方式来定向:使得vtol 40上的四个支架28移动到靠近位于四个垂直定向支承元件91的第二端92b处的第一协作稳定元件92处的对齐位置,并处于vtol 40与装置100a之间的相对位置,以将支架28的第二协作稳定元件69放置在用于接合位于垂直定向支承元件91的第二端91b的适当位置。图10a还示出了与靠近四个垂直定向支承元件第二端
91b的四个垂直定向支承元件91接合的周向框架支承件93a,并且还示出了与靠近四个垂直定向支承元件第一端91a的四个垂直定向支承元件91接合的周向框架支承件93b。
153.图10b示出了与(图10a中所示的)vtol降落装置100a类似的降落装置100b,其中装置90b示出了附加周向框架支承件93c,该附加周向框架支承件93c大致位于周向框架支承件93a与周向框架支承件93b之间的中间,并且装置100b至少是出于暗示在目前考虑的装置中可以包括和存在任何数量的周向框架支承件的目的而示出的。而图10b未示出与周向框架支承件93a、93b、93c和垂直定向支承元件91接触的另外的加强件,考虑装置100a、100b包括图9a至图9c所示类型的附加支承件。图10b中以“虚线”所示的vtol表示处于降落过程中的vtol,并且以实线示出并绘制了位于地面16上的已经完成降落的vtol。
154.图10c是图10b所示的vtol起降装置100b的俯视图,具有图10b中所示的编号特征。根据本方面,图10a至图10c中所示的装置100a、100b可以通过增加vtol在起飞和降落期间的稳定性,并通过显著改善和/或消除地面效应湍流、因地面效应引起的vtol湍流旋转来促进vtol的降落和起飞,并且这种该装置促进由地面效应引起的再循环涡流的消散,其中湍流能量和效应从vtol转移到图10a至图10c所示类型的装置。虽然图10a至图10c示出了四个垂直定向支承元件,本方面考虑包括除了四个之外的选定数量的垂直定向支承元件。
155.在另外的本方面中,采用当前公开的vtol起降装置的方法、系统和装置可以包括平台以进一步增强赋予参与降落或起飞操作的vtol的稳定性。根据本方面,平台可以包括由可以是刚性或拉紧材料的材料制成的格栅,所述材料包括可以是刚性网状物材料并具有平均网规的网状物材料,使得格栅包括被选择成足够坚固以支承与格栅接触并由格栅支承的vtol重量的网状物材料。
156.图11a示出了已完成到装置110上的降落操作的vtol 40,其中vtol处在平台112上的适当位置。根据本方面,平台112由刚性和/或拉紧材料制成。根据另一方面,平台被构造成形成适于支承vtol 40重量的平台,其中刚性材料被构造成网格或网状物,使得来自vtol 40的气流至少在降落期间以基本上没有从平台引向vtol 40的地面效应的速率和程度穿过平台,并且至少在降落期间,平台不会以其他方式对装置112提供的vtol稳定性产生负面影响。
157.本方面考虑了可以由金属、塑料、树脂基复合材料、陶瓷、布及其组合制成的平台112。平台可以由导电材料制成,或者可以被涂敷或浸渍有导电材料或导电材料涂层等。
158.如图11a所示,vtol 40包括多个支架28(在图11a中示出为四个支架28),并且第二协作稳定元件29、69靠近垂直定向支承元件91的第二端91b的终端定位。如图11a进一步所示,与四个vtol支架28相关联的四个第二协作稳定元件69已接合与四个垂直定向支承元件91连通的四个第一协作稳定元件92。图11a还示出了与四个垂直定向支承元件91接合的周向框架支承件93b,所述垂直定向支承元件91靠近四个垂直定向支承元件第一端91a并且还靠近地面16。注意,周向框架支承件93b被示出为圆形,但是任何保持垂直起降稳定装置的形式和/或形状的框架支承的形状都是可接受的。
159.图11b是图11a所示的vtol起降装置110的俯视图,其中编号特征也如图11a所示并如本文所述。根据本方面,图11a、图11b中所示的装置110可以通过增加vtol在起飞和降落期间的稳定性,并通过显著改善和/或消除地面效应湍流、因地面效应引起的vtol湍流旋转来促进vtol的降落和起飞,并且这种该装置促进由地面效应引起的再循环涡流的消散,其
中湍流能量和效应从vtol转移到图11a、图11b所示类型的装置。虽然图11a、图11b示出了四个垂直定向支承元件,本方面考虑包括除了四个之外的选定数量的垂直定向支承元件。
160.根据其他另选的本方面,图12a、图12b和图12c示出了vtol起降稳定装置120的另选布置结构,其允许在垂直定向支承元件第一端上不存在第一协作稳定元件,并且进一步允许辅助和促进不包括从vtol延伸的支架(例如,支架从旋翼防护装置延伸)的vtol的起飞和降落。
161.图12a示出停置在装置120上的vtol 124,vtol 124包括类似于图11a至图11b中所示以及本文所述的元件,其中除了装置120包括平台112之外,平台112可以是网格/网状物平台,平台112还包括与平台112连通的至少一个保持器122,其中保持器122被构造成在vtol降落、停置和/或起飞操作期间可释放地接合vtol结构(例如,vtol降落支柱、降落滑架、起落架)。图12a还示出了与平台112接触的vtol。图12a还示出了具有垂直定向支承元件第二端91b的垂直定向支承元件91,该垂直定向支承元件第二端91b可以与平台的上表面基本齐平并且可以不延伸超出平台的上表面。此外,图12a示出了以下vtol 124,该vtol 124不包括从任何旋翼防护装置延伸并且以其他方式构造成接合装置120的任何结构的支架。
162.图12b是图12a中所示装置120的俯视图或顶视图,其中vtol 124(还在图12c中以侧视图中示出)靠近平台112定位,平台112包括保持器122,保持器122被构造成接合vtol 120的降落滑架128。虽然在图12b中未示出,在该另选方面,保持器还可以或另选地从vtol结构(例如,降落滑架等)延伸并且被构造成牢固地和可释放地接合平台112的网状物网格。此外,为一个或更多个保持器122赋予一定程度运动的马达、致动器、电子装置、信号发送器和接收器、机械机构等可以与装置120相关联和/或连通,并且如果一个或更多个保持器(未示出)与vtol成一体,则马达、致动器、电子装置、信号发送器和接收器、机械机构等可以位于vtol上以控制保持器的运动,所述运动包括被构造成可释放地接合vtol上的这种保持器与图12a、图12b中所示类型的平台的运动。
163.图12c是图12a所示装置120的侧视图,其中vtol 124(还以侧视图示出)靠近平台112定位,平台112包括保持器122,保持器122被构造成接合vtol 124的降落滑架128。虽然在图12c中未示出,在该另选方面,保持器还可以或另选地从vtol结构(例如,降落滑架等)延伸并且被构造成牢固地和可释放地接合平台112的网状物网格。此外,为一个或更多个保持器122赋予一定程度运动的马达、致动器、电子装置、信号发送器和接收器、机械机构等可以与装置120相关联和/或连通,并且如果一个或更多个保持器(未示出)与vtol成一体,则马达、致动器、电子装置、信号发送器和接收器、机械机构等可以位于vtol上以控制保持器的运动,所述运动包括被构造成可释放地接合vtol上的这种保持器与图12a、图12b和图12c中所示类型的平台的运动。
164.根据另外的本方面,图11a、图11b和/或图12a、图12b和图12c所示类型的平台还可以包括机械机构以致动本文所述类型的平台的运动。如图13所示,vtol起降装置130可以组合至少在图11a至图11b、图12a、图12b、图12c中所示的装置的各方面,并且还可以包括以下平台,该平台被构造成沿本文所述的所公开的vtol起降装置的垂直定向支承元件的长度纵向移动或转移通过各种选定的垂直位置和定位。如图13所示,包括在第二协作稳定元件69中终止的支架28的vtol 40被示出在起飞操作之前或被示出在降落操作完成时,使得vtol的第二协作稳定元件69中的每一者都与垂直定向支承元件91接合。vtol 40被示出为停置
在水平设置的平台112上,其中通过将能量和力从例如地面效应(至少部分地)转移到稳定装置130而显著改善或基本消除vtol上的(由vtol旋翼在起飞和/或降落期间生成的)失稳地面效应。
165.根据一个示例性起飞操作,根据本方面,来自动力源132的动力(例如,电力)可以被打开并被引导至驱动机构134,其中驱动机构134可以(如图13所示)位于与水平设置的平台112直接连通或以其他方式成一体。根据另选的本方面,至少部分驱动机构可以远离被定位成与平台112连通的驱动元件定位,但与所述驱动元件连通。当驱动机构被激活时,平台112可以移动(例如,降低、升高等)到期望高度(包括地平面)。驱动机构可以远离平台112定位但与平台112连通,其中驱动机构被构造成使平台112沿装置130的长度上升或下降以改变选定高度。vtol 40可以被定位在平台112上,其中支架28上的第二协作稳定元件69接合垂直定向支承元件91(例如,每个第二协作稳定元件69接合一个垂直定向支承元件91)。如果期望从地平面以外的高度起飞,则平台可以被引导到沿着装置130的长度的选定高度,该选定高度直到并包括这样的高度,即,该高度使得平台接近装置的最大高度,其中平台被驱动到接近垂直定向支承元件第二端91b占据的高度。然后可以激活vtol以进行起飞,其中vtol起飞稳定性显著增强,因为不期望的起飞地面效应被显著改善和/或显著消除。
166.根据示例性vtol降落协议,并且根据本方面,当vtol被引导至装置130时,来自动力源132的动力(例如,电力)可以被打开并引导至驱动机构134,以将平台112提升到装置130内的选定高度,以按稳定降落的方式容纳降落vtol,并具有改善或消除的地面效应。以与本文所述的降落协议类似的方式,引导vtol以将vtol支架28上的第二协作稳定元件69与第一协作稳定元件92对齐,该第一协作稳定元件92被定位成与装置130的垂直定向支承元件91成一体或靠近垂直定向支承元件91。当受控且稳定的降落完成后,vtol 40将安全地停置在平台112上,此时,在降落协议中,平台112中的驱动机构134可以手动或自动启动,以使平台从例如选定的平台降落高度下降选定的平台112的高度(该高度可以包括例如地平面)。
167.根据另外的方面,本文公开的本装置还可以包括引导件,该引导件可以附接到本装置的垂直定向支承元件第二端91b、与垂直定向支承元件第二端91b连通或以其他方式定位在垂直定向支承元件第二端91b附近。图14a、图14b、图14c、图15a、图15b、图16a、图16b示出了根据本方面的引导件的示例性变型,其可以被构造成进一步稳定vtol起飞和降落并且并入本文公开的装置、系统和方法中。引导件可以并入当前公开的任何vtol起降装置、系统和方法中。
168.如图14a所示,vtol起降装置140包括在本装置中呈现的许多特征,包括例如图10a中所示的装置100a。如图14a所示,引导件142在装置140的“顶部”,其中引导件第一端142a接触或以其他方式靠近垂直定向支承元件第二端141c定位,并且引导件第一端142a具有引导件第一端直径(d1)(参见图14c),引导件第一端直径(d1)可以基本上等于周向框架支承件93a的直径。引导件142还包括具有引导件第二端直径(d2)的引导件第二端142b(参见图14c),其中引导件第二端直径(d2)大于引导件第一端直径(d1)。参见图14c中引导件140的侧视图,示出了引导件第二端直径(d2)大于引导件第一端直径(d1)。
169.图14b是vtol起降装置140的俯视图,示出了引导件第一端142a和引导件第二端142b,其中vtol 20被“嵌套”在引导件140内,并且vtol 20参与降落或起飞协议。图14a和图
14b中所示的部件被标记为用于图10a中的装置100a,但图14a至图14c中示出的引导件142被理解为适用于本文公开的许多装置。当vtol起降装置包括周向框架支承件,例如,基本上为圆形的周向框架支承件93a时,如图14a所示的引导件142可以包括引导件第一端142a和引导件第二端142b,它们在几何形状上也基本上是圆形的。在这方面,并且如图14a至图14c所示,引导件可以具有截头圆锥形的整体几何形状。根据另外的方面,引导件几何形状可以“匹配”vtol起降装置的邻近引导件第一端142a定位的开口附近的几何形状。如图14a、图14b、图14c所示,引导件142的大体几何形状是圆形的,并且装置140的大体几何形状是管状的并且横截面也是大体圆形的。引导件142的引导件内表面142c可以结合凸起元件或浮雕元件,所示凸起元件或浮雕元件被用作如图14a、图14b、图14c种所示的“凹槽”或引导件内表面通道142d(例如,被构造成形成定向轨道等的引导件内表面通道),其中引导件被示出为圆锥形和“漏斗状”形状。
170.引导件内表面通道142d可以与第一协作稳定元件连通并且大体上与第一协作稳定元件对齐,并且凹槽可以通过将至少一个vtol第二协作稳定元件从引导件内表面通道142d馈送到与vtol起降装置的垂直定向支承元件连通的第一协作稳定元件来促进将vtol从引导件内的位置引导至第一协作稳定元件。
171.如图14a、图14b、图14c所示,第一协作稳定元件可以包括凹槽或凸起特征,其被构造成在引导件内表面中形成“定向轨道”或“定向通道”,使得定向轨道的尺寸可以被设计成适应支架的第二协作稳定元件的尺寸。随着vtol支架的第二协作稳定元件接合或以其他方式接触引导件内表面中的定向轨道,第二协作稳定元件(以及附接到第二协作稳定元件的vtol)从引导件被引导向下进入包括轨道或通道的第一协作稳定元件。
172.根据本方面,当本装置采用图14a、图14b、图14c中所示类型的引导件时,则更有利于针对vtol提供的降落协议。在使用vtol起降装置140的示例性降落协议中,vtol 20可以接近靠近引导件142顶部的区域,并且vtol可以进一步在飞行中基本居中以悬停在引导件上方。随着vtol下降到引导件中时,在支架28的外部终端处的第二协作稳定元件29可以与凹槽相关联并以其他方式至少部分插入凹槽中,这些凹槽被构造成形成定向轨道或定向通道,该定向通道或定向通道“馈入”沿着引导件142的内表面的内部轨道。由凹槽形成的引导件内表面通道142d可以沿着引导件142的引导件内表面142c定向,其中引导件内表面通道142d用作定向轨道,该定向轨道与垂直定向支承元件141上的垂直定向支承元件通道141c连通、与该垂直定向支承元件通道141c基本对齐、或者以其他方式馈入到该垂直定向支承元件通道141c中。一旦vtol的第二协作稳定元件29被插入第一协作稳定元件中或以其他方式与第一协作稳定元件定向,vtol就可以下降到地平面,其中原本会发生的干扰地面效应被显著改善或基本消除,因为湍流地面效应力从降落vtol转移到了装置140。
173.此外,vtol起降装置的外部几何形状和/或内部几何形状不必是大致圆形、大致管状、大致圆柱形等,只要vtol起降装置的内部纵向尺寸可以在尺寸上适应vtol的外部尺寸,该vtol的外部尺寸被设计用于从特定vtol起降装置起飞或降落到特定vtol起降装置中。
174.虽然图15a、图15b、图16a、图16b描绘了根据本方面的考虑的vtol起降装置的进一步示例性和非穷举构造,装置纵向“主体”或“滑槽”的整体几何形状(例如,大致矩形或“方形”)”被示出为与引导件的几何形状相匹配,并且应当理解,根据未示出的本方面,引导件几何形状可以不同于装置主体或“滑槽”几何形状,只要vtol起降装置的内部纵向尺寸装置
可以在尺寸上适应vtol的外部尺寸,该vtol的外部尺寸被设计用于从特定vtol起降装置起飞或降落到特定vtol起降装置中。
175.根据另外的本方面,图15a和图15b示出了vtol起降装置150,vtol起降装置150包括可以在装置150“顶部”的引导件152,其中引导件第一端152a接触或以其他方式定位在垂直定向支承元件第二端151b附近,并且引导件第一端152a具有可以基本上等于周向框架支承件的直径的引导件第一端宽度(w1)。引导件152还包括具有引导件第二端宽度(w2)的引导件第二端152b,其中引导件第二端宽度(w2)大于引导件第一端宽度(w1)。
176.引导件152的引导件内表面152c可以结合凸起元件或浮雕元件,该凸起元件或浮雕元件用作如图15a、图15b所示的“凹槽”或引导件内表面通道152d。引导件内表面通道152d可以由凹槽、凹部、凸起的浮雕区域等形成,这些凹槽、凹部、凸起的浮雕区域等可以沿着引导件152的引导件内表面152c定向,其中引导件内表面通道152d与垂直定向支承元件151上的垂直定向支承元件通道151c连通、与该垂直定向支承元件通道151c基本对齐、并且以其他方式馈入该垂直定向支承元件通道151c。
177.图15b是vtol起降装置150的俯视图,其示出了引导件第一端152a和引导件第二端152b,其中vtol 20被“嵌套”在引导件150内,并且vtol 20参与降落或起飞协议。图15a、图15b中所示的引导件152被理解为适用于本文公开的许多装置。
178.根据另外的本方面,图16a和图16b示出了vtol起降装置160,其包括可以在装置160“顶部”的引导件162,其中引导件第一端162a接触或以其他方式靠近垂直定向支承元件第二端161b定位,并且引导件第一端162a具有引导件第一端尺寸,该引导件第一端尺寸可以基本上等于由多个垂直定向支承元件第二端161b的位置共同形成的几何形状,使得引导件第一端162a由垂直定向支承件支承元件第二端161b支承。引导件162还包括具有引导件第二端宽度的引导件第二端162b,其中引导件第二端宽度大于引导件第一端宽度。
179.图16b是如图16a所示的vtol起降装置160的俯视图,并示出了引导件第一端162a和引导件第二端162b,其中vtol 20被“嵌套”在引导件160内,其中vtol20参与降落或起飞协议。图16a、图16b中所示的引导件162被理解为适用于本文公开的许多装置。
180.图16a、图16b还将引导件162示出为包括可以是刚性或拉紧网状物材料的引导件网状物材料164。可以按照以下方式选择引导件网状物材料,即,使得至少在vtol起飞和降落期间,随着vtol进入网状物引导件,来自vtol旋翼的气流以基本上没有从引导件表面朝向vtol 40引导回的地面效应的速率和程度穿过引导件网状物,并且至少在vtol起飞和降落期间,引导件不会以其他方式对由引导件162提供的vtol 20的稳定性产生负面影响。根据进一步的方面,高度穿孔材料可以用作引导件162的材料。
181.本方面考虑了可以由金属、塑料、树脂基复合材料、陶瓷、布及其组合制成的引导件142、152、162。引导件可以由导电材料制成,也可以涂敷或浸渍导电材料或导电材料涂层等。
182.图17、图18、图19和图20是概述根据本方面的方法的流程图。
183.如图17所示,公开了一种发射和降落垂直起降载具的方法1000,该方法1000包括提供1002垂直定向支承元件,该垂直定向支承元件具有第一端和第二端,垂直定向支承元件第一端靠近基部,垂直定向支承元件从垂直定向支承元件第一端延伸到垂直定向支承元件第二端,垂直定向支承元件第二端位于远离垂直定向支承元件第一端的选定距离处,垂
直定向支承元件包括第一协作稳定元件,并且第一协作稳定元件靠近垂直定向支承元件第二端定位。方法1000还包括:提供1004垂直起降载具,该垂直起降载具包括至少一个第二协作稳定元件,第二协作稳定元件的尺寸被设计成与第一协作稳定元件接合,并且接合1006垂直定向支承元件的第一协作稳定元件与垂直起降载具的第二协作稳定元件。
184.图18是包括图17中阐述的发射和降落垂直起降载具的方法1000的要素的流程图,图18的方法1100还包括在起飞和降落中的至少一者期间对垂直起降载具进行稳定1102。
185.图19是包括图17中阐述的发射和降落垂直起降载具的方法1000的要素的流程图,图19所示的方法1200还包括在垂直起降载具的起飞和降落期间限制1202垂直起降载具朝向和远离垂直定向支承元件的角运动和/或侧向运动。
186.图20是包括图17中阐述的发射和降落垂直起降载具的方法1000的要素的流程图,其中方法1300还包括至少在起飞和降落期间基本消除1302地面效应对vtol的影响,并且将由地面效应产生的能量和力传递到本公开的vtol起降装置。
187.当然,在不脱离本公开的实质特征的情况下,所呈现的方面可以以不同于本文具体阐述方式的方式来执行。本方面在所有方面都被认为是例示性的而不是限制性的,并且在所附权利要求的含义和等同范围内的所有变化都旨在被包含在其中。
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