无人航空载具的容器装置和运输系统的制作方法

1.本发明是有关于一种容器装置。特别的，本发明有关于一种无人航空载具的容器装置和运输系统。


背景技术：

2.近年来，随着科技的不断发展，无人航空载具(unmanned aerial vehicle，uav)(又称无人机(drone))已被使用于运输行业中。目前无人机商用产品要达到飞行距离10至50公里、酬载大于10公斤，航程25公里就需要更换电池或停滞充电，解决续航问题是无人机进攻商用物流市场的最后一哩路。目前商业用uav平均航程约小于25km，飞行时间仅有15到30分钟不等，大大限制了无人机应用领域的扩展。市售消费级及工商用uav充电待机时间需大于一小时，如果想有较长的飞行时间，就必需以手动更换电池。但，快速充电设备建置昂贵，电池本身快速充放电的周期越短，越容易造成蓄电能力的衰退。
3.然而，由于电池的容量限制，若需进行长距离及/或高负重的运输，则无人航空载具必须于运输途中停留充电或更换电池。因此，如何解决前述问题始成一重要的课题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是在于加长无航空载具的飞行时间，使运输距离增加，并可减少充电次数或替换电池次数，提升运输效率。
5.本发明提供一种无人航空载具的容器装置，用以容纳货物并连接无人航空载具。前述容器装置包括外壳体、内壳体、以及电源供应器。外壳体连接无人航空载具。内壳体以可拆卸的方式连接至外壳体，且配置来容纳前述货物。电源供应器设置于内壳体中。当外壳体连接至无人航空载具且内壳体连接至外壳体时，电源供应器与无人航空载具中的电池电性连接。
6.本发明还提供一种无人航空载具的运输系统，包括前述容器装置和智取站。其中，智取站包括本体、升降器、以及输送器。本体具有交货口和取货口。升降器设置于该本体中，且连接交货口。输送器设置于本体中，且连接升降器和取货口。升降器配置来沿第一方向移动内壳体，输送器配置来沿第二方向移动内壳体，且第一方向相异于第二方向。
7.本发明功效在于加长无航空载具的飞行时间，使运输距离增加，并可减少充电次数或替换电池次数，提升运输效率。
附图说明
8.根据以下的详细说明并配合所附图式可以更加理解本发明实施例。应注意的是，根据本产业的标准惯例，图式中的各种部件并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小各种部件的尺寸，以做清楚的说明。
9.图1是表示本发明实施例中的无人航空载具的容器装置的示意图。
10.图2a是表示本发明实施例中的内壳体的示意图。
11.图2b是表示本发明实施例中的内壳体的前视图。
12.图3a是表示本发明实施例中的外壳体和中介构件的示意图。
13.图3b是表示本发明实施例中的外壳体的示意图。
14.图3c是表示本发明实施例中的外壳体的前视图。
15.图4a是表示本发明实施例中的电磁阀的示意图。
16.图4b是表示本发明实施例中，电磁阀的卡合组件被驱动移动的示意图。
17.图4c是表示本发明实施例中，内壳体通过电磁阀固定于外壳体上的示意图。
18.图5是表示本发明实施例中，外壳体通过中介构件固定于无人航空载具上的示意图。
19.图6a是表示本发明另一实施例中，无人航空载具带着容器装置朝向智取站移动的示意图。
20.图6b至图6d是表示本发明实施例中，通过定位器定位容器装置的示意图。
21.图6e是表示本发明实施例中，通过升降器和输送器将内壳体由交货口移动至取货口的示意图。
22.图6f是表示本发明实施例中，通过升降器和输送器将内壳体由取货口移动至交货口的示意图。
23.【附图标记说明】
24.10-无人航空载具
25.11-脚部
26.12-电池
27.100、100
’‑
内壳体
28.101-容置空间
29.110-顶面
30.120-底面
31.130-侧表面
32.140-凸出部
33.200-外壳体
34.201-容纳空间
35.210-顶壁
36.211-卡勾部
37.300-电源供应器
38.400-充电模块
39.500-电磁阀
40.510-卡合组件
41.520-线圈
42.530-磁性组件
43.540-弹性组件
44.600-充电模块
45.700-电性接点
46.c-容器装置
47.d1-第一方向
48.d2-第二方向
49.e-中介构件
50.e1-电磁阀
51.e2-卡合槽
52.g-货物
53.m1-第一移动方向
54.m2-第二移动方向
55.o-开口
56.r-储藏区域
57.s-智取站
58.s100-本体
59.s110-顶面
60.s111-交货口
61.s112-取货口
62.s200-定位器
63.s210-第一长条状元件
64.s220-第二长条状元件
65.s300-升降器
66.s400-输送器
67.s410-第一段部
68.s420-第二段部
69.s500-充电器
70.w1-导线
71.w2-导线
具体实施方式
72.以下说明本发明的无人航空载具(unmanned aerial vehicle，uav)的容器装置和运输系统。然而，可轻易了解本发明提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例是用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
73.除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应该以理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
74.本说明书以下的公开内容是叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以求简化发明的说明。当然，这些特定的范例并非用以限定本发明。例如，若是本说明书以下的公开内容叙述了将第一特征形成于第二特征之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特征
与上述第二特征是直接接触的实施例，也包含了尚可将附加的特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与上述第二特征可能未直接接触的实施例。再者，为了方便描述图式中一特征与另一特征的关系，可使用空间相关用语，例如“下面”、“下方”、“之下”、“上方”、“之上”、以及类似的用语等。除了图式所绘示的方位之外，空间相关用语涵盖装置在使用或操作中的不同方位。所述装置也可被另外定位(旋转90度或在其他方位上)，且同样可对应地解读于此所使用的空间相关描述。
75.首先请参阅图1，本发明实施例的无人航空载具的容器装置c主要包括内壳体100、外壳体200、以及中介构件e。内壳体100和外壳体200是以可拆卸的方式彼此结合，中介构件e则固定于外壳体200上。当内壳体100与外壳体200结合时，内壳体100容置于外壳体200的容纳空间201中，且外壳体200包围内壳体100，从而可避免外部对象撞击内壳体100。外壳体200可通过中介构件e与无人航空载具(例如图5所示的无人航空载具10)连接。因此，当内壳体100连接至外壳体200，且外壳体200连接至无人航空载具时，无人航空载具可带着整个容器装置c移动。
76.图2a和图2b是分别表示前述内壳体100的示意图和前视图。如图2a和图2b所示，容器装置c的内壳体100中可形成有容置空间101，用以容纳欲装载的货物(例如货物g)。此外，内壳体100上还可设有电源供应器300以及至少一充电模块400(第一充电模块)，其中充电模块400可通过嵌埋于内壳体100中的导线w1与电源供应器300电性连接。
77.于本实施例中，电源供应器300和充电模块400皆设置于内壳体100的顶面110上，且充电模块400分别邻近于顶面110的相异角隅。借此，可避免充电模块400作用时彼此之间相互干扰，且还可缩减导线w1的长度，以简化制程并减少导线w1断裂的风险。于一些实施例中，电源供应器300可设置于邻近内壳体100的底面120处，以使容器装置c的重心位置降低。
78.另外，内壳体100还可具有连接其顶面110和底面120的侧表面130、以及自前述侧表面130凸出的凸出部140。于本实施例中，前述凸出部140较邻近底面120，也即凸出部140与底面120之间的距离小于凸出部140与顶面110之间的距离。
79.图3a是表示外壳体200和中介构件e的示意图，图3b是表示外壳体200于另一视角的示意图，且图3c是表示外壳体200的前视图。如图3a至图3c所示，外壳体200的容纳空间201内设有一或多个电磁阀500，用以将内壳体100固定于外壳体200的容纳空间201中。
80.详细而言，如图4a所示，前述电磁阀500包括卡合组件510、线圈520、至少一磁性组件530、以及弹性组件540。卡合组件510可相对于外壳体200移动，且线圈520缠绕于卡合组件510上。磁性组件530相对于外壳体200固定，弹性组件540则连接卡合组件510和外壳体200。
81.当电流未流过线圈520时，卡合组件510会因为弹性组件540的弹性力而位于第一位置(图4a)。当使用者欲将内壳体100连接至外壳体200时，可使电流流经线圈520，此时，线圈520和磁性组件530将产生电磁作用，进而带动卡合组件510由第一位置移动至第二位置(图4b)。如此一来，内壳体100即可经由外壳体200下方的开口o进入容纳空间201中。待内壳体100进入容纳空间201后，电流可不再流入线圈520，卡合组件510可被弹性组件540的弹性力由第二位置推回第一位置，且可接触内壳体100的凸出部140的下表面(图4c)。通过前述步骤，内壳体100将可被稳固地固定于外壳体200中。
82.当使用者欲取出容纳空间201中的内壳体100时，可再次使电流流经线圈520，卡合
组件510将由第一位置移动至第二位置并与内壳体100分离。内壳体100将可再次由外壳体200下方的开口o离开容纳空间201。于本实施例中，弹性组件540可为压缩弹簧。
83.请参阅图3a至图3c，外壳体200的顶壁210上可设有至少一个充电模块600(第二充电模块)以及至少一电性接点700。充电模块600设置于顶壁210上面朝开口o的表面，且其位置对应于内壳体100上的充电模块400。电性接点700则设置于顶壁210上背朝开口o的表面，且电性接点700与充电模块600电性连接。
84.在本实施例中，内壳体100上的充电模块400和外壳体200上的充电模块600皆为无线充电模块，因此，当内壳体100连接至外壳体200时，充电模块400和充电模块600之间可产生电磁感应，进而电源供应器300可通过无线方式将电力供给至充电模块600。于一些实施例中，充电模块400和充电模块600可为电性接点，且当内壳体100连接至外壳体200时，充电模块400和充电模块600直接接触。
85.请继续参阅图3a至图3c，外壳体200的顶壁210上形成有自顶壁210凸出的至少一卡勾部211，且中介构件e具有对应前述卡勾部211的至少一电磁阀e1。电磁阀e1的结构与电磁阀500的结构完全相同，故于此不再赘述。通过卡勾部211和电磁阀e1的结合，中介构件e可被稳固地固定在外壳体200的顶壁210上。
86.中介构件e还具有至少一卡合槽e2，此卡合槽e2的形状对应于无人航空载具脚部的形状。举例而言，卡合槽e2可具有t字形结构或l字形结构，如此一来，无人航空载具将其脚部滑入卡合槽e2即可完成无人航空载具与外壳体200的结合。
87.图5显示了无人航空载具10的脚部11进入中介构件e的卡合槽e2，外壳体200可因此固定至无人航空载具10。在本实施例中，当中介构件e安装于外壳体200的顶壁210上时，卡合槽e2会与电性接点700直接接触，故卡合槽e2可与电性接点700电性连接。当外壳体200连接至无人航空载具10时，无人航空载具10中的电池12可经由其脚部11内的导线w2、卡合槽e2、以及电性接点700电性连接至充电模块600。因此，当无人航空载具10带着容器装置c移动时，电源供应器300将可通过充电模块400和充电模块600供给电力至电池12，进而提升无人航空载具10的使用时间和移动距离。
88.于一些实施例中，当无人航空载具10内部设有无线充电模块时，外壳体200中的充电模块600可被省略。内壳体100中的充电模块400可以以无线方式直接供应电力至无人航空载具10中的电池12。
89.以下说明包含前述容器装置c以及智取站s的运输系统及其使用方法。请参阅图6a，首先，当无人航空载具10带着容器装置c移动至智取站s时，其可停靠于智取站s的本体s100的顶面s110。智取站s的顶面s110上形成有交货口s111，且定位器s200设置于前述顶面s110上。
90.定位器s200可将无人航空载具10移动至默认位置，使得容器装置c中的内壳体100可经由交货口s111进入智取站s的本体s100内。详细而言，定位器s200可包括至少一第一长条状元件s210以及至少一第二长条状元件s220，其中第一长条状元件s210可沿第一移动方向m1往复移动，第二长条状元件s220可沿第二移动方向m2往复移动。第一长条状元件s210的长轴方向平行于第二移动方向m2，且第二长条状元件s220的长轴方向平行于第一移动方向m1。因此，如图6b至图6d所示，当第一长条状元件s210和第二长条状元件s220同时或依序朝向容器装置c靠近时，容器装置c将旋转至与交货口s111对应的方位，且通过控制第一长
条状元件s210和第二长条状元件s220的移动速度，可将容器装置c移动至与交货口s111对应的位置。
91.长条状元件s210和第二长条状元件s220例如可经由螺杆、滑轨、或气压缸驱动移动，但并不限定于此。
92.如图6e所示，待容器装置c被定位器s200定位后，容器装置c的电磁阀500可与容器装置c的内壳体100分离，使内壳体100经由交货口s111进入智取站s的本体s100内。于本实施例中，智取站s的本体s100内设有升降器s300和输送器s400，升降器s300连接交货口s111和输送器s400，输送器s400则连接升降器s300和取货口s112。
93.升降器s300可沿着第一方向d1移动内壳体100，输送器s400可沿着第二方向d2移动内壳体100，且第一方向d1相异于第二方向d2。因此，通过升降器s300和输送器s400，进入本体s100中的前述内壳体100将可被运送至取货口s112。使用者即可由取货口s112取出内壳体100，并从内壳体100的容置空间101取出货物。于本实施例中，第一方向d1垂直于第二方向d2。
94.在本实施例中，输送器s400具有第一段部s410和第二段部s420，第一段部s410对应取货口s112且固定于本体s100上，第二段部s420则与升降器s300连接。升降器s300可沿着第一方向d1移动第二段部s420。
95.于本实施例中，智取站s的本体s100中设有多个储藏区域r，且智取站s在对应各储藏区域r处还分别设有充电器s500。升降器s300和输送器s400可将内壳体100运送至其中一个储藏区域r中，且当内壳体100保存于储藏区域r中时，充电器s500将以无线或有线的方式供给电力至电源供应器300。
96.如图6f所示，待内壳体100由取货口s112取出或储存于储藏区域r后，另一内壳体100’可借由升降器s300和输送器s400由取货口s112或储藏区域r移动至交货口s111，并通过交货口s111移动至外壳体200的容纳空间201中。待内壳体100’被电磁阀500固定后，无人航空载具10即可离开智取站s并移动至其他的智取站。应注意的是，内壳体100’与内壳体100的结构完全相同，因此也可提供电力予无人航空载具10中的电池12。
97.由于本发明的容器装置c中设有电源供应器300和充电模块400，因此无人航空载具10将不需要停留来对其内部的电池12充电，因此可大幅提升运输效率。再者，由于无人航空载具10移动时电源供应器300也可提供电力，因此可有效地提升无人航空载具10的使用时间和移动距离。
98.综上所述，本发明提供一种无人航空载具的容器装置，用以容纳货物并连接无人航空载具。前述容器装置包括外壳体、内壳体、以及电源供应器。外壳体连接无人航空载具。内壳体以可拆卸的方式连接至外壳体，且配置来容纳前述货物。电源供应器设置于内壳体中。当外壳体连接至无人航空载具且内壳体连接至外壳体时，电源供应器与无人航空载具中的电池电性连接。
99.本发明还提供一种无人航空载具的运输系统，包括前述容器装置和智取站。其中，智取站包括本体、升降器、以及输送器。本体具有交货口和取货口。升降器设置于该本体中，且连接交货口。输送器设置于本体中，且连接升降器和取货口。升降器配置来沿第一方向移动内壳体，输送器配置来沿第二方向移动内壳体，且第一方向相异于第二方向。
100.本发明是在于加长无航空载具的飞行时间，使运输距离增加，并可减少充电次数
或替换电池次数，提升运输效率。
101.虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一申请专利范围构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个申请专利范围及实施例的组合。
102.虽然本发明以前述多个较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。此外，每个申请专利范围建构成一独立的实施例，且各种申请专利范围及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

技术特征：
1.一种无人航空载具的容器装置，用以容纳货物并连接无人航空载具，其特征在于，该容器装置包括：外壳体，连接该无人航空载具；内壳体，以可拆卸的方式连接至该外壳体，且配置来容纳该货物；以及电源供应器，设置于该内壳体中，其中当该外壳体连接至该无人航空载具且该内壳体连接至该外壳体时，该电源供应器与该无人航空载具中的电池电性连接。2.根据权利要求1的无人航空载具的容器装置，其特征在于，当该外壳体连接至该无人航空载具且该内壳体连接至该外壳体时，该电源供应器与该电池是以无线方式彼此电性连接。3.根据权利要求1的无人航空载具的容器装置，其特征在于，该容器装置还包括：第一充电模块，设置于该内壳体上，且与该电源供应器电性连接；以及第二充电模块，对应该第一充电模块，且设置于该外壳体上，其中当该外壳体连接至该无人航空载具时，该第二充电模块与该电池电性连接。4.根据权利要求3的无人航空载具的容器装置，其特征在于，该第一充电模块和该第二充电模块为相互对应的无线充电模块。5.根据权利要求3的无人航空载具的容器装置，其特征在于，该第一充电模块和该第二充电模块为相互对应的电性接点，当该内壳体连接至该外壳体时，该第一充电模块接触该第二充电模块。6.根据权利要求1的无人航空载具的容器装置，其特征在于，该容器装置还包括电磁阀，设置于该外壳体上。7.根据权利要求6的无人航空载具的容器装置，其特征在于，该电磁阀包括：卡合组件；线圈，连接该卡合组件；磁性组件，设置于该外壳体上；以及弹性组件，连接该卡合组件和该外壳体，其中当该内壳体连接至该外壳体且该卡合组件位于第一位置时，该卡合组件接触该内壳体，其中当电流流过该线圈时，该卡合组件由该第一位置移动至第二位置且与该内壳体分离。8.根据权利要求1的无人航空载具的容器装置，其特征在于，当该内壳体连接至该外壳体时，该外壳体包围该内壳体。9.根据权利要求1的无人航空载具的容器装置，其特征在于，该容器装置还包括中介构件，设置于该外壳体上，其中该中介构件包括卡合槽，且该中介构件通过该卡合槽连接至该无人航空载具。10.根据权利要求9的无人航空载具的容器装置，其特征在于，该卡合槽具有t字形结构或l字形结构。11.一种无人航空载具的运输系统，其特征在于，包括：容器装置，包括：外壳体，连接无人航空载具；内壳体，以可拆卸的方式连接至该外壳体，且配置来容纳货物；以及电源供应器，设置于该内壳体中，其中当该外壳体连接至该无人航空载具且该内壳体
连接至该外壳体时，该电源供应器与该无人航空载具中的电池电性连接；以及智取站，包括：本体，具有交货口和取货口；升降器，设置于该本体中，且连接该交货口；以及输送器，设置于该本体中，且连接该升降器和该取货口，其中该升降器配置来沿第一方向移动该内壳体，该输送器配置来沿第二方向移动该内壳体，且该第一方向相异于该第二方向。12.根据权利要求11的无人航空载具的运输系统，其特征在于，该输送器包括第一段部和第二段部，其中该第一段部的位置相对于该本体固定，且该第二段部可借由该升降器沿该第一方向移动。13.根据权利要求11的无人航空载具的运输系统，其特征在于，该智取站还包括定位器，设置于该本体上，且当该容器装置设置于该智取站上时，该定位器移动该容器装置，使该容器装置对齐该交货口。14.根据权利要求13的无人航空载具的运输系统，其特征在于，该定位器包括：第一长条状元件，该第一长条状元件可沿着第一移动方向移动；以及第二长条状元件，该第二长条状元件可沿着第二移动方向移动，其中该第一长条状元件的长轴方向平行于该第二移动方向，该第二长条状元件的长轴方向平行于该第一移动方向。15.根据权利要求11的无人航空载具的运输系统，其特征在于，该智取站还包括储藏区域，且该升降器和该输送器可移动以使该输送器对齐该储藏区域。16.根据权利要求15的无人航空载具的运输系统，其特征在于，该智取站还包括充电器，当该内壳体设置于该储藏区域时，该充电器供应电力至该电源供应器。

技术总结
本发明提供了一种无人航空载具的容器装置，用以容纳货物并连接无人航空载具。前述容器装置包括外壳体、内壳体、以及电源供应器。外壳体连接无人航空载具。内壳体以可拆卸的方式连接至外壳体，且配置来容纳前述货物。电源供应器设置于内壳体中。当外壳体连接至无人航空载具且内壳体连接至外壳体时，电源供应器与无人航空载具中的电池电性连接。本发明还包括一种无人航空载具的运输系统。种无人航空载具的运输系统。种无人航空载具的运输系统。


技术研发人员：何名轩 周弘裕 陈一元
受保护的技术使用者：财团法人工业技术研究院
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2023/7/3