本申请要求4月27日提交的美国专利申请编号62/491,145；5月31日提交的美国专利申请编号62/512,784；8月1日提交的美国专利申请编号62/540,007；和11月30日提交的美国专利申请编号62/593,008的优先权。这些申请中的每个申请通过引用以其整体并入本文。
背景技术：
本申请处理用于无人旋翼飞行器的安全性和功能性的改进。通过在增强可追责性的同时降低飞走风险的改进或者对多轴直升机进行定位以从高架位置部署的改进，促进了安全性；并且通过克服对飞行持续时间和升力能力的限制，增加功能性。近些年已经看到了远程引导的无人飞行器的普及率的增加。这些无人飞行器有时称为“无人机”，并且具有包括使用由称为旋翼的旋转叶片产生的升力的旋翼飞行器的多种形式。多旋翼飞行器是具有多个升力旋翼的那些飞行器，其名称如四轴旋翼飞行器和六轴旋翼飞行器以分别指具有4个和6个升力叶片的飞行器。具有超过六个叶片的旋翼飞行器也是已知的。此类无人飞行器的当前实施方式虽然流行并且提供娱乐价值和其他实用性，但是带来危险并且具有局限性。
危险的一个主要来源是不受控制的飞走，这可能干扰载人飞行器或者导致因坠毁而造成的伤害，以及由树木、水体或其他位置中的未回收飞行器造成的生态破坏。即使不受控制的飞走并未导致实际的人身伤害或财产损失，也会有因恐惧和预期失控对公众造成的伤害和刺激，尤其是当不能正确驾驶飞行器的操作员在附近以不稳定的方式操作它们时。另外，如果所述飞行器摧毁或丢失，操作员也将遭受经济损失。并且，虽然基于操作员失误可能导致无人飞行器摧毁或丢失，但是它们也会在大风或阵风条件下遭受这些命运。可以从未公开的位置操作的当前版本的无人旋翼飞行器也由其缺乏可追责性而威胁非操作员的权利，当所述飞行器包括摄像头并且操作员在非法观察他人的同时隐藏自己时，这可能会导致隐私侵犯。
由于这些危险和风险中的一些，美国联邦航空管理局(“faa”)对无人飞行器的使用进行了规制(或在一些位置，完全禁止)。一些规定限制了飞行器的重量，以及它们可以操作的地点和时间。faa对诸如风筝和气球等其他飞行装置也有规则和限制。具体地，该机构限定“风筝”为“用纸、布、金属或其他材料覆盖的框架，所述框架旨在在绳子或线的端部飞行，并且仅以移动通过其表面的风力为支撑”。虽然风筝可以提供乐趣并且没有上述无人飞行器的一些缺点(例如，它们可以在较大风的条件中飞行并拴到绳子或线上)，但是基于风况和由操作员进行对绳子或线的操纵，它们的操作在一定程度上受限制。faa允许“风筝”或拴住的气球在其中限制“无人飞行器”的使用的地方中的使用。各地方也对“无人机”在允许“风筝”区域(诸如洛杉矶附近的griffith公园)的使用施加限制。
对无人飞行器的安全性和功能性的两个相关限制由有限的飞行持续时间和低有效载荷容量引起。许多旋翼飞行器使用电池，而不是汽油发动机。与内燃机的使用相比，电力具有许多好处(包括更低的噪音和污染、启动的简单性、更容易的维护以及更高的可靠性)，但是现有电池的容量和重量将飞行时间限制为所述电池的放电时间，并且限制了有效载荷容量。然而，短的飞行时间和有限的有效载荷容量会干扰例如公共安全官员、自然学家、渔民新闻记者和摄影师对旋翼飞行器的潜在使用。如果为飞行器供电的电池持续短时间并且所述飞行器必须从远离人或地面障碍物的安全位置起飞，则观察人群以注意可疑行为、等待野生动植物或鱼进入现场、等待具有新闻价值的事件或者等待事件达到需要航空摄影的时间(如婚礼晚会结束的时间)的这些人可能不能使用此类旋翼飞行器。另外，无人直升机的有限有效载荷容量(特别是如果负担得起且相当小)意味着仅可以将与飞行和控制无关的少量附加能力(如下文将会提及的治疗医疗紧急情况或协助营救操作的装置)添加到任何特定直升机。风筝虽然能够在相对大的有效载荷下在稳定的风中保持在高处数小时，但是仅可以在相对有限的区域中这样做，风筝不稳定不能作为用于航空摄影的平台有效地起作用，并且不可以“调度”到不同位置。类似地，传统的安全摄像头或其他安全装置可以安装在塔或其他高架结构上，但是它们缺乏仔细检查密切关注区域的能力，缺乏与遇险或造成干扰的人进行双向通信的能力，或者缺乏在危机期间精确地递送药物或激活装置的能力。
通过提供允许安全的、可追责的和可回收的操作并且可以定位或装备有扩展功能性等的专门功能的飞行器和相关设备的实施例，本公开中描述的系统、方法和装置解决了上面讨论的问题中的一个或多个问题。另外，本文描述的实施例还解决了faa或其他政府实体对无人飞行器的当前和潜在未来限制的关注。
技术实现要素：
本申请描述了通过提高可靠性、透明度、操作能力和有效性而增强无人旋翼飞行器的安全性和功能性的系统、方法和装置。实施例包括旋翼飞行器与附接到地面的物体(包括风筝、气球或高架结构)的集成，以便产生安全且可见的“空中系泊装置”，其中飞行器上的摄像头可以通过在延长的时间段内操作，而遥控器可以用于移动和稳定所述摄像头和/或与其附接的风筝或气球。
旋翼飞行器和“空中系泊装置”可以配置为限制所系泊的飞行器，所以它仍分类作为一种结构，“风筝”或“气球”，或者可以包括允许所述飞行器的释放(有或不具有安全线)以执行来自操作员的特定“任务”的发射系统。在包括发射和回收系统的实施例中，飞行器可以离开“空中系泊装置”，并且还返回到所述“空中系泊装置”，在那里它可以再次在充电同时保持系泊，更改有效载荷，进行其他程序，以及操作其摄像头，直到远程指示另一“调度”。在“空中系泊装置”中(临时地或永久地)容易地定位和提供各种旋翼飞行器的能力与维持与那些飞行器进行视线通信的能力相结合，使得能够使用各种各样的特殊用途旋翼飞行器，例如，所述特殊用途旋翼飞行器可以执行与地面上的个人的双向通信以评估或解决明显的问题，携带药物或治疗装置给可能患病的人，部署听音装置或热感测装置以协助救援行动或消防，照相或者增强诸如婚礼等庆典或仪式，在空中观察或其他检测方法表明存在鱼类时部署捕鱼网或钓鱼钩，传递专门的消息、五彩纸屑或做广告，或者由执法机构使用以降低骚乱、未识别包裹或其他来源给公众带来的风险。
本公开的其他实施例提供一种适于与直升机一起使用的风筝。所集成的风筝和直升机提供若干非限制性的用途，如能够对所述集成单元在空中的取向具有一定程度的控制的乐趣和在延长的时间段内拍照的用途。它还用降低的摧毁、损失或对公众的刺激的风险，为经验不足的操作员提供了直升机控制安全介绍或培训。另一好处是，在当有太大风而无法让直升机或其他未系绳的飞行器飞行时的日子，可以使得风筝适配器/直升机集成单元飞行。所述集成单元还可以包括风筝线，所述风筝线防止在训练期间或当阵风意外发生时出现飞走现象。此外，由于直升机在与风筝适配器一起使用时通过风保持在空中，就像典型的风筝一样，与施加在无人飞行器上的限制相比，所述集成单元将受到更少的政府限制。另一实施例是一种系泊线系统，所述系泊线系统可以附接到四轴直升机，以防止飞走或者以定位所述直升机用于包括自拍的拍照。这种所谓的“控制系泊”系统可以利用托架或平台，所述托架或平台设计为用于快速连接到各种流行的多轴直升机配置以及从其移除。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例的风筝适配器的平面图。
图2是根据本公开的另一实施例的风筝适配器的平面图。
图3是根据本公开的另一实施例的风筝适配器的透视图。
图4是包含用于具有特定高度和宽度的风筝的数据的图表。
图5是包含用于具有特定高度和宽度的风筝的数据的图表。
图6是包含用于具有特定高度和宽度的风筝的数据的图表。
图7是包含用于具有特定高度和宽度的风筝的数据的图表。
图8是根据本公开的一实施例的风筝适配器的平面图。
图9是根据本公开的一实施例的风筝适配器的平面图。
图10是根据本公开的一实施例的风筝适配器与安装的直升机的平面图。
图11是根据本公开的一实施例的风筝适配器与安装的直升机的平面图。
图12是根据本公开的一实施例的风筝适配器与安装的直升机的平面图。
图13是根据本公开的一实施例的风筝适配器与安装的直升机的平面图。
图14是图13中所示的风筝适配器和安装的直升机的近视图。
图15是根据本公开的一实施例的风筝适配器与安装的直升机的平面图。
图16是根据本公开的一实施例的“着陆平台”控制系统的组件的平面图。
图17是根据本公开的一实施例的风筝适配器与安装的直升机的平面图。
图18是根据本公开的一实施例的风筝适配器与安装的直升机的平面图。
图19是根据本公开的一实施例的风筝适配器与安装的直升机的平面图。
图20是根据本公开的一实施例的风筝的图示，所述风筝具有单个孔以允许气流到达安装的四轴直升机的旋翼、用于四轴直升机在风筝上的安装件、将系泊线附接到四轴直升机的底部的平台、线保持器、转环等。
图21是具有单个孔的风筝与根据本公开的一实施例安装的四轴直升机的图示。
图22是根据本公开的一实施例的安装在风筝的背面上的四轴直升机的图示。
图23是根据本公开的一实施例的安装在风筝的背面上的四轴直升机的图示。
图24是根据本公开的一实施例的风筝和具有装配在相同安装件上的若干不同四轴直升机模型的安装件的图示
图25是示出根据本公开的一实施例的如在本文中所解释进行操作的“缠结块”的图示。
图26示出了根据本公开的一方面的用于直升机的“空中系泊”外壳。
图27是示出根据本公开的一实施例的在“控制系泊”平台的底部上的孔眼的图示。
图28是示出根据本公开的一实施例的用于“控制系泊”平台的安装结构和通风孔的图示。
图29是示出根据本公开的一实施例的“控制系泊”的各方面的图示。
图30示出了在飞行中附接到“控制系泊”的四轴直升机。
图31示出了根据本公开一实施例的用于系泊直升机的托架。
图32示出了根据本公开的一实施例的用于系泊不同尺寸的直升机的托架。
图33示出了根据本公开的一实施例的系泊系统。
具体实施方式
本文描述的实施例旨在用于说明，并且不限制本公开的范围和精神。本文描述的实施例中的一些实施例采用附接到地面的物体的各个方面(包括系泊系统、风筝、气球和高架结构)与对无人飞行器的修改相结合，以克服本背景技术中描述的问题。
无人飞行器与风筝或气球的集成
以简单示例开始，图1示出了用于直升机的风筝适配器100。风筝适配器100在此特定实施例中是三角形风筝，配置为联接到直升机(未示出)。其他类型的风筝可以用于本公开中的风筝适配器，所述风筝适配器包括翼型、雪橇、盒子、带翼盒子、菱形和若干相连的风筝的阵列。直升机可以是任何旋翼飞行器，包括四轴直升机、六轴直升机或其他多旋翼飞行器。风筝适配器100包括脊柱状物102、横梁104、缰绳和线106和尾部108。所述风筝适配器100还包括：四个开口110，以容纳直升机的四个旋翼中的每个旋翼；和托架112，以将直升机固定在适当的位置。
线107可以是由绳制成的典型风筝线，或者是可以拴住或连接到由操作员使用的控制器114以控制所述直升机的旋翼的电缆。在直升机固定到风筝适配器100之后，所述风筝适配器/直升机集成单元(在本文中有时称为“集成单元”)可以作为风筝操作，其中通过控制所述直升机的旋翼，操纵其取向和运动。只要直升机固定到风筝适配器100，所述集成单元在此实施例中仍应该属于根据faa对风筝的定义，因为所示的集成单元未设计为基于来自直升机的升力飞行。换句话说，在没有风的情况下，所述风筝适配器/直升机集成单元不能够飞行。因此，与标准风筝一样，所述风筝适配器/直升机集成单元必须通过在其表面上移动的风力支撑在空中。此设计功能可以通过构造具有一定重量的风筝适配器100实现，所述重量防止直升机在联接到风筝适配器100时导致所述集成单元在没有空气从诸如风等来源移动穿过其表面，在移动的车辆后面拖走，或者通过正在奔跑的孩子拉扯绳子进行拉动。在此类实施例中，由于地面效应的现象，所述直升机可以实现导致所述集成单元滑动穿过地面的一些较小升力。但是，这种升力不足以用于飞行。除了风筝适配器100的重量以外，普通技术人员将理解的是，还可以对直升机修改，使得所述直升机不提供足以持续飞行的升力。例如，传递到旋翼的功率可以降低，使得其不可以提供升力到所述集成单元。可选地，控制器114可以配置为处于“风筝模式”，其中当所述直升机安装在风筝适配器100上时，降低的功率应用于所述旋翼。防止直升机将所述集成单元维持在空中的其他已知修改还可以在不脱离本公开的精神的情况下实施。
尽管所述集成单元通过在风筝适配器100上移动的空气实现飞行，但是使用控制器114的操作员可以控制直升机，这反过来可以影响风筝适配器100在空中的取向和运动。这可用于多种用途，包括能够对集成单元在空中的取向具有一定程度的控制的乐趣，如导致风筝做“绕环运动”或者对准直升机上的摄像头用于航空照片或录像。它还用降低的摧毁、损失或对公众的刺激的风险，为经验不足的操作员提供了直升机控制安全介绍或培训。另一好处是，在当有太大风而无法让直升机或其他未系绳的飞行器飞行时的日子，可以使得风筝适配器/直升机集成单元飞行。集成单元与线107防止在训练期间或当阵风意外发生时出现飞走现象。如果风足以维持集成单元的飞行而无需直升机的旋翼的操作，则直升机的电池寿命大大延长，从而允许直升机上的摄像头用于比如果电池必须提供升力和功率到摄像头更长的时间段。此外，由于直升机在与风筝适配器一起使用时通过风保持在空中，就像典型的风筝一样，与施加在无人飞行器上的限制相比，集成单元将受到更少的faa政府限制。如果线107被割断或者集成单元以其他方式被拴住到控制器114，集成单元将像风筝一样下降到地面。此外，直升机的旋翼在不能够提供升力到集成单元时将协助更软的着陆，从而保留了风筝适配器100和直升机。
另一重要的好处是，由于集成单元经由线107拴住到操作员的位置，集成单元不可以由操作员用来秘密地侵犯他人的隐私。这与具有摄像头的典型“无人机”形成对比，在后一种情况下操作员可以远程拍摄不需要的照片或视频。就像典型的风筝一样，集成单元经由线107拴住。
本领域普通技术人员将理解的是，在前面段落中描述的风筝适配器的好处将更广泛地应用于本公开，包括本文描述的风筝适配器的其他实施例。此外，在一些实施例中，本文描述的风筝适配器的使用可以被认为是消费者购买的套件，所述套件包括为特定类型的直升机定制的风筝适配器，包括用于安装直升机和线的托架。为了生产简化，可以使用比风筝织物中的一系列孔更大的孔，并且如果风筝由单块织物制成并使用线缰绳，如图20中所示，制造以三角风筝形式的风筝组件的成本可以显著地降低。此安装可以用角设计，所以直升机中的摄像头可以捕获沿中心杆看的地面的视频或照片。参见图22，示出了成角度的安装件2200。图23示出了一实施例，所述一实施例示出了利用固定到风筝适配器的成角度的安装件的成角度的四轴直升机。具体地，图23示出了经由成角度的安装件2303安装到风筝适配器2304的四轴直升机2302。还示出的是圆形手柄2306和线2308，操作员可以如将在本文更详细描述，容易地握住控制器。在一实施例中，如果提供了根据使用的孔允许风筝中的中心杆将安装件设置到“平坦”位置或“成角度的”位置的两个或更多个孔，角还可以由使用者选择，其中“平坦”位置最大化控制，“成角度的”位置改进直升机底部上的摄像头的视野。已经设计和测试了在鞍座中使用多个孔来容纳不同四轴直升机机身的安装系统，但是如图所示的钩环紧固件的使用是低成本和简单的实施例，实施例可以用单个产品容纳多个直升机设计，如图22中所示用hubsanx4微型直升机(型号h107d+fpv)。所示的安装件设计为使得其还可以与其他流行的微型直升机，如(holystone)“捕食者(predator)”微型直升机(型号hs170)、不带摄像头的原始hubsanx4(型号h107l)和带有在sd卡上记录视频的摄像头的hubsanx4(型号h107c)一起使用。参见图24。在一些实施例中，如果例如直升机与风筝相比相对更小但是其摄像头可以仍然从飞行中的风筝捕获照片，对操作员而言摄像头功能可能比控制能力更有用。如果控制不是目标，具有摄像头的小型直升机可以安装在风筝的横杆和中心杆上，风筝在织物上(或者在风筝上的一些其他位置中)没有任何孔。此实施例还将降低系统的成本，并且允许其在非常低的风中使用。在另一示例中，微型直升机(如流行的holystonetm“predator”模型)可以在其中风筝的框架中的两个杆穿过以提供控制的点处安装在所谓的“简易飞行物”三角风筝(如上出售的最畅销的几种40”至48”宽的“彩虹风筝”)的背面上。直升机和风筝可以设计为使得通过拆卸直升机和通过用钩环紧固件(图8中所示(具有用于暴露在外的直升机的开口800的风筝适配器)和图9(具有用于覆盖的直升机的开口800的风筝适配器，如由附图标记900指示))附接到风筝前部的一块材料覆盖风筝中的一个或多个孔，可以单独地使用直升机和风筝中的每一者。当从与直升机一起使用转换为独立飞行时，还可以要求调整风筝的尾部的长度。为了使消费者易于安装和拆卸直升机，钩环紧固件、可释放的电缆线带或定制设计的锁定“盒子”可以安装在风筝的横杆上，以保持直升机。
当直升机用朝向风筝底部取向的其前部旋翼定位(例如，如由图10中的附图标记1000和1002所示)时，在使用标准u.s.模式rc控制器进行飞行期间，控制器右摇杆向右下移动并且控制器左摇杆向左上移动可产生最大扭矩，以使得组合单元的顶部顺时针转动(即，到操作员的右侧)，产生到右侧的移动，或者在某些风条件和配置中，导致俯冲或绕环至右侧。使得控制器上的这些位置颠倒可以产生相反的转矩。为方便用户参考，风筝适配器套件可提供模板或标签，以放置在控制器上，显示实现最大顺时针和逆时针运动的控制器的两个摇杆的位置。如果风势适中，则减小的推力也会导致风筝掉落，并且随适配器套件一起提供的任何模板或标签上可能会标明这点。风筝适配器还可以包括控制器，所述控制器配置为至少在起飞和着陆期间控制直升机。替代性地，直升机控制器还可以配置有包括起飞和着陆的“风筝适配器”控件。如果“风筝模式”按钮添加到控制器，在该模式下将两个摇杆移动到右上角可以被编程为产生顺时针方向的运动，而在该模式下将两个摇杆移动到左上角可以被编程为产生风筝的逆时针运动。在此实施例中，对于新的操作员，风筝对遥控杆的移动的响应将是更加直观的。这样的套件，特别是当配置成用于玩具直升机时，可能是操作员在无法单独使用直升机的日子(例如在大风天或阵风天)中享受直升机和风筝组合的简单方式。
风筝适配器的另一实施例在图2中作为标记200示出。在此实施例中，风筝适配器200配置为作为菱形风筝，并且包括脊柱状物202、横梁204、缰绳和线206。风筝适配器200还包括：开口210，以容纳多旋翼飞行器，如直升机(未示出)；和托架212，以将直升机固定在适当位置。在此配置中，直升机安装为使得其垂直于风筝适配器200。以这种方式，直升机在“陀螺仪位置”中，其中风筝适配器200和直升机之间的垂直关系就像陀螺仪一样。“陀螺仪位置”还可以与三角风筝使用，并且如果标准三角风筝缰绳改变，对风筝前部的区域进行拍照是可能的。例如，在中等风中，skydogtm7’sunrise三角风筝将起升安装在“陀螺仪位置”中的标准尺寸的玩具四轴直升机，如udirctmu818。如图11中所示，这可以通过用经“弯曲”允许直升机安装在它们之间的中间的玻璃纤维杆1102、1104更换风筝背面上的单个垂直杆来实现。如果直升机上的摄像头倒转以朝向直升机的后部指向(这通常指要求若干螺丝的拆卸，然后转动摄像头并更换螺丝)，支柱可以在风筝后面伸出，同时允许在飞行期间拍摄操作员的照片和风筝前部的区域的照片，如在图12中由具有风筝缰绳1202的直升机1200所示；通过此安装，直升机上的控件直观地操作。替代性地，在不修改摄像头位置的情况下以及在直升机前部在风筝的前侧突出的情况下，可以安装直升机。如果直升机就像越来越多的小型直升机一样具有“无头模式”，安装面对风筝操作员的直升机不会带来任何控制混乱的问题。无论直升机前部面向的方向如何，三角风筝上的织物缰绳必须从直升机的顶部下方拆卸，以避免干扰直升机和摄像头的操作。例如，在一实施例中，如图12中所示，可以以不阻碍摄像头的镜头的方式更换缰绳的底部部分。在此实施例中，“v”形线从横杆的左上角连接到风筝的底部中部(并且牢固地附接到垂直杆的底部)，然后向后延伸并附接到横杆的右上角。接着，然后附接一根线，以通常在缰绳的连接点水平处(和穿过该连接点)在此“v”的“臂”之间水平地移动。用于由操作员握住的线的连接点必须附接到正常缰绳的顶部和连接到上述“v”的线的两侧。如本领域普通技术人员已知，当风筝缰绳与特定风筝配置匹配时，对于不同风筝和直升机组合，将需要对此缰绳系统上的张力和连接点的调整，但是当与特定重量范围的直升机使用时，可以在用于特定风筝的风筝制造过程期间优化和永久地调整缰绳。这种调整的缰绳配置恢复在织物缰绳的底部拆卸时丢失的稳定性和控制力，并且还在陀螺仪位置中的直升机下方的三角风筝上产生开口，从而允许通常安装在此类直升机的底部上的摄像头在操作员的方向上拍摄通畅的照片或视频；此类安装还允许直升机影响风筝的取向和运动。
在替代性的实施例中，直升机可以安装为使得其作为自由移动的万向架起作用并且可以可选地将摄像头附接到其上。然后，无论风筝的位置如何，直升机可以用于在任何方向上旋转和对准摄像头。如果固定到风筝适配器200的主体，即使直升机本身(还如与风筝适配器100结合描述)本身不可以将风筝适配器/直升机集成单元维持在空中，直升机可以用于控制风筝的取向。如下文所述，控制摄像头取向的这种能力还可以作为用于“空中系泊装置”实施例中的摄像头的有效控制机制实施。如下文更详细讨论，此实施例的变型是用其他配置(如雪橇风筝)将直升机安装在风筝前面的缰绳下方或附接到风筝前面的缰绳，所以直升机的底部或缰绳上的摄像头在其悬停的角度或能力方面具有较少的限制，或者所以直升机的移动可以在缰绳、织物或帧上拉动，以控制集成单元的移动。
例如，通过将若干玻璃纤维杆附接到雪橇或翼型风筝前面的缰绳上，可以产生水平“着陆平台”，并且直升机可以以在保持物理地连接到风筝的同时允许直升机“飞行”有限的距离的方式，或者如下文讨论，以允许直升机远程地适当以独立地飞行的方式连接到此“着陆平台”。例如，通过在直升机的中间下方垂直的连接一个或多个碳纤维或玻璃纤维杆(如通过用可释放的电缆线带到起落架的附接)，并且通过移动杆穿过在“着陆平台”的中间的孔或管，可以实现“着陆平台”和直升机之间的简单机械连接，所以如图13、图14和图15中所示，直升机可以向上或向下移动一短距离，并且可以转动或倾斜以对准摄像头。图13示出了风筝适配器与定位在由附图标记1302所示的“着陆平台”的示例上的直升机1300。图14示出了图13中所示的风筝适配器和直升机的近视图。图15示出了风筝适配器与直升机，直升机仍然拴住到适配器，但是能够有限的“飞行”。这些杆的灵活性可以根据需要通过使用不同的直径改变。如果直升机发送连续的照片(随着越来越多的直升机通过使用于智能手机应用程序的wifi连接或5.8ghz视频发送器这样做，并且随着具有wifi能力的运动摄像头这样做)，操作员可以使用实时取景构图，且然后(使用此类直升机和照相机现在通常提供的软件)远程地激活直升机的摄像头(或安装在直升机上的运动摄像头)，以拍摄照片或者开始和停止视频。
替代性地，“着陆平台”和直升机之间的连接可以用附接到小型360度遥控电动机(对rc飞行器容易可用的类型)上的滑轮或滚筒(drum)的线做出。包括此系统的该组件的示例在图16中示出，图16示出了包括电池1600的rc伺服器(servo)的组件、向上和向下倾斜平台1602的伺服器、用于系泊线1604的伺服器和滑轮和rc接收器1606。滑轮或滚筒将定位在“着陆平台”下方，其中线穿过该平台以用于通过可释放的电缆线带(或者通过穿过直升机的底部上或附接到直升机的平台或托架上的孔眼，如下文“控制系泊”讨论中所述)附接到直升机。然后，通过遥控旋转滑轮，可以延长或缩回线，以允许直升机在风筝附近“飞行”且然后“卷入(reelin)”直升机再次在平台上“着陆”。例如，如图17中所示，在由安全线1702连接的同时将直升机1700释放来悬停允许摄像头的稳定性由直升机单独地控制，而无来自风筝在风中的移动的振动或摇动。
如图16、图18和图19中进一步所示，平台1800可以用托架附接到缰绳1802，托架允许“摇摆运动”用于平台1800，“摇摆运动”由标准rc伺服经由无线电系统中的第二信道远程控制。借助此特征，直升机可以向上和向下倾斜，以在平台上的“着陆位置”中构图，如图18(向下倾斜的直升机)和图19(向上倾斜的直升机)中所示。直升机还可以通过有限的升力的应用和通过移动左杆将直升机的机头指向左侧或右侧在“着陆位置”中旋转。通过回收线直到将直升机牢固地紧贴平台，可以完成实现并保持“着陆位置”。用限于摄像头系统和rc接收器的电源使用，将直升机保持在“着陆位置”的能力允许直升机的摄像头在由风筝支持的延长时间段内从空中位置“观看”场景；为了更好的视频拍摄，直升机可以然后通过放出线进行“释放”，并且在使用直升机的陀螺仪系统来稳定视频的同时，可以悬停以构图，而无来自风筝或缰绳的干扰。
在直升机保持在“着陆位置”中(或者以一些方式连接到风筝)时，这些安装实施例的进一步好处是，它们使其实际通过电线或附接到风筝上的电池和/或太阳能面板的电线向直升机(和/或直升机上的摄像头)提供补充电源。为了通过此安装从风筝到直升机和/或摄像头使用电源线，如果直升机在悬停的同时旋转360度以上，对一个或多个杆旋转的能力的机械限制有助于防止电源线围绕一个或多个垂直杆缠绕。这可以通过使杆成“d”形状(或者通过并排使用两个杆)并使杆穿过在具有“d”形状的“着陆平台”的顶部上的小板或圆盘和用于两杆系统的两个匹配孔完成；然后，突起物可以接触挡块，挡块防止板或圆盘旋转360度以上(并且因此防止杆和直升机旋转到足以缠结电源线)。另外，在此实施例的另一变型中，如果线穿过直升机的底部上的环，其中环的一端未连接到滑轮或滚筒，并且如果松动端然后通过平台中的孔穿回来并用线的固定部分缠绕在滑轮上，直升机可以悬停并且只要自由端通过保持线缠绕在滑轮上保持“缠绕”，仍然回收，但是直升机还可以释放，以在添加推力起升直升机的同时通过完全延伸线而独立地飞行；然后，线的自由端从滑轮拉出并穿过环(因此释放直升机)，并且在直升机执行“分配”(如拍摄特定事件的照片或者输送救援设备)且然后在另一位置中着陆时，滑轮或滚筒将回收系泊线。如果直升机以允许它施加推力并单独地飞行这种方式连接，风筝上的电源可以仍然连接到直升机或摄像头，而当施加推力并且放出电线以释放直升机用于独立飞行时，如果电线具有能够被拉松的滑动连接器(如usb插头或普通rc电池充电连接器)，它接近风筝。
上面描述的“着陆平台”系统的组件是用于雪橇或翼型风筝的缰绳的一部分，并且通常不要求对雪橇或翼型风筝本身修改，从而如果使用仅正常风筝的缰绳，允许正常使用该风筝。出于此原因，上面描述的具有“着陆平台”的类型的缰绳可以用标准的卡扣转环附接到风筝本身，以便于连接和拆卸。制造风筝的普通技术人员将认识到，这些及其他调整可以用特定用途的特定直升机使安装系统和风筝结构更有效。例如，为了在更大的风速范围内提高某些直升机-风筝单元的性能，可以用机制(例如，拉链或velcrotm)在风筝织物中放置缝隙或襟翼，以根据需要关闭或打开它们，并且可以添加各种材料、长度、重量和形状的一个或多个尾部，以增加集成单元的稳定性。气球还可以代替风筝或与风筝结合使用，以为上述安装系统提供升力。通过使用包括以下进一步讨论的那些的更大的雪橇或翼型风筝(和/或气球)和更复杂的安装系统，这些安装系统的实施例还可以容纳专业级的多旋翼直升机，如来自djitm或yuneectm的那些。
在图1和图2中所示的实施例中，一个潜在的问题是，缰绳或线会卡在直升机的旋翼桨叶中。为了避免这种情况，本文的风筝适配器可以包括网格材料或其他网材料，其他网材料配置为围绕旋翼，使得风筝适配器材料、缰绳、线、尾部或其他部件都不会卡在旋翼叶片中。网格可以由织物或诸如塑料等更坚固的材料制成。网格不仅隔离旋翼叶片，还将提供附加的抗风能力，以在空中支撑风筝适配器/直升机集成单元。网格可以是在其直径处打开并在旋翼上扣紧的球形。在此实施例中，球形可以具有“威孚球(wiffleball)”的外观和感觉。将旋翼叶片与风筝适配器隔离的其他材料和形状可以使用，并且不脱离本公开的范围。防止线缠在旋翼中的用于每个旋翼的重量轻的可拆卸外壳(或其他障碍物，如管或围绕缰绳和拴住的线的一部分的涂层)的使用可以是其中使用风筝、拴住的气球和/或安全线的所有实施例的一方面。还已经发现了1米至2米长的粗线(如1000磅测试kevlartm)的使用，以通过提供重量和缠结阻力减少在旋翼中的线缠结问题，其中缠结阻力防止直升机附近的线吹入旋翼中并且如果有，很少地围绕旋翼或其轴缠绕。在另一实施例中，用于生产目的以减少线缠结的低成本替代方案是如图25中小重物2500的附接，小重物2500可以定位在风筝上的附接点下方12英寸和48英寸之间的线上。为了此组件在说明书和市场营销材料中的识别，发明人已经创造了术语“缠结块”。
如图1和图2中所示，线107和207附接到控制器114和214。在另一实施例中，如图20中所示，在其上使用具有线2000的圆形手柄2002使得操作员可以容易地握住发送器，圆形手柄2002生产成本较低，并且测试表明，单个操作员要求相对较少的实践来从此类手柄释放线，以放下风筝，同时还操作发送器来控制风筝的取向；此系统允许单个操作员为直升机和风筝单元提供控制。为了进一步说明，图21是示出了具有圆形手柄2108和线2110附接到风筝适配器2106的安装到风筝适配器2106的四轴直升机2104的图示。
系统还可以与操作发送器的一个人和放出风筝和控制风筝线的另一个人使用。在一实施例中，控制器114和214可以包括设计为附接到控制器的电池供电的绕线机。可选地，绕线机可以包括控件，使得当控制器保持在通常位置中用于用拇指移动操纵杆时，操作员可以用每只手的食指操作绕线机(即可以用右食指按压的在绕线机上的“向上”按钮和左食指的容易触及的“向下”按钮)。替代电池供电，绕线机还可以是手动曲柄式绕线机，或者可以从控制器上的辅助插头或另一电源上取电。在其中绕线机供电的实施例中，如果电源故障，手动曲柄仍然可以作为安全选项提供。当不需要时，曲柄可以设计为折叠和推动到线围绕其缠绕的轴的中空部分中，所以在供电操作期间其并不碍事。绕线机的线释放操作和线缩回操作还可以与控制器的节气控制集成在一起。如下，此实施例的变型可以使用多条线和多个绕线机。
可选地，控制器114或214可以配置有“起飞”模式，其中直升机的所有旋翼以全推力激活一时间段，而集成单元像操作员将拉动放出典型的风筝一样进行拉动用于发射。激活旋翼将以全功率产生辅助升力，以协助集成单元飞行。直升机还可以具有一设置，设置改变其陀螺仪的校准，以适应于风筝组件的正常取向，或者用于改变直升机的校准的方向可以包括在用于售后风筝适配器的说明中。不借助此功能(并且如下文所述，在不执行对“风筝飞行位置”的陀螺仪重新校准的情况下)，一些流行的多旋翼飞行器将试图维持水平飞行的稳定性，这可以使风筝或气球的发射更加困难，而不是提供全功率，并且这可以降低直升机在飞行期间控制集成单元的有效性。在一些配置中，禁用直升机中的任何“高度保持”功能的选项还可以提高集成单元的可操纵性。在一实施例中，直升机制造商可以添加“风筝模式”按钮，按钮自动地改变校准并执行其他调整用于在使操纵杆操作更加直观的风筝上使用。目前尚无直升机具有“风筝模式”设置，因为尚未售出直升机用于与风筝使用。因为尚不存在具有“风筝模式设置”的直升机，所以需要手动重新校准。逐步重新校准程序已经在用于发明人已经开发用于出售的“直升机风筝”的实施例的说明中进行描述。这些程序不对直升机做出任何物理改变，但是在将它们安装在风筝上使用之后，由多旋翼飞行器的消费者允许对“风筝飞行位置”(如下所述)的暂时重新校准。例如，如果附接到安装件并且风筝放置在具有底部距墙壁约5英寸且具有点靠在墙壁(具有缰绳在与墙壁相同的一侧上)的位置中，可以容易地校准图24中所示的holystonehs170。这将直升机放置在“风筝飞行位置”中，这与它在飞行中附接到风筝时的相同取向。在将直升机绑定到发送器之后，通过按下推力杆(还称为“节气门”并位于通常在美国出售的“模式2发送器”中的左侧)，且然后通过将两个操纵杆放置在左下角中直到直升机上的灯闪烁位置，可以重新校准模型hs170上的陀螺仪至“风筝飞行位置”取向。当灯停止闪烁并且恒定时，可以释放操纵杆；然后，当在“风筝飞行位置”中对直升机施加推力时，通过检查确保所有四个旋翼均以相等的功率操作，可以测试校准操作的有效性。(如果此过程无法重新校准，如在用于hs170的说明中解释的故障排除过程是重复除了将两个操纵杆放置在右下角中以外的步骤。)对于图24中所示的三个hubsanx4直升机，通过将推力杆保持到右下角且将另一个操纵杆从左侧到右侧来回移动直到直升机的前面上的灯闪烁，完成在“风筝飞行位置”中的陀螺仪校准。类似的校准序列可用于所有消费者类型的多旋翼飞行器上的陀螺仪。为了恢复用于水平飞行的陀螺仪校准，直升机放置在水平表面上并重复校准步骤。
用于旋翼飞行器的“控制系泊”
“控制系泊”是由发明人创造以描述一种系泊系统的术语，系泊系统提供了具有许多好处的有效且低成本的实施例。该术语是目前未决的商标申请的主题，并且为了在此申请中方便，将不时地使用该术语。本文的“控制系泊”系统的实施例控制多旋翼飞行器的最大高度和飞行半径，并且可以用于将具有摄像头的多旋翼飞行器保持在固定位置中用于拍摄照片、自拍或拍摄视频。系统还防止由阵风引起的飞走，并且可以调整为避免与障碍物(如树木或附近的建筑物)的接触。另外，系统允许在密闭空间(如室内或室外的后院、公园和其他小型飞行场所)内的飞行，其中需要避免与结构或障碍物的接触。每当飞走可能对多旋翼飞行器、人、宠物、个人财产或直升机本身产生危害，“控制系泊”系统也是有用的。对于较小的多旋翼飞行器，这些场合包括在具有微风的任何一天的室外飞行。对于所有大小的多旋翼飞行器，“控制系泊”系统在诸如树木或人群、建筑物、公路、游泳池或池塘等必须避开的结构或障碍物附近的位置中是有用的。当经验不足的操作员仍在学习特定多旋翼飞行器如何响应发送器上的操纵杆的操纵时，“控制系泊”系统也是有用的。图30示出了根据本公开的一个实施例的附接到“控制系泊”3002的四轴直升机3000。
在系统的实施例中，包括了两个快速附接系统。托架安装在摄像头上方的四轴直升机的底部上，用于具有摄像头在底部上的流行畅销的四轴直升机模型：mjx
普通技术人员在此类多旋翼飞行器或塑料部件的设计中将认识到，其他配置可以实现相同的目的，以如例如使用三角形或其他形状(而不是圆形“腿状物”)使平台水平，以在发射之前以及在着陆期间或之后增加用于较重直升机的支撑。本公开涵盖了完成本文的实用性的平台设计的所有变型。在所示的实施例中，使用卡扣转环，以允许直升机自由地旋转而不扭转或缠结线。另外，如图25中所示，“缠结块”2500(如上所述)可以用于减少线缠结。在另一实施例中，“缠结块”的功能可以通过附接大约2米长的较重线执行，可以附接作为“引导件”用于正好在卡扣转环下方的部分。就像“缠结块”一样，较重线的引导件提供在飞行中或在发射和着陆期间减轻或消除用于较轻线在旋翼中缠结的趋势的重量和刚度。普通技术人员在远程控制的飞行器、3d打印或注塑成型的设计中将认识到，平台(或其他附接结构)可以以不同尺寸和配置产生，以适应变化的直升机机身形状。另外，为了吸引不同组的潜在使用者，平台上的颜色和装饰和安装条带或结构可以改变(包括黑色、“彩虹”颜色、迷彩、粉色、银色、金色、条纹、照片、反光表面等)。在其他实施例中，例如通过将“臂状物”或其他结构添加到“平台”，更复杂的附接系统可以替换钩环紧固件，“平台”在直升机顶部上面关闭或者以不干扰直升机上的旋翼叶片或摄像头的操作的方式保持直升机。然而，已经发现钩环条带的使用是用于较小直升机的有效实施例，因为该方法成本低，重量轻，适合不同尺寸和形状的直升机机体，能够防止飞行器坠毁，以及允许简单的附接和拆卸。这些“控制系泊”系统可以缩放，以适合较大的直升机，并且将仍然在降低飞走、损失或损坏的风险中提供实用性。例如，如果直升机由于任何原因失去飞行能力，“控制系泊装置”的使用可以允许容易地从海洋、湖泊或其他水域回收防水直升机，如“splashdronetm”模型。“控制系泊装置”实施例的这些及其他变型添加实用性用于在“控制系泊装置”部分中讨论的应用，包括其中在以下描述中参考“安全线”的所有实施例。
用于旋翼飞行器的“空中系泊装置”
在“陀螺仪位置”格式中，与风筝集成的小型旋翼飞行器是“空中系泊装置”概念的简单说明。在下文讨论的实施例中，“空中系泊装置”概念使无人旋翼飞行器安全、可靠、实用，适用于广泛的新专业、娱乐和公共安全应用。本申请中的这些“空中系泊装置”实施例全部共享共同的目标，共同的目标是在创造在附接到地面的拴住的风筝、气球或可见结构中固有的相同类型的透明度同时，克服通过由有限飞行持续时间和/或有效载荷容量施加的限制。如在本背景技术中讨论，电池供电的旋翼飞行器可以具有由电池寿命限制的短的飞行时间。然而，风筝从风中产生升力，且不限制于由像电池一样的有限来源供电，并且其有效载荷容量高于用于同等价格的旋翼飞行器的有效载荷容量。但是因为它们有风供电，风筝可以不太稳定。联接到风筝适配器的旋翼飞行器可以为旋翼飞行器提供“空中系泊装置”。并且将摄像头联接到旋翼飞行器可以向可以从航空摄影能力中受益而不必担心旋翼飞行器的电池寿命的急救人员、自然学家、新闻工作者、渔民和摄影师、个人提供实用性。
图3示出了风筝适配器300的另一实施例。风筝适配器300包括用于诸如直升机(未示出)等旋翼飞行器的开口310。直升机可以通过托架312固定到风筝适配器300。风筝适配器300类似于图2中所示，因为当固定到风筝适配器300时，直升机是在“陀螺仪位置”中。风筝适配器300经由支柱311(post)，经由缰绳306和线307固定到地面。在此实施例中，风筝适配器300用作用于直升机的空中系泊装置。
摄像头可以附接到直升机，并且因此集成单元为操作员提供航空摄影能力，而不担心短飞行时间。当附接到此配置中的风筝时，摄像头可以比可以由直升机单独起升的摄像头重得多，从而允许包括诸如远程控制的长焦镜头或精密万向架等功能。这是因为一旦直升机固定到风筝适配器300，直升机不需要消耗能量来维持飞行，并且可以具有比与其集成的直升机更大的有效载荷容量。此外，尽管与传统风筝一样，风筝适配器有时在风中可以不稳定，但是直升机旋翼可以由操作员控制，以稳定并对准集成单元。另外，如在其他实施例中，直升机可以固定到风筝适配器300，使得它用作自由移动的万向架，以对准和控制摄像头或其他装置(如雷达枪或红外传感器)，或者摄像头可以经由万向架附接到直升机。在任一配置中，由风筝适配器300和直升机提供的空中系泊装置在固定到风筝适配器300时提供了稳定的空中视角，其中从空中视角可以拍摄照片，或者可以执行其他操作。这将允许大量的应用。例如，观察部分熄灭的野火，以检测要求附加关注的“热点”，进行室外婚礼的摄影，暂停要激活用于拼写单词或创造用于广告或娱乐的符号的灯串，观察其他事物的摄影，包括野生生物、水安全、营救操作或警察监控。红外能力和聚光灯可以允许由警察部门在夜间使用。
可选地，当不使用或不需要摄像头或旋翼时，直升机可以远程地放置在“睡眠模式”，在该模式下，无线电接收器保持激活，但是禁用稳定功能。这将进一步节省直升机的能量。风筝适配器300还可以由太阳能材料制成，使得风筝适配器300可以收集太阳能并给直升机的电池充电。给直升机的电池重新充电的其他方法落入本公开的范围内，包括在风筝适配器300上的充电器或者包括附接到适配器的电池，使得当直升机系泊到风筝适配器300时，四轴直升机的电池已充电。重量轻的电源线还可以连接到风筝适配器，使得给直升机的电池重新充电或者激活“空中系泊装置”上的灯或装置(如无线电中继器)的电源可以远程提供。
在另一实施例中，直升机可以从托架312远程释放，并且然后从风筝适配器300自由飞行。在此实施例中，直升机可以装配有杆、伺服器或连接到托架312的其他结构，以将直升机固定到风筝适配器300。杆、伺服器或其他结构可以远程地控制，以缩回或移动，以便从托架312释放，这将反过来从风筝适配器300释放直升机。替代性地，托架312可以设计为当直升机在开口310中并且操作员希望将直升机固定到风筝适配器300时，远程地扣住直升机。然后，通过打开托架312并使用直升机中的旋翼，操作员可以释放直升机，以使其从适配器“起飞”。托架312或上述杆、伺服器或其他结构的远程控制可以通过直升机控制器上的按钮或其他接口或者单独的专用远程控制单元上的控件实现。
更具体地，这里是使用uditmu818a，一种流行的低成本四轴直升机的远程发射系统的更详细示例。首先，如通过使用在每个旋翼周围的圆形飞行器的顶部上面及其底部下面的碎片的乒乓网的聚氨酯胶(如originalgorillatm胶)附接，必须将防护罩放置在u818a上的支撑物上。替代性地，用于缰绳的线或拴住的线可以封闭或涂覆，以使其更坚固。这些调整设计为避免在操作期间的线缠结。接着，构造一种由碳纤维、竹或玻璃纤维杆组成的框架，框架足够大以容纳u818a并且所有侧面上具有至少3英寸的间隙。这种构造可以使用kevlartm螺丝和/或电缆扎带包裹接头，接头用gorillatm胶固定。根据要使用的风筝或气球的起升能力，发射框架可以是简单的矩形，或者为了更稳定，可以是用约1英寸或2英寸垂直杆间隔安装在一起的多个矩形。然后，在“仅发射”配置中，两个凹槽件由一半的碳纤维杆或竹接合件构造，以便附接u818a的着陆滑块(skid)。这些安装为与框架垂直，并且附接在发射系统的框架中的下部水平杆的顶部上，所以u818a保持在“盒子”的中间，“盒子”正面朝向风筝、气球或用于悬挂框架的结构的背面。然后，如果u818a向前推进一英寸或更少，松散的拉链带用gorillatm胶附接，以用允许其滑落的松弛将u818a的滑块的前部分保持在支撑凹槽件的端部上。安装一根碳纤维杆或竹子，以防止u818a向后滑动超过在安装时(如下，在一个或多个伺服器的附接之后)的用于系统的重力中心的点。必须做出调整，使得u818a可以起升，向前滑动，以便其滑块上的拉链带从在下面的凹槽滑落并起飞用于正常飞行。然后，安装一个(或如果升力充足，两个)标准模型飞行器伺服器，使得当其定位在“锁定”位置处的发射系统的重力中心处时，伺服器臂状物保持u818a的后部垂直支撑件紧贴逆止器(backstop)。应该调整伺服器，使得激活释放u818a并将其向前推动用于拉链带在凹槽的边缘上移动。然后，带有自己的光接收器电池的小型rc无线电连接到伺服器，与任何rc控制器绑定，并且配置为使得控制器上的开关将激活所有伺服器并“发射”u818a。由单个接收器信道进行的两个伺服器的控制可以使用简单的“y”连接器实现。在生产模型中，对发射的控制可以使用具有专用开关和具有与发射组件上的接收器的单独绑定的直升机的遥控器实现。
发射系统的更详细实施方式在下文的发射和回收讨论中描述。此系统的其他变型将对模型飞行器构造的任何技术人员都是显而易见的。如果需要充电，将用于u818a的轻型usb充电器用延长的线绑在适当的位置中，使得其可以与母usb连接器连接，母usb连接器与从风筝、气球或结构上的太阳能材料供电的公usb连接器接合。当发射u818a时，usb连接将通过直升机的移动拉开，并且轻型充电器将保持附接到直升机。如果组件安装在结构上，还可以从附接到支撑源的辅助电池或从电源线供电。然后，发射组件可用于从高架位置进行遥控发射，并获得各种来源的支持，不仅包括风筝和气球，还包括载人飞行器(包括载人直升机)或结构，例如塔或建筑物的顶部。如果安全线要与u818a使用，则可以如下讨论进行添加。
提供从风筝适配器300释放直升机的能力打开了附加的用途。可以按“照片分配”、“监控分配”或“钓鱼之旅”而发送直升机。当预期某事件在要求等待的时间段之后发生，用高架的“空中系泊装置”重新定位多旋翼直升机的能力也是有用的，事件包括：野生生物可能出现并值得更近拍照(例如，海豚在海岸线附近浮出表面)；鱼开始在指示捕鱼前景良好的位置的表面上觅食；婚礼仪式结束并且摄像头需要在新娘和新郎离开仪式后跟随他们；或者一些其他重要事件在不确定的延迟之后开始。在诸如室外婚礼等设置中，随着事件正在开展，与从地面发送摄影直升机相比，将直升机从风筝适配器释放将是更安全、不太显眼和更有效，因为直升机将已经是在高空飞行，如将在地面水平处产生较少噪音且将已经在适当位置中，以容易地避免任何物体或人，任何物体或人可能阻碍由从地面发射的直升机进行的飞行。如果例如如上所述在具有系泊线的“控制系泊”实施例中使用安全线，可以将直升机限制在距“空中系泊装置”的指定距离，所以将几乎没有意外飞到乘客的座位区域或其中飞走或阵风可以引起损坏、伤害或焦虑的其他区域中或其上的风险。安全线将直升机拴住到风筝适配器，所以即使直升机可能从风筝适配器释放，其飞行范围将受到限制。此外，安全线也可以配备有重物(如上述“缠结块”或沿线间隔设置的垂钓中使用的小型“射料(shot)”重量中的一个或多个)，或者配备有如上讨论的较重线“引导件”，以帮助防止线阻碍直升机。如果直升机由于某种原因失去支撑自己的能力并需要拉回到空中系泊装置，安全线还可以具有远程控制的绕线机(如下文讨论)附接到“空中系泊装置”，以允许回收。然后，可以回收、修理并再次使用直升机。这方面的一个变型将使用一个或多个直升机和将全部防水的一个或多个空中系泊装置，所以雨水、强风或直升机在水域中的着陆将不会损坏组件中的任何组件。这种耐候性和防水性将允许在恶劣天气(如洪水)期间或在下雨期间使用用于公共服务目的和在海洋或其他水域附接或上方的操作，因为暴露于水将不会损坏组件中的任何组件。
在安全线被切断或以其他方式未拴住到直升机这一事件中，直升机可以配置为进入使直升机自动地且安全地着陆的安全或紧急着陆模式(这是某个旋翼飞行器上已知的模式)。在一个实施例中，安全线可以连接到直升机上的安全开关，其中安全开关在直升机从风筝适配器释放之前激活。在检测到释放或起飞之后，安全开关将监控线张力，并且如果张力不立即重新施加，使飞行器进入“低电量模式”(并且因此执行立即的软着陆)。如果在预设置时间段内未检测到来自安全线的张力，安全开关将停用并且直升机将着陆。或者替代性地，如果安全开关停用，直升机可以经编程自动地飞回到风筝适配器或其他空中系泊装置，并且由风筝适配器或其他空中系泊装置回收。如果张力至少周期性地施加到安全开关，安全开关的创新允许直升机与安全线一起飞行。如果直升机在某个高度上或在某个高度下飞行，安全开关还可以停用。尽管安全线和安全开关已经与空中系泊装置结合描述，但是应该理解的是，直升机可以在无空中系泊装置或其他风筝适配器的情况下采用安全线和安全开关。例如，安全线和安全开关可以通过可选的家长控制功能为儿童使用，以提高安全性并防止直升机的滥用。还可以用于对经验不足的直升机操作员进行培训。
接着，在一个更加通用的(且昂贵的)实施例中，上述用于外壳中的发射机构的杆、伺服器或其他结构还可以使用，以允许直升机在调度后返回到“空中系泊装置”。作为一个示例，在风筝适配器300中，对接结构可以包括两个管(垂直于开口)，而不是如上面用于u818a的示例中描述的“凹槽”。面向风筝的背面的管将具有“导向漏斗状物”。漏斗状物将直升机的着陆滑块引导到管中。如果直升机包括“第一人称视角(fpv)”摄像头，则它可以具有内置到已定位的回收结构中的“视线”，所以直升机可以使用fpv摄像头适当地对准，用于起落架滑动到漏斗状物中，并且然后漏斗状物将起落架引导到管中。在直升机上，每个着陆滑块的形状可以设定成像具有钩子被切断的传统金属丝衣架的一半一样。将安装直升机，其中过去是尖锐的端部的衣架的钩和底部上的尖锐端部将在直升机上向前面向(每侧上一个)。然后，这些“滑块”将滑动到漏斗状物中并滑动到管中。(注意的是，漏斗状物和管需要在顶部中切割的凹槽，以允许用于每个滑块的支撑杆充分滑入用于直升机达到用于发射和回收系统的重力中心。)一旦直升机“飞行”到发射系统中的重力中心，扣环或移动的伺服器臂状物就将“捕获”直升机并将其锁定在适当的位置中，如上所述。当为了更稳定性和出于其他目的捕获直升机时，直升机的其他部件可以与回收站“配对”。在此实施例的变型中，具有可以远程关闭和锁定的门的盒状外壳可以具有向前面向的上述管和漏斗状物；这将允许直升机从前部回收，所以门可以在其后面关闭用于保护直升机和其他系统不受天气和篡改。在此实施例中，直升机将通过开口从外壳中向后飞行进行发射。替代性地，直升机可以设计为通过反向飞行进行回收，这将其定位用于以向前模式重新发射，如图26中所示。在另一实施例中，安装系统可以如下旋转，这将允许直升机用外壳内的摄像头检查，或者允许直升机在替代地有效载荷模块上移动用于附接到直升机。在此实施例中，外壳还可以具有前门和后门，允许从两个位置回收或发射直升机。对多旋翼飞行器具有合理熟悉度的人将认识到，通过使用这种一般的结构，其他变型是可行的。
例如，一旦直升机固定，直升机电池的重新充电可以以许多方式之一激活，包括使用由电动牙刷使用的类型的感应充电系统以给无物理连接的电池或实际连接到usb端口的移动柱塞充电。即使未安装在可以回收的气球或风筝上，此系统可以具有独立的实用性；例如，如果安装在运动场的灯杆上，“发射和回收系统”可以是防风雨的，并且永久地保持在适当的位置中，但是具有适当调整的直升机可以“飞起来”并在预定事件之前放置在适当的位置中，且然后在事件结束之后向下飞行并安全存放。
用于直升机的空中系泊概念具有许多公共安全应用，特别是还应用了当专用直升机的概念时。例如，可以在预期的高风险事件附近放置发射系统中的带有直升机的风筝适配器或气球，以观察人们并调度一个或多个直升机拍摄照片并干预，以防止任何非法活动或风险。一个发射系统外壳可以与共享相同的着陆滑块和机体设计的许多直升机使用，并且外壳可以设计为用于在包括风筝适配器、气球的不同的支持系统之间的容易附接、用于在安全塔上的使用或用于在建筑物的屋顶上的使用。单个发射系统可以与设计为或配备用于特定情况的许多不同的特殊用途的直升机使用，并且警察部门可以简单地选择适当的特殊用途的直升机用于计划的用途。直升机的成本是相对低的，并且经预期降低，所以维持多个特殊用途的直升机用于与一个空中系泊系统(或如下，一系列此类系统)既实用又具有成本效益。例如，在诸如马拉松、抗议游行或总统就职典礼等事件中处理人群风险的警察(包括特勤局官员)可以使用配备有公共广播系统(像一些警车中的那些一样)的“人群管理”直升机，所以如果发生纠纷，或者如果担心可能的不安全包裹或武器，直升机可以飞过人群的明显干扰，向特定区域中的人给出大声的局部声音警告。所有这些将记录在视频上用于作为稍后证据使用，并且将对使用fpv摄像头的操作员是可见的。直升机还可以具有“对讲机”功能，“对讲机”功能允许操作员听到来自在其附近的那些的响应。如果问题和平地解决，则直升机可以返回到其“空中系泊”，并且在为其重新充电时继续提供视频反馈。
如果“空中系泊装置”配备有支撑所有共享相同的着陆装置和物理尺寸的许多变型的能力，特殊用途的直升机将变得更加有用。装在身上直升机上的一位置中作为直升机的机身的一部分的“有效载荷模块”可以携带专用设备或有效载荷。如下，这些“有效载荷模块”可以由操作员在计划使用之前手动地更换，或者空中系泊外壳可以配备有下文描述的“更换器”，以快速地和远程地“交换”有效载荷模块。
如图所示，图26示出了“空中系泊装置”的实施例。例如，图26示出了外壳2600，其中直升机2602定位在外壳2600中。直升机2602包括可以定位在漏斗状物2604中的一组着陆滑块。外壳2600还包括伺服器2601，从而可以远程地实现外壳的打开和关闭。图26中的系统还包括另一伺服机构2606，用于当滑块定位在漏斗状物2604中时将直升机锁定在适当的位置中。在此实施例中，伺服器2606在典型的铁路交叉口处像手臂一样起作用。伺服器2606旋转到12:00位置，以释放直升机，并且如图26中所示，在9:00位置中，以将直升机锁定在适当的位置中。直升机2602的滑块包括突起物2608，其中当伺服器2606是在锁定位置(即9:00位置)中时，突起物在右侧滑块上邻接伺服器2606。
滑块上的突起物2608紧贴着漏斗状物2604安装。这是在直升机“着陆”在系泊装置中之后将直升机保持在管中的原因。即使没有对应的伺服器，左侧滑块上的突起物2608是有用的，用于直升机在飞行中的平衡，并且因为它提供了“止动”，所以在左侧的滑块走了相同的距离进入管中，如同右侧的滑块。反过来，这个止动位置帮助在对接后始终将直升机精确地保持在相同的位置中，所以柱塞(未示出)可以拆卸模块。更具体地，直升机包括模块2610，以及在此模块2610下方，并且直升机2602是支撑多个模块的转盘2612，多个模块可以然后(像cd更换器一样)旋转，以将“旧的”模块2610移开并将一不同的模块定位在正面下方。然后，在转盘下方的同一柱塞可以将新的模块起升，以适合“模块容纳空间”，所以直升机准备好用于与不同用品和设备的不同“任务”。
与发射和回收系统以及可改变的有效载荷模块结合的空中系泊概念减轻了有效载荷容量和飞行持续时间限制，因为直升机可以配备用于特定目的，并且适当的配置可以预定位在空中系泊装置中，以满足特定事件或风险区域的需求。例如，一“舰队”的公共安全直升机(由警察部门或其他政府机构操作)还可以携带特殊装置，以在事故现场“干预”。如果经适当地许可用于警察使用，这些装置可以允许诸如胡椒喷雾剂、梅斯喷雾、催泪瓦斯或者甚至taser等人群分散装置的可能使用。远程控制这些装置的能力将减少警察的风险，因为可以远程面对看似危险的非理性人。
然后，此类舰队的特殊用途直升机可以由用于在相同的空中系泊系统中使用以处理其他预期的公共服务需求的其他直升机重新配置或替换。例如，为了准备其中医疗问题似乎比破坏性行为(如大学聚会或慈善筹款集会)更有可能产生风险的聚会，警察部门或其他机构可以用在其空中系泊系统中的“医疗直升机”(或带有“医疗有效载荷模块”的直升机)替换部分或全部上述“人群管理直升机”。如果风筝或气球用于支撑，这些替换可以在地面上进行；如果空中系泊装置安装在难以到达的结构(如在运动场周围的灯塔或手机信号塔)上，改变特殊用途的直升机可以使用“发射和回收系统”容易地实现。“医疗直升机”可以配备有公开地址和“对讲机”系统(如上所述)，用于与可聚集在昏倒或似乎心脏病发作的人周围的旁观者进行通信。特殊的“医疗直升机”可以携带医疗装置和紧急药物，如用于过敏反应的
“空中系泊装置”中的特殊用途直升机还可以在灾难恢复(例如，地震)、监管监控或搜救行动期间使用。例如，在地震多发地区，如果有被困幸存者可能发出的声音的报告，直升机可以停放在空中系泊装置(由风筝、气球支持或安装在抗震结构上)中并在地震发生后快速地调度。直升机可以携带上述对讲机系统，以在操作中心和地面上的任何人之间具有双向通信来描述情况。几乎任何标准的多旋翼直升机将自动地从位置发回其精确地gps坐标和照片，并且在地震示例中，直升机可以配备有附接的收听装置，以放大声音并引导志愿者，直到重型设备可以到达。在滑雪场上的雪崩情况下，来自空中系泊装置的特殊用途直升机可以使用红外装置搜索那些困在雪下面的人，并且可以携带有限的救援物资。监管机构可以使用带有专业直升机的空中系泊装置，用于合规性监控。例如，与空中系泊网络中的专业直升机结合的可远程观看的摄像机可以允许在中央位置中的环境监管人员在多个高风险工业现场观察烟囱，并且远程地“调度”那些直升机中的一个直升机，用于在怀疑有异常排放时进行现场空气测试(或用于在各种高度的常规空气采样)。在失踪的动物或失踪的人的情况下，尤其是在崎岖地形中，来自于空中系泊装置的特殊装备的直升机可以从支撑的风筝或气球长时间段操作，并且如果在暗示搜索的对象可以在特定位置中的摄像头上观察到(或由地面观察员报告)某些东西，仍然可以“调度”用于近距离观看。包括空中系泊系统上的信号中继器的实施例将允许甚至在山区的双向通信，以控制直升机并允许与直升机可以带给失踪的人的电话的蜂窝通信。
除了输送将与空中系泊系统上的中继器工作的手机以在定位失踪的人时与失踪的人通信(所以它们可以报告其状态和需求)以外，此类搜救直升机可以携带水和急救物资。如上所述，联接到“空中系泊装置”的直升机还可以通过观察“热点”在扑灭森林火灾中使用。多旋翼直升机在森林火灾环境中的拴住(通过与风筝、气球控制系泊系统的集成)将避免直升机可能干扰空中消防操作这一风险。通过包括诸如红外温度感测装置等专业设备可以增加那些单元的有效性，以对地面上的情况检查，发送照片，并确定最有效的消防员部署计划。为了清楚起见，虽然关于空中系泊概念的一些实施例已经仅与风筝适配器结合描述，但是应该理解的是，附接到风筝的气球、阵列的风筝或附接到地面的其他结构可以构成“空中系泊装置”。除了上面提到的灯杆(如在体育馆的那些灯杆)，建筑物、桥梁、公路标志、手机信号塔和其他结构可以起作用，以支撑空中系泊装置用于直升机，并且可以配备有上面描述的发射回收和供应系统的变型或实施例。空中系泊装置还可以通过将它们附接到载人飞行器(包括直升机)或其他交通工具，如警察s.w.a.t.团队面包车、消防车、起重机或船只进行定位。在一些修改中，可伸缩的塔可以附接到车辆(或暂时地用三脚架或其他底座定位)，以可选地与观察“台”结合起升空中系泊装置在树木、人群或其他障碍物上方，其中一个或多个警察或保安人员也可以在观察“台”中直接地观察事件。此外，为了清楚起见，对于所有这些示例，从“空中系泊装置”到调度的直升机的安全线的使用是可选的。上面讨论的防止缠结的一些实施例和下文描述的与回收机构结合的一些实施例应该扩展包括安全线的效用性和实用性。
如果风低，使得仅风不能支撑风筝适配器300，并且直升机具有足够的功率支撑风筝适配器300，其中风筝适配器300提供充电容量的实施例可以仍然降低直升机的净功率消耗。这将延长“耽搁”时间，以等待事件。然后，直升机可以从风筝适配器300释放，并且风筝适配器300将下降到地面并且可以如下文更详细描述进行回收。为了清楚起见，其中直升机可以从风筝适配器300远程地释放的实施例可以能够持续飞行。这在某种程度上不同于其中直升机不能够保持集成单元在高空的较早实施例。无论如何，本领域普通技术人员将描述并理解本文中的实施例的好处。不管直升机是否系泊在空中系泊装置中，是否用安全线附接到风筝适配器，或者直升机是否已经在由空中系泊装置进行的发射之后在一些其他位置处着陆，风筝适配器都将保持在高空中。
风筝适配器300还可以利用氦气或比空气更轻的其他气体，以使其更稳定并且即使在低风条件下保持在高空中。例如，风筝适配器300可以包含可以可选地在低风环境中充气的袋或气球，以使其更容易起升和捕捉风。在其他实施例中，风筝适配器300可以部分地或全部地由其上方的传统气球悬挂。风筝适配器还可以在正移动的船只、汽车或其他车辆后面拖动，并且可以构造为“旋翼机”，在这种情况下，仍然将由faa法规归类为“风筝”。可选地，气球可以是唯一的支撑来源，并且可以足够大，以起升直升机。在此配置中，气球将保持风筝适配器和直升机在高空中，并且直升机将仍然具有如相对于其他实施例描述的释放(或释放和回收)能力。
对于对接能力，如上述的那些对接能力，用于风筝适配器的附加稳定性可以是有帮助的。此类附加的稳定性可以提供有多个直升机，多个直升机安装在陀螺仪位置中，或者通过与阵列中的其他风筝或气球的结合安装。在此实施例中，风筝适配器可以具有较大的表面积，以容纳多个直升机。例如，计算表明，长度小于20英尺的单个大型雪橇风筝不仅可以支撑多个“稳定的”直升机，而且还可以支撑至少一个重达数磅的“调度”直升机。替代性地，此实施例可以包括气球、其他附接的风筝和如上所述的风筝适配器的组合，以支撑多个直升机。多个直升机可以用于稳定并且可以永久地附接，同时具有敞开的或空中系泊装置用于可以释放并对接到风筝适配器的第三直升机。
在不再需要风筝适配器300在高空中之后，将需要回收风筝适配器300。这可以通过电动或手动绕线机实现，虽然描绘了单根线与三腿式带，但是应该理解的是，在不脱离本公开的精神的情况下，可以使用多根线和不同的带配置。风筝适配器300的回收还可以通过牢固地附接到地面、建筑物或车辆的线回收站实现。此实施例将使在城市中或在人群附近的回收更安全。风筝适配器的回收还可以由单个操作员完成，特别是例如，如果使用由操作员控制的带电绕线机。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用回收风筝适配器300的其他方法。例如。风筝适配器300可以包括电机和rc接收器，以协助回收过程，或者可以具有像动力滑翔机一样的持续飞行能力，或者可以包括用于起升的旋翼。在此实施例中，风筝适配器本身可以是无人飞行器系统，由直升机拴住或保持在适当的位置中。在此实施例中，直升机可以起升风筝适配器，并且风筝适配器可以自行向下飞行。还可以采用来自地面或空中系泊站的电源线，以给风筝适配器供电。如上所述，空中系泊装置和已经调度的直升机之间的安全线可以用于将直升机拉回到空中系泊装置，在此处直升机和空中系泊装置可以在同一时间回收(或进入)。
风筝适配器还可以包括协助风筝适配器300的着陆的降落伞。例如，如果风筝适配器300由太阳能材料制成，以收集太阳能，直升机可以随附接(可选地包括气球支撑)的风筝适配器300上升，并且降落伞可以激活，以使“风筝”部分的下降速度变慢。出于一些目的并在一些人烟稀少的地区(如在非洲农村的动物调查)中，系泊站可以自由浮动，并且在直升机发射之后由降落伞降落。可以将下降的风筝适配器的位置传达给操作员的无线电回收系统还可以用于回收风筝适配器。
另外，风筝适配器可以具有远程控制功能，远程控制功能允许“释放”风筝适配器的部分或全部织物或主体(或者使太阳能电池“塌陷”)，所以几乎没有抗风性。如果大风，如与飓风或暴风雨相关联的那些大风在使用时出现，这将提高风筝适配器的有效性。此外，在此实施例中，可以采用降落伞，以帮助在线回收系统的控制下降低风筝适配器(带有或不带有一个或多个系泊直升机)。此实施例可以是用于如果风速意外地升高并且需要快速回收以维持控制而使用的安全功能。
在另一实施例中，空中系泊概念可以使用支撑较小直升机(并且也许还用太阳能电池板保持“帆状物”)执行。然后，大型直升机可以发射小型直升机(使用与也许来自于“帆状物”的杆、伺服器或上述其他结构相同的技术)。关于具有安全线的直升机从空中系泊站的发射和回收，进线和绕线系统可以包括在实施例中，以方便回收并增加安全性。例如，一系列带有摄像头的空中系泊装置可以围绕监狱或高安全设施的周边定位。特殊用途的直升机可以配备有安全线，其中当直升机飞过“保护区域”用于对讲系统(如上所述)在特定区域中的更近距离监视或使用时，安全线在电子控制下“送出”。如果要求直升机“返回到原位”(许多此类直升机中的常见功能)，绕线机将根据显示其位置(此类直升机中的另一常见功能)的来自于直升机的遥测进行回绕。如果安全线被拆下或损坏，安全线还可以用于禁用某些功能。例如，在监狱监视示例中，特殊用途的直升机可以配备有taser装置，以使逃脱的囚犯失去能力。为了防止直升机被囚犯抓住并防止taser(或其他有效载荷项)被拿走并用作武器，特殊用途的直升机可以具有如果检测安全线已经断开，禁用(或摧毁)taser(或其他有效载荷项)的功能。这可以用承载无线电信号的作为安全线一部分的细线完成。如果信号受到干扰，可以激活直升机的自禁用功能。此概念有可以容易理解和实现的其他变型。
计算已表明，即使在相对低风的情况下，起升“空中系泊”站以支撑复杂的直升机应该是可行的。图4是示出用于具有14.0035英寸的第一高度h1、28.702英寸的第二高度h2、29.5385英寸的第一宽度w1和60.6085英寸的第二宽度w2的雪橇风筝的特征的图表。图4和图5中的数据是来自于nasa的风筝模拟器。图5示出了用于具有图4中所示的尺寸的风筝的附加数据。图5示出了例如风力为每秒7.0835英尺(约4.77mph)、风筝的升力为36.496盎司和风筝的有效载荷为10.88盎司。此风筝将能够容纳通常重量小于10盎司的小型四轴直升机。然而，如果容纳直升机的风筝适配器中的开口将减小风筝适配器的表面积并且因此相应地减小升力，图4和图5中所示的风筝将作为风筝适配器减小升力是真实的。然而，由开口引起的升力的降低可以由直升机本身或覆盖旋翼的网孔的表面积补偿，或者通过增大风筝适配器的表面积补偿。在不脱离本公开的范围的情况下，可以实施用于为风筝适配器产生升力的其他方法。
在使用较大的风筝和流行的直升机的实施例中，图6和图7中的计算示出hqpowersled风筝(大型3.0)(价格为约129美元，加上16美元的来自的运费)在经修改包括以下的发射和回收系统时，可以以6.1mph风速起升当前流行的四轴直升机，djitmphantom4pro。phantom4pro重3.06磅(不到49盎司)。hqpowersled是320cm乘以138cm(约128英寸宽乘以54英寸高)，并且来自下面的nasa的kitemodeler程序的输出显示，hqpowersled应该能够以6.1mph风速起升120.6盎司的有效载荷。即使在低风且没有来自phantom4pro旋翼的任何支撑的情况向下，这也可提供71.6盎司(约4.47磅)的升力，以支撑发射和回收系统，并补偿由安装该系统而引起的来自空气动力效率低下的任何升力下降。为了使用phantom4pro，对于上述重量较轻的u818a的发射和回收系统，将要求进行以下调整。作为阈值问题，在此实施例中，出于两个原因，用于phantom4pro旋翼的盖子可能没有好处或没有用。首先，与支撑线碰撞的风险是相对低的，因为对phantom4pro的控制比u818a更精确，并且直升机将始终朝向风筝的后方发射，且将通过朝向风筝的后方飞行进行回收。在正常操作中，旋翼不应该与任何线或风筝的尾部接触。其次，如果旋翼确实与hqpowersled所需的两条粗线(每条测试250磅)中的任一条接触，则在旋翼周围的保护将不太可能防止碰撞。尽管如此，如果需要，通过在旋翼周围形成带有开放式网罩(像乒乓球网一样)的球或盒子并用碳纤维杆或弯曲的竹子将其保持在适当的位置中，或者通过在线上使用管或涂层，可以完成缠结保护。
关于发射和回收平台，例如使用在边角和侧面用支柱接合的三个或更多个矩形框架，必须将上述用于u818a的盒子或外壳做得更坚固和更大。碳纤维(或较便宜的玻璃纤维)杆(经附接形成角并与kevlartm螺丝和/或电缆扎带和gorillatm胶水接合)将是用于原型的最佳建筑材料。其形状如图用于u818a的滑块(但其尺寸用于phantom4pro)将与管和凹槽状的漏斗状物使用，还如图用于u818a。当phantom4pro对准时，将在fpv摄像头上显示一瞄准镜(sight)。两个伺服器将用于将phantom4pro锁定在适当的位置中。然而，与u818a不同，当phantom4pro摄像头锁定在适当的位置中时，框架下部的前部支撑件将被移除，以减少对phantom4pro摄像头的视线的任何阻碍。此开口将由在接合框架的其他两个下部杆的任一侧上的支柱加强。如上文针对u818a所述，可以实现充电连接。对于发射，伺服器将激活，以释放phantom4pro，并将其向后方轻推。在其发生之前，phantom4pro旋翼将启动，以便稳定直升机和风筝。然后，phantom4pro可以从发射和回收系统中飞出(向后飞出)。同样，安全线将是可选的，并且可以如上所述从自动绕线机送入。
用hqpowersled安装“空中系泊装置”与发射和回收系统不同于用图1中所示的三角风筝。支撑件必须用支撑线(由用作该风筝的线的250磅测试kevlartm线制成)沿powersled的底部通过一系列小孔放置，支撑线在每个接缝上、在风筝的顶部上方和回到杆。在原型中，这些线可以用gorillatm胶带固定到接缝。在生产版本中，线可以全部沿接缝封装在袋状物中，在接缝时构造。然后，用于空中系泊装置的框架使用多个用聚氨酯gorillatm胶水固定的大拉链带在风筝的底部从此杆悬挂。可以添加垂直碳棒，以特别是在大风中稳定空中系泊装置，这些碳棒在空中系泊装置下方延伸，两端的重量较小。遥控收音机、电池、伺服器和电线将全部安装在空中系泊装置的背面，并且用拉链带和/或kevlartm线、gorillatm胶水和gorillatm胶带固定在原型中。在生产模型中，这些部件将穿过“空中系泊装置”的顶部内置到模块中，模块以塑料封装并用螺丝附接到“空中系泊装置”框架。
在更复杂的实施例中，回收系统可以具有自动对接和重置功能。此系统将扩展功能，使其超越“返回到原位”功能，功能通常包含在与phantom4pro同级别的直升机中，所以直升机可以在无手动着陆程序的情况下可靠地返回，并且可以远程地重置用于稍后使用而不需要在“任务”之间进入直升机。
除了通常导致直升机返回到发射点附近(使用机载gps)并自动地执行软着陆的用于“返回到原位”应用程序的遥控器上的常规开关以外，“返回到空中系泊装置”开关(或在多位置开关上的位置)可以添加到用于直升机的控制器，或者可选地，添加到用于空中系泊装置的单独控制器上。当从空中系泊装置发射时，激活“返回到空中系泊装置”序列将导致直升机返回到原始位置和高度，并且然后将执行附加的“搜索和获取”动作，以定位“着陆梁”，其中“着陆梁”将引导其到其中可以在空中系泊装置中“着陆”且然后锁定到适当位置中的位置。操作员将保留对直升机进行手动控制的能力，以及如果需要，使用fpv摄像头定位直升机。如果远程信号丢失，或者如果电池电量达到一定水平，还可以设置此功能，以激活其本身。
更具体地，将补充用于“返回到原位”的在phantom4pro(或类似复杂的gps控制的多旋翼直升机)中的飞行控制系统的编程，以通过要求返回到与来自空中系泊装置的发射位置相同的高度并用经定位面向接收的漏斗状物的滑块，实现“返回到空中系泊”模式。根据“返回到原位”特征的精确能力(和用可以由操作员远程设置、通过手动飞行控制补充或如下可以自动设置的风向调整)，将调整指定的位置，以便该位置将是在空中系泊装置前方和稍上方的安全距离。风向调整可以根据来自于空中系泊装置的信号自动地设置，信号键接到安装在其上的风速指示器。
空中系泊装置可以配备有至少两个“导向激光”，导向激光用特定颜色投射光束，光束可以容易地由带有特殊滤镜的摄像头在直升机上检测。这些激光中的一个激光可以设置为在水平平面上投射扇形图案(可能通过快速前后移动光束)，并且另一个激光将设置为投射“着陆光束”。
直升机上的一个、两个或更多个小型(轻型)摄像头将装有适当的滤镜，安装为面向前方，并且调整为检测扇形激光，激光指定用于直升机的适当垂直位置，以移动到设计为接收直升机的滑块的空中系泊装置上的漏斗状物或其他硬件。“高度保持摄像头系统”将与高度保持软件(已经包括在此类别的所有直升机中)连接，以维持适当的高度用于带有比高度计或gps允许的高度更精确的精确度的回收。如果使用三个摄像头(或者如果一个摄像头经编程检测三个位置)，摄像头可以提供反馈以：如果光束在指定的“正确高度”位置中检测，保持高度；如果位置是“高的”，通过减小推力稍微降低直升机；如果位置是“低的”，升起直升机。
在设置垂直位置(并使用高度保持激光稳定)之后，将定位一个或多个单独的小型(和轻型)摄像头，以检测“着陆光束”激光。通过左右移动直升机，将进行发现着陆光束的搜索，直到发现着陆光束。替代性地，可以编程一个复杂的摄像头，以执行定位高度保持激光和着陆光束激光的功能。
将调整着陆光束激光，所以应该定位直升机，以在相同的高度向前飞行，并且使滑块进入漏斗状物，然后进入管(如上所述)。若干检测系统中的一个检测系统(包括当直升机的滑块在着陆管中的指定位置处压靠它时激活的简单开关)可以用于确定何时实现该目标，并且如果不能，将直升机发送回来，以当风、空中系泊装置的运动或其他因素导致努力失败时再次尝试。当适当地调整(和在具有低风或恒风或者具有由操作员进行的手动补偿的条件下)时，自动对接系统应该实现回收，并且然后上述对接系统的一些变型将直升机保持在适当的位置中并启动以下的“系泊后的顺序”。在其中空中系泊装置在诸如风筝、气球或悬停的载人直升机等移动物体上的实施例中，空中系泊系统上的gps可以将其位置报告给直升机中的接收器，如果已经从原始发射位置移动，则将在“返回到空中系泊装置”顺序期间编程，以前进到空中系泊装置的当前位置。本领域的普通技术人员在编程用于rc直升机的飞行控制系统中将能够理解和实施此功能。
在复杂的系统中，空中系泊装置可以经编程采取任何其他“系泊后”动作，以“重新设置”直升机，所以它将得到保护并准备用于再次使用。除了如上所述给电池充电以外，这些动作可以包括门或“盖”的自动(或遥控)打开和关闭，以保护直升机免受风、天气、故意破坏和盗窃，直到再次需要(如图26中所示)。外壳中的系统还可以支撑数据连接(如从空中系泊外壳将usb或其他连接插入直升机的机身上的匹配端口中的遥控柱塞或电动臂状物)的远程或自动启动，启动可以允许直升机上的计算机系统的远程重启和/或重新校准或经由互联网或其他拍照方式从摄像头中的sd卡(以允许比飞行中返回的视频更高的分辨率)到操作员的下载和传输。在此外壳的实施例中的其他系统可以允许：远程激活外壳内的“检查摄像头”，其中直升机在旋转基座上以允许远程检查直升机是否损坏(可选地，其中直升机在旋转基座上以允许检查所有侧面)；如上所述，改变有效载荷模块；远程更换损坏的旋翼叶片等等。应该理解的是，当直升机返回到封闭的空中系泊外壳时，一系列的准机器人维护或配合操作在远程控制下变得可行，并且所有那些实施例是在此公开的范围内。对于高风险的用途，如沿国际边界或在监狱周围，外壳可以装甲以降低来自步枪射击的风险。外壳可以具有一个或多个外部监控摄像头，并且多旋翼直升机自带的摄像头可以通过关闭的门中的窗户而远程可用。外壳可以远程地旋转或倾斜，以倾斜直升机上的摄像头，并且所以当事件需要调度进行更深入调查时，多旋翼直升机的飞行路径将是更短的。
虽然本文已经示出并描述了实施例，但是应当理解的是，在不脱离本公开的精神的情况下，所描述的实施例中的各种替换和改变可以由本领域技术人员做出。本文的实施例是用于说明，并且不意在限制本公开的范围。
技术特征：
1.一种直升机发射系统，所述直升机发射系统包括：
结构，所述结构配置为支撑具有一个或多个旋翼的直升机；
所述直升机，能够在支撑位置中与所述结构接合，并且能够从所述支撑位置脱离，从而使得所述直升机可以从所述结构起飞。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构配置为在所述直升机从所述支撑位置脱离之后重新接合所述直升机。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构是风筝或气球。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构是具有开口的外壳，所述直升机能够通过所述开口从所述外壳起飞或者返回到所述结构。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述外壳是在所述开口上具有或不具有可远程控制的门的盒子。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构包括平台，所述直升机能够定位在所述平台上并且由一个或多个托架与所述结构接合。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构配置为安装在刚性结构上。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述刚性结构从由墙壁、柱子、桥梁、塔、树或车辆组成的组选择。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述直升机还包括一个或多个模块，其中每个模块包含配置为从所述直升机调度或者由所述直升机使用的一个或多个供应物。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述直升机和支撑结构配置为定位所述一个或多个模块以用于调度或使用。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统包括能够联接到所述直升机的一个或多个电连接。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述一个或多个电连接从由给所述直升机充电的电源、usb连接或配置为与所述直升机交换数据的连接组成的组选择。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述电源包括电池、太阳能电池或电源线。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括系泊装置，所述系泊装置附接到所述结构或直升机，并且配置为限制所述直升机的范围。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述直升机和/或所述结构包括一个或多个摄像头。
16.一种用于支撑和系泊直升机的系统，所述系统包括：
配置为支撑具有一个或多个旋翼的直升机的结构；
附接到所述结构或所述直升机的系泊装置；
其中所述直升机配置为与所述结构接合和重新接合，并且其中所述系泊装置配置为限制所述直升机的范围。
17.一种具有一个或多个旋翼的飞行器，所述飞行器包括：
风筝适配器；
绳；
和包括所述一个或多个旋翼的直升机；
其中所述直升机附接到所述风筝适配器。
18.根据权利要求17所述的飞行器，其中所述风筝适配器为从由三角形风筝、雪橇形风筝或翼型风筝组成的组选择的形式。
19.根据权利要求18所述的飞行器，其中所述直升机利用一个或多个托架附接到所述风筝适配器。
20.一种系泊系统，所述系泊系统包括：
附接到具有一个或多个旋翼的直升机的系泊线；
能够在不干扰一个或多个所述旋翼的情况下带着附接的所述线飞行的所述直升机。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述直升机包括一个或多个摄像头。
22.根据权利要求20所述的系统，其中所述系泊装置包括配置为将所述直升机固定到所述系泊线的托架。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述托架配置为为一个或多个摄像头提供间隙。
24.根据权利要求22所述的系统，其中所述托架包括配置为接收不同尺寸的直升机的一个或多个狭槽。
25.根据权利要求20所述的系统，其中所述托架是u形托架。
26.根据权利要求20所述的系统，其中所述直升机的底部包括孔眼，其中所述孔眼配置为将所述系泊线固定到所述直升机。
技术总结
本申请描述了通过提高可靠性、透明度、操作能力和有效性来增强无人旋翼飞行器的安全性和功能性的系统、方法和装置。实施例包括旋翼飞行器与附接到地面的物体(包括风筝、气球或高架结构)的集成，以便生产安全且可见的空中系泊装置，其中诸如飞行器上的摄像头等装置可以通过系泊装置在延长的时间段内操作，而遥控器可以用于移动和稳定摄像头和/或与其附接的风筝或气球。另外，此类空中系泊装置中的旋翼飞行器可以封闭用于保护，可以采用用于系统维护的连接，并且可以利用可更换的有效载荷模块，有效载荷模块具有旋翼飞行器可以在诸如紧急情形等各种情况下调度或使用的供应物，或者以在诸如音乐会等具有大型集会的人的场所提供安全保障。
技术研发人员：R·I·米勒;W·S·O·米勒
受保护的技术使用者：R·I·米勒;W·S·O·米勒
技术研发日：.04.26
技术公布日：.01.31
