(57)【要約】【課題】重量移動式同軸回転翼ヘリコプタを提供すること。【解決手段】ヘリコプタは、推進システム、ジンバル組立体、及びコントローラを含む。推進システムは、第１のロータ組立体及び第２のロータ組立体を含む。第１のロータ組立体は第１のロータに連結された第１モータを備え、第２のロータ組立体は第２のロータに連結された第２モータを備える。第２のロータは第１のロータと同軸であり、第１のロータに対して逆方向に回転するように構成される。ジンバル組立体は、ヘリコプタの胴体を推進システムに連結させる。コントローラは、ジンバル組立体に通信可能に接続され、ヘリコプタの胴体を重量移動させるためにジンバル組立体に命令を与えて、それによってヘリコプタの動きを制御するように構成される。【選択図】図１
2020152376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人ヘリコプタであって、
複数の第１の固定ピッチブレードを有する第１のロータに連結された第１のモータを含む第１のロータ組立体と、
複数の第２の固定ピッチブレードを有し、前記第１のロータと同軸であり、かつ前記第１のロータに対して逆方向に回転する第２のロータに連結された第２のモータを含む第２のロータ組立体と、
を備える推進システムと、
電源と、
コントローラと、
を備える胴体と、
前記胴体を前記推進システムに連結するジンバル組立体であって、
前記無人ヘリコプタのピッチを制御するように構成された第１のジンバルモータと、
前記無人ヘリコプタのロールを制御するように構成された第２のジンバルモータと、
を備える前記ジンバル組立体と、
を備え、
前記コントローラは、前記第１のジンバルモータ及び前記第２のジンバルモータに通信可能に結合して、前記無人ヘリコプタの前記胴体を重量移動させるために、前記第１のジンバルモータ及び前記第２のジンバルモータに命令を与えて、それによって前記無人ヘリコプタのピッチ及びロール運動を制御するように構成される、無人ヘリコプタ。
【請求項２】
前記胴体は、積み重ねられた組立体の形で配置された複数の分離可能なモジュール構成要素から形成された管状体を備える、請求項１に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項３】
前記複数の分離可能なモジュール構成要素のうちの１つは、
ペイロードモジュール、又は
略垂直向きに無人ヘリコプタを支持するように構成された着陸モジュール、
を含む、請求項２に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項４】
前記ペイロードモジュールはカメラシステムを備える、請求項３に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項５】
前記複数の第１の固定ピッチブレード及び前記複数の第２の固定ピッチブレードの各々は、前記固定ピッチブレードの各々が前記胴体に対して平行な位置に枢動するのを可能にするように構成されたヒンジ機構を介して、それぞれのロータのハブに連結される、請求項１に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項６】
前記複数の第１の固定ピッチブレード及び前記複数の第２の固定ピッチブレードを前記胴体に対して直交する位置に枢動させるために、遠心力が使用される、請求項５に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項７】
前記第１のロータ組立体は、前記第２のロータ組立体を貫通する固定された非回転シャフトを用いて、ジンバル組立体に連結される、請求項１に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項８】
前記無人ヘリコプタはさらに翼を備え、前記翼は前記胴体の外側部に連結され、前記翼は前記ヘリコプタの移動速度又は滞空時間を増大させるように構成される、請求項１に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項９】
前記着陸モジュールは、
弾性高分子ベースを含む自己平衡型モジュール、
磁場を作り出す材料又は磁場に引き付けられる材料のうちの１つを含み、磁場を作り出す材料又は磁場に引き付けられる材料のうちの１つを含む表面に結合するように構成される磁気ベース型モジュール、
ケーブルの周りを取り囲み、それによって前記無人ヘリコプタが浮遊状態で前記ケーブルにぶら下がることを可能にする鉤を備えるグラップル型モジュール、
点状に終端する細長い材料部分を含み、着陸面を貫くように構成されるスパイク型モジュール、
浮力特性を有して、それによって前記無人ヘリコプタが液体表面と接触する際に浮くことを可能にするように構成されたフロート型モジュール、
漏斗形状を有する着陸コンテナと連結するように構成されたカップホルダ型モジュール、
前記胴体に対して平行な位置から前記無人ヘリコプタを直立位置に安定させる位置まで枢動するように構成される少なくとも２つの着陸脚を含む、折畳み脚型モジュール、
大気圧力を用いて表面に結合するように構成される、凹形状の変形可能な材料を含むバキューム型モジュール、又は
１又は２以上の車輪を含む自己平衡車輪型モジュール、
のうちの１つを備える、請求項３に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項１０】
前記第１の固定ピッチブレードの数量は、前記第２の固定ピッチブレードの数量とは異なる、請求項１に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項１１】
前記第１の固定ピッチブレードの角度は、前記第２の固定ピッチブレードの角度とは異なる、請求項１に記載の無人ヘリコプタ。
【請求項１２】
ヘリコプタであって、
第１のロータに連結された第１のモータを含む第１のロータ組立体と、
前記第１のロータと同軸でありかつ前記第１のロータに対して逆方向に回転する第２のロータに連結された第２のモータを備える第２のロータ組立体と、
を備える推進システムと、
前記ヘリコプタの胴体を前記推進システムに連結させるジンバル組立体と、
前記ジンバル組立体に通信可能に接続され、前記ヘリコプタの前記胴体を重量移動させるために前記ジンバル組立体に命令を与えて、それによって前記ヘリコプタの動きを制御するように構成されたコントローラと、
を備えるヘリコプタ。
【請求項１３】
前記第１のロータ組立体は、前記第２のロータ組立体を貫通する固定された非回転シャフトを用いて前記ジンバル組立体に連結される、請求項１２に記載のヘリコプタ。
【請求項１４】
前記第１のロータ組立体は複数の第１の固定ピッチブレードをさらに含み、前記第２のロータ組立体は複数の第２の固定ピッチブレードをさらに含み、前記第１の固定ピッチブレード及び前記第２の固定ピッチブレードは、前記固定ピッチブレードの各々が枢動することを可能にするように構成されたヒンジ機構を介して、それぞれのロータのハブに連結される、請求項１２に記載のヘリコプタ。
【請求項１５】
ヘリコプタであって、
ジンバル組立体と、
前記ジンバル組立体に機械的に連結されかつ第１のロータを含む、第１のロータ組立体と、
前記ジンバル組立体に機械的に連結されかつ前記第１のロータとは逆方向に回転するように構成された第２のロータを含む、第２のロータ組立体と、
前記ジンバル組立体に機械的に連結された胴体と、
前記ジンバル組立体に通信可能に接続され、前記ヘリコプタの前記胴体を重量移動させるために前記ジンバル組立体に命令を与えて、それによって前記ヘリコプタの動きを制御するように構成されたコントローラと、
を備えるヘリコプタ。
【請求項１６】
前記第１のロータ組立体は、前記第２のロータ組立体を貫通する固定された非回転シャフトを用いて前記ジンバル組立体に連結される、請求項１５に記載のヘリコプタ。
【請求項１７】
前記ヘリコプタは翼をさらに備え、前記翼は前記胴体の外側部に連結され、前記翼は前記ヘリコプタの移動速度又は滞空時間を増大させるように構成される、請求項１５に記載のヘリコプタ。
【請求項１８】
前記第１のロータ組立体は複数の第１の固定ピッチブレードをさらに含み、前記第２のロータ組立体は複数の第２の固定ピッチブレードをさらに含み、前記第１の固定ピッチブレードの数量は、前記第２の固定ピッチブレードの数量とは異なる、請求項１５に記載のヘリコプタ。
【請求項１９】
前記胴体は、積み重ねられた組立体の形で配置された複数の分離可能なモジュール構成要素から形成された管状体を備え、前記複数の分離可能なモジュール構成要素のうちの１つは、
ペイロードモジュール、又は
略垂直向きにヘリコプタを支持するように構成された着陸モジュール、
を含む、請求項１５に記載のヘリコプタ。
【請求項２０】
前記着陸モジュールは、
弾性高分子ベースを含む自己平衡型モジュール、
磁場を作り出す材料又は磁場に引き付けられる材料のうちの１つを含み、磁場を作り出す材料又は磁場に引き付けられる材料のうちの１つを含む表面に結合するように構成される磁気ベース型モジュール、
ケーブルの周りを取り囲み、それによって前記ヘリコプタが浮遊状態で前記ケーブルにぶら下がることを可能にする鉤を備えるグラップル型モジュール、
点状に終端する細長い材料部分を含み、着陸面を貫くように構成されるスパイク型モジュール、
浮力特性を有して、それによって前記ヘリコプタが液体表面と接触する際に浮くことを可能にするように構成されたフロート型モジュール、
漏斗形状を有する着陸コンテナと連結するように構成されたカップホルダ型モジュール、
前記胴体に対して平行な位置から前記ヘリコプタを直立位置に安定させる位置まで枢動するように構成される少なくとも２つの着陸脚を含む、折畳み脚型モジュール、
大気圧力を用いて表面に結合するように構成される、凹形状の変形可能な材料を含むバキューム型モジュール、又は
１又は２以上の車輪を含む自己平衡車輪型モジュール、
のうちの１つを備える、請求項１９に記載のヘリコプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にヘリコプタに関し、より詳細には重量移動式同軸回転翼ヘリコプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
無人ヘリコプタは、搭乗操作者を必要としない動力航空機である。代わりに、無人ヘリコプタは自律的に飛行すること又は遠隔操縦をすることができる。無人ヘリコプタは様々な形態及びサイズで設計され、多くの用途に使用することができる。例えば、軍隊組織及び警察は、警備及び監視などの活動で無人ヘリコプタを利用することができる。別の例として、民間ビジネスでは、航空写真などの用途に又は小荷物を配達するために無人ヘリコプタを使用することができる。一般的に、無人ヘリコプタは、伝統的なシングルロータ式ヘリコプタ又はマルチロータ式ヘリコプタ（例えば、クワッドコプタなど）の形態である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、重量移動式同軸回転翼ヘリコプタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態によれば、ヘリコプタは、推進システム、ジンバル組立体、及びコントローラを含む。推進システムは、第１のロータ組立体及び第２のロータ組立体を含む。第１のロータ組立体は第１のロータに連結された第１モータを備え、第２のロータ組立体は第２のロータに連結された第２モータを備える。第２のロータは第１のロータと同軸であり、第１のロータに対して逆方向に回転するように構成される。ジンバル組立体は、ヘリコプタの胴体を推進システムに連結させる。コントローラは、ジンバル組立体に通信可能に接続され、ヘリコプタの胴体を重量移動させるためにジンバル組立体に命令を与えて、それによってヘリコプタの動きを制御するように構成される。
【０００５】
特定の実施形態の技術上の利点としては、長い耐用寿命及び静かな運転を可能にするヘリコプタを提供することを挙げることができる。さらに、特定の実施形態は、可動部品が比較的少ないので、信頼性の向上及びコストの低減などの利点を提供することができる。さらに、特定の実施形態は、可搬性が高く、容易に展開可能又は別の航空機から発進可能であるように構成される。他の技術上の利点は、以下の図面、説明、及び特許請求の範囲から、当業者には容易に明らかとなろう。さらに、特定の利点を上記に列挙したが、様々な実施形態は、列挙した利点の全部又は一部を含む場合があり、或いはその一切を含まない場合がある。
【０００６】
本開示及びその利点のより完全な理解のために、添付図面と併せて以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】特定の実施形態による、重量移動式同軸回転翼ヘリコプタを示す。
【図２】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な推進システムを示す。
【図３】図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの折畳み機能を示す。
【図４】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的なジンバル組立体を示す。
【図５】特定の実施形態による、重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの別の実施形態の例示的なジンバル組立体を示す。
【図６Ａ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図６Ｂ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図６Ｃ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図６Ｄ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図６Ｅ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図６Ｆ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図６Ｇ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図６Ｈ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図６Ｉ】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの例示的な着陸モジュールを示す。
【図７】特定の実施形態による、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタのコントローラに組み込むことのできる例示的なコンピュータシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示のより良い理解を容易にするために、特定の実施形態の以下の実施例が提供される。以下の実施例は、本開示の範囲を限定する又は規定すると解釈すべきではない。本開示の実施形態及びその利点は、図１から５を参照することによって最も良く理解され、各図では類似の符号は類似の対応する要素を示すために使用される。
【０００９】
マルチロータ式ヘリコプタの設計は、現在の無人ヘリコプタに関して一般的な構成となっている。飛行するために、ヘリコプタは、それに作用する重力よりも大きな揚力を発生する。ヘリコプタのロータブレードが回転すると揚力が発生する。揚力は、ロータの速度を変更するか又はロータブレードのピッチ角を変更することで発生し得る。ロータ速度を変更することで揚力を発生させるヘリコプタは「固定ピッチ制御」を用いる。ピッチ角を変更することで揚力を発生させるヘリコプタは「同時ピッチ制御」を用いる。
【００１０】
固定ピッチ制御を備えたヘリコプタは、一定の角度に保持されたメインロータブレードを有する。これにより、固定ピッチ式ヘリコプタの何らかの高度変更はそのモータ速度によって制御される。従って、固定ピッチ式ヘリコプタのモータ速度が高くなると、ロータブレードはより高速で回転してより大きな揚力が発生する。その逆も正しく、ヘリコプタのモータ速度が低くなると、ロータブレードの回転が低下して揚力が低減する。固定ピッチ制御を備えたヘリコプタは、複雑性の低減及び信頼性の向上などの利点をもたらすことができる。
【００１１】
同時ピッチ制御を備えたヘリコプタは、ピッチ角を集合的に変更できる回転可能なロータブレードを有する。同時ピッチ式ヘリコプタは、ロータ速度とピッチ角の組み合わせを制御することによって揚力を得ることができるので、より長い耐用寿命という利点に享受する。また、当該ヘリコプタは、ロータブレードのピッチ角を集合的に変更することで、ヘリコプタの揚力に対する良好な制御が可能となり、高い操縦性及び応答性を有することができる。
【００１２】
多くの一般的なヘリコプタは、通常、機械的複雑性に起因する大きな運転音、高いコスト、及び低い信頼性などの不都合を伴う。従って、固定ピッチ式ヘリコプタにより提供される静かな運転及び高い信頼性を有すると同時に、同時ピッチ制御式ヘリコプタのような操縦性及び応答性、並びに長い耐久性を有するヘリコプタ構成が求められている。
【００１３】
本開示の教示は、飛行中にヘリコプタの動きを制御するために重量移動を使用すると上記の利点のうちの１又は２以上を提供できることを認識する。以下、これらの及び他の望ましい特徴を提供する重量移動式同軸回転翼ヘリコプタの実施形態を説明する。
【００１４】
図１は、特定の実施形態による重量移動式同軸回転翼ヘリコプタ１００を示す。ヘリコプタ１００は、推進システム１１０、ジンバル組立体１６０、及び胴体１８０を含む。一般に、ヘリコプタ１００は、飛行中にその動きを制御するために胴体１８０の重量移動を利用する。
【００１５】
ヘリコプタ１００は複数の構成要素を含み、一部の構成要素の単一要素を図１−６に示す。当業者であれば、性能及びミッション要件が規定するように、図示の数を超える構成要素を含み得ることを理解できるはずである。また、当業者であれば、ヘリコプタ１００は、図示されないが一般にヘリコプタに含まれる他の構成要素を含み得ることを理解できるはずである。
【００１６】
一部の実施形態では、推進システム１１０は、第１のロータ組立体１１５ａ及び第２のロータ組立体１１５ｂを含む。各ロータ組立体１１５は、ロータ１３０（例えば、１３０ａ、１３０ｂ）に連結されたモータ１２０（例えば、１２０ａ、１２０ｂ）を含むことができる。各ロータ１３０は、複数のブレード１４０（例えば、１４０ａ−ｄ）を含むことができる。一部の実施形態では、ロータ１３０は同軸で反転式である。つまり、ロータ１３０ａ及びロータ１３０ｂは同じ回転軸１９０を共有するが、ロータ１３０ａは一方向に回転するがロータ１３０ｂは反対方向に回転する。ロータ１３０ａ−ｂの反転式回転は、図２に示すように固定シャフト２２０を用いて実現することができる。ロータ１３０の回転は、それぞれのロータ回転方向でのブレード１４０の駆動につながる。一部の実施形態では、モータ１２０は高トルクのアウトランナー型ブラシレス電気モータであり、これはロータを回転させるための動力の供給に適している。
【００１７】
推進システム１１０の構成は様々とすることができる。例えば、図１に示すような一部の実施形態では、推進システム１１０は、第１のロータ組立体１１５ａの全構成要素が第２のロータ組立体１１５ｂの全構成要素の上に積み重ねられるように構成される。図５に示すような別の実施形態では、各ロータ組立体１１５の構成要素（例えば、モータ１２０、ロータ１３０、ブレード１４０）は、異なる構成で配置される。本開示は、特定の構成を有する推進システム１１０を例示し説明するが、何らかの適切な構成を有する推進システム１１０を想定している。
【００１８】
図１に示す実施形態などの一部の実施形態では、ロータ１３０ａは２つのブレード１４０（つまり、ブレード１４０ａ−ｂ）を備え、ロータ１３０ｂは２つのブレード１４０（つまり、ブレード１４０ｃ−ｄ）を備える。別の実施形態では、ロータ１３０ａのブレード１４０の数は、ロータ１３０ｂのブレード１４０の数と異なる場合がある。例えば、ロータ１３０ａは４つのブレード１４０を含むことができ、ロータ１３０ｂは３つのブレード１４０を含むことができる。本開示は、ロータ１３０に対して何らかの適切な数のブレード１４０を見込んでいる。
【００１９】
一部の実施形態では、ブレード１４０は、固定されたピッチ角を有する（つまり、ブレード１４０のピッチは調整可能ではない）。一部の実施形態では、ロータ１３０ａのブレード１４０のピッチ角は、ロータ１３０ｂのブレード１４０のピッチ角と異なる場合があり、又はブレード１４０は全て同じピッチ角を有する場合がある。本開示は、ブレード１４０に対して何らかの適切なピッチ角を見込んでいる。
【００２０】
一部の実施形態では、全てのブレード１４０は同じ長さとすることができる。別の実施形態では、ロータ１３０ａのブレード１４０の長さは、ロータ１３０ｂのブレード１４０の長さと異なる場合がある。特定の実施形態では、ブレード１４０は、ヘリコプタ１００の全長と等しい又は実質的に等しい（例えば、＋／−１０％以内で）長さを有する。ヘリコプタ１００の全長と等しい又は実質的に等しい長さを有することにより、ヘリコプタ１００は高いパッケージング効率を備える。本開示は、長いブレード長が高い効率及び静かな運転などの特定の利点に関係することを認識する。
【００２１】
一部の実施形態では、ヘリコプタ１００は、より小型で容易に移動できるように、折畳み機能を含むことができる。例えば、図３は、パッケージング効率を向上させるためにブレードを胴体に対して平行に折り畳んだヘリコプタ１００を示す。特に、ブレード１４０は、飛行中に使用される胴体１８０に直交する位置から収納のための胴体１８０に平行な位置まで枢動することができる。これによって、例えばヘリコプタ１００を管体又は他の細長い構造体の内側に配置することが可能となる。具体例として、ヘリコプタ１００を別の航空機に取り付けられた管状構造体の内側に収納するのを可能とするために、ブレード１４０は、胴体１８０に対して平行に折り畳むことができる。従って、ヘリコプタ１００は、飛行中の別の航空機から発進させること又は放出することができ、その時点では、ブレード１４０は、胴体１８０対して枢動して直交する状態に戻り、ヘリコプタ１００の適切な飛行操作が可能になる。以下に詳細に説明する図２は、ヒンジ機構２１５を利用して、ブレード１４０が上記のように枢動するのを可能にする特定の実施形態を示す。
【００２２】
ジンバル組立体１６０は、ヘリコプタ１００の推進システム１１０及び胴体１８０の両方に機械的に連結する。一部の実施形態では、ジンバル組立体１６０は、胴体１８０を重量移動させてそれによりヘリコプタ１００の動きを制御するために、コントローラ（例えば、以下に説明するコントローラ１８２）によって制御される２つのジンバルモータ１６５（つまり、１６５ａ及び１６５ｂ）を含む。図示の実施形態では、一方のジンバルモータ１６５（例えば、１６５ａ）はヘリコプタ１００のピッチを制御するように構成され、他方のジンバルモータ１６５（例えば、１６５ｂ）はヘリコプタ１００のロールを制御するように構成される。一部の実施形態では、ジンバルモータ１６５ａ及び１６５ｂは、図１−６に示すように積み重ねられた組立体の形で配置され、互いに直交する異なる軸４２０に沿って位置決めされる。一部の実施形態では、ハウジング４１０は、１つの軸に沿ってジンバルモータ１６５ａを固定し、異なる軸に沿ってジンバルモータ１６５ｂを固定する。ジンバル組立体１６０の一部の実施形態は、図４及び５に関連して以下で詳細に説明される。
【００２３】
ヘリコプタ１００の胴体１８０は、ジンバル組立体１６０に機械的に連結される。一部の実施形態では、胴体１８０は、電源１８４及びコントローラ１８２を含むことができる。胴体１８０は、何らかの適切な形状及び寸法を有することができる。図示の実施形態では、胴体１８０は管状形状であり、これによってヘリコプタ１００を前述のように管体又は他の細長い構造体の中に収容することが可能となる。一部の実施形態では、胴体１８０は単一の管状体である。別の実施形態では、胴体１８０は、積み重ねられた組立体の形の配置された複数の分離可能なモジュール構成要素から形成された管状体である。このようなモジュール構成要素は、ペイロードモジュール及び／又は着陸モジュールを含むことができる。一例として、ペイロードモジュールは、カメラシステム、ＧＰＳシステム、又は何らかの他の航空電子工学システムを含むことができる。様々な着陸モジュールの例を図６Ａ−Ｉに関連して以下で詳細に説明する。
【００２４】
図示しないが、ヘリコプタ１００は、翼を含むこともできる。一部の実施形態では、翼は胴体１８０の外側部分に結合することができる。翼は、ヘリコプタ１００の速度を増すように又はヘリコプタ１００の滞空時間を増加させるように構成することができる。
【００２５】
前述のように、ヘリコプタ１００の動きを制御するために、胴体１８０を重量移動させる。そうするために、一部の実施形態は、ジンバルモータ１６５と通信可能に接続されたコントローラ１８２を含む。コントローラ１８２は、何らかの適切な通信リンク（例えば、有線又は無線）を介してジンバルモータ１６５に命令を与えるように構成される。一部の実施形態では、コントローラ１８２はモータ１２０とも通信可能に接続され、モータ１２０に対するスロットル調整を動的に制御するように構成される。以下で詳細に説明するように、モータ１２０に対するスロットル調整を制御することは、ヘリコプタ１００の飛行制御を助ける。一部の実施形態では、コントローラ１８２は、１又は２以上のジャイロスコープ及び／又は１又は２以上の加速度計を含む（又はそれらと通信可能に接続される）。一部の実施形態では、コントローラ１８２は、図７に関連して以下で説明するコンピュータシステム７００などのコンピュータシステムを含むか又はコンピュータシステムである。
【００２６】
電源１８４はヘリコプタ１００のための何らかの適切な動力源であり、コントローラ１８２、ジンバルモータ１６５、及びモータ１２０に電気的に接続される。一部の実施形態では、電源１８４は、一次電池又は二次電池である。別の実施形態では、電源１８４は、小型ガスエンジン又は燃料電池などの発電機とすることができる。本開示では電源１８４の特定の形態を明示して説明するが、本開示は、ヘリコプタ１００の何らかの適切な電源を想定している。当業者であれば、電源１８４は、ヘリコプタ１００の適切な運転のためにヘリコプタ１００の一部又は全部の電子部品に電力を供給することを理解できるはずである。
【００２７】
図２は、ヘリコプタ１００の推進システム１１０の例示的な実施形態を示す。前述のように、推進システム１１０はロータ組立体１１５を含むことができる。一部の実施形態では、ロータ組立体１１５は、ブレード１４０を含むロータ１３０に連結されたモータ１２０を含む。別の実施形態では、ロータ組立体１１５は付加的な又はより少ない構成要素を含むことができる。
【００２８】
一部の実施形態では、ブレード１４０は、ハブ２１０を介してモータ１２０に連結する。例えば、各ハブ２１０はモータ１２０の回転シャフトに連結することができ、同様にブレード１４０はハブ２１０に連結する。一部の実施形態では、ハブ２１０は、以下で詳細に説明するように、１又は２以上のヒンジ機構２１５を含むことができる。
【００２９】
前述のように、ヘリコプタ１００は、折畳み機能を有するように構成することができる。図２−３に示すように、ブレード１４０ａ−ｂは、ヒンジ機構２１５を介してロータ１３０ａのハブ２１０ａに連結することができる。ヒンジ機構２１５は、ブレード１４０が胴体１８０に対して直交する位置（図２に示す）から胴体１８０に対して平行な位置（図３に示す）まで枢動できるように構成される。つまり、ブレード１４０に対して上向きに加えられた力は、胴体１８０との関連でブレード１４０の遠位折畳みをもたらすことができる。代わりに、ブレード１４０に対して下向きに加えられた力は、胴体１８０との関連でブレード１４０の近位折畳みをもたらすことになる。ブレード１４０のこのような折畳みを図３に示す。一部の実施形態では、遠心力を用いてブレード１４０を枢動させることができる。例えば、モータ１２０によるロータ１３０の回転は、ブレード１４０に遠心力を及ぼして、その折畳み位置から胴体１８０に対して直交する位置に枢動させることができる。一部の実施形態では、ロータ１３０が回転しなくなると、ブレード１４０は自動的に枢動して折畳み位置に戻ることができる。一部の実施形態では、ブレードの胴体１８０に対して直交する位置への枢動によりヘリコプタ１００はパワーオンになる。
【００３０】
一部の実施形態では、ヘリコプタ１００のブレード１４０が胴体１８０に対して直交して位置決めされた場合に、ヘリコプタ１００を別の航空機（「投下航空機」）から展開させることができる。ヘリコプタ１００のこのコンパクトな構成は、投下航空機にヘリコプタ１００を取外し可能に結合することに関する、並びに投下航空機からのヘリコプタ１００の展開に関する、特定の利点を提供することができる。例えば、図３のコンパクトな構成のヘリコプタ１００は、投下航空機に取り付けられたバネ付勢式展開管体に配置することができる。適切な時間に、ヘリコプタ１００は投下航空機から放出されて、ブレード１４０を胴体に対して直交する位置へ枢動させることができる。本開示は、胴体１８０に対して直交する位置へのブレード１４０の枢動は、重錘駆動、サーボ駆動、バネ駆動などとすることができる。一部の実施形態では、一旦ブレード１４０が胴体１８０に対して直交する位置に枢動すると、ブレード１４０はその直交位置にロックされることになる。別の実施形態では、ブレード１４０は、直交位置に連続的に枢動することになる。一部の実施形態では、ブレード１４０の直交位置への枢動は、ジンバルモータ１６５及びモータ１２０を含む、一部の又は全ての電子部品の作動を可能にする。例えば、ブレード１４０が胴体１８０に対して直交する位置に枢動したことを検知すると、コントローラ１８２はモ―タ１２０及びジンバルモータ１６５に命令を与えることができる。その結果として、ヘリコプタ１００は、飛行中に上空に留まること及びその動きを制御することができる。
【００３１】
一部の実施形態では、固定シャフト２２０を用いて第１のロータ組立体１１５ａをヘリコプタ１００に連結する。固定シャフト２２０は、第１のロータ組立体１１５ａをジンバル組立体１６０に連結するために使用されるいずれかの非回転部材とすることができる。一部の実施形態では、固定シャフト２２０の一部は第２のロータ組立体１１５ｂを貫通する。例えば、固定シャフト２２０は、開口部を貫通してモータ１２０ｂの中心を下方向に進むシャフト部分を含むことができる。これによって、ロータ１３０ａ及び１３０ｂの反転式回転が可能となる。本開示は、ロータ１３０の反転式回転を達成するための固定シャフト２２０を示して説明するが、ロータ１３０の反転式回転をもたらす、ヘリコプタ１００の何らかの適切な構成要素又は構成を想定する。
【００３２】
図４は、図１の重量移動式同軸回転翼乗物１００の例示的なジンバル組立体１６０を示す。前述のように、ジンバル組立体１６０は推進システム１１０を胴体１８０に連結することができる。ジンバル組立体１６０は、１又は２以上のジンバルモータ１６５（例えば、１６５ａ−ｂ）を含むことができる。一部の実施形態では、ジンバルモータ１６５は、図４に示すような直接トルクモータとすることができる。別の実施形態では、ジンバルモータ１６５は、図５に示すようなサーボモータとすることができる。さらに別の実施形態では、ジンバルモータ１６５は、１又は２以上のリニアアクチュエータを含むことができる。本開示は、特定のタイプのジンバルモータ１６５を示して説明するが、トルクを作り出して胴体１８０の重量を移動させる、いずれかの適切なジンバルモータ１６５を想定する。
【００３３】
一部の実施形態では、ハウジング４１０は、軸４２０ａ及び４２０ｂなどの異なる軸に沿ってジンバルモータ１６５を固定する。一部の実施形態では、軸４２０ａ及び４２０ｂは、互いに及び軸１９０に対して直交することができる。一部の実施形態では、ハウジング４１０は、モータ１３０に対する構造的な支持をもたらすことができる。ハウジング４１０は、何らかの適切な形状又は寸法を有することができ、何らかの適切な材料で形成することができる。
【００３４】
一般に、ハウジング４１０は、ジンバルモータ１６５ａとジンバルモータ１６５ｂとを切り離し、それらを２つの異なる軸４２０ａ及び４２０ｂに沿って固定する。図４−５に示すように、２軸ジンバル組立体１６０は、飛行中のヘリコプタ１００のピッチ及びロールの制御を可能にする。具体的には、第１のジンバルモータ１６５（例えば、１６５ａ）は第１の軸４２０ａに沿ってハウジング４１０に固定することができ、ヘリコプタ１００のピッチ制御を可能にし、第２のジンバルモータ１６５（例えば、１６５ｂ）は第２の軸４２０ｂに沿ってハウジング４１０に固定することができ、ヘリコプタ１００のロール制御を可能にする。一実施形態では、ジンバル組立体１６０は、ピッチ制御と関係付けられたジンバルモータ１６５がロール制御と関係付けられたジンバルモータ１６５の上方に位置するように構成される。一実施形態では、ジンバル組立体１６０は、ロール制御と関係付けられたジンバルモータ１６５がピッチ制御と関係付けられたジンバルモータ１６５の上方に位置するように構成される。
【００３５】
作動時、電源１８４は、コントローラ１８２、ジンバルモータ１６５、及びモータ１２０を含む、ヘリコプタ１００の一部又は全ての電子部品に電力を供給する。その結果として、各ロータ１３０は軸１９０の周りで逆方向に回転する。ヘリコプタ１００の高度は、各モータ１２０に対するスロットルを対称的に変化させることで変えることができる。ヘリコプタ１００のヨーを制御するために、各モータ１２０に対するスロットルを非対称的に変化させる。例えば、左方向にヨーイングするために、モータ１２０ａに対するスロットルを上げると同時にモータ１２０ｂに対するスロットルを下げる。モータ１２０ａに対するこのようなスロットルの増加は、ヘリコプタ１００に作用するトルクの増加をもたらす。同様なトルクがモータ１２０ｂによって同じトルクが作り出されないので、ヘリコプタ１００は左方向にヨーイングすることになる。非対称的な又は相違するスロットルを用いることにより、揚力を低下させることなくヨー制御を可能にすることができる。
【００３６】
一旦上昇すると、ヘリコプタ１００のピッチ又はロールを変化させることが望ましい場合がある。そうするために、コントローラ１８２は、１又は２以上のジンバルモータに１又は２以上の命令を送信する。１又は２以上の命令に従って、ジンバルモータ１６５は胴体１８０を重量移動させ、それによって所望の進行方向に推力ベクトルを作り出す。例えば、コントローラ１８２からピッチに関する１又は２以上の命令を受信するとすぐに、ジンバルモータ１６５ａは後方向に胴体１８０を重量移動させることができる。後方向へ胴体１８０を移動させる効果は、ヘリコプタが前方向への飛行を開始する点にある。別の例では、コントローラ１８２からロールに関する１又は２以上の命令を受信するとすぐに、ジンバルモータ１６５ｂは左方向に胴体１８０を重量移動させることができる。左方向に胴体１８０を移動させる効果は、ヘリコプタ１００が右方向への飛行を開始する点にある。このように、胴体１８０を重量移動させる結果として、ヘリコプタ１００の動きを制御することができる。これは、動きを制御するために可変ピッチのブレード及び付加的な尾部ロータを利用するヘリコプタなどの典型的なヘリコプタとは対照的である。そのような乗物は、複雑で高価であり、正確な飛行に必要とされる可動部品の数量に起因して修理が難しい。一方で、重量移動を利用することによって、ヘリコプタ１００は単純で安価であり、少ない可動部品に起因して修理が容易である。
【００３７】
一定時間にわたって上空に留まった後、ヘリコプタ１００を着陸させることが好都合な場合がある。これは、ヘリコプタ１００がその着陸目標に到着した又は電源を使い果たしたという理由、或いは他の理由とすることができる。前述のように、胴体１８０は、１又は２以上の着陸モジュール６１０Ａ−Ｉ（例示的な実施形態を図６Ａ−６Ｉに関して以下で詳細に説明する）を含むことができる。着陸モジュールは、着陸面に沿って略垂直向きにヘリコプタ１００を支持するように構成される。一部の実施形態では、ヘリコプタ１００は、着陸後に手動で回収される。別の実施形態では、ヘリコプタ１００はその次の飛行を継続することができる。
【００３８】
特定の実施形態では、ヘリコプタ１００は、電源１８４を充電するように構成される。そのような実施形態では、ヘリコプタ１００は、電源１８４を再充電するために搭載構成要素を使用する。再生は、胴体１８０をソーラーパネルで包むことによって、ブレード１４０ａ−ｄを風力タービンとして使用することによって、或いはいずれか他の適切な方法によって、達成することができる。一旦電源１８４が十分に充電されると、ヘリコプタ１００はその次の飛行へ進むことができる。
【００３９】
一部の実施形態では、ヘリコプタ１００の取り戻し又は回収は飛行中に行われる場合がある。一例として、ヘリコプタ１００が上空にある間に別の航空機が回収ラインを投下することができる。その後、ヘリコプタ１００は、回収ラインに向かって飛行してそこに乗り入れることができ、これにより、ブレード１４０ａ−ｄは回収ラインで拘束される。ヘリコプタ１００が回収ラインにしっかりと固定されると、別の航空機はヘリコプタ１００を引き寄せることができる。
【００４０】
図６Ａ−Ｉは、図１の重量移動式同軸回転翼ヘリコプタ１００の例示的な着陸モジュール６１０を示す。前述のように、胴体１８０は、着陸モジュール６１０を含むことができる複数の分離可能なモジュール構成要素から構成することができる。図示するように、図６Ａ−Ｉは様々な着陸モジュール６１０を表す。一部の実施形態では、着陸モジュール６１０は、コントローラ１８２及び電源１８４を収納する本体構成要素などの、別のモジュール胴体構成要素に連結される。モジュール構成要素の連結は、スナップ止め、ネジ止め、掛止、締付け、又は磁石の使用を含むがこれらに限定されない様々な方法で達成することができる。着陸モジュール６１０は、略垂直向きにヘリコプタ１００を支持するように構成される。
【００４１】
図６Ａは、自己平衡型着陸モジュール６１０Ａの一実施形態を示す。一部の実施形態では、自己平衡型着陸モジュール６１０Ａは弾性高分子ベースを含むことができる。一部の実施形態では、弾性高分子ベースは、ヘリコプタ１００が表面に着陸する、着陸の衝撃を吸収する、並びにぐらつく又は動揺して直立位置にすることを可能にする。
【００４２】
図６Ｂは、磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂの一実施形態を示す。磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂは、磁場を作り出すか又は磁場に引き付けられる何らかの材料を含むことができる。従って、ヘリコプタ１００が磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂを含む場合に、それは反対の磁場を有する又は作り出すあらゆる表面に結合することができる。一部の実施形態では、磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂは電磁石である。このような実施形態では、コントローラ１８２は、磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂに通信可能に接続してそれに対して命令を与えるように構成することができる。例えば、ヘリコプタ１００は、電磁石を備えた磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂを含むことができる。飛行中、コントローラ１８２は、電力を節約するために磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂを無効にすることができる（モジュール６１０Ｂが電磁場に引き付けられないように、又は電磁場を生成しないように）。電磁場又はいずれか他の適切なトリガを検知すると、コントローラ１８２は、着陸のために磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂを作動させることができる。従って、ヘリコプタ１００が電磁場を持つ表面に近づくと、ヘリコプタ１００の磁気ベース型着陸モジュール６１０Ｂは、その表面に引き付けられて結合する。
【００４３】
図６Ｃは、グラップルベース型着陸モジュール６１０Ｃの一実施形態を示す。グラップルベース型着陸モジュール６１０Ｃは、ケーブル（例えば、電話ケ―ブル、ワイヤフェンス、洗濯ロープなど）を取り囲むように構成された鉤６１５を備えることができる。従って、鉤６１５は開位置及び閉位置を有することができる。一部の実施形態では、コントローラ１８２は、グラップルベース型着陸モジュール６１０Ｃに通信可能に接続され、鉤６１５の開閉動作を制御するように構成される。例えば、グラップルベース型着陸モジュール６１０Ｃを含むヘリコプタ１００は、鉤６１５を開位置にして投下航空機から放出することができる。ケーブルを検知すると、ヘリコプタ１００はケーブルに接近することができ、鉤６１５はコントローラ１８２からの命令に従ってそのケーブルを取り囲む。結果として、ヘリコプタ１００は、一般に垂直向きにケーブルからぶら下がることができる。
【００４４】
図６Ｄは、スパイクベース型着陸モジュール６１０Ｄの一実施形態を示す。スパイクベース型着陸モジュール６１０Ｄは、先端で終端する細長い素材部品を備えて、着陸面を貫通するように構成することができる。例えば、スパイクベース型着陸モジュール６１０Ｄを備えたヘリコプタ１００は、自身が貫通可能な面に接近していることを検知及び判定することができる。それに備えて、ヘリコプタ１００は、スパイクベース型着陸モジュール６１０Ｄの先端が着陸する際に着陸面を貫通するように自身を方向付ける。その結果として、ヘリコプタ１００は、略垂直向きで表面上に直立して打ち込まれる。
【００４５】
図６Ｅは、フロートベース型着陸モジュール６１０Ｅの一実施形態を示す。フロートベース型着陸モジュール６１０Ｅは、液体と接触する際にヘリコプタ１００が浮くことを可能にする浮力特性を有するように構成することができる。一部の実施形態では、フロートベース型着陸モジュール６１０Ｅは、ヘリコプタ１００が液体表面の上に浮くことを可能にするように構成される。別の実施形態では、フロートベース型着陸モジュール６１０Ｅは、ヘリコプタ１００が浮くが部分的に液体中に沈むことを可能にするように構成される。例えば、フロートベース型着陸モジュール６１０Ｅを備えたヘリコプタ１００は、液体表面に接近していることを検知及び判定することができる。それに備えて、ヘリコプタ１００は、浮遊性のフロートベース型着陸モジュール６１０Ｅが液体表面と接触するように自身を方向付ける。フロートベース型着陸モジュール６１０Ｅは、ヘリコプタ１００が略垂直向きに液体上に浮くこと、又は部分的に液体中に沈むことを可能にする。一部の実施形態では、フロートベース型着陸モジュール６１０Ｅは、その最初の表面接触地点から漂って離れるように設計される。一部の実施形態では、フロートベース型着陸モジュール６１０Ｅは、ヘリコプタ１００がその最初の表面接触地点から漂って離れないようにする係留用構成要素を含む。
【００４６】
図６Ｆは、カップホルダ型着陸モジュール６１０Ｆの一実施形態を示す。カップホルダ型着陸モジュール６１０Ｆは、着陸コンテナ６２０と連結するように構成することができる。着陸コンテナ６２０は、カップホルダ型着陸モジュール６１０Ｆを有するヘリコプタ１００を受け入れるように構成することができる。一部の実施形態では、着陸コンテナ６２０は漏斗形状を有することができる。別の実施形態では、着陸コンテナ６２０は異なる形状を有することができる。例示的に、カップホルダ型着陸モジュール６１０Ｆを備えたヘリコプタ１００は、自身が着陸コンテナ６２０に接近していることを検知及び判定する。それに備えて、ヘリコプタ１００は、カップホルダ型着陸モジュール６１０Ｆが着陸コンテナ６２０と連結するように、略垂直向きに自身を方向付ける。一部の実施形態では、着陸コンテナ６２０の壁はヘリコプタ１００を直立方向に支持することができる。
【００４７】
図６Ｇは、折畳み脚型着陸モジュール６１０Ｇの一実施形態を示す。折畳み脚型着陸モジュール６１０Ｇは、ヘリコプタ１００を直立位置に安定させる少なくとも２つの着陸脚を含むことができる。一部の実施形態では、着陸脚６２５は安定化位置に固定される。別の実施形態では、着陸脚６２５は、胴体１８０に平行な位置から安定化位置まで枢動するように構成される。本開示は、着陸脚６２５の枢動が重量駆動、サーボ駆動、バネ駆動などであることを想定する。一部の実施形態では、コントローラ１８２は、折畳み脚型着陸モジュール６１０Ｇに通信可能に接続され、着陸脚６２５の位置を制御するように構成される。例えば、折畳み脚型着陸モジュール６１０Ｆを含むヘリコプタ１００は、折畳み脚６２５を胴体１８０と平行に位置決めして投下航空機から放出することができる。適切な時間に、ヘリコプタ１００の折畳み脚６２５は、コントローラ１８２からの命令に従って安定化位置に移動する。着陸面に着陸した状態で、着陸脚６２５は略垂直向きにヘリコプタ１００を支持する。
【００４８】
図６Ｈは、バキューム型着陸モジュール６１０Ｈの一実施形態を示す。一部の実施形態では、バキューム型着陸モジュール６１０Ｈは、凹形状を有する変形可能な材料を備え、真空を用いて表面に結合するように構成することができる。一部の実施形態では、バキューム型着陸モジュール６１０Ｈは、吸引カップを含む。一部の実施形態では、バキューム型着陸モジュール６１０Ｈは、真空を作り出すためにモータ又はポンプを備える。バキューム型着陸モジュール６１０Ｈは電源１８４に接続することができる。一部の実施形態では、バキューム型着陸モジュール６１０Ｈはコントローラ１８２と通信可能に接続され、コントローラ１８２はバキューム型着陸モジュール６１０Ｈに命令を与えるように構成される。例えば、コントローラ１８２は、電力を節約するために飛行中はバキューム型着陸モジュール６１０Ｈを無効にすることができる。ヘリコプタ１００が適した着陸面に接近していることを検知及び判定すると、コントローラ１８２はバキューム型着陸モジュールを電源オンにして、それによってバキューム型着陸モジュール６１０Ｈは吸引を行うことができる。この吸引により、ヘリコプタ１００は着陸面に結合することができる。一部の実施形態では、バキューム型着陸モジュール６１０Ｈは、水平な着陸面（例えば、地面）に結合する。しかしながら、別の実施形態では、バキューム型着陸モジュール６１０Ｈは、非水平又は垂直な着陸面（例えば、壁面）に結合して、ヘリコプタ１００が水平向きに保持されることになる。このような水平着陸は、胴体１８０を重量移動させてバキューム型着陸モジュール６１０Ｈを非水平面又は垂直面に接触させることによって達成することができる。
【００４９】
図６Ｉは、自己平衡車輪型着陸モジュール６１０Ｉの一実施形態を示す。自己平衡車輪型着陸モジュール６１０Ｉは、１又は２以上の車輪６３０を備えることができる。一部の実施形態では、車輪６３０は動力が供給されない。別の実施形態では、車輪６３０は、電源１８４に接続されたモータにより動力が供給される。一部の他の実施形態では、コントローラ１８２は、自己平衡車輪型着陸モジュール６１０Ｉに通信可能に接続してそれに対して命令を与えるように構成することができる。このような実施形態では、コントローラ１８２は、限定されるものではないが、回転車輪６３０の方向及び速度、並びに車輪６３０の制動を含む、車輪６３０の様々な特性を制御することができる。従って、ヘリコプタ１００は、着陸した後に着陸面に沿って移動し続けることができる。一部の実施形態では、車輪６３０は、全出力トルクモータ又はブラシレス・トルクジンバルモータに結合することができる。
【００５０】
図７は例示的なコンピュータシステム７００を示す。コンピュータシステム７００は、図１のヘリコプタ１００で利用することができる。特定の実施形態では、１又は２以上のコンピュータシステム７００は、本明細書に記載する又は例示する１又は２以上の方法のうちの１又は２以上のステップを実行する。特定の実施形態では、１又は２以上のコンピュータシステム７００は、本明細書に記載する又は例示する機能を提供する。特定の実施形態では、１又は２以上のコンピュータシステム７００上で動作するソフトウェアは、本明細書に記載する又は例示する１又は２以上の方法のうちの１又は２以上のステップを実行する、又は本明細書に記載する又は例示する機能を提供する。特定の実施形態は、１又は２以上のコンピュータシステム７００のうちの１又は２以上の部分を含む。本明細書では、適切な場合、コンピュータシステムへの言及は計算デバイスを包含することができ、逆もまた同様である。さらに、コンピュータシステムへの言及は、適切な場合、１又は２以上のコンピュータシステムを包含することができる。
【００５１】
本開示は、いずれかの適切な数のコンピュータシステム７００を想定する。本開示は、いずれかの適切な物理的形態をとるコンピュータシステム７００を想定する。一例として、限定されるものではないが、コンピュータシステム７００は、組込み型コンピュータシステム、システムオンチップ（ＳＯＣ）、シングル一ボードコンピュータシステム（ＳＢＣ）（例えば、コンピュータオンモジュール（ＣＯＭ）又はシステムオンモジュール（ＳＯＭ）など）、デスクトップ型コンピュータシステム、ラップトップ又はノート型コンピュータシステム、対話型キオスク、メインフレーム、コンピュータシステムのネットワーク、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、サーバ、タブレット型コンピュータシステム、或いはこれらの２又は３以上の組合せとすることができる。適切な場合には、コンピュータシステム７００は、１又は２以上のコンピュータシステム７００を含むことができ、一体型又は分散型とすること、複数の位置にまたがること、複数の機械にまたがること、複数のデータセンタにまたがること、或いは１又は２以上のネットワークにおいて１又は２以上のクラウド構成要素を含むことができるクラウド内に存在することができる。適切な場合には、１又は２以上のコンピュータシステム７００は、実質的な空間的又は時間的制約なしで、本明細書に記載する又は例示する１又は２以上の方法のうちの１又は２以上のステップを実行することができる。一例として、限定されるものではないが、１又は２以上のコンピュータシステム７００は、本明細書に記載する又は例示する１又は２以上の方法のうちの１又は２以上のステップをリアルタイム又はバッチモードで実行することができる。１又は２以上のコンピュータシステム７００は、適切な場合には、異なる時間に又は異なる位置で、本明細書に記載する又は例示する１又は２以上の方法のうちの１又は２以上のステップを実行することができる。
【００５２】
特定の実施形態では、コンピュータシステム７００は、プロセッサ７０２、メモリ７０４、記憶装置７０６、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース７０８、通信インタフェース７１０、及びバス７１２を含む。本開示は、特定の数の特定の構成要素を特定にお配置で有する特定のコンピュータシステムを記載及び例示するが、いずれかの適切な数のいずれかの適切な構成要素をいずれかの適切な配置で有するいずれかの適切なコンピュータシステムを想定する。
【００５３】
特定の実施形態では、プロセッサ７０２は、コンピュータプログラムを構成する命令などの命令を実行するためのハードウェアを含む。一例として、限定されるものではないが、命令を実行するために、プロセッサ７０２は、内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ７０４、又は記憶装置７０６から命令を読み出し（又はフェッチし）、それらをデコードして実行し、次に１又は２以上の結果を内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ７０４、又は記憶装置７０６に書き込むことができる。特定の実施形態では、プロセッサ７０２は、データ、命令、又はアドレス用の１又は２以上の内部キャッシュを含むことができる。本開示は、適切な場合には、いずれかの適切な数のいずれかの適切な内部キャッシュを想定する。一例として、限定されるものではないが、プロセッサ７０２は、１又は２以上の命令キャッシュ、１又は２以上のデータキャッシュ、並びに１又は２以上のトランスレーション・ルックアサイド・バッファ（ＴＬＢ）を含むことができる。命令キャッシュ内の命令は、メモリ７０４又は記憶装置７０６内の命令の複製とすることができ、命令キャッシュは、プロセッサ７０２によるそれら命令の読み出しを高速化することができる。データキャッシュ内のデータは、動作するプロセッサ７０２で実行する命令に関するメモリ７０４又は記憶装置７０６内のデータ、プロセッサ７０２で実行する次の命令によるアクセスのための或いはメモリ７０４又は記憶装置７０６に書き込むためのプロセッサ７０２で実行された前の命令の結果、又は他の適切なデータの複製とすることができる。データキャッシュは、プロセッサ７０２による読出し又は書込み動作を高速化することができる。ＴＬＢは、プロセッサ７０２のために仮想アドレスの変換を高速化することができる。特定の実施形態では、プロセッサ７０２は、データ、命令、又はアドレス用の１又は２以上の内部レジスタを含むことができる。本開示は、適切な場合には、いずれかの適切な数のいずれかの適切な内部レジスタを含むプロセッサ７０２を想定する。適切な場合には、プロセッサ７０２は、１又は２以上の演算論理ユニット（ＡＬＵ）を含むこと、マルチコアプロセッサとすること、或いは１又は２以上のプロセッサ７０２を含むことができる。本開示は特定のプロセッサを記載及び例示するが、いずれかの適切なプロセッサを想定する。
【００５４】
特定の実施形態では、メモリ７０４は、プロセッサ７０２が実行する命令又はプロセッサ７０２が作用するデータを記憶するためのメインメモリを含む。一例として、限定されるものではないが、コンピュータシステム７００は、記憶装置７０６又は別のソース（例えば、別のコンピュータシステム７００など）からメモリ７０４に命令をロードすることができる。プロセッサ７０２は次に、メモリ７０４から内部レジスタ又は内部キャッシュに命令をロードすることができる。命令を実行するために、プロセッサ７０２は、内部レジスタ又は内部キャッシュから命令を読み出してそれらをデコードすることができる。命令の実行中又は実行後に、プロセッサ７０２は、１又は２以上の結果（それは中間結果又は最終結果の場合がある）を内部レジスタ又は内部キャッシュに書き込むことができる。次に、プロセッサ７０２は、それらの結果のうちの１又は２以上をメモリ７０４に書き込むことができる。特定の実施形態では、プロセッサ７０２は、１又は２以上の内部レジスタ又は内部キャッシュ内にある、又はメモリ７０４内にある命令だけを実行し、１又は２以上の内部レジスタ又は内部キャッシュ内にある又はメモリ７０４内にあるデータだけに基づいて動作する（記憶装置７０６などとは対照的に）。１又は２以上のメモリバス（各々がアドレスバス及びデータバスを含む）は、プロセッサ７０２をメモリ７０４に結合することができる。バス７１２は、以下に記載するように１又は２以上のメモリバスを含むことができる。特定の実施形態では、１又は２以上のメモリ管理ユニット（ＭＭＵ）は、プロセッサ７０２とメモリ７０４の間に存在し、プロセッサ７０２が要求するメモリ７０４へのアクセスを容易にする。特定の実施形態では、メモリ７０４はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。適切な場合には、このＲＡＭは揮発性メモリとすることができ、適切な場合には、このＲＡＭはダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）又はスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）とすることができる。さらに、適切な場合には、このＲＡＭはシングルポート又はマルチポートＲＡＭとすることができる。本開示は、いずれかの適切なＲＡＭを想定する。メモリ７０４は、適切な場合には、１又は２以上のメモリ７０４を含むことができる。本開示は、特定のメモリを記載及び例示するが、いずれかの適切なメモリを想定する。
【００５５】
特定の実施形態では、記憶装置７０６は、データ又は命令用の大容量記憶装置を含む。一例として、限定されるものではないが、記憶装置７０６は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フロッピーディスクドライブ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ドライブ、あるいはこれらのうちの２又は３以上の組合せを含むことができる。記憶装置７０６は、適切な場合には、取外し可能又は取外しできない（又は固定された）メディアを含むことができる。記憶装置７０６は、適切な場合には、コンピュータシステム７００の内部又は外部にあるとすることができる。特定の実施形態では、記憶装置７０６は、不揮発性の固体メモリである。特定の実施形態では、記憶装置７０６は読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。適切な場合には、このＲＯＭは、マスクプログラムＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、電気的書換え可能ＲＯＭ（ＥＡＲＯＭ）、又はフラッシュメモリ、又はこれらの２又は３以上の組合せとすることができる。本開示は、いずれかの適切な物理的形態をとる大容量記憶装置７０６を想定する。記憶装置７０６は、適切な場合には、プロセッサ７０２と記憶装置７０６の間の通信を容易にする１又は２以上の記憶制御ユニットを含むことができる。適切な場合には、記憶装置７０６は１又は２以上の記憶装置７０６を含むことができる。本開示は、特定の記憶装置を記載及び例示するが、いずれかの適切な記憶装置を想定する。
【００５６】
特定の実施形態では、Ｉ／Ｏインタフェース７０８は、コンピュータシステム７００と１又は２以上のＩ／Ｏデバイスとの間に通信のための１又は２以上のインタフェースを提供する、ハードウェア、ソフトウェア、又はその両方を含む。コンピュータシステム７００は、適切な場合には、これらのＩ／Ｏデバイスのうちの１又は２以上を含むことができる。これらのＩ／Ｏデバイスのうちの１又は２以上は、人とコンピュータシステム７００の間の通信を可能にする。一例として、限定されるものではないが、Ｉ／Ｏデバイスは、キーボード、キーパッド、マイクロフォン、モニタ、マウス、プリンタ、スキャナ、スピーカ、スチルカメラ、スタイラス、タブレット、タッチスクリーン、トラックボール、ビデオカメラ、別の適切なＩ／Ｏデバイス、又はこれらのうちの２又は３以上の組合せを含むことができる。Ｉ／Ｏデバイスは１又は２以上のセンサを含むことができる。本開示は、いずれかの適切なＩ／Ｏデバイスと、それらに対するいずれかの適切なＩ／Ｏインタフェースとを想定する。適切な場合には、Ｉ／Ｏインタフェース７０８は、プロセッサ７０２これらのＩ／Ｏデバイスのうちの１又は２以上を駆動することを可能にする、１又は２以上のデバイス又はソフトウェアドライバを含むことができる。Ｉ／Ｏインタフェース７０８は、適切な場合には、１又は２以上のＩ／Ｏインタフェース７０８を含むことができる。本開示は、特定のＩ／Ｏインタフェースを記載及び例示するが、いずれかの適切なＩ／Ｏインタフェースを想定する。
【００５７】
特定の実施形態では、通信インタフェース７１０は、コンピュータシステム７００と、１又は２以上の他のコンピュータシステム７００又は１又は２以上のネットワークとの間に通信（例えば、パケットベースの通信など）のための、１又は２以上のインタフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、又はその両方を含む。一例として、限定されるものではないが、通信インタフェース７１０は、イーサネット（登録商標）又は他の有線ベースのネットワークとの通信用のネットワークインタフェースコントローラ（ＮＩＣ）又はネットワークアダプタ、或いはＷＩ−ＦＩネットワークなどの無線ネットワークとの通信のための無線ＮＩＣ（ＷＮＩＣ）又は無線アダプタを含むことができる。本開示は、いずれかの適切なネットワーク及びそれに対するいずれかの適切な通信インタフェース４１０を想定する。一例として、限定されるものではないが、コンピュータシステム７００は、アドホックネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、又はインタネットの１又は２以上の部分、或いはこれらの２又は３以上の組合せと通信することができる。これらのネットワークの１又は２以上のうちの１又は２以上の部分は、有線又は無線とすることができる。一例として、コンピュータシステム７００は、無線ＰＡＮ（ＷＰＡＮ）（例えば、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）  ＷＰＡＮなど）、ＷＩ−ＦＩネットワーク、ＷＩ−ＭＡＸネットワーク、携帯電話ネットワーク（例えば、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））ネットワークなど）、又は他の適切な無線ネットワーク或いはこれらの２又は３以上の組合せと通信することができる。コンピュータシステム７００は、適切な場合には、これらのネットワークのいずれかに対するいずれかの適切な通信インタフェース７１０を含むことができる。通信インタフェース７１０は、適切な場合には、１又は２以上の通信インタフェース７１０を含むことができる。本開示は、特定の通信インタフェースを記載及び例示するが、いずれかの適切な通信インタフェースを想定する。
【００５８】
特定の実施形態では、バス７１２は、コンピュータシステム７００の構成要素を互いに接続するハードウェア、ソフトウェア又はその両方を含む。一例として、限定されるものではないが、バス７１２は、アクセラレーテッドグラフィックスポート（ＡＧＰ）または他のグラフィックスバス、拡張業界標準アーキテクチャ（ＥＩＳＡ）バス、フロントサイドバス（ＦＳＢ）、ハイパートランスポート（ＨＴ）インターコネクト、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、インフィニバンドインターコネクト、ローピンカウント（ＬＰＣ）バス、メモリバス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト（ＰＣＩ）バス、ＰＣＩエクスプレス（ＰＣＩｅ）バス、シリアル・アドバンスド・テクノロジー・アタッチメント（ＳＡＴＡ）バス、ビデオ・エレクトロニクス・スタンダーズ・アソシエーション・ローカル（ＶＬＢ）バス、又は別の適切なバスあついはこれらの２又は３以上の組合せを含むことができる。バス７１２は、適切な場合には、１又は２以上のバス７１２を含むことができる。本開示は、特定のバスを記載及び例示するが、いずれかの適切なバス又は相互接続を想定する。
【００５９】
コンピュータシステム７００の構成要素は、統合すること又は分離することができる。特定の実施形態では、コンピュータシステム７００の各構成要素は、単一のシャーシ内に収容することができる。コンピュータシステム７００の動作は、より多く、より少ない、又は他の構成要素により実行することができる。加えて、コンピュータシステム７００の動作は、ソフトウェア、ハードウェア、他の論理回路、又は前述のいずれかの適切な組合せを備えることのできる、いずれかの適切な論理回路を用いて実行することができる。
【００６０】
本明細書では、コンピュータ可読非一時的記憶媒体又は複数媒体は、適切な場合には、１又は２以上の半導体ベース又は他の集積回路（ＩＣ）（例えば、フィールドプログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）など）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ハイブリッドハードドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）、光磁気ディスク、光磁気ドライブ、フロッピーディスク、フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、セキュアデジタルカード又はドライブ、いずれかの他の適切なコンピュータ可読非一時的記憶媒体、或いはこれらの２又は３以上のいずれか適切な組合せを含むことができる。コンピュータ可読非一時的記憶媒体は、適切な場合には、揮発性、不揮発性、又は揮発性及び不揮発性の組合せとすることができる。
【００６１】
本明細書では、明確に他を意味する又は文脈上他を意味することのない限り、「又は」は包括的であって排除的ではない。従って、本明細書では、明確に他を意味する又は文脈上他を意味することのない限り、「Ａ又はＢ」はＡ、Ｂ、又はその両方を意味する。さらに、明確に他を意味する又は文脈上他を意味することのない限り、「及び」は結合的と併存的の両方である。従って、本明細書では、明確に他を意味する又は文脈上他を意味することのない限り、「Ａ及びＢ」は「結合又は併存したＡ及びＢ」を意味する。
【００６２】
本開示の範囲は、当業者が理解するであろう、本明細書で記載又は説明した例示の実施形態に対するあらゆる変更、代替、変形、改変、及び修正を包含する。本開示の範囲は、本明細書に記載又は説明した例示の実施形態に限定されるものではない。さらに、本開示は、本明細書において、特定の構成要素、要素、機能、動作、又はステップを含むものとしてそれぞれの実施形態を記載及び説明しているが、これらの実施形態のいずれも、本明細書のいずれかの箇所に記載又は説明した構成要素、要素、機能、動作、又はステップのいずれかの組合せ又は順列を含むことができ、当業者はこれを理解するであろう。
さらに、特定の機能を実行するように、適応し、配置され、可能であり、構成され、可能とされ、動作可能であり、または動作する、装置またはシステムまたは装置もしくはシステムの構成要素に対する添付の特許請求の範囲の参照は、その装置、システム、または構成要素がそのように適応し、配置され、可能であり、構成され、可能とされ、動作可能であり、または動作する限り、その特定の機能が活性化されているか、オンになっているか、またはロック解除されているかに関わらず、その装置、システム、または構成要素を包含する。
さらに、特定の機能を果たすために適合される、配置される、能力を持つ、構成される、作動する、操作可能である又は働く、装置、システム、或いは装置又はシステムの構成要素への添付請求項での言及は、それ又はその特定機能が作動する、オンにされる、又は解除されるか否かに関わらず、その装置、システム又は構成要素がそのように適合される、配置される、能力を持つ、構成される、作動する、操作可能である又は働く限り、その装置、システム、構成要素を包含する。
【符号の説明】
【００６３】
１００  ヘリコプタ
１１０  推進システム
１１５ａ  １ロータ組立体
１１５ｂ  第２のロータ組立体
１２０ａ  モータ
１２０ｂ  モータ
１３０ａ  ロータ
１３０ｂ  ロータ
１４０ａ  ブレード
１４０ｂ  ブレード
１４０ｃ  ブレード
１４０ｄ  ブレード
１６０  ジンバル組立体
１６５ａ  ジンバルモータ
１６５ｂ  ジンバルモータ
１８０  胴体
１８２  コントローラ
１８４  電源
１９０  ロータの回転軸
【図１】
2020152376.tif 000003
【図２】
2020152376.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020152376.tif 000007
【図６Ａ】
2020152376.tif 000008
【図６Ｂ】
2020152376.tif 000009
【図６Ｃ】
2020152376.tif 000010
【図６Ｄ】
2020152376.tif 000011
【図６Ｅ】
2020152376.tif 000012
【図６Ｆ】
2020152376.tif 000013
【図６Ｇ】
2020152376.tif 000014
【図６Ｈ】
2020152376.tif 000015
【図６Ｉ】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月29日(2020.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリコプタであって、
ジンバル組立体と、
前記ジンバル組立体に機械的に連結されかつ第１のロータを含む、第１のロータ組立体と、
前記ジンバル組立体に機械的に連結されかつ前記第１のロータとは逆方向に回転するように構成された第２のロータを含む、第２のロータ組立体と、
前記ジンバル組立体に機械的に連結された胴体と、
前記ジンバル組立体に通信可能に接続され、前記ヘリコプタの前記胴体を重量移動させるために前記ジンバル組立体に命令を与えて、それによって前記ヘリコプタの動きを制御するように構成されたコントローラと、
を備えるヘリコプタ。
【請求項２】
前記第１のロータ組立体は、前記第２のロータ組立体を貫通する固定された非回転シャフトを用いて前記ジンバル組立体に連結される、請求項１に記載のヘリコプタ。
【請求項３】
前記ヘリコプタは翼をさらに備え、前記翼は前記胴体の外側部に連結され、前記翼は前記ヘリコプタの移動速度又は滞空時間を増大させるように構成される、請求項１に記載のヘリコプタ。
【請求項４】
前記第１のロータ組立体は複数の第１の固定ピッチブレードをさらに含み、前記第２のロータ組立体は複数の第２の固定ピッチブレードをさらに含み、前記第１の固定ピッチブレードの数量は、前記第２の固定ピッチブレードの数量とは異なる、請求項１に記載のヘリコプタ。
【請求項５】
前記胴体は、積み重ねられた組立体の形で配置された複数の分離可能なモジュール構成要素から形成された管状体を備え、前記複数の分離可能なモジュール構成要素のうちの１つは、
ペイロードモジュール、又は
略垂直向きにヘリコプタを支持するように構成された着陸モジュール、
を含む、請求項１に記載のヘリコプタ。
【請求項６】
前記着陸モジュールは、
弾性高分子ベースを含む自己平衡型モジュール、
磁場を作り出す材料又は磁場に引き付けられる材料のうちの１つを含み、磁場を作り出す材料又は磁場に引き付けられる材料のうちの１つを含む表面に結合するように構成される磁気ベース型モジュール、
ケーブルの周りを取り囲み、それによって前記ヘリコプタが浮遊状態で前記ケーブルにぶら下がることを可能にする鉤を備えるグラップル型モジュール、
点状に終端する細長い材料部分を含み、着陸面を貫くように構成されるスパイク型モジュール、
浮力特性を有して、それによって前記ヘリコプタが液体表面と接触する際に浮くことを可能にするように構成されたフロート型モジュール、
漏斗形状を有する着陸コンテナと連結するように構成されたカップホルダ型モジュール、
前記胴体に対して平行な位置から前記ヘリコプタを直立位置に安定させる位置まで枢動するように構成される少なくとも２つの着陸脚を含む、折畳み脚型モジュール、
大気圧力を用いて表面に結合するように構成される、凹形状の変形可能な材料を含むバキューム型モジュール、又は
１又は２以上の車輪を含む自己平衡車輪型モジュール、
のうちの１つを備える、請求項５に記載のヘリコプタ。
【請求項７】
ヘリコプタであって、
第１のロータに連結された第１のモータを含む第１のロータ組立体と、
前記第１のロータと同軸でありかつ前記第１のロータに対して逆方向に回転する第２のロータに連結された第２のモータを備える第２のロータ組立体と、
を備える推進システムと、
前記ヘリコプタの胴体を前記推進システムに連結させるジンバル組立体と、
前記ジンバル組立体に通信可能に接続され、前記ヘリコプタの前記胴体を重量移動させるために前記ジンバル組立体に命令を与えて、それによって前記ヘリコプタの動きを制御するように構成されたコントローラと、
を備えるヘリコプタ。
【請求項８】
前記第１のロータ組立体は、前記第２のロータ組立体を貫通する固定された非回転シャフトを用いて前記ジンバル組立体に連結される、請求項７に記載のヘリコプタ。
【請求項９】
前記第１のロータ組立体は複数の第１の固定ピッチブレードをさらに含み、前記第２のロータ組立体は複数の第２の固定ピッチブレードをさらに含み、前記第１の固定ピッチブレード及び前記第２の固定ピッチブレードは、前記固定ピッチブレードの各々が枢動することを可能にするように構成されたヒンジ機構を介して、それぞれのロータのハブに連結される、請求項７に記載のヘリコプタ。
【外国語明細書】
2020152376000001.pdf