空气对接舱软捕获的制作方法

空气对接舱软捕获
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年4月30日提交的美国临时申请no.63/017,982的优先权，其全部内容通过引用明确地并入本文。
技术领域
3.本公开涉及空气对接舱(airdock)组件中的软捕获，更具体地涉及用于高速低压运输系统的运输载具到空气对接舱组件的软捕获。


背景技术：

4.随着高速低压运输系统的不断发展，需要解决吊舱如何定位以与运输系统站点牢固地连接来卸载乘员和/或货物的问题。
5.因此，需要一种用于高速低压运输系统中的吊舱的软捕获系统。


技术实现要素：

6.本公开的各方面涉及一种用于高速低压运输系统中的吊舱的软捕获系统。
7.通过实施本公开的方面，吊舱相对于空气对接舱定位用以随后的连接。
8.本公开的方面涉及一种用于在高速低压运输系统中将运输载具移动到空气对接舱的软捕获系统，其中空气对接舱提供用于将乘员和/或货物卸载和装载到运输载具的路径，软捕获系统包括移动系统，移动系统能够操作以减小运输载具与空气对接舱之间的间隙并将空气对接舱与运输载具的门对准。
9.在实施方式中，移动系统能够操作以使运输载具相对于空气对接舱移动，从而减小运输载具与空气对接舱之间的间隙。
10.在另外的实施方式中，移动系统能够操作以相对于运输载具移动空气对接舱，从而减小运输载具和空气对接舱之间的间隙。
11.在另外的实施方式中，移动系统能够操作以与运输载具接合，从而相对于空气对接舱移动运输载具。
12.在一些实施方式中，移动系统能够操作以横向移动运输载具，从而相对于空气对接舱移动运输载具。
13.在实施方式中，移动系统包括配置在空气对接舱上的多个连杆机构，每个连杆机构均包括接合器，接合器构造成与运输载具上的相应捕获钩接合件接合。
14.伸出在另外的实施方式中，移动系统还包括连接到每个连杆机构的至少一个张紧机构，其中运输载具通过张紧机构相对于空气对接舱横向移动。
15.在另外的实施方式中，移动系统能够操作以移动其上接合有运输载具的着陆垫，从而相对于空气对接舱移动运输载具。
16.在一些实施方式中，移动系统能够操作以使运输载具围绕枢轴摆动，从而相对于空气对接舱移动运输载具。
17.在实施方式中，移动系统包括致动器，致动器能够操作以：使着陆垫缩回以围绕枢轴向上拉动运输载具，从而使运输载具朝向空气对接舱移动；并且伸出以允许运输载具围绕枢轴远离空气对接舱向下移动。
18.在另外的实施方式中，移动系统能够操作以在运输载具被配置在着陆垫上时拉动运输载具，其中着陆垫具有朝向空气对接舱向上倾斜的倾斜着陆面。
19.在另外的实施方式中，移动系统包括致动器，致动器能够操作以与运输载具接合，并且：缩回以沿着倾斜面向上拉动运输载具，从而使运输载具朝向空气对接舱移动；以及伸出以允许运输载具沿着倾斜面远离空气对接舱向下移动。
20.在一些实施方式中，空气对接舱和运输载具中的每一者均包括对准突起和对准凹部中的至少一者，对准突起和对准凹部能够操作以随着间隙减小而使空气对接舱与运输载具对准。
21.在实施方式中，软捕获系统能够操作以在运输载具着陆在着陆垫上时减小运输载具和空气对接舱之间的间隙。
22.在另外的实施方式中，软捕获系统能够操作以在运输载具在距着陆垫一定距离处悬停时减小运输载具与空气对接舱之间的间隙。
23.在另外的实施方式中，移动系统包括悬架和导轨，悬架和导轨能够操作以相对于运输载具移动空气对接舱，从而减小运输载具和空气对接舱之间的间隙。
24.本公开的另外的方面涉及一种操作软捕获系统的方法，软捕获系统用于在高速低压运输系统中将运输载具移动到空气对接舱，其中空气对接舱提供用于将乘员和/或货物卸载和装载到运输载具的路径。该方法包括减小运输载具和空气对接舱之间的间隙，并将空气对接舱与运输载具的门对准。
25.在实施方式中，减小运输载具和空气对接舱之间的间隙包括相对于空气对接舱移动运输载具。
26.在其它的实施方式中，减小运输载具和空气对接舱之间的间隙包括相对于运输载具移动空气对接舱。
27.在另外的实施方式中，减小间隙包括移动其上接合有运输载具的着陆垫以相对于空气对接舱移动运输载具。
附图说明
28.从结合附图考虑的以下说明，将理解作为系统特性的关于其结构和操作方法的新颖特征以及其进一步的目的和优点，在附图中，通过示例的方式示出了本公开的实施方式。然而，应当清楚地理解，附图仅用于图示和说明的目的，并且它们不旨在作为对本公开的限制的定义。为了更完整地理解本公开及其其它目的和进一步的特征，可以结合以下示例性和非限制性附图参考本公开的实施方式的以下详细说明，在附图中：
29.图1示出了根据本公开的方面的示例性吊舱分隔间(pod bay)分支布局，其包括具有八个吊舱分隔间的两个门户分支(portal branch)的实施方式的俯视图和吊舱分隔间的门户分支的截面图；
30.图2a和图2b示出了根据本公开的方面的示例性和非限制性空气对接舱组件的视图；
31.图3a-图3d示出了根据本公开的方面的吊舱与吊舱分隔间空气对接舱接合的过程的示例性俯视图；
32.图4示出了根据本公开的方面的用于空气对接舱的示例性软捕获系统；
33.图5a和图5b示出了根据本公开的方面的软捕获系统的元件的示例性视图；
34.图6示出了根据本公开的方面的示例性轨道悬挂器软捕获系统；
35.图7示出了根据本公开的方面的示例性轨道悬挂器液压回路；
36.图8示出了根据本公开的方面的处于接收位置(或发送位置)、空气对接舱接合位置和发送位置(或接收位置)的轨道悬挂器软捕获系统的示例性示意绘示；
37.图9示出了根据本公开的方面的处于接收位置(或发送位置)、空气对接舱接合位置和发送位置(或接收位置)的轨道滑动软捕获系统的示例性示意绘示；
38.图10示出了根据本公开的方面的示例性空气对接舱悬架软捕获系统的各种视图；
39.图11示出了根据本公开的方面的asu和处于一系列可能位置的附接的微动致动器的俯视示意图；
40.图12示出了根据本公开的方面的吊舱分隔间中的吊舱在远离空气对接舱移动并返回到原位/起飞位置时的示意性截面图；以及
41.图13示出了用于实践本公开的方面的示例性环境。
具体实施方式
42.下面的详细说明以示例而非限制的方式阐明了本公开的原理。本说明将清楚地使本领域技术人员能够制作和使用本公开，并且说明了本公开的若干实施方式、改编、变型、替代和用途，包括目前认为是执行本公开的最佳模式。应当理解，至少一些附图是本公开的示例性实施方式的图解和示意性表示，并且不是对本公开的限制，它们也不必按比例绘制。
43.根据结合附图考虑的以下说明，将理解作为本公开的特性的新颖特征(关于本公开的结构和操作方法两者)及其进一步的目的和优点，在附图中通过示例的方式阐明了本公开的实施方式。然而，应当明确地理解，附图仅用于图示和说明的目的，并且它们不旨在作为对本公开的限制的定义。
44.在以下说明中，将参考附图来说明本公开的各种实施方式。根据需要，本文讨论了本公开的详细实施方式；然而，应当理解，所公开的实施方式仅仅是本公开的可以以各种可替代的形式来实施的示例性实施方式。附图不一定按比例，并且一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而是仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式应用本公开的代表性基础。
45.本文所示的细节是作为示例并且仅用于说明性讨论本公开的实施方式的目的，并且是为了提供被认为是本公开的原理和概念方面中最有用和容易理解的说明而呈现的。在这方面，没有试图比对本公开的基本理解所必需的更详细地示出本公开的结构细节，使得结合附图的说明使本领域技术人员清楚如何可以在实践中体现本公开的形式。
46.如本文所使用的，单数形式“一个(a、an)”和“该(the)”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。例如，除非特别排除，否则对“磁性材料”的指代也意味着可以存在一种或多种磁性材料的混合物。如本文所使用的，不定冠词“一(a)”表示一个以及多于一个，并且不一定将其所指名词限制为单数。
47.除非另有说明，否则说明书和权利要求书中使用的表示量的所有数字应理解为在所有示例中由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则说明书和权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以依据本公开的实施方式寻求获得的期望性质而变化。至少，并且不应被认为是试图将等同原则的应用限制在权利要求书的范围内，每个数值参数应根据有效数字的数量和普通的舍入惯例来解释。
48.另外，本说明书内的数值范围的叙述被认为是该范围内的所有数值和范围的公开(除非另有明确说明)。例如，如果范围为约1至约50，则认为其包括例如1、7、34、46.1、23.7或该范围内的任何其它值或范围。
49.如本文所使用的，术语“约”和“大致”表示所讨论的数量或值可以是指定的特定值或其附近的一些其它值。通常，表示某个值的术语“约”和“大致”旨在表示该值的
±
5％内的范围。作为一个示例，短语“约100”表示100
±
5的范围，即95至105的范围。通常，当使用术语“约”和“大致”时，可以预期可以在表示的值的
±
5％的范围内获得根据本公开的类似结果或效果。
50.如本文所使用的，术语“和/或”表示可以存在所述组的所有元素或仅一个元素。例如，“a和/或b”应意味着“仅a、或仅b、或a和b两者”。在“仅a”的情况下，该术语还涵盖不存在b的可能性，即“仅a，但不是b”。
51.术语“基本上平行”是指与平行对准偏差小于20
°
，并且术语“基本上垂直”是指与垂直对准偏差小于20
°
。术语“平行”是指与数学上精确的平行对准偏差小于5
°
。类似地，“垂直”是指与数学上精确的垂直对准偏差小于5
°
。
52.术语“至少部分地”旨在表示以下性质在一定程度上或完全满足。
53.术语“基本上”和“本质上”用于表示以下特征、性质或参数完全(全部地)实现或满足，或者达到不会不利地影响预期结果的主要程度。
54.如本文所使用的术语“包括”旨在是非排它性的和开放式的。因此，例如包括化合物a的组合物可以包括除a之外的其它化合物。然而，术语“包括”还涵盖“本质上由
……
组成”和“由
……
组成”的更具限制性的含义，使得例如“包括化合物a的组合物”也可以(本质上)由化合物a组成。
55.除非特别地相反说明，否则本文公开的各种实施方式可以单独使用以及以各种组合使用。
56.例如，本公开的实施方式可以用在全部内容通过引用明确地并入本文的标题为“transportation system”的共同转让的专利no.9,718,630中所记载的低压高速运输系统中。例如，分段管结构可以用作低压高速运输系统的运输路径。在实施方式中，密封管状结构内的低压环境可以是大致100pa。另外，本公开的实施方式可以与各自的全部内容通过引用明确地并入本文的、与本技术同日提交的例如标题为“airdock assembly”的共同转让的专利申请no._(代理人案卷号no.p62099)中所述的空气对接舱组装方法和系统、例如标题为“airdock hard capture”的共同转让的专利申请no.(代理人案卷号no.p62101)中所述的硬捕获方法和系统以及例如标题为“pod bay and vehicle docking”的共同转让的国际专利申请no.(代理人案卷号no.p62102)中所述的吊舱分隔间和对接系统以及方法一起使用。
57.根据本公开的方面，吊舱分隔间是乘员和/或货物以及资源被转移到吊舱(或运输
载具)的站点。更具体地，吊舱分隔间是乘员搭载到吊舱上和/或从吊舱上卸下的地方，而根据本公开的方面，吊舱保持在真空(或接近真空)环境中。在示例性和非限制性实施方式中，每个吊舱分隔间均具有两个空气对接舱。空气对接舱是每个吊舱门对准以将乘员和货物转移到吊舱和从吊舱转移乘员和货物的地方。根据本公开的方面，空气对接舱机构将吊舱门与相应的空气对接舱对准。资源转移系统(rts)rts用于在吊舱对接在吊舱分隔间中时向吊舱补充资源(例如电池充电和可呼吸的空气)。一旦吊舱停放，就使用软捕获系统。软捕获系统用于关闭吊舱门和相应的空气对接舱门之间的间隙，并使两者彼此对准。在实施方式中，对准过程可以采用两个步骤：粗略对准和最终对准。
58.一旦实现吊舱和空气对接舱门的最终对准，就利用硬捕获系统。在示例性实施方式的情况下，硬捕获系统利用一系列闩锁将吊舱维持在相对于空气对接舱的固定位置。
59.一旦吊舱到达指定的吊舱分隔间，软捕获系统就将吊舱移向空气对接舱，使得吊舱和配对的空气对接舱恰当地对准。在示例性实施方式的情况下，软捕获过程将使吊舱在y方向(或大致y方向)上移动大致250mm。一旦确认了对准，硬捕获闩锁就与吊舱上的相应卡扣接合。硬捕获过程确保了吊舱和空气对接舱之间的密封。一旦不同容积(例如，空气对接舱容积、间隙容积、吊舱舱室容积)的压力在可接受的范围内平衡，门就会打开以转移乘员。对于起飞，通常序列与上述步骤相反。
60.如下文进一步说明的，吊舱分隔间是门户分支系统的构成部分，其中每个门户可以具有多个门户分支，并且在门户分支内可以具有多个吊舱分隔间以满足所需的吞吐量需求。一个或多个空气对接舱配置在吊舱分隔间中，其中每个空气对接舱是将吊舱门连接到吊舱分隔间的吊舱分隔间门的结构。
61.图1示出了根据本公开的方面的示例性吊舱分隔间分支布局，其包括具有八个吊舱分隔间100的两个门户分支105的实施方式的俯视图和吊舱分隔间的门户分支的截面图。如图1所示，多个吊舱110可以停放在配置在吊舱分隔间100中的相应空气对接舱115(或成对的空气对接舱115)处，其中每个空气对接舱115均是将吊舱门120连接到吊舱分隔间100的舱壁门125的结构。虽然在图1中未示出，但是在实施方式中，空气对接舱115也可以包括与吊舱门相邻的空气对接舱门。
62.吊舱分隔间100的每个分支105均可以包括用于乘员移动的平台130，其包括用于乘员等待的区域、水平循环区域和“站开(stand clear)”区域。如图1所示，根据本公开的方面，吊舱110保持在真空(或接近真空)环境135中，而乘员经由空气对接舱115搭载到吊舱120上和/或从吊舱120卸下。空气对接舱的环境在运输管的真空(或接近真空)环境和平台130的周围压力环境之间循环，以允许乘员经由空气对接舱115搭载到吊舱110上和/或从吊舱110上卸下。
63.图2a示出了根据本公开的方面的示例性和非限制性空气对接舱组件115(或空气对接舱)的分解立体图。如图2a所示，空气对接舱组件115包括走道205，走道205连接到吊舱分隔间站点平台(未示出)。可移动的舱壁门210配置在走道205上，并且当处于关闭位置时，将站点中的等待乘员与吊舱运输路径的真空或接近真空(例如，低压)的环境隔开。当舱壁门210处于打开位置(未示出)时，提供从站点平台到空气对接舱组件115内部的路径。如图2a所示，在该示例性实施方式的情况下，舱壁门210包括附接到其内侧的空气柱塞212。空气对接舱组件115还包括对接舱安装板215和柔性联接件220，对接舱安装板215配置成与舱壁
门210的框架接触，柔性联接件220配置在对接舱安装板215上。
64.如图2a中另外所示，提供了悬架和导轨230，其上配置了空气对接舱结构单元(asu)225。虽然在图2a中未示出，但是柔性联接件220与asu 225密封接触。根据本公开的方面，在一些示例性实施方式中，悬架和导轨230能够操作以移离(和移向)走道205和舱壁门210(沿箭头245的方向)，从而使asu 225移向(和移离)吊舱，以与配置在吊舱分隔间(未示出)中的吊舱(未示出)连接。当asu 225移向吊舱时，柔性联接件220被构造成弯曲(并例如，延伸或伸展)，以便维持对接舱安装板215和asu 225之间的密封。在预期的实施方式中，柔性联接件220可以朝向吊舱膨胀大致50mm的距离。在一些预期的实施方式中，除了允许水平移动外，柔性联接件220还可以允许asu 225相对于对接舱安装板215竖直移动。柔性联接件220可以包括橡胶以及本公开预期的其它弹性材料。
65.乘员走道外壳235配置在空气对接舱结构单元225内。在实施方式中，乘员走道外壳235可以是金属或塑料。根据本公开的方面，乘员走道外壳235除了维持空气对接舱115中所需的压力外，还保护机构和柔性联接件220。吊舱-对接舱密封元件240配置在asu 225的端部，并且被构造成提供与吊舱(未示出)的密封接合。在实施方式中，密封元件240可以是可充气的球头密封件或可以是实心密封件。吊舱-对接舱密封元件240使通过asu 225和吊舱(未示出)之间的任何间隙的泄漏最小化。
66.如图2a所示，空气对接舱组件115的平台侧具有平面或平坦表面，而空气对接舱组件115的载具侧具有弯曲表面，以便匹配(或大致匹配)运输载具(即吊舱)的外部弯曲轮廓。
67.图2b示出了根据本公开的方面的图2a的示例性和非限制性空气对接舱组件115的立体图。如图2b所示，空气对接舱组件115包括走道205，走道205连接到吊舱分隔间站点平台(未示出)。可移动的舱壁门210(被示出处于关闭位置)配置在走道205上，并且当处于关闭位置(如图所示)时，将站点中的等待乘员与吊舱运输路径的真空或接近真空(例如，低压)环境隔开。当舱壁门210处于打开位置(未示出)时，提供从站点平台到空气对接舱组件115内部的路径。空气对接舱组件115还包括对接舱安装板215和柔性联接件220，对接舱安装板215配置成与舱壁门210的框架接触，柔性联接件220配置在对接舱安装板215上。
68.如图2b中另外所示，提供悬架和导轨230，其上配置空气对接舱结构单元(asu)225。如图2b所示，柔性联接件220与asu 225密封接触。如上所述，在一些实施方式中，悬架和导轨230能够操作以移离(和移向)走道205和舱壁门210，从而使asu 225移向(和移离)吊舱，以与配置在吊舱分隔间(未示出)中的吊舱(未示出)建立连接。当asu 225移向吊舱时，柔性联接件220被构造成弯曲(并例如，延伸或伸展)，以便维持对接舱安装板215和asu 225之间的密封。
69.如图2b所示，乘员走道外壳235配置在空气对接舱结构单元225内。吊舱-对接舱密封元件240配置在asu 225的端部并且被构造成提供与吊舱(未示出)的密封接合。图2b还示出了配置在空气对接舱115的每一侧的微动致动器305，其端部连接在对接舱安装板215和asu 225的吊舱侧端部之间。在预期的实施方式中，微动致动器305的连接到asu 225(例如，asu 225的吊舱侧端部)的端部包括球接头，使得当附接到吊舱(未示出)时，如果需要，asu 225可以倾斜或歪斜(例如，稍微地)。根据本公开的方面，利用微动致动器305(与附加元件结合)来实现吊舱的软捕获。
70.如图2b中进一步所示，空气对接舱组件115还包括配置在asu 225周边的闩锁机构
310(示意性地绘示)(例如，10个闩锁机构310)。根据本公开的方面，闩锁机构310被构造为附接(例如，闩锁)到吊舱，从而将吊舱固定到空气对接舱组件115。更具体地，根据本公开的方面，利用闩锁机构310(与附加元件结合)来实现吊舱的硬捕获。虽然闩锁被绘示在空气对接舱组件的外侧，但是本公开预期闩锁可以在密封件的内侧，这可以(稍微地)减小被冲出的空气的体积。另外，虽然这些示例性闩锁在移动空气对接舱架构的上下文中进行了说明，但是本公开也预期这些闩锁也可以与移动吊舱架构一起被使用。
71.图3a-图3d示出了根据本公开的方面的吊舱110与吊舱分隔间空气对接舱115接合的过程的示例性俯视图。如图3a所示，吊舱110接近吊舱分隔间的空气对接舱115，在实施方式中，吊舱110向上着陆到运输轨道上，或者在其它实施方式中，吊舱110在运输轨道下方悬停(或悬浮)。如图3b所示，发生吊舱110的软捕获，其中空气对接舱115捕获吊舱110并将吊舱110横向地例如朝向空气对接舱115(如箭头所示)牵引。如图3c所示，发生吊舱110的硬捕获，其中空气对接舱115闩锁到吊舱110并将空气对接舱115密封到吊舱110。如图3d所示，一旦实现了硬捕获，空气对接舱115就被涌入，使得吊舱110内部的压力(以及平台130的压力)与空气对接舱115的压力之间压力平衡。换言之，空气对接舱115中的压力升高到吊舱110内部的压力(以及平台130的压力)。一旦压力平衡，吊舱和吊舱分隔间的门打开以允许乘员搭载(卸载)。
72.吊舱停放开始于将所分配的吊舱分隔间位置通信到吊舱的命令和控制。命令和控制负责确保吊舱的适当和安全的移动、接收状态/数据、作出安全和关键任务决策，并向吊舱和要执行的操作支持系统(oss)发出命令。oss负责门户和仓库(depot)的操作管理、主动的过道侧元件的中央命令以及提供通信网络以支持系统操作。
73.然后，吊舱相对于吊舱分隔间内的参考标志在一定范围内停放自身。该参考仅在行进方向(x)上。吊舱悬浮和导向发动机已经能够将吊舱位置维持在紧密的横向(y)和纵向(z)包络内。由于用于正常运输的轨道系统可能不维持关于吊舱的全球位置的信息，因此x方向上的单独的标志可能是必要的。在实施方式中，该标志应当由吊舱感测和测量，以能够在捕获包络内制动、定位和着陆。在目前假设的吊舱的着陆精度为+/-50mm以及制造公差的情况下，捕获包络应该能够在x方向上适应+/-72mm
74.一旦吊舱停放在吊舱分隔间内，软捕获系统通过沿y方向拉动或推动吊舱并且然后使吊舱门与吊舱分隔间(空气对接舱)门对准，而使吊舱朝向吊舱分隔间(空气对接舱)门。软捕获系统应当能够适应由于制造变化、热和压力效应以及吊舱的停放精度而引起的吊舱门和吊舱分隔间门的相对定位的变化。
75.在预期的实施方式中，软捕获系统可以包括以下子组件：软捕获机构、最终运动学对准特征、空气对接舱门和门户之间的顺应性元件以及空气对接舱质量卸载系统。软捕获机构(在实施方式中可以是一组张力缆线或致动器)将吊舱朝向吊舱分隔间(空气对接舱)门移动。吊舱和吊舱分隔间上的最终对准元件旨在确保两个位置处的相应门在软捕获过程中被适当地对准。吊舱分隔间(空气对接舱)门可以收容在空气对接舱结构内，空气对接舱结构通过柔性接头连接到门户分支。空气对接舱结构应当被支撑为使得空气对接舱门可以与相应的吊舱门对准，同时适应上述的预期变化，并且柔性接头旨在允许这种可调节性。
76.一旦检测到软捕获完成，在实施方式中，吊舱将着陆在固体悬浮/着陆轨道上。(对于其它预期的实施方式，吊舱可以保持悬停。)当吊舱拉起时，空气对接舱被拉动约15mm。在
着陆时，吊舱可以直接向吊舱分隔间传达它处于准备好进行硬捕获的状态，或者吊舱分隔间可以感知吊舱被适当地定位并准备好进行硬捕获。在预期的实施方式中，这可以通过用接近传感器感测悬浮间隙闭合和/或测量一些吊舱侧参考目标的位置以确认吊舱在捕获包络内来实现。
77.根据本公开的方面，一旦获得软捕获，就开始硬捕获过程。
78.着陆与悬停
79.在一些预期的实施方式中，吊舱将在吊舱自身停放在指定的吊舱分隔间中之后立即着陆在着陆轨道上。在其它预期的实施方式中，吊舱可以在部分或全部对接过程期间保持悬停。在第一示例性实施方式的情况下，吊舱首先着陆，然后吊舱和轨道一起朝向空气对接舱移动。在第二示例性实施方式的情况下，吊舱悬停直到被空气对接舱软捕获系统捕获并与空气对接舱对准，然后吊舱着陆。在第三示例性实施方式的情况下，吊舱在对接和乘员转移的整个过程期间悬停。在第四示例性实施方式的情况下，吊舱在对接的整个过程期间悬停，但是轨道在吊舱朝向空气对接舱移动时与吊舱一起移动。在实施方式中，吊舱分隔间轨道(无论是着陆轨道还是悬停轨道)旨在提供z方向的力；在z、rot x(翻滚)、rot y(俯仰)上约束吊舱。然后利用软捕获将吊舱拉向或推向空气对接舱。
80.根据本公开的方面，吊舱在部分或全部对接过程期间悬停的实施方式显著地简化和/或消除了着陆轨道支撑设计。这些实施方式解释了由于悬停时的踏板、rts泵等造成的对接时的任何力矩负载和振动的影响。在实施方式中，悬浮发动机所着陆的着陆轨道的柔顺垫可能相当窄，例如，为了不损坏吊舱上的悬浮马达的线圈(例如，宽度略超过大致10mm，本公开考虑了较小的垫宽度)。根据本公开的方面，吊舱/轨道选项可能影响吊舱、em、电力电子器件、嵌入式/控制、rts、系统和其它吊舱分隔间系统。
81.如下所述，与“先着陆”方法(#1)相比，“先悬停后着陆”方法(#2)简化了着陆轨道设计，同时“先悬停后着陆”方法(#2)避免了向诸如em或电力电子器件的其它系统引入新挑战，如“始终悬停”方法(#3)的情况那样。
82.选项1：先着陆
83.在第一示例性实施方式的情况下，一旦吊舱停放，吊舱就着陆到着陆轨道上，该着陆轨道在x-y平面上具有自由dof。软捕获系统将吊舱和着陆轨道带向空气对接舱。在该示例性实施方式的情况下，只要吊舱到达指定的吊舱分隔间吊舱就着陆到轨道上并且吊舱保持附接到吊舱分隔间轨道直到准备好起飞。一旦着陆，随着吊舱朝向空气对接舱移动，整个吊舱分隔间轨道(和rts)与吊舱一起移动。
84.根据本公开的方面，如果z运动与吊舱+轨道(例如，由3个固定长度的连杆支撑的轨道)的x和y方向运动相耦合，则重力可以用作被动地将吊舱+轨道带回到起飞位置的动力。在示例性实施方式的情况下，机身上的软捕获负载将包括重力负载的横向分量。在这种情况下，负载的大小取决于轨道支撑结构的高度。
85.在可替代的实施方式的情况下，吊舱和轨道可以在平坦的x-y平面上移动(例如，使用转移球，直线轴承等)，并且吊舱可以主动地放回起飞位置。在任一种设计中，轨道支撑系统可能需要维修，并且这种维修可能需要向上/向下泵送的分支。
86.如果rts系结在着陆轨道上，假定rts配备有某种程度的变化适应，只要吊舱着陆在着陆轨道上，一些rts功能就可以起动。
87.虽然不是必需的，但是如果所有轨道元件都安装在吊舱分隔间的两侧，则c型芯(例如，推进轨道)和引导轨道可以与着陆轨道集成在一起，并且它们可以与吊舱一起移动。然而，在这种方法的情况下，可能需要安全联锁来防止意外的吊舱起飞。这种安全联锁可能必须仅依赖于非机械方法，因为在这种方法的情况下，推进发动机保持在c型芯内。
88.选项2：先悬停后着陆
89.在第二示例性实施方式的情况下，一旦吊舱停放，则吊舱保持悬停直到软捕获系统将吊舱带到空气对接舱并且吊舱被硬捕获。即，吊舱保持悬停，同时吊舱朝向空气对接舱移动。然后，在门打开之前，吊舱着陆到轨道上。在该阶段，吊舱着陆到着陆轨道上，其可以在y方向上自由并且平摇。压力平衡可以在该步骤之前、之后或期间发生。为了起飞，吊舱将自身与着陆轨道分离，并且软捕获系统能够操作以主动地将吊舱放回起飞位置。根据本公开的方面，在该实施方式的情况下，轨道支撑结构不需要适应尽可能大的运动范围，所以轨道结构可以比上述先着陆选项的结构紧凑得多(这提供了效率和优点)。然而，使用该选项的轨道支撑系统仍然需要维修，并且可能需要向上/向下泵送的分支。
90.当吊舱朝向空气对接舱(例如，横向地)移动时，该选项可以只在吊舱分隔间内的一侧容纳c型芯和引导轨道。这允许吊舱马达被拉出c型芯，这机械地防止了吊舱在对接时意外地起飞。因此，在c型芯仅在一侧的情况下，将不需要安全联锁来防止意外的吊舱起飞。然而，对于门户中5m/s的标称速度，在一侧具有c型芯是足够的。在该实施方式的情况下，所有rts功能可能必须等待直到吊舱着陆或吊舱至少与空气对接舱对准。另外，rts可能需要能够在吊舱着陆到轨道上时适应一些竖直运动。在实施方式中，可以利用c型芯(和lev平面)将吊舱的转向架(或悬浮发动机)拉回到原位(或吊舱接受/释放)位置。在该实施方式的情况下，吊舱一旦着陆就在所有六个自由度(dof)上被约束在轨道上。因此，一旦吊舱着陆，吊舱的x、y、z、rx、ry和rz就受到约束。在示例性实施方式的情况下，为了在两个y方向上不过度约束(不确定负载路径)，两个y约束可以维持固定在门处直到吊舱向上移动。在这样的实施方式的情况下，可能需要在门处对门插塞负载作出反应。
91.选项3：始终悬停
92.在第三示例性实施方式的情况下，吊舱在整个对接和乘员转移过程期间保持悬停。根据本公开的方面，这完全消除了着陆轨道支撑件。然而，在该实施方式的情况下，可能需要控制逻辑中的附加电池管理系统(sms)功能，例如，用于电力电子系统在吊舱悬停时支持对电池充电。另外，如果软捕获点不与吊舱的重心(cg)对准，则悬浮系统将必须抵消力矩负载。另外，在对接时引起的任何竖直振动(例如，人们行走、rts泵送等)也将需要由悬浮系统抵消。与先悬停后着陆选项类似，该选项可以仅在一侧容纳c型芯和引导轨道，并且所有rts功能可能必须等待直到吊舱与空气对接舱对准。根据本公开的方面，通过不着陆，可以消除转向架的应力循环(例如，5g)。即，转向架由于着陆而从正常操作经历应力循环。
93.选项4：始终随移动轨道悬停
94.该选项组合了选项#1和#3，并且如果着陆在吊舱上的悬浮马达的极面上是有挑战的，但是希望使用重力作为将吊舱带回起飞位置的动力，则该选项可能是有利的。然而，关于吊舱悬停时吊舱和着陆轨道之间的实际上为零的导向力(除非着陆轨道偏离lev发动机以产生导向力)，这种选项可能是有挑战的。预期极面上的承载应力相当低，并且在轨道上着陆不会出现困难。
95.吊舱悬浮发动机
96.根据本公开的方面，在本公开的实施方式的情况下，悬浮发动机极顶面是吊舱可以重复着陆的区域。在示例性和非限制性实施方式的情况下，可以存在64个例如标称为690mm
×
32.5mm的极面。这些极面可以稍微突出于线圈之上，但是突出高度可以至少部分地通过考虑对em性能的影响来确定。例如，在示例性和非限制性实施方式的情况下，吊舱可能需要将极顶面维持在1mm的带内，并且假定标准轨道段的总公差为
±
1.5mm(包括制造和组装两者)的要求用于着陆轨道。因此，在极顶面和着陆轨道之间可能需要一些顺应性，以防止因制造和组装公差累积而损坏线圈。根据转向架结构的刚度，只要能够确保线圈不会被损坏，就可以接受由于着陆而导致的转向架的一定程度的偏转/转向架中产生的弯曲应力。这可以通过具有足够的极顶面突出高度和/或非铁凸台高度来实现。
97.根据本公开的方面，可以将着陆轨道上的柔顺材料/垫分段以匹配极图案，从而不损坏线圈。例如，如果柔顺材料被放置在整个着陆轨道上，则极可能局部压缩柔顺材料并允许未压缩区域压在线圈上并潜在地损坏线圈。然而，在分段垫的情况下，吊舱极在着陆之前可能需要与着陆轨道垫很好地对准。然而，在一些预期的实施方式的情况下，柔顺垫可以被设计成使得垫偏转充分地小于极面突出高度，垫不需要被分段。
98.移动吊舱与移动空气对接舱
99.根据本公开的其它方面，在一些实施方式中，在对接过程的软捕获期间，吊舱可以朝向空气对接舱移动，而在其它实施方式中，空气对接舱可以朝向吊舱移动。在另外的预期实施方式中，在软捕获期间，吊舱和空气对接舱两者可以朝向彼此移动。虽然这些方法可以被构造成满足相同的要求和性能目标，但是移动吊舱方法比移动空气对接舱方法具有优势。例如，移动吊舱方法需要较少的致动和传感器从而几乎精确地约束吊舱，使得负载路径可预测。相较而言，移动空气对接舱方法可能需要更多的致动和传感器，使得在对接期间空气对接舱不对吊舱施加负载(即，在着陆轨道上约束吊舱的六个dof)；在横向上也将存在对吊舱的冗余约束。
100.另外，移动吊舱方法具有较少的门破裂故障点。相较而言，移动空气对接舱方法可能需要更多的柔性接头，并且柔性接头的长度可能大得多。移动吊舱方法还需要较少的水平占地面积(尽管在一些实施方式中可能需要较多的竖直空间)。
101.移动空气对接舱方法的一些优点包括缩短循环时间，因为当吊舱和空气对接舱间隙关闭时可能不需要考虑乘员舒适性。另外，移动空气对接舱方法可以提供更好的乘员舒适性，因为当空气对接舱移动到吊舱时吊舱保持静止。
102.在示例性移动吊舱方法的情况下，吊舱可以着陆在着陆轨道上，着陆轨道可以由三个固定长度的连杆支撑。在该示例性实施方式的情况下，软捕获系统利用张紧线缆系统将吊舱和着陆轨道拉向空气对接舱。围绕吊舱上的杆摆动的致动臂(连杆)用于将吊舱拉向空气对接舱，同时将吊舱对准在正确的x位置。在此过程期间，由于着陆轨道的三个固定长度的连杆，吊舱和轨道也将竖直向上移动一定程度。根据本公开的其它方面，为了给吊舱的起飞做准备，一旦线缆张力被消除，就利用重力作为动力将吊舱拉回到起飞位置。
103.另外，代替将吊舱拉向空气对接舱，可以将吊舱推向空气对接舱。在一个示例性和非限制性实施方式的情况下，可以用导向发动机的磁力来推动吊舱。然后，可以使用安装在吊舱和空气对接舱两者上的对准特征(例如，导向瓣)来对准吊舱和空气对接舱。
104.在另一个示例性移动吊舱方法的情况下，可以倾斜着陆轨道，以便使用重力作为动力来被动地将吊舱释放回起飞位置。着陆轨道倾斜方法可能需要大得多的转弯半径和门户占地面积。在可替代的实施方式中，轨道可以仅在对接期间被致动成倾斜。
105.吊舱管理机构
106.不管吊舱是在某个点着陆还是保持悬停，吊舱运动管理机构将始终与吊舱驻留在一起。因此，可能需要附加的联锁以确保吊舱对接在吊舱分隔间中时不会意外地起飞。
107.破裂
108.吊舱分隔间被构造成在破裂事件期间支撑吊舱。吊舱分隔间中最坏情况的破裂负载是吊舱的任一侧之前的全管破裂(保守地估计为2mn)。从吊舱设计的观点出发，可以由转向架通过滚球轨道对吊舱分隔间中的破裂负载作出反应，使得负载路径将与飞行期间的破裂相同。也不希望通过空气对接舱对吊舱门处的这种负载作出反应，因为机身门框可能未设计成承受这种负载。如果当发生破裂事件时吊舱着陆，而不管吊舱是否被完全捕获，则将需要在着陆轨道接口处对负载作出反应。然而，如果着陆轨道可以提供的负载为大致5g(～1.7)
×
cof(～0.6)＝1mn，例如，如果发生最坏情况的破裂，吊舱可能滑回并可能撞击门户分支的端部或后方的相邻吊舱。而且，如果当破裂事件发生时吊舱着陆在柔顺垫上，则柔顺垫可能在该负载下折断。因此，需要用于对吊舱分隔间中的破裂负载作出反应的方法。
109.用于对吊舱分隔间中的破裂负载作出反应的方法包括焊接到轨道。在这种方法的情况下，当吊舱检测到管破裂时，吊舱将着陆到着陆轨道上并且使大电流通过悬浮发动机，使得吊舱焊接到着陆轨道。另一种用于对吊舱分隔间中的破裂负载作出反应的方法包括机械止动，其中当吊舱检测到管破裂时，吊舱将着陆到着陆轨道并且吊舱将滑动直到转向架的止动件(例如楔形件)和轨道接合。另一种用于对吊舱分隔间中的破裂负载作出反应的方法包括致动的止动件，其中每当吊舱完全进入吊舱分隔间时，过道侧装置将滑入两侧(前和后)的止动件中，以防止吊舱滑动到相邻的吊舱分隔间中。
110.一旦检测到软捕获完成，吊舱就会着陆在结实的悬浮/着陆轨道上。在实施方式中，当吊舱向上拉起到着陆轨道时，空气对接舱可以被拉动大致15mm。在着陆时，吊舱可以直接与处于准备好进行硬捕获状态的吊舱分隔间通信，或者吊舱分隔间可以感测到它已经准备好。在实施方式中，这例如可以通过用接近传感器感测悬浮间隙是闭合的并且测量吊舱侧参考目标的位置以确认吊舱在捕获包络内来实现。
111.在完成卸载和装载过程后，门关闭后，吊舱将其自身推出悬浮/着陆轨道，并且软捕获机构能够操作以将吊舱带回起飞位置。
112.图4示出了根据本公开的方面的用于空气对接舱115的示例性软捕获系统400。在该示例性和非限制性实施方式的情况下，软捕获系统400包括张紧机构(例如，电动绞盘410)，张紧机构具有冗余的安全特征以防止反向驱动。绞盘410连接到能够测量接地连杆420和主动连杆425之间的角度的连杆。连杆由可控刚度弹簧缸415致动，弹簧缸415的状态由2路2位液压阀控制。通过改变阀的位置，弹簧缸415被锁定，或者允许流体从受调控的蓄能器流入弹簧缸415并起到弹簧的作用。在示例性实施方式的情况下，主动调控蓄能器气压可以用于改变液压弹簧缸415的刚度。通过用捕获线缆405压缩弹簧缸415以返回到空闲位置的动作而对蓄能器充电。
113.如图4所示，在时间t＝0时，软捕获系统400空闲并且不与吊舱110接触。通过增加
线缆(或捕获线)405的长度(经由绞盘410和带轮407)并允许弹簧连杆(或弹簧缸)415在时间t＝1时伸出来致动软捕获系统400。一旦接地连杆420停止旋转，则发信号通知与障碍物(例如，吊舱110的壁)的接触，接地连杆420的位置用弹簧缸415锁定。然后张紧捕获线405(经由绞盘410和带轮407)，使第二连杆425收缩，直到传感器在时间t＝2时绊在吊舱110的捕获钩接合件430上。然后，弹簧缸415返回到被弹簧支撑的状态，并且吊舱110在时间t＝3时被拉向软捕获系统400，进入空气对接舱115处的位置。在该示例性和非限制性实施方式的情况下，每个吊舱分隔间有四个软捕获系统400，每个空气对接舱115上方和下方各有一个。
114.图5a和图5b示出了根据本公开的方面的软捕获系统400的元件的示例性视图。如图5a和图5b所示，软捕获系统400包括连接到连杆的张紧机构(例如，电动绞盘，未示出)，该连杆可以测量接地连杆420和主动连杆425之间的角度。然后张紧捕获线405(经由绞盘和带轮407、505或绳轮)，使第二连杆425收缩，直到传感器绊在吊舱110的捕获钩接合件430上。如图5b所示，第二连杆425可以具有配置在其终端上的滑轮510。滑轮510被构造成用于与吊舱110的捕获钩接合件430接合。如图5a所示，当处于软对接的适当位置时，软捕获系统400的负载路径与吊舱捕获钩430对准。
115.在示例性和非限制性实施方式的情况下，软捕获系统可以将吊舱牵引大致200mm，以清除滚球轨道，并且解释了制造和着陆差异。该牵引距离包括吊舱滚球轨道高度。在示例性和非限制性实施方式的情况下，绞盘410应当能够操作以具有操作力：10kn、致动时间6秒、三角形加速度轮廓、10％占空比，行程：200mm以及保持力：60kn、100％占空比。利用这些示例性操作参数，每个软捕获系统400在一个循环期间可以平均消耗大致0.35kw，并且吊舱分隔间中的整个软捕获系统在一小时内的15个循环内可以消耗大致5kwh。
116.图6示出了根据本公开的方面的示例性轨道悬挂器软捕获系统600。该示例性实施方式与先着陆架构一起使用。如图6所示，轨道悬挂器系统600包括配置在吊舱分隔间(未示出)中的一个或多个轨道悬挂器605。在示例性和非限制性实施方式的情况下，每个吊舱分隔间可以有四个轨道悬挂器605。在该示例性移动吊舱方法的情况下，吊舱可以着陆在轨道悬挂器605的着陆轨道(或悬浮面)650上，轨道悬挂器605可以由附接到吊舱分隔间的上壁的固定长度连杆610和附接到吊舱分隔间的各个壁的可调节长度(和可调节刚度)连杆615、620支撑。在该示例性实施方式的情况下，软捕获系统利用可调节长度连杆将吊舱和着陆轨道拉向空气对接舱。在此过程期间，由于着陆轨道的固定长度连杆，吊舱和轨道也将会竖直向上移动一定程度。根据本公开的其它方面，在为吊舱起飞做准备时，一旦可调节长度连杆被调节，就可以利用重力作为动力将吊舱拉回到起飞位置。
117.如图6所示，每个轨道悬挂器605均具有与吊舱(未示出)相互作用(例如，悬浮和/或停放)的底部悬浮面650。根据本公开的方面，轨道悬挂器605允许吊舱的精确约束。在该示例性和非限制性实施方式的情况下，每个轨道悬挂器605均可以包括五个弹簧连杆615、620，弹簧连杆615、620连接到单个可靠的螺线管操作的2位2通阀(在图7中示出)。如图6所示，弹簧连杆包括两个可调节刚度连杆615，每个可调节刚度连杆615均附接到轨道悬挂器605的第一侧和吊舱分隔间的侧壁面640的附接点645。弹簧连杆还包括两个可调节刚度连杆620a，每个可调节刚度连杆620a均附接到轨道悬挂器605的第二侧和吊舱分隔间的侧壁面630的附接点625。弹簧连杆还包括可调节刚度连杆620b，可调节刚度连杆620b附接到轨
道悬挂器605的第二侧和吊舱分隔间的上壁面的附接点635。
118.在“标称准备位置”，轨道悬挂器605定位成接纳进入的吊舱(或释放以发射出发的吊舱)。在“标称空气对接舱接合位置”，轨道悬挂器605定位在空气对接舱(未示出)附近以与空气对接舱接合(例如，硬捕获)。如图6所示，在“标称准备位置”，两个可调节刚度连杆615完全缩回，并且可调节刚度连杆620a和620b完全伸出。虽然在图6中未示出，但是在“标称空气对接舱接合位置”，两个可调节刚度连杆615伸出(例如，完全伸出)，并且可调节刚度连杆620a和620b缩回(例如，完全缩回)。
119.在示例性实施方式的情况下，连杆缸615、620利用大致75mm的杆来支撑吊舱。在另一个示例性实施方式的情况下，悬挂器605的数量可以从三个减少到一个涵盖吊舱的整个长度的悬挂器(例如，更长的)，该悬挂器具有3个固定长度连杆610和弹簧连杆615、620。在示例性和非限制性单个悬挂器实施方式的情况下，连杆缸615、620的杆直径可以是大致100mm。
120.根据本公开的方面，悬挂器运动的动力来自吊舱的质量或悬挂器本身的质量，并且电磁阀的故障，无论是无法打开还是无法关闭，都可以导致以下状况。无法打开的未对接状况，其中悬挂器/吊舱处于未约束状态；悬挂器/吊舱的x、y和rot z运动不受控制。如果在吊舱着陆之前发生，则不应将吊舱引导到该吊舱分隔间处着陆。无法关闭的未对接状况(在软捕获开始之前)：吊舱不能横向移动并且软捕获不应开始。吊舱可能需要被重引导到另一吊舱分隔间。无法关闭的对接状况，其中吊舱被过度约束并且负载流过不是为负载设计的结构元件。在这种状况下，由于这些连杆被伸出和锁定，所以吊舱不能脱离对接。
121.图7示出了根据本公开的方面的示例性轨道悬挂器液压回路700。如图7所示，液压回路700包括两个可调节刚度连杆615(其连接到悬挂器的一侧)和三个可调节刚度连杆620(其连接到悬挂器的另一侧)。液压回路700还包括与可调节刚度连杆615、620流体连通的罐705。如图7所示，在“标称准备位置”，两个可调节刚度连杆615完全缩回，并且三个可调节刚度连杆620完全伸出。
122.图8示出了根据本公开的方面的在接收位置(或发送位置)、空气对接舱接合位置以及在发送位置(或接收位置)的轨道悬挂器软捕获系统800的示例性示意绘示。如图8所示，轨道悬挂器系统800包括配置在吊舱分隔间105中的一个或多个轨道悬挂器805。在该示例性移动吊舱方法的情况下，吊舱110可以着陆在轨道悬挂器805的着陆轨道(或悬浮面)850上，轨道悬挂器805可以由附接到吊舱分隔间105的上壁的固定长度连杆810和附接到吊舱分隔间105的壁的可调节长度(和可调节刚度)连杆820支撑。如图8所示，软捕获轨道悬挂器系统800利用可调节长度连杆820将吊舱110和轨道悬挂器805(以及着陆轨道850)拉向空气对接舱115。在这个过程期间，由于轨道悬挂器805的固定长度连杆810，吊舱110和轨道850也将竖直向上移动一定程度。根据本公开的其它方面，如右侧图所示，在为了吊舱110起飞做准备时，一旦可调节长度连杆820被调节(例如，释放)，就可以利用重力作为动力将吊舱110拉回起飞位置。
123.图9示出了根据本公开的方面的在接收位置(或发送位置)、空气对接舱接合位置以及在发送位置(或接收位置)的轨道滑动软捕获系统900的示例性示意绘示。如图9所示，轨道悬挂器系统900包括配置在吊舱分隔间105中的一个或多个倾斜着陆轨道905。在该示例性移动吊舱方法的情况下，吊舱110可以悬浮在倾斜着陆轨道905的着陆轨道(或悬浮面)
950下方。附接到空气对接舱115(或吊舱分隔间105的壁)的可调节长度(和可调节刚度)连杆920可以与吊舱接合并将吊舱朝向空气对接舱115缩回。如图9所示，当吊舱悬浮在轨道905下方时，软捕获系统900利用可调节长度连杆920将吊舱110拉向空气对接舱。当吊舱115被拉向空气对接舱115时，吊舱110沿着倾斜着陆轨道向上滑动，直到相对于空气对接舱115就位，此时，在一些实施方式中，吊舱110可以在倾斜着陆轨道905上向上着陆(例如，在用于硬捕获的位置)。根据本公开的其它方面，如右侧图所示，在为了吊舱110起飞做准备时，一旦可调节长度连杆920被调节(例如，释放)，就可以利用重力作为动力将吊舱110顺着倾斜着陆轨道905拉回起飞位置。
124.图10示出了根据本公开的方面的示例性空气对接舱悬架软捕获系统1000的各种视图。该示例性实施方式与移动空气对接舱架构一起使用。如图10所示，空气对接舱悬架软捕获系统1000可以配置在预微动位置，在预微动位置，空气对接舱115的位置由悬架1030和导轨230的位置设定。即，在预微动位置，空气对接舱悬架1030和对接舱导轨230在吊舱分隔间中(当吊舱未被对接时)限定空气对接舱位置(即，限定相对于吊舱坐标的x、z、rx、ry和z)。悬架1030通过伸出微动致动器305而在垫式微动序列期间沿着导轨230沿方向245骑行。如图10所示，可以将空气对接舱悬架软捕获系统1000致动到对接位置(在软捕获和硬捕获之后)，在该点处基于吊舱位置来确定该对接位置。
125.在该示例性实施方式的情况下，空气对接舱115被构造成瞄准吊舱110上的吊舱侧对准特征1005。例如，如图10所示，空气对接舱(过道侧)对准工具1010可以与吊舱侧对准特征1005相互作用。一旦对准工具1010被接合，空气对接舱位置(所有六个dof)将由吊舱110(或载具)限定。根据本公开的方面，微动致动器305上的球形接头315和柔性联接件(未示出)防止在定位和对接之后在空气对接舱115或吊舱110的任何部分中发生应变。
126.图11示出了根据本公开的方面的asu 225和附接的微动致动器305在可能位置范围内的俯视图1100。该示例性实施方式与移动空气对接舱架构一起使用。如图11所示，微动致动器305上的球形接头315和柔性联接件(未示出)确保与吊舱(未示出)的最终装配期间的顺应性，并且允许一系列可能的配合后包络，该包络防止定位和对接后在空气对接舱115或吊舱的任何部分中发生应变。根据本公开的方面，致动器305(其在壁连接部1105处连接)朝向吊舱(未示出)微动并且可以是独立可控的。如上所述，空气对接舱和吊舱的对准特征使空气对接舱装配到吊舱。致动器305可以是“平行四边形”(例如，与球形接头315的壁和轴线形成平行四边形)以补偿吊舱的最终定位。
127.图12示出了根据本公开的方面的在被移离空气对接舱115并返回到原位/起飞位置时的吊舱分隔间105中的吊舱110的示意性截面图1200。如图12所示，由于吊舱朝向和远离空气对接舱移动(例如，横向移动)，所以在该示例性和非限制性实施方式的情况下，c型芯和引导轨道1210能够只容纳在吊舱分隔间中的一侧(即，与空气对接舱相对的一侧)。根据本公开的方面，这种配置允许从c型芯1210中拉出吊舱马达1205，这机械地防止了吊舱在对接时意外起飞。因此，在c型芯1210仅在一侧的情况下，不需要安全联锁来防止吊舱110的意外起飞。另外，如图12所示，在实施方式中，可以利用c型芯1210(和lev平面1215)将(吊舱110的)转向架1220拉回原位(或吊舱接收/释放)位置。
128.系统环境
129.如上所述，本公开的实施方式的方面(例如，空气对接舱和软捕获系统的控制系
统)可以通过执行指定功能或动作的这种基于专用硬件的系统或专用硬件与计算机指令和/或软件的组合来实现。控制系统可以从以下方面实施和执行：服务器处于客户机服务器关系中，或者它们可以在用户工作站上运行，并将操作信息传送到用户工作站。在实施方式中，软件元件包括固件、驻存软件、微码等。
130.如本领域技术人员所理解的，本公开的方面可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的实施方式的方面可以采用完全硬件实施方式、完全软件实施方式(包括固件、驻存软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施方式的形式，在此通常都被称作“电路”、“模块”或“系统”。另外，本公开的方面(例如，控制系统)可以采用实施在任何有形表达介质中的计算机程序产品的形式，该表达介质具有实施在该介质中的计算机可用程序代码。
131.可以利用一个或多个计算机可用或计算机可读介质的任意组合。计算机可用或计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质的更具体的示例(非穷举列表)将包括以下：具有一根或多根线材的电连接件、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(cdrom)、光学存储装置、诸如支持互联网或内联网的传输介质、磁存储装置、usb密钥和/或移动电话。
132.在本文件的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是能够包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用的任何介质。计算机可用介质可以包括传播的数据信号，所述传播的数据信号具有与其一起实施的计算机可用程序代码，所述传播的数据信号在基带中或者作为载波的一部分。计算机可用程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等。
133.用于执行本公开的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合来编写，编程语言包括诸如java、smalltalk、c++等的面向对象编程语言和诸如“c”编程语言或类似编程语言的常规过程编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行，作为独立的软件包，部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上执行或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户计算机。这可以包括例如局域网(lan)或广域网(wan)，或者可以与外部计算机建立连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。另外，在实施方式中，本公开可以体现在现场可编程门阵列(fpga)中。
134.图13是根据本文所述的实施方式使用的示例性系统。系统3900总体上被示出，并且可以包括总体上被表示的计算机系统3902。计算机系统3902可以作为独立装置操作，或者可以连接到其它系统或外围装置。例如，计算机系统3902可以包括任何一个或多个计算机、服务器、系统、通信网络或云环境或被包括在任何一个或多个计算机、服务器、系统、通信网络或云环境中。
135.计算机系统3902可以在网络环境中以服务器的能力或在网络环境中以客户计算机的能力操作。计算机系统3902或其部分可以实施为或并入各种装置，诸如个人计算机、平板电脑、机顶盒、个人数字助理、移动装置、掌上型计算机、膝上型计算机、台式计算机、通信装置、无线电话、个人信任装置、网络设备，或能够执行一组指令(序列的或其它的)的任何
其它机器，所述指令指定将由该装置采取的动作。另外，虽然示出了单个计算机系统3902，但是附加的实施方式可以包括单独或联合执行指令或执行功能的系统或子系统的任何集合。
136.如图13所示，计算机系统3902可以包括至少一个处理器3904，诸如中央处理单元、图形处理单元或两者。计算机系统3902还可以包括计算机存储器3906。计算机存储器3906可以包括静态存储器、动态存储器或两者。计算机存储器3906可以附加地或可替代地包括硬盘、随机存取存储器、高速缓存或其任意组合。当然，本领域技术人员可以理解，计算机存储器3906可以包括任何已知存储器的组合或单个存储器。
137.如图13所示，计算机系统3902可以包括计算机显示器3908，诸如液晶显示器、有机发光二极管、平板显示器、固态显示器、阴极射线管、等离子体显示器或任何其它已知的显示器。计算机系统3902可以包括至少一个计算机输入装置3910，诸如键盘、具有无线小键盘的远程控制装置、联接到语音识别引擎的麦克风、诸如摄影机或静态相机的相机、光标控制装置或它们的任意组合。本领域技术人员可以理解，计算机系统3902的各种实施方式可以包括多个输入装置3910。而且，本领域技术人员还可以理解以上列出的示例性输入装置3910不意味着穷举，并且计算机系统3902可以包括任何附加的或可替代的输入装置3910。
138.计算机系统3902还可以包括介质读取器3912和网络接口3914。另外，计算机系统3902可以包括公知和理解为与计算机系统一起被包括或包括在计算机系统内的任何附加装置、组件、部件、外围设备、硬件、软件或其任何组合，例如但不限于输出装置3916。输出装置3916可以是但不限于扬声器、音频输出、视频输出、遥控输出或其任何组合。如图13所示，根据本公开的方面，计算机系统3902可以包括到吊舱分隔间105以及相关联的空气对接舱115的通信和/或电源连接以及控制软捕获系统的激活/去激活的软捕获控制器1305。另外，如图13所示，计算机系统3902可以包括一个或多个传感器1210(例如，位置传感器、gps系统、磁传感器)，传感器可以向软捕获控制器1305提供数据(例如，位置数据)。
139.另外，本公开的方面可以采用可从提供程序代码的计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，该程序代码由计算机或任何指令执行系统使用或与计算机或任何指令执行系统结合使用。软件和/或计算机程序产品可以在图13的环境中实施。为了说明的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是任何能够包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、设备或装置使用或与指令执行系统、设备或装置结合使用的设备。介质可以是电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统(或者设备或装置)或传播介质。计算机可读存储介质的示例包括半导体或固态存储器、磁带、可去除计算机软盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、刚性磁盘和光盘。光盘的当前示例包括光碟-只读存储器(cd-rom)、光碟-读/写(cd-r/w)和dvd。
140.虽然本说明书说明了可以参考特定标准和协议在特定实施方式中实施的组件和功能，但是本公开并不限于这样的标准和协议。这样的标准被具有基本相同功能的更快或更有效的等同物周期性地取代。因此，具有相同或类似功能的替换标准和协议被认为是其等效物。
141.本文所述的实施方式的图示旨在提供对各种实施方式的一般理解。所述图示不旨在用作利用本文所述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完整说明。对于本领域的技术人员来说，在回顾本公开时，许多其它实施方式可能是显而易见的。可以利用其它
实施方式并从本公开中导出其它实施方式，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。另外，图示仅仅是代表性的并且可能不是按比例绘制的。图示中的某些比例可能被放大，而其它比例可能被最小化。因此，本公开和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。
142.因此，本公开提供了各种系统、结构、方法和设备。虽然已经参考若干示例性实施方式说明了本公开，但是应当理解，已经使用的词语是描述和说明性词语，而不是限制性词语。在不脱离本公开在其各方面的范围和精神的情况下，如目前所述和修改的，可以在所附权利要求的范围内进行改变。虽然已经参考特定的材料和实施方式说明了本公开，但是本公开的实施方式并不旨在限于所公开的细节；相反，本公开扩展到诸如在所附权利要求的范围内的所有功能等同的结构、方法和用途。
143.虽然计算机可读介质可以被说明为单个介质，但是术语“计算机可读介质”包括诸如集中式或分布式数据库的单个介质或多个介质和/或存储一组或多组指令的相关联的高速缓存器和服务器。术语“计算机可读介质”还应包括能够存储、编码或携带由处理器执行的一组指令或使计算机系统执行本文公开的任何一个或多个实施方式的任何介质。
144.计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质和/或包括暂时性计算机可读介质。在特定的非限制示例性实施方式中，计算机可读介质可以包括固态存储器，诸如存储卡或收容一个或多个非易失性只读存储器的其它封装件。另外，计算机可读介质可以是随机存取存储器或其它易失性可重写存储器。另外，计算机可读介质可以包括用以捕获载波信号(诸如通过传输介质传送的信号)的磁光介质或光学介质，诸如磁盘、磁带或其它存储装置。因此，本公开被认为包括可以存储数据或指令的任何计算机可读介质或其它等同物和后继介质。
145.虽然说明书说明了本公开的特定实施方式，但是普通技术人员可以在不脱离本发明构思的情况下设计本公开的变型。
146.本公开的一个或多个实施方式在本文中可以单独地和/或共同地由术语“发明”来指代，这仅仅是为了方便起见，而不旨在将本技术的范围自愿地限制于任何特定的公开或发明构思。另外，尽管本文已经示出和说明了特定实施方式，但是应当理解，被设计为实现相同或相似目的的任何后续配置可以代替所示的特定实施方式。本公开旨在覆盖各种实施方式的任何和所有后续改编或变型。在回顾说明书时，上述实施方式的组合以及本文未具体说明的其它实施方式对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
147.以上公开的主题被认为是说明性的而不是限制性的，并且所附权利要求旨在覆盖落入本公开的真实精神和范围内的所有这样的修改、增强和其他实施方式。因此，在法律允许的最大程度上，本公开的范围由所附权利要求及其等同物的最广泛的允许解释来确定，并且不应受前述详细说明的约束或限制。
148.因此，新颖的架构旨在包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有这样的变更、修改和变型。另外，就在详细说明或权利要求中使用的术语“包括”而言，这样的术语以类似于术语“包含”的方式旨在是包含性的，如“包含”在权利要求中用作过渡词时所解释的那样。
149.虽然已经参考特定实施方式说明了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的真实精神和范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。
虽然以上说明了示例性实施方式，但是这些实施方式并不旨在说明本公开的实施方式的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是说明而不是限制的词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。此外，在不脱离本公开的基本教导的情况下，可以进行修改。另外，可以组合各种实现实施方式的特征以形成本公开的进一步实施方式。
150.以上的说明和附图公开了不在所附权利要求的范围内的任何附加主题，实施方式不专用于公众，并且保留提交一个或多个申请以要求保护这样的附加实施方式的权利。

技术特征：
1.一种软捕获系统，其用于在高速低压运输系统中将运输载具移动到空气对接舱，其中所述空气对接舱提供用于将乘员和/或货物卸载和装载到所述运输载具的路径，所述软捕获系统包括：移动系统，其能够操作以减小所述运输载具与所述空气对接舱之间的间隙并且将所述空气对接舱与所述运输载具的门对准。2.根据权利要求1所述的软捕获系统，其中，所述移动系统能够操作以相对于所述空气对接舱移动所述运输载具，从而减小所述运输载具与所述空气对接舱之间的间隙。3.根据权利要求1所述的软捕获系统，其中，所述移动系统能够操作以相对于所述运输载具移动所述空气对接舱，从而减小所述运输载具与所述空气对接舱之间的间隙。4.根据权利要求2所述的软捕获系统，其中，所述移动系统能够操作以与所述运输载具接合，从而相对于所述空气对接舱移动所述运输载具。5.根据权利要求2所述的软捕获系统，其中，所述移动系统能够操作以横向移动所述运输载具，从而相对于所述空气对接舱移动所述运输载具。6.根据权利要求5所述的软捕获系统，其中，所述移动系统包括配置在所述空气对接舱上的多个连杆机构，每个连杆机构均包括接合器，所述接合器被构造成用于与所述运输载具上的相应捕获钩接合件接合。7.根据权利要求6所述的软捕获系统，其中，所述移动系统还包括连接到每个连杆机构的至少一个张紧机构，其中所述运输载具通过张紧机构相对于所述空气对接舱横向移动。8.根据权利要求2所述的软捕获系统，其中，所述移动系统能够操作以移动供所述运输载具接合的着陆垫，从而相对于所述空气对接舱移动所述运输载具。9.根据权利要求6所述的软捕获系统，其中，所述移动系统能够操作以使所述运输载具围绕枢轴摆动，从而相对于所述空气对接舱移动所述运输载具。10.根据权利要求7所述的软捕获系统，其中，所述移动系统包括致动器，所述致动器能够操作以：缩回所述着陆垫以围绕所述枢轴向上拉动所述运输载具，从而使所述运输载具朝向所述空气对接舱移动；以及伸出以允许所述运输载具围绕所述枢轴远离所述空气对接舱向下移动。11.根据权利要求2所述的软捕获系统，其中，所述移动系统能够操作以在所述运输载具被配置在着陆垫上时拉动所述运输载具，其中，所述着陆垫具有朝向所述空气对接舱向上倾斜的倾斜着陆面。12.根据权利要求11所述的软捕获系统，其中，所述移动系统包括致动器，所述致动器能够操作以与所述运输载具接合，并且：缩回以沿着所述倾斜面向上拉动所述运输载具，从而使所述运输载具朝向所述空气对接舱移动；以及伸出以允许所述运输载具沿着所述倾斜面远离所述空气对接舱向下移动。13.根据权利要求1所述的软捕获系统，其中，所述空气对接舱和所述运输载具中的每一者均包括对准突起和对准凹部中的至少一者，所述对准突起和所述对准凹部能够操作以随着所述间隙减小而使所述空气对接舱与所述运输载具对准。14.根据权利要求1所述的软捕获系统，其中，所述软捕获系统能够操作以在所述运输
载具着陆在着陆垫上时减小所述运输载具与所述空气对接舱之间的间隙。15.根据权利要求1所述的软捕获系统，其中，所述软捕获系统能够操作以在所述运输载具在距着陆垫一距离处悬停时减小所述运输载具与所述空气对接舱之间的间隙。16.根据权利要求3所述的软捕获系统，其中，所述移动系统包括悬架和导轨，所述悬架和导轨能够操作以相对于所述运输载具移动所述空气对接舱，从而减小所述运输载具与所述空气对接舱之间的间隙。17.一种操作软捕获系统的方法，所述软捕获系统用于在高速低压运输系统中将运输载具移动到空气对接舱，其中，所述空气对接舱提供用于将乘员和/或货物卸载和装载到所述运输载具的路径，所述方法包括：减小所述运输载具和所述空气对接舱之间的间隙，并将所述空气对接舱与所述运输载具的门对准。18.根据权利要求17所述的方法，其中，减小所述运输载具与所述空气对接舱之间的间隙包括相对于所述空气对接舱移动所述运输载具。19.根据权利要求17所述的方法，其中，减小所述运输载具与所述空气对接舱之间的间隙包括相对于所述运输载具移动所述空气对接舱。20.根据权利要求18所述的方法，其中，减小所述间隙包括移动供所述运输载具接合的着陆垫，从而相对于所述空气对接舱移动所述运输载具。

技术总结
一种用于在高速低压运输系统中将运输载具移动到空气对接舱的软捕获系统，其中空气对接舱提供用于将乘员和/或货物卸载和装载到运输载具的路径。软捕获系统包括移动系统，移动系统能够操作以减小运输载具与空气对接舱之间的间隙并将空气对接舱与运输载具的门对准。间的间隙并将空气对接舱与运输载具的门对准。间的间隙并将空气对接舱与运输载具的门对准。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：超级高铁技术公司
技术研发日：2021.02.26
技术公布日：2023/3/7