[发明专利]折叠式螺旋桨尖端延伸部

说明书

公开了一种用于无人飞行器(“UAV”)的螺旋桨叶片。UAV包括多个升力螺旋桨和至少一个推力螺旋桨。多个推力螺旋桨中的每一个包括耦接到推力螺旋桨的轮毂的推力螺旋桨叶片。推力螺旋桨叶片被配置为使得作用在推力螺旋桨叶片上的离心力使推力螺旋桨盘面积从UAV处于第一操作状态时的第一盘面积增加到UAV处于第二操作状态时的第二盘面积。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月23日提交的第16/937279号美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

无人载具也可以被称为自主载具(autonomous vehicle)，是能够在没有物理上存在的人类操作员的情况下行进的载具。无人载具可以在远程控制模式、自主模式或部分自主模式中操作。

当无人载具以远程控制模式操作时，位于远程位置的飞行员或驾驶员可以通过经由无线链路发送到无人载具的命令来控制无人载具。当无人载具以自主模式操作时，无人载具通常基于预编程的导航航路点(waypoint)、动态自动化系统或这些的组合来移动。此外，一些无人载具可以以远程控制模式和自主模式两者操作，并且在一些情况下可以同时这样做。例如，作为示例，远程飞行员或驾驶员可能希望将导航交托给自主系统，同时手动执行另一任务，诸如操作用于接载对象的机械系统。

存在用于各种不同环境的各种类型的无人载具。例如，存在用于在空中、地面、水下和太空中操作的无人载具。示例包括四旋翼飞机(quad-copters)和立式起落UAV。也存在用于混合操作的无人载具，其中，在混合操作中，多环境操作是可能的。混合无人载具的示例包括能够在陆地和水上进行操作的两栖船(amphibious craft)或能够在水上和陆地上着陆的水上飞机。其他示例也是可能的。

发明内容

无人飞行器(UAV)可以被用于将有效载荷递送到个人或企业或从个人或企业取回有效载荷。螺旋桨通常用于向UAV提供推力和/或升力推进。螺旋桨盘面积是螺旋桨效率的主要驱动，因此，期望允许更大盘面积的设备、装置、系统。然而，UAV的大小、形状和维度可能对能够被安装的螺旋桨的直径产生上限。有利地，本文描述的一些示例包括螺旋桨设计，其中螺旋桨叶片的远端是可移动的，使得例如螺旋桨与着陆环境之间的潜在冲突减少。例如，其他示例提供了螺旋桨叶片的可移动远端，以便在诸如前飞操作的某些操作中减少UAV上的阻力。

本文描述的示例螺旋桨叶片和相关系统可以由安装在UAV上的螺旋桨使用。特别地，考虑了具有单独的升力和推力推进系统的多旋翼UAV。本文所述的向前推力螺旋桨包括远端，该远端可移动、可折叠和/或被偏置以在旋转时比静止时具有更大的直径。此外，作用在螺旋桨叶片上的离心力可以导致叶片延伸并比螺旋桨静止时内切直径更大的圆。

在一个实施例中，描述了一种具有多个升力螺旋桨和至少一个推力螺旋桨的UAV。多个升力螺旋桨被配置为向UAV提供升力，而至少一个推力螺旋桨被配置为向UAV提供推力。每个推力螺旋桨包括耦接到推力螺旋桨的轮毂的推力螺旋桨叶片。作用在推力螺旋桨叶片上的离心力使推力螺旋桨盘面积从UAV处于第一操作状态时的第一盘面积增加到UAV处于第二操作状态时的第二盘面积。

在一些示例中，第一操作状态可以包括升力螺旋桨正在操作但推力螺旋桨不在操作的操作。例如，第一操作状态可以包括UAV垂直起飞或着陆的起飞操作或着陆操作。在其他示例中，推力螺旋桨可以在第一操作状态期间操作，但是可以低于阈值每分钟转数(“RPM”)操作。第二操作状态可以包括其中推力螺旋桨正在操作和/或以阈值RPM或高于阈值RPM操作的操作。阈值RPM可以与使螺旋桨盘面积增加的阈值离心力相关。

在进一步的实施例中，每个推力螺旋桨叶片包括耦接到轮毂的近端部分以及耦接到近端部分的远端部分。远端部分被配置为相对于近端部分移动，并且作用在推力螺旋桨叶片上的离心力使远端部分相对于近端部分移动。在一些示例中，使远端部分移动的离心力的大小大于或等于阈值离心力。