(57)【要約】  実施形態は、マスト（２１０）の遠位端に配置されるマストヘッド（３２０）であって、マストヘッド（３２０）は画像化素子（１１１０）を受信するように構成される、マストヘッドを含み、マスト（２１０）の近位端は方位角仰角結合アセンブリ（１４０）を回転自在に係合する（ａ）カメラ支持構造と、孔（１２０）とハッチ（１１０）とを含む（ｂ）カメラ支持構造ハウジング１００であって、ハッチ（１１０）は弾力的に付勢されて孔（１２０）を閉じ、カメラ支持構造（２２０）は負荷がかけられたばねを拘束するピン（１１５０）の解放および方位角仰角結合アセンブリ（１４０）によるマストの回転作動の少なくとも１つによりハッチの弾性付勢を克服するように構成される（ｂ）カメラ支持構造ハウジング１００とを含むアセンブリを含む。【選択図】図７
2013512148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機において、
マストの遠位端に配置されるセンサマストヘッドであって、前記マストの近位端が方位角仰角結合アセンブリを回転自在に係合するセンサマストヘッドを含むセンサ支持構造
を含むことを特徴とする無人航空機。
【請求項２】
請求項１に記載の無人航空機において、前記方位角仰角結合アセンブリが第１の回転自由度の第１のアンギュラアクチュエータと第２の回転自由度の第２のアンギュラアクチュエータとを含むことを特徴とする無人航空機。
【請求項３】
請求項１に記載の無人航空機において、前記センサマストヘッドは画像化素子を受信するように構成されることを特徴とする無人航空機。
【請求項４】
請求項１に記載の無人航空機において、前記センサ支持構造はカメラ支持構造であることを特徴とする無人航空機。
【請求項５】
請求項１に記載の無人航空機において、外周を有する孔を含むセンサ支持構造ハウジングをさらに含むことを特徴とする無人航空機。
【請求項６】
請求項５に記載の無人航空機において、前記センサ支持構造ハウジングの一部に回転自在に取り付けられるハッチをさらに含み、前記ハッチは弾力的に付勢され、前記孔の前記外周の近傍の前記孔に回転自在に係合することを特徴とする無人航空機。
【請求項７】
請求項６に記載の無人航空機において、前記センサ支持構造は負荷がかけられたばねを拘束するピンの解放により前記ハッチの弾性付勢を克服するように構成されることを特徴とする無人航空機。
【請求項８】
請求項６に記載の無人航空機において、前記センサ支持構造は負荷がかけられたばねを拘束するピンの解放によりおよび前記第１のアンギュラアクチュエータまたは前記第２のアンギュラアクチュエータの少なくとも１つによる前記マストの回転作動により前記ハッチの弾性付勢を克服するように構成されることを特徴とする無人航空機。
【請求項９】
請求項５に記載の無人航空機において、前記センサ支持構造ハウジングはカメラ支持構造であることを特徴とする無人航空機。
【請求項１０】
アセンブリにおいて、
マストの遠位端に配置されるマストヘッドであって、前記マストヘッドは画像化素子を受信するように構成されるマストヘッドを含み、
前記マストの近位端は方位角仰角結合アセンブリを回転自在に係合し、前記方位角仰角結合アセンブリは第１の回転自由度の第１のアンギュラアクチュエータと第２の回転自由度の第２のアンギュラアクチュエータとを含む、カメラ支持構造と、
孔とハッチとを含む判事私室の支持構造ハウジングであって、前記ハッチは弾力的に付勢されて前記孔に回転自在に係合し、前記カメラ支持構造は、負荷がかけられたばねを拘束するピンの解放ならびに前記第１のアンギュラアクチュエータおよび前記第２のアンギュラアクチュエータの少なくとも１つによる前記マストの回転作動の少なくとも１つにより前記ハッチの弾性付勢を克服するように構成されている判事私室の支持構造ハウジングと、
を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１】
画像センサ支持ハウジングから画像センサ支持構造を配備するおよび格納する方法において、
前記画像センサ支持構造のマストの負荷がかけられたばね拘束ピンを除去するステップと、
前記無拘束のばねに負荷がかけられたマストにより前記画像センサ支持ハウジングのハッチを回転自在に開くステップと、
前記第１のアンギュラアクチュエータおよび前記第２のアンギュラアクチュエータの少なくとも１つにより前記マストを回転可能に作動させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像センサ支持ハウジングから画像センサ支持構造を配備するおよび格納する方法において、前記ハッチは回転自在に弾力的に付勢されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の画像センサ支持ハウジングから画像センサ支持構造を配備するおよび格納する方法において、
前記画像センサ支持構造の前記マストを上昇的に格納するステップと、
前記画像センサ支持構造の前記マストの前記負荷がかけられたばね拘束ピンを交換するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年１１月２５日に出願の米国仮特許出願第６１／２６４，６０１号明細書の優先権および利益を主張するものであり、その開示の全てがあらゆる目的のため参照により本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
本発明は契約番号ＨＲ００１１−０７−Ｃ−００７５の下で国防高等研究計画局からの政府支援でなされたものである。政府は本発明に特定の権利を有する。
【０００３】
実施形態は関節式支持構造に関し、特にセンサ用のモジュール式の関節式支持構造に関する。
【背景技術】
【０００４】
画像化センサのようなセンサが支柱のような支持部材に取り付けられうる。画像化センサが２つの回転軸線を有する動力を備えた操作台上に取り付けられうる。
【発明の概要】
【０００５】
実施形態は、マストの遠位端に配置されるセンサマストヘッドを含み、マストの近位端は方位角仰角結合アセンブリに回転自在に係合する、センサ支持構造を含む無人航空機を含む。いくつかの実施形態では、無人航空機は第１の回転自由度の第１のアンギュラアクチュエータと第２の回転自由度の第２のアンギュラアクチュエータとを含む方位角仰角結合アセンブリを含んでもよい。無人航空機のいくつかの実施形態では、センサマストヘッドは画像化素子を受信するように構成されてもよい。無人航空機の他の実施形態では、センサ支持構造はカメラ支持構造であってもよい。他の実施形態では、無人航空機はセンサ支持構造ハウジングをさらに含んでもよい。センサ支持構造ハウジングは、センサ支持構造ハウジングの一部に回転自在に取り付けられるハッチをさらに含んでもよい外周を有する孔を含むカメラ支持構造であってもよい。このハッチは弾力的に付勢され孔の外周の近傍において孔に回転自在に係合する。この実施形態では、センサ支持構造は、例えば負荷がかけられたばねを拘束するピンを直線アクチュエータによって解放することによりハッチの弾性付勢を克服するように構成されてもよくおよび／または（ａ）第１のアンギュラアクチュエータおよび（ｂ）第２のアンギュラアクチュエータの少なくとも１つによるマストの回転作動によりハッチの弾性付勢を克服するように構成されてもよい。
【０００６】
実施形態は、マストの遠位端に配置されるマストヘッドであって、マストヘッドは画像化素子を受信するように構成され、マストの近位端は方位角仰角結合アセンブリに回転自在に係合し、方位角仰角結合アセンブリは、第１の回転自由度の第１のアンギュラアクチュエータと第２の回転自由度の第２のアンギュラアクチュエータとを含む、マストヘッドと、を含む（ａ）カメラ支持構造と、孔とハッチとを含み、ハッチは孔を中心に閉じるために弾力的に付勢されてもよい（ｂ）カメラ支持構造ハウジングと、を含むアセンブリを含み、カメラ支持構造は（ａ）負荷がかけられたばねを拘束するピンの解放ならびに（ｉ）第１のアンギュラアクチュエータおよび（ｉｉ）第２のアンギュラアクチュエータの少なくとも１つによる（ｂ）マストの回転作動の少なくとも１つによりハッチの弾性付勢を克服するように構成されてもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態は、画像センサ支持構造を画像センサ支持ハウジングから配備するおよび格納する方法を含み、方法は、（ａ）画像センサ支持構造のマストの負荷がかけられたばねを拘束するピンを取り外すステップと、（ｂ）無拘束のばねに負荷がかけられたマストにより回転自在に弾力的に付勢されていてもよい画像センサ支持ハウジングのハッチを回転自在に開くステップと、（ｃ）第１のアンギュラアクチュエータおよび第２のアンギュラアクチュエータの少なくとも１つによりマストを回転可能に作動させるステップと、を含む。画像センサ支持構造を画像センサ支持ハウジングから配備するおよび格納する方法の実施形態は、画像センサ支持構造のマストを上昇的に格納するステップと、画像センサ支持構造のマストの負荷がかけられたばねを拘束するピンを交換するステップとをさらに含んでもよい。
【０００８】
実施形態は例として示され、添付の図面の図に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、開いたハッチを有する半透明な上部を有する例示的なハウジングの平面図および配備された支持構造の上面図である。
【図２】図２は、半透明な上部のハッチが閉じている図１の例示的なハウジングの平面図である。
【図３】図３は、格納位置にあるセンサ支持部の断面の側部立面図である。
【図４】図４は、伸張の初期段階にあるセンサ支持部の断面の側部立面図である。
【図５】図５は、ハッチが開いた状態の伸張の初期段階にあるセンサ支持部の断面の側部立面図である。
【図６】図６は、回転可能な位置にある伸張したセンサ支持部の断面の側部立面図である。
【図７】図７は、図６に示される回転角から９０度回転可能な位置にある伸張したセンサ支持部の断面の側部立面図である。
【図８】図８は、図６に示される回転角から１８０度回転可能な位置にある伸張したセンサ支持部の断面の側部立面図である。
【図９】図９は、飛行体の前方部に係合してもよい例示的なハウジングを示す。
【図１０】図１０は、飛行体の前方部に係合する例示的なハウジングを示す。
【図１１】図１１は、関節式のセンサ支持アセンブリの例示的な実施形態を使用してもよいシステムをトップレベルブロック図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
例示的な実施形態を示す図面を参照する。図１は、開いたハッチを有する半透明な上部を有する例示的なハウジングの平面図および配備された支持構造の上面図である。ハッチ１１０と部分的に固定されたカバー１１１とを含む透明な上部１０２を有するハウジング１００が示される。このハウジング１００は筐体１１５をさらに含む。筐体の底部部分は透明な孔１３０を含んで示される。筐体１２０の底部部分の上面に配置されるセンサ支持アセンブリ１４０が示される。このセンサ支持アセンブリ１０５はカメラレンズを含んで示される。上部１０２は不透明であっても半透明であってもよい。センサ支持構造１０５は第１の回転可能な接合部１２５と第２の回転可能な接合部１２６、１２７とに取り付けられて示される。支持構造がハウジング容積内に格納されるとハッチ１１０は孔を閉じる方向にばね装填式ヒンジを中心に回転するように構成されてもよい。
【００１１】
図２は、半透明な上部１０２のハッチ１１０が閉じている図１の例示的なハウジングの平面図である。筐体１１５および上部１０２により画定される容積内に格納されるセンサ支持アセンブリ１４０の一部が示される。第２の接合部１２６、１２７からセンサ取付部材２２０に延びるマスト２１０またはアームが示される。
【００１２】
図３は、格納位置にあるセンサ支持部の断面の側部立面図である。センサ取付部材２２０に配置されるレンズ３１０およびレンズ取付アセンブリ３２０が示されるとともに、透明な孔１３０の方を向くレンズ３１０が示される。
【００１３】
図４は、伸張の初期段階にあるセンサ支持部の断面の側部立面図である。アームまたはマスト２１０は予め張力がかけられても作動要素により駆動されてもよい緩めばねにより第２の接合部の軸線を中心に回転してもよい。マスト２１０が筐体の底部から離れて回転するため、センサ取付アセンブリ３２０はハッチ１１０に接触してそれを持ち上げる。
【００１４】
図５は、センサ取付アセンブリ３２０がハッチ１１０の縁端を越えてハッチ１１０が開いた状態の伸張の初期段階にあるセンサ支持部の断面の側部立面図である。
【００１５】
図６は、伸張部分にあるおよび第１の回転可能な接合部１２５を中心に回転可能な伸張したセンサ支持部の断面の側部立面図である。図７は、図６に示される回転角から９０度回転可能な位置にある伸張したセンサ支持部の断面の側部立面図である。図８は、図６に示される回転角から１８０度回転可能な位置にある伸張したセンサ支持部の断面の側部立面図である。
【００１６】
図９は、飛行体９００の前方部に係合してもよい例示的なカメラ構造ハウジング１００を示す。入力／出力インタフェース９１０が飛行体９００の受容キャビティ９２０内に、例えば、受容キャビティ９２０の一部を画定する壁９２１に沿って配置されてもよい。図１０は、飛行体９００の前方部に係合する例示的なカメラ構造ハウジング１００を示す。したがって、飛行体の一実施形態では、レンズがダウンルッキング撮像デバイスを支持してもよい。撮像デバイスの出力は飛行制御および／または着陸誘導を支援するために使用されてもよい。着陸段階が完了すると、センサ支持アセンブリはハッチを通って直立位置に延び、その後踏査または監視モードで水平線をパンするために方位角走査するように命令または解放されてもよい。図１１は、関節式のセンサ支持アセンブリ１１０５の例示的な実施形態を使用してもよいシステム１１００をトップレベルブロック図で示す。格納位置では、画像センサ１１１０は飛行制御処理部１１３１のための情報をプロセッサ１１３０により提供してもよいおよび／または画像情報は送信機１１４０およびアンテナ１１４１のようなダウンリンクにより受信ステーションに送信されてもよい。着陸すると、画像センサは踏査／監視のために使用されてもよく、そのような使用はばね装填式アームの解放１１５０により、またはセンサ支持アセンブリを回転可能に上昇させるためにトルクをかける上昇アクチュエータ１１５１の作動により容易にされてもよい。解放機構１１５０はソレノイド作動ピンを含んでもよい。踏査／監視処理部１１３２は局所水平線を走査するために方位角モータ１１５２にセンサ支持アセンブリを回転するよう出力インタフェースを介して命令してもよい。いくつかの実施形態では、センサ支持アセンブリは上昇アクチュエータ１１５１により離陸用の収納位置に戻ってもよい。
【００１７】
上記実施形態の特定の特徴および態様の様々な組み合わせおよび／または副次的な組み合わせを作ることができ、これらは本発明の範囲内であることが企図される。したがって、開示された発明の種々の態様を形成するために、開示された実施形態の様々な特徴および態様は、互いに組み合わされる、または置換することができることが理解されよう。さらに、本明細書で実施例により開示された本発明の範囲は、上記された特定の開示された実施形態に限定されるべきではない。
【図１】
2013512148.tif 000003
【図２】
2013512148.tif 000004
【図３】
2013512148.tif 000005
【図４】
2013512148.tif 000006
【図５】
2013512148.tif 000007
【図６】
2013512148.tif 000008
【図７】
2013512148.tif 000009
【図８】
2013512148.tif 000010
【図９】
2013512148.tif 000011
【図１０】
2013512148.tif 000012
【図１１】
2013512148.tif 000013
【国際調査報告】
2013512148.tif 000014