(57)【要約】  無人航空機は、胴体と、胴体に連結され、翼保持構造体及び電力モジュール保持構造体を含むアンカ構造体と、を含んでもよい。無人航空機はまた、翼保持構造体に解放可能に連結され、それによって翼を胴体に連結する翼と、電力モジュール保持構造体に解放可能に連結され、それによって電力モジュールを胴体に連結する電力モジュールと、を含んでもよい。
2020529948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機であって、
胴体と、
前記胴体に連結されたアンカ構造体であって、
翼保持構造体、及び
電力モジュール保持構造体、を含むアンカ構造体と、
翼であって、前記翼保持構造体に解放可能に連結され、それによって前記翼を前記胴体に連結する、翼と、
電力モジュールであって、前記電力モジュール保持構造体に解放可能に連結され、それによって前記電力モジュールを前記胴体に連結する、電力モジュールと、を備える、無人航空機。
【請求項２】
前記アンカ構造体が、前記翼保持構造体及び前記電力モジュール保持構造体の両方の少なくとも一部分を画定するモノリシック金属フレームを含み、
前記胴体が、前記電力モジュールを内部に受容するように構成された空洞を画定し、
前記モノリシック金属フレームが、前記空洞に隣接して前記胴体に装着されている、請求項１に記載の無人航空機。
【請求項３】
前記翼保持構造体が、保持ピンを含み、
前記翼が、前記保持ピンと摺動可能に係合するように構成された保持スロットを画定する装着ブラケットを含む、請求項２に記載の無人航空機。
【請求項４】
前記保持ピンが、第１の保持ピンであり、
前記電力モジュール保持構造体が、第２の保持ピンを含み、
前記電力モジュールが、前記第２の保持ピンと摺動可能に係合するように構成されている、請求項３に記載の無人航空機。
【請求項５】
前記電力モジュールが前記空洞内に受容されたときに、前記電力モジュールは、前記翼の前記装着ブラケットが前記第１の保持ピンから係合解除することを防止する、請求項４に記載の無人航空機。
【請求項６】
前記アンカ構造体に取り付けられた回路基板と、
前記回路基板に取り付けられ、前記無人航空機の飛行動作を制御するように構成されたプロセッサと、を更に備える、請求項１に記載の無人航空機。
【請求項７】
前記翼と前記翼保持構造体との間の前記連結が、前記翼と前記胴体との間の排他的な揚力伝達接続である、請求項１に記載の無人航空機。
【請求項８】
前記胴体が、
耐荷重フレームと、
前記耐荷重フレームに取り付けられた独立気泡ポリマー発泡体と、を含み、
前記アンカ構造体が、前記耐荷重フレームに取り付けられている、請求項１に記載の無人航空機。
【請求項９】
無人航空機であって、
胴体と、
前記胴体に連結された、一体化された連結及び制御ユニットであって、
フレーム部材、
前記フレーム部材に連結された回路基板、
前記回路基板に取り付けられたプロセッサ、
第１の翼電気コネクタ、及び
第１の電力モジュール電気コネクタ、を含む、一体化された連結及び制御ユニットと、
前記第１の翼電気コネクタに取り外し可能に連結されるように構成された第２の翼電気コネクタを含む翼と、
前記第１の電力モジュール電気コネクタに取り外し可能に連結されるように構成された第２の電力モジュール電気コネクタを含む電力モジュールと、を備える、無人航空機。
【請求項１０】
前記翼が、
移動可能な飛行制御面と、
前記飛行制御面に連結され、前記移動可能な飛行制御面を移動させるように構成されたアクチュエータと、を含み、
前記プロセッサが、前記第１及び第２の翼電気コネクタを介して前記アクチュエータに信号を送信して、前記移動可能な飛行制御面の移動を引き起こすように構成されている、請求項９に記載の無人航空機。
【請求項１１】
前記フレーム部材が、翼保持構造体を含み、
前記翼が、前記翼保持構造体と機械的に係合するように構成されたブラケットを更に含む、請求項９に記載の無人航空機。
【請求項１２】
前記第２の翼電気コネクタが、前記ブラケットに対して固定された位置関係で前記翼に連結され、それによって、前記ブラケットが前記翼保持構造体と少なくとも部分的に機械的に係合されたときに、前記第１の翼電気コネクタを前記第２の翼電気コネクタと電気的に係合させる、請求項１１に記載の無人航空機。
【請求項１３】
前記ブラケットが、第１のブラケットであり、
前記フレーム部材が、電力モジュール保持構造体を更に含み、
前記電力モジュールが、前記電力モジュール保持構造体と機械的に係合するように構成された第２のブラケットを含む、請求項１２に記載の無人航空機。
【請求項１４】
前記第２の電力モジュール電気コネクタが、前記第２のブラケットに対して固定された位置関係で前記電力モジュールに連結され、それによって、前記第２のブラケットが前記電力モジュール保持構造体と少なくとも部分的に機械的に係合されたときに、前記第１の電力モジュール電気コネクタを前記第２の電力モジュール電気コネクタと電気的に係合させる、請求項１３に記載の無人航空機。
【請求項１５】
前記電力モジュールが、前記電力モジュールを前記胴体に保持するように構成された係止機構を更に含み、それによって、前記第１のブラケットと前記翼保持構造体との間及び前記第２のブラケットと前記電力モジュール保持構造体との間の機械的係合を維持する、請求項１４に記載の無人航空機。
【請求項１６】
前記係止機構が、摺動カム機構を含む、請求項１５に記載の無人航空機。
【請求項１７】
前記電力モジュールが、
開放位置と係止位置との間で移動可能なハンドルと、
前記ハンドルに連結された摺動カムと、を含み、
前記摺動カムは、前記ハンドルが前記開放位置から前記係止位置へ移動するときに、係止ピンと係合する、請求項１３に記載の無人航空機。
【請求項１８】
前記翼が、前記翼の上面にチャネルを画定し、
前記ハンドルは、前記ハンドルが前記係止位置にあるときに、前記チャネル内に受容され、
前記ハンドルの露出部分及び前記チャネルに隣接する前記翼の一部分が、前記胴体の実質的に連続した外面を画定する、請求項１７に記載の無人航空機。
【請求項１９】
無人航空機であって、
胴体であって、
実質的に剛性のフレーム、及び
前記胴体の外面を画定するように、前記実質的に剛性のフレームの少なくとも一部分に取り付けられたポリマー材料、を含む胴体と、
前記実質的に剛性のフレームを介して前記胴体に取り付けられたアンカ構造体と、
前記アンカ構造体との機械的係合を介して、前記胴体に解放可能に連結された翼と、
前記アンカ構造体との機械的係合を介して、前記胴体に解放可能に連結された電力モジュールと、を備える、無人航空機。
【請求項２０】
前記翼と前記アンカ構造体との間の前記機械的係合が、前記翼から前記胴体へ揚力を伝達するための実質的に唯一の接続である、請求項１９に記載の無人航空機。
【請求項２１】
前記アンカ構造体が、翼保持構造体を含み、
前記翼が、前記翼を設置経路に沿って並進させることによって、前記翼保持構造体と係合するように構成された装着ブラケットを含む、請求項２０に記載の無人航空機。
【請求項２２】
前記翼及び前記電力モジュールが前記胴体に解放可能に連結されたときに、前記電力モジュールは、前記設置経路とは反対にある取り外し経路における前記翼の並進を防止する、請求項２１に記載の無人航空機。
【請求項２３】
前記胴体が、
前記無人航空機の鼻部分、及び
前記鼻部分と前記翼との間の空洞を画定し、
前記電力モジュールが、前記空洞内に受容される、請求項１９に記載の無人航空機。
【請求項２４】
コードを介して前記アンカ構造体に連結された展開可能なパラシュートを更に備える、請求項１９に記載の無人航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本特許協力条約特許出願は、２０１７年８月１日に出願され、「Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｉｒｃｒａｆｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｓｗａｐｐａｂｌｅ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」と題される米国仮特許出願第６２／５４０，０００号の優先権を主張し、その内容は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
記載される実施形態は、概して、無人航空機に関し、より具体的には、交換可能な構成要素を有する無人航空機に関する。
【背景技術】
【０００３】
無人航空機（Unmanned aerial vehicles、ＵＡＶ）は、様々な用途に人気が高まっている。例えば、ＵＡＶは、レクリエーションのための愛好家及びマニアの間で一般的であり、ますます実行可能な荷物送達手段とみなされている。ＵＡＶは、固定翼航空機だけでなく、回転翼航空機（例えば、ヘリコプター、クワッドロータ）などの多くの形式をとる。また、ＵＡＶは、異なる自律性のために構成されてもよく、様々な複雑性を有してもよい。例えば、単純なＵＡＶは、基本的なアビオニクスのみを有することができ、人間が操作する遠隔制御によってのみ制御可能であってもよい。より複雑なＵＡＶは、高度なアビオニクス及び高度なコンピュータで構成されてもよく、完全自律的及び／又は半自律的な飛行のために構成されてもよい。
【発明の概要】
【０００４】
無人航空機は、胴体と、胴体に連結され、翼保持構造体及び電力モジュール保持構造体を含むアンカ構造体と、翼保持構造体に解放可能に連結され、それによって翼を胴体に連結する翼と、電力モジュール保持構造体に解放可能に連結され、それによって電力モジュールを胴体に連結する電力モジュールと、を含んでもよい。
【０００５】
アンカ構造体は、翼保持構造体及び電力モジュール保持構造体の両方の少なくとも一部分を画定するモノリシック金属フレームを含んでもよく、胴体は、内部に電力モジュールを受容するように構成された空洞を画定してもよく、モノリシック金属フレームは、空洞に隣接して胴体に装着されてもよい。翼保持構造体は、保持ピンを含んでもよく、翼は、保持ピンと摺動可能に係合するように構成された保持スロットを画定する装着ブラケットを含んでもよい。保持ピンは、第１の保持ピンであってもよく、電力モジュール保持構造体は、第２の保持ピンを含んでもよく、電力モジュールは、第２の保持ピンと摺動可能に係合するように構成されていてもよい。電力モジュールは、空洞内に受容されてもよく、電力モジュールは、翼の装着ブラケットが第１の保持ピンから係合解除することを防止する。
【０００６】
無人航空機は、アンカ構造体に取り付けられた回路基板と、回路基板に取り付けられ、無人航空機の飛行動作を制御するように構成されたプロセッサと、を更に含んでもよい。翼と翼保持構造体との間の連結は、翼と胴体との間の排他的な揚力伝達接続であってもよい。胴体は、耐荷重フレーム及び耐荷重フレームに取り付けられた独立気泡ポリマー発泡体を含んでもよく、アンカ構造体は、耐荷重フレームに取り付けられてもよい。
【０００７】
無人航空機は、胴体と、胴体に連結された一体化された連結及び制御ユニットと、フレーム部材に連結された回路基板と、回路基板に取り付けられたプロセッサと、第１の翼電気コネクタと、第１の電力モジュール電気コネクタと、を含んでもよい。無人航空機は、第１の翼電気コネクタに取り外し可能に連結されるように構成された第２の翼電気コネクタと、第１の電力モジュール電気コネクタに取り外し可能に連結されるように構成された第２の電力モジュール電気コネクタを含む電力モジュールと、を含む翼を更に含んでもよい。
【０００８】
翼は、移動可能な飛行制御面と、飛行制御面に連結され、移動可能な飛行制御面を移動させるように構成されたアクチュエータと、を含んでもよく、プロセッサは、第１及び第２の翼電気コネクタを介してアクチュエータに信号を送信して、移動可能な飛行制御面の移動を引き起こすように構成されてもよい。フレーム部材は翼保持構造体を含んでもよく、翼は、翼保持構造体と機械的に係合するように構成されたブラケットを含んでもよい。
【０００９】
第２の翼電気コネクタは、ブラケットに対して固定された位置関係で翼に連結され、それによって、ブラケットが翼保持構造体と少なくとも部分的に機械的に係合されたときに、第１の翼電気コネクタを第２の翼電気コネクタと電気的に係合させてもよい。ブラケットは、第１のブラケットであってもよく、フレーム部材は、電力モジュール保持構造体を含んでもよく、電力モジュールは、電力モジュール保持構造体と機械的に係合するように構成された第２のブラケットを含んでもよい。
【００１０】
第２の電力モジュール電気コネクタは、第２のブラケットに対して固定された位置関係で電力モジュールに連結され、それによって、第２のブラケットが電力モジュール保持構造体と少なくとも部分的に機械的に係合されたときに、第１の電力モジュール電気コネクタを第２の電力モジュール電気コネクタと電気的に係合させてもよい。電力モジュールは、電力モジュールを胴体に保持するように構成された係止機構を更に含み、それによって、第１のブラケットと翼保持構造体との間及び第２のブラケットと電力モジュール保持構造体との間の機械的係合を維持してもよい。係止機構は、摺動カム機構を含んでもよい。
【００１１】
電力モジュールは、開放位置と係止位置との間で移動可能なハンドルと、ハンドルに連結された摺動カムと、を含んでもよい。摺動カムは、ハンドルが開放位置から係止位置へ移動するときに、係止ピンと係合してもよい。翼は、翼の上面にチャネルを画定してもよく、ハンドルが係止位置にあるときに、ハンドルはチャネル内に受容されてもよく、ハンドルの露出部分及びチャネルに隣接する翼の一部分は、胴体の実質的に連続した外面を画定してもよい。
【００１２】
無人航空機は、実質的に剛性のフレームと、実質的に剛性のフレームの少なくとも一部分に取り付けられて胴体の外面を画定するポリマー材料と、を含む胴体を含んでもよい。無人航空機はまた、実質的に剛性のフレームを介して胴体に取り付けられたアンカ構造体と、アンカ構造体との機械的係合を介して胴体に解放可能に連結された翼と、アンカ構造体との機械的係合を介して胴体に解放可能に連結された電力モジュールと、を含んでもよい。翼とアンカ構造体との間の機械的係合は、翼から胴体に揚力を伝達するための、実質的に唯一の接続であってもよい。アンカ構造体は、翼保持構造体を含んでもよく、翼は、翼を設置経路に沿って並進させることによって、翼保持構造体と係合するように構成された装着ブラケットを含んでもよい。翼及び電力モジュールが胴体に解放可能に連結されたときに、電力モジュールは、設置経路とは反対にある取り外し経路内での翼の並進を防止することができる。
【００１３】
胴体は、無人航空機の鼻部分、及び鼻部分と翼との間の空洞を画定してもよく、電力モジュールは、空洞内に受容されてもよい。無人航空機は、コードを介してアンカ構造体に連結された展開可能なパラシュートを含んでもよい。
【００１４】
無人航空機の展開可能なパラシュートシステムは、空洞を画定する本体と、空洞内のプランジャであって、空洞をプランジャの一方の側の第１のチャンバ、及び第１の側とは反対にあるプランジャの第２の側の第２のチャンバに分割するプランジャと、第１のチャンバ内に位置決めされたパラシュートと、第２のチャンバ内に位置決めされた推進剤とを含んでもよい。推進剤は、第１のチャンバ内で膨張してプランジャを放出方向に沿って押し、それによって空洞からパラシュートを排出するように構成されてもよく、プランジャは、空洞からパラシュートが排出された後に空洞内に留まるように構成されてもよい。推進剤は、爆発物を含んでもよい。推進剤は、圧縮ガスを含んでもよい。
【００１５】
本体は、本体の第１の端部に開口部を画定してもよく、パラシュートは、開口部を通じて空洞から排出されてもよく、展開可能なパラシュートシステムは、開口部に近接して保持リップを含んでもよく、プランジャを空洞内に保持するためにパラシュートの展開後にプランジャと接触するように構成されてもよい。
【００１６】
展開可能なパラシュートシステムは、本体に連結され、開口部を実質的に被覆するキャップと、パラシュートをキャップに連結する第１のコードと、キャップを無人航空機のパラシュート接続点に連結するように構成された第２のコードと、を含んでもよい。展開可能なパラシュートシステムは、パラシュートを実質的に取り囲むスリーブを含んでもよく、プランジャは、スリーブを押すことによってパラシュートを排出するように構成されている。
【００１７】
無人航空機のためのバッテリパックは、本体と、本体に取り付けられ、バッテリパックの外面を画定する第１の表面を画定する壁と、空洞の内面を画定する第２の表面を画定する壁を含むバッテリセルホルダと、空洞内に少なくとも部分的に位置決めされた電気コネクタと、空洞内に少なくとも部分的に位置決めされ、電気コネクタに電気的に接続されたバッテリセルと、を含んでもよく、バッテリセルの故障の事象において、バッテリセルは、壁に向かってガスを通気するように構成されている。
【００１８】
第１の表面は、無人航空機の外面を画定してもよい。バッテリセルの故障の事象において、バッテリセルは、空洞の内面を通って、壁内に開口部を形成し、それによってガスをバッテリパックの外部環境に通気するように構成され得る。壁は、バッテリセルが壁内に開口部を形成することを可能にするために、バッテリ故障の事象において局所的な故障を構成したポリマー材料から形成されてもよい。バッテリセルホルダは、バッテリセルから熱を引き出し、壁を通してバッテリパックの外部環境に熱を伝達するように構成されてもよい。
【００１９】
バッテリパックは、ハウジングに取り付けられた追加のバッテリセルホルダを更に含み、バッテリパックの追加の外面を画定する第３の表面と、追加の空洞の追加の内面を画定する第４の表面とを画定する追加の壁を含んでもよい。バッテリパックは、追加の空洞内に少なくとも部分的に位置決めされた追加のバッテリセルを更に含んでもよい。外面は、無人航空機の上面の一部分を画定するように構成されてもよく、追加の外面は、無人航空機の底面の一部分を画定するように構成されてもよい。
【００２０】
無人航空機は、胴体と、胴体に連結され、バッテリパック保持構造体を含むアンカ構造体と、バッテリパック保持構造体に解放可能に連結され、それによってバッテリパックを胴体に連結する、バッテリパックと、を含んでもよい。バッテリパックは、無人航空機の外面の少なくとも一部を画定する第１の表面と、空洞の内面を画定する第２の表面とを画定する壁を含むバッテリセルホルダを含んでもよい。バッテリパックはまた、空洞内に少なくとも部分的に位置決めされたバッテリセルも含んでもよい。バッテリセルホルダは、バッテリセルから熱を引き込み、壁を通って、飛行中に無人航空機の外面に沿って流れる空気に熱を伝達するように構成されてもよい。バッテリセルの故障の事象において、バッテリセルは、空洞の内面を通って、壁内に開口部を形成するように構成されてもよく、それによって、飛行中に無人航空機の外面に沿って流れる空気にバッテリセルからガスを通気するように構成されてもよい。
【００２１】
無人航空機の外面は無人航空機の上部外面であってもよく、バッテリパックは、無人航空機の底部外面の少なくとも一部を画定する追加の壁を含む追加のバッテリセルホルダを含んでもよく、追加のバッテリセルホルダは、追加のバッテリセルから熱を引き出し、追加のバッテリセルからの熱を追加の壁を通して、飛行中に無人航空機の底部外面に沿って流れる空気に伝達するように構成されている。
【００２２】
無人航空機は、胴体、並びに胴体に連結され、底壁によって画定された空洞、及び底壁から延在する側壁を有する金属フレーム部材を含む一体化された連結及び制御ユニットと、フレーム部材に連結された回路基板と、回路基板に取り付けられ、空洞内に少なくとも部分的に位置決めされたプロセッサと、回路基板に連結された遮蔽材料と、回路基板と金属フレーム部材との間で圧縮された導電性の変形可能な材料と、を含んでもよい。導電性の変形可能な材料は、回路基板と金属フレーム部材との間に耐水封止部を形成し、金属フレーム部材を遮蔽材料に導電的に連結するように構成されてもよい。無人航空機は、フレーム部材に機械的に保持され、プロセッサに電気的に連結された翼を更に含んでもよい。
【００２３】
プロセッサは、回路基板の第１の表面に取り付けられてもよく、遮蔽材料は、第１の表面とは反対にある回路基板の第２の表面に取り付けられてもよい。プロセッサは、空洞、導電性の変形可能な材料、及び回路基板によって画定される容積内に実質的に包囲されてもよい。導電性の変形可能な材料は、導電性粒子が内部に埋め込まれたポリマー材料であってもよい。導電性の変形可能な材料は、側壁の上面に沿って位置決めされてもよい。
【００２４】
金属フレーム部材は、追加の空洞を画定してもよく、一体化された連結及び制御ユニットは、回路基板に取り付けられ、追加の空洞内に少なくとも部分的に位置決めされた追加のプロセッサを含んでもよく、追加の空洞は、空洞とは別個であり、追加のプロセッサは、プロセッサに対する冗長バックアップである。
【００２５】
無人航空機を動作させるためのシステムは、宛先地を指定するサービス要求を受信し、無人航空機を目的地へ飛行させるように構成し、無人航空機の宛先地への飛行中にルート改善情報を受信し、ルート改善情報に少なくとも部分的に基づいて更新されたナビゲーションデータを生成し、更新されたナビゲーションデータを無人航空機に送信するように構成されたコンピュータシステムを含んでもよい。システムはまた、無人航空機も含んでもよく、胴体と、胴体に連結され、翼保持構造体を含む、アンカ構造体と、回路基板と、回路基板に連結された翼電気コネクタと、回路基板に連結され、無人航空機の飛行動作を制御するように構成されたプロセッサと、を含む。無人航空機は、翼保持構造体に機械的に連結され、翼電気コネクタに電気的に連結され、移動可能な飛行制御面を移動させるためのアクチュエータを含む翼を更に含んでもよい。無人航空機は、プロセッサにおいて、更新されたナビゲーションデータを受信し、制御信号を、翼電気コネクタを介してアクチュエータに送信して、移動可能な飛行制御面を移動させ、無人航空機に更新されたナビゲーションデータによって画定された経路に沿ってナビゲートするように構成されてもよい。
【００２６】
本開示は、添付図面と併せて以下の詳細な説明によって容易に理解され、同様の参照番号は同様の構造要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】例示的な無人航空機（ＵＡＶ）を示す。
【図１Ｂ】例示的な無人航空機（ＵＡＶ）を示す。
【図２Ａ】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの側面図を示す。
【図２Ｂ】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの側面図を示す。
【図３Ａ】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの部分図を示し、ＵＡＶの内部構造の詳細を示す。
【図３Ｂ】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの部分図を示し、ＵＡＶの内部構造の詳細を示す。
【図４Ａ】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの分解図を示し、ＵＡＶの翼構造体及び胴体から取り外された電力モジュールを有するＵＡＶを示す。
【図４Ｂ】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの分解図を示し、ＵＡＶの翼構造体及び胴体から取り外された電力モジュールを有するＵＡＶを示す。
【図４Ｃ】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの分解図を示し、ＵＡＶの翼構造体及び胴体から取り外された電力モジュールを有するＵＡＶを示す。
【図４Ｄ】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの分解図を示し、ＵＡＶの翼構造体及び胴体から取り外された電力モジュールを有するＵＡＶを示す。
【図５】図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの一部分の分解図を示し、ＵＡＶのフレームから取り外されたアンカ構造体を示す。
【図６Ａ】翼構造体及び電力モジュールを胴体に取り付ける様々な段階における図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの一部分を示す。
【図６Ｂ】翼構造体及び電力モジュールを胴体に取り付ける様々な段階における図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの一部分を示す。
【図６Ｃ】翼構造体及び電力モジュールを胴体に取り付ける様々な段階における図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの一部分を示す。
【図７Ａ】様々な係合の段階における電力モジュールの係止機構を示す。
【図７Ｂ】様々な係合の段階における電力モジュールの係止機構を示す。
【図７Ｃ】様々な係合の段階における電力モジュールの係止機構を示す。
【図８Ａ】翼構造体及び電力モジュールのための代替的な装着配置及び係止機構を有するＵＡＶの一部分を示す。
【図８Ｂ】翼構造体及び電力モジュールのための代替的な装着配置及び係止機構を有するＵＡＶの一部分を示す。
【図８Ｃ】図８Ａ〜図８ＢのＵＡＶの一部分を示し、翼構造体及び電力モジュールのための装着配置及び係止機構の態様を示す。
【図８Ｄ】図８Ａ〜図８ＢのＵＡＶの一部分を示し、翼構造体及び電力モジュールのための装着配置及び係止機構の態様を示す。
【図８Ｅ】図８Ａ〜図８ＢのＵＡＶの一部分を示し、翼構造体及び電力モジュールのための装着配置及び係止機構の態様を示す。
【図８Ｆ】図８Ａ〜図８ＢのＵＡＶの一部分を示し、翼構造体及び電力モジュールのための装着配置及び係止機構の態様を示す。
【図８Ｇ】図８Ａ〜図８ＢのＵＡＶの一部分を示し、翼構造体及び電力モジュールのための装着配置及び係止機構の態様を示す。
【図８Ｈ】図８Ａ〜図８ＢのＵＡＶの一部分を示し、翼構造体及び電力モジュールのための装着配置及び係止機構の態様を示す。
【図８Ｉ】図８Ａ〜図８ＢのＵＡＶの一部分を示し、翼構造体及び電力モジュールのための装着配置及び係止機構の態様を示す。
【図８Ｊ】図８Ａ〜図８ＢのＵＡＶの一部分を示し、翼構造体及び電力モジュールのための装着配置及び係止機構の態様を示す。
【図９Ａ】様々な係合の段階における図８Ａ〜図８ＨのＵＡＶの係止機構を示す。
【図９Ｂ】様々な係合の段階における図８Ａ〜図８ＨのＵＡＶの係止機構を示す。
【図９Ｃ】様々な係合の段階における図８Ａ〜図８ＨのＵＡＶの係止機構を示す。
【図９Ｄ】様々な係合の段階における図８Ａ〜図８ＨのＵＡＶの係止機構を示す。
【図９Ｅ】様々な係合の段階における図８Ａ〜図８ＨのＵＡＶの係止機構を示す。
【図１０Ａ】翼ブラケットとアンカ構造体との間の係合の部分図を示す。
【図１０Ｂ】電力モジュールとアンカ構造体との間の係合の部分図を示す。
【図１０Ｃ】別の例示的な翼ブラケットと別の例示的なアンカ構造体との間の係合の部分図を示す。
【図１０Ｄ】図１０Ｃの別の例示的な電力モジュールとアンカ構造体との間の係合の部分図を示す。
【図１０Ｅ】図１０Ｃの別の例示的な電力モジュールとアンカ構造体との間の係合の部分図を示す。
【図１１Ａ】一体化された連結及び制御ユニットを示す。
【図１１Ｂ】図１１Ａの一体化された連結及び制御ユニットの分解図を示す。
【図１１Ｃ】図１１Ａの一体化された連結及び制御ユニットの底面図回路基板を示す。
【図１２Ａ】パラシュート展開の段階の間の図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶを示す。
【図１２Ｂ】パラシュート展開の段階の間の図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶを示す。
【図１３】パラシュート展開後の図１Ａ〜図１ＢのＵＡＶの一部を示す。
【図１４Ａ】展開可能なパラシュートシステムを示す。
【図１４Ｂ】展開可能なパラシュートシステムを示す。
【図１４Ｃ】展開可能なパラシュートシステムを示す。
【図１４Ｄ】展開可能なパラシュートシステムを示す。
【図１４Ｅ】展開可能なパラシュートシステムを示す。
【図１５】ＵＡＶのための電力モジュールを示す。
【図１６】図１５の電力モジュールの分解図を示す。
【図１７Ａ】図１５の電力モジュールの部分断面図を示す。
【図１７Ｂ】図１５の電力モジュールの部分断面図を示す。
【図１８Ａ】無人航空システム（unmanned aerial system、ＵＡＳ）の構成要素及びそれとインターフェース接続し得るエンティティの構成要素を示す図である。
【図１８Ｂ】ＵＡＶ発射プロセスを示す図である。
【図１９Ａ】ＵＡＶの構成要素を示す図である。
【図１９Ｂ】飛行を再ルーティングするためのプロセスを示す図である。
【図２０】配送センタの構成要素を示す図である。
【図２１】例示的な一実施形態による、グローバルサービスの構成要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、添付図面に示される代表的な実施形態を詳細に参照する。以下の説明は、実施形態を１つの好ましい実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。それとは対照的に、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、記載される実施形態の趣旨及び範囲内に含まれ得る代替物、修正物、及び等価物を網羅することが意図される。
【００２９】
本明細書に記載される実施形態は、概して、交換可能な構成要素を有する無人航空機（ＵＡＶ）を対象とし、一体化された連結及び制御ユニットを使用して、構成要素の高速かつ効率的な連結及び分離を促進すると共に、安全な機械的接続及び電気的接続を生成する。概して、交換可能な構成要素を有するＵＡＶは、胴体にしっかりと取り付けて飛行を可能にすることができる翼及びバッテリパックを含んでもよいが、翼、バッテリパック、又は胴体を損傷することなく、胴体から迅速かつ容易に取り外すこともできる。このような構成要素のための取り外し可能な連結部を使用することにより、多くの利点を提供することができる。例えば、翼が損傷しているか、又はメンテナンスが必要である場合、翼を胴体から迅速かつ容易に取り外し、修理するか又は別の翼と取り換えることができる。別の例として、交換可能なバッテリパックは、使用済みのバッテリを予め充電されたバッテリと迅速に取り換えることができるので、特定のＵＡＶの任務間でより迅速なターンアラウンドを可能にすることができ、より恒久的に取り付けられたバッテリを充電するために、ＵＡＶ全体を任務から外す必要がなくなる。
【００３０】
飛行継続時間及び積載物容量を最大化するために、ＵＡＶは、可能な限り軽量になるように設計される場合がある。しかしながら、軽量材料は、より重い材料よりも弱い場合がある。例えば、主にポリマー発泡材料から胴体を構築することは、アルミニウム又は他の金属から作製されたものよりも軽量であり得るが、金属よりも弱いか、又はより損傷を受けやすい場合もある。更に、そのような軽量材料は、翼、バッテリパック（ＵＡＶの総重量の最大２０％、３０％、４０％以上であり得る）などの、ＵＡＶの他の構成要素との構造的接続を支持することができない場合がある。
【００３１】
本明細書に記載されるＵＡＶは、従来のＵＡＶ設計のこれら及び他の欠点に対処する。具体的には、胴体が、胴体、翼、及びバッテリパックの間の主要な耐荷重接続を提供するアンカ構造体の周りに構築されているＵＡＶシステムが記載される。例えば、保持構造体（例えば、ピン）を有する金属構造体であり得るアンカ構造体は、軽量胴体に構造的に取り付けられる。バッテリパックは、取り付け構造体のうちの１つとの解放可能な連結部を介してＵＡＶに取り付けられ、翼は、取り付け構造体のうちの別の１つとの解放可能な連結部を介してＵＡＶに取り付けられる。翼と胴体との間、及びバッテリと胴体との間の主要な耐荷重接続は、アンカ構造体を介しているため、追加の構造的接続は省略することができる。これは、ＵＡＶの全体的な重量を低減することができ、一方でまた、構成要素間の機械的相互接続を簡略化し、構成要素の単純、迅速、正確な連結及び分離を促進する。
【００３２】
翼、バッテリパック、及び胴体の間に耐荷重機械的連結部を提供することに加えて、アンカ構造体は、回路基板、プロセッサ、アンテナ、通信回路などを含む、ＵＡＶのアビオニクスのための装着部を提供することができる。これは、様々な理由のために、アビオニクスにとって便利な位置であり得る。例えば、翼及びバッテリパックは、アンカ構造体に直接連結されてもよい。これらの構成要素が取り外されたときに、それらは、検査、修理、取り換えなどのために、アビオニクスへの直接アクセスを可能にし得る。更に、アンカ構造体は胴体に構造的に連結されてもよいが、胴体から取り外すのが比較的単純であり得る。したがって、単純かつ効率的な取り換え及び修理を促進するために、アンカ構造体全体を単一のモジュールとして取り外すことができる。アンカ構造体との一体化はまた、アンカ構造体がアビオニクスの環境封止部及び電磁遮蔽部の一部を形成するようにも設計されてもよい。このような特徴及び利益は、本明細書でより詳細に記載される。
【００３３】
アンカ構造体は、ＵＡＶのアビオニクスを担持し、また翼及びバッテリパックへの直接の機械的接続も有するため、電気コネクタはまた、翼とアビオニクスとの間の電気的接続を促進するためにアンカ構造体にも連結されてもよい。電気コネクタは、翼をアンカ構造体に機械的に固定することにより、翼上の相補的な電気コネクタとアンカ構造体との間に確実な電気的接続が得られるように、アンカ構造体に連結され得る。より具体的には、翼をアンカ構造体に物理的に取り付けて保持するための機構は、互いに嵌合すると、対応する電気コネクタを互いに自動的に位置合わせする高精度の自己整合構成を有し得る。バッテリパックをアンカ構造体に電気的に接続するために、同様の接続方式が使用されてもよい。これにより、翼と胴体との間（及びバッテリパックと胴体との間）に単一の連結プロセスで機械的及び電気的接続の両方を形成することができ、普通なら複雑で時間がかかるであろうプロセスの時間及び複雑性を更に低減する。アンカ構造体とバッテリパック又は翼との間の他のタイプのコネクタもまた、冷却材チューブ又は他の流体導管を一緒に接続するなどのために含まれてもよい。例えば、バッテリパック又は翼は熱交換器を有してもよく、流体導管は、アンカ構造体上の電気又は他の構成要素から熱交換器に熱を引き込むために使用されてもよい。
【００３４】
翼及びバッテリパックをアンカ構造体に連結するための機構は、高精度でかつ正確に設計及び製造され得、したがって、全ての構成要素、コネクタなどの間の非常に正確なかつ反復可能な位置合わせを促進する。更に、このような高精度の設計及び構造は、様々な構成要素の互換性を改善し、異なるバッテリパック、翼、及び胴体を組み合わせて単一のＵＡＶを生産することを可能にする。加えて、高精度の設計及び構造は、（例えば、不安定な飛行、構成要素の予期せぬ分離などを引き起こすことによって）ＵＡＶの動作に有害となる可能性のある振動、揺れ、がたつき、又は他の現象に起因する可能性のある構成要素間のずさんな装備を減少させる。
【００３５】
アンカ構造体は、ＵＡＶの他の構成要素のための耐荷重構造体としても機能し得る。例えば、本明細書に記載されるＵＡＶは、誤動作、電力喪失の場合にＵＡＶの降下を制御するために、又は他の方法でＵＡＶの実質的に制御された着陸をもたらすために、パラシュートを装備してもよい。しかしながら、パラシュートはパラシュート降下中にＵＡＶ全体の重量に適していないか、又は支持することができないため、ＵＡＶ胴体の軽量材料にパラシュートを取り付けることは不可能であり得る。したがって、パラシュートをアンカ構造体に取り付けることができ、このアンカ構造体は、胴体への耐荷重接続点として、パラシュートを介してＵＡＶ全体を支持することができる。
【００３６】
アンカ構造体、アビオニクス、及び電気コネクタ（及び他の可能な構成要素）の組み合わせは、本明細書では一体化された連結及び制御ユニットと呼ぶことができる。上述され、本明細書により詳細に記載されるように、一体化された連結及び制御ユニットは、ＵＡＶの構成要素間に多数の構造的及び電気的接続を提供する。一体化された連結及び制御ユニットの追加の特徴、利点、及び詳細はまた、単独で、又は一体化された連結及び制御ユニットと組み合わせて使用され得るＵＡＶの追加の詳細と共に、本明細書にも記載される。
【００３７】
図１Ａ〜図１Ｂは、例示的なＵＡＶ１００を示す。ＵＡＶ１００は、胴体１０２と、翼構造体１０４と、尾部区分１０６と、モータモジュール１０８と、を含んでもよい。本明細書により詳細に記載されるように、胴体１０２は、フレームを少なくとも部分的に封入する、実質的に剛性の耐荷重フレーム及びポリマー発泡体から形成されてもよい。胴体１０２はまた、翼構造体１０４に加えて、飛行中にＵＡＶに揚力を提供する形状を有してもよい。（本明細書で使用されるとき、飛行は、持続的な飛行動作並びに離陸及び着陸動作を指し得る。）
【００３８】
翼構造体１０４は、飛行中にＵＡＶに揚力を提供してもよく、胴体１０２に解放可能に連結されてもよい。翼構造体１０４は、胴体１０２の一方の側の第１の翼区分１１０と、胴体とは反対にある第２の翼区分１１２と、第１及び第２の区分１１０、１１２の間の、かつそれらを接合する中央区分１１４と、を含む、単一の一体化された構造体の一部であってもよい。本明細書に記載されるように、翼構造体１０４は、一体化された連結及び制御ユニットを介して、胴体１０２に解放可能に連結されてもよい。現在の図の例は、２つの翼区分（又は翼）を含む単一の構造体を示しているが、他の実施例では、翼構造体は、一体化された連結及び制御ユニットに各々解放可能に連結された別個の構造体又は構成要素を含んでもよい。
【００３９】
翼構造体１０４は、フラップであってもよいか、又はフラップに似ていてもよい移動可能な飛行制御面１１６を含んでもよい。飛行制御面１１６は、飛行中のＵＡＶの姿勢を制御及び／又は変更するために（例えば、ＵＡＶ１００のピッチ及び／又はロールを変更するために）移動するように構成されてもよい。飛行制御面１１６は、移動可能な飛行制御面１１６を移動させてＵＡＶ１００を制御するように連結されてもよい。より具体的には、ＵＡＶ１００のアビオニクスは、アクチュエータに特定の方法で飛行制御面１１６を移動させる信号を、アクチュエータに送信してもよい。アクチュエータは、サーボ、電気モータ、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、圧電アクチュエータなどを含む、任意の好適なアクチュエータ又は作動技術であってもよく、又はそれを含んでもよい。アクチュエータは、リンケージ、プッシュロッド、ケーブルなどを介したものを含む任意の好適な方法で、飛行制御面１１６に機械的に連結されてもよい。本明細書に記載されるように、アクチュエータは、翼構造体１０４と一体化された連結及び制御ユニットとの間の解放可能な電気的接続を介して、ＵＡＶ１００のアビオニクスに電気的に連結されてもよい。
【００４０】
ＵＡＶはまた、胴体に取り付けられた電力モジュール１２２も含んでもよい。電力モジュール１２２は、ＵＡＶ１００に電力及び／又は燃料を提供することができる。例えば、電力モジュール１２２は、アビオニクス及び任意に、任意の電気モータ及び／又はＵＡＶ１００の他の構成要素に電力を供給するバッテリパックであってもよく、又はそれを含んでもよい。ＵＡＶが、推進のための内燃モータを含む場合、電力モジュール１２２はまた、又は代わりに、燃料タンク又は他の燃料貯蔵システムも含んでもよい。電力モジュール１２２はまた、又は代わりに、コンデンサ若しくはコンデンサ群、燃料電池、又は任意の他の好適な燃料及び／若しくは電力（例えば、電力）貯蔵ユニットも含んでもよい。容易な交換を促進するために、胴体１０２から取り外し可能であり得る電力モジュール１２２もまた、ＵＡＶ１００の外面１２６（図１Ａ）及び１２８（図１Ｂ）も画定してもよい。本明細書に記載されるように、これらの外面は、電力モジュール１２２内のバッテリの熱交換器（例えば、ヒートシンク）として機能し、バッテリセルの故障の場合に犠牲構成要素を提供することを含む、様々な機能を提供することができる。翼構造体１０４と同様に、電力モジュール１２２は、一体化された連結及び制御ユニットとの解放可能な連結部を介して、胴体１０２に解放可能に取り付けられてもよい。
【００４１】
尾部区分１０６はまた、飛行中にＵＡＶ１００の姿勢を制御するように移動し得る移動可能な飛行制御面１１８を含んでもよい。移動可能な飛行制御面１１８はまた、アクチュエータによって移動され、アクチュエータは、翼構造体１０４の飛行制御面１１６を移動させるアクチュエータと同様であってもよい。尾部分１０６は、胴体１０２の内部荷重軸受フレームに取り付けることができる尾部支持体１０７を介して胴体１０２に取り付けられてもよい。尾部支持体１０７は、アクチュエータ及び／又は他の尾部装着型電子機器をＵＡＶ１００のアビオニクスに電気的に接続するためのワイヤを担持する中空内部チャネルを有してもよい。
【００４２】
モータモジュール１０８は、飛行中にＵＡＶ１００を推進するための１つ以上のモータを含んでもよい。図示されるように、モータモジュール１０８は、ＵＡＶ１００を推進するために動作するように構成された２つのプロペラを含む。他の場合には、より多い又はより少ないプロペラが使用されてもよい。更に、本ＵＡＶ１００は、推進のための１つ以上の電気モータ及びプロペラを使用するものとして記載されているが、プロペラ、タービン、ロケット（例えば、固体及び／又は液体燃料ロケットモータ）などを有する内燃モータを含む、他のタイプの推進も使用することができる。更に、モータモジュール１０８は、ＵＡＶ１００の特定の位置に位置決めされて示されているが、モータモジュール１０８は、胴体１０２の鼻部、翼、尾部（又は任意の他の好適な位置）などの他の場所に位置決めされてもよい。
【００４３】
図１Ｂに示されるように、ＵＡＶ１００はまた、ドア１２４も含んでもよい。ドア１２４は、内部貨物室へのアクセスを可能にするために、開閉するように構成されてもよい。例えば、ドア１２４を開いて（例えば、ＵＡＶ１００内で、ドア１２４に取り付けられたアクチュエータによって）、積載物を貨物室に配置することを可能にしてもよい。飛行中、貨物室内に積載物を収容するためにドア１２４を閉じてもよい。積載物を意図された受取人又は位置に送達するために、飛行中にドア１２４を開いて、積載物を地面に投下してもよい。積載物をパラシュート又は他の降下制御構成要素に取り付けてもよく、それにより、積載物が地上に安全に到達し、任意に積載物を特定の位置に方向付けるようにする。積載物は、任意の好適な積載物であってもよい。例えば、積載物は、医療用品、医薬品、郵便物、輸血用の血液などを含んでもよい。一実施形態では、積載物ドア１２４は、カメラ、ライダ、レーダ、又は他の器具などの固定積載物を露出するために開いてもよい。積載物ドア１２４は、飛行の一部の間開くことができ、その結果、器具が動作し、その後閉じて飛行の残りの間器具を保護することができる。
【００４４】
ＵＡＶ１００はまた、捕捉フック１２０も含んでもよい。捕捉フック１２０は、尾部支持体１０７を介して、又は任意の他の好適な取り付け点を介して、ＵＡＶ１００に取り付けられてもよい。捕捉フック１２０は、飛行終了時に使用されて、ＵＡＶ回収システムの捕捉線と係合することができる。例えば、ＵＡＶ１００は、地上の上方に位置決めされている捕捉線において、又はその近くで飛ぶことができる。捕捉線は、安全な回収のために、ＵＡＶ１００を完全に停止するまで減速させた後、ＵＡＶ１００を地面に降下させることができる。捕捉フック１２０は、捕捉線に係合する前に、第１の（例えば、収容された）位置から捕捉（例えば、展開された）位置まで枢動、延伸、又は他の方法で移動するように構成されてもよい。捕捉フック１２０は、ＵＡＶの位置に基づいてもよい信号に応答して展開されてもよい。いくつかの場合には、ＵＡＶ自体は、（例えば、ＵＡＶによって決定された回収システムへの近接度に基づいて）信号を生成してもよく、又は信号は、回収システムからＵＡＶに送信されてもよい。捕捉フック１２０は、「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｉｒｃｒａｆｔ」と題される米国特許出願第１５／７１２，１０７号に記載されているような回収システムと組み合わせて使用されてもよく、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの場合には、捕捉フック１２０の代わりに、又はそれに加えて、ＵＡＶは、着陸ギヤ、車輪、又は他の着陸システム若しくは構成要素を含んでもよい。
【００４５】
ＵＡＶ１００はまた、展開可能なパラシュートシステムを被覆することができるパラシュートアクセスパネル１３０も含んでもよい。パラシュートが展開されたときに、パラシュートアクセスパネル１３０は取り外されてもよい。より具体的には、展開可能なパラシュートシステムは、推進剤（例えば、爆発物）を使用して、パラシュートを迅速に展開する。展開するパラシュートは、パラシュートアクセスパネル１３０を強制的に開いて、パラシュートが胴体１０２を出て、ＵＡＶ１００の降下を減速させ始めることができる。
【００４６】
図２Ａ及び図２Ｂは、ＵＡＶ１００の側面図を示し、図２Ａは、水平飛行中（例えば、迎え角がほぼゼロである）のＵＡＶ１００の表現を示し、図２Ｂは、迎え角が増加したＵＡＶ１００の表現を示す。例示的な気流は、矢印２０２（図２Ａ）及び２０４（図２Ｂ）によって示されている。図２Ａに示されるように、胴体１０２は、実質的に対称な側面断面を有してもよい。したがって、水平飛行中、胴体１０２の対称形状は、追加の揚力をほとんどもたらさない可能性があるため、ＵＡＶ１００は、翼構造体１０４に実質的に完全に依存して、ＵＡＶ１００に揚力を提供することができる。
【００４７】
図２Ｂに示されるように、ＵＡＶ１００の迎え角が増加すると、胴体１０２は、飛行中にＵＡＶ１００を空中に維持するのを助ける揚力（矢印２０６で表現される）を生成することができる。更に、揚力の増加は、ＵＡＶ１００の失速速度を低下させることができ、ＵＡＶ１００がより低い速度で空中に留まることを可能にする。これは、ＵＡＶ任務の成功にとって重要であり得る低速操縦中に特に有用であり得る。例えば、貨物を空から投下することによって、貨物を特定の位置に正確かつ安全に送達するために、ＵＡＶ１００が揚力を可能な限り低い速度で維持できることが特に有益である。胴体１０２の形状により、ＵＡＶ１００は、その迎え角を単に変化させることによって、任務の貨物送達部分の前及び間に、失速速度を低下させる（したがって、低速で飛行する）ことができるようになる。ＵＡＶ１００はまた、離陸及び／又は着陸の前及び最中など、任務中の他の時間にその失速速度を低下させることもできる。
【００４８】
胴体１０２は対称であるため、水平飛行中に実質的な揚力を生成しない場合がある。これにより、揚力誘導抗力が低減又は排除されるため、水平飛行がより効率的になり得る。同時に、揚力は、上述されたように、ＵＡＶ１００の迎え角を変更することによって、選択的に増加させてもよい。したがって、胴体１０２の対称的な翼の形状は、水平飛行中に実質的な揚力誘導抗力を加えることなく、必要なときに、ＵＡＶ１００への更なる揚力を提供する。
【００４９】
図２Ａ〜図２Ｂはまた、取り外し可能な電力モジュール及び／又はバッテリパックの一部によって画定され得る外面１２６、１２８が、ＵＡＶ１００が飛行しているときに胴体１０２の上を流れる空気流においてどのように位置決めされるかを示している。本明細書に記載されるように、これらの表面は、バッテリセルなどの胴体１０２内の熱生成構成要素に熱的に連結されるヒートシンク表面であってもよい。飛行中の表面１２６、１２８の上の空気流は、電力モジュールからの熱の除去に役立ち得る。更に、電力モジュールが、故障したバッテリセルのガスを表面１２６、１２８を通して通気するように構成されている場合、通気されたガスは、空気流に直接方向付けられてもよい。これにより、脱気ガスが他のバッテリセル又はＵＡＶ１００の他の部分を損傷する可能性を防止及び／又は低減することができる。
【００５０】
本明細書に記載される概念に従って、ＵＡＶは、任意の好適な構成を使用して形成されてもよい。いくつかの場合には、ＵＡＶ（及び特にＵＡＶの胴体）は、少なくとも部分的に封入された、及び／又は発泡体の外側シェル又は本体で包囲された耐荷重フレームを含んでもよい。耐荷重フレームは、ＵＡＶの主要構造部分であってもよく、一方で、発泡体は、ＵＡＶ及び／又は胴体の全体的な形状を画定してもよい。
【００５１】
図３Ａは、ＵＡＶ１００の一部分の部分上面図であり、図３Ｂは、ＵＡＶ１００の一部分の部分斜視図である。図３Ａ〜図３Ｂにおいて、ＵＡＶ１００は、モータモジュール１０８及び翼構造体１０４が取り外された状態で示されている。ＵＡＶ１００は、本体３０１によって少なくとも部分的に封入されたフレーム３００を含んでもよい。フレーム３００は、ＵＡＶ１００のための主要構造部材として機能するように構成された剛性の耐荷重フレームであってもよい。例えば、翼構造体１０４及び尾部支持体１０７は、フレーム３００に構造的に取り付けられて、翼構造体１０４及び尾部区分１０６（例えば、揚力及び他の飛行制御力）からの力が胴体１０２に伝達されることを可能にすることができる。
【００５２】
フレーム３００は、複数の支柱、壁、プレート、ロッド、及び／又は他の構造部材を含んでもよく、これらは、互いに固定されて実質的に剛性の構造体を形成する。フレーム３００の構造部材は、締結具（例えば、ねじ、ボルト、リベットなど）、接着剤、溶接、ろう付け、はんだ付けなどを含む、任意の好適な方法で互いに固定されてもよい。フレーム３００は、炭素繊維、ガラス繊維、金属（例えば、アルミニウム、チタンなど）、プラスチック、又は任意の他の好適な材料（又は材料の組み合わせ）などの任意の好適な材料から形成されてもよく、又はこれらを含んでもよい。
【００５３】
フレーム３００はまた、ＵＡＶ１００の他の構造体及び／又は構成要素とインターフェースするように構成することもできる。例えば、本明細書に記載されるように、ＵＡＶ１００は、翼構造体１０４と胴体１０２との間、及び電力モジュール１２２と胴体１０２との間にクイックリリース式の連結部を提供する一体化された連結及び制御ユニットを有してもよい。一体化された連結及び制御ユニットは、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２が連結され、翼構造１０４及びパワーモジュール１２２からの荷重がＵＡＶ１００の残りの部分に伝達される、保持構造体を画定するアンカ構造体を含んでもよい。したがって、フレーム３００は、アンカ支持部材３０２を含んでもよい。アンカ支持部材３０２は、アンカ構造体を受容し、フレーム３００にしっかりと取り付けるように構成されてもよい。例えば、アンカ構造体は、締結具、接着剤、又は任意の他の好適な取り付け技術を介してアンカ支持部材３０２に固定されてもよい。
【００５４】
胴体の本体３０１は、胴体１０２の外形を画定するようにフレーム３００に取り付けられてもよい。本体３０１は、ポリマー発泡体材料（例えば、発泡ポリスチレン又は任意の他の好適な連続気泡若しくは独立気泡ポリマー発泡体）、木材（例えば、バルサウッド）などの任意の好適な材料から形成されてもよく、又はこれらを含んでもよい。本体３０１は、任意の好適な方法でフレーム３００に取り付けられてもよい。例えば、ポリマー発泡体が使用される場合、フレーム３００は、成形型の中に配置されてもよく、ポリマー発泡体（又はポリマー発泡体の前駆体材料）は、成形型内及びフレーム３００の周囲に導入されてもよい。膨張時に、ポリマー発泡体は、フレーム３００を少なくとも部分的に封入してもよい。発泡体によるフレーム３００の封入は、フレーム３００及び発泡体を構造的に固定することができ、したがって、構造的に安定した胴体を生成する。
【００５５】
本体３０１は、他の方法でも取り付けられてもよい。例えば、１つ以上の本体パネルは、締結具、弾性部材、（フレーム３００及び本体パネルのいずれか又は両方の上の）インターロック構造体などを使用して、フレーム３００に保持されてもよい。いくつかの場合には、本体３０１及び／又は本体３０１を構成する個々の本体パネルは、ハードランディング又はクラッシュ事象中に衝撃が発生し得る事象などにおいて、フレーム３００から分離するように構成されてもよい。そのような場合、本体パネルの取り外しは、衝撃力を分散させ、フレーム３００への損傷の可能性を防止、制限、又は低減することができる。本体３０１を画定するパネルは、パネル又はフレーム３００を損傷することなく容易に取り外し、取り換えるためのクイックリリース型締結具（例えば、弾性部材、非恒久的締結具、締まり嵌め締結具など）で構成されてもよい。
【００５６】
本体３０１はまた、ＵＡＶ１００の鼻部分と、電力モジュール１２２を受容するように構成された翼構造体１０４との間に空洞３０４も画定する。空洞３０４及び電力モジュール１２２は、電力モジュール１２２が電力モジュール１２２の空洞３０４の外面１２６、１２８に受容されたときに、胴体１０２の外面を形成するように成形されてもよい。したがって、空洞３０４は、胴体１０２を完全に通って延在して、胴体１０２の上面の第１の開口部及び胴体１０２の底面の第２の開口部を画定することができる。
【００５７】
空洞３０４は、アンカ支持部材３０２に隣接していてもよい。特に、アンカ支持部材３０２はアンカ構造体を受容するように構成されているため、空洞３０４の配置は、本明細書に記載されるように、電力モジュール１２２がアンカ構造体に容易に機械的及び電気的に連結することを可能にする。
【００５８】
空洞３０４の内壁は、フレーム３００の部分によって画定されてもよく、電力モジュール１２２が空洞３０４に挿入されたときに電力モジュール１２２とフレーム３００（したがってアンカ構造体）との間の適切な位置合わせを促進するために、電力モジュール１２２上の対応するガイド機構と係合するガイド機構３０８を含んでもよい。ガイド機構３０８は、図３Ａでは、電力モジュール上の対応する特徴部（例えば、突出部、ピン、フィン、タブなど）を受容するチャネルとして示されているが、他のガイド機構が使用されてもよく、又はガイド機構の位置が交換されてもよい。
【００５９】
空洞３０４を画定するフレーム３００の部分はまた、電力モジュール１２２が空洞内にあるときに電力モジュール１２２の一部分が静止し得る、耐荷重機構（例えば、空洞３０４を画定するフレーム部分の上縁部）を含んでもよい。電力モジュール１２２の一部分が耐荷重機構に接触及び／又は休止することを可能にすることによって、電力モジュール１２２の重量の一部は、アンカ構造体を通る（本明細書に記載されるように、電力モジュール１２２が他の方法で機械的及び電気的に連結される）のではなく、空洞３０４の壁を介してフレーム３００に伝達され得る。
【００６０】
本体３０１はまた、翼チャネル３０６を画定する。翼チャネル３０６は、翼構造体１０４の一部分を受容するチャネルである。翼チャネル３０６は、アンカ支持部材３０２の上に位置決めされて、翼構造体１０４がアンカ構造体（アンカ支持部材３０２上に装着され得る）にアクセスして、本明細書に記載されるように、アンカ構造体に機械的及び電気的に連結することができる。
【００６１】
図４Ａ〜図４Ｄは、電力モジュール１２２及び翼構造体１０４が胴体１０２から取り外されたＵＡＶ１００を示す。翼構造体１０４及び電力モジュール１２２が取り外された状態で、ＵＡＶ１００のフレーム３００に取り付けられたアンカ構造体４００を見ることができる。アンカ構造体４００は、本明細書により詳細に記載される一体化された連結及び制御ユニット４０１の耐荷重構成要素であってもよい。
【００６２】
上述されたように、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２は、アンカ構造体４００を介してＵＡＶ１００に解放可能に連結される。具体的には、本明細書により詳細に示されるように、アンカ構造体は、翼保持構造体及び電力モジュール保持構造体を含む。翼構造体１０４及び電力モジュール１２２は、翼及び電力モジュール保持構造体と係合し、アンカ構造体と翼構造体１０４及び電力モジュール１２２の両方との間に耐荷重接続を形成する相補的な保持構造体を含む。
【００６３】
電力モジュール１２２は、翼構造体１０４をアンカ構造体４００と係合するように維持するのを支援するように構成されてもよい。例えば、図４Ａ〜図４Ｄに示されるように、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２を胴体１０２に解放可能に固定するプロセスは、翼構造体１０４の保持構造体（例えば、本明細書に記載されるような装着ブラケット）をアンカ構造体４００に係合することによって、最初に翼構造体１０４をＵＡＶ１００に取り付けることを含んでもよい。図４Ａ〜図４Ｃの点線で示されるように、これは、翼構造体１０４を後方又はＵＡＶ１００の尾部に向けて摺動させることを含み、これにより、翼構造体１０４上の保持構造体は、アンカ構造体４００上の翼保持構造体と摺動可能に係合することができる。翼構造体１０４の保持構造体とアンカ構造体４００との間の連結は、翼構造体１０４と胴体との間の排他的な揚力伝達機械的接続を表すことができる。より具体的には、胴体１０２及び翼構造体１０４は、持続的な飛行を可能にするために翼構造体１０４を胴体１０２に保持するのに十分な強度を提供する、任意の他の係合機構を有さなくてもよい。排他的な（及び十分な）揚力伝達接続であり得ることから、機械的に（並びに電気的及び任意に流体的に）翼構造体１０４を胴体１０２に接続するために１つの接続動作のみが必要とされるため、翼構造体１０４の胴体１０２への取り付けは、最終的には極めて単純かつ効率的である。
【００６４】
翼構造体１０４をＵＡＶ１００に取り付けることに続いて、電力モジュール１２２の保持構造体がアンカ構造体４００の電力モジュール保持構造体と係合するように、電力モジュール１２２を空洞３０４に挿入することができる。電力モジュール１２２の重量は、アンカ構造体４００、及び任意に、電力モジュール１２２とＵＡＶ１００のフレーム３００との間の追加の耐荷重構造体又は接合面を介して、ＵＡＶ１００に伝達され得る。
【００６５】
電力モジュール１２２は、空洞３０４内に位置決めされ、アンカ構造体４００と係合されると、電力モジュール１２２は、翼構造体１０４がアンカ構造体４００から係合解除することを防止するように構成されてもよい。例えば、電力モジュール１２２の一部分は、翼構造体１０４の取り出し経路内に位置決めされてもよく、それによって、翼構造体１０４が取り外し方向（例えば、ＵＡＶの前方方向に、又はＵＡＶの鼻部に向けて）移動することを防止し、アンカ構造体４００から係合解除又は分離されることを防止する。いくつかの場合には、以下により詳細に記載されるように、電力モジュール１２２の接合側４０２は、翼構造体１０４の対応する接合側４０４に隣接して位置決めされてもよく、翼構造体の対応する接合側４０４に力を（ＵＡＶの後方方向に、又はＵＡＶの尾部に向けて）付与することができる。接合側４０２によって翼構造体１０４上に付与される力は、翼構造体１０４を後方方向に付勢し、又は他の方法で翼構造体１０４及びアンカ構造体４００の保持構造体の係合解除を防止してもよい。
【００６６】
電力モジュール１２２は、電力モジュール１２２を胴体にしっかりと保持するように構成された係止機構を含んでもよい。係止機構は、飛行中に電力モジュール１２２を適所に保持することができる任意の好適な機構を含んでもよい。例えば、ラッチ、カム、ピン、戻り止め、クリップ、バネ式機構などが挙げられる。いくつかの例示的な係止機構は、図６Ａ〜図７Ｃ及び図８Ａ〜図９Ｅに関連して本明細書により詳細に記載される。いくつかの場合には、電力モジュール１２２は、開放位置（図４Ａ〜図４Ｃに示される）と係止又は飛行位置（図１Ａに示される）との間で移動可能なハンドル４０６を含む。ハンドル４０６は、係止機構の一部分に取り付けられてもよく、又はそれを含んでもよい。ハンドル４０６が回転されたときに、ハンドル４０６は、係止機構に、電力モジュール１２２をＵＡＶ１００に係止するように係合させることができる。例えば、ハンドル４０６が開放位置にあるときに、係止機構は、係合解除されてもよく、電力モジュール１２２は、取り外されるか、又は空洞３０４内に挿入されてもよい。図示されるように、ハンドルの開放位置は、電力モジュール１２２が空洞３０４の中又は外に持ち上げられることを可能にする便利な位置にあるハンドル４０６に対応する。ハンドル４０６が閉鎖位置又は飛行位置（図１Ａに示されるように）にあるときに、係止機構が係合されるか又は係止され、それによって、電力モジュール１２２をＵＡＶ１００に固定する。
【００６７】
上述されたように、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２を胴体１０２に設置しかつ／又は取り外すプロセスは、効率的かつ単純なプロセスであり、いくつかの工程を必要とする。例えば、これらの構成要素を組み立てることは、翼構造体１０４をアンカ構造体４００上で摺動させること、電力モジュール１２２を空洞３０４内に挿入すること、並びに電力モジュール１２２及び／又は翼構造体１０４をＵＡＶ１００に係止するように係止機構と係合することを含んでもよい。したがって、係止機構は、電力モジュール１２２及び翼構造体１０４の両方に対して十分な機械的な安全性を提供して、飛行中にこれらの構成要素を胴体１０２に固定し、一方でまた、構成要素の迅速かつ効率的な取り付け及び取り外しも可能にする。
【００６８】
迅速かつ効率的な取り付け及び取り外しを可能にすることに加えて、ＵＡＶ１００は、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２の機械的な取り付け及び取り外しがまた、アンカ構造体４００に連結された電気コネクタ、電力モジュール１２２、及び翼構造体１０４を互いに確実に係合させ、それによって、電気信号が翼構造体１０４、電力モジュール１２２、アンカ構造体４００に連結された回路及び他の構成要素との間を通過し得る経路を形成するように構成される。そのような信号は、デジタル及び／又はアナログ通信信号、並びに回路、サーボ、モータ、又はＵＡＶ１００の任意の他の電気構成要素にエネルギーを供給する電力を含んでもよい。アンカ構造体４００（又はより具体的には、アンカ構造体に連結された電気構成要素）と、電力モジュール１２２及び翼構造体１０４との間の電気的接続は、電力モジュール１２２及び翼構造体１０４のアンカ構造体４００への機械的な取り付けの直接的な結果として作成されてもよく、したがって、翼構造体１０４内の構成要素及び／又は電力モジュール１２２をＵＡＶ１００に電気的に接続するための追加の工程を行う必要がなくなる（そのような構成要素間のケーブル又はワイヤを別個に電気的に接続するなど）。
【００６９】
図４Ｃ及び図４Ｄは、アンカ構造体４００上の電気コネクタの例示的な構成の追加の詳細を示す。例えば、翼電気コネクタ４１２は、アンカ構造体４００に連結されてもよく、翼構造体１０４上の対応する電気コネクタに機械的に嵌合し、したがって、その電気コネクタに電気的に連結するように構成されてもよい。翼構造体１０４上の翼電気コネクタ４１２及び対応する電気コネクタは、機械的保持構造体に対して位置決めされてもよく、それにより、翼構造体１０４がアンカ構造体４００と機械的に係合されているときに、翼電気コネクタ４１２が翼構造体１０４上の対応する電気コネクタと位置合わせされるようにする。したがって、翼構造体１０４をアンカ構造体４００に機械的に取り付けることにより、電気コネクタ間に確実な嵌合がもたらされ、したがって、翼構造体１０４への機械的連結及び電気的連結の両方を形成する。翼構造体１０４がアンカ構造体４００と機械的に係合されているときの電気コネクタ間の適切な位置合わせは、本明細書に図示及び記載されるように、機械的保持構造体に対して固定位置関係にある電気コネクタを有することによって、確実にすることができる。具体的には、アンカ構造体４００上の電気コネクタの各々は、保持構造体に対して固定位置関係にあるため（例えば、それらは、実質的に互いに対して自由に移動しない）、また翼構造体１０４上の対応するコネクタ及び保持構造体は、同様に固定されているため、機械的保持構造体の係合により、電気コネクタの電気的係合が引き起こされる場合がある。
【００７０】
アンカ構造体４００はまた、電力モジュール１２２上の対応する電気コネクタと電気的に嵌合するように構成された電力モジュール電気コネクタ４１４を含んでもよい（又はそれに連結されてもよい）。電力モジュール電気コネクタ４１４はまた、電力モジュール１２２及びアンカ構造体４００のための機械的保持構造体に対して固定された位置関係にもあってもよく、したがって、構成要素間の機械的連結の結果として、電力モジュール１２２とアンカ構造体４００に取り付けられた構成要素との間の確実な電気的連結を可能にする。電力モジュール電気コネクタ４１４は、翼構造体１０４が胴体に連結されたときに露出するように、アンカ構造体４００上に位置決めされてもよく、これは、翼構造体１０４が取り付けられた後に電力モジュール１２２が電力モジュール電気コネクタ４１４と連結することを可能にする。電力モジュール電気コネクタ４１４は、電力モジュール１２２から（例えば、バッテリ、燃料電池、コンデンサ、又は他のエネルギー貯蔵構成要素から）電力をアンカ構造体４００の電気構成要素に伝達するように構成されてもよい。このような電力は、ＵＡＶ１００（例えば、電気モータ）の推進システムに、アビオニクス（例えば、プロセッサ、ＧＰＳシステム、無線機など）、飛行制御ハードウェア（例えば、飛行制御面を移動させるためのサーボ及び／又は他のモータ）などにエネルギーを供給するために使用されてもよい。電力モジュール電気コネクタ４１４はまた、電力モジュール１２２とアンカ構造体４００に連結された電気構成要素との間で電気信号を伝達するようにも構成されてもよい。このような電気信号は、推進モータ又は飛行制御構成要素に動力を供給するのではなく、構成要素間の通信を目的とし得る。いくつかの場合には、電力及び通信のための別個の電気コネクタがあってもよく、両方のタイプのコネクタは、上述された方法での係合を促進するように物理的に構成されてもよい。
【００７１】
上述され、本明細書に記載されるように、電力モジュール及び翼構造体のための電気コネクタは、電気的接続を形成するために直接手動操作を必要としない場合がある。更に、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２がアンカ構造体４００に連結され始めると、コネクタは、ユーザの指によって視認可能ではないか又はアクセス可能ではない場合がある。したがって、コネクタの物理的位置決めは、ユーザによる視認性又は物理的アクセスの欠如にもかかわらず、確実な嵌合を促進するように特に構成されてもよい。より具体的には、アンカ構造体４００上の電力モジュール電気コネクタの各々は、電力モジュール保持構造体に対して固定位置関係にあるため（例えば、それらは、実質的に互いに対して自由に移動しない）、また電力モジュール１２２上の対応するコネクタ及び保持構造体は、同様に固定されているため、機械的な保持構造体の係合により、電気コネクタの電気的な係合が引き起こされる場合がある。
【００７２】
翼電気コネクタ４１２及び電力モジュール電気コネクタ４１４は、機械的保持構造体に対して固定位置関係にあるものとして記載されているが、翼及び電力モジュール電気コネクタ４１２、４１４は、翼及び電力モジュール電気コネクタ４１２、４１４と対応するコネクタとの間の小規模なずれが許容され得るように、いくらかのフロートを有するように構成されてもよい。フロートの程度は、機械的保持構造体が正しく係合されたときに、電気コネクタが、電気コネクタを損傷するか、又は他の方法で互いに正しく係合しないほど大きく位置ずれすることがないように構成されてもよい。したがって、フロートは、主に、構成要素の摩耗、製造公差などに起因して小さい位置ずれに対応ためのものであってもよく、機械的保持構造体が位置合わせされた場合に、電気コネクタが不適切に連結することを許容するほどのものでなくてもよい。更に、各電気コネクタは、他の電気コネクタとは独立して浮遊するように構成されてもよく、したがって、電気コネクタ間のわずかな位置ずれにより対応する。本明細書に記載される電気コネクタの浮遊構成は、電気コネクタと機械的保持構造体との間の本来の固定された位置関係と矛盾しないことが理解されるであろう。
【００７３】
本出願は多くの場合、電気コネクタを指すが、光コネクタ、流体接続（例えば、液体又は気体燃料を推進システムに送達するため）などの電気コネクタの代わりに、又はそれらに加えて、他のタイプのコネクタが使用されてもよい。例えば、ＵＡＶが内燃エンジンを含む場合、電力モジュールは、電力モジュールとＵＡＶとの間の解放可能な流体接続を介してＵＡＶに流体連結され得る燃料タンクを含んでもよい。解放可能な流体接続（及び任意の他のタイプのコネクタ）は、本明細書に記載されるコネクタと実質的に同じ方法で動作してもよい。
【００７４】
上述されたように、電力モジュール１２２は、ハンドル４０６を含んでもよい。図４Ｄに示されるように、翼構造体１０４は、ハンドルが係止又は「飛行」位置にあるときに、ハンドルを受容するように構成された翼構造体１０４の上面にチャネル４０８を含むか、又は画定してもよい。チャネル４０８及びハンドル４０６は、ハンドル４０６がチャネル４０８内にあるときに、ハンドル４０６の露出部分（例えば、ハンドル４０６の上面）が、胴体１０２の隣接部分及び／又は翼構造体１０４と実質的に同一平面になるように構成されてもよい（例えば、ハンドルの上面及び胴体１０２及び／又は翼構造体１０４の隣接面は、実質的に連続した外面を画定してもよい）。このようにして、ハンドル４０６からのＵＡＶ１００上の望ましくない空気力学的抗力は、飛行中に回避又は最小化され得る。
【００７５】
チャネル４０８はまた、水若しくは他の液体又は破片をアンカ構造体４００から概ね離れる方向に（及び／又は回路基板、プロセッサ、電気コネクタなどの、アンカ構造体４００に連結された特定の構成要素から離れる方向に）迂回させるようにも構成されてもよい。チャネル４０８によって画定される例示的な水流路は、図４Ｄの経路４１０によって示される。ＵＡＶ１００は、降水、結露などに起因して、飛行中に水及び他の破片に遭遇する場合がある。
【００７６】
図５は、フレーム３００から取り外されたアンカ構造体４００を示しており、電気構成要素（例えば、回路基板、電気コネクタ、プロセッサなど）がアンカ構造体４００から取り外されている。図５は、翼及び電力モジュール保持構造体の例を示す。具体的には、図５に示される例では、アンカ構造体４００は、保持ピン（又は任意の他の好適な保持突出部）であるか、又はそれを含む、翼保持構造体５０２及び電力モジュール保持構造体５０４を含む。保持ピン（又は突出部）は、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２上の対応する保持構造体と摺動可能に、又は他の方法で機械的に係合するように構成されてもよい。いくつかの場合には、保持構造体は、保持構造体５０２及び／又は５０４がスロット、ガイド、チャネルなどであるように、またピン（又はタブ、ガイド、突出部、若しくは他の相補的な嵌合構造体）が翼構造体１０４及び／又は電力モジュール１２２に連結されるか、又は他の方法で一体化されるように、交換されてもよい。ボールベアリングガイド、ラッチ、戻り止め、バネ式コネクタ、クリップなどを含む他の保持構造体もまた企図される。
【００７７】
保持構造体５０２、５０４は、任意の好適な方法でアンカ構造体に形成又は連結されてもよい。例えば、いくつかの場合には、保持構造体５０２、５０４（任意のピン、突出部、タブ、フィンなどを含む）は、単一の金属片から機械加工されるか、又は他の方法で形成される（例えば、モノリシックなアンカ構造体４００を形成する）。保持構造体が突出部（例えば、図５に示されるピンなど）を含む場合、突出部は、アンカ構造体４００の基部に連結された別個の構成要素であり得る。そのような場合、突出部又はピンは、特定の荷重又は応力下で破壊するように設計された犠牲構成要素として構成されてもよい。例えば、突出部は、衝突又は他の潜在的に損傷を与える衝撃若しくは力がＵＡＶ１００に印加された場合に、最初の故障点となるように構成されてもよい。したがって、衝突又は他の潜在的に損傷を与える衝撃の場合、翼構造体１０４及び／又は電力モジュール１２２は、突出部を破壊し、その結果、翼構造体１０４及び／又は電力モジュール１２２をアンカ構造体４００から分離することができる。これは、修理がより困難又は高価であり得る、アンカ構造体４００及び／又はＵＡＶ１００に対する他の損傷を防止するのに役立ち得る。突出部は、損傷又は破壊した突出部を有するＵＡＶ１００の迅速かつ効率的な修理を促進するために交換可能であってもよい。例えば、突出部は、取り外し可能な締結技術（又は締結具）を使用してねじ付き、締まり嵌め、又は他の方法で固定されてもよく、アンカ構造体４００のより大きい基部部分とは別個の容易な取り換えを可能にする。上述のように、保持構造体の突出部は、保持ピンとして示されているが、フィン、タブ、丸形バンプなどのピンの代わりに、又はそれらに加えて、他のタイプの突出部が使用されてもよい。更に、保持ピンは円筒形ピンとして示されているが、他の形状も可能である（例えば、楕円形ピン、正方形ピン、長方形ピンなど）。
【００７８】
図６Ａ〜図６Ｃは、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２を胴体１０２に取り付ける様々な段階でのＵＡＶ１００の一部分を示す。ＵＡＶ１００のいくつかの構成要素は、ＵＡＶ１００の特定の態様を不明瞭にすることを回避するために省略されている。図６Ａは、翼構造体１０４の前の状態にあるＵＡＶ１００を示しており、電力モジュール１２２は、胴体１０２に連結されている。装着ブラケット６００（これは、明瞭にするために図６Ａ〜図６Ｃから大部分が省略されている、翼構造体１０４の一部であり得る）は、アンカ構造体４００の上方に位置決めされている。装着ブラケット６００（本明細書ではブラケットと呼ばれる）は、アンカ構造体４００上の保持構造体５０２と係合するように構成された、保持構造体６０２を含んでもよい。図６Ａ〜図６Ｃは、保持スロットとして相補的保持構造体６０２を示しているが、これは、翼構造体１０４に使用され得る保持構造体の一例に過ぎない。更に、保持構造体６０２は、ブラケット６００（所与の翼構造体に対して複数存在し得る）上に位置付けられているものとして示されているが、他の場合には、保持構造体６０２は、翼構造体１０４の他の構成要素又は構造体と共に形成されるか、又は他の方法で組み込まれてもよい。更に、図６Ａ〜図６Ｃに示されるもの以外の他のブラケット構成もまた、使用されてもよい。
【００７９】
図６Ａ〜図６Ｂに示されるように、翼構造体１０４は、保持構造体６０２を保持構造体５０２と係合させることによって、アンカ構造体４００に解放可能に連結されてもよい。本図に示されるように、保持構造体は、翼構造体１０４を後部方向（例えば、設置経路に沿って）並進移動させて、ピン及びスロットを互いに摺動可能に係合させることによって係合される。他の実施例では、設置経路は、図示されているものとは異なっていてもよく、アンカ構造体４００及び翼構造体１０４の保持構造体のタイプ、形状、及び／又は構成に少なくとも部分的に依存してもよい。例えば、保持構造体は、翼構造体１０４を（図６Ａ〜図６Ｃに示される配向に対して）下方に若しくは斜めに、又は保持構造体の係合をもたらす任意の他の経路に沿って並進させることによって係合されてもよい。
【００８０】
翼構造体１０４が翼保持構造体５０２を介してアンカ構造体４００に解放可能に連結された後に、電力モジュール１２２は、空洞３０４内に挿入され、電力モジュール保持構造体５０４を介してアンカ構造体４００に解放可能に連結されてもよい。電力モジュール１２２は、電力モジュール保持構造体５０４を摺動可能に又は他の方法で係合する相補的保持構造体６０４を含んでもよい。電力モジュール１２２の質量は、相補的保持構造体５０４、６０４を介してアンカ構造体４００（したがって、ＵＡＶ１００全体）に伝達され得る。いくつかの場合には、上述されたように、電力モジュール１２２はまた、ＵＡＶ１００のフレーム３００の一部分に接触し、したがって、電力モジュール１２２の質量荷重の少なくとも一部分を、フレーム３００を介してＵＡＶ１００に伝達してもよい。
【００８１】
図６Ｂ〜図６Ｃに示されるように、電力モジュール１２２が空洞３０４内にあるときに、電力モジュール１２２の接合側４０２は、翼構造体１０４の対応する接合側４０４と接触する（又は他の方法でこれに隣接して位置決めされる）。電力モジュール１２２の接合側４０２は、翼構造体１０４が前方方向に（図６Ａ〜図６Ｃに示すように、左に）移動するのを阻止しているため、翼構造体１０４は、電力モジュール１２２が設置されたときに、設計された取り外し経路に沿ってアンカ構造体４００から係合解除され得ない（例えば、電力モジュール１２２は、翼及びアンカ構造体の保持構造体が互いから係合解除するのを防止する）。
【００８２】
図６Ｂ〜図６Ｃに表されるように、電力モジュール１２２が空洞３０４内に挿入され、アンカ構造体４００と係合された後に、電力モジュール１２２（及び任意に、翼構造体１０４）は、胴体１０２に係止されてもよい。図６Ａ〜図６Ｃは、係止機構６０６が電力モジュール１２２のハンドル４０６と一体化され、かつ／又はハンドル４０６によって作動される、例示的な一実施形態を示す。具体的には、図７Ａ〜図７Ｃに関してより詳細に説明されるように、係止機構６０６は、ハンドル４０６が飛行又は係止位置へ回転又は移動されるときに、電力モジュール１２２をＵＡＶ１００に固定する摺動カム機構であってもよく、又はそれを含んでもよい。係止機構６０６は、飛行中にハンドル４０６を飛行又は係止位置に維持するのに十分な力を提供することができ、また、電力モジュール１２２（及び翼構造体１０４）をアンカ構造体４００にしっかりと保持することもできる。係止機構６０６は、翼構造体１０４上の保持構造体、電力モジュール１２２、及びアンカ構造体４００の設計と併せて、翼構造体、電力モジュール、及びアンカ構造体の間の振動、がたつき、又は他の望ましくない移動を防止又は低減するのに十分な係止及び／又は付勢力も提供してもよい。
【００８３】
図７Ａ〜図７Ｃは、電力モジュール１２２（及び更には翼構造体１０４）をＵＡＶ１００に固定する係止機構６０６を示し、係合の異なる状態での係止機構６０６を示す。係止機構６０６は、１つの特定のタイプの係止機構であるが、他のものも可能であり、かつ企図される。例えば、図８Ａ〜図９Ｅは、係止機構６０６の代わりに、又はそれに加えて使用され得る別の例示的な係止機構を示す。
【００８４】
係止機構６０６は、チャネル７０２を含む本体７００を含む。チャネル７０２は、本体７００の機械加工若しくは鍛造機構であってもよく、又はチャネル７０２は、任意の他の好適な方法で形成されてもよい。本体７００は、ハンドル４０６の回転が旋回軸７０３を中心とした本体７００の回転をもたらすように、ハンドル４０６に連結されてもよい。旋回軸７０３は、電力モジュール１２２に連結されてもよい。
【００８５】
図７Ａは、係止ピン７０４と係合する前の係止機構６０６を示す。係止ピン７０４は、フレーム３００を介してなど、ＵＡＶ１００、に取り付けられるか、又は他の方法でそれと一体化されてもよい。（図６Ｂ及び７Ａの構成で表されるように）ハンドル４０６が開放構成にある間に、電力モジュール１２２が空洞３０４内に挿入されると、係止ピン７０４は、チャネル７０２に入る。図７Ｂの矢印７０１で表されるように、ハンドル４０６（又はユーザが本体７００を回転させるために作動させることができる任意の他の部材又は構成要素）が旋回軸７０３を中心に回転すると、ピン７０４は、チャネル７０２に沿って摺動する。摺動すると、ピン７０４は、チャネル７０２の片側又は両側に接触してもよく、これは、電力モジュール１２２を下方に（例えば、空洞３０４内に、及び飛行準備位置へ）引き込む力を印加してもよい。更に、チャネル７０２は、本体７００が旋回軸７０３を中心に回転すると、ピン７０４とチャネル７０２の１つ以上の壁との間の力が増加するように、摺動カムとして構成されてもよい。この力は、飛行中の本体７００の意図しない逆回転を防止及び／又は阻止し、それによってハンドル４０６を飛行位置に保持し、電力モジュール１２２を胴体１０２にしっかりと連結することができる。
【００８６】
図７Ｃは、飛行位置にあるハンドル４０６（又は他の作動部材）に対応する、完全に係止された構成の係止機構６０６を示す。いくつかの場合には、チャネル７０２によって画定されるカムプロファイルは、その長さに沿って異なり、その結果、係止機構６０６が完全に係止された構成にあるときに、カムによって生成される力はいくらか減少する。これは、係止機構６０６が完全に係合又は係止されていることを示すために、ユーザが感じることができる触覚的な戻り止めとして作用することができ、係止機構６０６を係止構成に付勢することもできる。
【００８７】
図７Ａ〜図７Ｃを参照して図示及び記載されたプロセスを逆にすると、係止機構６０６が係止解除され、電力モジュール１２２をＵＡＶ１００から取り外すことが可能になる。いくつかの場合には、係止機構６０６が係止解除されている間のピン７０４とチャネル７０２との間の相互作用は、電力モジュール１２２をＵＡＶ１００から持ち上げる力（例えば、上方の力）を電力モジュール１２２に印加し、又は他の方法で電力モジュール１２２をＵＡＶ１００から分離する傾向がある。電力モジュール１２２の上方の運動（又は係止機構を係止解除することによって引き起こされる異なる分離運動）は、電力モジュール１２２と一体化された連結及び制御ユニット４０１との間の１つ以上の電気的接続の分離をもたらし得る。例えば、電力モジュール１２２がピン７０４及びチャネル７０２によって上方に持ち上げられると、電力モジュール１２２の電気コネクタ（例えば、電力モジュール電気コネクタ１００４、図１０Ｂ）は、アンカ構造体４００の電力モジュール電気コネクタ４１４から機械的及び／又は電気的に分離され得る。このようにして、ハンドル４０６を飛行位置から開放位置へ移動させる動作は、係止機構６０６を係止解除し、電力モジュール１２２を一体化された連結及び制御ユニット４０１から少なくとも部分的に持ち上げ、電力モジュール１２２及び一体化された連結及び制御ユニット４０１の電気コネクタを切断することができる。
【００８８】
図８Ａ〜図８Ｊは、ＵＡＶに翼構造体及び電力モジュールを係合及び維持するための異なる機構を含むＵＡＶ８００の部分を示す。この例では、電力モジュールが係止機構を作動させるハンドルを有する代わりに、異なる係止機構が使用されてもよく、これは、ＵＡＶ８００の胴体の一部であるか、又はそれに連結された１つ以上のハンドル又はレバーを含んでもよい。加えて、翼構造体、電力モジュール、及びアンカ構造体上の保持構造体は、異なる係止機構の動作に適応するために異なる構成を有してもよい。
【００８９】
図８Ａは、飛行モードにあるＵＡＶ８００を示す。ＵＡＶ８００は、胴体８０２と、翼構造体８０４と、電力モジュール８２２と、を含んでもよい。本明細書に記載される相違点以外に、ＵＡＶ８００は、ＵＡＶ１００と同じであってもよく、又は類似であってもよい。したがって、上述されたＵＡＶ１００の詳細は、明瞭にするために省略されているが、ＵＡＶ８００に等しく及び／又は類推によって適用されると理解されるであろう。
【００９０】
ＵＡＶ８００はまた、電力モジュール８２２及び／又は翼構造体８０４が取り外されたときに、胴体８０２の一部であるか、又は他の方法でそれに連結され、胴体８０２上に留まる係止レバー８３０を含んでもよい。ＵＡＶ８００が飛行モードにあるときに、図８Ａに表されるように、係止レバー８３０は、係止レバー８３０によって生成される抵抗を最小限に抑えるために、胴体８０２の周囲領域と実質的に同一平面であってもよい。
【００９１】
図８Ｂは、電力モジュール８２２及び翼構造体８０４が胴体８０２から取り外された、部分的に分解された状態のＵＡＶ８００の一部分を示す。電力モジュール８２２及び翼構造体８０４を解放又は係止解除して、それらを胴体８０２から取り外すことができるようにするために、係止レバー８３０を回転させるか、又は他の方法で操作して、内部係止機構８１８（図８Ｃ）に電力モジュール８２２及び翼構造体８０４を解放させる。係止機構８１８の詳細は、図８Ａ〜図９Ｅに関して本明細書に記載される。
【００９２】
図８Ｃ〜図８Ｊは、翼構造体８０４及び電力モジュール８２２を胴体８０２に取り付ける様々な段階でのＵＡＶ８００の一部分を示す。ＵＡＶ８００のいくつかの構成要素は、ＵＡＶ８００の特定の態様を不明瞭にすることを回避するために省略されている。図８Ａは、翼構造体８０４及び電力モジュール８２２（図８Ａ〜図８Ｂ）が胴体８０２に連結される前の状態のＵＡＶ８００を示す。装着ブラケット８０６（これは、明瞭にするために図８Ｃ〜図８Ｊから大部分が省略されている、翼構造体８０４の一部であり得る）は、アンカ構造体８０８の上方に位置決めされている。アンカ構造体８０８は、ＵＡＶ８００によって使用される代替的な係止機構を形成するために、異なる機構、保持構造体、及び他の特徴部を有し得ることを除いて、アンカ構造体４００と同様であってもよい。例えば、アンカ構造体８０８は、係止シャフト８１７を含む係止機構８１８を含んでもよい。係止シャフト８１７は、アーム８１６に連結されてもよく、アーム８１６は、係止シャフト８１７が、装着ブラケット８０６（及び電力モジュール８２２の一部分）と係合するために回転、並進、又は他の方法で移動することを可能にし、それによって翼構造体８０４及び電力モジュール８２２を胴体８０２に保持する。係止機構８１８の例示的な一実施形態の構造及び動作は、本明細書でより詳細に説明される。
【００９３】
装着ブラケット８０６（本明細書ではブラケットとも呼ばれる）は、アンカ構造体８０８上の対応する保持構造体（例えば、それぞれ第３の保持構造体８１３及び第４の保持構造８１５）を係合するように構成された、第１の保持構造体８１２及び第２の保持構造体８１４を含んでもよい。図８Ｃ〜図８Ｊは、保持スロットとして保持構造体８１２、８１４を示しているが、これは、翼構造体８０４に使用され得る保持構造体の一例に過ぎない。他の例示的な保持構造体としては、チャネル、凹部、戻り止め、窪み、ブラインド、又は貫通穴などを挙げることができる。保持構造体８１２、８１４は、ブラケット８０６（所与の翼構造体に対して複数存在し得る）上に位置付けられているものとして示されているが、他の場合には、保持構造体８１２、８１４は、翼構造体８０４の他の構成要素又は構造体と共に形成されるか、又は他の方法で組み込まれてもよい。対応する保持構造体８１３、８１５は、ピン（例えば、中実円筒状部材）として示されているが、中空円筒、突出部、隆起部、非円筒状バー、又は装着ブラケット８０６の保持構造体８１２、８１４に係合する任意の他の好適な構成要素若しくは特徴部などの、他のタイプの保持構造体も使用されてもよい。
【００９４】
図８Ｄは、係合プロセスの最初の段階における保持構造体を示す。特に、第１の保持構造体８１２は、対応する第３の保持構造体８１３と係合されている。第１及び第３の保持構造体８１２、８１３は、保持構造体の初期係合後に装着ブラケット８０６の回転を可能にするように構成されている。したがって、装着ブラケット８０６は、装着ブラケット８０６（したがって翼構造体８０４）が胴体８０２に対して一定の角度にある間に、アンカ構造体８０８と最初に係合されてもよい。次に、翼構造体８０４及び装着ブラケット８０６は、回転されて（例えば、図８Ｄに示されるように）、第２の保持構造体８１４を第４の保持構造体８１５と係合させてもよい。装着ブラケット８０６はまた、装着ブラケット８０６が係合位置にあるときに、係止機構８１８の対応する支持部材８２３に接触する支持面８２４も含んでもよい。装着ブラケット８０６をアンカ構造体８０８に係合する動作はまた、本明細書に記載されるように、翼構造体８０４と一体化された連結及び制御ユニットとの間の電気（又は他の）コネクタの位置合わせ及び連結ももたらし得る。
【００９５】
図８Ｅは、係合位置にある装着ブラケット８０６を示し、これは、係合、飛行準備位置にある翼構造体８０４（装着ブラケット８０６が取り付けられる）に対応し得る。図８Ｅに示されるように、係止機構８１８は、係止又は固定された構成にはない。したがって、装着ブラケット８０６がアンカ構造体８０８と係合されている間、装着ブラケット８０６（したがって翼構造体８０４）は、アンカ構造体８０８に保持されなくてもよい。それにもかかわらず、第１及び第３の保持構造体８１２、８１３、並びに第２及び第４の保持構造体８１４、８１５の構成は、装着ブラケット８０６を少なくとも一部の方向に拘束することができる。例えば、第２及び第４の保持構造体８１４、８１５は、装着ブラケット８０６が左に並進するのを防止することができ（図８Ｅの配向に基づいて、したがって、第１の保持構造体８１２の第３の保持構造体８１３からの分離を防止することができる。
【００９６】
保持構造体８１２、８１３、８１４、８１５は、支持面８２４及び係止機構８１８の対応する支持部材８２３と共に、主構造体であり、いくつかの場合には、翼構造体８０４と胴体８０２との間の唯一の耐荷重接続部であり得る。すなわち、翼構造体８０４によって生成される揚力（及び翼構造体８０４に作用する任意の他の空気力学的力）の全部又は実質的に全部が、保持構造体８１２、８１３、８１４、８１５の機械的係合、及び支持面８２４と対応する支持部材８２３との間の接触を介して、ＵＡＶ８００の残りの部分に伝達され得る。
【００９７】
図８Ｃ〜図８Ｄは、アンカ構造体８０８と正しく位置合わせされて連結されている装着ブラケット８０６を示している。しかしながら、翼構造体を胴体に連結する間、ユーザは、装着ブラケット８０６をアンカ構造体に正しく位置合わせしない場合があり、又は他の場合には、保持構造体８１２、８１３、８１４、８１５が正しく位置合わせされ、かつ／若しくは係合される前に、翼構造体（したがって、装着ブラケット８０６）を下方に押し付けるように試みる場合がある。したがって、装着ブラケット８０６及びアンカ構造体８０８は、そのような状況下でのシステムへの損傷を防止するように構成されていてもよい。例えば、装着ブラケットは、ブレース８３２を含んでもよく、ブレース８３２は、第２の保持構造８１４に隣接して配置され、第１の保持構造体８１２が第３の保持構造体８１３と完全に係合する前に（例えば、ピンが受容されるか、又はスロット若しくはチャネルの終端に位置決めされる前に）、翼構造体が下方に並進又は旋回する場合に、第４の保持構造体８１５に接触するように構成されている。これは、翼構造体の更なる運動に急停止又はハードストップを生じさせることができ、翼構造体が完全に係合されていないことをユーザに知らせ、また翼構造体及び／又はアンカ構造体上の構成要素が破砕されることを防止することもできる。具体的には、ブレース８３２は、寸法（例えば、図８Ｅに示されるような高さ）を有してもよく、この寸法は、ブレース８３２の底面が第４の保持構造体８１５と接触しているときに、翼電気コネクタ、プロセッサ、回路要素、回路基板、又は他の機械的及び／又は電気的構成要素などの構成要素が互いに接触することを防止する。したがって、ユーザが位置合わせされていない翼構造体８０４を下方に押し付けることを試みる場合、ブレース８３２は、構成要素が破砕又は損傷するのを防止することができる。
【００９８】
図８Ｆは、アンカ構造体８０８と係合された保持構造体を示し、アンカ構造体８０８の上方にあり、アンカ構造体８０８との係合のために位置合わせされた、電力モジュール８２２を示す。図８Ｆ〜図８Ｇに示されるように、電力モジュール８２２は、電力モジュール８２２を直線経路に沿って下方に並進させることによって、アンカ構造体８０８と係合されてもよい。他の実施形態では、電力モジュール８２２は、他の方法でアンカ構造体８０８と係合されてもよい。
【００９９】
電力モジュール８２２は、第４の保持構造体８１５と係合するように構成された第５の保持構造体８１９と、係止機構８１８の支持部材８２３に接触するように構成された支持面８２５と、を含んでもよい。電力モジュール８２２はまた、第６の保持構造体８２６を含んでもよく、第６の保持構造体８２６は、胴体８０２上（例えば、空洞３０４などの空洞内、図３）の対応する保持構造体と係合することもできる。装着ブラケット８０６のアンカ構造体８０８との係合と同様に、保持構造体８１９、８１５、及び８２６は、支持面８２５及び係止機構８１８の対応する支持部材８２３と共に、主要部であり、いくつかの場合には、電力モジュール８２２と胴体８０２との間の唯一の耐荷重接続部であり得る。すなわち、電力モジュール８２２の重量の全部又は実質的に全部は、保持構造体８１９、８１５、８２６の機械的係合、及び支持面８２５と対応する支持部材８２３との間の接触を介して、ＵＡＶ８００の残りの部分に伝達され得る。更に、保持構造体８１９、８１５、及び８２６は、本明細書に記載されるように、電力モジュール８２２と一体化された連結及び制御ユニットとの間で電気コネクタを位置合わせするように構成されてもよく、したがって、電力モジュール８２２のＵＡＶ８００との迅速かつ正確なブラインド嵌合を可能にする。
【０１００】
図８Ｇは、電力モジュール８２２がアンカ構造体８０８と最初に係合された後、及び係止機構８１８が電力モジュール８２２及び装着ブラケット８０６をアンカ構造体８０８に固定する前の、ＵＡＶ８００の部分を示す。上述されたように、係止機構８１８は、アーム８１６に連結された係止シャフト８１７を含んでもよい。アーム８１６は、係止レバー８３０の回転又は作動が係止シャフト８１７の回転又は移動をもたらすように、係止レバー８３０（図８Ａ〜図８Ｂ）に連結されてもよい。より具体的には、係止レバー８３０を係止解除位置（図８Ｂに示される）から収容又は飛行位置（図８Ａに示される）に回転させ、これにより、アーム８１６が回転又は他の方法で移動して、係止シャフト８１７に装着ブラケット８０６及び電力モジュール８２２の係止面８２７、８２０にそれぞれ係合させるようにしてもよい。係止シャフト８１７は、係止レバー８３０が回転されると、係止面８２７、８２０の少なくとも一部分に接触し、それに沿って摺動してもよく、係止シャフト８１７は、係止機構８１８が係止構成にあるときに、係止面８２７、８２０（又はその一部分）と接触したままであってもよい。このようにして、係止シャフト８１７は、電力モジュール８２２及び翼構造体８０４を胴体８０２に固定することができる。いくつかの場合には、係止機構８１８が係止解除位置か係止位置へ移動するときに、係止シャフト８１７は、係止面８２７、８２０の全長に沿って接触及び摺動しない。代わりに、係止シャフト８１７は、係止シャフト８１７が係止位置に近接するまで、係止面８２７、８２０の一方又は両方と非接触のままであってもよく、その時点で、係止シャフト８１７は、電力モジュール８２２及び翼構造体８０４を胴体８０２に固定するために、係止面８２７、８２０の一方又は両方と接触することがある（例えば、係止面によって画定された凹部内で）。
【０１０１】
係止機構８１８は、意図的に係止解除されない限り、係止構成に維持されるように構成されてもよい。例えば、係止面８２７、８２０（及びより一般的には、係止機構８１８）は、係止機構８１８が係止構成に移動されると、係止機構８１８がオーバーセンタ状態に移動されるように、双安定性を呈するように構成されてもよい。双安定性は、カム（例えば、ロック表面８２７、８２０、又は係止機構８１８内の構成要素の形状によって画定される）、アクチュエータ（例えば、電気機械的アクチュエータ）、戻り止め、ラッチ、ばねなどを含む、任意の好適な技術によって生成されてもよい。図示されるように、係止面８２７、８２０は、係止シャフト８１７が受容され得る凹部領域を画定する。凹部の形状は、凹部を画定する係止面８２７、８２０の部分と接触した結果、係止シャフト８１７が保持されるような形状であってもよい。
【０１０２】
特に、係止機構８１８は、電力モジュール８２２及び翼構造体８０４の両方を胴体８０２に係止する。したがって、本明細書に記載される他のＵＡＶ構成と同様に、電力モジュール８２２及び翼構造体８０４は両方とも、単一のプロセス（例えば、係止レバー８３０を回転させるか、又は他の方法で作動させる）単一のプロセスで、胴体８０２に固定され得る。
【０１０３】
いくつかの場合には、翼構造体、電力モジュール、及びアンカ構造体の様々な保持構造体を位置合わせ及び嵌合するのに役立つガイドが、ＵＡＶ上に含まれてもよい。図８Ｉ〜図８Ｊは、翼構造体を胴体に取り付ける間に、第１の保持構造体８１２を第３の保持構造体８１３と係合させるように構成され得る、例示的なガイド８３４の側面及び上面図をそれぞれ示す。ガイド８３４は、側壁８３６と、底壁８３８と、を含んでもよい。側壁８３６は、出口開口部８４２よりも広い入口開口部８４０を画定し、ブラケット８０６（及びより具体的には、第１の保持構造体８１２）を第３の保持構造体８１３と位置合わせするようにガイドするように角度付けされてもよい。より具体的には、より広い入口開口部８４０は、ブラケット８０６が係合される配向に向かって（例えば、右に、図８Ｉの配向のように）並進されるときに、第１及び第３の保持構造体が適切に係合されることを保証しながら、組み立て中にブラケット８０６が配置され得る大きな領域を提供することができる。ガイド８３４は、プラスチック、金属などの任意の好適な材料で形成されてもよく、又はこれらを含んでもよい。いくつかの場合には、ガイド８３４（又は少なくともブラケット８０６に接触する底部及び側壁８３８、８３６の表面）は、ブラケット８０６が、結合することなく、又は他の方法でアセンブリに抵抗することなく、材料に沿って滑動することを可能にするように、比較的低い摩擦を有するポリマー材料で形成される。
【０１０４】
図９Ａ〜図９Ｅは、電力モジュール８２２及び翼構造体８０４をＵＡＶ８００に固定する係止機構８１８の一部分を示し、係合の異なる状態での係止機構８１８を示す。図９Ａは、アーム８１６と、係止シャフト８１７と、支持部材８２３と、を含む係止機構８１８の一部分を示し、これらの全ては、結合部材９０２を介して（又は任意の他の好適な機構、特徴部、又は構成要素によって）、他の機構に（及び最終的には係止レバー８３０に）連結されてもよい。係止レバー８３０は、支持部材８２３によって画定された旋回軸を中心にアーム８１６を回転させ、それによって係止シャフト８１７を移動させて、装着ブラケット８０６及び電力モジュール８２２の係止面８２７、８２０とそれぞれ係合させるように構成されてもよい。
【０１０５】
電力モジュール８２２及び係止機構８１８は、係止機構８１８を係止するプロセスが（例えば、係止解除位置から収容又は飛行位置へ係止レバー８３０を移動させることによって）電力モジュール８２２を収容又は飛行位置に引き込むように構成されてもよい。例えば、電力モジュール８２２が最初に胴体に挿入されると、係止機構が係止解除構成にある場合、電力モジュール８２２は、その収容又は飛行位置へ移動することを防止することができる。図８Ｇは、係止機構８１８が操作されて電力モジュール８２２を適所に係止する前の、電力モジュール８２２の初期静止位置を示してもよい。係止レバー８３０が収容又は飛行位置に移動されると、アーム８１６の回転は、係止シャフト８１７を係止面８２０（又は係止面８２０によって部分的に画定されるチャネルの任意の部分）に係合させてもよく、係止面８２０の形状は、電力モジュール８２２をその最終的な収容又は飛行位置に押し込むか又は引き込むように構成されてもよい。この構成はまた、電力モジュール８２２を取り外すプロセスを改善することもできる。具体的には、係止レバー８３０を収容位置から係止解除位置へ移動させることにより、係止シャフト８１７に電力モジュール８２２を上方に押し上げさせることができ（図８Ｈに示される配向に基づいて）、したがって、電力モジュール８２２を胴体から遠ざけるようにし、電力モジュール８２２を把持して、それを胴体から取り外すことをより容易にする。具体的には、このプロセスは、電力モジュール８２２が図８Ｈに示される位置から図８Ｇに示される位置へ移動することをもたらし得、これにより、電力モジュール８２２と胴体との間に間隙を形成させることができる。この間隙は、人が電力モジュール８２２の縁部を容易に把持し、電力モジュール８２２を胴体から持ち上げることを可能にし得る。電力モジュール８２２の部分的な放出は、係止レバー８３０の動作にのみ起因して、ユーザ又はオペレータが電力モジュール８２２に追加の力を印加することを必要とせずに達成され得る。
【０１０６】
図７Ａ〜図７Ｃ関連して上述されたように、電力モジュール８２２の部分的な放出はまた、電力モジュール８２２とＵＡＶ８００の一体化された連結及び制御ユニット（これは、一体化された連結及び制御ユニット４０１と同じであってもよく、又は類似であってもよい）との間の１つ以上の電気的接続の分離をもたらし得る。例えば、電力モジュール８２２が係止シャフト８１７によって上方に持ち上げられると、電力モジュール８２２の電気コネクタ（例えば、電力モジュール電気コネクタ１０１２、図１０Ｅ）は、アンカ構造体８０８に連結された電力モジュール電気コネクタから機械的及び／又は電気的に分離され得る。このようにして、係止レバー８３０を飛行位置から開放位置へ移動させる動作は、係止機構８１８を係止解除し、電力モジュール８２２を少なくとも部分的に持ち上げて、アンカ構造体との係合から外し（例えば、第４の保持構造体８１５を摺動させて、第５の保持構造８１９との確実な係合から外す）、電源モジュール８２２の電気コネクタとＵＡＶ８００の一体化された連結及び制御ユニットを切断することができる。
【０１０７】
図９Ｂは、装着ブラケット８０６が係止機構８１８に位置合わせされ、装着ブラケット８０６が係止機構８１８に配置される前の係止機構８１８を示す。図９Ｃは、係止機構８１８上に配置された装着ブラケット８０６を示し、その支持面８２４は、支持部材８２３と接触しているか、又はその近くにある。図９Ｃに示されるような係止機構８１８上への装着ブラケット８０６の配置は、図８Ｃ〜図８Ｊに関連して示される装着ブラケット８０６の係合プロセスから生じ得る。
【０１０８】
図９Ｄは、電力モジュール８２２の一部分が係止機構８１８上に配置され、その支持面８２５が支持部材８２３と接触するか、又はその近くにある係止機構８１８を示す。図９Ｄに示されるように、係止機構８１８上への電力モジュールの配置は、図８Ｆ〜図８Ｊに関連して示される電力モジュール８２２の係合プロセスから生じ得る。
【０１０９】
図９Ｄに示されるように、係止面８２７、８２０の両方は、実質的に同一平面又は平坦であり、係止シャフト８１７が係合して電力モジュール８２２及び翼構造体８０４を適所に係止することができる表面を画定する。例えば、係止レバー８３０の一方又は両方を係止構成に移動させる動作は、アーム８１６を回転させるか、又は他の方法で移動させ、それによって係止シャフト８１７を係止面８２７、８２０に沿って係止位置へ摺動させることができる。図９Ｅは係止位置にある係止機構８１８を示し、係止シャフト８１７は、係止面８２７、８２０に対するその進行の端部に位置決めされている。係止面８２７、８２０は、係止シャフト８１７が係止位置に向かって摺動するときに、係止面８２７、８２０と係止シャフト８１７との間の力が増加するように、カム係止部として作用する形状を有してもよい。いくつかの場合には、上述されたように、係止シャフト８１７がその係止位置に達したときに（例えば、オーバーセンタ状態になると）、力はわずかに減少してもよく、したがって、係止機構８１８を係止構成に維持し、係止機構８１８の意図しない係止解除を低減するのに役立つ。
【０１１０】
電力モジュール及び翼構造体を胴体に取り付けるための構成要素及び／又は機構に関する図面及び説明（例えば、図６Ａ〜図７Ｃ、図８Ｃ〜図８Ｊ、図９Ａ〜図９Ｅ）では、各嵌合構成要素及び／又は機構の単一の例示的な対が示されている。しかしながら、本明細書によるＵＡＶは、より多くの対の嵌合構成要素を含み得ることが理解されるであろう。例えば、翼構造体１０４、８０４は、装着ブラケット６００、８０６と同じ又は類似の、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の装着ブラケットを含んでもよい。同様に、電力モジュール１２２、８２２は、本図に示される係合構造体の１つ、２つ、３つ、又はそれ以上のインスタンスを含んでもよい。更に、そのような構成要素、機構、構造体、及び／又は特徴体の１つのインスタンスのみが任意の所与の図に示されている場合であっても、ＵＡＶは、本明細書に図示又は記載される任意の他の構成要素、機構、構造体、及び／又は特徴部の単一又は複数のインスタンスを有してもよい。
【０１１１】
図１０Ａ〜図１０Ｂは、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２のアンカ構造体４００への機械的取り付けがまた、構成要素間の確実な電気的接続を形成をどのようにもたらすかについての詳細を示す。例えば、図１０Ａは、アンカ構造体４００と機械的に係合する前の、翼構造体１０４からのブラケット６００の部分断面図を示す。上述されたように、アンカ構造体４００は、それに連結された翼電気コネクタ４１２を有してもよい。例えば、翼電気コネクタ４１２は、本明細書に記載されるように、アンカ構造体４００に連結された回路基板上に装着されてもよい。
【０１１２】
図１０Ａに示されるように、ブラケット６００をアンカ構造体４００に取り付けるプロセスにより、翼電気コネクタ４１２が係合するようになり、それによって翼構造体１０４上の対応する翼電気コネクタ１００２に電気的に連結する。より具体的には、保持構造体５０２のピンをブラケット６００のスロット６０２（例えば、翼構造体１０４の設置経路）に摺動させるために使用される並進経路は、対応する翼電気コネクタ４１２、１００２の係合をもたらす並進経路に対応する。
【０１１３】
対応する翼電気コネクタ１００２は、翼構造体１０４内の電子構成要素に電気的に連結されてもよく、回路基板への及び／又は回路基板からの電力及び／又は信号（例えば、アビオニクスへの／アビオニクスからの信号、電力モジュール１２２からの電力など）の翼構造体１０４の電子部品への伝達を促進するように構成されてもよい。例えば、翼構造体１０４は、アクチュエータ（例えば、サーボ、モータなど）又は他の構成要素を含んでもよく、アビオニクスは、電気コネクタを介して構成要素に対して信号（例えば、通信信号、電力信号など）を送信及び／又は受信するように構成されてもよい。翼構造体１０４が飛行制御面を移動させるためのアクチュエータを含む場合、翼電気コネクタを介して送信される信号は、飛行制御面の移動を引き起こし得る。
【０１１４】
図１０Ｂに示されるように、電力モジュール１２２をアンカ構造体４００に取り付けるプロセスにより、電力モジュール電気コネクタ４１４が係合し、それによって翼構造体１２２上の対応する電力モジュール電気コネクタ１００４に電気的に連結する。より具体的には、保持構造体５０４のピンを電力モジュール１２２のスロット６０４内に摺動させるために使用される並進経路は、対応する電力モジュール電気コネクタ４１４、１００４の係合をもたらす並進経路に対応する。
【０１１５】
図１０Ｃ〜図１０Ｅは、翼構造体８０４及び電力モジュール８２２のアンカ構造体８０８への機械的取り付けがまた、どのように構成要素間の確実な電気的接続ももたらすかについての詳細を示す。図１０Ｃ〜図１０Ｅの説明は、図１０Ａ〜図１０Ｂに関連するものと同様であるが、ＵＡＶ８００の構成要素の異なる構成に関連する。
【０１１６】
図１０Ｃは、アンカ構造体８０８と機械的に係合する前のブラケット８０６を示す。上述されたアンカ構造体４００と同様に、アンカ構造体８０８は、それに連結された翼電気コネクタ１００８を有してもよい。例えば、翼電気コネクタ１００８は、本明細書に記載されるように、アンカ構造体８０８に連結された回路基板上に装着されてもよい。
【０１１７】
図１０Ｃに示されるように、ブラケット８０６をアンカ構造体８０８に取り付けるプロセスにより、翼電気コネクタ１００８が係合し、それによって翼構造体８０４上の対応する翼電気コネクタ１００６に電気的に連結する。より具体的には、ブラケット８０６の係合構造をアンカ構造体８０８（例えば、翼構造体８０４の設置経路）と係合させるために使用される回転又は旋回運動は、対応する翼電気コネクタ１００８、１００６の係合をもたらす移動に対応する。
【０１１８】
対応する翼電気コネクタ１００２（その説明はコネクタ１００６にも等しく適用される）と同様に、対応する翼電気コネクタ１００６は、翼構造体８０４内の電子構成要素に電気的に連結されてもよく、回路基板への及び／又は回路基板からの電力及び／又は信号（例えば、アビオニクスへの／アビオニクスからの信号、電力モジュール８２２からの電力など）の、翼構造体８０４の電子部品への伝達を促進するように構成されてもよい。
【０１１９】
図１０Ｄ〜図１０Ｅに示されるように、電力モジュール８２２をアンカ構造体８０８に取り付けるプロセスにより、電力モジュール電気コネクタ１０１０が翼構造体８２２上の対応する電力モジュール電気コネクタ１０１２と係合し、それによってそれに電気的に連結する。より具体的には、電力モジュール８２２の係合構造体をアンカ構造体８０８（及び任意に上述された胴体８０２）の係合構造体と係合させるために使用される並進経路は、対応する電力モジュール電気コネクタ１０１０、１０１２の係合をもたらす並進経路に対応する。
【０１２０】
前述の実施例は、様々な例示された構成要素間の機械的及び電気的連結をもたらす特定の例示的な組み立て経路を示すが、様々な構成要素上の電気コネクタの形状、タイプ、及び位置決めは、保持構造体の形状、タイプ、及び位置決めによって決定され得ることが理解されるであろう。したがって、電気コネクタ連結経路は、使用されるあらゆる機械的連結経路に実質的に一致するか、又は他の方法で対応してもよく、それによって構構成要素を機械的に連結するプロセスが同様に電気的連結をもたらすことを確実にする。いくつかの場合には、電気コネクタ（例えば、４１２、４１４、１００２、１００４、１００６、１００８、１０１０、１０１２）は、係合プロセス中にある程度の位置ずれを許容し、それでも相補的コネクタ間の確実かつ十分な電気的連結を行うように構成されてもよい。これにより、翼構造体及び電力モジュールを胴体に取り付ける際に発生し得る共通の位置ずれ又はがたつきのタイプにかかわらず、電気コネクタを確実に連結することができる。更に、前述の図は側面図で示されており、したがって、翼構造体及び電力モジュールのための１対の相補的電気コネクタのみを示している。追加のコネクタが使用され得ることが理解されるであろう。例えば、ＵＡＶは、各翼構造体及び電力モジュールのための１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、又はそれ以上の組の相補的電気コネクタを含んでもよい。
【０１２１】
上述されたように、アンカ構造体４００は、翼構造体及び電力モジュールへの機械的連結のための原理構成要素、及びＵＡＶのアビオニクスのための原理的な装着位置の両方として機能する一体化された連結及び制御ユニットの一部であってもよい。図１１Ａ〜図１１Ｃは、いくつかの例示的な実施形態による一体化された連結及び制御ユニット４０１を示す。
【０１２２】
一体化された連結及び制御ユニット４０１は、アンカ構造体４００と、回路基板１１０２と、封止部１１０６（図１１Ｂ）と、を含んでもよい。アンカ構造体４００は、翼構造体１０４及び電力モジュール１２２をＵＡＶの胴体に強固に（かつ解放可能に）係合するために、上述されたような翼及び電力モジュール保持構造体５０２、５０４を含むフレーム部材１１０３であってもよく、又はこれを含んでもよい。アンカ構造体４００、又はアンカ構造体４００のフレーム１１０３はまた、パラシュート取り付け機構１１１１を含んでもよい。上述され、本明細書に記載されるように、アンカ構造体４００は、翼荷重（例えば、揚力）、電力モジュール荷重などを含む、機械的荷重をＵＡＶ１００に伝達するための主要な構造体であってもよい。したがって、パラシュート取り付け機構は、パラシュートが展開する場合に、パラシュートコードからの荷重をＵＡＶ１００のフレーム３００に伝達するパラシュート又はパラシュートシステムのコードに連結されてもよい。図１１Ａは、特定の位置にあるパラシュート取り付け機構１１１１を示しているが、それらは他の実施形態では他の位置に位置決めされてもよく、又はそれらは省略されてもよく、パラシュートコードは、保持構造体５０２、５０４などのアンカ構造体４００の別の位置又は構成要素に取り付けられてもよい。パラシュートコードは、ＵＡＶ１００がパラシュート着陸中に実質的に水平に下降するように、ＵＡＶ１００の重心よりも実質的に真上でアンカ構造体４００に固定されてもよい。他の場合には、重力の中心からずれていてもよい。
【０１２３】
アンカ構造体４００は、本明細書に図示及び記載されるように、ＵＡＶの胴体に連結されるように構成されてもよい。例えば、アンカ構造体４００は、電力モジュール１２２を受容するために、空洞３０４に近接した位置で、ＵＡＶ１００の剛性フレーム（例えば、フレーム３００）に取り付けられてもよい。
【０１２４】
アンカ構造体４００のフレーム１１０３は、任意の好適なプロセスを使用して、任意の材料から形成されてもよい。例えば、フレーム１１０３は、単一の金属片又は他の材料から機械加工されてもよく、又は付加製造（例えば、３次元印刷）、成形、又は任意の他の適切なプロセスで製造されてもよい。フレーム１１０３は、金属（例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタン、金属合金など）、複合材料（例えば、炭素繊維、ガラス繊維、金属マトリックス複合材など）、ポリマー（例えば、ポリカーボネート、ポリアミドなど）、又は任意の他の好適な材料から形成されてもよい。フレーム１１０３は、金属で形成される場合、金属フレームと呼ばれることがある。いくつかの場合には、アンカ構造体４００のフレーム１１０３は、モノリシック構成要素（例えば、モノリシック金属フレーム）である。いくつかの場合には、アンカ構造体４００の耐荷重構造体の全体（例えば、電力モジュール１２２及び翼構造体４００の荷重を保持するアンカ構造体１０４の部分）は、モノリシックフレーム１１０３と、モノリシックフレーム１１０３に取り付けられ得る保持構造体のピン（例えば、ピン１１０１）のみを含む。
【０１２５】
一体化された連結及び制御ユニット４０１は、アンカ構造体４００に連結された回路基板１１０２を含んでもよい。回路基板１１０２は、それに取り付けられた電気構成要素を含んでもよい。例えば、回路基板１１０２は、図１１Ａに示されるように、回路基板１１０２の上面に連結された翼電気コネクタ４１２を含んでもよい。回路基板１１０２はまた、アビオニクス構成要素も含んでもよい。アビオニクスは、ＵＡＶを制御するための、及び／又はＵＡＶが他のＵＡＶ、地上コントローラなどの他のデバイスと通信することを可能にするための、任意の及び全ての電子構成要素を含んでもよい。例示的なアビオニクスとしては、プロセッサ、メモリ、回路構成要素、全地球測位システム（global positioning systems、ＧＰＳ）、加速度計、警報計、気圧センサ、レーダ、ソナー、通信無線機などを挙げることができる。図１１Ｂ〜図１１Ｃに関連して記載されるように、そのような構成要素は、アンカ構造体４００及び回路基板１１０２によって画定される空洞の内部容積内に位置決めされるように、回路基板１１０２の底面に装着されてもよい。アンテナ及び他のアビオニクス構成要素１１０４は、回路基板１１０２（及び／又は回路基板上の構成要素）に連結されてもよく、一体化された連結及び制御ユニット４０１から延在してもよい。図示されるように、アンテナ及び他の構成要素１１０４は、一体化された連結及び制御ユニット４０１の後方又は後方位置から延在するが、他の位置もまた企図される。
【０１２６】
一体化された連結及び制御ユニット４０１はまた、それに連結された電力モジュール電気コネクタ４１４も含んでもよい。電力モジュール電気コネクタ４１４は、アンカ構造体４００のフレーム１１０３に連結され、１つ以上の導体を介して回路基板１１０２（及び／又は回路基板上の構成要素）に電気的に接続されてもよい。
【０１２７】
上述されたように、一体化された連結及び制御ユニット４０１は、ＵＡＶ１００のアビオニクス及び／又は電子機器のための環境及び電磁遮蔽部を形成してもよい。例えば、一体化された連結及び制御ユニット４０１は、ＧＰＳユニット、プロセッサ、メモリ、回路要素などの電子構成要素が、一体化された連結及び制御ユニット４０１内で封止及び遮蔽された容積に位置決めされるように構成されてもよい。封止及び遮蔽された容積は、液体、破片、又は他の汚染物質の侵入に対して封止されてもよく、電磁干渉に対して遮蔽されてもよい。図１１Ｂは、一体化された連結及び制御ユニット４０１の分解図を示し、一体化された連結及び制御ユニット４０１の封止及び遮蔽の要素を示す。図１１Ｂは、回路基板１１０２、及びアンカ構造体４００から取り外された封止部１１０６を示す。
【０１２８】
アンカ構造体４００、及び特にアンカ構造体４００のフレーム１１０３は、回路基板１１０２上の電子構成要素が受容され得る容積を形成するように構成された１つ以上の空洞を画定してもよい。例えば、図１１Ｂは、３つの空洞１１０８−１、１１０８−２、及び１１０８−３を画定するアンカ構造体４００を示す。空洞は、底壁１１１４、及び底壁１１１４から延在する側壁１１１６によって画定されてもよい。底壁及び側壁１１１４、１１１６は、モノリシック構造体の一部であってもよい。例えば、底壁及び側壁１１１４、１１１６は、単一の金属片から空洞１１０８を機械加工することによって形成されてもよい。
【０１２９】
封止部１１０６は、回路基板１１０２とアンカ構造体４００との間、及び空洞１１０８の周囲に位置決めされて、封止及び遮蔽された容積を形成してもよい。封止部１１０６は、遮蔽及び封止機能の両方を実行してもよい。例えば、封止部１１０６は、回路基板１１０２とアンカ構造体４００との間に機械的封止部を形成し、また回路基板１１０２とアンカ構造体４００との間に導電経路を形成する導電性の変形可能な材料から形成されてもよい。導電性の変形可能な材料としては、例えば、エラストマー材料に埋め込まれた導電性要素、粒子、ワイヤなどを有するエラストマー材料を挙げることができる。例えば、導電性の変形可能な材料は、シリコーンエラストマー内に分散された炭素粒子を有するシリコーンエラストマーであってもよい。
【０１３０】
シール１１０６の変形可能な性質に起因して、回路基板１１０２とアンカ構造体４００との間の継ぎ目又は接合部は、液体、破片、及び／又は他の汚染物質の侵入に対して実質的に封止され得る（例えば、耐水封止部）。これは、多くの気象及び環境条件において機能を継続することができなければならないため、ＵＡＶの文脈において特に有利であり得る。一体化された連結及び制御ユニット４０１の封止された容積内の電子構成要素を封止することによって、ＵＡＶの動作条件の信頼性及び範囲を増加させることができる。
【０１３１】
上述されたように、封止部１１０６は、回路基板１１０２とアンカ構造体４００との間に導電経路を形成するように構成されてもよい。より具体的には、アンカ構造体４００は、金属（例えば、導電性）フレーム１１０３を含んでもよく、回路基板１１０２は、回路基板１１０２の領域の上に延在する１つ以上の金属層、トレース、又は他の導電性材料を含んでもよい。アンカ構造体４００の金属フレーム１１０３（空洞１１０８の底壁及び側壁を形成し得る）を、を回路基板１１０２、金属フレーム１１０３、封止部１１０６、及び回路基板１１０２の導電性材料に導電的に連結することによって、封止された容積の周囲に実質的に連続した導電性被覆を形成するために協働してもよい。（これらの導電性構成要素は、ＵＡＶの電気システムの接地面に連結されるか、又はそれを形成してもよい。）容積の周囲の実質的に連続した導電性被覆は、回路基板１１０２に連結された電子構成要素への電磁干渉を防止又は低減するファラデーケージとして動作してもよい。
【０１３２】
いくつかの場合には、回路基板１１０２は、封止部１１０６を介して金属フレーム１１０３に導電的に連結された１つ以上の連続導電層を含んでもよい。他の場合には、回路基板１１０２は、電磁遮蔽部として作用するために十分に近接して離間配置されたトレース、ワイヤ、又は他の不連続な導電経路を含んでもよい。
【０１３３】
図１１Ｃに示されるように、電気構成要素１１１８は、電気構成要素の空洞１１０８内での位置決めをもたらす特定の位置で、回路基板１１０２に装着されてもよい。図１１Ｃは、３つの電気構成要素（１１１８−１〜１１１８−３）を示しているが、これらは単に回路基板１１０２に連結され得る電気構成要素の代表例である。本出願によれば、より多く及び／又は異なる電気構成要素が、ＵＡＶに使用されてもよい。いくつかの場合には、電気構成要素は冗長構成要素を含み、冗長構成要素は、フレーム１１０３内の異なる空洞内に位置決めされる。例えば、電気構成要素１１１８−１及び１１１８−２（これらは、プロセッサ、ＧＰＳユニット、無線機、又は任意の他の好適な構成要素であってもよい）は、同じ若しくは類似の構成要素であってもよく（又は同じ若しくは類似の機能を提供してもよい）、したがって、互いに冗長バックアップ構成要素として機能してもよい。
【０１３４】
構成要素１１１８−１及び１１１８−２は、一体化された連結及び制御ユニット４０１内の別々に封止及び遮蔽された容積に位置決めされているため、他の容積における電気構成要素の損傷（又は電磁干渉）に起因する機能のいかなる損失も補うことができる。更に、内部容積は別個（例えば、物理的に別個の空洞によって画定される）ものであり、独立して封止されているため、１つの容積内の破壊は、その容積に封じ込められることがあり、他の容積に悪影響を与えない場合がある。
【０１３５】
図１１Ｃはまた、回路基板１１０２の下面上に位置決めされた導電性トレース１１２０−１〜１１２０−３を示す。導電性トレース１１２０は、回路基板１１０２内の追加の導電性トレース、層、又は他の遮蔽構成要素に導電的に連結されてもよく、一体化された連結及び制御ユニット４０１が組み立てられると、封止部１１０６に接触し得る。したがって、封止部１１０６は、導電性トレース１１２０を介して回路基板１１０２を金属フレーム１１０３に導電的に連結することができる。
【０１３６】
上述されたように、ＵＡＶ１００は、計画された又は計画されていない降下のいずれかの間に、ＵＡＶ１００を減速させるのに役立つ展開可能なパラシュートを含んでもよい。パラシュートは、本明細書に記載されるように、一体化された連結及び制御ユニット４０１のアンカ構造体４００を介してＵＡＶ１００に連結され得る。図１２Ａは、パラシュート１２０４（図１２Ｂ）の展開前のＵＡＶ１００を示し、図１２Ｂは、パラシュート１２０４の展開後のＵＡＶ１００を示す。本明細書に記載されるように、パラシュートは、推進剤を使用して展開されて、パラシュート１２０４をパラシュートハウジングから、ＵＡＶ１００を取り囲む空気中に押し出すことができる。
【０１３７】
空気力学的抗力を制限するために、展開可能なパラシュートシステムは、ＵＡＶ１００の１つ以上の本体パネルの下に位置決めされてもよく、本体パネルは、パラシュート１２０４の展開の結果として、投棄をかけられるか、又は他の方法で移されてもよい。例えば、図１２Ａ〜図１２Ｂに示されるように、本体パネル１２００、１２０２、及び１２０３は、パラシュートコード１２１０及び／又は１２０６によって本体パネルに加えられるパラシュート展開及び／又は力の結果として、投棄されてもよい。パラシュート１２０４が展開されると、ＵＡＶ１００の運動及び／又は降下の結果として、パラシュートに空気が充填され、したがって、ＵＡＶ１００を減速させることができる。本明細書に記載されるように、パラシュート１２０４は、パラシュートコード１２０６及び１２１０を介してＵＡＶ１００に連結されてもよく、これらは両方とも、展開可能なパラシュートシステムの封止されたハウジングを被覆及び／又は封入するために使用されるキャップ１２０８に連結されてもよい。
【０１３８】
パラシュートシステムは、任意の好適な事象に応じてパラシュート１２０４を展開するように構成されてもよい。例えば、ＵＡＶ１００の飛行計画（これは、ＵＡＶ１００に搭載された飛行制御部によって記憶されてもよく、又は地上制御部若しくは別のＵＡＶからＵＡＶ１００にリアルタイムで送信されてもよい）は、着陸ゾーンでの予定されたパラシュート降下を含んでもよい。そのような場合、ＵＡＶ１００が着陸ゾーンで（例えば、ＵＡＶ１００によって、地上センサによって、又は任意の他の好適なシステム若しくは技術を使用して）検出されると、ＵＡＶ１００は、パラシュートシステムにパラシュート１２０４を展開するように命令することができる。他の場合には、ＵＡＶ１００は、計画されていない降下を示すか、又はそれを生成する可能性がある条件を検出し、そのような条件を検出したことに応じて、パラシュートシステムにパラシュート１２０４を展開させるように構成されてもよい。計画されていない降下を示すか、又はそれを生成する可能性があり、かつＵＡＶ１００（又は地上システム若しくは別のＵＡＶ）によって検出される可能性のある例示的な条件としては、モータ機能若しくは推進力の損失、電力若しくは燃料の損失、輸送手段制御の損失、急速な降下及び／又は減速などが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３９】
図１３は、本体パネルが取り外されたＵＡＶ１００の一部分を示し、パラシュートシステムのパラシュートがアンカ構造体４００にどのように連結され得るかを示す。例えば、コード１２１０は、接続点１３０４（例えば、アイレット又は他の特徴部）を介してパラシュートシステムのキャップ１３０２に連結されてもよい。コード１２１０は、ＵＡＶ１００の胴体１０２内の経路に沿って、及び任意にチャネル内に敷設され、アンカ構造体４００に接続されてもよい。コード１２１０は、複数の枝状部に分割されて、アンカ構造体４００上の複数の点に取り付けられてもよい。更に、図１３は、キャップ１３０２に接続された単一のコード１２１０を示しているが、これは単に代表的であり、より多くのコードがキャップ１３０２に接続されてもよい。
【０１４０】
図１３に示されるように、コード１２１０は、ＵＡＶ１００の１つ以上の本体パネルの下に位置決めされる。パラシュートがパラシュートシステム（胴体１０２の底部に向かって位置決めされ得る）から展開されるときに、コード１２１０及びあらゆる任意の枝状部の張力は、第１のコード１２１０に上にあるパネルを胴体１０２から押し出させることができる。これにより、コード１２１０に明確な垂直経路ができ、パラシュートをＵＡＶ１００の上方に位置決めし、ＵＡＶ１００を実質的に水平姿勢（又は少なくともＵＡＶ１００の底面が概ね下方に向いた状態）に維持することができる。
【０１４１】
ＵＡＶ１００の展開可能なパラシュートシステムは、急速かつおそらくは爆発的な展開にもかかわらず、パラシュートシステムの内部構成要素（パラシュート及び任意の梱包材料以外）がパラシュートシステムに捕捉されたままであるように、かつパラシュートシステムから排出されないように構成され得る。これは、パラシュートシステムの安全性を高めることができ、また、プランジャなどの内部構成要素が、パラシュート展開中に損失されず、再使用され得るため、より高い再利用性も可能にする。図１４Ａ〜図１４Ｄは、本明細書に記載されたＵＡＶ１００に使用され得る展開可能なパラシュートシステム１４００の態様を示す。
【０１４２】
図１４Ａは、展開可能なパラシュートシステム１４００（単にパラシュートシステム１４００と呼ばれる）を示す。パラシュートシステム１４００は、本体１４０１と、本体１４０１の開放端部に連結されたキャップ１３０２と、を含んでもよい。本体１４０１は、実質的に管状（例えば、中空円筒）であってもよく、内部空洞を画定してもよい。キャップ１３０２は、コード１２１０が接続され得る接続点１３０４を含んでもよい。図１３に示されるように、コード１２１０は、経路に沿ってルーティングされ、アンカ構造体４００に接続されてもよい。
【０１４３】
キャップ１３０２は、任意の好適な方法で本体１４０１に連結されてもよい。いくつかの場合には、キャップ１３０２は本体１４０１に接着される。いくつかの場合には、キャップ１３０２と本体１４０１との間の縫い目は、縫い目上に延在するプラスチック又はポリマーのカバーなどで封止される。カバーは、水分又は他の汚染物質が本体１４０１に入るのを防止するために、キャップ１３０２及び／又は本体１４０１に接着されてもよい。
【０１４４】
図１４Ｂは、図１４Ａの線Ａ−Ａに沿って見たパラシュートシステム１４００の断面図を示す。図示されるように、パラシュートシステム１４００は展開されていない状態にある。パラシュートシステム１４００は、空洞内に位置決めされ、空洞をプランジャ１４０２の一方の側の第１の空洞１４０５とプランジャ１４０２の反対側の第２の空洞１４０６とに分割するプランジャ１４０２を含む。パラシュートシステム１４００は、第１の空洞１４０５内のパラシュート１２０４を含む。パラシュート１２０４は、ＵＡＶ１００の降下を遅らせることができるように、展開されたときに膨張できる構成に折り畳まれるか、又は他の方法で梱包され得る。いくつかの場合には、パラシュート１２０４は、スリーブ１４１２内で少なくとも部分的に包囲される（例えば、包まれている）。スリーブ１４１２は、パラシュート１２０４を本体から（例えば、本体１４０１内の開口部を通して）ガイドするのに役立ち得、展開中に、梱包されたパラシュート１２０４がパラシュートシステム１４００の任意の部分に捕らえられるか、又は引っ掛かるのを防止することができる。いくつかの場合には、スリーブ１４１２は、展開中にパラシュート１２０４が開口部から容易に摺動するのを助けるために、パラシュート１２０４よりも硬く、かつ／又はより剛性であってもよい。いくつかの場合には、プランジャ１４０２は、スリーブ１４１２に排他的に接触して、本体１４０１からパラシュート１２０４を押し出すことができる。他の場合には、プランジャ１４０２は、パラシュート１２０４及びスリーブ１４１２の両方に接触して、パラシュート１２０４を排出してもよい。スリーブ１４１２は、展開されたときに、パラシュート１２０４から巻き出されてもよく、単に投棄されてもよい。いくつかの場合には、スリーブ１４１２は、パラシュートコード又は他の好適なテザー若しくは取り付け機構を介して、ＵＡＶ１００に捕捉された状態で保持されてもよい。
【０１４５】
パラシュート１２０４は、コード１２０６を介してキャップ１３０２に連結されてもよい。コード１２０６は、パラシュート接続点１４１０でキャップ１３０２に連結されてもよい。上述されたように、コード１２０６がパラシュート１２０４をキャップ１３０２に連結し、コード１２１０がキャップ１３０２をアンカ構造体４００（又はＵＡＶ１００の別の好適な接続点）に連結するので、連続的な耐荷重コード経路が、パラシュート１２０４とＵＡＶ１００との間に形成される。
【０１４６】
パラシュートシステム１４００はまた、空洞からパラシュート１２０４を排出する力を提供するように構成された推進剤モジュール１４０４を含む。推進剤モジュール１４０４は、第２のチャンバ１４０６内に少なくとも部分的に位置決めされてもよく、第２のチャンバ１４０６内で膨張（又は膨張ガス若しくは他の組成物を導入）して、プランジャ１４０２を放出方向に沿って（例えば、図１４Ａ〜図１４Ｄに示されているように、右へ）押して、空洞からパラシュート１２０４を排出するように構成されてもよい。推進剤モジュール１４０４は、取り外し可能及び／又は取り換え可能であってもよく、したがって、パラシュートシステム１４００の他の構成要素を、複数のパラシュート展開のために再利用することを可能にする。
【０１４７】
推進剤モジュール１４０４は、任意の好適な推進剤であってもよく、又はそれを含んでもよい。例えば、推進剤モジュール１４０４は、プランジャ１４０２上に力（例えば、急速膨張ガスから）を生成する爆発物を含んでもよい。他の場合には、推進剤モジュール１４０４は、圧縮ガス（例えば、空気、二酸化炭素、窒素など）を推進剤として使用してもよく、これは、圧縮ガスが膨張し、プランジャ１４０２を放出方向に沿って押してパラシュート１２０４を排出するように、第２の空洞１４０６に解放されてもよい。
【０１４８】
上述されたように、パラシュートシステム１４００は、パラシュート１２０４及び任意のスリーブ１４１２とは別に、展開中に他の構成要素がパラシュートシステム１４００から排出又は突出しないように構成されてもよい。例えば、パラシュートシステム１４００は、パラシュート１２０４が排出された後に、プランジャ１４０２を本体１４０１内に保持するように構成されてもよい。図１４Ｂ〜図１４Ｄは、プランジャ１４０２を本体１４０１に保持する構造体を示す。
【０１４９】
図１４Ｂに示されるように、パラシュートシステム１４００は、開口部に近接する保持機構１４０８を含み、この開口部を通じてパラシュート１２０４が排出される。保持機構１４０８は、本体１４０１と一体的に形成されてもよく、又は本体１４０１に取り付けられた別個の構成要素であってもよい（図示されるように）。
【０１５０】
保持機構１４０８は、第１の空洞１４０５内に延在する保持リップ部１４１８を画定してもよく、かつ／又は他の方法でプランジャ１４０２の一部分と重なり合うように構成されている。図１４Ｄに示されるように、パラシュート１２０４が展開されたときに、プランジャは、保持リップ１４１８に接触し、これにより、プランジャ１４０２が空洞から出ることを防止し、かつ／又は他の方法でプランジャ１４０２を本体１４０１に保持する。いくつかの場合には、プランジャ１４０２及び本体１４０１によって画定される内部容積は、実質的に円形である。そのような場合、保持リップ１４１８は、円形プランジャの直径よりも小さい内径又は開口部を有する円形特徴部であってもよい。いくつかの場合には、保持機構１４０８及び／又は保持リップ１４１８は、本体１４０１の開口部の周りに連続的に延在しない。例えば、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の保持リップは、開口部の周りの様々な位置に位置決めされてもよい。
【０１５１】
図１４Ｂ〜図１４Ｄは、様々な操作段階におけるパラシュートシステム１４００を示す。例えば、図１４Ｂは、パラシュートが展開される前の、初期状態のパラシュートシステム１４００を示す。図１４Ｂは、ＵＡＶの公称飛行中に、パラシュートシステム１４００がどのように構成されるかを表すことができる。
【０１５２】
図１４Ｃは、パラシュート１２０４が排出されている間のパラシュートシステム１４００を示す。推進剤モジュール１４０４は、プランジャ１４０２に力を印加する膨張ガス１４１１を（例えば、圧縮ガスのリザーバから、又は爆発物又若しくは他の化学反応から）生成している。プランジャ１４０２は次に、パラシュート１２０４及びスリーブ１４１２を本体１４０１内の開口部から外に押し出している。図１４Ｃに示されるように、キャップ１３０２は、本体１４０１から既に分離されている。
【０１５３】
図１４Ｄは、パラシュート１２０１が本体１４０１から放出された後のパラシュートシステム１４００を示す。特に、プランジャ１４０２は、本体１４０１内に留まっており、保持機構１４０８は、プランジャ１４０２の周辺領域に係合して、プランジャ１４０２が本体１４０１から出るのを防止する。
【０１５４】
図１４Ｅは、パラシュート１２０４及びスリーブ１４１２が本体１４０１から放出された後に、パラシュート１２０４がスリーブ１４１２からどのように分離され得るかを示す。例えば、スリーブ１４１２は、ＵＡＶの周りの空気流にさらされているパラシュート１２０４に起因して、折り畳まれた、又は梱包されたパラシュート１２０４がスリーブ１４１２から自由になり、自由に膨張できるように、開封又は他の方法で開放してもよい。いくつかの場合には、パラシュート１２０４がＵＡＶの降下を遅くし始めることができるように、パイロットパラシュートを使用してパラシュート１２０４の開梱又は展開を助けることができる。
【０１５５】
上述されたように、ＵＡＶ１００は、取り外し可能な電力モジュール１２２を使用して、そのアビオニクス、モータ、飛行制御面アクチュエータなどを含む、その飛行システムのうちの１つ以上にエネルギーを提供することができる。本明細書に記載された取り外し可能な電力モジュール１２２は、ＵＡＶ１００、に迅速かつ容易に連結され、かつそれから分離されるように構成され、また追加の利点も提供する。例えば、上述されたように、電力モジュール１２２は、ＵＡＶ１００の胴体１０２の外面を画定するヒートシンクを含み（したがって、飛行中に胴体１０２の上方の空気流に直接）、電力モジュール１２２からの廃熱を迅速かつ効率的に伝達することができる。更に、電力モジュール１２２は、電力モジュール１２２又は電力モジュール１２２の構成要素の故障が、電力モジュール１２２の他の構成要素を損傷する可能性が低いように設計されてもよい。
【０１５６】
図１５は、電力モジュール１２２の例示的な一実施形態を示す。上述されたように、電力モジュール１２２は、本体１５０１に旋回可能又は回転可能に取り付けられたハンドル４０６を含んでもよい。電力モジュール１２２はまた、翼構造体の一部分（ブラケット６００又は別のブラケットの実施形態など）と接触するか、又は他の方法で接合する、電力モジュール１２２の表面であり、又はそれを画定し得る接合側４０２も含んでもよい。接合側４０２は、翼構造体が分離方向に移動することを防止するために、翼構造体又はその構成要素に力を付与する機械的インターロックとして機能し得る。図示されるように、電力モジュール１２２は、ＵＡＶ１００に電力を供給する、バッテリアレイ１５０２、１５０４を含む、バッテリパックである。電力モジュール１２２はまた、電力モジュール１２２がＵＡＶ１００に連結されているときに、ＵＡＶ１００の胴体１０２の外面を形成する表面１２６、１２８を画定する、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８も含む。バッテリセルホルダ１５０６、１５０８はまた、バッテリアレイ１５０２、１５０４を電力モジュール１２２に固定する。
【０１５７】
図１６は、電力モジュール１２２の一部分の分解図を示す。特に、図１６は、バッテリセルホルダ１５０６及び１５０８、並びにバッテリアレイ１５０２、１５０４を示す。バッテリアレイ１５０２、１５０４は、複数の個々のバッテリセル１５０３を含む。バッテリセル１５０３は、任意の好適なタイプのバッテリセルであってもよく、ニッケル金属水素化物（nickel metal hydride、ＮｉＭＨ）、リチウムイオン、ニッケルカドミウム（nickel cadmium、ＮｉＣｄ）、アルカリ、及び鉛酸を含むがこれらに限定されない、任意の好適な化学的又は他の蓄電システムを使用してもよい。バッテリセル１５０３は、電気コネクタ１５０７を介して互いに電気的に連結されてもよい。電気コネクタ１５０７は、直列又は並列又は直列並列構成などの任意の好適な方法で、バッテリセル１５０３を連結してもよい。
【０１５８】
バッテリセルホルダ１５０６、１５０８は、空洞１６０２を画定する特徴部１６０４を含んでもよい。空洞１６０２は各々、バッテリセル１５０３の一部分を受容するように構成されてもよい。バッテリセル１５０３は、締結具、接着剤、クリップ、締まり嵌め、クランプ／クランプ力、又は他の保持構造体若しくは技術を介して、空洞１６０２内にしっかりと保持されてもよい。電気コネクタ１５０７又はその部分は、バッテリセル１５０３が空洞１６０２内に配設されるときに、空洞１６０２内に位置決めされてもよい。いくつかの場合には、電気コネクタ１５０７は、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８に取り付けられ、空洞１６０２内にしっかりと保持される。
【０１５９】
バッテリセルホルダ１５０６、１５０８は、バッテリセル１５０３のヒートシンクとして機能するように構成されてもよい。特に、バッテリセル１５０３は、特徴部１６０４とバッテリセル１５０３との間の物理的接触に起因して、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８に熱的に連結されてもよく、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８は、熱伝導性ポリマー材料から形成されてもよく、又はそれを含んでもよい。例えば、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８は、１Ｗ／ｍＫを超える、５Ｗ／ｍＫを超える、１０Ｗ／ｍＫを超える、２０Ｗ／ｍＫ超えるなどの、熱伝導率を有するポリマー材料から形成されるか、又はそれを含んでもよい。ポリマー材料の例としては、充填されたポリマー（例えば、金属、黒鉛、セラミックなどの熱伝導性粒子が分散されたポリマーマトリックス）が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの場合には、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８は、アルミニウム、マグネシウム、チタンなどの金属から形成される。
【０１６０】
バッテリセル１５０３とバッテリセルホルダ１５０６、１５０８との間の熱連結に起因して、バッテリセル１５０３によって生成される熱は、バッテリセル１５０３から引き出されてもよい。ＵＡＶ１００が飛行しているときに、バッテリセル１５０３からの熱は、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８の材料を通して引き込まれ、外面１２６、１２８を介して、胴体１０２の上方を流れる空気に伝達され得る。したがって、ＵＡＶ１００の飛行から直接得られる空気流はまた、外面１２６、１２８を介してバッテリセル１５０３から電力モジュール１２２の外部へ、熱を連続的に除去する強制空気冷却システムとしても機能する。バッテリセル１５０３を胴体１０２の外面を画定する熱伝導性構造体に直接物理的に連結及び保持することによって、他のバッテリ配置と比較して、飛行中により高い電気効率が達成され得る。更に、取り外し可能な電力モジュール１２２内のバッテリセル１５０３を熱伝導性バッテリセルホルダ１５０６、１５０８に連結することにより、電力モジュール１２２が取り外されて取り換えられても、熱接続を維持することが可能になり、バッテリセルをＵＡＶ１００に連結するときに、バッテリセルをヒートシンク又は他の熱構成要素に別個に固定する必要がなくなる。
【０１６１】
いくつかの場合には、バッテリセル１５０３は、他の技術を介してヒートシンク又は他の熱交換器に熱的に連結されてもよい。例えば、バッテリセル１５０３は、流体導管に巻き付けられるか、ジャケットが付けられるか、又は他の方法で熱的に結合されてもよく、流体導管は次いで、ヒートシンク又は他の熱交換器に熱的に連結される。流体導管内部の流体は、バッテリセル１５０３から、ヒートシンク又は他の熱交換器に向かって熱を引き込むか、又は伝導してもよく、熱は、流体から引き出されるか、又は伝導されて、ＵＡＶ１００を包囲する空気に引き込まれてもよい。
【０１６２】
バッテリセルホルダ１５０６、１５０８の一方又は両方はまた、ＵＡＶ１００の他の構成要素のためのヒートシンクとしても機能し得る。例えば、プロセッサ、モータ、電子回路、又は他の構成要素（例えば、一体化された連結及び制御ユニット４０１の構成要素を含む、図１１Ａ）は、流体導管又は他の熱連結部を介してバッテリセルホルダ１５０６、１５０８に熱的に連結されてもよい。いくつかの場合には、流体導管又は他の熱連結部は、電力モジュール１２２がＵＡＶ１００に取り付けられているときに、流体導管又は他の熱導管のブラインド嵌合を促進するために、電力モジュール１２２及び一体化された連結及び制御ユニット４０１上に相補的なコネクタ（これは、電源モジュールの電気コネクタ４１４、１００４と同様の方法で動作し得る）を含んでもよい。このようにして、熱接続は、同じ電力モジュール取り付けプロセスの一部として、かつ熱接続を完了するためのいかなる追加の工程又は動作も伴わずに形成されてもよい。
【０１６３】
流体導管がヒートシンク又は他の熱交換器と構成要素を熱的に連結するために使用される実施形態では、流体ポンプが、流体を流体導管を通して循環させてもよい。流体ポンプは、任意の好適なタイプのポンプ又は機構であってもよく、電力モジュール１２２によって給電されてもよい。
【０１６４】
図１５〜図１６に示される電力モジュール１２２は、２つのバッテリセルホルダ１５０６、１５０８及び２つのバッテリセルアレイ１５０２、１５０４を有するが、これは単なる例示的な一実施形態であり、より多い又はより少ないバッテリセルホルダ及びバッテリアレイが使用されてもよい。例えば、いくつかの場合には、１つのバッテリセルホルダ及び対応するバッテリセルアレイのみが使用される。他の場合には、３つ以上のバッテリセルホルダ及び対応するバッテリセルアレイが使用される。本明細書で使用されるとき、バッテリセルアレイは、対応するバッテリセルホルダに連結されたバッテリセルのグループに関するものであり、必ずしも特定の電気的構成又はグループ化に対応しない。
【０１６５】
いくつかの条件下では、バッテリセルは故障する場合があり、これにより、バッテリセルが爆発すること、発火すること、又は他の方法でセルからガス及び／又は粒子を強勢的に通気することがもたらされ得る。複数のバッテリセルがごく近接して位置決めされる場合、１つのセルの故障（例えば、高温ガス又は粒子の通気）は、他のセルを同様に、溶融、過熱、及び／又は他の方法で故障させることがある。したがって、１つのバッテリセルの故障は、他のバッテリセルを故障させる連鎖反応を引き起こすことがある。加えて、故障したバッテリに近接しているＵＡＶの任意の構成要素は、故障したバッテリセルによって破壊又は損傷されることがある。これらのリスクに起因して、電力モジュール１２２は、１つのバッテリセルの故障が、他のバッテリセル又はＵＡＶ１００の他の内部構成要素への損傷を引き起こす可能性を低減するように構成されてもよい。図１７Ａ〜図１７Ｂは、図１６の線Ｂ−Ｂのみで見た電力モジュール１２２の一部分の部分断面図を示し、故障したバッテリセルからの損傷がどのように制限又は緩和され得るかを示す。具体的には、バッテリセル１５０３は、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８内に位置決めされてもよく、その結果、故障したバッテリセル１５０３は、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８を通って、ＵＡＶ１００の外部に、任意の爆発又は通気を放出する可能性が高くなる。図１７Ａ〜図１７Ｂは、バッテリセルアレイのうちの１つの一部分のみを示しているが、各バッテリアレイ及びバッテリセルホルダは、同じ又は類似の構成を有し得ることが理解されるであろう。
【０１６６】
図１７Ａを参照すると、バッテリセル１５０３は、ガス及び／若しくは材料の爆発又は他の強力な通気を引き起こすような方法で故障する場合、通気が通気部材１７０６を通して方向付けられるように構成されてもよい。例えば、通気部材１７０６は、他の部分よりも弱いバッテリハウジングの一部分であってもよい。したがって、バッテリセル１５０３内に内部圧力上昇が存在する場合、通気部材１７０６は、最初に故障又は破壊し、これにより、ガス及び／又は他の材料が通気部材１７０６を通って逃れることができる一方で、バッテリハウジングの残りの部分は無傷のままであり、ガス及び／又は他の材料を封じ込める。図１７Ａ〜図１７Ｂに示されるように、バッテリセル１５０３は、通気部材１７０６が壁１７０２の内面に面するように、バッテリセルホルダ１５０６、１５０８内に位置決めされてもよく、ここで、壁１７０２の外面は、電力モジュール１２２の外面１２８を画定する。
【０１６７】
図１７Ｂは、ガス及び／又は他の材料１７０４がバッテリセル１５０３−１から放出されている、故障の事象におけるバッテリセル１５０３−１を示す。バッテリセル１５０３−１は、通気部材１７０６が壁１７０２に面している（又は他の方法で壁１７０２に向けて通気部を方向付けるように構成される）ため、通気ガス／材料は壁１７０２内に局所的な開口部１７０３を形成する。このようにして、通気ガス／材料は、他のバッテリセル１５０３から離れるように、かつＵＡＶ１００の他の構成要素から離れるように方向付けられる。更に、通気ガス／材料は、壁１７０２を通って、かつＵＡＶ１００の外部環境内に方向付けられ、したがって、外面１２８の空気流を利用して、熱を迅速に除去し、通気ガス／材料を他のバッテリセル１５０３から離れるように、かつＵＡＶ１００から概ね離れるように除去するのに役立つ。
【０１６８】
バッテリセルホルダ１５０８は、バッテリセルの故障の事象において局所的に故障するように構成されてもよい。例えば、バッテリセルホルダ１５０８は、故障したバッテリセルの典型的な通気事象に応じて破壊されるように構成された（かつ特定の形状、厚さ、又は他の寸法を有する）材料から形成されてもよい。より具体的には、材料は、故障したバッテリセルの通気を封じ込めるための閾値を下回る強度、耐熱性、強靱性、又は他の特性を有してもよい。バッテリセルホルダ１５０８、特に壁１７０２は、局所的に故障するように設計されているため、バッテリセルホルダ１５０８は、通気ガス／材料が排出されるか、又は他の方法でＵＡＶ１００の外側に方向付けられる可能性を向上させることができる。
【０１６９】
したがって、故障したバッテリセル１５０３は、壁１７０２内に開口部を形成することによって電力モジュール１２２を損傷する場合があるが、損傷は、他のセルが内部構成要素を故障又は損傷させるのではなく、故障したセル及び開口部に制限され、かつ／又は封じ込められ得る。実際に、単一のセル（又は更には複数の個々のセル）の故障は、飛行中に許容されてもよく、飛行を実質的に中断しないか、又は他の方法で計画されていない着陸を必要としなくてもよい。対照的に、従来の構成では、故障したセルは、ＵＡＶの構造若しくは電子機器を損傷し、又は更には、バッテリパックのセルの大部分若しくは全部を破壊する可能性があるカスケーディング効果を引き起こし得るが、そのいずれかは、ＵＡＶに、不慮の着陸又は更にはクラッシュを生じさせる可能性がある。
【０１７０】
バッテリセルを担持することに加えて、電力モジュール１２２は、プロセッサ、メモリ、ＧＰＳ無線機、センサ（例えば、高度計、圧力変換器）、アビオニクス、又は他の構成要素などの、他の電子構成要素を含んでもよい。例えば、電力モジュール１２２は、ＵＡＶの一体化された連結及び制御ユニット上のプロセッサを補完するか、又は他の方法で機能するＧＰＳ無線機を有してもよい。ＧＰＳ無線機は、電力モジュール１２２が充電されているときなど、電力モジュール１２２がＵＡＶに連結されていない場合であっても、電力モジュール１２２の現在の位置を記憶するように構成されてもよい。電力モジュール１２２がＵＡＶに連結されると、電力モジュール１２２上のＧＰＳ無線機（並びに／又は他の関連するプロセッサ及び回路）は、ＵＡＶのプロセッサと通信し、ＧＰＳ情報（例えば、現在位置、利用可能なＧＰＳ衛星の位置又は識別子など）をＵＡＶのプロセッサに提供することができる。このようにして、ＵＡＶは、電力モジュール１２２が取り付けられた後に、より迅速に飛行することができる場合がある。具体的には、ＵＡＶに搭載されているＧＰＳ無線機は、電力モジュールの欠如に起因して給電されていなくてもよい。ＧＰＳ又は他の位置情報を電力モジュール１２２からＵＡＶに提供することにより、ＵＡＶ搭載型ＧＰＳシステムが起動し、好適な位置情報を取得するまでＵＡＶが待機する必要なく、飛行のためにＵＡＶを準備する。
【０１７１】
電力モジュール１２２はまた、それが取り付けられたＵＡＶに関するデータを記憶するメモリも含んでもよい。例えば、ＵＡＶは、電力モジュールのメモリ、高度、速度、受信されたコマンド、モータ速度、飛行制御面に発行されたコマンド若しくは信号に関するデータ、又は任意の他の好適なデータを捕捉及び記憶することができる。電力モジュール１２２が、充電のためにＵＡＶから取り外されるときに、それは、データを取得し、任意に記憶するデータ回収システムに連結されてもよい。
【０１７２】
いくつかの場合には、電力モジュール１２２のメモリを一体化された連結及び制御システムに電気的に連結する同じ電気コネクタもまた、電力モジュール１２２のメモリをデータ回収システムに連結するためにも使用される。同様に、電力モジュール１２２からＵＡＶに電力を供給する同じ電気コネクタもまた、電力１２２を充電するためにも使用される。例えば、充電システムは、ＵＡＶ上のものと似ているか、又は別様に類似している機械的保持構造体及び電気コネクタを含んでもよい。したがって、電力モジュール１２２は、ＵＡＶに連結されるのと同じ方法で、充電システムに容易かつ単純に連結されてもよく、機械的連結プロセスは、電力モジュール１２２と充電システムとの間の電気的連結（例えば、電力及びデータの両方の転送のため）をもたらし得る。
【０１７３】
前述の説明は、ＵＡＶの特徴及び機能に関する。本明細書に記載されたＵＡＶは、複数のＵＡＶ（ＵＡＶ１００及び／又は他の好適なＵＡＶの複数のＵＡＶなど）を動作させる無人空中システム（ＵＡＳ）の一部であってもよい。次に、例示的なＵＡＳが、図１８Ａ−２１を参照して説明される。ＵＡＳは、１つ以上のＵＡＶを操作して、荷物配達、データ捕捉、地図作成、監視、インフラストラクチャプロビジョニングを含むがこれらに限定されない、様々な機能を実行することができる。本明細書に記載されるようなＵＡＶを含み及び／又は使用することができるＵＡＳの更なる詳細は、例えば、「Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題される米国特許第９，４８９，８５２号、「Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ｈｕｍａｎ  Ｏｐｅｒａｔｏｒ  Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ  Ｉｎ  Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ」と題される米国特許第９，４８８，９７９号、「Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ  Ａｉｒ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ」と題される米国特許出願公開第１４／９６６，２６５号、及び「Ｖｉｓｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ」と題される米国特許出願公開第１５／２２９，０９９号に見出すことができ、それらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１７４】
図１８Ａは、ＵＡＳ及びインターフェースエンティティの一実施形態を示す。ＵＡＳ１８００は、サービ要求者１８０４からサービス要求を受け取り、その要求を満たすためにＵＡＶ１８０２（例えば、ＵＡＶ１００、図１）を展開する。この実施形態では、ＵＡＳ１８００は、配送センタ１８０１、ＵＡＶ１８０２、及びグローバルサービス１８０３を備える。単一のＵＡＶ１８０２が図１８Ａに示されており、ＵＡＳ１８００内に複数のＵＡＶ１８０２が存在し得る。上述されたように、ＵＡＳにおけるＵＡＶは、上述されたような複数のＵＡＶ、及び他のタイプのＵＡＶ（例えば、マルチロータ航空機、気球、軽飛行機など）を挙げることができる。
【０１７５】
サービス要求者１８０４は、ＵＡＳ１８００にサービス要求を発行する人間のユーザ又は自律システムであってもよい。サービス要求者１８０４が人間のユーザである場合、そのユーザは、携帯電話、タブレット、又はパーソナルコンピュータなどのリモートクライアントデバイスを使用して要求を発行してもよい。サービス要求は、宛先地１８０５で何らかのサービスを提供することをＵＡＳ１８００に命令することである。宛先地１８０５は、空地の一部分、建物、郵送先住所、ＧＰＳ座標、又は空域の一部などの、任意の指定された位置であり得る。いくつかの実施形態では、宛先地１８０５はビーコンデバイスの位置である。ビーコンデバイスは、例えば、トランスポンダ、携帯電話など、位置を追跡又は識別するために使用することができる信号を発する任意のデバイスであり得る。宛先地１８０５はまた、特定の物体、例えば、指定車両、メールボックス、配達パッド、又はサービスのための目標位置を示すために追跡することができる他の何らかの対象物などを識別することによって指定することもできる。別の実施形態では、宛先地１８０５は、サービス要求者１８０４の位置であるが、必ずしもそうである必要はない。この実施形態では１つのサービス要求者１８０４及び１つの宛先地１８０５が示されているが、実際には、多数のサービス要求者１８０４及び宛先地１８０５があり得る。
【０１７６】
要求されたサービスは、空中プラットフォームから提供され得る任意のサービスであり得る。例えば、一実施形態では、サービス要求者１８０４によって発行されたサービス要求は、特定の積載物を含む荷物を宛先地１８０５に配達するための要求である。別の実施形態では、サービス要求は、宛先地１８０５で、又は宛先地１８０５への及びそこからのルートに沿って、ＵＡＶ１８０２に装着されたカメラを使用して、画像データを捕捉する要求である。更に別の実施形態では、サービス要求は、ＵＡＶ１８０２に装着されたＷｉ−Ｆｉゲートウェイを使用して、宛先地１８０５にインターネットアクセスポイントを提供する要求である。荷物の受け取り、監視、地図作成、ＵＡＶ装着機器を使用したデータ捕捉など、他の多くのサービスが、宛先地１８０５でＵＡＳ１８００を使用して提供され得る。
【０１７７】
配送センタ１８０１は、ＵＡＶ１８０２の発射、再充電、回収、通信、修理、及び積載物ロジスティックを促進する固定されるか又は移動する施設であってもよい。配送センタ１８０１は、図２０の記載において更に詳細に説明される。単一の配送センタ１８０１が図１８Ａに示されており、ＵＡＳ１８００内に複数の配送センタ１８０１が存在し得る。一実施形態では、ＵＡＳ１８００内の各ＵＡＶ１８０２は単一の配送センタ１８０１にあり、その配送センタ１８０１で修理、再積載、及び再充電される。別の実施形態では、各ＵＡＶ１８０２は、ＵＡＳ１８００内の任意の配送センタ１８０１で修理、再積載、及び再充電することができ、ＵＡＶ１８０２は、現在のサービス要求のロジスティック要件及び将来のサービス要求のための予測される要件に基づいて、配送センタ１８０１間でルーティングされてもよい。
【０１７８】
グローバルサービス１８０３は、インターネットを通じてアクセス可能なソフトウェアサービス（すなわち、コンピュータソフトウェアプログラム）を実行する、１つ以上のコンピュータサーバシステムから構成されてもよく、これらはオフサイトサポート、管理、航空管制、通信、データ記憶装置、及びロジスティック機能を、配送センタ１８０１及びＵＡＶ１８０２に提供する。一実施形態では、グローバルサービス１８０３は、サービス要求者１８０４からのサービス要求を、宛先地１８０５に地理的に隣接している（又は相対的に地理的に近接している）配送センタ１８０１にルーティングする。グローバルサービス１８０３は、図２１の記載においてより詳細に説明される。
【０１７９】
グローバルシステムオペレータ１８０６は、システムの正確かつ効率的な機能を保証するために、ＵＡＳ１８００を監視及び操作する人間のユーザであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、グローバルシステムオペレータ１８０６は、グローバルサービス１８０３のコンピュータサーバを通じてＵＡＳ１８００を監視して、配送センタ１８０１が、サービス要求者１８０４からのサービス要求を満たすために、適切な積載物を在庫に有することを保証し得る。例示的な一実施形態では、グローバルシステムオペレータ１８０６は、グローバルサービス１８０３を使用して、積載物在庫が使い果たされることを見越して、特定の積載物の新しい在庫を配送センタ１８０１に送ることができる。
【０１８０】
複数のグローバルシステムオペレータ１８０６が存在してもよく、グローバルシステムオペレータ１８０６は、複数の配送センタ１８０１、ＵＡＶ１８０２、及びサービス要求者１８０４のためにサービスを監視及び提供してもよい。いくつかの実施形態では、グローバルシステムオペレータ１８０６のうちの１つ以上は、訓練されたパイロットであり、ＵＡＳ１８００は、一時的に又は任務の継続時間にわたって、１人のそのようなオペレータにＵＡＶ１８０２の制御を引き渡してもよい。
【０１８１】
配送センタオペレータ１８０７は、配送センタ１８０１を監視及び操作する人間のユーザである。配送センタオペレータ１８０７は、配送センタ１８０１に対して地域的なＵＡＳ１８００構成要素が正しく機能することを保証し得る。これは、配送センタ１８０１にあるＵＡＶ１８０２、並びに発射装置、充電器、積載物などの他の構成要素を含む。配送センタ１８０１は、配送センタオペレータ１８０７のタスクを促進するためのシステム及び方法を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、配送センタ１８０１を操作する配送センタオペレータ１８０７には、その配送センタ１８０１で各タイプの積載物の在庫を決定することを可能にし、配送センタオペレータ１８０７があらゆるタイプの不足している積載物をより多く注文することを可能にする、オペレータインターフェースが提供される。配送センタオペレータ１８０７の作業を促進する配送センタシステム及び方法は、図２１の記載においてより詳細に説明される。
【０１８２】
図１８Ｂは、ＵＡＳ１８００によって実装されるＵＡＶ発射プロセスの一実施形態を示す。初期工程として、ＵＡＳ１８００のグローバルサービス１８０３は、サービス要求者１８０４からサービス要求を受信する（１８５０）。サービス要求は、サービスが配達されるべき位置を指定する宛先地１８０５を指定する。本明細書に記載されるように、サービス要求はまた、サービス要求者によって要求された積載物に対応する積載物情報を含み得る。次に、グローバルサービス１８０３は、そこからサービス要求を満たすのに適した配送センタ１８０１を選択する（１８５１）。いくつかの実施形態では、グローバルサービス１８０３は、宛先地１８０５の位置に最も近い配送センタ１８０１を決定することによって、そこからサービス要求を満たす配送センタ１８０１を選択する（１８５１）。別の実施形態では、グローバルサービス１８０３は、配送センタ１８０１の宛先地１８０５への近接度と、サービス要求で指定された積載物の利用可能性を示す配送センタ１８０１における在庫との両方を考慮することによって、サービス要求を満たすために、配送センタ１８０１を選択する（１８５１）。例えば、サービス要求が特定のタイプの品目を宛先地１８０５に配達する要求である場合、グローバルサービス１８０３は、宛先地１８０５の近くにあり、在庫に要求された品目を有する配送センタから配送センタ１８０１を選択するであろう。例えば地域的気象条件及び配送センタ１８０１における航空交通などの、他の要因もまた、配送センタ１８０１を選択するために使用することもできる。
【０１８３】
配送センタ１８０１が選択されると（１８５１）、サービス要求内の情報の少なくとも一部分は、その配送センタ１８０１に送信される（１８５２）。宛先地の位置及び積載物情報に加えて、サービス要求は、サービス要求を満たすために配送センタ１８０１において有用である、他の情報を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、サービス要求は、サービス要求が宛先地１８０５においていつ満たされるべきかを指定する時間を更に含む。
【０１８４】
配送センタ選択プロセス中又はその後のいずれかに、要求を満たすための任務のために飛行するＵＡＶ１８０２が選択されてもよい（１８５３）。任務ために飛行するＵＡＶ１８０２は、サービス要求及び／又はシステム効率に関連する１つ以上の基準に基づいて選択されてもよい（１８５３）。例えば、一実施形態では、ＵＡＶ１８０２は、そのバッテリの充電レベル及び宛先地１８０５までの距離に基づいて選択される（１８５３）。別の実施形態では、ＵＡＶ１８０２は、その機体に設置されている計器、及びサービス要求で指定されているタイプのデータ捕捉に基づいて選択される（１８５３）。更に別の実施形態では、ＵＡＶ１８０２は、その積載物内の荷物がサービス要求内で配達のために指定された荷物と一致することに基づいて選択される（１８５３）。
【０１８５】
代替的な実施形態では、ＵＡＳ１８００は、所与の任務について事前構成されたＵＡＶから選択しない。代わりに、配送センタ１８０１又はグローバルサービス１８０３のいずれかが、サービス要求を完了するのに必要とされる構成要素のセットを決定し、配送センタ１８０１は、必要な構成要素を含むＵＡＶを任務のために組み立てる。例えば、宛先地１８０５が配送センタ１８０１から一定の距離にある場合、任務のためのＵＡＶは、その宛先への往復飛行を完了するために、好適なバッテリパック及びエンジンで構成され得る。
【０１８６】
ＵＡＶ１８０２の選択１８５３は、配送センタの選択１８５１の後に行われてもよく、又は配送センタ１８０１の選択１８５１における要因として使用されてもよい。例えば、配送センタ１８０１は、サービス要求によって要求される積載物の重量に基づいて、特定のタイプのＵＡＶ航空機、ＵＡＶバッテリ（例えば、電力モジュール１２２、図１Ａ）、又はＵＡＶモータを有する、これらの配送センタのみから選択されてもよい（１８５１）。
【０１８７】
ＵＡＶ１８０２が任務のために選択されると（１８５３）、任務データがそれに対して生成される（１８５４）。任務データは、ＵＡＶ１８０２が宛先地１８０５にナビゲートしてサービス要求を満たすことを可能にする情報である。いくつかの実施形態では、任務データは、宛先地１８０５のＧＰＳ座標、及びそれらのＧＰＳ座標へのナビゲーションを促進する飛行回廊情報を含む。飛行回廊情報は、図１９Ａ及び図２０の記載においてより詳細に説明される。任務データに関する更なる詳細は、図１９Ａ、図２０、及び図２１の記載において説明される。任務データが生成された（１８５４）後、それはＵＡＶ１８０２上のデータベースにアップロードされる。
【０１８８】
一旦任務データが生成かつアップロードされると（１８５４）、ＵＡＶ１８０２が発射される（１８５５）。ＵＡＶ１８０２が発射されてから再び着陸するまで、サービス要求を完了することが任務であると考えられる。一実施形態では、ＵＡＶ１８０２は、複数のサービス要求を満たすという任務で発射されてもよい。別の実施形態では、ＵＡＶ１８０２が発射された（１８５５）後に、任務データのうちの少なくとも一部がアップロードされ、おそらく生成されることさえある。
【０１８９】
図１９Ａは、例示的な一実施形態によるＵＡＶ１８０２のシステムのブロック図である。ＵＡＶ１８０２は、人間の監督をほとんど又は全く伴わずに、サービス要求を満たすことを可能にする、ハードウェア及びソフトウェアモジュールを有する航空機システムである。一実施形態では、ＵＡＶ１８０２は、上述されたＵＡＶ１００、に対応する。
【０１９０】
図１９Ａに示されるＵＡＶ１８０２の実施形態は、任務計画部１９００、飛行制御部１９０１、センサシステム１９０２、通信システム１９０３、アクチュエータ制御システム１９０４、推進管理システム１９０５、積載物管理システム１９０６、及び安全システム１９０７を含む。ＵＡＶ１８０２の前述のシステム（モジュールとも呼ばれる）は、ＵＡＶ１８０２の物理的構成要素を含み、かつ／又はそれとやり取りしてもよい。例えば、飛行制御部１９０１は、上述されたように、一体化された連結及び制御ユニット４０１の一部であるプロセッサによって、少なくとも部分的に実装されてもよい。別の例として、センサシステム１９０２は、ＵＡＶ１００の胴体に連結されたセンサ、並びに一体化された連結及び制御ユニット４０１の一部であるプロセッサを含んでもよい。アルゴリズム及び／又は論理演算を含むＵＡＶ１８０２の前述のシステムによって実行される動作は、プロセッサ、メモリ（例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体）、並びに／又は一体化された連結及び制御ユニット４０１の一部である他の構成要素によって少なくとも部分的に実装されてもよい。
【０１９１】
図示されていないが、ＵＡＶ１８０２のモジュールは、少なくとも１つの通信バスを介して相互接続されてもよい。バスは、モジュールが互いに通信して、情報及びコマンドを送受信することを可能にする。バスは、航空及び車両工学に精通している者に知られている方法のいずれかを使用して実施され得る。例えば、バスは、制御部エリアネットワーク（Controller Area Network、ＣＡＮ）規格を使用して実施され得る。システムの信頼性を向上させるために、実施形態は追加の冗長バスを使用してもよい。例えば、デュアルＣＡＮバスを実装して、バスの障害によってＵＡＶが制御を失うことを防止することができる。
【０１９２】
任務計画部１９００は、ＵＡＶ１８０２の他のモジュールに高レベルの指示及び目標を提供するモジュールである。これらの指令及び目標の実行は、ＵＡＶ１８０２にサービス要求を実行させる。任務計画部１９００によって生成された目標及び指示は、ＵＡＶ１８０２の他のモジュールに通信され、次にこれらのモジュールが、システムの他のモジュールに対する追加の指令及び目標の生成を含む、任務を完了するための他の行動をとり得る。
【０１９３】
例えば、一実施形態では、任務計画部１９００は、宛先地１８０５に到達するために、ＵＡＶ１８０２が通過し得る１セットの中間地点を決定し、第１の中間地点の位置を目標として、その場所に飛行するための指令と共に、飛行制御部１９０１に提供する。この実施形態では、飛行制御部１９０１は、次に、ＵＡＶ１８０２を目標位置に向かって移動させるのに必要な配向及び推進力を計算してもよい。飛行制御部１９０１はまた、例えば、アクチュエータ制御システム１９０４及び推進管理システム１９０５などの他のモジュールのための更なる指令を生成することもできる。アクチュエータ制御システム１９０４及び推進管理システム１９０５に送信された指令は、それらに、ＵＡＶ１８０２の配向を変化させ、それを目標位置に向かって推進させる行動を起こさせてもよい。任務計画部１９００の指令及び目標に応答してＵＡＶ１８０２内の様々なモジュールによってとられる行動の結果として、ＵＡＶ１８０２は指定された第１の中間地点に飛行するであろう。その目標が達成されると、任務計画部１９００は、より高いレベルの目標が宛先地１８０５に達成することが満たされるまで、ＵＡＶ１８０２が第２の中間地点及び第３の中間地点などに飛行するように、他のモジュールに新しい目標及び指令を送信してもよい。
【０１９４】
移動指令の他に、任務計画部１９００は、積載物の投下、画像データの捕捉、データの送信などの行動を引き起こす他の指令をＵＡＶ１８０２のモジュールに発行してもよい。任務計画部１９００はまた、グローバルサービス１８０３からの、人間のオペレータからの、又は第三者の制御部（航空管制官など）からのコマンドも受け取ってもよく、これらのコマンドに基づいてＵＡＶ１８０２モジュールに指令を発行してもよい。例えば、例示的な一実施形態では、ＵＡＶ１８０２に装着された任務計画部１９００は、接近する嵐に起因して配送センタ１８０１へ戻って飛行するように、人間のオペレータからコマンドを受け取ってもよい。このコマンドに応答して、任務計画部１９００は、ＵＡＶ１８０２内の他のモジュールに送信される新しい目標及び指令を生成し、これらの新しい目標及び指令の結果として、ＵＡＶ１８０２は進路を変更して配送センタ１８０１に戻ることになる。
【０１９５】
任務計画部１９００には、配送センタ１８０１からＵＡＶ１８０２が発射される前に任務データが提供される。任務データは、任務計画部１９００が宛先地１８０５の位置を特定し、その位置への適切なルートを決定し、サービス要求を完了するために要求される任意の要求特有の行動を実行することを可能にする情報を含む。例えば、いくつかの実施形態では、任務計画部１９００には、宛先位置、目的地へのルート、及び画像が車載カメラで捕捉されるルートに沿った一連の点が提供される。
【０１９６】
いくつかの実施形態では、任務データは、動作領域の地域的空中地図を含む。動作領域は、配送センタ１８０１と宛先地１８０５とを包含する地理的領域であってもよい。地域的空中地図は、動作領域内の複数の飛行回廊に関する情報を含む。いくつかの実施形態では、地域的空中地図は、動作領域内の飛行回廊に関連する大域的空中地図内の情報を選択することによって、より広い地理的領域内の飛行回廊に関する情報を含む、大域的空中地図から生成される。
【０１９７】
飛行回廊は、ＵＡＶ飛行のＵＡＳ１８００によって指定される空域の領域であってもよい。飛行回廊における地域的状況は、ＵＡＳ１８００によって監視されてもよく、飛行回廊は、位置間で安全かつ効率的に進行するために、ＵＡＶ１８０２によって使用されてもよい。地域的空中地図は、複数の飛行回廊の各々についての情報を含む。各飛行回廊に関する情報としては、飛行回廊の位置、地域的風条件、地域的航空交通（すなわち、飛行回廊内の他のＵＡＶ及び航空機）、降水量、空中危険、地理的障害物（例えば、山）などに関するデータが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１９８】
空中地図内の情報を使用して、任務計画部１９００は、発射前又は発射直後に、配送センタ１８０１から宛先地１８０５への動的ルートを開拓する。動的ルートは、任務の目標、及びサービス要求を満たした後に配送センタ１８０１に戻るＵＡＶ１８０２の要件を考慮に入れる。いくつかの実施形態では、任務計画部１９００は、配送センタ１８０１又はグローバルサービス１８０３から事前に生成されたルートを受信し、空中地図の状況が時間と共に変化する場合にのみ、そのルートを修正する。
【０１９９】
動的ルートは、ＵＡＶ１８０２がその現在位置からある目標位置へ飛行するために横断し得る一連の飛行回廊である。ＵＡＶ１８０２がその任務で飛行するときに、それは空中地図に対して、動作領域内の飛行回廊の地域的状況に関する更新を含む更新を、ＵＡＳ１８００から受信してもよい。更新は、グローバルサービス１８０３から、配送センタ１８０１から、又は他のＵＡＶ１８０２から受信されてもよい。いくつかの実施形態では、更新はまた、サービス要求者１８０４、又は天気情報提供者、ニュースサービス、航空管制官、衛星、民間航空局、法執行機関、軍の航空当局などの第三者からも受信されてもよい。
【０２００】
任務計画部１９００は、飛行回廊更新が受信されるときに、任務中に動的ルートを修正することができる。例えば、いくつかの実施形態では、任務計画部１９００は、悪天候、飛行回廊に不法侵入する航空機のなどの飛行障害を回避するために、動的ルートを変更してもよい。ルートが修正されると、任務計画部１９００は、目標位置に到達すために通過する一連の飛行回廊を再決定する。
【０２０１】
図１９Ｂは、目標位置のための任務計画部１９００’の動的ルーティングプロセスの一実施形態を示す。図示されているプロセスでは、ＵＡＶ１８０２は最初に、初期の地域的空中地図を受信する（１９５０）。空中地図は、発射前に、又は発射後に受信されてもよい。一実施形態では、空中地図は、グローバルサービス１８０３から直接受信される。別の実施形態では、空中地図は、配送センタ１８０１から受信される。
【０２０２】
一実施形態では、ＵＡＶ１８０２に提供される空中地図は、ＵＡＳ１８００が網羅する全領域に関するデータを含む大域的空中地図である。別の実施形態では、空中地図は、ＵＡＶ１８０２の現在の任務のための動作領域のみに関する情報を含む。
【０２０３】
空中地図が受信される（１９５０）と、任務計画部１９００は、動作領域内の各飛行回廊のための通過コストを計算する（１９５１）。飛行回廊の通過コストは、飛行に対する回廊の経路の目標位置への適合性の尺度である。目標位置は、ＵＡＶ１８０２がその任務を完了するために通過しなければならない任意のポイントであってもよい。例えば、宛先地１８０５は、ＵＡＶ１８０２の任務の外側区間上の目標位置であってもよく、一方で、配送センタ１８０１は、ＵＡＶ１８０２の任務の復路区間上の目標位置であってもよい。飛行回廊の通過コストは、飛行回廊内の風速及び気象、飛行回廊内の航空交通量、飛行回廊の長さ及び高さ、並びに飛行回廊をナビゲートするのに必要な操縦の数及び方向が挙げられるが、これらに限定されない多くの要因を考慮してもよい。飛行回廊の通過コストは、飛行回廊の経路に沿ってＵＡＶ１８０２を飛行させるのに必要な予測エネルギー消費を考慮してもよい。より大きなエネルギーを通過に必要とすると予測される飛行回廊には、より少ないエネルギーを必要とする飛行回廊よりも大きな通過コストを割り当ててもよい。例えば、追い風のある飛行回廊は、向かい風のある飛行回廊ルよりも低い通過コストを有し得る。通過コストはまた、飛行経路に対する規制上の制限も考慮してもよい。例えば、飛行回廊が、飛行回廊が、地域の航空当局によって飛行禁止ゾーンとして一時的に指定された領域と交差する場合、飛行禁止の制限が解除されるまで、その飛行回廊の通過コストは無限に設定される場合がある。
【０２０４】
いくつかの実施形態では、飛行回廊の通過コストは、グローバルサービス１８０３又は配送センタ１８０１によって事前に計算され、ＵＡＶ１８０２によって受信された１９５０の空中地図に含まれる。
【０２０５】
空中地図内の各飛行回廊の通過コストが計算された（１９５１）後、任務計画部１９００は、飛行回廊を使用して、ＵＡＶ１８０２の現在位置から目標位置までの最低コストルートを決定する（１９５２）。最低コストルートを見つけるために、任意の適切なルート検索アルゴリズム及び／又はグラフ通過ゴリズムを使用することができる。
【０２０６】
最低コストルートが決定される（１９５２）と、ＵＡＶ１８０２は、最低コストルートを通過してもよい（１９５３）。ＵＡＶ１８０２は、目標位置へ飛行するときに、グローバルサービス１８０３、配送センタ１８０１、他のＵＡＶ１８０２、及び第三者の情報ソース（気象サービス、航空当局など）から定期的に情報を受信してもよい。このようなソースから受信されたデータはいずれも、動作領域における１つ以上の飛行回廊の通過コストを変更する必要があり得るという意味で、地域的空中地図の更新を構成することができる。例えば、特定の領域内の気象が変化する場合、その領域における飛行回廊の通過コストは、それらの飛行回廊内の風及びＵＡＶ１８０２が飛行しなければならない方向に応じて増減し得る。
【０２０７】
任務計画部１９００は、受信された情報にルール及びヒューリスティックを適用することによって、ＵＡＶ１８０２によって受信された所与のデータの一部が地域的空中地図の更新を構成するかどうかを決定することになる（１９５４）。例えば、いくつかの実施形態では、任務計画部１９００が、動作領域の外側の領域に関連する情報を受信する場合、この情報は、地域的空中地図の更新を構成しないと決定することができる。
【０２０８】
ＵＡＶ１８０２が受信する一部の情報は、航空機の飛行に影響を与える可能性がある要因に関係しないため、考慮から除外されてもよい。例えば、ＵＡＶ１８０２が、配送センタ１８０１で在庫レベルに関する情報を受信する場合、この情報は記憶又は転送され得るが、在庫レベルが飛行回廊の通過コストに影響しないため、地域的空中地図に影響を与えない。（ただし、在庫レベルを変更することは、目標宛先の任務計画部１９００の選択に影響を与える可能性があることに留意されたい。例えば、サービス要求が満たされた後、ＵＡＶ１８０２は、配送センタ１８０１で着陸するようにルーティングされてもよいが、ここには、離陸した配送センタとは対照的に、将来の任務のために在庫に不十分なＵＡＶが存在する。）
【０２０９】
任務計画部１９００が、地域的空中地図の更新を必要とするデータが受信されていないと決定する（１９５４）限り、ＵＡＶ１８０２は、既に決定されている（１９５２）最低コストルート上で飛行し続ける。しかしながら、地域的空中地図の更新が受信された場合、任務計画部１９００は、地域的空中地図内の影響を受ける各飛行回廊の通過コストを更新することになる（１９５５）。
【０２１０】
次いで、任務計画部１９００は、地域的空中地図内の飛行回廊の更新された通過コストに基づいて、最低コストルートを目標位置に再決定してもよい（１９５２）。
【０２１１】
図１９Ａに示されるように、ＵＡＶ１８０２はまた、飛行制御部１９０１も含む。飛行制御部１９０１は、誘導、ナビゲーション、及び制御機能を、任務計画部１９００に提供する。例えば、任務計画部１９００は、任務中に様々な時間にＵＡＶ１８０２の位置、配向、高度、及び速度を知る必要があり、飛行制御部１９０１は、状態推定と呼ばれるプロセスを通じてこの情報を提供する。同様に、任務計画部１９００がＵＡＶ１８０２を１つの地点から別の地点に移動させる必要がある場合、それは、その目標を達成するために、飛行制御部１９０１にコマンドを送信する。飛行制御部１９０１は、バスを介して、センサシステム１９０２、アクチュエータ制御システム１９０４、及び推進管理システム１９０５と通信して、誘導、ナビゲーション、及び制御機能を提供する。
【０２１２】
センサシステム１９０２は、センサ機器からの情報を飛行制御部１９０１に提供する。いくつかの実施形態では、センサシステム１９０２は、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニット、初期測定ユニット（Inertial Measurement Unit、ＩＭＵ）、動的圧力センサ、静圧センサ、空気温度読取器などのいくつかの機器を備え、これらのいずれか又は全ては、回路基板１１０２（図１１Ａ）、又は一体化された連結及び制御ユニット４０１の任意の他の構成要素に取り付けられてもよい。
【０２１３】
アクチュエータ制御システム１９０４は、ＵＡＶ１８０２上の飛行制御面（例えば、飛行制御面１１６、１１８、図１Ａ〜図１Ｂ）を含むＵＡＶ１８０２上の様々な移動可能な部品を制御する、電動アクチュエータ（又は油圧などの任意の他の手段によって移動されるアクチュエータ）を含む。アクチュエータ制御システム１９０４は、飛行制御部１９０１からのコマンドに基づいて電動アクチュエータの状態を変更することができる。アクチュエータ制御システム１９０４はまた、電動アクチュエータの現在の状態を飛行制御部１９０１に報告して戻すこともできる。
【０２１４】
推進管理システム１９０５は、例えば、プロペラ動力ＵＡＶに装着されたプロペラの速度を調整することによって、ＵＡＶ１８０２に装着されたモータ（例えば、図１Ａのモータモジュール１０８）によって及ぼされる力を制御し、ＵＡＶに残っている燃料及び／又はバッテリ容量の量を監視する。飛行制御部１９０１は、推進管理システム１９０５と通信することによって、ＵＡＶ１８０２の進行速度を調整することができる。
【０２１５】
飛行制御部１９０１は、センサ管理システム１９０２及びアクチュエータ制御システム１９０４から情報を受信し、ＵＡＶ１８０２の位置、配向、及び速度の最良の推測を、任務計画部１９００に提供する状態推定を実行する。状態推定は、ＵＡＶ１８０２の様々なシステムが新たな情報を提供するために、連続的に更新され、チェックされる。
【０２１６】
任務計画部１９００は、ＵＡＶ１８０２が進行しなければならない高レベル目標位置を決定し、その目標位置を飛行制御部１９０１に通信する。任務計画部１９００は、任意の適切な技術（単数又は複数）を使用して、コマンド及び目標を飛行制御部１９０１に通信することができる。例えば、一実施形態では、任務計画部１９００は、一連の中間地点を介して飛行制御部１９０１に移動目標を通信する。別の代替的な実施形態では、任務計画部１９００は、スプラインを介して移動目標を飛行制御部１９０１に通信する。
【０２１７】
飛行制御部１９０１は、中間地点、スプライン、又は任意の他の好適な形式としての、移動目標を受信し、規則又は物理学に基づくモデルに基づいて、移動目標を達成するための、アクチュエータ制御システム１９０４及び推進管理システム１９０５と通信すべきコマンドを決定する。例えば、いくつかの実施形態によれば、物理学に基づくモデルは、現在の状態推定（すなわち、ＵＡＶ１８０２の位置、配向、及び速度）、並びに風及び温度を含む地域の状況に基づいて、必要とされるラダー及びエレベータの状態、並びにＵＡＶ１８０２のモータ推力を出力する。
【０２１８】
通信システム１９０３は、ＵＡＶ１８０２が異なる通信プロトコルを使用して情報を送受信することを可能にする、送信機及び受信機を備える。通信システム１９０３は、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、３Ｇ／４Ｇ、ＬＴＥなどの標準セルラ無線技術のための送信機及び受信機、並びにＵＡＶ１８０２が配送センタ１８０１又は別のＵＡＶ１８０２と直接通信することを可能にするカスタム見通し線及びメッシュプロトコルを含んでもよい。
【０２１９】
ＵＡＶ１８０２は自律的に動作するように設計されているが、任務計画部１９００は、任務計画部１９００の飛行計画を上書きできる命令を、通信システム１９０３を介して受信するように構成されている。例えば、ＵＡＶ１８０２は、配送センタ１８０１又は、グローバルサービス１８０３から、悪天候又は領域内に進入する旅客機に起因して、ＵＡＶ１８０２にすぐに基地に戻るように命令する命令を受信してもよい。このようなコマンドを受信すると、任務計画部１９００は、ＵＡＶ１８０２の移動目標を変更し、他のモジュールに新しい指令を発行し、その結果、ＵＡＶ１８０２は、必要に応じてその飛行経路を調整する。
【０２２０】
積載物管理システム１９０６は、サービス要求及び積載物の性質に応じて、ＵＡＶ１８０２によって搬送される積載物に関連する様々な機能を実行する。例えば、積載物が発射前にＵＡＶ１８０２に取り付けられると、積載物管理システム１９０６は、取り付けが成功したことを任務計画部１９００及び／又は配送センタ１８０１に通信する。サービス要求が荷物送達である場合、積載物管理システム１９０６はまた、積載物の状態、例えば、積載物が生鮮食品である場合には積載物の温度、を監視し、宛先地１８０５における積載物の解放を管理する。この例では、任務計画部１９００は、積載物を安全に宛先地１８０５で投下するのに必要なＵＡＶ１８０２の位置、高度、速度、及び配向を決定し、適切な時間に積載物を解放するコマンドを積載物管理システム１９０６に通信する。積載物管理システム１９０６は、コマンドを受信し、積載物を解放する。
【０２２１】
積載物管理システム１９０６は、積載物の性質に応じて他の機能を実行してもよい。例えば、サービス要求が監視又は地図作成に関連する場合、積載物管理システム１９０６は、積載物に含まれるカメラシステムとインターフェース接合してもよく、任務計画部１９００から受信した命令に基づいて画像又はビデオを捕捉してもよい。例えば、この実施形態では、任務計画部１９００は、ＵＡＶ１８０２がそのルート内のいくつかのある関心対象地点上空を飛行するときに、積載物管理システム１９０６にコマンドを発行して画像を捕捉してもよい。
【０２２２】
安全システム１９０７は、ＵＡＶ１８０２に装着された様々なフェイルセーフ構成要素を管理する。例えば、一実施形態では、安全システム１９０７は、任務計画部１９００から受信したコマンドに基づいて、又は飛行制御部１９０１若しくはセンサシステム１９０２から直接受信した情報に基づいて展開され得るパラシュートシステム（例えば、展開可能なパラシュートシステム１４００、図１４Ａ〜図１４Ｄ）を監視及び制御する。例えば、ＵＡＶ１８０２が回復不可能な急降下に入る場合、安全システム１９０７は、センサシステム１９０２から受信したデータに基づいてパラシュートを展開してもよい。別の実施形態では、任務計画部１９００は、グローバルサービス１８０３又は配送センタ１８０１から受信したメッセージに基づいて、安全システム１９０７にパラシュートを展開するように命令してもよい。コマンドでのパラシュート展開は、航空管制プロセスが、航空交通量の多い地域での複数航空機間の差し迫った衝突の可能性を検出する状況において有用であり得る。ＵＡＶ１８０２に強制的にそのパラシュートを展開させて降下させることにより、それが他の航空機の飛行経路に入ることを防止することができる。
【０２２３】
上述されたＵＡＶ１８０２の構造及び機能は、例示的な一実装に基づいてモジュールに分割されているが、様々なモジュールの機能は、図１９Ａに示されている構成要素よりも多いか又は少ない構成要素があるように、併合されるか、又は更に分割されてもよい。また、様々なモジュールの機能性の一部を、ＵＡＶ１８０２のアクチュエータ、センサ、及び他のハードウェア構成要素に直接提供することも可能である。例えば、飛行制御部１９０１は、複数のアクチュエータモータと直接通信してもよく、これらの各々は、記載したアクチュエータ制御システム１９０４の機能を有する。ハードウェア構成要素制御のそのような分散は、いくつかの実施態様では、耐故障性の観点から有益であり得る。
【０２２４】
上述されたように、配送センタ１８０１は、ＵＡＳ１８００のローカルロジスティックを取り扱う。グローバルサービス１８０３が、サービス要求者１８０４からサービス要求を受信すると、グローバルサービス１８０３は、サービス要求内の基準に従って、サービス要求を満たす宛先地１８０５の位置を含む配送センタ１８０１を選択することになる。グローバルサービス１８０３は次いで、サービス要求内の情報の少なくとも一部分を、選択された配送センタ１８０１に送信することになる。
【０２２５】
配送センタ１８０１は、ＵＡＶ１８０２の発射及び回収、積載物、及びＵＡＶ１８０２の在庫の維持及び監視、並びに地域的情報をグローバルサービス１８０３に通信することに関与する。任務のためのＵＡＶ又は積載物の選択、任務データの準備、ＵＡＶ監視及び任務中の通信、並びに他のタスクなどの他の機能は、実装及び／又はシステムのステータスに応じて、配送センタ１８０１又はグローバルサービス１８０３のいずれかによって実行することができる。配送センタの操作を促進するために、配送センタオペレータ１８０７を配送センタ１８０１に配置してもよい。
【０２２６】
図２０は、例示的な一実施形態による配送センタ１８０１のブロック図である。前述されたように、配送センタ１８０１のこの実施形態によって実行される機能のいくつかは、代わりにグローバルサービス１８０３によって実行され得る。同様に、グローバルサービス１８０３の機能のいくつかは、配送センタ１８０１によってローカルに実行され得る。当業者であれば、特定のＵＡＳ実装の要件に基づいて、グローバルサービス１８０３及び配送センタ１８０１の機能を、任意の適切な方法で分割することができるであろう。
【０２２７】
この実施形態では、配送センタ１８０１は、推進在庫管理システム２００１、積載物在庫管理システム２００２、検証及び発射システム２００３、配送センタ管理システム２００４、オペレータインターフェース２０１２、及びＵＡＶ在庫管理システム２０１３から構成される。
【０２２８】
配送センタ管理システム２００４は、配送センタ１８０１のハブとして機能する。この実施形態では、配送センタ管理システム２００４は、任務マネージャ２００５、センサステーション２００６、通信ステーション２００７、ロジスティックシステム２００８、空中地図データベース２００９、地形マップデータベース２０１０及びインターフェースハンドラ２０１１を含む。例示的な一実施形態では、配送センタ管理システム２００４は、専用のセンサ及び通信周辺装置が設置された１つ以上のコンピュータサーバを使用して実装される。
【０２２９】
配送センタ１８０１の機能のいくつかは、人間の配送センタオペレータ１８０７の支援を必要とする場合がある。例えば、ＵＡＶの組み立て、ＵＡＶの修理、積載物の取り付け及び取り外し、ＵＡＶの回収、バッテリの取り換え、及び燃料補給は、完全に自動化されていない場合には、人間による関与を必要とし得るタスクである。オペレータインターフェース２０１２は、配送センタオペレータ１８０７が配送センタ管理システム２００４及びグローバルサービス１８０３から情報及び命令を受信すること、並びに情報及び命令を配送センタ管理システム２００４及びグローバルサービス１８０３に返送することを可能にする。配送センタ管理システム２００４は、インターフェースハンドラ２０１１を介してオペレータインターフェース２０１２と通信する。いくつかの実施形態では、オペレータインターフェース２０１２は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、又はパーソナルコンピュータ上で実行されているアプリケーションであり、インターフェースハンドラ２０１１は、ＩＥＥＥ３０２．１１などの無線通信プロトコルを介してアプリケーションと通信する。
【０２３０】
任務マネージャ２００５は、配送センタ１８０１での任務オペレーションの地域的な側面を管理することに関与するモジュールである。いくつかの実施形態では、任務マネージャ２００５は、グローバルサービス１８０３からサービス要求（又はサービス要求から生成されたデータ）を受信し、ＵＡＶ１８０２に組み立てられることになるＵＡＶ１８０２又はＵＡＶ構成要素を選択し、任務中にＵＡＶ１８０２によって利用されることになる任務データを準備し、任務に適切な積載物を選択し、ＵＡＶ１８０２を試験及び発射し、任務中にＵＡＶ１８０２及び積載物のステータスを監視する。任務マネージャ２００５は、オペレータインターフェース２０１２を介して、任務の様々な段階の間に、任務のステータス、並びにＵＡＶ１８０２の準備、装填、発射、及び回収を促進するための動作を示す命令の両方を通信するために、配送センタオペレータ１８０７と通信する。
【０２３１】
任務マネージャ２００５は、配送センタ管理システム２００４の他の構成要素を利用して、地域の環境、並びにＵＡＶ１８０２及び地域的な在庫を含むＵＡＳ１８００の様々な地域のステータスを監視する。
【０２３２】
任務マネージャ２００５は、通信ステーション２００７を介してグローバルサービス１８０３及びローカルＵＡＶ１８０２との接触を維持する。サービス要求に関する情報は、グローバルサービス１８０３から受信され、地域の状況、進行中の任務、在庫などに関する情報がグローバルサービス１８０３に返送される。通信ステーション２００７は、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、３Ｇ／４Ｇ、ＬＴＥなどを含むがこれらに限定されない、いくつかの異なる標準遠距離通信プロトコルのための送信機及び受信機を有してもよい。これらの標準的なプロトコルに加えて、通信ステーション２００７は、ＵＡＶ１８０２及び他の配送センタ１８０１との直接通信を可能にする見通し線又はメッシュプロトコルをサポートしてもよい。最後に、通信ステーション２００７はまた、ＵＡＳ１８００及び第三者情報プロバイダの他の構成要素と高速通信するためのインターネットへの有線接続も含んでもよい。任務マネージャ２００５は、通信ステーション２００７を介して受信した情報のいくつかをオペレータインターフェース２０１２に送信してもよく、その結果、配送センタオペレータ１８０７は、地域的任務に関連するＵＡＶ１８０２又はＵＡＳ１８００の他の構成要素のステータスを監視することができる。
【０２３３】
センサステーション２００６は、主に、配送センタ１８０１の位置に関する地域的気象データを収集するために使用される。センサステーション２００６は、圧力センサ、温度計、風力センサ、降水量検出器などを含んでもよい。センサステーション２００６はまた、レーダ、無線追跡、及び光学物体認識システムなどの機器を使用して、ＵＡＶ１８０２を検出及び追跡するために使用されてもよい。任務マネージャ２００５は、オペレータインターフェース２０１２を介してセンサステーション２００６から配送センタオペレータ１８０７に情報を提示してもよく、その結果、配送センタオペレータ１８０７は、ＵＡＶ１８０２及び配送センタ１８０１を悪天候から保護するために必要な措置をとることができる。例えば、センサステーション２００６が接近する嵐を検出する場合、任務マネージャ２００５は、オペレータインターフェース２０１２を介して、配送センタオペレータ１８０７に通知を表示してもよく、オペレータ１８０７は、既に発射されたＵＡＶ１８０２を回収するための、発射されていない任務を中止するための、及びそのような手順に従うことができる。
【０２３４】
ロジスティックシステム２００８は、配送センタ１８０１における様々な構成要素の在庫レベルを追跡し、これらの在庫レベルをグローバルサービス１８０３及び任務マネージャ２００５に報告する。この在庫情報は、サービス要求を満たすために特定の配送センタ１８０１を選択する際に使用され得る。
【０２３５】
ロジスティックシステム２００８は、推進在庫管理システム２００１、積載物在庫管理システム２００２、及びＵＡＶ在庫管理システム２０１３とインターフェースして、バッテリ、積載物、及びＵＡＶ／ＵＡＶ構成要素の在庫レベルをそれぞれ決定する。ロジスティックシステム２００８は、在庫レベルが閾値レベルを下回ったときに、又は在庫レベルが指定された期間内に閾値レベルを下回ると予測されるときに、追加の在庫の送達を要求することができる。
【０２３６】
グローバルサービス１８０３は、ロジスティックシステム２００８によって報告された在庫レベルを監視してもよく、現在の在庫レベル又は将来の予測在庫レベルに基づいて、追加の在庫品目を配送センタ１８０１に積極的に発送してもよい。ロジスティックシステム２００８はまた、配送センタオペレータ１８０７に、在庫不足又は在庫内の特定の品目のエラーを、オペレータインターフェース２０１２を介して直接通知してもよい。これらの通知に基づいて、配送センタオペレータ１８０７は、必要に応じて品目を補充又は修理してもよい。
【０２３７】
配送センタ１８０１の各品目は、ロジスティックシステム２００８によって監視され得る追跡タグを添付されてもよい。バーコード、ＲＦＩＤタグ、ＮＦＣタグなどを含む様々な技術を使用して、追跡タグを実装することができる。これらのタグは、ＵＡＶ１８０２、ＵＡＶ構成要素、積載物、バッテリ、予備部品などを含む追跡を必要とする配送センタ１８０１の全ての品目に添付されてもよい。タグは、配送センタ１８０１において追跡される各物理的対象物に対象物識別子を関連付ける。例えば、配送センタ１８０１における各積載物は、それに添付されたタグによって示される、それに関連付けられている対象物識別子を有する。対象物識別子は、タグをスキャンするように構成された読取機によってタグから読み取られてもよい。例えば、ＲＦＩＤタグはＲＦＩＤ読み取り機を使用して読み取られ、ＮＦＣタグはＮＦＣ読み取り機を使用して、などである。
【０２３８】
対象物識別子は、スキャンされた対象物のタイプ、並びにその固有のアイデンティティを決定するために使用することができる。例えば、積載物対象物に添付されたタグは、対象物が特定のタイプの積載物であること、並びにその積載物の特定のインスタンスであり、在庫内の同じタイプの他の積載物とは異なることを認識する。いくつかの実施形態では、対象物識別子は、在庫データベース内の対象物と関連付けられたデータベースエントリを決定するために使用され得る。
【０２３９】
ロジスティックシステム２００８は、各対象物識別子に関連付けられた対象物の在庫レベルをグローバルサービス１８０３に報告する。
【０２４０】
バッテリ及び／又は燃料などのＵＡＶの推進力に関連する構成要素は、推進在庫管理システム２００１によって記憶及び追跡される。また、推進在庫管理システム２００１は、バッテリを再充電する手段、燃料タンクを再充填するための手段などを有する。推進在庫管理システム２００１は、燃料及び／又はバッテリの在庫レベル及びステータスをロジスティックシステム２００８に報告する。例えば、推進在庫管理システム２００１は、特定の配送センタ１８０１に在庫されているバッテリの数を追跡できるだけでなく、それらのバッテリの各々の充電レベル及び各バッテリが満充電に達するまでの予想時間を追跡することもできる。バッテリ容量、経時的な電荷保持などの、バッテリの追加の特性も追跡することができる。
【０２４１】
任務マネージャ２００５は、ロジスティックシステム２００８を介して、任務の開始前にＵＡＶで利用可能なバッテリ充電レベル及び／又は燃料を認識する。任務マネージャ２００５は、サービス要求に基づいて、各ＵＡＶ１８０２に必要とされるエネルギーリソースを決定し、ＵＡＶ１８０２のバッテリを取り換えるか、又はＵＡＶ１８０２に燃料を補給して航空機が任務を完了するのに十分なエネルギーを有していることを確認するように配送センタオペレータ１８０７に命令してもよい。例えば、任務マネージャ２００５は、ＵＡＶ１８０２が任務で発射される前に、特定の充電状態を有するバッテリを特定のＵＡＶ１８０２にロードするように、オペレータインターフェース２０１２を介して配送センタオペレータ１８０７に命令してもよい。
【０２４２】
積載物在庫管理システム２００２は、ＵＡＶ１８０２に装着され得る様々な積載物の在庫レベル及びステータスを追跡する。積載物在庫管理システム２００２はまた、特定の積載物に関連する再充電、冷蔵、及び他のメンテナンス関連機能も提供してもよい。例えば、積載物がワクチンである場合、積載物在庫管理システムは、ワクチン投与量のための冷蔵保管容器を提供してもよく、保管容器内の温度及び容器に保管された投与量の数を監視し、ロジスティックシステム２００８に報告してもよい。任務マネージャ２００５は、オペレータインターフェース２０１２を介して、配送センタ１８０１に記憶された様々な積載物のステータスを配送センタオペレータ１８０７に通知してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、任務マネージャ２００５は、積載物在庫管理システム２００２に保管された特定のワクチンが期限切れになったことを配送センタオペレータ１８０７に通知するために、オペレータインターフェース２０１２に通知を送信してもよい。この通知に基づいて、配送センタオペレータ１８０７は、保管場所から期限切れになったワクチンを除去し、新しい在庫と取り換えることができる。
【０２４３】
ＵＡＶ在庫管理システム２０１３は、配送センタ１８０１に保管された組み立てられたＵＡＶ１８０２及びＵＡＶ構成要素を追跡し、この情報をロジスティックシステム２００８に報告する。任務マネージャ２００５又はグローバルサービス１８０３は、特定の配送センタ１８０１での任務のために利用可能なＵＡＶリソースを決定するためにロジスティックシステム２００８に問い合わせてもよく、ＵＡＳ１８００によって受信されたサービス要求の要件に基づいてこれらのリソースを割り当てることができる。任務を遂行するために特定のＵＡＶ構成が必要とされるとき、任務マネージャ２００５は、任務の完了に好適なＵＡＶを構成するために、ＵＡＶ在庫管理システム２０１３に保管されている特定のセットのＵＡＶ構成要素を組み立てるように、オペレータインターフェース２０１２を介して配送センタオペレータ１８０７に命令を送信してもよい。ＵＡＶ又はＵＡＶ構成要素が在庫から追加及び除去されると、ＵＡＶ在庫管理システム２０１３は、これらのリソースの利用可能性だけでなく、それらの状況及び取り換えの必要性などの構成要素のステータスも追跡する。この情報は、任務マネージャ２００５及びグローバルサービス１８０３によって、配送センタ１８０１のための新しいＵＡＶ１８０２又は構成要素の送達を注文するために使用されてもよい。
【０２４４】
ＵＡＶ１８０２にアップロードされる任務データは、グローバルサービス１８０３から受信したサービス要求の要件に基づいて準備される。任務マネージャ２００５による任務データの準備について説明しているが、グローバルサービス１８０３又はＵＡＶ１８０２に搭載された任務計画部１９００のいずれかが任務データを準備するような代替的な実施形態が可能である。任務データは、宛先地１８０５の位置及びサービス要求を満たすために必要とされる積載物だけでなく、宛先位置への飛行ルートを生成するために必要とされる情報も含む。ルート生成に必要な情報は、空中地図データベース２００９及び地形マップデータベース２０１０に地域的に記憶される。
【０２４５】
空中地図データベース２００９は、配送センタ１８０１によって提供される地理的領域内の複数の飛行回廊に関するデータを含む。空中地図データベース２００９は、グローバルサービス１８０３の一部である大域的空中地図データベース２１００と少なくとも部分的に同期されてもよい。飛行回廊データは、気象、航空交通などの飛行回廊内におけるリアルタイムの状況に関する情報を含む。地域的空中地図データベース２００９は、グローバルサービス１８０３、他の配送センタ１８０１及び第三者（気象サービス及び航空管制官など）から受信した最新情報に基づいて、飛行回廊データを更新する。飛行回廊内を最近飛行したＵＡＶ１８０２はまた、飛行回廊内に存在する最後に監視された状況について配送センタ１８０１にデータを送信してもよく、この情報は、関連する飛行回廊データを更新するために、空中地図データベース２００９によって使用されてもよい。配送センタ１８０１の地域的空中地図データベース２００９が、大域的空中地図データベース２１００よりも飛行回廊についてより最近の情報を有するときに、大域的空中地図データベース２１００は、通信ステーション２００７を介して更新される。逆もまた真であり、大域的空中地図データベース２１００からの最新の更新は、通信ステーション２００７を介して受信され、地域的空中地図データベース２００９に組み込まれる。
【０２４６】
地形マップデータベース２０１０は地形データを含み、地形データは、配送センタ１８０１によって提供される地理的領域内の地形及び地上障害物に関する情報である。この地形データは、生画像、高さマップ、３次元（three-dimensional、３Ｄ）メッシュとして含むが、これらに限定されない多数の方法で記憶することができる。グローバルサービス１８０３はまた、地域的地形マップデータベース２０１０と少なくとも部分的に同期された大域的地形マップデータベース２１０１も含む。空中地図データベースと同様に、地形マップデータベース２０１０は、それらの任務飛行の間に、ＵＡＶ１８０２から捕捉されたデータに基づいて更新される。例えば、ＵＡＶ１８０２がある位置の上空を飛行し、地形マップデータベース２０１０内のその位置に存在しなかった新たな障害物に関する情報を捕捉する場合、地形マップデータベース２０１０は、任務中、又はＵＡＶ１８０２が配送センタ１８０１に戻された後に、ＵＡＶ１８０２から受信したデータを介して新たな情報で更新されることになる。
【０２４７】
空中地図データベース２００９からの飛行回廊に関する情報は、ＵＡＶ１８０２を宛先地１８０５へルーティングするのに十分であり得るが、ＵＡＶ１８０２が飛行している地面に関する情報もまた、任務の様々な段階において有用であり得る。例えば、ＵＡＶ発射及び回収の間は、発射及び回収場所付近の地形及び障害が関連する。加えて、サービス要求が荷物送達を必要とする場合、ＵＡＶ１８０２の任務計画部１９００は、積載物がアクセス可能な場所に着地し、地域の建造物、対象物、又は人を損傷しないような、積載物を投下すべき位置を決定しなければならないので、宛先地１８０５における地形及び障害が関連する。
【０２４８】
地形マップデータベース２０１０からの情報はまた、監視又は地図作成を必要とするサービス要求を満たすためにも有用である。いくつかの場合には、地形マップデータベース２０１０からの地形データを使用して、ＵＡＶを発射することなく、監視又は地図作成要求を遂行することができる。例えば、ＵＡＶ１８０２が、特定の位置の宛先地１８０５で最新画像を捕捉し、その後のサービス要求が、同じ位置で、ある閾値時間限界内で画像捕捉を要求したならば、地形マップデータベース２０１０に記憶されている宛先地１８０５からの最新の情報をサービス要求者１８０４に送信することができる。
【０２４９】
任務データを地域的に準備するために、任務マネージャ２００５は、グローバルサービス１８０３から受信したサービス要求情報から、宛先地１８０５の位置を最初に決定する。この宛先位置、及び典型的には配送センタ１８０１の位置である発射位置に基づいて、任務マネージャ２００５は、任務のために関連する動作領域を決定し、この地理的領域に関連付けられたデータを空中地図データベース２００９及び地形マップデータベース２０１０から抽出する。抽出された情報は、任務データの一部としてＵＡＶ１８０２に送信される。いくつかの実施形態では、任務マネージャ２００５はまた、任務データの一部として、最低コストの宛先地１８０５へのルートもＵＡＶ１８０２に提供する。実装に応じて、ルートは、グローバルサービス１８０３、ＵＡＶ１８０２内の任務計画部１９００及び／又は任務マネージャ２００５によって動的に更新され得る。ＵＡＶ１８０２への接続性が任務飛行中に保証され得ない場合、ＵＡＶ１８０２に搭載された任務計画部１９００は、ルートを動的に更新することを許可され得る。動的ルート生成のためのプロセスは、図１９Ｂの記載においてより詳細に説明される。図１９Ｂに関連して説明された実施形態では、ＵＡＶ１８０２は、承認マネージャ２００５からルートを受信する代わりに、搭載任務計画部１９００を使用して、空中地図データを受信し、宛先地１８０５への最低コストルートを決定する。
【０２５０】
いくつかの実施形態では、ＵＡＶ１８０２は、これらのデータベース内の情報のサブセットのみの代わりに、空中地図データベース２００９及び地形マップデータベース２０１０の完全なミラーを記憶する。これは、データベースのサイズが、ＵＡＶ１８０２上の記憶リソースがデータセット全体を記憶するのに足りるほど十分に小さいときに行うことができる。この場合、情報のサブセットは、前述のように、ＵＡＶ１８０２内に記憶されてもよい。同様に、地域的地図データベース２００９及び地域的地形マップデータベース２０１０が十分な記憶容量を有する場合、大域的空中地図２１００及び大域的地形マップ２１０１全体は、配送センタ１８０１に地域的に記憶されてもよい。グローバルデータのサブセットは、グローバルデータセットが大きすぎて完全なローカルミラーリングを行うには経済的な面から大きすぎる場合に限り、地域的に抽出され記憶されてもよい。
【０２５１】
検証及び発射システム２００３は、ＵＡＶ１８０２の試験、検証、及び発射に関与する。ＵＡＶ１８０２は、検証及び発射システム２００３にロードされ、それらの構成要素は、それらが任務中に実行するであろうことを確実にするために試験される。この段階であらゆる不良構成要素が識別され、オペレータインターフェース２０１２を介して配送センタオペレータ１８０７の注意を促す。試験及び発射システム２００３はまた、添付されたタグによって、組み立てられたＵＡＶ１８０２内の各構成要素が、現在の任務のために任務マネージャ２００５によって割り当てられた構成要素であることも検証する。例えば、検証及び発射システム２００３は、ＵＡＶ１８０２に取り付けられたバッテリ及びモータを検出し、それらが発射前に任務のために適切な充電及び性能を有することを保証する。何らかの矛盾がある場合は、訂正のために配送センタのオペレータ１８０７に注意を促す。同様に、試験及び発射システム２００３は、ＵＡＶ１８０２上にロードされた積載物が、現在の任務のための正しい積載物であることを検証する。
【０２５２】
検証及び発射システム２００３がＵＡＶ１８０２を検証すると、ＵＡＶ１８０２が発射され、任務マネージャ２００５は、任務飛行中に航空機を監視し続ける。任務マネージャ２００５は、ＵＡＶ１８０２からステータス更新を受信し、これらのステータス更新は、任務マネージャ２００５が任務の進行を少なくとも断続的に追跡することを可能にする。任務マネージャ２００５は、ＵＡＶ１８０２のステータスに関する情報を、オペレータインターフェース２０１２を介して配送センタオペレータ１８０７に提示してもよい。例えば、接近する嵐など、任務の中断を必要とするいくつかの地域的事象が存在する場合、任務マネージャ２００５又は配送センタオペレータ１８０７のいずれか（又はその両方）が、オペレータインターフェース２０１２を介して、ＵＡＶ１８０２に配送センタ１８０１に戻るように命令するために、通信ステーション２００７を介してＵＡＶ１８０２にコマンドを送信することができる。
【０２５３】
上述された配送センタ１８０１の構造及び機能は、例示的な一実装に基づいてモジュールに分割されているが、様々なモジュールの機能は、図２０に示されている構成要素よりも多い又は少ない構成要素があるように、併合されるか、又は更に分割されてもよい。例えば、コンピュータサーバ又は埋め込みＳＯＣなどのコンピュータハードウェアの単一部品上に、任務マネージャ２００５、通信ステーション２００７、ロジスティックシステム２００８、及びインターフェースハンドラ２０１１を含む、配送センタ管理システム２００４の多くの部分を実装することが可能である。同様に、異なる在庫管理システムは、単一の在庫管理マネージャの下で併合され得る一方で、検証及び発射システム２００３は、別個の検証システム及び発射システムに分割され得る。
【０２５４】
ＵＡＳは、グローバルサービス１８０３も含み、グローバルサービス１８０３は、インターネット又は別の通信プロトコルを介してアクセス可能な１つ以上のコンピュータサーバ上で実行されるソフトウェアサービスの集合である。例示的な一実施形態では、グローバルサービス１８０３は、Ａｍａｚｏｎ  Ｗｅｂ  Ｓｅｒｖｉｃｅ又はＧｏｏｇｌｅ  Ｃｌｏｕｄなどの第三者データセンタで仮想マシン上で実行されるソフトウェアモジュールである。
【０２５５】
グローバルサービス１８０３の１つの目的は、複数の配送センタ１８０１、サービス要求者１８０４、及びＵＡＶ１８０２を協調させ、サポートし、管理するためのグローバルインフラストラクチャを提供することである。しかしながら、いくつかの実施形態では、グローバルサービス１８０３の機能はローカルコンピュータサーバによって提供され、サーバは、ＵＡＶ１８０２、配送センタ１８０１、及びサービス要求者１８０４（場合によっては各々の１つのみ）の地域的セットを供給することが考えられる。
【０２５６】
１つ以上のグローバルシステムオペレータ１８０６は、グローバルサービス１８０３に接続し、完全に自動化することができない（又は、他の方法で完全に自動化されないように選択される）システムのための人間の介入を提供する。グローバルシステムオペレータ１８０６は、典型的には、制御デバイスを介してグローバルサービス１８０３に接続する。制御デバイスは、コンピュータワークステーション、パーソナルコンピュータ、タブレットデバイス、スマートフォン、又はグローバルサービス１８０３と、ネットワークを介して通信することができる任意の他のコンピューティングデバイスであってもよい。例えば、例示的な一実施形態では、グローバルシステムオペレータ１８０６は、インターネット接続を有するラップトップコンピュータを使用して、インターネットにも接続されているコンピュータサーバ上で実行されるグローバルサービス１８０３に接続する。
【０２５７】
図２１に示される例示的な実施形態では、グローバルサービス１８０３は、複数の配送センタ１８０１、ＵＡＶ１８０２、及びサービス要求者１８０４にサービスを提供するように構成されている。この実施形態では、グローバルサービス１８０３は、大域的空中地図データベース２１００、大域的地形マップデータベース２１０１、データマネージャ２１０２、サービス要求ハンドラ２１０３、グローバルロジスティックマネージャ２１０４、航空管制システム２１０５、及びシステムインターフェースマネージャ２１０６を含む。
【０２５８】
前述されたように、大域的空中地図データベース２１００及び大域的地形マップデータベース２１０１は、ＵＡＳ１８００内の空中地図及び地形マップデータのグローバルレポジトリである。これらのデータベースの地域的バージョンの場合と同様に、これらのデータベースにおける情報は、ＵＡＳ１８００の必要性に応じて様々な方法で表すことができる。これらのデータベースは、図示される実施形態では単一のユニットとして表されているが、実際には、データベースは、改善された読み出し速度、冗長性、及びエラー回復を提供するために、いくつかのミラー化されたデータ記憶を使用して実装されてもよい。
【０２５９】
データマネージャ２１０２は、グローバルデータベースへのデータ書き込み及びデータ読み出しを管理する。例えば、地域的空中地図データベース２００９及び地域的地形マップデータベース２０１０に対する更新がグローバルサービス１８０３に通信されると、データマネージャ２１０２は、情報が適切なデータベースに記憶され、最新情報が常に利用可能であり、古い情報によって上書きされないことを保証する。データマネージャ２１０２はまた、ＵＡＳ１８００の外部から受信した情報を管理し、この情報をグローバルデータベースに統合する。例えば、第三者気象情報プロバイダ、航空当局、及び外部の航空管制官から受信した情報は、大域的空中地図データベース２１００に統合されてもよい。同様に、第三者のトポグラフィーデータ、地図画像、及び監視データは、大域的地形マップデータベースに統合されてもよい。
【０２６０】
データマネージャ２１０２はまた、各配送センタ１８０１のローカルデータベースに送信された更新も管理する。一実施形態では、大域的空中地図データベース２１００及び大域的地形マップデータベース２１０１が更新されると、データマネージャ２１０２は、それらの更新が関連する領域を監視し、それらの更新の少なくとも一部を、関連領域内にある配送センタ１８０１に送信する。別の実施形態では、特定の領域内の配送センタ１８０１における任務マネージャ２００５は、その領域に関する情報をグローバルサービス１８０３に定期的に要求し、そして、データマネージャ２１０２は、グローバルデータベースからその領域に関連する情報のセットを決定し、その情報を、情報がローカルデータベースに組み込まれ得る配送センタ１８０１に送信する。同様に、飛行中のＵＡＶ１８０２は、グローバルサービス１８０３からのその現在位置に関する情報を要求することができ、データマネージャ２１０２は、ＵＡＶ１８０２の位置に基づいてＵＡＶ１８０２に返送されるべき関連情報を同様に決定してもよい。
【０２６１】
サービス要求ハンドラ２１０３は、グローバルサービス１８０３によって受信されるサービス要求者１８０４によって送信されたサービス要求を管理する。サービス要求がグローバルサービス１８０３によって受信されると、サービス要求ハンドラ２１０３はグローバルロジスティックマネージャ２１０４と通信して、サービス要求を地理的に処理するのに好適な配送センタ１８０１を決定する。前述されたように、配送センタ１８０１の選択は、サービス要求内で指定された宛先地１８０５の位置だけでなく、積載物、ＵＡＶの機能などのような要求のロジスティック要件も考慮することができる。例えば、サービス要求は、要求を完了するために必要な積載物タイプを指定する情報を含んでもよく、配送センタ１８０１は、様々な配送センタ１８０１におけるその積載物タイプの利用可能性に基づいて選択されてもよい。
【０２６２】
積載物タイプは、積載物のタイプに関連付けられた積載物識別子によって直接指定されてもよく、又は含意によって指定されてもよい。例えば、カメラ積載物は、サービス要求が宛先地１８０５における画像データの要求である場合に、含意によって指定されてもよい。
【０２６３】
いくつかの実施形態では、サービス要求ハンドラ２１０３は、グローバルシステムオペレータ１８０６からの入力を受け取り、サービス要求を満たすために使用される配送センタ１８０１を決定する。
【０２６４】
サービス要求を満たすための配送センタ１８０１及びＵＡＶ１８０２が識別され、確保されると、サービス要求ハンドラ２１０３は、サービス要求が処理中であることをサービス要求者１８０４に通知してもよい。サービス要求ハンドラ２１０３は、推定任務完了時間を推定し、サービス要求者１８０４に送信することが可能となる情報を、配送センタ１８０１及び／又はＵＡＶ１８０２から受信してもよい。
【０２６５】
サービス要求ハンドラ２１０３は、システムインターフェースマネージャ２１０６を介してサービス要求者１８０４と通信することができる。人間のサービス要求者１８０４は、典型的には、携帯電話、タブレット、又はパーソナルコンピュータなどの何らかのリモートクライアントデバイスによって、サービス要求をグローバルサービス１８０３に送信する。システムインターフェースマネージャ２１０６は、クライアントデバイス上に表示されるように構成されたサービス要求者１８０４によって操作されるクライアントデバイスに情報を送信することができる。例えば、一実施形態では、システムインターフェースマネージャ２１０６は、ウェブサーバとして機能し、クライアントデバイスはウェブサーバに接続し、システムインターフェースマネージャ２１０６からダウンロードされるウェブページを表示する。この例では、サービス要求者１８０４は、表示されたウェブページを介してグローバルサービス１８０３に情報を受送信することができる。別の実施形態では、システムインターフェースマネージャ２１０６は、インターネット（表示状態転送、すなわち「ＲＥＳＴ」インターフェースなど）上にアプリケーションインターフェースを公開し、クライアントデバイス上で実行されているアプリケーションが、グローバルサービス１８０３から受信した情報をサービス要求者１８０４に表示し、サービス要求者１８０４によって入力された情報をグローバルサービス１８０３に返送するように構成されている。
【０２６６】
サービス要求ハンドラ２１０３はまた、ＵＡＶ１８０２がサービス要求を完了するための任務を遂行するルートを決定する際に、積極的な役割を果たすこともできる。例えば、サービス要求ハンドラ２１０３は、システムインターフェースマネージャ２１０６を使用して、宛先地１８０５の正確な位置をサービス要求者１８０４に問い合わせることができ、サービス要求者１８０４によって提供される情報は、サービス要求を満たす際にＵＡＶ１８０２によって使用される飛行ルートを改善するために使用され得るルート改善情報を含んでもよい。
【０２６７】
サービス要求ハンドラ２１０３は、グローバルロジスティックマネージャ２１０４を利用して、配送センタ１８０１及びＵＡＶ１８０２の選択に必要な情報を取得する。グローバルロジスティックマネージャ２１０４は、各配送センタ１８０１の各ローカルロジスティックシステム２００８内の在庫情報を追跡する。グローバルロジスティックマネージャ２１０４は、任意の在庫品目の供給が、使い果たされた、いくつかの閾値量を下回っている、又はある閾値時間内で消耗すると予測されるとき、追加の在庫を地域の配送センタ１８０１に積極的に送ってもよい。グローバルロジスティックマネージャ２１０４はまた、配送センタ１８０１で在庫不足の場合に、グローバルシステムオペレータ１８０６に通知してもよい。グローバルシステムオペレータ１８０６は、例えば、第三者の倉庫から品目を注文及び出荷するなど、新しい在庫品目を配送センタ１８０１に送るために、ＵＡＳ１８００の外部で行動をとることができる。
【０２６８】
一実施形態では、グローバルロジスティックマネージャ２１０４は、ＵＡＶの不足を有する第２の配送センタ１８０１に、余分なＵＡＶを有する第１の配送センタ１８０１から、ＵＡＶ１８０２を再配置する。この実施形態では、グローバルロジスティックマネージャ２１０４は、毎日、毎月、又は毎年のサービス要求パターンを監視して、ある期間にわたって各配送センタ１８０１における推定ＵＡＶ要件を決定してもよい。これらの推定ＵＡＶ要件に基づいて、グローバルロジスティックマネージャ２１０４は、１つの配送センタ１８０１から別の配送センタ１８０１へのＵＡＶを事前に再配置することができる。ＵＡＶ１８０２の再配置は、第三者輸送機を使用して行われてもよく、又は再配置は、配送センタ１８０１に要求を送信して、他の配送センタ１８０１に設定した宛先地１８０５を用いて、ＵＡＶ１８０２を発射することができる。最適化として、これらの再配置フライトは、サービス要求ボリュームが低い時間中、例えば、夜遅く又は休日中にスケジュールされてもよい。
【０２６９】
航空管制システム２１０５は、ＵＡＳ１８００によって提供される領域内で飛行することが知られているＵＡＶ１８０２及び航空機の追跡に関与する。航空管制システム２１０５は、配送センタ１８０１、飛行中のＵＡＶ１８０２、及び第三者航空交通情報プロバイダから情報を受信する。航空管制システム２１０５によって受信される情報は、ＵＡＳ１８００の領域における航空機の既知の位置、並びにシステムに登録された飛行ルートを含む。配送センタ１８０１及び／又はＵＡＶ１８０２は、任務のための飛行ルートを、航空管制システム２１０５に登録してもよい。また、航空管制システム２１０５は、第三者によって操作されるＵＡＶ及び航空機を、それらの飛行ルートを登録することを可能にし得る。
【０２７０】
航空管制システム２１０５は、任務飛行中のＵＡＶ１８０２に、航空機及びＵＡＶの位置に関するリアルタイム情報の更新を提供する。この情報を使用して、ＵＡＶ１８０２に搭載された任務計画部１９００は、他の航空機との衝突を回避するために、それらの飛行ルートを修正してもよい。航空管制システム２１０５は、全ての航空機運行のために、安全な空域を維持するために、ＵＡＳ１８００の外部で動作するＵＡＶ及び他の航空機に同様の情報更新を提供してもよい。
【０２７１】
また、航空管制システム２１０５は、サービス要求ハンドラ２１０３及びグローバルロジスティックマネージャ２１０４にも情報を提供する。航空管制システム２１０５からの情報は、サービス要求及びＵＡＶ１８０２の再配置のための配送センタ１８０１の選択に影響を与えるために使用されてもよい。例えば、サービス要求は、近傍の航空交通が過剰である配送センタ１８０１から離れてルーティングされてもよく、ＵＡＶ再配置は、航空交通がその最も高い期間を回避するようにタイミングがとられてもよい。
【０２７２】
上述されたグローバルサービス１８０３の構造及び機能は、例示的な一実施例に基づいてモジュールに分割されているが、様々なモジュールの機能は、図２１に示されている構成要素よりも多い又は少ない構成要素があるように、併合されるか、又は更に分割されてもよい。例えば、空中地図及び地形マップデータベースを単一のデータストアに併合することが可能である。示されるサービスのうちのいくつかは、例えば、ＵＡＳ１８００の外部に移動させることができ、例えば、航空管制システム２１０５及びグローバルロジスティックマネージャ２１０４を、アプリケーションプログラミングインターフェース（Application Programming Interface、ＡＰＩ）を介してアクセス可能な独立したサービスとしてＵＡＳ１８００の外部で動作させてもよい。構造のこれらの変更及び他の変更は、システムの全体的なアーキテクチャを変更しないものであり、そのような変更を伴うシステムは、開示されたシステムと同等であるとして当業者により認識されるであろう。
【０２７３】
前述の説明は、説明の目的で、記載された実施形態の完全な理解を提供するために特定の用語を使用した。しかしながら、記載された実施形態を実施するために、具体的な詳細が必要とされないことは当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に記載される特定の実施形態の前述の説明は、図示及び説明の目的のために提示される。これらは、網羅的であるか、又は開示される正確な形態に実施形態を限定することを目的としていない。上記の教示に鑑みて、多くの修正及び変形が可能であることが当業者には明らかであろう。また、本明細書で使用されるとき、構成要素の位置、上下の用語、又はそれらの同義語は、必ずしも外部基準に対する絶対位置を指すものではなく、その代わりに、図面を参照して構成要素の相対位置を指すものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図８Ｊ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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