(57)【要約】  １つの可能な実施形態では、浮力材からなる胴体を含む水陸両用無人飛行機が提供される。胴体内のセパレータが、胴体内に分離した区画室を形成する。マウントには、胴体内に防水飛行機構成要素を固定するための構成要素が設けられている。区画室はそれぞれ、胴体内に胴体の内部から胴体の外部にかけて延びる排水開口部を有する。【選択図】  図１
2013530091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）浮力材の壁からなる胴体と、
ｂ）前記胴体内に互いに分離した区画室を形成する、前記胴体内に設けられたセパレータと、
ｃ）前記胴体内に防水飛行機構成要素を固定するための、前記区画室に関連されるマウントと
を備える水陸両用無人飛行機であって、
ｄ）前記区画室がそれぞれ、前記胴体内に前記胴体の内部から前記胴体の外部にかけて延びる排水開口部を有する、水陸両用無人飛行機。
【請求項２】
前記区画室のうちの少なくともいくつかの前記排水開口部が、前記胴体の壁を貫通する水抜き孔を備える、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項３】
前記区画室のうちの少なくとも１つがその底部に排水チャネルを備え、前記排水チャネルが前記排水チャネルに関連する少なくとも１つの排水開口部を備える、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項４】
前記少なくとも１つの排水開口部が水抜き孔を備える、請求項３に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項５】
前記少なくとも１つの排水開口部が複数の水抜き孔を備える、請求項３に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項６】
前記互いに分離した区画室が、
ａ）前方電池区画室と、
ｂ）中央ペイロード区画室と、
ｃ）後方アビオニクス区画室と
を備える、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項７】
前記胴体の底部に少なくとも１つのスキッドパッドをさらに備える、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項８】
前記胴体内の前記セパレータを貫通して延びる排水開口部をさらに備える、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項９】
前記区画室内に前記防水飛行機構成要素を固定するために、前記区画室に関連された固定機構をさらに備える、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１０】
前記区画室内の前記マウントのうちの少なくともいくつかが、当該マウントに対応する飛行機構成要素を当該区画室内に取り付けたときに前記対応する飛行機構成要素を電気的に接続するための統合コネクタを備える、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１１】
前記区画室が、前記電池区画室内の前記マウントの実装面と同一平面上にある表面実装コネクタを備える電池区画室を含む、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１２】
前記区画室が、前記ペイロード区画室内の前記マウントの実装面と同一平面上にある表面実装コネクタを備えるペイロード区画室を含む、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１３】
前記区画室が、開放底部を備えるペイロード区画室を含む、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１４】
前記ペイロード区画室の下方に実質的に胴体の壁がない、請求項１３に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１５】
前記区画室が、ヒートシンク開口部を備えるアビノニクス区画室を含む、請求項１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１６】
ａ）浮力材から構成された胴体と、
ｂ）前記胴体内に互いに分離した電池区画室、ペイロード区画室およびアビオニクス区画室を形成する、前記胴体内に設けられたセパレータと、
ｃ）前記胴体内に電池、ペイロードおよびアビオニクスを固定するための、前記区画室に関連されたマウントと、
ｄ）前記区画室を前記無人飛行機の外部と接続するために、前記胴体の壁を貫通して延びる排水開口部と
を備える水陸両用無人飛行機。
【請求項１７】
前記電池区画室が、少なくとも１つの排水チャネルをさらに備える、請求項１６に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの排水チャネルが、その中に前記排水開口部のうちの少なくとも１つを備える、請求項１７に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項１９】
前記排水開口部のうちの前記少なくとも１つが、複数の水抜き孔を備える、請求項１８に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項２０】
前記アビオニクス区画室が、少なくとも１つの排水チャネルをさらに備える、請求項１６に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの排水チャネルが、その中に前記排水開口部のうちの少なくとも１つを備える、請求項２０に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項２２】
前記排水開口部のうちの前記少なくとも１つが、複数の水抜き孔を備える、請求項２１に記載の水陸両用無人飛行機。
【請求項２３】
ａ）浮力材から構成された胴体と、
ｂ）前記胴体内に互いに分離した電池区画室、ペイロード区画室およびアビオニクス区画室を形成する、前記胴体内に設けられたセパレータであって、
（１）前記電池区画室が、前記胴体を貫通する少なくとも１つの水抜き孔を含む排水チャネルを備え、
（２）前記ペイロード区画室が開放底部を備え、かつ
（３）前記アビオニクス区画室が、前記胴体を貫通する少なくとも１つの水抜き孔を含む排水チャネルを備える、セパレータと、
ｃ）前記胴体内に電池モジュール、ペイロードモジュールおよびアビオニクスモジュールを実装するための、前記電池区画室、前記ペイロード区画室および前記アビオニクス区画室内の実装面と
を備える水陸両用無人飛行機。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001］重量およびサイズを減少させることは、小型無人輸送手段の設計で最も重要である。小型の無人飛行機（ｕｎｍａｎｎｅｄ  ａｅｒｉａｌ  ｖｅｈｉｃｌｅｓ）すなわちＵＡＶは、一般に、陸地から飛び立たせかつ陸地に着陸するように設計されている。この種の輸送手段は、今日、水域環境にさらされている間に、または水域環境にさらされた後で動作できるものが求められている。例えば、着陸の衝撃を少なくするために、または、水がより容易に回復可能な場所であるために、空中飛行機を着陸させるよりはむしろ着水させることの方が好ましいことがある。一般に、水陸両用飛行機は、有人でも無人でも、離水および着水をすることができる。
【０００２】
[0002］手投げ式水陸両用ＵＡＶは、離水する必要はないが、陸地上または水上に着地する必要がある。一部の手投げ式ＵＡＶは、着水よりもはるかに険しい、地面に沿って横滑りするまたは地面に衝突することによって着地するように設計されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0003］したがって、強い衝撃の着陸に耐えることができる水陸両用ＵＡＶが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004]１つの可能な実施形態では、浮力材からなる胴体を含む水陸両用無人飛行機が提供される。胴体内のセパレータが分離した区画室を胴体内に形成する。防水飛行機構成要素を胴体内に固定するための、区画室に関連されたマウントがある。区画室はそれぞれ、胴体の内部から胴体の外部にかけて延びる排水開口部を胴体内に有する。
【０００５】
[0005]１つの可能な実施形態では、浮力材から構成された胴体と、胴体内に分離した電池区画室、ペイロード区画室、およびアビオニクス区画室を形成する胴体内のセパレータとを含む水陸両用無人飛行機が提供される。電池、ペイロード、およびアビオニクスを胴体内に固定するための、区画室に関連されたマウントが提供される。排水開口部が、区画室を無人飛行機の外部と接続するために、胴体の壁を貫通して延びる。
【０００６】
[0006]１つの可能な実施形態では、浮力材から構成された胴体と、胴体内に分離した電池区画室、ペイロード区画室、およびアビオニクス区画室を形成する胴体内のセパレータとを含む水陸両用無人飛行機が提供される。電池区画室およびアビオニクス区画室は、胴体を貫通する水抜き孔を有する排水チャネルを備える。ペイロード区画室は開放底部を有する。胴体内に電池モジュール、ペイロードモジュール、およびアビオニクスモジュールを実装するための、電池区画室、ペイロード区画室、およびアビオニクス区画室内の実装面が提供される。
【０００７】
[0007]本発明の特徴および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面に関してよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】水陸両用無人飛行機の概略斜視図である。
【図２】図１の水陸両用無人飛行機の胴体の概略上面図である。
【図３】図１の水陸両用無人飛行機の胴体の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[00011]図１に、水陸両用無人飛行機（ＵＡＶとも称する）１０の概略斜視図を示す。このＵＡＶ１０は、水陸両用無人飛行機１０の胴体１００を有し、この胴体１００は、電池モジュール２０、ペイロードモジュール３０、アビオニクス電子機器モジュール４０などのモジュール式構成要素またはモジュールを収容するための、モジュール化された区画室１２０、１３０および１４０を有する。様々な実施形態では、翼１５および／または翼１６は、分離することができる複数の部分から構成され、かつ／または着陸時に胴体１００から「切り離す」、すなわち分離することができる。
【００１０】
[00012]図２に、図１の水陸両用無人飛行機１０の胴体１００の概略上面図を示す。胴体１００の壁１１０は浮力材からなり、したがって、胴体１００は、図１に示されている電池２０、ペイロード３０、アビオニクス電子機器４０などの構成要素、ならびに他の飛行機部品および構成要素を胴体に完全に搭載したときに、翼（図示せず）が取り付けられていない状態で浮く。例えば、壁１１０は、必須ではないが、防水スキンで密閉された成形フォームコアを有することができる。壁１１０は、単一の連続壁や複数の壁部分などとすることができる。
【００１１】
[00013]この実施形態では、胴体は、３つの区画室、すなわち、前方電池区画室１２０、中央ペイロード区画室１３０、および後方アビオニクス区画室１４０に分離される。前方電池区画室１２０は、セパレータ壁１５０によって中央ペイロード区画室１３０から分離される。中央ペイロード区画室１３０は、セパレータ壁１６０によって後部アビオニクス区画室１４０から分離される。図示の実施形態では、タブ１０４、１０５および１０６が、区画室１２０、１３０および１４０内に構成要素（図示せず）を固定する手段として使用される。タブ１０５は、電池（図示せず）の設置を可能にするために、枢動可能なハンドル１０５ｈを使用して手動で回転され、次いで、前方電池区画室１２０内に電池をロックするために、回転されて図示の位置に戻すことができる。他の固定機構が、回転可能なタブ１０４、１０５および１０６の代わりに、または回転可能なタブ１０４、１０５および１０６に追加して使用されてもよい。
【００１２】
[00014]電池区画室１２０は、電池（図示せず）を支持する実装面１２２を有する。この実施形態では、表面実装コネクタなどとすることができるコネクタ１２４が、実装面１２２とほぼ同一平面上にある。チャネル１２６ｆおよび１２６ｒが、実装面１２２の下方に凹設される。チャネル１２６ｆ内の水抜き孔１２８ｂなどの排水開口部が、胴体１００の底壁１１０ｂを貫通して延びる。チャネル１２６ｒ内の水抜き孔１２８ｓ（図１〜図３に示されている）は、胴体１００の側壁１１０ｓを貫通して延びる。
【００１３】
[00015]コネクタ１２４の対合面１２４ｍは、チャネル１２６ｆおよび１２６ｒの上方に位置していて、胴体が水中から出ていれば、電池２０（図１）が接続／分離されたときに対合面が水中に沈められないようにする。配線１２３ｆおよび１２３ｂは、モータ（図示せず）およびアビオニクス電子機器モジュール４０および／またはペイロードモジュール３０に電力を供給するために、それぞれチャネル１２６ｆおよび１２６ｂ内に経路を定められ、そして胴体１００を貫通して凹設されかつ／または埋め込まれうる。
【００１４】
[00016]中央ペイロード区画室１３０は、カメラアセンブリ（図示せず）などのペイロードを支持する前方実装面１３２ｆおよび後方実装面１３２ｒを有する。ペイロードモジュール３０は、イメージング、センシング、または他の受動、能動、非致死性、もしくは致死性ペイロード装置を収容することができる。この実施形態では、表面実装コネクタなどとすることができるコネクタ１３４が、実装面１３２ｒとほぼ同一平面上にある。実装面１３２ｒは、コネクタ１３４および関連する配線を収容する筺体１６３を形成することができる。この筺体は、セパレータ壁１６０の下方部分を形成することができる。水抜き孔２２８ｓ（図１〜図３に示されている）は、水が筺体１６３から出ることを可能にするために、筺体１６３の内側から側壁１１０ｓを貫通して延びることができる。この実施形態では、中央区画室１３０は底部に大きい開口部１３１を有していて、カメラが、例えば、下方を見たり、大きい開口部１３１を通る気流の中にカメラを下げたりすることによって利用されうるようにする。大きい開口部１３１はまた、中央区画室１３０から流体を排出することも可能にする。
【００１５】
[00017]様々な実施形態では、コネクタ１３４の対合面１３４ｍは、開口部１３１から高い所、すなわち筺体１６３の最上部に位置していて、胴体が水中から完全に出ていなくても、ペイロード３０（図１）が接続／分離されたときに対合面が水中に沈められないようにすることができる。
【００１６】
[00018]後方アビオニクス区画室１４０は、アビオニクス区画室１４０の底部に実装面１４２を有する。実装面１４２は、前方チャネル１４６ｆおよび後方チャネル１４６ｒを有する。チャネル１４６ｆおよび１４６ｒは実装面１４２の下方に凹設される。チャネル１４６ｆ内の水抜き孔２２８ｓ（図１〜図３に示されている）などの排水開口部は、胴体１００の側壁１１０ｓを貫通して延びる。チャネル１４６ｒ内の水抜き孔２２８ｓ（図２および図３に示されている）は、胴体１００の底壁１１０ｂを貫通して延びる。実装面１４２内の傾斜した凹所２２９が、実装面１４２からチャネル１４６ｒの中へ水を排出する。
【００１７】
[00019]図３に示されている実施形態は、ヒートシンク４１（図１）を曝露するとともに、アビオニクス電子機器４０（図１）によって生成された熱が放出されるのを可能にするために、胴体１００の側壁１１０ｓ内に開口部１４１を有する。
【００１８】
[00020]図３に、図１の水陸両用無人飛行機１０の胴体１００の概略側面図を示す。この実施形態では、随意によるスキッドパッド１８０および１９０が胴体１００の底壁１１０ｂに固定されている。スキッドパッド１８０および１９０は、この実施形態では固い表面上に着陸するために使用される。スキッドパッド１８０は、前方区画室１２０の真下に位置することができ、電池２０（図１）などの区画室１２０内の構成要素に対する衝撃からさらに保護するために、十分な厚みおよび密度の耐久性衝撃吸収材料から製作することができる。同様に、スキッドパッド１９０は、後方区画室１４０の真下に位置することができ、アビオニクス電子機器４０（図１）などの区画室１４０内の構成要素に対する衝撃からさらに保護するために、十分な厚みおよび密度の耐久性衝撃吸収材料から製作することができる。
【００１９】
[00021]水抜き孔１２８ｓは、胴体１００の側壁１１０ｓを貫通して延びる。水抜き孔１２８ｓは、側壁１１０ｓを貫通しかつ電池区画室１２０の後方チャネル１２６ｒの中に延びる。水抜き孔２２８ｓは、側壁１１０ｓを貫通しかつ中央ペイロード区画室１３０の筺体１６３の中に延びる。
【００２０】
[00022]流体排出開口部は、水抜き孔や流体排出ポートなどとすることができる。
【００２１】
[00023]様々な実施形態では、水上にも凹凸地上にも着陸することができるＵＡＶ用の胴体１００が提供される。様々な実施形態では、飛行機全体を水の浸入から密閉するのではなく、個々の電気的および電子的構成要素、すなわち、電池、ペイロード、アビオニクス電子機器、ならびに関連するコネクタおよび配線だけが気密密閉されることにより、着水する能力が実現される。
【００２２】
[00024]これにより、飛行機の残り部分は依然として浮力のあることが可能になり、飛行機内の水は、ＵＡＶが水中から回収されるときに１組の流体排出ポートによって流出することも可能になる。このように、電気的および電子的構成要素の保護は、（陸上着陸に特有の）固い面および／または凹凸面に着陸する間に損傷を受けやすい胴体１００または外壁１１０の完全性を維持することに依存しない。
【００２３】
[00025]これにより、防水に必要な飛行機内の容積が最小限に抑えられ、それによって重量およびシステム全体の複雑性を軽減することも可能になる。
【００２４】
[00026]さらに、電気的および電子的構成要素に損傷を与えずに固い表面または凹凸地上に着陸する飛行機の能力は、これらの構成要素がモジュール化された区画室１２０、１３０および１４０の中に入れられることによるだけでなく、区画室１２０、１３０および１４０の壁１１０が必ずしもＵＡＶの障害を引き起こすことなく部分的に危険にさらされるのを許容することによっても実現される。壁１１０は、区画室１２０、１３０および１４０内の電気的および電子的構成要素の周囲にインパクトゾーンを作り出し、セパレータは、構成要素２０、３０および４０が互いに影響を与えないようにする。随意により、いくつかの実施形態では、壁１１０およびマウント１２２、１３２ｆ、１３２ｒ、１４２は、構成要素２０、３０および４０（図１）が壁１１０および／または壁１１０のそれぞれのセパレータ１５０および１６０（図２）から凹設されるためのものである。衝撃から構成要素２０、３０または４０に損傷を与える可能性をさらに低減するために、追加の衝撃吸収材料（図示せず）が区画室１２０、１３０または１４０内に追加されてもよい。
【００２５】
[00027]図１および図２に例示されているように、胴体１００は、胴体１００の側壁１１０ｓ内に、アビオニクス区画室１４０にある側壁１１０ｓ内の孔２１８から後方に飛行機１０の尾部にかけて延びる随意による外部チャネル１１０ｃを収容することができる。配線２０３は、アビオニクス構成要素４０を、飛行機１０の尾部内の操縦翼面を作動させるためのアクチュエータアセンブリ２０２に接続するために、孔２１８を貫通しかつ外部チャネル１１０ｃに沿って延びる。外部チャネル１１０ｃにより、点検、修理、および交換のために配線に容易にアクセスすることが可能になる。
【００２６】
[00028]「一実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「一実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、所望であれば、実施形態に関連して記述されている特定の特徴、構造、または特性が一実施形態に含まれうることを意味する点が注目に値する。本明細書内の様々な箇所で「一実施形態では（ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」という語句が出現するのは、必ずしもすべてが同じ実施形態を参照しているわけではない。
【００２７】
[00029]本明細書で提供される説明図および例は、説明するためのものであり、添付の特許請求の範囲を限定するためのものではない。本開示は、本発明の原理の例証と見なされるべきであり、本発明の精神および範囲ならびに／あるいは例示の実施形態の特許請求の範囲を限定するものではない。
【００２８】
[00030]当業者なら、本発明の特定の応用例として本発明に修正を加えるであろう。
【００２９】
[00031]この特許文書に含まれる考察は、基本的な説明として役目を果たすことを意図している。読者は、特定の考察が考えられるすべての実施形態を明確には説明していないことがあり、代替実施形態が内在していることを気付くべきである。また、この考察は、本発明の包括的性質を十分に説明していないことがあり、それぞれの特徴または要素が実際にどのようにして代表的要素または等価要素となりうるのかを明確に示していないこともある。再度、これらのことは本開示に暗黙的に含まれる。本発明が装置指向の用語で記述されている場合、装置の各要素が暗黙的に機能を果たす。様々な変更が本発明の本質から逸脱せずになされうることも理解されるべきである。このような変更もまた本明細書に暗黙的に含まれる。これらの変更は依然として本発明の範囲内にある。
【００３０】
[00032]さらに、本発明および特許請求の範囲の様々な要素はそれぞれ、様々な形で達成することもできる。本開示は、どんな装置の実施形態の変形形態であれ、方法の実施形態であれ、あるいは単にこれらの実施形態の任意の要素の変形形態であれ、そのような各変形形態を包含すると理解されるべきである。特に、本開示が本発明の要素に関するので、各要素に対する単語は、たとえ機能または結果だけが同じでも、同等の装置の用語によって表現されうることが理解されるべきである。そのような同等の用語、より広範な用語、あるいはより一般的な用語は、各要素または作用の説明に包含されると見なされるべきである。そのような用語は、本発明が享有できる暗黙的に広範な適用範囲を明確にするように所望される箇所で置換することができる。すべての作用は、その作用を行うための手段として、またはその作用を引き起こす要素として表現されうることが理解されるべきである。同様に、開示される各物理的要素は、その物理的要素が促進する作用の開示を包含すると理解されるべきである。そのような変更および代替用語は、説明に明確に含まれると理解されるべきである。
【００３１】
[00033]本発明をいくつかの実施形態に関連して説明してきたが、当業者なら必ずその修正形態を思いつくであろう。本明細書における例示的実施形態は限定するためのものではなく、特徴の様々な構成および組合せが考えられる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によって求められるものを除いて、開示された実施形態に限定されるものではない。
【図１】
2013530091.tif 000003
【図２】
2013530091.tif 000004
【図３】
2013530091.tif 000005
【国際調査報告】
2013530091.tif 000006