(57)【要約】【課題】無人航空機用のペイロード迅速解放機構を提供すること。【解決手段】無人航空機用のペイロード迅速解放機構は、無人航空機上の構造に付けられ、無人航空機へのペイロードの迅速な取り付けおよびそれからの取り外しを可能にする。本取り付け装置は、外周部を有する本体と、本体外周部から延びる複数の腕とを備える。各腕は、ペイロード上部から延びるつまみが内部に配置され得るくぼみ区画を備える。ペイロードつまみがくぼみ区画内で静止するとき、ペイロードは平行移動が妨げられ、機構に取り付けられる。【選択図】図１
2010241408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部を備える本体と、
前記本体外周部から延びる複数の腕と
を備える、無人航空機に装着される取り付け装置であって、
各腕が、前記本体外周部から延びる第１の区画と、前記第１の区画からゼロでない角度をなす第２の区画とを備える、
取り付け装置。
【請求項２】
前記複数の腕のそれぞれの前記第２の区画が、第１の平面上の第１の部分と、第２の平面上の第２の部分と、前記第１の平面と前記第２の平面の間に延びる第３の部分と、第３の平面上の第４の部分と、前記第２の平面と前記第３の平面の間に延びる第５の部分とをさらに備え、前記第２の部分が、ペイロードから直角に延びるペイロードつまみを保持するように構成される、請求項１に記載の取り付け装置。
【請求項３】
前記第２の区画の前記第４の部分が、前記ペイロードつまみの力を受けて静止位置から押し下げ位置に移行し、前記ペイロードつまみがもはや前記力を加えなくなると前記静止位置に戻る、請求項２に記載の取り付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
政府の権利
米国政府は、米国陸軍戦車自動車兵器部隊により授与される契約番号Ｗ５６ＨＺＶ−０５−Ｃ−０７２４に従って、本発明における一定の権利を獲得した。
【０００２】
本開示は、一般に、航空機に関する。
【背景技術】
【０００３】
無人航空機（ＵＡＶ）は、カメラ、センサ、通信装置または他のペイロードを担持することができる遠隔操縦または自己操縦の航空機である。ＵＡＶは、制御持続飛行が可能であり、多くの場合、ガスタービンまたは往復動内燃機関のどちらかにより動かされる。ＵＡＶは、遠隔制御されてよく、または事前にプログラムされた飛行計画もしくはより複雑な力学的自動化システムに基づいて自律的に飛行することもできる。
【０００４】
ＵＡＶは、有人飛行体の使用が不適切または実行不可能な様々な用途にますます使われるようになっている。そうした用途は、監視、偵察、目標捕捉、データ取得、通信中継、デコイ、嫌がらせまたは供給フライト（ｓｕｐｐｌｙ  ｆｌｉｇｈｔ）などの軍事的な状況を含むことができる。これらの無人航空機は、やはりまた、人間観察者が危険な状況にある場合の消火活動、内紛または犯罪現場の治安監視、自然災害の踏査サポート、およびハリケーン内部からのデータ収集などの科学研究など、ますます多くの民生用途にも使用される。
【０００５】
上述のように、多くの場合、ＵＡＶはペイロードを担持する。ＵＡＶは、ペイロードのための送達システムである。現在、ペイロードは、一般に、ボルト／ワッシャ／止めナットアセンブリでＵＡＶ上に保持される。これらのアセンブリは、特に夜間、視界不良のとき、ペイロードを取り外し交換するのを難しくさせる。ボルト、ワッシャおよび止めナットの取り扱いは器用さを必要とし、しばしば熟練した組立工でさえ部品の落下、それらの紛失、そうでなくても難しさを経験する。その結果、ペイロードのＵＡＶへの組み付け時間が増加し、組み付け体の品質が不均一になる。戦闘または他の困難な状況において、ペイロードのＵＡＶへの組み付け時間の増加は、組立工にとって有害となる恐れがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、ペイロード迅速解放機構を含む航空機を対象とする。この機構は、航空機にペイロードを迅速に取り付けかつそれから取り外す機能を改善する。
一実施形態においては、取り付け装置が提供される。この取り付け装置は、外周部を有する本体と、本体外周部から延びる複数の腕とを備える。各腕は、本体外周部から延びる第１の区画と、第１の区画からゼロでない角度で延びる第２の区画とを備える。
【０００７】
他の実施形態においては、ペイロードを無人航空機に取り付ける方法が、取り付け機構を無人航空機に付けること、ペイロードを取り付け機構に押し付けること、ペイロード上にあるペイロードつまみが取り付け機構の腕の上を滑りその腕のくぼみ部分に入るまで、取り付け機構への押し付けを維持しながらペイロードを回転させること、そして最後に、ペイロードつまみを取り付け機構の腕のくぼみ部分内のある位置に係止することを含む。
【０００８】
第３の実施形態においては、差込式迅速解放機構が提供される。この機構は、無人航空機に付けられる本体を備える。本体は、複数の腕部材を備える。各腕部材は、本体に付けられる近端部と、遠端部とを有する。複数の腕部材のそれぞれは、ペイロードつまみを受けるように寸法設定された区画と、遠端部にその区画より高くなったリップとを備える。ペイロードつまみは、ペイロードの上面から延びる。
【０００９】
以下の図面を参照して、本明細書において様々な実施形態が説明される。図面の特定の態様は、明確にするため、簡素化されたかたちで示される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるペイロード迅速解放機構の斜視図である。
【図２】図１のペイロード迅速解放機構の腕の拡大図である。
【図３】径方向センタリング機能があるペイロード迅速解放機構の斜視図である。
【図４】図４ａは無人航空機ペイロード上における図１のペイロード迅速解放機構の図である。図４ｂは無人航空機ペイロード上における図１のペイロード迅速解放機構の図である。
【図５】ペイロードがペイロード迅速解放機構を使用して取り付けられている図４ｂの構造の拡大上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態によるペイロード迅速解放機構の斜視図を示す。
ペイロード迅速解放機構１００は、本体１１０および複数の腕１２０を含む。本体１１０は、外周部１１２を備える。図１には円形の外周部が示されているが、外周部１１２は円形に限定されるものではなく、他の様々な形状が企図されてよい。本体１１０は、無人航空機（ＵＡＶ）構造などの航空システムまたはＵＡＶ上にあるペイロードに嵌合するような形状であってよい。ＵＡＶは、ダクテッドファンＵＡＶであってよい。別法として、ＵＡＶはダクテッドファンを備えなくてよい。本体１１０は、複数の取り付け穴１１４および複数の切り取り部１１６を備え得る。取り付け穴１１４は、ペイロード迅速解放機構１００をＵＡＶ上のＵＡＶ構造にねじなどの取り付け装置で付けるために存在することができる。切り取り部１１６は、本体１１０の重量の低減、またはペイロード迅速解放機構１００が取り付けられる構造へのアクセスのために存在することができる。
【００１２】
複数の腕１２０のそれぞれは、近端部１２１および遠端部１２３を備える。近端部１２１は外周部１１２に取り付けられ得る。本実施形態では、各腕は、外周部１１２から延びることになる。一代替実施形態では、各腕は、迅速解放機構より小さい外周のペイロードに対応するように、外周部１１２ではなく本体１１０の中央近くに形成され得る。複数の腕１２０のそれぞれは、本体１１０とは別に製造されてよく、使用前に本体１１０に取り付けられてよい。別法として、複数の腕１２０のそれぞれは、本体１１０の一部として製造されてよい。複数の腕１２０の各腕は、第１の区画１２２および第２の区画１２４を備える。第１の区画１２２は、実質的に、本体外周部１１２から直角に延び得る。第２の区画１２４は、第１の区画１２２からゼロでない角度で延び得る。
【００１３】
ペイロード迅速解放機構１００は、プラスチックまたは複合材料から作製されてよく、かつ成形されてよい。別法として、ペイロード迅速解放機構１００は、種々のプラスチックまたは金属材料を使用して機械加工されてよい。もう１つの別法として、ペイロード迅速解放機構１００は、形成済金属（ｆｏｒｍｅｄ  ｍｅｔａｌ）から作製されてよい。ペイロード迅速解放機構１００の基本的な形の製造後、任意の仕上げの切り取り部１１６または取り付け穴１１４がその部分に機械加工され得る。
【００１４】
図２は、図１のペイロード迅速解放機構１００の第２の区画１２４の拡大図を示す。第２の区画１２４は、差込式係止機能を備え得る。第２の区画１２４は、第１の平面上の第１の部分１３０、第２の平面上の第２の部分１３２、第１の平面と第２の平面の間に延びる第３の部分１３４、第３の平面上の第４の部分１３６、第２の平面と第３の平面の間に延びる第５の部分１３８を備え得る。第２の平面は、実質的に、第１の平面に平行であってよい。一代替実施形態において、第２の平面は、第１の平面に平行でなくてよい。第３の平面は、第１の平面または第２の平面のどちらにも平行でなくてよい。第４の部分１３６は、上面１３７を備える。
【００１５】
他の実施形態において、係止機能は、くぼみおよびリップを有するアームを備え得る。ここでは、図２に示されるように、くぼみは第２の部分１３２であり、リップは第４の部分１３６である。リップの全体が第３の平面上になくてよく、代わりにリップすなわち第４の部分１３６の一部が第３の平面より下に傾斜するような角度で傾けられ得る。腕１２０、またはその任意部分は、自然弾力性（ｎａｔｕｒａｌ  ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｙ）を有する材料から製造されてよく、したがって、腕１２０またはその任意部分は、加圧を受けてそれに負けて動くだけでなく、加えられた圧力が除かれた後その元の位置に戻る機能を有する。くぼみは、ペイロードつまみを受けるように寸法設定され得る。くぼみは、好ましくは、ペイロードつまみのどちらかの側に滑り嵌めをもたらしかつペイロードつまみが平行移動できないようにするような寸法に設定される。
【００１６】
図３は、径方向センタリング機能２１０があるペイロード迅速解放機構２００の斜視図である。径方向センタリング機能２１０は、図示のように、段付きリングであってよい。径方向センタリング機能２１０は、ペイロードとペイロード迅速解放機構２００の適切な整列を助ける。これは、２つの部品の間に径方向の整列をもたらすことにより達成される。径方向センタリング機能２１０は、ペイロード迅速解放機構２００の一部として、または別個の部品として製造され得る。
【００１７】
図４ａは、ＵＡＶ３００上におけるペイロード迅速解放機構の例示的な一実施形態である。図４ｂは、図４ａからの、ペイロードが取り付けられている構造の拡大図である。ＵＡＶ３００は、ペイロード３１０、ペイロードが取り付けられる構造３２０、エアダクト３３０、エンジンシリンダ３５０、操縦羽根３６０、着陸装置３７０およびペイロード迅速解放機構３８０を備え得る。構造３２０は、図４ｂに示されるように、ポッドであってよい。しかし、構造３２０は、ポッドに限定されるものではなく、航空機上の他の構造であってもよい。ペイロード３１０は、図４ｂのペイロードとポッド構成の上面図である図５に示されるように、複数のペイロードつまみ３１２を備える。ペイロードつまみ３１２は、実質的に、ペイロード３１０の上面から直角に延び得る。ペイロード迅速解放機構３８０は、図５に示されるように、ペイロード３１０がペイロード迅速解放機構３８０により構造３２０に付けられるときペイロードつまみ３１２との滑り嵌めを有するように設計される。
【００１８】
動作に際しては、ペイロード迅速解放機構３８０が構造３２０に付けられる。ペイロード迅速解放機構３８０は、ねじ、リベットまたは他の取り付け機構を取り付け穴１１４に通して挿入し、その取り付け機構を作動させることにより、構造３２０に付けられ得る。次いで、ペイロード３１０がペイロード迅速解放機構３８０に押し付けられ、回転される。ペイロード３１０が回転されると、複数のペイロードつまみ３１２のそれぞれが、第４の部分１３６の上面１３７に圧力を加えて腕１２０を押し下げる。ペイロードが回転し続けると、ペイロードつまみ３１２は、押し下げられた第４の部分１３６の上を滑り、第２の部分１３２の方に向かって移動し続ける。腕１２０の自然弾力性は、ペイロードつまみ３１２が上面１３７にもはや圧力を加えなくなると、第４の部分１３６を非押し下げ位置まで素早く上げて戻させる。ペイロードつまみ３１２は、第２の部分１３２の範囲内の所定位置で揺れ動き、第４の部分１３６は、ペイロードつまみ３１２つまりペイロード自体のさらなる回転を阻止する。次いで、ペイロードつまみ３１２は、第２の部分１３２内で静止し、第２の部分１３２内で有効に保持される。各腕の部分１３８および部分１３４は、回転運動を妨げ、構造３２０に対するペイロード３１０の適切なクロッキング（ｃｌｏｃｋｉｎｇ）を確実にし、ペイロード３１０をＵＡＶ３００に軸方向に保持する。
【００１９】
ペイロードをペイロード迅速解放機構から取り外すには、使用者は、腕１２０のばね力に打ち勝つように、第４の部分１３６を押し下げることができる。次いで、ペイロードをその挿入方向と反対に回転させ、実際上係止回転を逆にすることにより、ペイロードつまみ３１２が第２の位置１３２上のその位置から滑るように移動され得る。すなわち、第４の部分１３６は、ペイロード迅速解放機構からのペイロードの取り外しを可能にするように押し下げられる。
【００２０】
本ペイロード組み付け取り外しシステムおよび方法は、使用者がねじ、ワッシャおよび止めナットでペイロードを取り付けなければならないやり方より簡単である。組み付けまたは取り外しプロセスにおける部品の紛失の危険が軽減される。さらに、本ペイロード取り付け外し機構によりもたらされるプロセスは、従来の組み付け取り外し方法より実施が速く、使用者の時間の節約になる。
【符号の説明】
【００２１】
１００  ペイロード迅速解放機構
１１０  本体
１１２  外周部
１１４  取り付け穴
１１６  切り取り部
１２０  腕
１２１  近端部
１２３  遠端部
１２２  第１の区画
１２４  第２の区画
１３０  第１の部分
１３２  第２の部分
１３４  第３の部分
１３６  第４の部分
１３８  第５の部分
２００  ペイロード迅速解放機構
２１０  径方向センタリング機能
３００  ＵＡＶ
３１０  ペイロード
３１２  ペイロードつまみ
３２０  構造
３３０  エアダクト
３５０  エンジンシリンダ
３６０  操縦羽根
３７０  着陸装置
３８０  ペイロード迅速解放機構
【図１】
2010241408.tif 000003
【図２】
2010241408.tif 000004
【図３】
2010241408.tif 000005
【図４】
2010241408.tif 000006
【図５】
2010241408.tif 000007
【外国語明細書】
2010241408000001.pdf