用于無人機遞送的著陸墊的制作方法
【專利摘要】一種接收和儲存由無人機遞送的包裹的著陸墊正在等待由飛行器拾取。著陸墊可以放置在窗戶之外，并且可以包括發(fā)射器，所述發(fā)射器經(jīng)由無線電頻率發(fā)出識別信號以幫助飛行器找到所述著陸墊。著陸墊包括著陸平臺以及通向儲存室的活板門?；畎彘T可被構(gòu)造成僅在收到來自授權(quán)的飛行器的信號時打開。儲存室可經(jīng)由可包括鎖定機構(gòu)的儲存室門而進入。貯藏室可以是氣候控制的。著陸墊還可以具有發(fā)出聲音以防止動物停留在著陸墊上或附近的發(fā)射器。著陸墊還可以包括太陽能發(fā)電機作為電能來源。
【專利說明】用于無人機遞送的著陸墊
[0001 ]本申請涉及2014年I月2日提交的美國臨時申請序列號為N0.61/923，207的標(biāo)題為“用于接收來自無人機的包裹的著陸墊(LandingPadForRecei VingPackagesFromUnmannedAerial Vehicles)，，并要求其優(yōu)先權(quán)。該‘207臨時申請在此通過引用整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及經(jīng)由無人機也常常被稱為遙控飛機發(fā)送/接收包裹的著陸塾的使用。一個實施例涉及將所述設(shè)備安裝在窗戶中，以便可由居住在高層的住戶使用。
【背景技術(shù)】
[0003]網(wǎng)上或遠程購物在過去十年中已經(jīng)迅速發(fā)展，目前占售出品的8%以上，銷售額在2012年高達$2260億，并預(yù)計到2016年攀升至$3270億。遠程購物提供了許多好處，包括:允許客戶從世界上幾乎任何地方的店購物;消除了從傳統(tǒng)零售店位置進行運輸、儲存和銷售的相關(guān)成本;并允許制造商和分銷商到達更大的目標(biāo)市場。隨著網(wǎng)絡(luò)星期一 (CyberMonday)的發(fā)展，網(wǎng)購或遠程購物的增長趨勢已明確增加。
[0004]然而，盡管有這些優(yōu)點，遠程購物并不是沒有缺點。這些缺點中最突出的是購買物品和使其送達之間的滯后時間。除了可以在互聯(lián)網(wǎng)上下載的數(shù)字產(chǎn)品外，大部分遠程購買的商品需要被遞送到用戶的家或公司。這通常需要數(shù)天，甚至數(shù)星期，并承擔(dān)傳統(tǒng)包裹遞送的內(nèi)在成本、危險和障礙。時限和距離的變化是由于當(dāng)前物流和運輸模式的固有缺點。
[0005]多家公司正嘗試通過在某些城市提供當(dāng)天送達來使購買和遞送之間的延遲減到最小。然而，這成本很高并且效率很低，因為它需要大量的待命人員在商品被購買時出行遞送商品。這不僅增加了遞送成本，而且還增加了交通擁堵和碳排放量，因為有更多的人出行做遞送。
[0006]不具有常規(guī)當(dāng)天送達的缺點的改進的遞送服務(wù)的一個建議是，利用無人駕駛的飛行器/無人機。低飛的無人機，如四軸飛行器和八旋翼飛行器(octocopters)可以被用來自遠程操作員的全球定位系統(tǒng)技術(shù)、遙測、元數(shù)據(jù)和/或命令來攜帶中小型包裹并將中小型包裹直接遞送到已知位置。一旦購買，這些無人機保證會比人遞送更具成本效益，并很可能更快，因為它們能夠繞過交通，并且不局限于遵循鋪設(shè)的道路。
[0007]隨著消費者對當(dāng)天送達的需求增加，無人機將迅速成為許多遞送服務(wù)和企業(yè)的可行技術(shù)。實施無人機的公司將以更少的開銷、更低的成本比使用常規(guī)遞送方法的公司達到更大的市場。
[0008]盡管具有許多優(yōu)點，使用無人機來遞送包裹的潛在問題之一是，它們的使用會增加包裹盜竊。這個問題是由于無人機從地面可見并且通常具有比傳統(tǒng)的卡車遞送更短的范圍。潛在的盜賊將能夠跟隨無人機到其目的地，并在無人機離開收件人的家門口后盜竊包裹。
[0009]當(dāng)包裹的目的地是具有高密度人口的區(qū)域時，使用無人機遞送包裹產(chǎn)生了另一問題。在容納數(shù)千住戶和繁忙街道的高層建筑區(qū)域，包裹根本不能被留在建筑物前方。這不僅鼓勵盜竊，還將產(chǎn)生公共安全隱患，因為門和街道會很快被堵塞。目前，處理這個問題是通過為建筑物設(shè)一門衛(wèi)來為該建筑的住戶接收包裹。然而，這種當(dāng)前設(shè)置不能使用無人機，因為無人機不能打開門或按門鈴。
[0010]利用無人機遞送包裹的另一個問題是障礙，例如低掛的樹枝或有遮蓋的門廊，障礙會讓遞送操作性很低，即使不是不可能將貨物遞送到地面水平亦是如此，并且將產(chǎn)生諸多不確定性，導(dǎo)致由于無人機上需要更多傳感器而使遞送更昂貴，或者使特定區(qū)域不能夠接收遞送。這些問題中的許多問題在無人機到達遞送位置之前不會知道，使得問題更復(fù)雜。[0011 ] 隨著亞馬遜宣布亞馬遜PrimeAir無人機遞送的標(biāo)準(zhǔn)形式，其它遞送服務(wù)將很快開始采用遞送的新形式。通過改革遞送服務(wù)的能力，當(dāng)務(wù)之急是開發(fā)適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施以確保成功實施無人機遞送。需要的是一種從無人機接收包裹并安全防盜的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]具有安全儲存室或箱的著陸墊可以用來為無人機提供方便且安全的地方以遞送和/或拾取包裹。著陸墊可構(gòu)造成裝配到標(biāo)準(zhǔn)窗戶中，使得更容易接近無人機，并且不易被盜。著陸墊也可以構(gòu)造成獨立的，設(shè)置在屋頂或在地上。
[0013]無人機著陸墊可以類似基于可調(diào)窗戶的空調(diào)裝置一樣固定到標(biāo)準(zhǔn)尺寸的窗戶。在一些實施例中，著陸墊可以具有適當(dāng)?shù)目烧{(diào)節(jié)性以滿足更多不同的窗戶尺寸。面向建筑內(nèi)的部分可具有數(shù)字界面以及通向可鎖定的腔室的門。然后，著陸墊從窗向外伸出；產(chǎn)生用于無人機著陸的平臺以及在包裹被遞送時和/或被拾取之前固定包裹。
[0014]著陸墊被安裝到建筑的方法包括但不限于:架;粘合劑;磁鐵;或?qū)⒅憠|固定到建筑物的其它方法。隨著具有關(guān)于外部硬件的嚴(yán)格的法規(guī)和規(guī)章的許多大型建筑和高級公寓/公寓樓的開發(fā)，將所述墊安裝和固定到窗戶的方法可以有上面列出的選擇，以允許最大數(shù)量的人從這項技術(shù)中獲益。
[0015]在一些實施例中，著陸墊的(多個)外表面可以包括LED或(多個)其它顯示面板。這允許著陸墊顯示信息如時間、廣告和/或裝飾特征。在一些實施例中，多個著陸墊可放置在同一建筑上并聯(lián)網(wǎng)以共同產(chǎn)生視覺設(shè)計，非常類似于高層建筑經(jīng)常被黑掉某些窗戶來形成文字和/或設(shè)計。
[0016]著陸墊的動力可來自太陽能、電池能量、墻壁插座的電能或任何其它輸送能量的方法，包括但不限于所列出的動力源的組合。
[0017]在一些實施例中，著陸墊可以作為無人機的充電站?？梢允褂糜糜诟淖儫o人機的各種方法，包括感應(yīng)充電，和/或直接允許無人機插入到著陸墊中。通過允許無人機在著陸墊充電，無人機將能夠進行長途行程和/或攜帶更重的負載。
[0018]在一個實施例中，著陸墊包括發(fā)射器，其通過無線電頻率發(fā)射唯一的的ID以幫助無人機識別它。在識別著陸墊后，無人機行進到從窗戶伸出的著陸平臺，著陸并釋放其包裹。收到來自無人機的包裹已送達的信號的著陸墊打開著陸平臺上的活板門以使包裹進入儲存室。在一個替代實施例中，活板門在包裹實際送達之前打開，以減少包裹被從著陸平臺內(nèi)的安全位置排出或移除的機會。
[0019]位于著陸墊上的儲存門通向建筑內(nèi)并允許訪問儲存室。在一些實施例中，儲存門包括一個鎖以減少包裹被盜的機會。鎖可以通過數(shù)字方式例如密碼、代碼或生物掃描如指紋識別或視網(wǎng)膜掃描來打開;或鎖可以通過機械裝置如鑰匙打開。打開鎖定的儲存室可以通過設(shè)備本身發(fā)生，或者可以例如通過智能電話基于可以遠程配置、固定或打開所述設(shè)備的應(yīng)用程序來遙控打開。
[0020]可包括在所述設(shè)備的設(shè)計和方法中的一個選擇性特征是除了設(shè)備自身上的信號或集成到家庭智能系統(tǒng)的信號之外還通過短信或電郵通知的方法告知收件人包裹送達。
[0021]另一個可選特征是著陸墊可氣候控制?？煽刂频膬Υ媸业母鞣N元件包括但不限于溫度、濕度和光設(shè)置?？梢允褂脗鹘y(tǒng)的氣候控制機制，包括空調(diào)、電和氣體加熱器、紅外線加熱器、除濕器和/或增濕器。在一些實施例中，可以使用各種絕緣材料來使著陸墊更有效。
[0022]在至少一個實施例中，著陸墊可配置成基于被投放和/或拾取的物品來改變器儲存箱的氣候。例如，在一些情況下，如果要投放應(yīng)保持溫暖的物品，如比薩餅，著陸墊可配置成保持所述儲存箱溫暖以使該物品在收件人到家時是準(zhǔn)備好的。同樣，當(dāng)投放應(yīng)保持低溫的物品例如某些藥品時，儲存箱可以保持低溫。在其它或相同的實施例中，儲存箱可以從包括但不限于用戶、網(wǎng)絡(luò)和/或無人機的多個來源接收關(guān)于待投放的物品的信息。
[0023]在一些實施例中，著陸墊可配置成基于用戶輸入調(diào)節(jié)氣候。例如，在一個實施例中，冷凍食品可在收件人在上班的上午投放。已經(jīng)收到食物的著陸墊可以保持食物冷藏直到用戶到家，或用戶通過物理信號和/或電信號告知著陸墊應(yīng)加熱該食物。這樣，可以在收件人到家前遞送、儲存和烹飪冷藏食品。
[0024]在一些實施例中，著陸墊可構(gòu)造成減小風(fēng)的阻力，以防止它在強風(fēng)中分離。在其它或相同實施例中，著陸墊可配置成當(dāng)不使用時折疊在窗戶內(nèi)以減小風(fēng)的阻力。
[0025]著陸墊可以由各種材料制成，包括但不限于鋁、不銹鋼、碳纖維和其它防銹材料。儲存室的內(nèi)部可以由抗菌材料制成，以防止霉菌生長并保持食品衛(wèi)生。
【附圖說明】
[0026]圖1是著陸墊的側(cè)視圖。
[0027]圖2是圖1中的著陸墊的后視圖。
[0028]圖3是圖1中的著陸墊的俯視圖。
[0029]圖4是圖1中的著陸墊的仰視圖。
[0030]圖5A、5B和5C示出了無人機的遞送階段。
[0031]圖6A和6B示出了包裹實際遞送到著陸墊。
[0032]圖7A、7B和7C示出了著陸墊的使用。
【具體實施方式】
[0033]圖1、2、3和4不出了相同的著陸墊I的各種視角。
[0034]圖1是著陸墊I的側(cè)視圖。著陸墊I設(shè)計成插入到窗戶中，很像窗式空調(diào)，著陸平臺2和儲存室3的大部分伸出窗外。這樣，無人機可以降落在著陸平臺2上并將其包裹投放到儲存室3中。然后用戶可以通過通向室內(nèi)的儲存門10(見圖2)取出包裹。
[0035]著陸平臺2和儲存室3通過支架4支承，該支架可以附接到建筑物的外部?？蛇x的應(yīng)答器(未示出)可以使用無線電頻率來發(fā)射對應(yīng)于著陸墊I的唯一 ID以與GPS—起幫助無人機找到著陸墊I。這個應(yīng)答器可以與其它電子設(shè)備被容納在電子設(shè)備外殼5中。
[0036]在一些實施例中，儲存室3包括傳送帶(未示出)，該傳送帶在包裹已送達之后使包裹朝窗戶(未示出)移動，和/或當(dāng)包裹被無人機拾取時使包裹遠離窗戶移動。在一些實施例中，儲存室3具有液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)可以使儲存室3的地板或整個儲存室傾斜，以幫助將任何包裹朝向和/或遠離窗戶移動。
[0037]在一些實施例中，儲存室3可以可膨脹以允許更大的包裹，并且在不使用儲存室3時減少風(fēng)的阻力。
[0038]圖2示出著陸墊I的后視圖，如建筑物內(nèi)的用戶可以看到的視圖。儲存門10通向室內(nèi)，但是它也可以推入儲存室3，并允許訪問儲存室3。
[0039]可選的鎖6可施用到儲存門10以增加安全性。鎖6可以是機械的、電子的或兩者兼有，并且可以通過物理物體如鑰匙、鑰匙卡、指紋(或其它生物標(biāo)識)，通過例如經(jīng)由鍵盤或語音識別器提供密碼，或通過物理物體和密碼兩者的組合而被打開。如果著陸墊I安裝在面向共用的房間如公寓的走廊或大廳的窗戶時，鎖6時特別有用。
[0040]可以想象大型的摩天大樓具有專用于無人機遞送的樓層，住戶在樓層中安裝有個人的著陸墊。如果不想著陸墊I擋住私人窗戶的風(fēng)景，或者如果在高樓中對有效的無人機遞送而言住得過高或過低，可以選擇這種類型的設(shè)置。
[0041]圖3是著陸墊I的俯視圖。圖3示出了著陸平臺2上的活板門8，該活板門在無人機將包裹留在著陸平臺I上時通向儲存室?；畎彘T8可以彈簧加載并通過重力激活。但是，這可導(dǎo)致問題，因為它會允許動物如鳥類或松鼠激活活板門8并找到方法進入用戶家中。此外，輕質(zhì)的包裹可能重量不足以打開活板門8。最后，假設(shè)著陸墊I可以很容易地接近，如果活板門8被允許自由擺動打開，盜賊很容易從儲存室3盜竊。
[0042]為了解決這些問題，活板門8可以配置成僅通過磁場和/或機械裝置被打開。在一個實施例中，遞送包裹的無人機發(fā)送包裹在著陸平臺2上并且可以安全打開活板門8的信號到著陸墊I。該信號由電氣設(shè)備外殼5中的接收器(未不出)接收，活板門8打開并且一旦包裹處于儲存室3內(nèi)則關(guān)閉。
[0043]在一些實施例中，在著陸墊和無人機之間發(fā)送的信號被加密以防止盜賊破解和復(fù)制這些信號。
[0044]圖3還示出了可選的太陽能板7。雖然著陸墊I可通過多種方式，例如傳統(tǒng)的從房屋延伸電線或電池供給動力，太陽能板7由于多種原因而成為高效動力源。其一，太陽能板7在很多情況下可以整天接收太陽光，因為它位于室外。此外，著陸墊I大部分時間一一除了無人機接近或被用戶接合時從應(yīng)答器發(fā)送唯一的ID—一休眠，并且不需要大量的動力。
[0045]省去對外接電源的需要允許在附近沒有電源插座的區(qū)域更方便地安裝。
[0046]著陸墊I也可包括電氣設(shè)備外殼5中的設(shè)備，其發(fā)送驅(qū)趕動物離開著陸墊I的頻率。這會防止動物停留在著陸墊I上或附近。
[0047]圖4是著陸墊I的仰視圖。其示出電子設(shè)備外殼5和儲存室3。
[0048]圖5A、5B和5C示出了無人機遞送方法的步驟。圖5A示出了中繼或儲存適當(dāng)數(shù)據(jù)的無人機20攜帶包裹25離開分配設(shè)施22(見圖6A)。
[0049]圖5B示出了在行進到收件人位置30時，無人機20將進行著陸墊I的適當(dāng)識別，并成功交換憑據(jù)之后，靠近著陸墊1(見圖6A，6B，7A，7B和7C)和遞送包裹。圖5C顯示無人機20返回行進到下一目標(biāo)40，無論該目標(biāo)是初始的分配設(shè)施22或是其它地點。
[0050]圖6A和6B示出在無人機20與著陸墊I之間成功交換憑據(jù)以及隨后的無人機20向著陸墊I靠近時著陸墊I的功能。
[0051 ]圖6Aa示出無人機20在著陸平臺2上著陸。然后，無人機20釋放包裹25，如圖6B所示，并繼續(xù)朝下一目的地40(未示出)行進。包裹留在著陸平臺2上直到活板門8打開。
[0052]圖7A、7B和7C示出了在從無人機20成功遞送之后包裹25被留在著陸平臺2上的步驟(見圖7A)，包裹25經(jīng)由活板門8進入儲存室3(見圖7B)，包裹25被用戶經(jīng)由儲存門10移除(見圖7C)。
[0053]無論是否由無人機20通知或是否經(jīng)由內(nèi)部傳感器感測到包裹，著陸墊I一一注意，包裹25在著陸平臺2上——打開活板門8，導(dǎo)致包裹25落到儲存室3內(nèi)。在一些實施例中，在包裹25被送達之前，從收件人和/或著陸墊所有者取得簽名。此簽名可以物理地和/或例如經(jīng)由電郵授權(quán)而電子地取得。這種更高的安全級別允許多個不相關(guān)的個人使用單個著陸墊而不懼怕其他人收到貴重的和/或私人的包裹。
[0054]在一些實施例中，著陸墊配置成與應(yīng)用程序一起使用，該應(yīng)用程序可以在除了其他的之外的智能電話、平板電腦、手提電腦和/或個人計算機上運行。在一些實施例中，應(yīng)用程序確認包裹送達和/或拾取。該應(yīng)用程序還可以允許個人為送達和/或拾取簽名。在一些實施例中，該應(yīng)用程序也允許用戶修改著陸墊上的各種設(shè)置，例如其內(nèi)部氣候。
[0055]在一些實施例中，借助于短信、電郵或智能手機應(yīng)用程序上的通知以及著陸墊I上的LED或數(shù)字顯示來向收件人發(fā)送成功投遞的通知。
[0056]圖7C示出了收件人解鎖和打開儲存門10并從儲存室3移除包裹25。
[0057]雖然示出和描述了本發(fā)明的特定元件、實施例和應(yīng)用，但應(yīng)理解，本發(fā)明并不局限于此，因為可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下做出修改，特別是在前面的教導(dǎo)下。
【主權(quán)項】
1.著陸墊，包括: (a)著陸平臺；和 (b)儲存室， 其中，所述著陸平臺包括處于常閉位置的活板門，當(dāng)活板門打開時暴露所述儲存室的內(nèi)部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的著陸墊，其中，所述著陸墊配置成放置在住宅的窗戶中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的著陸墊，還包括儲存室門，其中，所述儲存室門連接到所述儲存室。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的著陸墊，還包括儲存門鎖，其中，所述儲存門鎖構(gòu)造成將所述儲存門偏壓至關(guān)閉位置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的著陸墊，其中，所述儲存門鎖是電子鎖。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的著陸墊，其中，所述儲存門鎖是機械鎖。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的著陸墊，還包括能夠發(fā)射可由與所述著陸墊相關(guān)聯(lián)的接收器識別的信號的發(fā)射器。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的著陸墊，其中，所述識別發(fā)射器設(shè)置在電子設(shè)備外殼中。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的著陸墊，其中，所述電子設(shè)備外殼位于所述著陸平臺下方。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的著陸墊，還包括能夠連接至電源插座的電源線。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的著陸墊，還包括電池。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的著陸墊，還包括太陽能發(fā)電機。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的著陸墊，還包括聲音發(fā)射器。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的著陸墊，其中，來自所述聲音發(fā)射器的發(fā)射物能夠阻止野生動物。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的著陸墊，其中，所述野生動物是鳥類。16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的著陸墊，其中，所述儲存室是氣候控制的。17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的著陸墊，其中，所述著陸墊基本上由防銹材料制成。18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的著陸墊，其中，所述儲存室具有傳送帶。19.一種通過能夠發(fā)射可由與著陸墊相關(guān)聯(lián)的接收器識別的信號的飛行器遞送包裹的方法，該方法包括: (a)用所述包裹裝載所述飛行器； (b)使用全球定位系統(tǒng)設(shè)備將所述飛行器導(dǎo)航到包括所述接收器的著陸墊； (C)當(dāng)所述接收器收到所述信號時打開與所述著陸墊相關(guān)聯(lián)的常閉活板門，所述活板門在打開時暴露儲存室的內(nèi)部； (d)致動與所述飛行器可操作地關(guān)聯(lián)的機構(gòu)以使所述包裹傳送到所述儲存室。
【文檔編號】A47G29/14GK105848533SQ201480071450
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月31日
【發(fā)明人】雷恩·威爾士, 亞歷山大·J·菲爾茨
【申請人】布萊克耐特控股有限責(zé)任公司