BR102020015009A2

BR102020015009A2 - drone para entrega de objetos com baixo ruído

Info

Publication number: BR102020015009A2
Application number: BR102020015009-0A
Authority: BR
Inventors: Herbert Weirather
Original assignee: Delivery Eagle Ag
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2021-02-17
Also published as: CN112278246A; AU2020207858A1; EP3770066A1; CA3087934A1; EP3770066B1; US20210024210A1; KR20210013682A

Abstract

A presente invenção refere-se a um drone de asa fixa para entrega de objetos, um aparelho de decolagem e aterrissagem para um drone de asa fixa, um sistema feito de um drone e um aparelho de decolagem e aterrissagem, e um método de abordagem para o dito sistema. O drone de asa fixa compreende superfícies de controle de asas, pelo menos duas unidades de acionamento, pelo menos uma montagem de cauda, pelo menos um elemento de estrutura, que se salienta para a parte de trás e é acessível a partir da parte e trás, um dispositivo de retenção de objetos, uma unidade de recebimento, e uma unidade de controle. O aparelho de decolagem e aterrissagem permite um drone de asa fixa aterrissar silenciosamente em uma estrutura vertical.

Description

DRONE PARA ENTREGA DE OBJETOS COM BAIXO RUÍDO

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um drone para entrega de objetos, um aparelho de decolagem e aterrissagem para um drone projetado como um avião de asa fixa, a sistema constituído de um drone e um aparelho de decolagem e aterrissagem, e um método de abordagem para o dito sistema.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Drones para entrega de pacotes são conhecidos da técnica anterior. As vantagens significativas para entrega de pacotes usando drones são óbvias. Em primeiro lugar, eles são extremamente rápidos. Drones podem fazer a rota direta, não têm que sempre desacelerar e acelerar, não esperam em engarrafamentos de tráfego, e são de energia muito eficiente. Todos os conceitos de drone são ambientalmente muito favoráveis, em comparação com entrega automotiva, uma vez que eles voam eletricamente, não emitem CO2, partículas de fuligem, ou gases tóxicos, não têm desgaste (corrosão) de borracha, e acima de tudo, estradas ambientalmente perigosas não são utilizadas e/ou mesmo liberadas. Os drones não somente reduzem drasticamente o tempo de entrega, mas além disso também minimizam os custos na parte das empresas de entrega, uma vez que menos pessoal é requerido.

[0003] Drones multicópteros podem ser posicionados no espaço, de uma maneira definida quase sem restrições. Entretanto, eles geram uma grande quantidade de barulho no voo, que é produzido, em particular, durante a decolagem, aterrissagem e quando pairando. Uma entrega à noite é, desse modo, impedida desde o início. Multicópteros para entrega de pacote são conhecidos, os quais abaixam uma entrega no recebedor através de um cabo, enquanto eles estão localizados acima do ponto de entrega. Entretanto, esta solução tem riscos de segurança, porque cães podem atacar o pacote que está sendo abaixado e/ou agarrar o cabo e fazer o drone colidir (quebrar).

[0004] Em adição aos drones multicópteros, existe também a chamada aeronave de asa fixa - isto é, modelos planares ou asas voadoras. A vantagem da forma de aeronave clássica é o alcance, porque quase nenhuma energia é usada para a elevação na aeronave, ao contrário do multicóptero, que tem de gerar a elevação permanentemente, através de rotores. A desvantagem é que uma aeronave de asa fixa não é manobrável como um multicóptero, isto é, ela não pode voar arbitrariamente lenta, permanecer estacionária no ar, ou até voar ao contrário. Existem drones de asa fixa para a entrega de pacotes, em que o pacote pode ser ejetado com um pára-quedas pequeno, na altura de uma zona de aterrissagem.

[0005] Nos exemplos mencionados, exclusivamente áreas abertas, jardins, ou telhados planos são apropriados como locais de entrega, em que somente muito poucas pessoas têm tais locais de entrega. Pessoas que vivem na cidade só podem receber entregas, se o telhado é também acessível. Além disso, terceiros podem relativamente facilmente obter acesso à entrega, que foi ejetada ou abaixada por cabo.

[0006] Além do mais, as soluções conhecidas exigem uma grande quantidade de espaço para o armazenamento diário dos drones, por exemplo, para carregar suas baterias, ou realizar o trabalho de manutenção. A emissão de barulho é, provavelmente, o fator mais problemático para a sociedade, devido ao aumento do tráfego de drones no ar.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[0007] Para esse fim, a invenção realiza o objetivo de entrega de um objeto para um recebedor, sem causar emissões de barulho irritante, ao mesmo tempo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] A invenção refere-se a um drone de asa fixa para entrega de objetos, compreendendo uma asa que tem um aerofólio e superfícies de controle da asa, tendo pelo menos duas unidades de acionamento, pelo menos um conjunto de cauda que tem superfícies de controle da cauda, em que o conjunto da cauda é disposto acima da cauda e atrás da cauda, através de um elemento transportador, conectado à asa, pelo menos um elemento da estrutura saliente para a parte de trás e acessível a partir da parte de trás, um dispositivo de retenção de objetos, que é disposto acima da asa, e projetado para acomodar um objeto, uma unidade de controle, que é projetada para controlar o drone de asa fixa, em particular as superfícies de controle da asa, as superfícies de controle da cauda, e as unidades de acionamento, com base em sinais de controle, e uma unidade de recebimento, que é projetada para receber sinais de controle.

[0009] As unidades de acionamento podem compreender propulsores (hélices) incluídos, em particular impulsores.

[0010] Cada um dos elementos de embreagem pode ser projetado como um elemento de deslizamento, ou um disco montado rotativamente.

[0011] O dispositivo de retenção de objetos pode compreender um sistema de transporte, que é projetado para transportar um objeto acomodado pelo dispositivo de retenção de objetos, para frente ou para trás, em particular para transportar o objeto na frente da ou atrás da asa, e para expelir (ejetar) ele na frente ou atrás da asa, ou para mudar o centro de gravidade durante o voo.

[0012] O drone de asa fixa pode, além disso, compreender um sistema de câmera, que é projetado para identificação, em que a unidade de controle, para controlar o drone de asa fixa é, além disso, projetado com base na identificação do objeto.

[0013] A invenção, além disso, refere-se a um aparelho de decolagem e aterrissagem, que compreende o seguinte: (a) um dispositivo de acoplamento, que é projetado para acoplar o aparelho de decolagem e aterrissagem a uma estrutura, em particular a um lado de uma estrutura, (b), um elemento guia, que é conectado ao dispositivo de acoplamento e é configurado de maneira que, partindo do dispositivo de acoplamento, ele leva para longe da estrutura para baixo, e em um ângulo entre 1° e 89°, em particular 12° em relação ao vertical, e (c), um elemento de retenção, que é transversalmente acoplado à, em particular horizontalmente nos elementos guia, e compreende pelo menos um elemento de estrutura do painel da popa, acessível a partir de cima.

[0014] O aparelho de decolagem e aterrissagem pode, além disso, compreender pelo menos um elemento guia de decolagem, que é conectado ao dispositivo de acoplamento, e leva para cima e para longe da estrutura, a partir do dispositivo de acoplamento, em um ângulo entre 1° e 89° em relação ao vertical.

[0015] O aparelho de decolagem e aterrissagem pode, além disso, compreender um dispositivo de captura de objetos, em particular em que o dispositivo de acoplamento compreende o dispositivo de captura de objetos.

[0016] O aparelho de decolagem e aterrissagem pode, além disso, compreender um dispositivo de fixação, em particular compreendendo um eletroímã (eletromagneto) projetado para fornecer uma força de atração a fim de atrair o drone de asa fixa, ou compreendendo um mecanismo de fixação mecânica.

[0017] A invenção também se refere a um sistema compreendendo um drone de asa fixa, e um aparelho de decolagem e aterrissagem de acordo com a descrição aqui no presente.

[0018] O elemento da estrutura do drone de asa fixa, e o elemento de estrutura do painel da popa são preferivelmente projetados para ser intertravável neste caso, e o drone de asa fixa é preferivelmente deslocável, ao longo do elemento de retenção, por meio do elemento de estrutura intertravável e o elemento de estrutura do painel da popa.

[0019] O elemento guia de decolagem pode ser projetado como um dispositivo de fixação, que pode ser articulado entre um estado aberto e um estado fechado, em que o dispositivo de fixação leva para cima e para longe da estrutura no estado aberto, começando a partir do dispositivo de acoplamento, em um ângulo entre 1° e 89° em relação ao vertical, e no estado fechado pode ser limitado até o elemento de retenção, ou para o elemento guia, em que o dispositivo de fixação é motorizado, ou pode ser movido no estado aberto, sob pré-tensionamento e disparado (ativado) por um drone de asa fixa aterrissando, fornece um mecanismo de fixação, em que o dispositivo de fixação é projetado para fixar o drone de asa fixa aterrissado, em particular na asa.

[0020] O aparelho de decolagem e aterrissagem pode compreender um sistema de orientação de luz, que compreende pelo menos um elemento de iluminação ou um refletor, em que o sistema de câmera é projetado para reconhecer o elemento de iluminação ou o refletor, em que a unidade de controle é projetada para determinar um pouso do aparelho de decolagem e aterrissagem, com a ajuda do elemento de iluminação ou o refletor reconhecidos, e para gerar sinais de controle com a ajuda do pouso determinado.

[0021] O drone de asa fixa pode, além disso, compreender uma interface, que é projetada para receber energia elétrica e/ou dados, em que o aparelho de decolagem e aterrissagem compreende uma interface do painel da popa correspondente, que é projetada para fornecer um drone de asa fixa com energia elétrica e/ou dados.

[0022] A invenção também se refere a um método de abordagem para um sistema, de acordo com a descrição. O método de abordagem compreende, pelo menos, as etapas a seguir:
carregar um drone de asa fixa com um objeto,
controlar o drone de asa fixa, com base nos sinais de controle recebidos, na direção de uma unidade do local de entrega, até que uma distância remanescente definida permaneça para o local de entrega,
depois de alcançar a distância remanescente, desativar as unidades de acionamento,
ativar um sistema de orientação de luz de um aparelho de decolagem e aterrissagem, que é acoplado à uma estrutura,
reconhecer o elemento de iluminação ou o refletor, usando o sistema de câmera,
com a ajuda do elemento de iluminação ou refletor reconhecidos, determinar um pouso do aparelho de decolagem e aterrissagem, usando a unidade de controle,
com a ajuda do pouso determinado, gerar sinais de controle, usando a unidade de controle,
controlar somente as superfícies de controle da asa, e as superfícies de controle da cauda do drone de asa fixa, que está em voo planador, baseado nos sinais de controle gerados,
realizar uma abordagem de aterrissagem, que faz o drone de asa fixa temporariamente afundar embaixo do aparelho de decolagem e aterrissagem, e depois se elevar novamente em uma parábola, para o aparelho de decolagem e aterrissagem,
realizar uma parada do drone de asa fixa, em relação a uma direção vertical, no aparelho de decolagem e aterrissagem,
abaixamento do drone de asa fixa provocado pela força gravitacional, em uma posição de repouso, no aparelho de decolagem e aterrissagem, no qual um elemento de estrutura do drone de asa fixa, e um elemento de estrutura do painel da popa de um elemento de retenção e de intertravar o aparelho de decolagem e aterrissagem.

ASPECTOS ADICIONAIS DA INVENÇÃO

[0023] Em uma modalidade, o dispositivo de retenção do objeto é disposto entre as unidades de acionamento.

[0024] Em uma modalidade, o dispositivo de fixação é motorizado, e em outras modalidades ele pode ser deslocado para dentro do estado aberto (por exemplo, manualmente) sob pré-tensionamento, e fornecer um mecanismo de fixação, ativado por um drone de aterrissagem (pouso). O dispositivo de fixação pode ser projetado para fixar um drone aterrissado, em particular, no qual o dispositivo de fixação compreende pelo menos um elemento de fixação, que fixa as asas do drone com o elemento de retenção no estado fechado.

[0025] O elemento de retenção é, em particular, formado de maneira que o drone autoestabiliza a sua localização naquele lugar, por meio de elementos de engajamento deslocáveis, em particular autocentros.

[0026] O aparelho de decolagem e aterrissagem pode também compreender um sistema de orientação de luz, que compreende pelo menos um elemento de iluminação ou um refletor.

[0027] O elemento de iluminação e/ou o refletor são preferivelmente fornecidos no elemento guia, possivelmente o elemento guia de decolagem e também o elemento de retenção.

[0028] O sistema de transporte pode ser projetado para transportar um objeto acomodado pelo dispositivo de retenção, no dispositivo de captura de objetos, quando o drone toca o aparelho de decolagem e aterrissagem.

[0029] O dito mecanismo de fixação mecânica pode compreender, por exemplo, um gancho, que engata em um olho opcionalmente compreendido pelo drone.

[0030] Em uma modalidade, o aparelho de decolagem e aterrissagem compreende um dispositivo repelente, que é projetado para uma decolagem do drone, a fim de desviar o drone, usando um movimento de repulsão da construção vertical, em particular no qual o dispositivo repelente compreende um eletroímã polo reversível, que é projetado de maneira que possa interagir com um equivalente ferromagnético contido pelo drone, e/ou no qual o dispositivo repelente fornece um mecanismo repelente mecânico.

[0031] Quando é feito referência ao "acima", isto é, desse modo em relação a um alinhamento do drone, durante um voo convencional. Quando é feito referência à "atrás de", "parte posterior", "na frente", ou "para frente", isto é, desse modo, adicionalmente em relação a uma direção de voo do drone durante um voo convencional. Durante um voo convencional, a asa é alinhada de maneira que o seu perfil gera elevação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0032] Vantagens adicionais da presente invenção são evidentes, a partir da descrição detalhada e dos desenhos.

[0033] A Figura 1 mostra uma modalidade de um drone de acordo com a invenção;

[0034] A Figura 2 mostra uma modalidade de um aparelho de decolagem e aterrissagem, de acordo com a invenção a partir da parte da frente;

[0035] A Figura 3 mostra o aparelho de decolagem e aterrissagem de acordo com a Figura 2 a partir da parte posterior;

[0036] A Figura 4 mostra o aparelho de decolagem e aterrissagem de acordo com a Figura 2, a partir da parte da frente, tendo um drone repousando sobre ele, de acordo com a Figura 1;

[0037] A Figura 5 mostra o arranjo da Figura 4, em uma vista lateral, e a ejeção de um objeto transportado usando o drone;

[0038] A Figura 6 mostra uma abordagem de aterrissagem de um drone, de acordo com a Figura 1, para um aparelho de decolagem e aterrissagem de acordo com a Figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0039] De acordo com a invenção, um acesso de aterrisagem de um drone a um aparelho de decolagem e aterrissagem, pode ser realizado quase silenciosamente. Isto também possibilita as entregas em tempos de repouso, por exemplo, à noite. Um sistema de orientação de luz opcional, pode auxiliar a aterrissagem à noite. Além do mais, o grupo alvo para uma entrega de pacotes, está aumentando por fornecer uma estação de decolagem e aterrissagem. Desse modo, por exemplo, uma varanda, uma janela, e/ou a acessibilidade a uma fachada da casa, são suficientes, em contraste com outros conceitos que exigem áreas abertas ou telhados planos. Em adição, terceiros não têm acesso ao pacote ou ao drone, e dessa maneira a entrega confiável pode ser garantida.

[0040] O drone de acordo com a invenção pode cobrir distâncias muito longas, uma vez que ele, como também outros modelos planares, possibilitam voo de cruzeiro. O drone pode ser preso na parede no cliente e carregado, por causa do qual o centro de logística dispendioso para armazenagem regular dos drones, não é absolutamente necessário. Esses "espaços de estacionamento" nos clientes, podem também ser considerados uma rede descentralizada. O drone, desse modo, pode também voar diretamente para outro cliente em demanda, onde um pacote tem que ser apanhado, por exemplo.

[0041] A Figura 1 mostra uma modalidade exemplar de um drone de asa fixa 1 (daqui em diante referido como "drone"), de acordo com a invenção, tendo asas 2, superfícies de controle de asa 3, unidades de acionamento 4, e duas montagens de cauda 5, que são, cada uma, conectadas à asa, através de um elemento de transporte 6. O elemento de transporte 6, posiciona as montagens de cauda 5 embaixo e acima da asa 2, em que "embaixo" se refere a uma direção de voo F, e "acima" se refere a um alinhamento durante o voo (isto é, a Figura 1 mostra o drone a partir de uma perspectiva de olho de pássaro a partir de cima). Como mostrado na figura, as superfícies de controle de asa 3, compreendem os ailerons e as abas. As montagens de caudas 5, também compreendem os elevadores e os lemes.

[0042] As unidades de acionamento 4 compreendem impulsores ou propulsores circundados aqui, e são eletricamente operados por meio de uma bateria. Embora eles sejam mostrados na asa 2, as unidades de acionamento 4 pode também ser integradas na asa. Impulsores são ainda um melhoramento da redução de barulho sobre propulsores.

[0043] O drone tem dois elementos de estrutura 7, que são acessíveis a partir da parte de trás, na borda da parte de trás da asa 2. Os elementos de estrutura 7, são mostrados como pequenas rodas ou discos montados rotativamente. Além disso, o drone 1 tem um dispositivo de espera do objeto 8, no qual pacotes ou outras remessas podem ser presas para transportar.

[0044] Em outras modalidades, o pelo menos um elemento de estrutura pode ser formado diferentemente, por um lado, por exemplo, como uma aba, bifurcação, gancho, olho, bloco deslizante, ou ranhura, e, por outro lado, ele pode ser disposto em outro lugar, por exemplo, acima ou em baixo da asa, ou em um dispositivo de retenção de objeto 8. Uma unidade de controle é alojada aqui a título de exemplo, no computador de bordo 9 do drone, em ou sobre a asa 2. O drone pode ser manualmente controlado remoto, e/ou operado autonomamente através da unidade de controle. Uma unidade de recebimento, que é também contida no computador de bordo 9, pode receber sinais de controle, por exemplo, através de tecnologias de rádio, tais como LAN sem fio ou a rede móvel. O computador de bordo 9 também compreende uma bateria para suprimento da unidade de recebimento, a unidade de controle, e as unidades de acionamento 4 com corrente, e/ou para acionar as superfícies de controle de asa 3 e montagens de caudas 5.

[0045] O dispositivo de retenção de objetos 8 pode opcionalmente compreender um sistema de transporte, através do qual um pacote pode ser transportado na frente ou atrás da asa, onde ele é depois ejetado e/ou cai.

[0046] O drone 1 pode, além disso, compreender um sistema de câmera, que pode interagir pelo menos com a unidade de controle. Pelo menos uma câmera do sistema de câmera grava as circunvizinhanças do drone, e o sistema de câmera é configurado para analisar as circunvizinhanças gravadas, na qual, em particular, os algoritmos de reconhecimento do objeto são usados. O sistema de câmera pode controlar o drone 1 com base, pelo menos, nesses algoritmos. A pelo menos uma câmera é preferivelmente disposta na borda da frente, ou no lado mais baixo da asa.

[0047] O drone 1 preferivelmente compreende também uma unidade de navegação, em particular no computador de bordo 9. A unidade de navegação compreende, neste caso, um receptor do Sistema de Satélite de Navegação Global (Global Navigation Satellite Sistema (GNSS)), uma unidade de medição de inercia (IMU), e/ou outros instrumentos para determinar a posição e a orientação do drone 1 no espaço.

[0049] O aparelho de decolagem e aterrissagem 10, além disso, compreende dois elementos guias 12, em que cada um compreende duas hastes (bastonetes) aqui, mas também podem ser corporificados diferentemente, por exemplo, como folhas ou hastes grandes. Os elementos guias 12 são livremente acessíveis (isto é, eles apontam para longe da estrutura G1), e são dispostos de tal maneira que se estendem para baixo da estrutura vertical, a partir do dispositivo de acoplamento 11, e fazem isso em um ângulo de 1°, em particular 12° ou 6°, mas até 89°. Um elemento de retenção 13 é acoplado transversalmente aos elementos guias 12 e, desse modo, se estende horizontalmente. O elemento de retenção 13 tem um elemento de estrutura de painel da popa, que é acessível a partir de cima. O elemento de estrutura de painel da popa é adaptado, em particular, para o elemento de estrutura 7 do drone. O elemento de estrutura de painel da popa é, desse modo, uma abertura em forma de ranhura, ao longo do elemento de retenção 13 aqui, em que as duas rodas pequenas 7, do drone da Figura 1, podem enganchar ou engatar, e em particular podem também rolar ao longo nesse lugar.

[0048] Uma modalidade do aparelho de decolagem e aterrissagem 10 de acordo com a invenção, é mostrada na Figura 2. Ela é projetada de maneira que ela pode ser instalada em frente a uma janela, em frente a uma fachada, ou em um lado de fora do parapeito G1 de uma varanda. O aparelho de decolagem e aterrissagem pode também ser acoplado a uma estrutura auxiliar, que é instalada em um telhado, ou em uma cerca. Em suma, o aparelho de decolagem e aterrissagem 10 compreende um dispositivo de acoplamento 11, através do qual o aparelho de decolagem e aterrissagem 10 pode ser acoplado a uma estrutura.

[0050] O aparelho de decolagem e aterrissagem 10 mostrado aqui adicionalmente, também compreende elementos guias de decolagem 14. Em outra modalidade, esses elementos guias de decolagem 14 são instalados rigidamente no dispositivo de acoplamento 11, e/ou nos elementos guias 12 na posição mostrada. Como uma função extra opcional, entretanto, os elementos guias de decolagem 14 também funcionam como um dispositivo de fixação (aperto), que é articuladamente fixado no dispositivo de acoplamento 11, e/ou nos elementos guias 12. Em particular, o dispositivo de fixação (= elemento guia de decolagem) 14 tem um mecanismo de engate, ou uma motorização para fixação de um drone em um estado fechado (o estado aberto é mostrado aqui). Alternativamente, entretanto, o dispositivo de fixação pode também ser movido manualmente, no estado aberto e no estado fechado, e por conseguinte fixado nesse lugar.

[0051] Como um opcional extra, o aparelho de decolagem e aterrissagem também compreende uma estação de ancoragem 19. Ele fornece corrente de carregamento, e/ou um tráfego de dados unidirecional ou bidirecional. Uma interface da estação de ancoragem é adaptada para uma interface correspondente - também opcional -do drone 1, isto é, a interface pode ser baseada em tomada e/ou com fio ou sem fio (corrente indutiva, NFC, Bluetooth, Wi-Fi etc.).

[0052] A Figura 3 mostra o lado de trás do dispositivo de acoplamento exemplar 11, que também compreende um dispositivo de captura de objetos opcional 15 aqui, que pode interagir com o sistema transportador opcional do drone 1, isto é, o dispositivo de captura de objetos 15 é projetado de tal maneira, que ele pode captar um pacote ejetado pelo sistema transportador. Neste caso, o dispositivo de captura de objetos 15 é um bastão de captura; entretanto, ele pode também ser incorporado como uma rede de captura ou canal de captação. No exemplo mostrado, o dispositivo de captação de objetos 15 está localizado em um lado interno do parapeito G2, do parapeito também mostrado na Figura 2. Em outras modalidades, entretanto, o dispositivo de captação de objetos pode também ser fornecido em outros locais, por exemplo, acima do dispositivo de acoplamento 11, ou embaixo dos elementos guias 12.

[0053] A Figura 4 mostra como o drone 1 da Figura 1 repousa no aparelho de decolagem e aterrissagem 10. Devido à inclinação dos elementos guias entre 1° e 89°, em particular 12° ou 6°, em relação ao vertical, o drone 1 repousando no aparelho de decolagem e aterrissagem 10 não inclina para trás. O centro de gravidade do drone 1 é também correspondentemente configurado muito abaixo, para este propósito, em que "abaixo" também se refere aqui a um alinhamento durante o voo convencional.

[0054] Em outras modalidades, o local do centro de gravidade não tem necessariamente que ser aquele que sai do drone 1, na posição de estacionamento, é impedido somente pela construção, porque o aparelho de decolagem e aterrissagem 10 pode, adicionalmente, como explicado acima, compreender um dispositivo de fixação 14 (como mostrado no estado fechado na Figura 4), e/ou uma unidade de atração, que compreende, por exemplo, um eletromagneto ou um magneto permanente, e é projetada para fornecer uma força de atração magnética a fim de atrair o drone 1. Para este propósito, o drone 1 então tem um complemento ferromagnético correspondente (em particular também um (eletro-)magneto), em um ponto definido em relação à unidade de atração. A unidade de atração pode ser fornecida, adicionalmente ou alternativamente, para o elemento guia de decolagem 14, ou adicionalmente ou alternativamente, para o dispositivo de fixação 14.

[0055] O drone 1 repousa com seus elementos de estrutura 7, no elemento de retenção 13. Neste caso, os elementos de estrutura formados como rodas pequenas, engatam em um elemento de estrutura de painel da popa (neste caso: corporificado como uma ranhura), incorporado no lado superior do elemento de retenção 13. Em outras modalidades, a configuração é completamente de outra maneira: o elemento de estrutura de painel da popa no elemento de retenção 13, tem múltiplas rodas pequenas, dispostas em série, ou simplesmente somente um rotor suave, e os elementos de estrutura 7, no drone 1, são formados como uma bifurcação ou uma ponte, em que os dois elementos novamente intertravam. Em ainda outras modalidades, o elemento de retenção 13 pode ser um tipo de "bolso", que tem uma abertura acessível a partir de cima, em que o elemento de estrutura 7 do drone é formado como um tipo de "língua", que pode ser facilmente inserida e com tolerância espacial no bolso.

[0056] Como uma expansão adicional opcional, as rodas pequenas (= elemento de estrutura) 7 podem rolar e/ou deslizar ao longo do trilho (= elemento de retenção) 13, inclinado para cima em um cônico, de tal maneira que o drone pode, desse modo, se centralizar.

[0057] Se o drone aterrissou com segurança, como mostrado na Figura 6 em uma vista lateral, o dispositivo de retenção do objeto 8 pode conter um sistema transportador opcional, para ejetar um objeto O para ser despachado para cima, de tal maneira que ele pode aterrissar (O’) no dispositivo de captura de objetos 15.

[0058] A Figura 6 mostra uma abordagem de aterrisagem exemplar, na qual as unidades de acionamento do drone podem ser desligadas para proteger do barulho. O aparelho de decolagem e aterrissagem 10 é instalado na sacada (varanda) B. A trajetória do drone (linha pontilhada) mostra que o drone temporariamente afunda o suficiente que fica localizado embaixo do aparelho de decolagem e aterrissagem 10. O drone é depois controlado, de tal maneira que ele levanta novamente para finalmente ficar em contato, ou repousar, em um ângulo correspondente nos elementos guias 12, em que o drone depois quase não tem energia cinética remanescendo e afunda. Os elementos de estrutura 7 depois, se misturam com o elemento de estrutura de painel da popa, no elemento de retenção.

[0059] Em consideração a muitos fatores, por exemplo, o vento e o peso da carga, a rota de voo para a aterrissagem é computada de tal maneira que o momento, isto é, em particular a energia cinética na direção vertical, cai precisamente quando o drone está quase acima da posição mostrada nas Figuras 4 e 5. Um sistema de orientação de luz opcional pode apoiar isto; o drone, que então tem um sistema de câmera, pode desse modo reconhecer o pouso do aparelho de decolagem e aterrissagem 10 ainda mais confiavelmente, e em particular também à noite. O sistema de orientação de luz compreende diodos ou refletores que emitem luz (o drone também pode compreender uma fonte de luz correspondente para este propósito), que são mostrados com o sinal de referência 17, na Figura 2 e na Figura 6, e com o sinal de referência 18 na Figura 6.

[0060] Pouco antes da aterrissagem, o dispositivo de fixação 14 é abaixado (estendido). No estado abaixado ou aberto, um aviso pode ser sinalado através de uma tela de exibição, ou uma luz de advertência, para o lado de dentro da varanda B, ou na direção de uma janela, que leva para a varanda, por exemplo, tendo as palavras "por favor, dê um passo atrás". No estado estendido, o sistema de orientação de luz é também preferivelmente ativo, de maneira que o drone descobre a estrutura de aterrissagem à noite, como de dia e, desse modo, o método de aterrissagem especial pode ser aplicado, totalmente autonomamente ainda melhor. Durante a aterrissagem do drone, o elemento guia de decolagem 14 protege as pessoas que possivelmente podem estar na varanda, e simultaneamente expande a superfície de aterrissagem para o drone. Desta maneira, o primeiro contato do drone pode também ter lugar bem no topo do elemento guia de decolagem 14, que aqui é corporificado como o dispositivo de fixação, e depois ele desliza para baixo até o drone ficar com as rodas pequenas 7 no trilho 13 (= elemento de retenção).

[0061] Devido à inclinação em ambos os lados do trilho 13, o drone se centraliza no meio. Um pequeno entalhe na inflexão do trilho, pode opcionalmente fazer o drone travar nesta posição. Tão logo o drone é travado, o dispositivo de fixação 14 fecha e prende o drone, entre ele e os elementos guias 12. O drone deste modo é seguro de tempestades de vento e outras influências, e pode não mais ser movido.

[0062] Quando o drone 1 é finalmente travado, ele pode acoplar usando dados e/ou cabos de energia ou sem fio, na estação de acoplamento opcional 19 (ver a Figura 2). Se o dispositivo de capturar objetos 15 deve ainda ser cheio, ou o mecanismo da Figura 5 não é executável por outros motivos, o cliente pode ser informado de que o pacote deve ser removido.

[0063] O aparelho de decolagem e aterrissagem é também projetado na versão mostrada, para um procedimento de decolagem preferido. Na posição aberta dos elementos guias de decolagem 14, eles podem ser usados como um quase-rampa pelo drone, por meio do qual uma decolagem segura, partindo da varanda ou da parede, é garantida. Em outra variante, esta repulsão pode também acontecer devido à uma força magnética, em que um dispositivo repelente é fornecido no aparelho de decolagem e aterrissagem para esta finalidade. Tal dispositivo repelente pode também funcionar mecanicamente, entretanto, especificamente, por exemplo, naquele um elemento repelente pré-tensionado repele o drone em um ponto de tempo específico. Em uma modalidade adicional, entretanto, o drone pode também "repelir" totalmente por si mesmo, em que as superfícies de controle das asas e as montagens da cauda, são simplesmente ativadas desta maneira, para dar ao drone o levantamento requerido.

[0064] O drone preferivelmente tem um lado inferior completamente plano. A aterrissagem do drone, com precisão exata, não é necessária - ele pode aterrissar sobre a superfície inteira, entre os elementos guias 12 (e possivelmente os elementos guias de decolagem 14), e o elemento de retenção 13. Não importa onde o drone aterrissa na superfície, ele primeiro desliza, pelo menos devido à gravidade, para baixo até as rodas pequenas (= elemento de estrutura 7), chegarem no elemento de retenção 13, projetado como um trilho e engatar nesse lugar, no elemento de estrutura de painel da popa. Propulsores elétricos ligados 4 (= unidades de acionamento) podem opcionalmente tornar mais lenta, ou corrigir uma posição de aterrissagem, desviando da intenção. Devido à inclinação do trilho (= elemento de retenção) 13, em relação à vertical, a inflexão no trilho (braços externos), e o lado inferior plano do drone, o drone pode rolar lateralmente no trilho e no próprio centro, no exemplo mostrado. Entretanto, se isto não tiver funcionado, por exemplo, por causa das influências do vento terem sido muito grandes, é possível ajudar durante a centralização do drone, através de propulsores elétricos (= unidade de acionamento) 4 e as superfícies de controle.

[0065] Em uma modalidade preferida, o drone é projetado tendo propulsores elétricos protegidos 4 (revestidos), de maneira que as partes rotativas não são independentes, e desta maneira o risco de lesão é reduzido em todas as situações. Além do mais, a emissão de barulho é significativamente reduzida. Os propulsores 4, no lado superior do drone, adicionalmente permitem um levantamento mais alto no voo de cruzeiro, e reduzem a emissão de barulho para baixo. Outros locais de acoplamento são possíveis, entretanto.

[0066] No voo de cruzeiro, o dispositivo de retenção de objetos 8, que pode ser projetado em um sistema de transporte, pode ser usado para deslocar o pacote O para a frente ou para trás, e para estabelecer, de modo ideal, o centro de gravidade da configuração completa.

[0067] O drone 1 é preferivelmente equipado com múltiplas câmeras pequenas (como parte do sistema de câmera), para reconhecer e evitar outros objetos voando, para ser capaz de voar para a aterrissagem com precisão, e para verificar, antes da decolagem, se os obstáculos estão presentes.

[0068] O drone 1 voa em voo pairado em um ângulo acentuado, em direção da estação de aterrissagem, na qual os propulsores (= unidades de acionamento) 4 são desligados. O sistema de câmera reconhece, através do sistema de orientação da luz ligado na imagem de vídeo, em que o aparelho de decolagem e aterrissagem 10 está posicionado. O drone pode medir a distância para a estação de aterrissagem, dependendo do tamanho da estrutura de decolagem e aterrissagem na imagem do vídeo. O local do drone pode ser determinado internamente, através de IMU, e os ângulos horizontal e vertical em relação à estação de aterrissagem, podem ser, dessa maneira, determinados.

[0069] A partir de uma certa distância, e do ângulo para a estrutura de aterrissagem, o arredondamento (para pouso) é iniciado, que é estabelecido de maneira que o drone pode desembarcar no ângulo correto e na altura certa, no aparelho de decolagem e aterrissagem 10. Neste caso, a energia do voo pairado é suficiente, sem ter que ligar as unidades de acionamento mais uma vez. Nesse caso, o drone aterrissa silenciosamente. Muitos fatores são levados em consideração aqui, de maneira que a aterrissagem tem lugar silenciosamente, por exemplo, peso do pacote, tamanho do pacote, velocidade do vento, direção do vento, temperatura, altura etc.

[0070] Embora a invenção tenha sido explicada com base em sua(s) modalidade(s) preferida(s), muitas modificações e variações adicionais, no entanto, podem ser realizadas sem ir além do escopo da presente invenção. Desta maneira, é estabelecido que as reivindicações da patente em anexo cobrem as modificações e variações, que estão incluídas no atual escopo da invenção.

Claims

Drone de asa fixa (1) para entrega de objetos, caracterizado pelo fato de que compreende:
- - uma asa (2) que tem um aerofólio, e tendo superfícies de controle de asa (3),
- - pelo menos duas unidades de acionamento (4),
- - pelo menos uma montagem de cauda (5), que tem superfícies de controle de cauda, em que a montagem de cauda é disposta acima da asa e atrás da asa, através de um elemento de transporte (6) conectado à asa,
- - pelo menos um elemento de estrutura (7) se salientando em direção à parte de trás, e acessível a partir da parte de trás,
- - um dispositivo de retenção de objetos (8), que é disposto acima da asa, e é projetado para acomodar um objeto,
- - uma unidade de controle, que é projetada para controlar o drone de asa fixa (1), em particular as superfícies de controle da asa, as superfícies de controle da cauda, e as unidades de acionamento, com base nos sinais de controle, e
- - uma unidade de recebimento, que é projetada para receber sinais de controle.
Drone de asa fixa (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as unidades de acionamento compreendem propulsores incluídos, em particular impulsores.
Drone de asa fixa (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada um dos elementos de engajamento é um elemento de deslizamento, ou um disco montado rotativamente.
Drone de asa fixa (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de retenção de objetos compreende um sistema de transportador, que é projetado para transportar um objeto, acomodado pelo dispositivo de retenção de objetos, para a parte dianteira ou traseira, em particular para transportar o objeto na frente ou atrás da asa, e ejetar ele em frente de ou atrás da asa, ou para trocar o centro de gravidade durante o voo.
Drone de asa fixa (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende, além disso, um sistema de câmera, que é projetado para reconhecimento do objeto, em que a unidade de controle é, além disso, projetada para controlar o drone de asa fixa (1), com base no reconhecimento do objeto.
Aparelho de decolagem e aterrissagem para um drone de asa fixa (1), caracterizado pelo fato de que compreende:
- - um dispositivo de acoplamento (11), que é projetado para acoplar o aparelho de decolagem e aterrissagem à uma estrutura, em particular a um lado vertical de uma estrutura,
- - pelo menos um elemento guia (12), que é conectado ao dispositivo de acoplamento, e é projetado de maneira que, a partir do dispositivo de acoplamento, ele leva para longe para baixo da estrutura, e em um ângulo entre 1° e 89°, em particular 12° em relação ao vertical, e
- - um elemento de retenção (13), que é acoplado transversalmente aos elementos guias, e compreende pelo menos um elemento de estrutura do painel da popa, acessível a partir de cima.
Aparelho de decolagem e aterrissagem, de acordo com reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que, além disso, compreende:
- - pelo menos um elemento guia de decolagem (14), que é conectado ao dispositivo de acoplamento e, a partir do dispositivo de acoplamento, em um ângulo entre 1° e 89° em relação ao vertical, leva para cima e para longe da estrutura.
Aparelho de decolagem e aterrissagem, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que além disso compreende:
- - um dispositivo de captura de objetos, em que o dispositivo de acoplamento compreende o dispositivo de captura de objetos.
Aparelho de decolagem e aterrissagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que além disso compreende:
- - um dispositivo de fixação, compreendendo em particular um eletromagneto, projetado para fornecer uma força de atração, a fim de atrair o drone de asa fixa, ou compreendendo um mecanismo de fixação mecânica.
Sistema compreendendo um drone de asa fixa (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende um aparelho de decolagem e aterrissagem (10), como definido em qualquer uma das reivindicações 6 a 9.
Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o elemento da estrutura do drone de asa fixa (1), e o elemento de estrutura do painel da popa são projetados para serem intertraváveis, e o drone de asa fixa (1) é deslocável ao longo do elemento de retenção por meio do elemento de estrutura intertravável e o elemento de estrutura de painel da popa.
Sistema compreendendo um drone de asa fixa (1), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, e um aparelho de decolagem e aterrissagem, como definido na reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento guia de decolagem é projetado como um dispositivo de fixação, que é articulável entre um estado aberto e um estado fechado, em que o dispositivo de fixação, no estado aberto, leva para cima e para longe da estrutura, a partir do dispositivo de acoplamento em um ângulo entre 1° e 89° em relação ao vertical, e pode limitar o elemento de retenção, ou o elemento guia no estado fechado, em que o dispositivo de fixação é motorizado, ou pode ser movido no estado aberto sob pré-tensionamento, e fornece um mecanismo de fixação ativado por um drone de asa fixa de aterrissagem (1), em que o dispositivo de fixação é projetado para fixar o drone de asa fixa aterrissado (1), em particular na asa.
Sistema compreendendo um drone de asa fixa (1), como definido na reivindicação 5, e um aparelho de decolagem e aterrissagem, como definido em qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que o aparelho de decolagem e aterrissagem compreende um sistema de orientação da luz, que compreende pelo menos um elemento de iluminação ou um refletor, em que o sistema de câmera é projetado para reconhecer o elemento de iluminação ou o refletor, em que a unidade de controle é projetada para determinar um pouso do aparelho de decolagem e aterrissagem, com a ajuda do elemento de iluminação ou refletor reconhecido, e para gerar sinais de controle com a ajuda do pouso determinado.
Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que o drone de asa fixa (1) além disso compreende uma interface, que é projetada para receber energia elétrica e/ou dados, e em que o aparelho de decolagem e aterrissagem compreende uma interface de painel da popa, que é projetada para fornecer um drone de asa fixa (1) com energia elétrica e/ou dados.
Método de abordagem para um sistema, como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que tem as etapas a seguir:
- - carregar um drone de asa fixa (1) com um objeto,
- - controlar o drone de asa fixa (1) com base nos sinais de controle recebidos, em direção a um local de entrega até uma distância remanescente definida permanecer para o local de entrega,
- - depois de alcançar a distância remanescente, desativar as unidades de acionamento,
- - ativar o sistema de orientação da luz de um aparelho de decolagem e aterrissagem, que é acoplado a uma estrutura,
- - reconhecer o elemento de iluminação ou o refletor, usando o sistema de câmera,
- - com a ajuda do elemento de iluminação ou refletor reconhecido, determinar um pouso do aparelho de decolagem e aterrissagem, usando a unidade de controle,
- - com a ajuda do pouso determinado, gerar sinais de controle usando a unidade de controle,
- - controlar somente as superfícies de controle da asa e as superfícies de controle da cauda do drone de asa fixa (1), que é um voo planador, com base nos sinais de controle gerados,
- - realizar uma abordagem de aterrisagem que faz o drone de asa fixa (1), temporariamente afundar debaixo do aparelho de decolagem e aterrissagem, e depois levantar novamente em uma parábola pra o aparelho de decolagem e aterrissagem,
- - realizar uma pausa do drone de asa fixa (1), em relação à direção vertical no aparelho de decolagem e aterrissagem,
- - abaixamento do drone de asa fixa (1), provocado pela força gravitacional, em uma posição de repouso no aparelho de decolagem e aterrissagem, em que um elemento de estrutura do drone de asa fixa (1) e um elemento da estrutura de contorno de um elemento de retenção do aparelho de decolagem e aterrissagem interligam.