CN114423703B 提升机和可展开设备、装置、系统和方法 （维塔因克莱纳塔知识产权控股有限公司）

2022.03.16PCT/US2020/0429362020.07.21WO2021/016277EN2021.01.28US10059462B2,2018.08.28US2005072965A1,2005.04.07US2012006779A1,2012.01.12US2010012771A1,2010.01.21本发明公开了展开和收起可展开设备往来2备的对接装置以及所述可展开设备，其中所述对接装置包括用于所述可展开设备的电接展开设备的所述可再充电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令包括基于来自所述2.根据权利要求1所述的可展开设备系统，其中所述负载控制模块通过控制推力器以3.根据权利要求2所述的可展开设备系统，其中至少部分地使用来自所述可展开设备的所述可再充电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令还包括控制所述推力器以影4.根据权利要求1所述的可展开设备系统，其中基于来自所述传感器组的所述传感器数据估计或预测所述悬挂负载控制装置的所述状态或所述参数包括基于当前测量的状态5.根据权利要求1所述的可展开设备系统，其中基于所述传感器数据估计或预测所述悬挂负载控制装置的所述状态或所述参数包括在滤波器中组合来自所述传感器组的所述传感器数据并确定先前预测的状态或参数与当前测量的状态或参数之电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令包括控制用于所述缆索的所述卷筒以控制所述悬挂负载控制装置和被固定到所述悬挂负载控制装置的所述负载的高度或部分地使用来自所述可展开设备的所述可再充电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令包括控制所述对接接口以将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展开设3使用来自所述可展开设备的所述可再充电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令包括通过所述通信接口进行通信以改变所述可展开设备的高度或z轴坐标中的至少一者或将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可9.一种用于载具的可展开设备系统，其中所述载具承载通备的对接装置以及所述可展开设备，其中所述对接装置包括用于所述可展开设备的电接中所述旋转轴承允许所述可展开设备发生旋转而不将旋转力从所述可展开设备传递到所地使用来自所述可展开设备的所述可再充电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令，11.根据权利要求10所述的方法，其中所述控制推力器还包括控制所述推力器以影响12.根据权利要求10所述的方法，其中基于来自所述传感器组的所述传感器数据估计或预测所述可展开设备的所述状态或所述参数包括基于当前测量的状态或参数并利用来13.根据权利要求12所述的方法，其中基于所述传感器数据估计或预测悬挂负载控制装置的状态或参数包括在滤波器中组合来自所述传感器组的所述传感器数据并确定先前4预测的状态或参数与当前测量的状态或参数之间14.根据权利要求10所述的方法，其中至少部分地使用来自可展开设备的所述可再充电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令还包括控制推力器以影响所述悬挂负载控15.根据权利要求10所述的方法，其中至少部分地使用来自所述可展开设备的所述可再充电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令还包括从所述可展开设备到所述载具16.一种用于载具的可展开设备装置，其中所述载具承载通过缆索从所述载具悬挂的固定到所述悬挂负载控制装置，并且其中所述悬挂负载控制装置包括推力器和传感器组，来自所述传感器组的传感器数据估计或预测所述可展开设备的状态或参数，并且响应于17.根据权利要求16所述的装置，其中控制所述推力器还包括控制所述推力器以影响18.根据权利要求17所述的装置，其中所述基于来自所述传感器组的所述传感器数据估计或预测所述可展开设备的所述状态或所述参数的装置包括基于当前测量的状态或参19.根据权利要求17所述的装置，其中所述基于所述传感器数据估计或预测悬挂负载控制装置的状态或参数的装置包括在滤波器中组合来自所述传感器组的所述传感器数据并确定先前预测的状态或参数与当前测量的状态或参数之20.根据权利要求16所述的装置，其中所述至少部分地使用来自所述可展开设备的所述可再充电电池的所述电力来执行所述功能或所述命令的装置还包括将所述可展开设备接合到所述载具的所述对接装置或从所述载具的所述对接装置5[0002]本申请是一个非临时专利申请并要求于2019年7月21日提交的美国临时专利申请62/876,721号和于2019年11月6日提交的美国临时专利申请62/931,666号的提交日期的权[0003]本公开涉及用于控制载具和机械系统(诸如悬挂负载控制系统)中提升机的装置、轴旋转)也可能发生，但是如果负载通过线缆悬挂并且没有浮力，则典型的运动是垂直平到直升机支柱上可能是危险的。负载的不期望运动的一个或多个分量可能在幅度和/或频6率上增加并且随着负载被向上拉往载具以及悬索缩短而变得更加明显。负载的水平平移、能需要直升机中的工作人员将设备物理地连接到提升系统的适当部件以便在操作期间使[0009]可固定到载具的提升机下面的悬索的所展开设备的机械和逻辑复杂性正在增散注意力或危险的。所展开设备和提升系统之间的不充分集成可能造成例如电池过早放[0012]图2示出了根据实施方案的提升机、用于可展开设备的对接装置和处于已展开构[0013]图3示出了根据实施方案的提升机、用于可展开设备的对接装置和处于已装载构[0019]图7B示出了根据实施方案的图7A中可展开设备和缆索附接机构的框架的第二视7[0025]图10示意性地示出了根据实施方案的包括远程接口逻辑部件和提升机逻辑部件[0026]图11示出了根据实施方案的包括多个模式或命令状态的可展开设备系统中的操[0027]图12示出了根据实施方案的可展开设备控制系统中的提升机和可展开设备数据[0029]图14A示出了根据实施方案的用于集成式提升机和可展开设备的远程接口的视[0030]图14B示出了根据实施方案的图14A中用于集成式提升机和可展开设备的远程接控制提升机中的卷筒卷进或放出悬索)来控制负载。SLCS可通过动态地施加来自例如SLCS[0038]SLCS可以通过估计SLCS和负载中当前和近期的未来状态信息和参数信息来控制8且由此作为还可以被固定到SLCS的负载的控制)。参数信息可包括例如，SLCS和负载的质动态地确定以便SLCS改变其行为以解决不同操作并解决单升机和/或从负载位置处或附近的EDF动态地施加用提升机来控制SLCS和负载的z轴。来自SLCS的遥测输出可用于向载具工作人员或者由载升机和可展开设备可增强任务性能和安全性并且可提高9统(GPS)或其他地理定位或无线电导航系统或其他定位和定向系统(包括缆索长度和缆索以增加控制系统实现中的可靠性并减少向这样的系统提供遥索长度和提升机上的力)与机器视觉信息和其他传感器信息(诸如来自惯性导航系统器视觉信息可通过可展开设备中相机的图像捕获和在这样的图像中对载具和/或负载的物绝对定位系统的绝对参数或状态信息可用时，可集成绝对局部化信息和相对局部化信息。可使用包括例如卡尔曼滤波器(诸如无迹卡尔曼滤波器(“UKF”)和状态模型)的方法来执同义的。如本说明书和所附权利要求中所用，除非内容另有明确说明，否则单数形式“一电力和/或控制模块或系统，以便与提升机101和/或可展开设备110通信和/或向其提供电[0055]卷筒125可包括绞盘、悬索(诸如围绕绞盘卷绕或将要围绕绞盘卷绕的悬索115)、[0057]提升机模块120可以在计算机存储器中或在提升机101内的电路中实现的逻辑部开设备接口140。图13结合具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机示出了提升机模接接口可包括用于可展开设备的对接装置；该用于可展开设备的对接器可包括部件(包括合提升机和悬挂负载控制系统1001讨论了这类设备的示例。本文讨论的可展开设备110的[0060]可展开设备模块145可以在计算机存储器中或在可展开设备110内的电路中实现备模块145是或包括操作模块1100或提升机和可展开设备数据融可展开设备110提供的服务可包括例如数据获取(诸如用于遥测或情境感知的数据获取)以体206可将提升机205内的部件与环境隔开。提升机205可通过直接或间接地联接到载具的等。外壳206可容纳或包括用于递送或取回可展开设备和/或附接的有效负载或负载的部[0065]可展开设备201被图示为包括例如风扇单元220。风扇单元220可包括一个或多个指导(诸如当处于自主模式或半自主模式时)和/或由人或其他设备使用或指导以提供服服务的模块包括可展开设备操作模块1100以及提升机和可展开设备数据融合和控制模块[0067]可展开设备201被图示为包括缆索固定机构225。缆索固定机构225可用于将可展开设备201可释放地固定到缆索210。本文例如结合缆索附接机构701讨论了缆索固定机构提供或获得关于可展开设备的服务，诸如通信服务(包括通过无线和有线介质提供或获得对接接口1600还讨论了用于在提升机和可展开设备之间的物理连接或物理固定服务的部件或在电路提升机205中实现的逻辑部件控制，本文结合图13和具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机讨论并示出了该卷筒和提升机对接装置接口的内的电源可以是单个电源块或串联布线和/或并联布线的电池单元阵列，诸如锂聚合物[0072]图5中可见的致动器包括风扇单元505；类似的风扇单元位于可展开设备500的另一些物体进入EDF的筛网或过滤器。风扇单元中的EDF可包括叶片和马达，例如电动马达。[0074]为了便于讨论，位于SLCS的第一侧的风扇单元可作为第他轴偏移或不偏移。可包括机械转向部件以动态地重新定位风扇单元和/或风扇单元内的[0075]各个风扇单元中的EDF可以用不同的功率分别激活以产生风扇单元中组件的推力[0076]可展开设备模块可以在计算机存储器中或在可展开设备500内的电路中实现的逻可控制风扇单元505中的EDF以控制负载，其中负载可被固定在可展开设备500的上方或下缆索附接机构(例如缆索附接机构701(在此讨论))可用于将可展开设备500固定到悬索210[0078]固定机构520可潜在地与手柄515结合使用以在例如向载具运输或运输到载具内[0079]可展开设备接口517和可展开设备接口518可以是这样的接口，可展开设备500通过该接口提供或获得通信服务(包括通过无线和有线介质提供或获得的通信服务)和/或获承或联接器可允许缓冲器605与缆索210分开旋转。旋转轴承或联接器可允许钩230与缓冲中的可展开设备支座1710示出并讨论了该悬索的终端设备的[0085]缆索附接机构701可将可展开设备(诸如可展开设备500)可释放地固定到悬索诸接机构701还可以可释放地将可展开设备固定到悬[0090]图9A示出了缆索附接机构701中的部件的正视图。除了结合其他附图示出和讨论[0092]图7A至图9B示出了悬索可以穿过缆索通道525并且穿过缆索附接机构725中的缆索通道到达缆索附接机构701的中心。指状物915可被接合以将悬索保持和/或夹紧在缆索附接机构701的中心内。指状物915可由致动器接合，诸如由激活机构705或另一致动器接可围绕固定芯部905缠绕并且在轴承910等上单独旋转。可将固定芯部905可释放地固定到图17A和图17B讨论了联接到终端设备的联接器730的实施方案。通过接合-脱离杆735等可接合或脱离联接到终端设备的联接器730、杠杆臂720和扣钩727以接触和保持或释放终端动输入供电。激活机构705可相对于悬索的终端设备同时或单独地接合或脱离缆索保持指[0094]以这种方式，缆索附接机构705可在缆索附接机构的芯部上承载可展开设备的质管在终端设备上承载有可展开设备的质量，但芯部的轴承(诸如轴承910)在不将力或显著的力(诸如扭矩)传递到悬索的情况下允许可展[0098]利用本文所讨论的元件，可展开设备和可展开设备模块可控制提升机(诸如提升[0099]图10示出了提升机和可展开设备逻辑系统1001远程接口逻辑部件1050和提升机[0102]可展开设备处理器1020可以是一个或多个处理器、微控制器和/或中央处理单元[0104]可展开设备存储器1025可存储模块和/或软件例程的程序代码，例如导航系统中，软件部件还可以或替代地通过除驱动机构和计算机可读存储介质之外的机构(例如通核可包括一个或多个驱动器，该一个或多个驱动器被配置为管理可展开设备的操作部件[0109]可展开设备存储器1025中模块或例程所使用的数据组可以由列中的单元格或与[0110]可展开设备通信系统1030可包括无线系统1031(例如，无线收发器)和有线系统[0115]远程接口逻辑部件1050可通过通信系统1070(其可以是无线通信系统1071或有线提供本文所述功能的一个或多个物理设备和/或逻辑设备。远程接口1050的实施方案的示1020和存储器1025。存储器1073可包括用于由远程定位单元使用的一个或多个模块(例如具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机)使用的一个或多个模块的软件或固件代[0119]提升机逻辑部件1080可通过通信系统1091(其可包括无线收发器1091或有线收发器1092)与提升机和可展开设备逻辑系统1001通信。来自提升机逻辑部件1080的输出装置的输入装置1086还可包括来自操作人员的命令，这些命令可通过例如远程接口逻辑部件(包括但不限于在缆索末端的救援人员)可通过按下无线连接到可展开设备的一个或多个作模块1100可例如通过激活指状物(诸如指状物915)来关闭或可被指示关闭用于悬索的通子例程或子模块的提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200以实现功能模式或命令开设备模块提供推力或沿与干扰相反的方向激活提升机以抵消干扰并消除摆动和“溜溜[0130]移动到/停止在位置模式1123：可展开设备模块将可展开设备稳定到固定位置来在该位置，可展开设备模块将使用推力器和/或提升机将可展开设备和悬挂负载保持在指轴)以及旋转上的其他直接操作。尽管可展开设备模块可以是完全闭环的并且在操作期间境中感测到的传感器位置(诸如在风扇单元位置处)与物体(诸如障碍物)之间的距离相等，测可展开设备位于提升机中的时间，检测提升机和可展开设备中互锁结构的接合(例如图[0140]图12示出了根据实施方案的可展开设备的提升机和可展开设备数据融合和控制展开设备数据融合和控制模块1200可与之交互的远程接口逻辑部件1050[0141]提升机和可展开设备数据融合和控制模块1200可在闭合迭代回路中操作以接近送到空气推进系统推力器阵列和提升机中以减少操作期间缆索的摆动并控制可展开设备框1205中的传感器和提升机的数据或信息与在框1210中的先前迭代处确定的系统模型的器的非线性特性来处理以预测系统的近期未来状态和参数并估计系统的当前状态和参数。深度学习神经网络和未来传播的卡尔曼滤波器的高级控制方法具有双向通信，允许实时以及状态和参数预测1210以及当前状态和参数与先前预测的状态和参数之间的偏差(其由用户选择或进程选择的功能模式或命令状态1217以及来自推力和定向映射1225和输出控制1235的附加反馈通知)，并且决定可展开设备应当如何移动以实现在框1217处输入的功送到电管道风扇和/或发送到提升机以输出到卷筒电机。净推力输出通过编码器和测力传射以将控制信号输出到风扇或推力器或输出到提升机(或控制其或由其控制的电子部件)集成式可展开设备操作模块1300的提升机的指令或体现其的指令可存储在例如提升机存[0154]在决策框1320可以确定该提升机是要对本地指令还是远机可继续进行到开环框1325。具有集成式可展开设备操作模块1300的提升机可在开环框出或卷进直到接收到另一指令以停止。该指令可指定将操作卷筒的速率和/或该卷筒要实[0160]图14A示出了根据实施方案的用于提升机和可展开设备的远程接口1400的第一视[0161]可用的控制器类型可以是在附接到悬索和/或提升机之前或之后操作可展开设备接可提供用于控制器电子器件与操作或监测提升机集成系统和/或附接的有效载荷所必需[0165]如图14B所示，在远程接口1400的底侧提供的控制器可包括控制器实况触发器[0166]图15A示出了根据实施方案的可展开设备的远程悬架或远程接口1500的后视图。控制模式1127时，手动/旋转控制器1551可用于手动地激活风扇以旋转或平移负载或者升[0172]尽管本文已经示出和描述了具体实施方案，但是本领域在不脱离本公开的范围的情况下，替代和/或等效具体实施可以替代示出和描述的具体实开设备模块获得来自所述缆索长度编码器中的缆索长度或来自所述卷筒力编码器中的所轴和z轴中的坐标中的至少一者，其中所述方位包括相对于所述悬挂负载控制装置的正常控制所述推力器或所述卷筒中的至少一者以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态数包括所述悬挂负载控制装置的高度或z轴坐标，并且其中所述负载控制模块控制所述卷控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数从而将所述负载控制装置维持在一定高度或改变所述负载控制装装置的所述高度包括在一位置处提起或放下所述的所述近期未来状态或参数包括从所述卷筒卷进卷筒上的力中的至少一者来估计或预测所述状态或参数并且确定先前预测的状态或参数力和定向映射或风扇映射中的至少一者的反馈来预测近期括缆索保持器或联接到所述缆索的终端设备的联接器中设备的所述联接器将所述可展开设备固定到所述缆索的所述承允许所述可展开设备发生旋转而不将旋转力从所述可展开设备传度或所述提升机上的力中的至少一者并且至少部分地基于所述缆索长度或所述提升机上述卷筒力编码器确定或获得所述负载的质量和所述可展开设备的质量中括利用所述可展开设备中的所述处理器和所述存储器并基于来自所述传感器组的传感器所述力中的至少一者并且确定先前预测的状态或参数与当前测量的状态或参数之间的偏制所述推力器和所述卷筒中的至少一者以影响所述并且所述方法还包括控制所述卷筒以影响所述悬挂负载控制装置的近期未来状态或参数，其中所述近期未来状态或参数包括所述悬挂负载控制装置器将所述可展开设备固定到所述缆索或围绕所述缆索或利用联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器将所述可展开设备固定到所述缆索的所述旋转轴承而将旋转力从所述可展开设备传递到所述缆索的情况下控制所述可展开设备的用于所述对接装置的所述装置包括用于所述可展开设备的接口的装置以及所述可展开设括根据所预测或估计的状态或参数控制所述推力器或所述卷筒中的至少一者以影响所述于所述卷筒上的力中的至少一者来估计或预测状态或参数的装置以及确定先前预测的状向映射或风扇映射中的至少一者的反馈来预测所述近期未来状态或用于所述可展开设备的所述接口的所述装置包括向所述可展开设备提供信号通信的装置、所述可展开设备包括用于缆索保持器的装置或用于联接到所述缆索的终端设备的联接器用于所述缆索保持器的所述装置包括将所述可展开设备固定到所述缆索或围绕所述缆索用于联接到所述缆索的所述终端设备的所述联接器的所述装置包括用于可释放扣钩的装置或允许所述可展开设备旋转而不将旋转力从所述可展开设备传递到所述缆索的装置中用于所述缆索保持器的所述装置包括用于缆索通道的装置和用于缆索通道闭合件的装置所述控制所述对接装置的装置包括将所述对接装置接合到所述可展开设备或从所述可展备响应于所述计算机设备的处理器对所述指令的执行而获得载具中提升机和缆索上可展开设备之间的缆索的缆索长度或来自所述可展开设备的提升机上的力中的至少一者并且至少部分地基于所述缆索长度或所述提升机上的所述力中的至少一者控制所述可展开设述卷筒上的所述力中的至少一者来估计或预测所述可展开设