用于飛行器的基于路徑的功率產(chǎn)生控制的制作方法
【專(zhuān)利摘要】在此描述的方法和系統(tǒng)涉及用于飛行器的功率產(chǎn)生控制。示例方法可以包括在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著第一飛行路徑操作飛行器以產(chǎn)生功率。所述第一飛行路徑可以包括允許飛行器產(chǎn)生功率的基本上圓形路徑。在飛行器處于側(cè)風(fēng)飛行取向下的同時(shí)，所述方法可以包括確定減小正由飛行器產(chǎn)生的功率，并響應(yīng)于該確定，確定第二飛行路徑，在飛行器在該第二飛行路徑上操作時(shí)，該第二飛行路徑減小由飛行器產(chǎn)生的功率。一旦確定，飛行器可以基本上沿著第二飛行路徑操作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于飛行器的基于路徑的功率產(chǎn)生控制
技術(shù)領(lǐng)域
【背景技術(shù)】
[0001]除非在此另有所指，在這個(gè)部分中描述的材料并不是針對(duì)本申請(qǐng)的權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)，并且也并非通過(guò)包括在這個(gè)部分中而被承認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)。
[0002]電力產(chǎn)生系統(tǒng)可以將化學(xué)和/或機(jī)械能(例如，動(dòng)能)轉(zhuǎn)變成電能，用于各種用途， 如電器系統(tǒng)。作為一個(gè)示例，風(fēng)能系統(tǒng)可以將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在此描述了用于管理在側(cè)風(fēng)取向下操作的飛行器的功率產(chǎn)生的方法和系統(tǒng)。有益地是，在此描述的實(shí)施方式可以通過(guò)在飛行器操作時(shí)快速減少由飛行器產(chǎn)生的功率來(lái)緩解飛行器的部件的過(guò)熱。此外，在此描述的實(shí)施方式在飛行器處于側(cè)風(fēng)飛行中操作時(shí)有助于減小功率輸出中的波動(dòng)。
[0004]在一個(gè)方面，一種方法可以涉及在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著第一飛行路徑操作飛行器以產(chǎn)生功率。第一飛行路徑可以通過(guò)系繩限制，該系繩限定了具有基于系繩的長(zhǎng)度的半徑的系繩球體。飛行器可以通過(guò)所述系繩聯(lián)接到地面站。第一飛行路徑可以基本上在系繩球體上并可以包括基本上圓形路徑，所述基本上圓形路徑允許飛行器產(chǎn)生功率。所述方法也可以涉及:在飛行器處于側(cè)風(fēng)飛行取向下的同時(shí):確定減小被飛行器產(chǎn)生的功率并響應(yīng)于該確定，確定不同的第二飛行路徑，該第二飛行路徑減小在飛行器在該第二飛行路徑上操作時(shí)由飛行器產(chǎn)生的功率。第二飛行路徑可以基本上在系繩球體上。該方法可以進(jìn)一步包括基本上沿著第二飛行路徑操作飛行器。
[0005]在另一方面，一種系統(tǒng)可以包括聯(lián)接到地面站的系繩、飛行器和控制站。所述飛行器可以聯(lián)接到系繩。飛行器可以被構(gòu)造成在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著第一飛行路徑操作以產(chǎn)生功率。第一飛行路徑可以被系繩限制，該系繩限定了系繩球體，該系繩球體具有基于系繩的長(zhǎng)度的半徑。第一飛行路徑可以基本上在系繩球體上，并可以包括允許飛行器產(chǎn)生功率的基本上圓形路徑。所述控制系統(tǒng)可以配置為:確定減小由飛行器產(chǎn)生的功率并響應(yīng)于該確定，確定不同的第二飛行路徑，該第二飛行路徑將減小當(dāng)飛行器在第二飛行路徑上操作時(shí)由飛行器產(chǎn)生的功率。所述第二飛行路徑可以基本上在系繩球體上。所述控制系統(tǒng)可以進(jìn)一步配置為促使飛行器基本上沿著第二飛行路徑操作。
[0006]在另一方面，一種系統(tǒng)可以包括聯(lián)接到地面站的系繩、聯(lián)接到系繩的飛行器和控制系統(tǒng)。所述飛行器可以被構(gòu)造成在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著第一飛行路徑操作以產(chǎn)生功率。第一飛行路徑可以由系繩限制，所述系繩限定了系繩球體，該系繩球體具有基于系繩的長(zhǎng)度的半徑。第一飛行路徑可以基本上在系繩球體上并可以包括允許飛行器產(chǎn)生功率的基本上圓形路徑。所述控制系統(tǒng)可以配置成確定飛行器所產(chǎn)生的功率大于飛行器的額定功率。飛行器的額定功率可以限定飛行器的最大功率?？刂葡到y(tǒng)也可以配置成響應(yīng)于所述確定，確定不同的第二飛行路徑，該第二飛行路徑減小在飛行器在所述第二飛行路徑上操作時(shí)由飛行器產(chǎn)生的功率。所述第二飛行路徑可以基本上在系繩球體上。
[0007]在仍另一方面，一種系統(tǒng)可以包括用于在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著第一飛行路徑操作飛行器以產(chǎn)生功率的裝置。所述第一飛行路徑可以被系繩限制，所述系繩限定了系繩球體，該系繩球體具有基于所述系繩的長(zhǎng)度的半徑。所述飛行器可以通過(guò)所述系繩聯(lián)接到地面站。所述第一飛行路徑可以基本上在所述系繩球體上并可以包括基本上圓形路徑， 該基本上圓形路徑允許飛行器產(chǎn)生功率。所述系統(tǒng)也可以包括如下裝置，該裝置用于在所述飛行器處于側(cè)風(fēng)飛行取向下的同時(shí):確定由所述飛行器產(chǎn)生的功率，并響應(yīng)于該確定，確定不同的第二飛行路徑，該第二飛行路徑減小在飛行器在該第二飛行路徑上操作時(shí)由所述飛行器產(chǎn)生的功率。所述第二飛行路徑可以基本上在系繩球體上。所述系統(tǒng)還可以包括用于基本上沿著第二飛行路徑操作飛行器的裝置。
[0008]通過(guò)適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D閱讀下面的詳細(xì)描述，這些以及其他方面、優(yōu)點(diǎn)和替代方式將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言變得明顯。【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1示出根據(jù)示例實(shí)施方式的空中風(fēng)力渦輪機(jī)(AWT)。
[0010]圖2是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的AWT的部件的簡(jiǎn)化方塊圖。
[0011]圖3A和3B示出根據(jù)示例實(shí)施方式的從懸停飛行向側(cè)風(fēng)飛行轉(zhuǎn)換的飛行器的示例。
[0012]圖3C示出根據(jù)示例實(shí)施方式的在系繩球體內(nèi)從懸停飛行向側(cè)風(fēng)飛行轉(zhuǎn)換的飛行器的示例。
[0013]圖4是根據(jù)示例實(shí)施方式的方法的流程圖。
[0014]圖5A和5B示出根據(jù)示例實(shí)施方式的從第一飛行路徑向第二飛行路徑轉(zhuǎn)換的飛行器的示例?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]在此描述示例性方法和系統(tǒng)。應(yīng)該理解的是詞匯“示例性”在此使用意味著作為一個(gè)示例、例子或說(shuō)明。在此描述為“示例性的”或“說(shuō)明性的”的任何實(shí)施方式或特征不必理解為與其他實(shí)施方式或特征相比是優(yōu)選的或有利的。更總地來(lái)說(shuō)，在此描述的實(shí)施方式不意在限制。將容易理解的是所公開(kāi)的方法和系統(tǒng)的特定方面能夠以各種不同構(gòu)造來(lái)布置和組合，所有這些在此可以構(gòu)想到。
[0016]概述
[0017]說(shuō)明性實(shí)施方式涉及飛行器，該飛行器可以用于風(fēng)能系統(tǒng)，如空中風(fēng)力渦輪機(jī) (AWT)。具體地，說(shuō)明性實(shí)施方式可以涉及或采取用于將飛行器在特定飛行模式之間轉(zhuǎn)換的方法和系統(tǒng)的方式，該特定飛行模式促進(jìn)動(dòng)能向電能的轉(zhuǎn)變。
[0018]作為背景，AWT可以包括在諸如基本上圓形路徑的路徑中飛行的飛行器，以將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能。在說(shuō)明性實(shí)現(xiàn)方式中，飛行器可以通過(guò)系繩連接到地面站。在被栓系的同時(shí)，飛行器能夠(i)在一定范圍高度處并基本上沿著路徑飛行，并返回到地面，以及(ii)將電能通過(guò)系繩傳遞到地面站。(在一些實(shí)施方式中，地面站可以將電力傳遞到飛行器，用于起飛和/或著陸)。
[0019]在AWT中，當(dāng)風(fēng)不能進(jìn)行功率產(chǎn)生時(shí)，飛行器可以安置在地面站(或棲息處)內(nèi)和/或上。當(dāng)風(fēng)可進(jìn)行功率產(chǎn)生時(shí)，如當(dāng)在200米(m)的高度處風(fēng)速可以為3.5米每秒(m/s)時(shí)，地面站可以部署(或發(fā)射)飛行器。另外，當(dāng)飛行器被部署且風(fēng)不能進(jìn)行功率產(chǎn)生時(shí)，飛行器可以返回地面站。
[0020]此外，在AWT中，飛行器可以被構(gòu)造用于懸停飛行和側(cè)風(fēng)飛行。側(cè)風(fēng)飛行可以用于在運(yùn)動(dòng)中行進(jìn)，如基本上圓形運(yùn)動(dòng)，并由此可以是用于產(chǎn)生電能的初級(jí)技術(shù)。懸停飛行進(jìn)而可以由飛行器使用，以使其自身準(zhǔn)備和定位用于側(cè)風(fēng)飛行。具體地，飛行器可以至少部分基于懸停飛行升高到用于側(cè)風(fēng)飛行的位置。此外，飛行器可以通過(guò)懸停飛行起飛和/或著陸。
[0021]在懸停飛行中，飛行器的主翼的翼展可以基本上平行于地面取向，并且飛行器的一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)器可以導(dǎo)致飛行器在地面之上懸停。在一些實(shí)施方式中，飛行器可以在懸停飛行中垂直升高或下降。
[0022]在側(cè)風(fēng)飛行中，飛行器可以由風(fēng)基本上沿著路徑推進(jìn)，如上面指出的，該路徑可以將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成電能。在一些實(shí)施方式中，飛行器的一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)器可以通過(guò)減慢入射的風(fēng)而產(chǎn)生電能。
[0023]飛行器可以在(i)飛行器已經(jīng)附著風(fēng)流動(dòng)(例如，穩(wěn)流和/或非失速條件(這可以指空氣流沒(méi)有與翼面分離))和(ii)系繩處于張力下時(shí)進(jìn)入側(cè)風(fēng)飛行。此外，飛行器可以在基本上地面站的順風(fēng)的位置處進(jìn)入側(cè)風(fēng)飛行。
[0024]在一些實(shí)施方式中，在側(cè)風(fēng)飛行期間系繩的張力可以大于在懸停飛行期間系繩的張力。例如，在側(cè)風(fēng)飛行期間系繩的張力可以是15千牛(KN)，且在懸停飛行期間系繩的張力可以是1KN。
[0025]與上面討論的一致，飛行器可以在側(cè)風(fēng)飛行中產(chǎn)生電能，并且由此可以允許AWT從風(fēng)提取有用的動(dòng)力。飛行器可以在各種環(huán)境條件下，如高風(fēng)速、大狂風(fēng)、湍流空氣或者可變風(fēng)條件下產(chǎn)生電能。通常，飛行器的慣性速度、系繩的張力和AWT的功率輸出隨著風(fēng)速增大而增加。但是，有時(shí)，在如上面提到的那些的各種環(huán)境條件期間使AWT的功率產(chǎn)生均衡是期望的。另外，在其他時(shí)候，減小功率產(chǎn)生以防止飛行器的部件過(guò)熱是期望的。
[0026]考慮到這個(gè)，公開(kāi)的實(shí)施方式可以允許以可以均衡各種風(fēng)條件(例如，在增大風(fēng)速期間)下的功率產(chǎn)生或者在高風(fēng)速期間減小功率產(chǎn)生的方式操作在側(cè)風(fēng)飛行下的AWT的飛行器。在示例實(shí)施方式中，一種方法可以涉及在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著第一飛行路徑操作飛行器以產(chǎn)生功率。飛行器可以連接到系繩并可以通過(guò)系繩連接到地面站，該系繩限定了系繩球體，該系繩球體具有基于系繩的長(zhǎng)度的半徑。在飛行器沿著基本上在系繩球體上的第一飛行路徑在側(cè)風(fēng)飛行取向下操作時(shí)，飛行器可以確定減小功率產(chǎn)生的需求。作為響應(yīng)，飛行器可以確定不同的第二飛行路徑，該第二飛行路徑允許飛行器繼續(xù)在側(cè)風(fēng)飛行取向下操作并且以飛行器所產(chǎn)生的功率可以減小的方式操作。于是，如上面指出的，在此描述的實(shí)施方式可以通過(guò)在飛行器操作時(shí)快速減小由飛行器產(chǎn)生的功率而有助于緩解飛行器的部件的過(guò)熱。另外，在此描述的實(shí)施方式可以有助于在飛行器在側(cè)風(fēng)飛行下操作時(shí)減小功率輸出中的波動(dòng)。[〇〇27] I1.說(shuō)明性系統(tǒng) [〇〇28] A?空中風(fēng)力渦輪機(jī)(AWT)
[0029] 圖1示出根據(jù)示例實(shí)施方式的AWT 100。具體地，AWT 100包括地面站110、系繩120 和飛行器130。如圖1所示，飛行器130可以連接到系繩120,且系繩120可以連接到地面站110。在這個(gè)示例中，系繩120可以在地面站110上的一個(gè)位置處附接到地面站110,并且在飛行器130的兩個(gè)位置處附接到飛行器130。但是，在其他示例中，系繩120可以在多個(gè)位置處附接到地面站110和/或飛行器130的任何部分上。
[0030]地面站110可以用于保持和/或支撐飛行器130,直到其處于操作模式為止。地面站 110也可以被構(gòu)造成允許飛行器130重新定位，使得飛行器的部署成為可能。此外，飛行器 110可以進(jìn)一步構(gòu)造成在著陸期間接收飛行器130。地面站110可以由在飛行器處于懸停飛行、向前飛行、側(cè)風(fēng)飛行的同時(shí)適當(dāng)保持附接和/或錨固在地面上的飛行器130的任何材料形成。[〇〇31]另外，地面站110可以包括一個(gè)或多個(gè)部件(未示出)，如絞盤(pán)，其可以改變系繩120 的長(zhǎng)度。例如，當(dāng)飛行器130被部署時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)部件可以被構(gòu)造成付出和/或放出系繩120。在一些實(shí)現(xiàn)中，所述一個(gè)或多個(gè)部件可以被構(gòu)造成將系繩120付出和/或放出到預(yù)定長(zhǎng)度。作為示例，所述預(yù)定長(zhǎng)度可以等于或小于系繩120的最大長(zhǎng)度。此外，當(dāng)飛行器130著陸于地面站110上時(shí)，所述一個(gè)或多個(gè)部件可以被構(gòu)造成卷入系繩120。[〇〇32]系繩120可以將飛行器130產(chǎn)生的電能傳遞到地面站110。另外，系繩120可以將電力傳遞到飛行器130,以便給飛行器130動(dòng)力，用于起飛、著陸、懸停飛行和/或向前飛行。系繩120可以利用允許飛行器130產(chǎn)生的電能的傳遞、輸送和/或控制、以及/或者電力向飛行器130的傳遞的任何材料和以任何形式構(gòu)造。系繩120也可以被構(gòu)造成在飛行器130處于操作模式時(shí)承受飛行器130的一個(gè)或多個(gè)力。例如，系繩120可以包括芯部，該芯部構(gòu)造成在飛行器130處于懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行時(shí)承受飛行器130的一個(gè)或多個(gè)力。所述芯部可以由任何高強(qiáng)度纖維構(gòu)造。在一些示例中，系繩120可以具有固定的長(zhǎng)度和/或可變長(zhǎng)度。例如，在至少一個(gè)這樣的示例中，系繩120可以具有140米的長(zhǎng)度。[〇〇33]飛行器130可以被構(gòu)造成基本上沿著路徑150飛行以產(chǎn)生電能。術(shù)語(yǔ)“基本上沿著”，如在本公開(kāi)內(nèi)容中使用的，指的是精確沿著和/或從精確沿著的一個(gè)或多個(gè)偏離，該偏離并不顯著影響如在此描述的電能的產(chǎn)生和/或如在此描述的飛行器在特定飛行模式之間的轉(zhuǎn)換。
[0034]在其他可能性中，飛行器130可以包括或采取各種類(lèi)型裝置的形式，如風(fēng)箏、直升機(jī)、飛翼和/或飛機(jī)。飛行器130可以由金屬、塑料和/或其他聚合物的實(shí)心結(jié)構(gòu)形成。飛行器 130可以由允許高推力重量比和產(chǎn)生電能的任何材料形成，該電能可以用于電器用途中。另夕卜，材料可以被選擇以允許閃電硬化的、冗余的和/或容錯(cuò)的設(shè)計(jì)，這可以能夠處置風(fēng)速和風(fēng)向方面的大和/或突然的偏轉(zhuǎn)。其他材料同樣是有可能的。
[0035]在各種不同實(shí)施方式中，路徑150可以是各種不同的形狀。例如，路徑150可以是基本上圓形。并且在至少一個(gè)這種示例中，路徑150可以具有達(dá)到265米的半徑。術(shù)語(yǔ)“基本上圓形”，如在本公開(kāi)內(nèi)容中使用的，指的是精確圓形和/或從精確圓形的一個(gè)或多個(gè)偏離，該偏離并不明顯影響如在此描述的電能的產(chǎn)生。用于路徑150的其他形狀可以是卵形，如橢圓形、果凍豆的形狀、數(shù)字8的形狀等。[〇〇36] 如圖1中所示，飛行器130可以包括主翼131、前部區(qū)段132、旋翼連接器133A-B、旋翼134A-D、尾梁135、尾翼136和垂直穩(wěn)定器137。這些部件中的任何一個(gè)可以以允許利用升力的分量來(lái)抵抗重力和/或向前移動(dòng)飛行器20的任何形式成形。
[0037]主翼131可以提供用于飛行器130的主升力。主翼131可以是一個(gè)或多個(gè)硬的或柔性的翼面，并可以包括不同的控制面，諸如小翼、副翼、方向舵、升降舵等。控制面可以用于使飛行器130穩(wěn)定和/或減少在懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行期間飛行器130上的拖曳力。
[0038]主翼131可以是用于飛行器130的任何適當(dāng)材料，以從事懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行。例如，主翼131可以包括碳纖維和/或e_玻璃。此外，主翼131可以具有各種尺寸。 例如，主翼131可以具有與傳統(tǒng)風(fēng)力渦輪葉片相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)尺寸。作為另一示例，主翼131可以具有8米的翼展、4平方米的面積和15的縱橫比。前部區(qū)段132包括一個(gè)或多個(gè)部件，如突出部分，以減小飛行期間飛行器130上的拖曳力。[〇〇39] 旋翼連接器133A-B可以將旋翼134A-D連接到主翼131。在一些示例中，旋翼連接器 133A-B可以采取一個(gè)或多個(gè)掛架的形式或形式上與之類(lèi)似。在這個(gè)示例中，旋翼連接器 133A-B布置成使得旋翼134A-D在主翼131之間間隔開(kāi)。在一些示例中，相對(duì)應(yīng)的旋翼(例如， 旋翼134A和旋翼134B或者旋翼134C和134D)之間的垂直間隔可以是0.9米。[〇〇4〇]旋翼134A-D可以構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生電能的目的。在這個(gè)示例中，旋翼134A-D可以各自包括一個(gè)或多個(gè)葉片，如三個(gè)葉片。所述一個(gè)或多個(gè)旋翼葉片可以通過(guò)與風(fēng)相互作用而轉(zhuǎn)動(dòng)并可以用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)。另外，旋翼134A-D也可以被構(gòu)造成在飛行期間向飛行器130提供推力。利用這種布置，旋翼134A-D可以作用為一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)單元，如螺旋槳。雖然旋翼134A-D在這個(gè)示例中被描述為四個(gè)旋翼，在其他示例中，飛行器130可以包括任何數(shù)量的旋翼，如小于四個(gè)旋翼或多于四個(gè)旋翼。
[0041] 尾梁135可以將主翼131連接到尾翼136。尾梁135可以具有各種尺寸。例如，尾梁 135可以具有2米的長(zhǎng)度。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，尾梁135可以采取飛行器130的機(jī)體和/ 或機(jī)身的形式。而且，在這種實(shí)現(xiàn)方式中，尾梁135可以承載有效載荷。
[0042]尾翼136和/或垂直穩(wěn)定器137可以用于在懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行期間穩(wěn)定飛行器和/或減小飛行器130上的拖曳力。例如，尾翼136和/或垂直穩(wěn)定器137可以用于在懸停飛行、向前飛行和/或側(cè)風(fēng)飛行期間保持飛行器130的俯仰。在這個(gè)示例中，垂直穩(wěn)定器137附接到尾梁135,并且尾翼136定位在垂直穩(wěn)定器137的頂部上。尾翼136可以具有各種尺寸。例如，尾翼136可以具有2米的長(zhǎng)度。此外，在一些示例中，尾翼136可以具有0.45平方米的表面積。此外，在一些示例中，尾翼136可以位于飛行器130的質(zhì)心之上1米。[〇〇43] 盡管上面已經(jīng)描述了飛行器130,應(yīng)該理解的是在此描述的方法和系統(tǒng)可以涉及連接到系繩，如系繩120上的任何適當(dāng)?shù)娘w行器。
[0044] B.AWT的說(shuō)明性部件[〇〇45] 圖2是示出AWT 200的部件的簡(jiǎn)化方塊圖。AWT 200可以采取AWT 100的形式或形式上與之類(lèi)似。具體地，AWT 200包括地面站210、系繩220和飛行器230。地面站210可以采取地面站110的形式或形式上與之類(lèi)似，系繩220可以采取系繩120的形式或形式上與之類(lèi)似，且飛行器230可以采取飛行器130的形式或形式上與之類(lèi)似。
[0046] 如圖2中所示，地面站210可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器212、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214和程序指令216。處理器212可以是通用處理器或?qū)Ｓ锰幚砥?例如，數(shù)字信號(hào)處理器、專(zhuān)用集成電路等)。所述一個(gè)或多個(gè)處理器212可以被配置成執(zhí)行存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214內(nèi)的計(jì)算機(jī)可讀程序指令216,并且該計(jì)算機(jī)可讀程序指令可被執(zhí)行以提供在此描述的至少一部分功能。
[0047]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以包括或采取一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的形式，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以由至少一個(gè)處理器212讀取或訪(fǎng)問(wèn)。所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括易失性和/或非易失性存儲(chǔ)部件，如光學(xué)、磁、有機(jī)或其他存儲(chǔ)器或盤(pán)存儲(chǔ)器， 它們可以整體或部分與所述一個(gè)或多個(gè)處理器212中的至少一個(gè)集成。在一些實(shí)施方式中， 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以利用單個(gè)物理裝置實(shí)現(xiàn)(例如，一個(gè)光學(xué)、磁、有機(jī)或其他存儲(chǔ)器或盤(pán)式存儲(chǔ)單元)，而在其他實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以利用兩個(gè)或多個(gè)物理裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0048]如所指示的，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以包括計(jì)算機(jī)可讀程序指令216和周邊額外數(shù)據(jù)， 如地面站210的診斷數(shù)據(jù)。如此，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214可以包括程序指令，以執(zhí)行或促進(jìn)在此描述的一些或全部功能。
[0049]在進(jìn)一步方面，地面站210可以包括通信系統(tǒng)218。通信系統(tǒng)218可以包括一個(gè)或多個(gè)無(wú)線(xiàn)接口和/或一個(gè)或多個(gè)有線(xiàn)接口，這允許地面站210通過(guò)一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信。這種無(wú)線(xiàn)接口可以在一個(gè)或多個(gè)無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，如藍(lán)牙、WiFi(例如，IEEE 802.11協(xié)議)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、WiMAX(例如，IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn))、射頻ID(RFID)協(xié)議、近場(chǎng)通信(NFC)和/或其他無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議下提供通信。這種有線(xiàn)接口可以包括以太網(wǎng)接口、通用串行總線(xiàn)(USB)接口或類(lèi)似的接口，以通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)、雙絞線(xiàn)對(duì)、同軸電纜、光學(xué)鏈路、光纖鏈路或其他與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的物理連接通信。地面站210可以通過(guò)通信系統(tǒng)218與飛行器230、其他地面站和/或其他實(shí)體(例如，命令中心)通信。
[0050]在示例實(shí)施方式中，地面站210可以包括通信系統(tǒng)218,該通信系統(tǒng)允許近程通信和遠(yuǎn)程通信兩者。例如，地面站210可以被配置成利用藍(lán)牙近程通信并在CDMA協(xié)議下遠(yuǎn)程通信。在這樣的實(shí)施方式中，地面站210可以被配置成作用為“熱點(diǎn)”，或換句話(huà)說(shuō)，作為遠(yuǎn)程支持裝置(例如，系繩220、飛行器230和其他地面站)和一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，如蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/ 或因特網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)或代理。如此配置，地面站210可以促進(jìn)遠(yuǎn)程支持裝置否則將不能由其自身執(zhí)行的數(shù)據(jù)通信。
[0051]例如，地面站210可以向遠(yuǎn)程裝置提供WiFi連接，并作為通向蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的代理或網(wǎng)關(guān)，例如，地面站210可以在LTE或3G協(xié)議下連接到該蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。地面站210也可以作為通向其他地面站或命令站的代理或網(wǎng)關(guān)，否則遠(yuǎn)程裝置可能不能訪(fǎng)問(wèn)。
[0052]此外，如圖2所示，系繩220可以包括傳輸部件222和通信鏈接224。傳輸部件222可以被構(gòu)造成將電能從飛行器230傳遞到地面站210和/或?qū)㈦娔軓牡孛嬲?10傳遞到飛行器 230。在各種不同實(shí)施方式中，傳輸部件222可以采取各種不同形式。例如，傳輸部件222可以包括被構(gòu)造成傳輸電力的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體。而且在至少一個(gè)這種示例中，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體可以包括鋁和/或允許電流的傳導(dǎo)的任何其他材料。此外，在一些實(shí)現(xiàn)中，傳輸部件222 可以圍繞系繩220的芯部(未示出)。[〇〇53] 地面站210可以通過(guò)通信鏈接224與飛行器230通信。通信鏈接224可以是雙向的， 并且可以包括一個(gè)或多個(gè)有線(xiàn)和/或無(wú)線(xiàn)接口。而且，可以具有一個(gè)或多個(gè)路由器、交換機(jī)和/或其他裝置或網(wǎng)絡(luò)，它們構(gòu)成通信鏈接224的至少一部分。[〇〇54] 此外，如圖2所示，飛行器230可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器232、電源系統(tǒng)234、功率產(chǎn)生/轉(zhuǎn)換部件236、通信系統(tǒng)238、一個(gè)或多個(gè)處理器242、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器244和程序指令246以及控制系統(tǒng)248。
[0055]在各種不同實(shí)施方式中，傳感器232可以包括各種不同傳感器。例如，傳感器232可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器。GPS接收器可以被配置成提供已知GPS系統(tǒng)(可以稱(chēng)為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNNS))的典型的數(shù)據(jù)，如飛行器230的GPS坐標(biāo)。這種GPS數(shù)據(jù)可以由AWT 200使用以提供在此描述的各種功能。
[0056]作為另一示例，傳感器232可以包括一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力傳感器，如一個(gè)或多個(gè)皮托管。所述一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力傳感器可以被構(gòu)造成探測(cè)視風(fēng)和/或相對(duì)風(fēng)。視風(fēng)/相對(duì)風(fēng)可以是例如施加于飛行器230上的風(fēng)。這種風(fēng)力數(shù)據(jù)可以被AWT 200使用以提供在此描述的各種功能。
[0057]仍作為另一示例，傳感器232可以包括慣性測(cè)量單元(MJ)。所述MJ可以包括加速度計(jì)和陀螺儀二者，它們可以一起使用以確定飛行器230的取向。具體地，加速度計(jì)可以測(cè)量飛行器230相對(duì)于地球的取向，同時(shí)陀螺儀測(cè)量圍繞軸線(xiàn)，如飛行器230的中心線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)速率。mj在低成本低功率封裝下商業(yè)上可獲得。例如，MJ可以采取或包括小型化的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)或納米機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)。也可以利用其它類(lèi)型的IMU。除了加速度計(jì)和陀螺儀之夕卜，頂U(kuò)可以包括其它傳感器，這可以有助于更好地確定位置。這種傳感器的兩個(gè)示例是磁力計(jì)和壓力傳感器。其它傳感器的示例也是有可能的。
[0058]盡管加速度計(jì)和陀螺儀在確定飛行器230的取向方面是有效的，但在測(cè)量中的稍微誤差可以隨著時(shí)間復(fù)合并導(dǎo)致更顯著的誤差。但是，示例性飛行器230能夠通過(guò)利用磁力計(jì)來(lái)測(cè)量方向而緩解或減小這種誤差。磁力計(jì)的一個(gè)示例是低功率、數(shù)字三軸磁力計(jì)，它可以用于實(shí)現(xiàn)與取向無(wú)關(guān)的電子羅盤(pán)，用于精確航向信息。但是，也可以利用其它類(lèi)型的磁力計(jì)。[〇〇59]飛行器230也可以包括壓力傳感器或壓力計(jì)，它可以用于確定飛行器230的高度。 可替代地，其它傳感器，如聲音高度計(jì)或雷達(dá)高度計(jì)，可以用于提供高度的指示，它可以有助于改善頂U(kuò)的精度和/或防止頂U(kuò)漂移。
[0060]如指出的，飛行器230可以包括電源系統(tǒng)234。該電源系統(tǒng)234在各種不同實(shí)施方式中可以采取各種不同形式。例如，電源系統(tǒng)234可以包括一個(gè)或多個(gè)電池，用于給飛行器230 供電。在一些實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)或多個(gè)電池可以是可再充電的，且每個(gè)電池可以通過(guò)電池和電源之間的有線(xiàn)連接和/或通過(guò)無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)充電，其中所述無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)諸如是向內(nèi)部電池施加外部時(shí)變磁場(chǎng)的感應(yīng)充電系統(tǒng)，和/或利用從一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能板收集的能量的充電系統(tǒng)。
[0061]作為另一示例，電源系統(tǒng)234可以包括一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)，用于向飛行器 230提供電力。在一些實(shí)現(xiàn)中，所述一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)可以被燃料，如基于碳?xì)浠衔锏娜剂瞎┠堋６?，在這樣的實(shí)現(xiàn)中，燃料可以存儲(chǔ)在飛行器230上并通過(guò)一個(gè)或多個(gè)流體管路，如管道，傳送到一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)。在一些實(shí)現(xiàn)中，電源系統(tǒng)234可以整體或部分在地面站210上實(shí)現(xiàn)。[〇〇62]如所指出的，飛行器230可以包括功率產(chǎn)生/轉(zhuǎn)換部件236。所述功率產(chǎn)生/轉(zhuǎn)換部件236在各種不同實(shí)施方式中可以采取不同的形式。例如，功率產(chǎn)生/轉(zhuǎn)換部件236可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)，如高速直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。利用這種布置，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)可以被一個(gè)或多個(gè)旋翼，如旋翼134A-D驅(qū)動(dòng)。并且在至少一個(gè)這種不例中，所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)可以在11.5米每秒的完全額定功率風(fēng)速下以可以超過(guò)百分之六十的容量因數(shù)工作，并且所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生40千瓦到600兆瓦的電功率。[〇〇63]此外，如所指出的，飛行器230可以包括通信系統(tǒng)238。通信系統(tǒng)238可以采取通信系統(tǒng)218的形式或形式上與之類(lèi)似。飛行器230可以通過(guò)通信系統(tǒng)238與地面站210、其他飛行器和/或其他實(shí)體(例如，命令中心)通信。[〇〇64]在一些實(shí)現(xiàn)中，飛行器230可以被構(gòu)造成用作“熱點(diǎn)”，或換句話(huà)說(shuō)，用作遠(yuǎn)程支持裝置(例如，地面站210、系繩220、其他飛行器)和一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，如蜂窩網(wǎng)絡(luò)和/或因特網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)或代理。如此構(gòu)造，飛行器230可以促進(jìn)遠(yuǎn)程支持裝置否則將不能由自身執(zhí)行的數(shù)據(jù)通信。[〇〇65]例如，飛行器230可以提供與遠(yuǎn)程裝置的WiFi連接，并作為通向蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的代理或網(wǎng)關(guān)，例如，飛行器230可以在LET或3G協(xié)議下連接于該蜂窩服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。飛行器230也可以作為通向其他飛行器或命令站的代理或網(wǎng)關(guān)，否則遠(yuǎn)程裝置可能不能訪(fǎng)問(wèn)。[〇〇66] 如所指出的，飛行器230可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器242、程序指令244和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器246。所述一個(gè)或多個(gè)處理器242可以被配置成執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀程序指令246,該計(jì)算機(jī)可讀程序指令246存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器244內(nèi)并可執(zhí)行以提供至少部分在此描述的功能。所述一個(gè)或多個(gè)處理器242可以采取一個(gè)或多個(gè)處理器212的形式或形式上與之類(lèi)似，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 244可以采取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器214的形式或形式上與之類(lèi)似，且程序指令246可以采取程序指令 216的形式或形式上與之類(lèi)似。[〇〇67]此外，如所指出的，飛行器230可以包括控制系統(tǒng)248。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)248可以被配置成執(zhí)行在此描述的一個(gè)或多個(gè)功能?？刂葡到y(tǒng)248可以利用機(jī)械系統(tǒng)和/ 或利用硬件、固件和/或軟件實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)示例，控制系統(tǒng)248可以采取存儲(chǔ)在非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的程序指令和執(zhí)行該指令的處理器的形式。控制系統(tǒng)248可以整個(gè)或部分在飛行器230上和/或在遠(yuǎn)離飛行器230定位的至少一個(gè)實(shí)體，如地面站210上實(shí)現(xiàn)。通常，控制系統(tǒng)248實(shí)現(xiàn)的方式可以取決于特定用途而變化。[〇〇68]雖然已經(jīng)描述了飛行器230,應(yīng)該理解的是在此描述的方法和系統(tǒng)可以涉及連接到系繩，如系繩230和/或系繩110的任何適當(dāng)?shù)娘w行器。
[0069]C.將飛行器從懸停飛行向側(cè)風(fēng)飛行轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生功率
[0070]圖3A和3B示出根據(jù)示例實(shí)施方式的將飛行器從懸停飛行向側(cè)風(fēng)飛行轉(zhuǎn)換以使得功率可以產(chǎn)生的示例300。示例300大體上借助于由上面結(jié)合圖1描述的飛行器130執(zhí)行的示例來(lái)描述。為了說(shuō)明目的，示例300以圖3A和3B中示出的一系列動(dòng)作來(lái)描述，但是示例300可以以任何數(shù)量的動(dòng)作和/或動(dòng)作的組合來(lái)執(zhí)行。
[0071]如圖3A中所示，飛行器130可以連接到系繩120,且系繩120連接到地面站110。地面站110位于地面302上。此外，如圖3A中所示，系繩120限定了系繩球體304,該系繩球體具有基于系繩120的長(zhǎng)度(如系繩120延長(zhǎng)時(shí)它的長(zhǎng)度)的半徑。示例300可以在系繩球體304的一部分304A內(nèi)和/或基本上在該部分304A上執(zhí)行。術(shù)語(yǔ)“基本上在…上”，如在本公開(kāi)內(nèi)容中使用的，指的是精確地在…上和/或與精確在…上的一個(gè)或多個(gè)偏離，該偏離并不明顯影響如在此描述的飛行器在特定飛行模式之間的轉(zhuǎn)換。[〇〇72] 示例300開(kāi)始于點(diǎn)306,在此，從地面站110以懸停飛行取向部署飛行器130。利用這個(gè)布置，系繩120可以被付出和/或放出。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，飛行器230可以在閾值高度(例如，在地面302之上超過(guò)200米)處的風(fēng)速增加到閾值速度(例如，3.5m/s)時(shí)部署。[〇〇73] 此外，在點(diǎn)306,飛行器130可以在懸停飛行取向下操作。當(dāng)飛行器130處于懸停飛行取向下時(shí)，飛行器130可以從事懸停飛行。例如，當(dāng)飛行器從事懸停飛行時(shí)，飛行器130可以上升、下降和/或在地面302之上懸停。當(dāng)飛行器130處于懸停飛行取向時(shí)，飛行器130的主翼131的翼展可以基本上垂直于地面302取向。術(shù)語(yǔ)“基本上垂直”，如在本公開(kāi)內(nèi)容中所使用的，指的是精確的垂直和/或從精確垂直的一個(gè)或多個(gè)偏差，該偏差并不明顯影響如在此描述的飛行器在特定飛行模式之間轉(zhuǎn)換。[〇〇74] 示例300在點(diǎn)308處繼續(xù)，在此，在飛行器130處于懸停飛行取向下的同時(shí)，將飛行器130定位在第一位置310，該第一位置310基本上在系繩球體304上。如圖3A中所示，第一位置310可以在空中，并基本上在地面站110的順風(fēng)處。
[0075]術(shù)語(yǔ)“基本上順風(fēng)”，如在本公開(kāi)內(nèi)容中使用的，指的是精確的順風(fēng)和/或從精確順風(fēng)的一個(gè)或多個(gè)偏差，該偏差并不顯著影響如在此描述的飛行器在特定飛行模式之間轉(zhuǎn)換。[〇〇76]例如，第一位置310可以與基本上平行于地面302的從地面站110延伸的軸線(xiàn)成第一角度。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一角度可以是與軸線(xiàn)成30度。在一些情況下，該第一角度可以稱(chēng)為方位角，并且第一角度可以在從軸線(xiàn)順時(shí)針30度和從軸線(xiàn)順時(shí)針330度之間，如從軸線(xiàn)順時(shí)針15度或從軸線(xiàn)順時(shí)針345度。
[0077]作為另一示例，第一位置310可以與軸線(xiàn)成第二角度。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該第二角度可以是與軸線(xiàn)成10度。在一些情況下，該第二角度可以稱(chēng)為仰角，并且第二角度可以在沿軸線(xiàn)之上的方向10度和沿軸線(xiàn)之下的方向10度之間。術(shù)語(yǔ)“基本上平行”，如在本公開(kāi)內(nèi)容中使用的，指的是精確平行和/或與精確平行的一個(gè)或多個(gè)偏差，該偏差并不明顯影響如在此描述的飛行器在特定飛行模式之間轉(zhuǎn)換。[〇〇78] 在點(diǎn)308,飛行器130可以在懸停飛行取向下加速。例如，在點(diǎn)308,飛行器130可以加速達(dá)到每秒若干米。另外，在點(diǎn)308,系繩120可以在各種實(shí)施方式中采取各種不同形式。 例如，如圖3A所示，在點(diǎn)308,系繩120可以延伸。利用這種布置，系繩120可以處于懸鏈線(xiàn)構(gòu)型。此外，在點(diǎn)306和點(diǎn)308處，系繩120的底部可以在地面302之上的預(yù)定高度312處。利用這種布置，在點(diǎn)306和點(diǎn)308處，系繩120可以不接觸地面302。[〇〇79]示例300在點(diǎn)314處繼續(xù)，在此將飛行器130從懸停飛行取向向向前飛行取向轉(zhuǎn)換， 使得飛行器130從系繩球體304移動(dòng)。如圖3B中所示，飛行器130可以從系繩球體304移動(dòng)到朝向地面站110的位置(這可以稱(chēng)為在系繩球體304內(nèi)側(cè))。
[0080]當(dāng)飛行器130處于向前飛行取向下時(shí)，飛行器130可以從事向前飛行(這可以稱(chēng)為飛機(jī)狀飛行)。例如，當(dāng)飛行器130從事向前飛行時(shí)，飛行器130可以上升。飛行器130的向前飛行取向可以采取固定翼飛行器(例如，飛機(jī))在水平飛行下的取向的形式。在一些示例中， 將飛行器130從懸停飛行取向向向前飛行取向轉(zhuǎn)換可以涉及飛行機(jī)動(dòng)，諸如，向前俯仰。而且，在這樣的示例中，飛行機(jī)動(dòng)可以在如短于一秒的時(shí)間周期內(nèi)執(zhí)行。[0081 ]在點(diǎn)314處，飛行器130可以實(shí)現(xiàn)附著流。此外，在點(diǎn)314處，系繩120的張力可以減小。利用這種布置，在點(diǎn)314處系繩120的曲率可以大于在點(diǎn)308出系繩120的曲率。作為一個(gè)示例，在點(diǎn)314處，系繩120的張力可以小于1KN，如500牛頓(N)。[〇〇82]在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)318處，示例300繼續(xù)，在此，在向前飛行取向下操作飛行器130,從而以升角上升到第二位置320,該第二位置基本上在系繩球體304上。如圖3B所示，在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)318處，在上升期間，飛行器130可以基本上沿著路徑316飛行。在這個(gè)示例中，一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)318被示為三個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)318A、點(diǎn)318B和點(diǎn)318C。但是，在其他示例中，一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)318 可以包括少于或多個(gè)三個(gè)點(diǎn)。[〇〇83]在一些示例中，升角可以是路徑316和地面302之間的角度。此外，路徑316在各種不同實(shí)施方式中可以采取各種不同形式。例如，路徑316可以是線(xiàn)段，如系繩球體304的弦。 [〇〇84] 如圖3B中所示，第二位置320可以在空中，并基本上在地面站110的順風(fēng)處。第二位置320可以按照與第一位置310相對(duì)于地面站110取向的類(lèi)似的方式相對(duì)于地面站110取向。 [〇〇85]例如，第二位置320可以與基本上平行于地面302的從地面站110延伸的軸線(xiàn)成第一角度。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一角度可以是與軸線(xiàn)成30度。在一些情況下，第一角度可以稱(chēng)為方位角，并且該角度可以在從軸線(xiàn)順時(shí)針30度和從軸線(xiàn)順時(shí)針330度之間，如從軸線(xiàn)順時(shí)針15度或者從軸線(xiàn)順時(shí)針345度。[〇〇86]另外，如圖3B中所示，第二位置320可以基本上在第一位置310的逆風(fēng)處。術(shù)語(yǔ)“基本上逆風(fēng)”，如在本公開(kāi)內(nèi)容中使用的，指的是精確的逆風(fēng)和/或從精確逆風(fēng)的一個(gè)或多個(gè)偏差，該偏差并不影響如在此描述的飛行器在特定飛行模式之間轉(zhuǎn)換。
[0087]在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)318處，系繩120的張力可以在上升期間增加。例如，在點(diǎn)318C處， 系繩120的張力可以大于在點(diǎn)318B處系繩120的張力，在點(diǎn)318B處系繩120的張力可以大于在點(diǎn)318A處系繩120的張力。此外，在點(diǎn)318A處系繩120的張力可以大于在點(diǎn)314處系繩的張力。[〇〇88] 利用這種布置，系繩120的曲率可以在上升期間減小。例如，在點(diǎn)318C處，系繩120 的曲率可以小于在點(diǎn)318B處系繩的曲率，并且在點(diǎn)318B處系繩120的曲率可以小于在點(diǎn) 318A處系繩的曲率。此外，在一些示例中，在點(diǎn)318A處系繩120的曲率可以小于在點(diǎn)314處系繩120的曲率。[〇〇89] 示例300在點(diǎn)322處繼續(xù)，在此，將飛行器130從向前飛行取向轉(zhuǎn)換為側(cè)風(fēng)飛行取向。在一些示例中，將飛行器130從向前飛行取向向側(cè)風(fēng)飛行取向轉(zhuǎn)換可以涉及飛行機(jī)動(dòng)。 當(dāng)飛行器130處于側(cè)風(fēng)飛行取向下時(shí)，飛行器130可以從事側(cè)風(fēng)飛行。例如，當(dāng)飛行器130從事側(cè)風(fēng)飛行時(shí)，飛行器130可以基本上沿著路徑，如路徑150飛行，以產(chǎn)生電能。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，飛行器130的自然滾動(dòng)和/或橫擺可以在側(cè)風(fēng)飛行期間發(fā)生。
[0090]圖3C從三維(3D)透視圖描繪示例300。于是，相同的附圖標(biāo)記可以標(biāo)識(shí)相同實(shí)體。 如上所述，系繩球體304具有基于系繩120的長(zhǎng)度的半徑，如在系繩120延伸時(shí)系繩的長(zhǎng)度。 如上所述，在圖3C中，系繩120連接到地面站310,且地面站310位于地面302上。此外，相對(duì)風(fēng) 303接觸系繩球體304。要指出的是，在圖3C中，僅描繪了在地面302之上的系繩球體304的一部分。該部分可以被描述為系繩球體304的一個(gè)半部。
[0091] 如圖3C中所示，系繩球體304的第一部分304A基本上在地面站310的順風(fēng)處。在圖 3C中，第一部分304A可以描述為系繩球體304的四分之一。[〇〇92] 如同圖3B，圖3C描繪了將飛行器130(圖3C中未示出以簡(jiǎn)化該圖)在懸停飛行和側(cè)風(fēng)飛行之間轉(zhuǎn)換。如圖3C中所示，當(dāng)飛行器130從懸停飛行取向向向前飛行取向轉(zhuǎn)換時(shí)，飛行器可以定位在系繩球體304的第一部分304A內(nèi)側(cè)的點(diǎn)314處。再者，如圖3C中所示，當(dāng)飛行器130在向前飛行取向下上升到基本上在系繩球體304的第一部分340A上的位置320時(shí)，飛行器可以沿著路徑316。甚至進(jìn)一步地，如圖3C中所示，例如，飛行器130然后可以從在向前飛行取向下的位置320轉(zhuǎn)換到在位置322處的側(cè)風(fēng)飛行取向。[〇〇93] II1.說(shuō)明性方法[〇〇94]圖4是示出根據(jù)示例實(shí)施方式的方法400的流程圖。方法400可以用于控制在側(cè)風(fēng)飛行取向下的飛行器的功率產(chǎn)生。說(shuō)明性方法，如方法400可以全部或部分通過(guò)飛行器的一個(gè)或多個(gè)部件，如通過(guò)圖1所示的飛行器130、圖2所述的飛行器230、圖1所示的地面站110和圖2所示的地面站210的一個(gè)或多個(gè)部件執(zhí)行。例如，方法400可以通過(guò)控制系統(tǒng)248執(zhí)行。為了簡(jiǎn)單，方法400可以大體上描述為通過(guò)飛行器，如飛行器130和/或飛行器230執(zhí)行。但是， 應(yīng)該理解的是，示例方法，如方法400可以通過(guò)其他實(shí)體或?qū)嶓w的組合來(lái)執(zhí)行，而不背離本發(fā)明的范圍。[〇〇95]如方塊402所示，方法400涉及在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著第一飛行路徑操作飛行器，這允許飛行器產(chǎn)生功率。第一飛行路徑可以被系繩，如系繩120限制，并如上所述，系繩可以限定系繩球體，該系繩球體具有基于系繩的長(zhǎng)度的半徑。例如，系繩球體可以與圖 3A-3C的系繩球體304相同或類(lèi)似。第一飛行路徑可以基本上在系繩球體上，并可以包括允許飛行器產(chǎn)生功率的基本上圓形路徑(例如，路徑150)。例如，第一飛行路徑可以位于系繩球體的位置處，該位置與圖3A和3C中的位置322相同或類(lèi)似。
[0096]在本公開(kāi)內(nèi)容中，術(shù)語(yǔ)“基本上圓形”指的是精確的圓形和/或與精確圓形的一個(gè)或多個(gè)偏差，該偏差并不明顯影響飛行器產(chǎn)生功率?；旧蠄A形路徑例如可以包括卵形路徑、氣球形路徑、碗形路徑等等。其他基本上圓形路徑同樣是可能的。
[0097]為了開(kāi)始沿著第一飛行路徑操作，飛行器可以被部署，可以從事懸停飛行，可以從事向前飛行，并然后可以轉(zhuǎn)換到系繩球體上的第一飛行路徑。例如，在方塊402處，飛行器可以按照與參照?qǐng)D3A-3C的示例300描述的飛行器130在從懸停飛行取向向側(cè)風(fēng)飛行取向轉(zhuǎn)換時(shí)操作的相同或類(lèi)似的方式操作。于是，當(dāng)在側(cè)風(fēng)飛行取向下沿著第一飛行路徑操作時(shí)，飛行器可以與飛行器130在圖3B和3C的點(diǎn)322處相同或類(lèi)似地取向。
[0098]要指出的是，在其他示例中，一些上述引用的飛行機(jī)動(dòng)可以被省略。例如，在一些示例中，飛行器可以被部署、從事向前飛行到系繩球體上的位置，并此后立即轉(zhuǎn)換到第一飛行路徑上。從而，在這樣的示例中，飛行器可以省略懸停飛行機(jī)動(dòng)。[〇〇99] 在一個(gè)示例中，如圖5A和5B中所示，飛行器530可以在側(cè)風(fēng)飛行取向下沿著基本上在系繩球體504上的飛行路徑502操作。圖5A從地面站510之上和之后的角度示出在側(cè)風(fēng)飛行取向下沿著飛行路徑502操作的飛行器530的立體圖。在圖5A中，例如，第一路徑502可以與飛行路徑150相同或類(lèi)似，且系繩球體504可以與系繩球體304相同或類(lèi)似。[〇1〇〇] 在圖5A中，軸線(xiàn)503可以從地面站510延伸到飛行路徑502,并可以與飛行路徑502 相交。軸線(xiàn)503可以基本上平行于地面(圖5A中未示出)取向并且飛行路徑502可以基本上在地面站510的順風(fēng)處(根據(jù)相對(duì)風(fēng)503)。飛行器530可以沿著飛行路徑502操作使得它產(chǎn)生功率。在一些示例中，飛行路徑502可以允許飛行器530產(chǎn)生最大功率。[〇1〇1] 如方塊404所示，方法400涉及在飛行器處于側(cè)風(fēng)飛行取向下的同時(shí)，確定減小正由飛行器產(chǎn)生的功率。飛行器可以基于總體期望確定減小正被產(chǎn)生的功率，以在產(chǎn)生功率方面變得不太高效。例如，如在整個(gè)本公開(kāi)內(nèi)容中指出的，飛行器可以期望產(chǎn)生更少的功率，以防止飛行器的各種部件過(guò)熱或保持一定的功率水平，盡管，例如，風(fēng)力條件增加。
[0102]在一個(gè)示例中，確定減小正被飛行器產(chǎn)生的功率可以例如基于飛行器的部件的溫度做出。例如，使用溫度計(jì)或傳感器232的其他熱測(cè)量機(jī)構(gòu)，飛行器可以確定部件(例如，馬達(dá))的溫度或熱閾值過(guò)高?；谶@個(gè)確定，飛行器可以確定過(guò)多的功率正被產(chǎn)生并且提供到部件上。作為響應(yīng)，飛行器可以確定減小功率產(chǎn)生。
[0103]在另一示例中，方塊404可以涉及確定正被飛行器產(chǎn)生的功率大于飛行器的額定功率。飛行器的額定功率可以限定可以由飛行器產(chǎn)生的最大功率。在確定飛行器正產(chǎn)生額定功率時(shí)，飛行器可以確定減小功率產(chǎn)生，從而例如防止或緩解部件(如馬達(dá))的過(guò)熱。
[0104]在一些示例中，確定飛行器正產(chǎn)生額定功率可以通過(guò)測(cè)量正被施加在飛行器上的風(fēng)速(例如，使用傳感器232的皮托管)來(lái)執(zhí)行?？梢员粶y(cè)量的風(fēng)速可以是進(jìn)行功率產(chǎn)生的風(fēng)速(即，超過(guò)風(fēng)速閾值)，如3.5米每秒的風(fēng)速。由于功率產(chǎn)生是風(fēng)速的函數(shù)，在風(fēng)速等于額定功率風(fēng)速(例如，11.5米每秒的速度)的示例中，那么例如飛行器可以確定它可能正在產(chǎn)生最大功率并可以在遭遇過(guò)熱之前作為響應(yīng)確定減小功率產(chǎn)生。[〇1〇5]回到圖5A的示例，飛行器530可以在它沿著飛行路徑502行進(jìn)時(shí)確定減小正由飛行器530產(chǎn)生的功率。飛行器可以采用上面指出的利用例如控制系統(tǒng)(該控制系統(tǒng)可以與控制系統(tǒng)248相同或類(lèi)似)的任一種方法。在其他示例中，確定減小功率可以通過(guò)地面站510做出并通信到飛行器530。在進(jìn)一步示例中，該確定可以利用飛行器530和地面站510二者的操作做出。
[0106]響應(yīng)于在方塊404處做出的確定，如方塊406所示，方法400涉及確定不同的第二飛行路徑，在飛行器在該第二飛行路徑上操作時(shí)，該第二飛行路徑將減小由飛行器產(chǎn)生的功率。類(lèi)似于方塊404,方塊406可以在飛行器處于側(cè)風(fēng)飛行取向下的同時(shí)進(jìn)行。第二飛行路徑可以基本上在與第一飛行路徑相同的系繩球體上，并在形狀上同樣基本上是圓形。
[0107]在一些示例中，確定第二飛行路徑可以包括確定施加到飛行器上的視風(fēng)流的風(fēng)速?；谑┘拥斤w行器上的視風(fēng)流的風(fēng)速，可以確定第二飛行路徑。由于飛行器產(chǎn)生的功率是風(fēng)速的函數(shù)，功率產(chǎn)生可以基于風(fēng)速減小。更具體地說(shuō)，例如，飛行器可以確定施加到飛行器上的視風(fēng)流的相對(duì)風(fēng)速?；谠摯_定，飛行器可以確定變化角，并且利用該變化角，可以改變第二飛行路徑，使得第二飛行路徑以所述變化角從第一飛行路徑改變。從而，確定的第二飛行路徑可以從地面站的基本上順風(fēng)處改變。
[0108]繼續(xù)圖5A和5B的示例，在確定減小正產(chǎn)生的功率量之后，飛行器530可以確定第二飛行路徑506,如圖5B所示，飛行器可以在該第二飛行路徑上操作以減小功率產(chǎn)生。類(lèi)似于飛行路徑502,飛行路徑506可以包括第二軸線(xiàn)507,該第二軸線(xiàn)可以從地面站510延伸到飛行路徑506,并可以與飛行路徑506相交。軸線(xiàn)507可以基本上平行于地面(圖5B中未示出)取向。[〇1〇9] 為了確定飛行路徑506,飛行器530可以測(cè)量相對(duì)風(fēng)505的風(fēng)速，并基于該測(cè)量，確定改變飛行路徑506的軸線(xiàn)507的變化角509。一旦確定，軸線(xiàn)507可以從軸線(xiàn)503以變化角改變，如圖5B中所示。結(jié)果，第二飛行路徑507可以從地面站510的基本上順風(fēng)處變化。在圖5B 中，第二軸線(xiàn)507從第一軸線(xiàn)503以角度509沿順時(shí)針?lè)较蚧蛳蛴覀?cè)變化。但是，這個(gè)變化僅意在一個(gè)示例，在其他示例中，該變化可以在第一軸線(xiàn)503的上方、下方或向左側(cè)。
[0110]類(lèi)似于確定減小功率，飛行器530可以例如利用控制系統(tǒng)確定第二飛行路徑，該控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)248相同或類(lèi)似。在其他示例中，第二飛行路徑可以由地面站510確定，并通信給飛行器530。在另一個(gè)示例中，該確定可以利用飛行器530和地面站510二者作出。
[0111]如方塊408所示，方法400涉及基本上沿著第二飛行路徑操作飛行器。如同方塊404 和方塊406,方塊408可以在飛行器530處于側(cè)風(fēng)飛行取向下的同時(shí)執(zhí)行。在方塊408,飛行器可以按照與如參照?qǐng)D3B和3C描述的飛行器130可以從位置320轉(zhuǎn)換到位置322相同的方式或類(lèi)似的方式從第一飛行路徑502轉(zhuǎn)換到第二飛行路徑506。
[0112]IV.結(jié)論
[0113]圖中所示的特定布置不應(yīng)視為限制。應(yīng)該理解的是其他實(shí)施方式可以包括更多或更少的給定圖中所示的每個(gè)元件。此外，圖示的元件中的一些可以組合或省略。再者，示例實(shí)施方式可以包括在圖中未示出的元件。
[0114]另外，雖然各種方面和實(shí)施方式已經(jīng)在此公開(kāi)，其他方面和實(shí)施方式對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯然的。在此描述的各種方面和實(shí)施方式是為了說(shuō)明的目的，而不意在限制， 真實(shí)的范圍和精神由所附的權(quán)利要求書(shū)限定?？梢岳闷渌麑?shí)施方式，并且可以做出其他變化，而不背離在此呈現(xiàn)的主題的精神或范圍。容易理解的是，本發(fā)明的各方面，如在此大體上描述的以及在圖中示出的，可以按照各種不同構(gòu)造被布置、替代、組合、分離和設(shè)計(jì)，所有這些在此可以構(gòu)想到。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，包括:在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著第一飛行路徑操作飛行器以產(chǎn)生功率，其中，所述第一 飛行路徑由系繩限制，該系繩限定了系繩球體，該系繩球體具有基于所述系繩的長(zhǎng)度的半 徑，其中，所述飛行器通過(guò)所述系繩被聯(lián)接到地面站，并且其中所述第一飛行路徑基本上在 所述系繩球體上并包括允許飛行器產(chǎn)生功率的基本上圓形路徑；以及在所述飛行器處于側(cè)風(fēng)飛行取向的同時(shí):確定減小正被所述飛行器產(chǎn)生的功率；響應(yīng)于該確定，確定不同的第二飛行路徑，當(dāng)所述飛行器在該第二飛行路徑上操作時(shí)， 該第二飛行路徑減小所述飛行器產(chǎn)生的功率，其中，所述不同的第二飛行路徑基本上在所 述系繩球體上；以及基本上沿著所述不同的第二飛行路徑操作所述飛行器。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定減小正由所述飛行器產(chǎn)生的功率包括基于所述 飛行器的部件的溫度確定減小正產(chǎn)生的功率。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定減小正由所述飛行器產(chǎn)生的功率包括確定正由 所述飛行器產(chǎn)生的功率大于所述飛行器的部件的額定功率，其中，所述部件的額定功率限 定所述飛行器的所述部件的最大功率。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述飛行器在所述不同的第二飛行路徑上操作時(shí) 該第二飛行路徑減小正由所述飛行器產(chǎn)生的功率，確定所述不同的第二飛行路徑包括:確定正施加到所述飛行器上的視風(fēng)流的風(fēng)速，其中，正施加到所述飛行器上的所述視 風(fēng)流包括穩(wěn)定的順風(fēng)氣流，且其中所述風(fēng)速在風(fēng)速閾值之上；以及基于施加到所述飛行器上的所述視風(fēng)流的所述風(fēng)速，確定所述不同的第二飛行路徑。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一軸線(xiàn)與所述飛行路徑相交，且第二軸線(xiàn)與所述不同的第二飛行路徑相交，其 中，所述第一軸線(xiàn)從所述地面站延伸，并且基本上平行于所述地面站所固定的地面取向，其 中所述第一飛行路徑沿所述地面站的基本上順風(fēng)處取向，其中，所述第二軸線(xiàn)與所述不同的第二飛行路徑相交，其中，所述第二軸線(xiàn)從所述地面 站延伸并與所述第一軸線(xiàn)成一角度取向，并且其中，所述不同的第二飛行路徑從所述地面 站的基本上順風(fēng)處變化。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一軸線(xiàn)與所述飛行路徑相交，且第二軸線(xiàn)與所述不同的第二飛行路徑相交，其 中，所述第一軸線(xiàn)從所述地面站延伸并基本平行于所述地面站所固定的地面取向，其中所 述第一飛行路徑沿所述地面站的基本上順風(fēng)處取向，以及其中，確定所述不同的第二飛行路徑包括:確定正施加到所述飛行器上的視風(fēng)流的風(fēng)速，其中，正施加到所述飛行器上的所述視 風(fēng)流包括穩(wěn)定的順風(fēng)流，且其中，所述風(fēng)速在風(fēng)速閾值之上；基于該確定，確定變化角；以及改變所述第二軸線(xiàn)使得所述第二軸線(xiàn)以所述變化角從所述第一軸線(xiàn)變化。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，改變所述第二軸線(xiàn)包括改變所述第二軸線(xiàn)使得它從 所述第一軸線(xiàn)以所述變化角向所述第一軸線(xiàn)的左側(cè)取向。8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，改變所述第二軸線(xiàn)包括改變所述第二軸線(xiàn)使得它從 所述第一軸線(xiàn)以所述變化角向所述第一軸線(xiàn)的右側(cè)取向。9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，改變所述第二軸線(xiàn)包括改變所述第二軸線(xiàn)使得它從 所述第一軸線(xiàn)以所述變化角在所述第一軸線(xiàn)之下取向。10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，改變所述第二軸線(xiàn)包括改變所述第二軸線(xiàn)使得它 從所述第一軸線(xiàn)以所述變化角在所述第一軸線(xiàn)之上取向。11.一種系統(tǒng)，包括:聯(lián)接到地面站的系繩；聯(lián)接到所述系繩的飛行器，其中，所述飛行器被配置成在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著 第一飛行路徑操作，以產(chǎn)生功率，其中所述第一飛行路徑被系繩限制，該系繩限定了系繩球 體，該系繩球體具有基于該系繩的長(zhǎng)度的半徑，且其中，所述第一飛行路徑基本上在所述系 繩球體上并包括允許所述飛行器產(chǎn)生功率的基本上圓形路徑；以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)配置為:確定減小正由所述飛行器產(chǎn)生的功率；響應(yīng)于該確定，確定不同的第二飛行路徑，在所述飛行器在所述第二飛行路徑上操作 時(shí)該第二飛行路徑將減小由所述飛行器產(chǎn)生的功率，其中，所述不同的第二飛行路徑基本 上在所述系繩球體上；以及促使所述飛行器基本上沿著所述不同的第二飛行路徑操作。12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步配置為基于所述飛行器的部 件的溫度確定減小正產(chǎn)生的功率。13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被進(jìn)一步配置為確定正由所述飛行 器產(chǎn)生的功率大于所述飛行器的額定功率，其中所述飛行器的額定功率限定所述飛行器的 最大功率。14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被進(jìn)一步配置為:確定正施加到所述飛行器上的視風(fēng)流的風(fēng)速，其中正施加在所述飛行器上的所述視風(fēng) 流包括穩(wěn)定的順風(fēng)氣流，且其中所述風(fēng)速在風(fēng)速閾值之上；以及基于所述飛行器的所述視風(fēng)流的所述風(fēng)速，確定所述不同的第二飛行路徑。15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，第一軸線(xiàn)與所述飛行路徑相交，且第二軸線(xiàn)與所述不同的第二飛行路徑相交，其 中，所述第一軸線(xiàn)從所述地面站延伸并基本上平行于所述地面站所固定的地面取向，其中 所述第一飛行路徑沿所述地面站的基本上順風(fēng)處取向；其中，所述第二軸線(xiàn)與所述不同的第二飛行路徑相交，其中所述第二軸線(xiàn)從所述地面 站延伸，并與所述第一軸線(xiàn)成一角度取向，并且其中，所述不同的第二飛行路徑從所述地面 站的基本上順風(fēng)處變化。16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，第一軸線(xiàn)與所述飛行路徑相交，且第二軸線(xiàn)與所 述不同的第二飛行路徑相交，其中，所述第一軸線(xiàn)從所述地面站延伸并基本上平行于所述 地面站所固定的地面取向，其中，所述第一飛行路徑沿所述地面站的基本上順風(fēng)處取向；以 及其中所述控制系統(tǒng)還配置為:確定正施加到所述飛行器上的視風(fēng)流的風(fēng)速，其中，正施加到所述飛行器上的所述視 風(fēng)流包括穩(wěn)定的順風(fēng)氣流，且其中所述風(fēng)速在風(fēng)速閾值之上；基于所述確定，確定變化角；以及改變所述第二軸線(xiàn)使得所述第二軸線(xiàn)從所述第一軸線(xiàn)以所述變化角變化。17.—種系統(tǒng)，包括:聯(lián)接到地面站的系繩；聯(lián)接到所述系繩的飛行器，其中，所述飛行器被構(gòu)造成在側(cè)風(fēng)飛行取向下基本上沿著 第一飛行路徑操作，以產(chǎn)生功率，其中所述第一飛行路徑被系繩限制，該系繩限定了系繩球 體，該系繩球體具有基于該系繩的長(zhǎng)度的半徑，且其中，所述第一飛行路徑基本上在所述系 繩球體上并包括允許所述飛行器產(chǎn)生功率的基本上圓形路徑；以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)配置為:確定正被所述飛行器產(chǎn)生的功率大于飛行器的額定功率，其中所述飛行器的額定功率 限定了所述飛行器的最大功率；以及響應(yīng)于該確定，確定不同的第二飛行路徑，在所述飛行器在所述第二飛行路徑上操作 時(shí)，該第二飛行路徑減小所述飛行器產(chǎn)生的功率，其中，所述不同的第二飛行路徑基本上在 所述系繩球體上。18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被進(jìn)一步配置為促使所述飛行器基 本上沿著所述不同的第二飛行路徑操作。19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，第一軸線(xiàn)與所述飛行路徑相交，且第二軸線(xiàn)與所述不同的第二飛行路徑相交，其 中，所述第一軸線(xiàn)從所述地面站延伸并基本上平行于所述地面站所固定的地面取向，其中， 所述第一飛行路徑沿所述地面站的基本上順風(fēng)處取向；其中，所述第二軸線(xiàn)與所述不同的第二飛行路徑相交，其中所述第二軸線(xiàn)從所述地面 站延伸，并與所述第一軸線(xiàn)成一角度取向，并且其中，所述不同的第二飛行路徑從所述地面 站的基本上順風(fēng)處變化。20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被進(jìn)一步配置為:確定正施加到所述飛行器上的視風(fēng)流的風(fēng)速，其中正施加到所述飛行器上的所述視風(fēng) 流包括穩(wěn)定的順風(fēng)氣流，且其中所述風(fēng)速在風(fēng)速閾值之上；基于所述確定，確定所述角度。
【文檔編號(hào)】B64C31/06GK105980251SQ201480075159
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2014年10月20日
【發(fā)明人】K.詹森, D.范德林德
【申請(qǐng)人】谷歌公司