BR112019021673A2 - Aparelho de sistema de estabilidade de carga, método para contrariar o balanço pendular de uma carga suspensa, e, meio de armazenamento legível por computador não transitório - Google Patents

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Abstract

trata-se de sistemas e métodos de estabilidade de carga para estabilizar movimentos pendulares de cargas suspensas. os sistemas de estabilidade de carga incluem um dispositivo completamente automatizado e autoalimentado que emprega propulsão para contrariar e controlar o movimento rotativo e lateral de uma carga externa. o dispositivo é uma instalação temporária na carga, cabo, ou lança de guindaste, e é agnóstico à plataforma da qual está suspenso.

Description

APARELHO DE SISTEMA DE ESTABILIDADE DE CARGA, MÉTODO PARA CONTRARIAR O BALANÇO PENDULAR DE UMA CARGA SUSPENSA E PARA CONTRARIAR UM MOVIMENTO DE UMA CARGA SUSPENSA, E, MEIO DE ARMAZENAMENTO LEGÍVEL POR COMPUTADOR NÃO TRANSITÓRIO
[001] Este pedido reivindica prioridade sobre o pedido de Patente provisório N° US 62/627,920, depositado a 8 de fevereiro de 2018, com o título “SUSPENDED LOAD STABILITY SYSTEM THROUGH SELF POWERED AUTOMATED ELECTRIC DUCT FAN CONTROL,” e que nomeia Derek Sikora e Jonathan Chung como inventores, e o pedido de Patente provisório N° US 62/757,414, depositado a 8 de novembro de 2018, com o título “LOAD STABILITY SYSTEM FOR SUSPENDED LOAD CHAOTIC MOTION,” e que nomeia Caleb Carr, Derek Sikora e Logan Goodrich como inventores. Os pedidos citados acima são incorporados no presente documento por referência, na sua totalidade, para todos os propósitos. A Ficha Técnica do Pedido depositada aqui conjuntamente forma uma parte do presente pedido, e todos os documentos prioritários aos quais se refere são incorporados por referência no presente documento na sua totalidade.
CAMPO
[002] Esta divulgação destina-se a sistemas e métodos melhorados para controlar cargas suspensas.
ANTECEDENTES
[003] Os helicópteros de salvamento permitem um acesso rápido a pacientes isolados ou lesionados em mar ou em terra. Muitas vezes, os pacientes estão lesionados ou têm uma emergência médica que faz com que as autoridades locais ou federais autorizem a utilização de uma operação de içamento com helicóptero caro. Durante essas operações, no entanto, as extrações por içamento estão sujeitas a ventos e outros fatores externos que fazem com que o guincho de salvamento gire e se balance para a frente e para
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2/32 trás. Esse balanço pendular complica a missão, provoca atrasos no cuidado médico e já provocou as mortes, tanto de socorristas como de socorridos.
[004] No helicóptero moderno nas operações de içamento, resgate e suspensão de carga existe frequentemente um movimento instável, perigoso da pessoa ou equipamento suspenso que põe em perigo a operação em curso e, de modo mais importante, as pessoas envolvidas. O movimento observado é comparável a um pêndulo lateral ou cônico, com rotação em tomo do ponto pivô de articulação. Um atributo crítico para a missão da operabilidade do sistema de içamento permanece por resolver: estabilidade fiável de movimento de cabo pendurado. O movimento descontrolado do cabo põe vidas em perigo, arrisca o sucesso da missão, sacrifica oportunidades de missão devido a elementos ambientais e aumenta drasticamente os custos operacionais.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[005] A Figura 1 ilustra esquematicamente a carga suspensa a balançar de um helicóptero e estabilizada por um sistema de estabilidade de carga suspensa (load stability system ou “LSS”).
[006] A Figura 2A ilustra uma vista isométrica de um sistema de estabilidade de carga suspensa com um alojamento do tipo caixa em conformidade com uma modalidade.
[007] A Figura 2B ilustra uma vista frontal de um sistema de estabilidade de carga suspensa que inclui um módulo central hexagonal e dois braços de propulsão em conformidade com uma modalidade.
[008] A Figura 3 ilustra uma vista em perspetiva em recorte de um sistema de estabilidade de carga suspensa que mostra atributos estruturais em conformidade com uma modalidade.
[009] As Figuras 4A a 4C ilustram vistas em perspetiva, frontais e laterais de um sistema de estabilidade de carga suspensa que inclui um alojamento aerodinâmico em conformidade com uma modalidade.
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[0010] A Figura 5 ilustra um membro estrutural central de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0011] As Figuras 6A a 6B ilustram duas mangas alternativas que se ligam ao membro estrutural central para fixar uma carga em conformidade com uma modalidade.
[0012] As Figuras 7A a 7B ilustram o membro estrutural central fixado a cada uma das duas mangas alternativas para fixar uma carga em conformidade com uma modalidade.
[0013] A Figura 8 ilustra uma vista em perspetiva de uma armação estrutural de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0014] A Figura 9 ilustra uma vista em perspetiva de componentes montados na armação estrutural de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0015] A Figura 10 ilustra uma vista em perspetiva de componentes de um sistema de estabilidade de carga suspensa montados na armação estrutural em conformidade com uma modalidade.
[0016] A Figura 11A ilustra uma vista em perspetiva de um projeto de módulo central alternativo de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0017] A Figura 11B ilustra uma vista frontal de outro projeto de módulo central alternativo de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0018] A Figura 12A ilustra uma vista em perspetiva de um propulsor configurado para utilização num sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0019] A Figura 12B ilustra uma vista em perspetiva de um braço de propulsão de dois propulsores de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
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[0020] A Figura 12C ilustra uma vista em perspetiva de um membro de suporte para um braço de propulsão de dois propulsores de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0021] A Figura 12D ilustra uma vista isométrica de outro braço de propulsão de dois propulsores de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0022] As Figuras 13A a 13C ilustram vistas em perspetiva, frontais e laterais de propulsores montados na armação estrutural de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0023] A Figura 14 ilustra uma vista em perspetiva de um sistema de estabilidade de carga suspensa que inclui sensores montados num alojamento aerodinâmico em conformidade com uma modalidade.
[0024] A Figura 15 ilustra esquematicamente componentes operacionais de um sistema de estabilidade de carga suspensa que inclui uma interface remota em conformidade com uma modalidade.
[0025] A Figura 16 ilustra uma vista em perspetiva de uma unidade posicionai remota ou nódulo alvo de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0026] A Figura 17 ilustra uma vista em perspetiva de uma estação de carregamento para um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0027] A Figura 18 ilustra uma rotina operacional de um sistema de estabilidade de carga suspensa que inclui múltiplos modos ou estados de comando em conformidade com uma modalidade.
[0028] A Figura 19 ilustra uma rotina de decisão e controlo de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0029] A Figura 20A ilustra uma vista em perspetiva de uma argola de cabo de topo com luzes indicadoras do estado externo de um sistema de
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5/32 estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0030] A Figura 20B ilustra uma vista superior de luzes indicadoras de estado de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0031] A Figura 21 ilustra uma captura de ecrã de uma interface de controlo para um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade.
[0032] A Figura 22 ilustra um gráfico que traça o movimento de uma carga a balançar e o movimento de uma carga estabilizada por um sistema de estabilidade de carga suspensa.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0033] A abordagem geral para controlar o comportamento da carga a balançar é instalar contramedidas na célula ou manipular a própria célula. Algumas células, tais como a Sky Crane, têm um sistema de carril instalado por baixo da cabine para mitigar a oscilação de uma carga. A maioria das abordagens propostas envolve instalar algoritmos de contrariamento automatizados no sistema de aumento da estabilidade. De facto, os chefes de tripulação que permanecem dentro do helicóptero durante uma extração tentam manipular o cabo ao empurrar e puxar o mesmo desde a cabine, esforços que têm um efeito limitado. Todas essas medidas provaram ser inadequadas.
[0034] Em várias modalidades, conforme descrito adicionalmente no presente documento, um sistema de controlo autônomo, não tripulado de estabilidade de carga suspensa aborda esse problema. O sistema de estabilidade de carga (“LSS”) desta divulgação contraria o movimento da carga suspensa ao exercer uma contra-ação a partir de propulsores tais como ventiladores carenados elétricos (electric ducted fans ou “EDFs”) de alto desempenho na, ou perto da, localização da carga. Consequentemente, o LSS intensifica a segurança da missão ao retirar completamente do piloto e
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6/32 tripulação as responsabilidades da estabilidade de carga suspensa. Para mais, o envelope de desempenho de tais operações é aumentado ao integrar a capacidade do LSS de controlar dinamicamente a localização da carga, separadamente do movimento da aeronave.
[0035] O Sistema de Estabilidade de Carga controla o movimento de uma carga suspensa através de um sistema desacoplável autoalimentado e automatizado no próprio cabo entre o sistema de içamento (isto é, helicóptero) e a carga externa. O sistema é agnóstico à plataforma da qual a carga é suspensa (por exemplo, as características de um helicóptero que opera embarcado), dado que determina independentemente as dinâmicas de voo necessárias para estabilizar a carga. Essa situação permite a adoção generalizada do sistema independentemente do tipo de aeronave, diminuindo os custo e mitigando os riscos da solução.
[0036] O sistema de estabilidade de carga pode fornecer benefícios às operações de busca e resgate (search and rescue ou “SAR”) por helicóptero e carga pendurada, helicópteros de fogos florestais, operações em grua em Plataformas Petrolíferas, Navios de Apoio Naval, operações de construção com base em carga pendurada, aplicações de perfuração em águas profundas, controlo de naves espaciais e combate a incêndio civil.
[0037] E agora feita referência em detalhe à descrição das modalidades conforme ilustrado nos desenhos. Enquanto as modalidades são descritas em ligação com os desenhos e descrições relacionadas, não se pretende limitar o âmbito das modalidades divulgadas no presente documento. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes. Em modalidades alternativas, dispositivos adicionais ou combinações de dispositivos ilustrados, podem ser adicionados ou combinados sem limitar o âmbito das modalidades divulgadas no presente documento. Por exemplo, as modalidades apresentadas abaixo são descritas principalmente no contexto de uma carga pendurada de helicóptero ou
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7/32 operação de busca e resgate. No entanto, essas modalidades são exemplos ilustrativos e em nenhum caso limitativos da tecnologia divulgada para qualquer aplicação ou plataforma particular.
[0038] As frases “em uma modalidade,” “em várias modalidades,” “em algumas modalidades,” e outras do mesmo tipo são utilizadas repetidamente. Tais frases não se referem necessariamente à mesma modalidade. Os termos “que compreende,” “que tem” e “que inclui” são sinônimos, a menos que o contexto dite de outro modo. Conforme utilizadas neste relatório descritivo e nas reivindicações em anexo, as formas singulares “um/uma” e “o/a” incluem referentes plurais a menos que os conteúdos ditem claramente de outro modo. Deve também ser notado que o termo “ou” é de modo geral empregue no seu sentido que inclui “e/ou”, a menos que os conteúdos ditem claramente de outro modo.
[0039] A Figura 1 ilustra esquematicamente uma carga suspensa a balançar de um helicóptero 140 e estabilizada por um sistema de estabilidade de carga suspensa (“LSS”) 110. A plataforma “independente” do helicóptero 140 suspende uma pessoa num cabo 120 a partir de um ponto 130. Sem o LSS 110, o cabo e pessoa suspensos estão sujeitos a balançar 150 lateralmente e/ou num movimento cônico. Com o LSS 110, o balanço forte é contrariado e eliminado, para que a pessoa possa ser entregue no ponto desejado ou localização de interesse 160.
[0040] O LSS pode tomar uma variedade de fatores de forma. As Figuras 1, 2A a 2B, 3 e 4A a 4C ilustram várias disposições e projetos de alojamento diferentes. Os sistemas ilustrados empregam, cada um, dois pares de propulsores unidirecionais. Em outras modalidades, um sistema de estabilidade de carga pode empregar propulsores bidirecionais em diferentes números ou disposições. No entanto, não é necessário mostrar tais detalhes de implementação para descrever modalidades ilustrativas.
[0041] A Figura 2A ilustra uma vista isométrica 200 de um sistema
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8/32 de estabilidade de carga suspensa com um alojamento do tipo caixa 210 em conformidade com uma modalidade. O sistema 210 é completamente incorporado num invólucro do tipo caixa, que possibilita um acesso aberto apenas para os propulsores, cabo e fixações de carga, e nódulos de carregamento. Apesar de o alojamento retangular de sistema 210 não ser especialmente aerodinâmico, o mesmo pode conter e proteger um volume cúbico maior que outros projetos. O volume interno útil maior pode possibilitar uma maior capacidade de energia (por exemplo, um maior número de baterias ou outros meios de fonte de alimentação), possibilitando que o sistema 210 forneça propulsores mais poderosos e/ou uma capacidade operacional mais longa antes de se recarregar ou reabastecer.
[0042] A Figura 2B ilustra uma vista frontal 250 de um sistema de estabilidade de carga suspensa 260 que inclui um módulo central hexagonal e dois braços de propulsão em conformidade com uma modalidade. O sistema 260 fornece um perfil aerodinâmico melhorado comparado com o sistema 210 da Figura 2A. O sistema 260 também oferece armazenamento ou acondicionamento mais compacto, e manutenção mais fácil, ao permitir que os dois braços de propulsão sejam removíveis. A Figura 11B abaixo ilustra o sistema 260 com os seus braços de propulsão removidos e as Figuras 12B a 12C ilustram os braços de propulsão removíveis.
[0043] A Figura 3 ilustra uma vista em perspetiva em recorte 300 de um sistema de estabilidade de carga suspensa 310 que mostra atributos estruturais em conformidade com uma modalidade. O sistema 310 é composto por um esqueleto interno e carapaça externa. A carapaça externa é um material leve como fibra de carbono que rodeia o esqueleto interno. O esqueleto é composto por uma liga maquinada leve. O alojamento em recorte ou transparente da vista 300 mostra vários componentes internos e elementos estruturais. Os elementos estruturais incluem uma viga com fenda estrutural horizontal que se liga a um braço com formato em C que suporta propulsores
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9/32 de ventilador carenado elétrico acima e abaixo da viga com fenda estrutural horizontal. No topo dos braços com formato em C estão sensores redondos, semelhantes àqueles discutidos abaixo com referência à Figura 14. E também proeminentemente visível o formato retangular escuro de uma bateria com cabos de transmissão fixados para alimentar os propulsores de ventilador carenado elétrico.
[0044] Em várias modalidades, o LSS pode ser alimentado por uma combinação de energia a bordo e remota. Em muitos ambientes, toda a energia para o LSS está contida a bordo, permitindo uma operação completamente autônoma sem dependência na disponibilidade de fontes de alimentação ou meios de entrega externos. Em algumas situações, uma plataforma da qual o LSS é suspenso, tal como um helicóptero ou grua, pode fornecer a energia do LSS através de uma linha que se estende para baixo pelo cabo pendurado no LSS. Em algumas outras situações, a plataforma pode fornecer energia ao LSS, que transporta uma fonte de alimentação ou reserva de energia menor a bordo para utilização intermitente.
[0045] As Figuras 4A a 4C ilustram vistas em perspetiva, frontais e laterais de um sistema de estabilidade de carga suspensa 410 que inclui um alojamento aerodinâmico 420 em conformidade com uma modalidade. A Figura 4A ilustra uma vista em perspetiva 400, a Figura 4B ilustra uma vista frontal 450, e a Figura 4C ilustra uma vista lateral 475.
[0046] O alojamento 420 pode ser formado por qualquer material adequado tal como metal, plástico, plástico reforçado com fibra de vidro ou fibra de carbono. O perfil fino e aerodinâmico do alojamento ilustrado 420 fornece uma resistência mínima ao vento, um comprimento de viga central curto, eficiência melhorada para os propulsores, projeção suficiente para proteger de ou desviar obstáculos e acesso fácil para manutenção do LSS. O alojamento pode permitir o acesso ao espaço interno do LSS por via de uma porta vedada ou um ou mais painéis removíveis, que permitem manutenção e
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10/32 inspeção.
[0047] Atributos e construção adicionais do LSS 410 são descritos nas seguintes Figuras.
[0048] A vista 500 da Figura 5 ilustra um membro estrutural central 510 do sistema de estabilidade de carga suspensa 410 em conformidade com uma modalidade. O membro estrutural 510 atua como a principal viga extensível que transporta a carga. Assim, o mesmo deve ser construído tão forte quanto o cabo ao qual está fixado, suficiente para carregar a carga a ser estabilizada pelo LSS. Em várias modalidades, O membro estrutural de viga principal 510 pode ser construído com alumínio, aço, ou plástico reforçado com fibra de carbono, dependendo da força necessária e dos tipos de carregamentos que se esperam encontrar. Por exemplo, dado que a fibra de carbono é um material não isotrópico e que no topo de um carregamento extensível, as cargas penduradas podem produzir impulsos rápidos e fortes que podem sair do eixo geométrico, alumínio ou aço seriam mais apropriados para essa aplicação.
[0049] No topo do membro estrutural 510 está uma argola de içamento 520. A argola de içamento 520 pode ser maquinada numa única unidade completa como parte do membro estrutural 510, ou pode também ser aparafusada ao topo do membro estrutural 510. A argola de içamento 520 possibilita que o membro estrutural 510 do LSS possa ser fixado a um objeto, por exemplo, um cabo, fio ou corda para suspender uma carga. Por exemplo, a argola de içamento 520 pode ser enganchada na extremidade de uma correia ou cabo de içamento a partir de uma grua, lança de guindaste, helicóptero ou outro aparelho de elevação. Em algumas modalidades, a argola de içamento é um gancho ou outro mecanismo de fixação, conforme apropriado.
[0050] Um mancai de rotação 530 permite que a argola de içamento 520 gire livremente sob a carga. O mancai 530 pode incluir, por exemplo, uma interface de rolamento de esferas. O mancai de rotação 530 na argola de
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11/32 içamento 520 desacopla a energia rotativa do torcimento ou emaranhamento do cabo de içamento do LSS e da carga externa. Isso permite que o LSS se vire por baixo do cabo de elevação sem ser afetado por qualquer torcimento no cabo, para que o LSS se possa orientar (por exemplo, mantendo ou alterando a orientação) para qualquer direção necessária para estabilizar a carga. Essa situação também reduz os momentos de torcimento do cabo de ser aplicado à carga.
[0051] Na modalidade ilustrada, no fundo do membro estrutural 510 o mesmo é dotado de meios de fixação 540 tais como orifícios de aparafusamento para fixar uma ou mais diferentes opções de manga, conforme ilustrado abaixo com referência às Figuras 6A a 6B e 7A a 7B.
[0052] Em algumas modalidades, em vez de um membro estrutural central ao qual um cabo se engancha, o sistema de estabilidade de carga fornece um mecanismo de fixação de cabo para se engatar ao ou em torno do cabo. Por exemplo, o sistema de estabilidade de carga pode incluir um entalhe ou ranhura para localizar o cabo e um mecanismo de alavanca para reter ou prender ao cabo. Ao aplicar força a lados opostos do cabo, o sistema de estabilidade de carga pode ser montado de modo seguro ao cabo acima da carga. Em algumas modalidades, um tal sistema de retenção contém rodas que fornecem pressão oposta a uma superfície dura, permitindo uma retenção por pressão. Em algumas modalidades, as rodas podem rodar quando retidas, permitindo que o sistema suba ou desça o cabo.
[0053] Em modalidades com um mecanismo de fixação de cabo para fixar o sistema de estabilidade de carga numa posição ao longo do cabo, o cabo suporta a carga diretamente e o LSS não é montado entre a extremidade do cabo e o topo da carga. O LSS é então suportado no cabo, para que o LSS não carregue o peso da carga. As modalidades que empregam um tal mecanismo de fixação de cabo em conformidade não necessitam de uma viga extensível através do centro do aparelho de sistema de estabilidade de carga.
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Elementos de permissão de rotação adicionais podem permitir que o sistema de estabilidade de carga rode livremente em tomo do cabo, tal como por rotação em tomo do mecanismo fixado ao cabo.
[0054] O mecanismo de fixação de cabo por retenção fornece uma interface simples aos sistemas de içamento operacionais existentes e sistemas de carga externa, e não necessita da interferência direta com o cabo que é utilizado para suspender a carga.
[0055] Os detalhes de implementação de um tal mecanismo de fixação de cabo são adicionalmente descritos no Pedido de Patente provisório N° US 62/627,920, depositado a 8 de fevereiro de 2018, com o título “SUSPENDED LOAD STABILITY SYSTEM THROUGH SELF POWERED AUTOMATED ELECTRIC DUCT FAN CONTROL,” que é incorporado no presente documento por referência.
[0056] De regresso às ilustrações, as Figuras 6A a 6B ilustram duas mangas de viga principal alternativas que se ligam ao membro estmtural central 510 para fixar uma carga em conformidade com uma modalidade. A Figura 6A ilustra uma vista em perspetiva 600 de uma manga de viga principal 610 que inclui um gancho de carga 630 e quatro manilhas em arco ou em argola D 640. As manilhas 640 são, cada uma, montadas numa montagem de manilha 645 presa à manga da viga principal 610. O gancho de carga 630 é fixado na manga de viga principal 610 por uma placa adaptadora 635. O gancho de carga 630 pode ser um gancho de libertação controlada automático (por exemplo, eletronicamente), ou autogancho, tal como um ou mais ganchos remotamente ativados que são remotamente controlados a partir do cockpit da aeronave ou da cabina da grua com um toque de botão. O gancho ou ganchos podem permitir a rotação em torno do ponto pivô ou restringir a rotação do objeto suspenso.
[0057] A Figura 6B ilustra uma vista em perspetiva 650 de uma manga de viga principal 660 que também inclui um gancho de carga 630 e
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13/32 quatro manilhas em arco ou em argola D 640. A manga da viga principal 660 também inclui quatro vigas em I que se projetam 670 que são soldadas ou presas de outro modo à manga 660, e nas quais as montagens de manilhas 645 são montadas.
[0058] As Figuras 7A a 7B ilustram vistas laterais 700 e 750, respetivamente, do membro estrutural central 510 fixado a cada uma das duas mangas de viga principal alternativas 610 e 660, respetivamente, para fixar uma carga em conformidade com uma modalidade. As Figuras 7A e 7B mostram a argola de içamento 520 montada no seu mancai de rotação 530 no topo do membro estrutural 510 e o gancho de carga 630 no fundo do membro estrutural 510. Nas modalidades ilustradas, a viga principal do LSS liga-se à carga através do gancho de carga 630. Em várias modalidades, a ligação do fundo pode ser uma argola de içamento de fundo ou outro mecanismo de fixação utilizado em, por exemplo, operações de voo do dia em questão.
[0059] Em algumas modalidades, o LSS fornece uma interface para cargas suspensas que acopla o movimento do LSS e a carga suspensa. Ou seja, nas modalidades ilustradas, o gancho de carga 630 é configurado para não se virar ou girar independentemente do membro estrutural de viga principal 510; a carga é rotativamente travada com o LSS. Em algumas modalidades, a interface de gancho de carga LSS inclui um encaixe rotativo semelhante ao mancai de rotação 530 da argola de içamento 520 na extremidade oposta do membro estrutural de viga principal 510, para que o LSS possa virar-se sem necessitar de rodar a carga por baixo do LSS.
[0060] A Figura 8 ilustra uma vista em perspetiva 800 de uma armação estrutural 810 de um sistema de estabilidade de carga suspensa 410 em conformidade com uma modalidade. Tal como as Figuras anteriores, a Figura 8 mostra o membro estrutural de viga principal 510 com uma argola de içamento 520 e mancai de rotação 530 no topo, e com uma manga de viga principal 610 que inclui manilhas 640 e uma placa adaptadora de gancho 635
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14/32 no fundo. A armação 810 ligada ao membro estrutural 510 inclui um par de nervuras de perfil oval 820 que suportam longarinas horizontais 825. As longarinas horizontais 825 são formadas por tubos ocos, e podem ser, por exemplo, de fibra de carbono.
[0061] As longarinas horizontais 825, por sua vez, são ligadas às nervuras de montagem do propulsor 830 postas em paralelo com as nervuras 820. As nervuras de montagem do propulsor 830 incluem, nas suas extremidades de topo e fundo, pontos de mecanismo de fixação de propulsor 840 para fixar propulsores na armação 810. Além disso, as nervuras de montagem do propulsor 830 estão configuradas com uma abertura central para acomodar uma fonte de alimentação tal como uma bateria numa base de bateria 850.
[0062] A Figura 9 ilustra uma vista em perspetiva 900 de componentes montados na armação estrutural 810 de um sistema de estabilidade de carga suspensa 410 em conformidade com uma modalidade. Na modalidade ilustrada, a base de bateria 850 da Figura 8 é preenchida com uma fonte de alimentação tal como uma bateria 910. A fonte de alimentação pode ser uma única fonte externa ou uma gama de células de bateria ligadas em série e/ou em paralelo com fios, tais como células de polímero de lítio (LiPo). As baterias 910 podem ser removidas da base de bateria 850 para uma inspeção fácil. As baterias podem ser carregadas enquanto são instaladas no LSS (isto é, sem terem de ser removidas) por via de nódulos no LSS 410 que se ligam a uma estação de carregamento. Uma transmissão de dados permite que uma unidade microcontroladora ou processador monitorize a informação de energia que inclui (mas não se limita à) tensão celular e dissipação ou consumo de energia em tempo real.
[0063] Além disso, uma bateria auxiliar 920 é fixada na viga principal. A bateria auxiliar 920 permite, por exemplo, uma alimentação estável de energia ao processador mesmo que os propulsores extraiam uma
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15/32 quantidade excessiva de energia das baterias principais 910.
[0064] O controlador do propulsor 930 permite que o processador controlar a velocidade, extração de energia, e propulsão dos propulsores. O controlador de propulsor 930 pode ser, por exemplo, um controlador de velocidade eletrônico (“ESC”) para um ventilador carenado elétrico (“EDF”). Um ESC tem tipicamente pelo menos três ligações: à fonte de alimentação, a um propulsor, e ao processador ou um microcontrolador, ou ambos. O ESC tira energia da fonte de alimentação e aloca a mesma aos propulsores para controlar a quantidade de energia que deve ser empurrada para os propulsores. [0065] A Figura 10 ilustra uma vista em perspetiva 1000 de componentes de um sistema de estabilidade de carga suspensa 410 montados na armação estrutural 810 em conformidade com uma modalidade. Um processador 1010 ou unidade de processamento central (CPU) é centralmente montada na armação 810 na modalidade ilustrada.
[0066] O processador 1010 pode ser um sistema integrado que inclui um computador de bordo de sinal e uma ou mais unidades microcontroladoras (“MCUs”). Os CPU e MCUs são contidos, por exemplo, numa caixa literalmente preta em que todas as ligações de transmissão de dados são feitas. A caixa preta é um plástico ou polímero enrugado, que protege o sistema de fatores ambientais e operacionais tais como o clima e outras condições operacionais. Em algumas modalidades, o CPU e MCUs são montados na mesma placa de circuito impresso (printed circuit board ou PCB).
[0067] E também montado na armação 810 é um recetor-transmissor sem fios 1020, que pode formar um transmissor e um recetor em separado, bem como uma antena para comunicação sem fios. O recetor-transmissor 1020 e/ou antena sem fios podem também ser montados ou impressos na placa de circuito impresso que o processador 1010.
[0068] Na modalidade ilustrada na Figura 10, uma unidade de navegação de vetor 1030 inclui uma unidade de medição de inércia (inertial
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16/32 measurement unit ou “IMU”). A IMU fornece dados de navegação de inércia ao processador 1010, e é centralmente montada na armação 810 perto do processador 1010.
[0069] Algumas modalidades de um sistema de estabilidade de carga são modulares. Por exemplo, o LSS pode ser dividido num módulo central e propulsores ou montagens de braço propulsor. A Figura 11A ilustra uma vista em perspetiva 1100 de um projeto de módulo central alternativo 1100 de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. O módulo central de LSS 1110 pode ser configurado com um mínimo de 2 braços propulsores LSS (tais como os braços propulsores ilustrados na Figura 12D, abaixo), e um máximo de 4 para atingir a propulsão vetorizada desejada. Como outras modalidades LSS, o sistema 1110 é autoalimentado e completamente sem fios com pontos de acesso de comunicação para Bluetooth, Wi-Fi, e/ou transmissão e receção de frequência de rádio (RF).
[0070] A Figura 11B ilustra uma vista frontal 1150 de outro projeto de módulo central alternativo de um sistema de estabilidade de carga suspensa 1160 em conformidade com uma modalidade. O módulo central LSS 1160 contém um mecanismo de encerramento de emergência que inclui um pino de encerramento de emergência pino 1170. O pino 1170 pode ser ligado a uma linha. O pino 1170 pode então ser puxado para provocar um encerramento de emergência do LSS. Internamente no módulo central, um sensor de presença de pino de encerramento deteta a posição do pino 1170 para determinar se o mesmo está presente ou não. O sistema 1160 pode apenas operar quando o pino 1170 está presente. Se o pino 1170 não estiver presente, o sistema 1160 não se ativa. O pino 1170 pode ser reinstalado ao colocar o mesmo de novo no orifício de pino.
[0071] A Figura 12A ilustra uma vista em perspetiva 1200 de um propulsor 1210 configurado para utilização num sistema de estabilidade de
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17/32 carga suspensa em conformidade com uma modalidade. O LSS inclui propulsores 1210 ligados ao módulo central. Esses propulsores 1210 empurram fluidos tais como ar, água, ou gás numa direção para possibilitar o movimento. Por exemplo, um propulsor 1210 pode inclui um ventilador carenado que contém um motor elétrico que roda as lâminas do rotor. As lâminas do rotor estão contidas numa invólucro ou canal aerodinâmico através do qual o fluido é empurrado. No caso de um ventilador, o fluido é ar empurrado para lá das lâminas do rotor, provocando a propulsão.
[0072] O ar é capturado através de uma entrada na frente do sistema. Em algumas modalidades, as lâminas do propulsor 1210 podem girar em ambos os sentidos, tornando o propulsor bidirecional. Como outros meios de impulsionar fluido, os propulsores bidirecionais podem empurrar ar em ambas as direções, anterior e posterior. Em várias modalidades, as rebarbas moldadas no invólucro dos propulsores ajudam a gerar um fluxo de ar vetorizado ideal ortogonal ao corte transversal da lâmina, isto é, na direção anterior e posterior do propulsor 1210.
[0073] A Figura 12B ilustra uma vista em perspetiva 1225 de um braço de propulsão de dois propulsores 1230 de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. O braço de propulsão 1230 é compatível com, por exemplo, o módulo central do LSS 1160 da Figura 11B acima ou o sistema de estabilidade de carga 260 da Figura 2B acima. Alguns propulsores são mais eficientes em gerar propulsão numa direção anterior do que posterior. Assim, os ventiladores podem ser orientados com vetores de propulsão principais opostos, conforme ilustrado no braço de propulsão 1230.
[0074] Na modalidade ilustrada, o LSS tem a habilidade de ser decomposto em unidades modulares. Os propulsores 1210 podem desligar-se dos braços 1230 para fácil armazenamento e os braços 1230 podem desligarse do módulo central 1160. Por exemplo, um pino de libertação de botão de
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18/32 pressão e uma interface elétrica possibilitam que cada uma das combinações de propulsores e braço seja libertada e desligada do módulo central 1160.
[0075] A Figura 12C ilustra uma vista em perspetiva 1250 de um membro de suporte para um braço de propulsão de dois propulsores 1260 de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. O membro de suporte ilustrado liga-se em torno de um propulsor 1210 e possibilita que o propulsor 1210 se ligue ao módulo central 1260. Um membro de suporte semelhante que se enrola em torno de um propulsor 1210 é ilustrado na Figura 3 acima.
[0076] A Figura 12D ilustra uma vista isométrica 1275 de outro braço de propulsão de dois propulsores 1280 de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. O braço de propulsão 1280 é compatível com, por exemplo, o módulo central LSS 1110 da Figura 11A acima. O braço de propulsão 1280 está configurado para se dobrar para simplificar armazenamento e instalação. No estado instalado, o braço de propulsão 1280 está paralelo ao plano horizontal do módulo central do LSS 1110. O braço tem a capacidade de ser instalado de 0 a 90 graus através de, por exemplo, interfaces manuais, acionadas por mola, ou motorizadas.
[0077] As Figuras 13A a 13C ilustram vistas em perspetiva, frontais e laterais de propulsores montados na armação estrutural de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. A Figura 13A ilustra uma vista em perspetiva 1300, a Figura 13B ilustra uma vista frontal 1350 e a Figura 13C ilustra uma vista lateral 1375. Em várias modalidades, o propulsor 1210 inclui um mecanismo 1320 para ligar os pontos de mecanismo de fixação de propulsor 840 nas nervuras 830. Em algumas modalidades, os propulsores 1210 podem ser fixados e removidos sem ferramentas. Em algumas modalidades, no exterior de um propulsor 1210, existem orifícios roscados em localizações simétricas opostas ao centro de gravidade do invólucro de ventilador aos quais os braços de propulsão se
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19/32 podem aparafusar de modo seguro ao propulsor 1210.
[0078] Os propulsores podem ser ligados por uma série de fios agrupados num único cabo. Os fios terminam num conector tal como, mas não limitado a, conector reforçado multipolar tal como um EC5. O lado de ligação fêmea está no módulo central do LSS, por exemplo, nos pontos de mecanismo de fixação de propulsor 840 nas nervuras 830, enquanto o macho está no lado do propulsor 1210, por exemplo, associado ao mecanismo 1320 ou perto da extremidade de um braço de propulsão LSS.
[0079] A Figura 14 ilustra uma vista em perspetiva 1400 de um sistema de estabilidade de carga suspensa 410 que inclui sensores montados no alojamento aerodinâmico 420 em conformidade com uma modalidade. A gama de sensores LSS pode compreender um sistema de medição de inércia, um sistema de medição de orientação, e um sistema de medição de posição absoluta. O sistema de medição de inércia (“IMS”) pode incluir 3 graus de liberdade (3 degrees of liberdade ou 3DOF) acelerómetros, giroscópios, e sensores gravitacionais, que podem ser sensores de sistemas (MEMS) microeletromecânicos. O sistema de medição de orientação pode incluir um magnometer ou magnetómetro tal como um compasso, um clinómetro, um codificador direcional, e um sistema de direção relativo à frequência rádio. O sistema de medição de posição absoluta pode incluir sensores de Sistema de Posicionamento Global {global positioning system ou GPS) 1430.
[0080] A gama de sensores pode adicionalmente compreender um sensor de proximidade ou sistema de deteção e telemetria por luz (LIDAR) 1410 (por exemplo, de rotação ou linear), e/ou um sensor ótico 1420, tal como uma ou mais câmaras ou sensores infravermelhos (IR). Os sensores de proximidade podem incluir sensores da altura do chão. Os sensores óticos podem ser colocados em todos os lados da carapaça virados em todas as direções. Os sensores óticos podem também fornecer informação visual ao utilizador. Essa informação é comunicada pelo processador LSS, por via de
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20/32 um cabo de transmissão de dados e/ou de um recetor-transmissor sem fios. Os sensores de proximidade e óticos permitem que o sistema tenha a capacidade de ter conhecimento de 360 graus e evitamento de colisões através da deteção de obstáculos (por exemplo, uma porção de uma copa de árvore) e da alteração do percurso do LSS para evitar os obstáculos. O sistema tem também a capacidade de devolver dados sobre a posição em terra (ou água) ao piloto e tripulação da aeronave.
[0081] Os sensores LSS adicionais podem incluir um extensómetro para avaliar a carga no membro estrutural central 510, um codificador rotativo ou sensor de velocidade de propulsor 1210 que pode ser incrementai ou absoluto, e um sensor da presença de pino de encerramento 1170.
[0082] O LSS pode utilizar sensores posicionais remotos ou balizas, unidades computacionais remotas, ou dispositivos recetores-transmissores de nódulo alvo para assistir na caracterização do movimento da plataforma de suspensão (por exemplo, um helicóptero que opera embarcado), do LSS e da carga suspensa, e a localização alvo de interesse tal como uma pessoa para resgatar ou um destino de carga.
[0083] O processador LSS 1010 aplica algoritmos a dados de sistema de sensor recebidos para se obter uma resposta de sistema desejada. Por exemplo, o sensor GPS pode ser refinado através de algoritmos de Posicionamento Cinemático em Tempo-Real (tempo real kinetic ou RTK) para refinar a posição absoluta. As medições são fundidas em conjunto através de métodos de fusão de dados não lineares tais como método de filtração Kalman para se obter estimativas de estado ideal em todos os graus de liberdade para caracterizar de modo preciso a localização e movimento do sistema no espaço geodético.
[0084] A Figura 15 ilustra esquematicamente componentes operacionais de um sistema de estabilidade de carga suspensa 410 que inclui uma interface remota 1550 em conformidade com uma modalidade. Dentro
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21/32 do sistema LSS 410 estão um conjunto de sensores 1505, que pode incluir sensores de posição 1506, sensores de orientação 1507, sensores de inércia 1508, sensores de proximidade 1509, sensores de localização de referência 1510, e sensores de propulsão 1511. A capacidade de processamento LSS 1520 inclui o processador 1010 e microcontroladores. A memória LSS 1525 compreende de modo geral uma memória de acesso aleatório (random access memory ou “RAM”) e dispositivo de armazenamento de masse não transitório permanente, tal como uma unidade de disco de estado sólido, e contém sistemas de navegação 1526, dados alvo 1527 e informação de modo ou estado de comando 1528. Os sistemas de comunicação 1530 incluem sistemas sem fios 1531 tais como o recetor-transmissor sem fios 1020, e sistemas com fios 1532. O produto de saída de LSS 1515 inclui controlo da propulsão 1516 por via dos controladores de propulsor 930. Os sistemas de gestão de energia 1540 regulam e distribuem a fonte de alimentação das, por exemplo, baterias 910. Um bus de dados liga os vários sistemas interno e componentes lógicos do LSS.
[0085] Um mostrador interativo ou interface remota 1550 é uma unidade computacional que pode ser autoalimentada ou ligada por cabos à célula. O mostrador interativo 1550 recebe dados do LSS, por exemplo, sem fios. Os dados do LSS são exibidos no mostrador interativo 1550; os dados computacionais são analisados e convertidos em indicações visuais. O mostrador interativo também comunica ao LSS os estados de comando desejados do operador, conforme discutido abaixo.
[0086] O mostrador interativo ou interface remota 1550 está em comunicação com o LSS 410 por via de sistemas de comunicação 1570, que pode ser sem fios 1571 ou com fios 1572. Produto de saída 1560 da interface remota 1550 pode incluir informação exibida num ecrã 1561 e indicações de áudio 1562. O produto de entrada 1565 da interface remota 1550 para controlar o LSS pode incluir comandos através de um ecrã de toque 1566 ou
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22/32 um controlador joystick 1567. Em várias modalidades, a interface remota 1550 pode compreender um ou mais dispositivos físicos e/ou lógicos que fornecem coletivamente as funcionalidades descritas no presente documento. [0087] Aspetos do sistema podem ser incorporados num dispositivo de computação especializado ou de propósito especial ou processador de dados que é especificamente programado, configurado, ou construído para desempenhar uma ou mais das instruções executáveis por computador explicadas em detalhe no presente documento. Aspetos do sistema podem também ser praticados em ambientes de computação distribuídos em que as tarefas ou módulos são desempenhados por dispositivos de processamento remoto que são vinculados através de uma rede de comunicações, tal como uma rede de área local (local area network ou LAN), rede de área alargada (wide area network ou WAN) ou a Internet. Num ambiente de computação distribuído, os módulos podem estar localizados nos dispositivos de armazenamento de memória locais e remotos. Conforme esquematicamente ilustrado na Figura 15, o sistema de estabilidade de carga 410 e a interface de mostrador remota 1550 são ligados por uma rede com fios ou sem fios.
[0088] A Figura 16 ilustra uma vista em perspetiva 1600 de uma unidade posicionai remota ou nódulo alvo de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. A unidade posicionai remota ou nódulo alvo compreende um conjunto de sensores externos ou balizas que está configurado para comunicar sem fios com o LSS como uma referência posicionai. Se o LSS for considerado o conjunto sensor primário, uma localização do conjunto sensor secundário pode ser a plataforma da qual o cabo é suspenso, e uma localização do conjunto sensor terciário pode ser uma localização de interesse para a carga (por exemplo, para posicionamento para se obter ou entregar a carga).
[0089] A unidade posicionai remota pode incluir um recetortransmissor posicionai configurado para comunicar com o LSS por via do seu
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23/32 recetor-transmissor sem fios 1020 e fornecer uma referência posicionai. Por exemplo, uma unidade posicionai remota pode ser fixada a um helicóptero que opera embarcado ou grua abaixo da qual a carga é suspensa.
[0090] Em algumas modalidades, a unidade posicionai remota ou nódulo alvo é uma caixa preta feita de polímero ou plástico durável, grande o suficiente para caber numa mão, 1610. A caixa 1610 tem uma antena externa no lado ou topo da caixa, 1620. A unidade posicionai remota pode ser fixada, por exemplo, ao helicóptero com ímanes, parafusos, ou qualquer outro mecanismo de fixação. O nódulo alvo pode ser largado numa localização no chão ou fixado a, por exemplo, um salva-vidas ou outro dispositivo flutuador, um agente salvador, uma carga a ser recolhida, uma localização para uma carga a ser entregue, ou uma localização específica operacional.
[0091] A Figura 17 ilustra uma vista em perspetiva 1700 de uma estação de carregamento para um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. Em algumas modalidades, o LSS pode ser armazenado e carregado numa estação de carregamento numa localização estacionaria ou a bordo de uma célula para facilidade e conveniência. A estação de carregamento 1710 pode funcionar com fontes de energia disponíveis tais como energia a bordo de uma máquina, como um helicóptero, ou de energia de um gerador.
[0092] A estação de carregamento 1710 é uma estação acoplável, o que significa que o LSS pode ligar-se e ser colocado na estação de carregamento 1710 sozinho. Em algumas modalidades, a estação de acoplamento tem dois braços 1720, um em cada lado do sistema; que coloca o LSS entre os braços até se ouvir um som de clique que trava o LSS no lugar. Mediante uma colocação apropriada, os contactos elétricos LSS colocados na estrutura do sistema fazem contacto com os contactos elétricos na estação de carregamento; iniciando automaticamente uma carga elétrica do LSS. O LSS pode ser libertado por via do toque de pressão num botão no lado da estação
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24/32 de carregamento, 1740.
[0093] Para mostrar ao utilizador o estado da carga, o sistema de carregamento tem uma luz que indica o estado da carga, 1730. No topo da estação de carregamento, a estação tem um interruptor de energia quando é necessário operacionalmente, 1750. Entretanto, os operadores podem também ligar e desligar a estação de carregamento e ver o estado da carga por via de mostradores interativos portáveis 1550.
[0094] A Figura 18 ilustra uma rotina operacional 1800 de um sistema de estabilidade de carga suspensa que inclui múltiplos modos ou estados de comando em conformidade com uma modalidade.
[0095] No bloco 1805, o aparelho de sistema de estabilidade de carga é instalado no cabo do qual a carga será suspensa. O sistema não necessita de ser alimentado para instalação.
[0096] No bloco 1810, o LSS é iniciado. Em algumas modalidades, o sistema pode ser inicializado pelo pressionar de um botão localizado na face do módulo central do LSS. Perto do botão externo facilmente acessível que pode inicializar o sistema, outro botão pode estar presente que permite encerrar imediatamente o sistema quando pressionado. Para além da interface de inicialização no módulo central, o sistema pode também ser inicializado por um operador não diretamente a seguir ao sistema. Um ou mais operadores externos, que incluem, mas não se limitam a, um agente salvador na extremidade do cabo, pode inicializar o sistema ao pressionar um botão em um ou mais mostradores interativos 1550 vinculados sem fios ao LSS.
[0097] No bloco 1815, o LSS é ativado e procede para a operação 1820 em um dos modos funcionais de LSS ou estados de comando selecionados pelo operador. Os modos funcionais ou estados de comando do sistema são:
[0098] Modo de repouso 1821: todos os sistemas internos do LSS estão a operar (por exemplo, o LSS observa o seu movimento e calcula uma
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25/32 ação corretiva), mas os propulsores são encerrados ou mantêm uma velocidade parada apenas, sem ação para afetar o movimento da carga.
[0099] Modo de Manter Posição Relativa vs. Embarcada 1822: O LSS é estabilizado em relação ao ponto de origem pendurado. Por exemplo, quando o LSS é suspenso com a carga por baixo de um helicóptero, o LSS fica diretamente por baixo do helicóptero. O LSS localiza o movimento do embarcado e desempenha as ações corretivas necessárias para obstruir criticamente qualquer outro movimento da carga suspensa. Se o embarcado viaja a baixa velocidade, o LSS vai acoplar a velocidade para que as duas entidades estejam a mover-se em uníssono. Mediante uma perturbação da carga, o LSS fornece propulsão na direção da perturbação para contrariar a perturbação, eliminando o balanço.
[00100] Modo Mover-se para / para na Posição 1823: O LSS estabiliza-se numa posição fixada, contrariando a influência do clima ou de pequenos movimentos do helicóptero ou outra plataforma de suspensão. Esse modo tem o efeito de parar todo o movimento. O operador pode enviar a posição alvo desejada para o LSS por via da interface remota 1550. Isso pode ser conseguido de pelo menos duas maneiras:
[00101] Posição do nódulo alvo 1824: O operador pode colocar uma unidade posicionai remota LSS ou nódulo alvo 1610 na localização de descida desejada (por exemplo, localização 160 da Figura 1). O nódulo alvo 1610 comunica sem fios com o LSS para indicar a posição desejada, e o LSS responde ao manobrar para a localização desejada. A interface remota 1550 UI recebe e exibe a informação da localização de ambas as entidades.
[00102] Posição designada por utilizador 1825: O operador pode utilizar a interface remota 1550 UI para enviar uma posição designada (por exemplo, coordenadas de latitude e longitude) como uma localização de comando para o LSS. O sistema direciona então de modo estável a carga suspensa para a posição desejada. O sistema envia simultaneamente
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26/32 informação de retomo para a interface remota 1550 UI em relação à informação da posição e distância.
[00103] Modo Segurar a Posição 1826: O LSS resiste a todo o movimento e mantém a posição independentemente do movimento do embarcado. Esse modo tem o efeito de parar todo o movimento. Esse modo tem respostas condicionais respetivamente à velocidade, fatores de segurança, e restrições físicas do embarcado.
[00104] Modo Controlo Direto 1827: Operação de controlador joystick do LSS em três graus de liberdade. O operador é capaz de controlar diretamente o posicionamento, rotação, e nível do produto de saída de propulsor. Apesar de o LSS ser completamente de circuito fechado e não necessitar de controlo externo durante a operação, há uma opção de controlo do utilizador.
[00105] No bloco 1830, o operador completa a operação e recupera o LSS.
[00106] No bloco 1835, o sistema pode ser encerrado ao pressionar-se um botão no mostrador interativo ou ao pressionar o botão no próprio módulo central. Se o LSS incluir braços de propulsão colapsáveis, os mesmos podem ser dobrados. A carga é desacoplada do gancho de carga 630, e depois o cabo suspenso é desacoplado da argola de içamento 520 no topo do LSS. O LSS pode então ser acomodado no seu carregador ou em qualquer localização conveniente.
[00107] A Figura 19 ilustra uma rotina de decisão e controlo 1900 de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. O LSS opera num circuito fechado para compreender a sua posição e movimento em tempo próximo do real, desempenhar um conjunto de cálculos para determinar a resposta de sistema mais desejada, depois enviar a resposta desejada para a gama de propulsores de sistema de propulsão de ar para mitigar o balanço do cabo durante operações. Esse processo é contínuo
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[00108] O diagrama de fluxo de controlo de nível de topo LSS 1900 começa no bloco 1905 com aquisição de dados de uma panóplia de sensores que inclui (mas não se limita a) acelerómetro, giroscópio, magnetómetro, GPS, lidar/radar, visão mecânica, e/ou telémetros.
[00109] No bloco 1910, o LSS combina dados dos sensores para obter uma fusão de dados que descreve a sua posição, orientação, movimento e ambiente.
[00110] Os dados de sensores são fundidos e filtrados pelo LSS através de fatores não lineares do Liltro Kalman para se obter uma representação precisa do estado do sistema. Os métodos de controlo de circuito fechado tradicionais que incluem controladores de informação de retorno derivada, proporcional de modo afinado e fuzzy, integral têm comunicação bidirecional com métodos de controlo avançado que incluem redes neuronais de aprendizagem profunda e filtros Kalman propagados de futuro, possibilitando uma identificação adicional do sistema em tempo real.
[00111] No bloco 1915, o LSS desempenha uma estimativa do estado com a utilização de estimadores de estado não lineares para projetar movimento de futuro próximo com base na fusão de dados na informação de retorno do motor de decisão e controlo para o estimador de estado.
[00112] No bloco 1920, o motor de decisão e controlo LSS recebe a estimativa do estado 1915, informada pelo modo funcional ou estado de comando selecionado pelo utilizador 1820, bem como informação de retomo adicional do mapeamento de propulsão e orientação 1930 e controlo do produto de saída 1940, e decide como o LSS se deve mover ou exercer força.
[00113] O produto de saída algorítmico do sistema é enviado para os controladores do movimento nos quais a resposta de propulsão desejada será enviada para os ventiladores carenados elétricos por via de controlo de fase. O produto de saída de propulsão líquido é mapeado em tempo real através de
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28/32 codificadores e células de carga depois enviadas para o Hospedeiro e Controladores para controlo de circuito fechado.
[00114] No bloco 1930, o mapeamento de propulsão e orientação de LSS aplica a decisão de LSS de como o LSS se deve mover ou exercer força 1920 para determinar uma propulsão e uma orientação para aplicar a propulsão para mover ou exercer força conforme decidido.
[00115] No bloco 1935, o mapeamento de ventilador aplica a propulsão e orientação determinadas para aplicar a propulsão para gerar um mapeamento de ventilador para controlar os propulsores 1210 para alcançar a propulsão e orientação determinadas do LSS.
[00116] No bloco 1940, os propulsores LSS 1210 exercem o produto de saída de controlo de comando, implementando uma resposta dinâmica na forma de propulsão que contraria movimentos indesejáveis.
[00117] Todo o processo é não tripulado e automatizado à parte dos modos de controlo funcional selecionados pelo operador de nível elevado. O produto de saída líquido é uma força de controlo para estabilizar uma carga suspensa.
[00118] As luzes indicadoras do estado podem ser montadas em várias superfícies do LSS para ajudar na visibilidade e operação do LSS de cima e de baixo. Por exemplo, o LSS pode ter iluminação externa tal como LEDs perto dos propulsores que identificam as bordas e orientação do LSS. Isso permite uma identificação melhorada em situações de visibilidade dificultada tal como um clima duro. Durante a operação, tanto o mostrador interativo como o próprio corpo do sistema, os indicadores do mostrador LED, mostram que o sistema está ativo e transmitem informação útil.
[00119] A Figura 20A ilustra uma vista em perspetiva de uma argola de cabo de topo com luzes indicadoras do estado externo de um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade e a Figura 20B ilustra uma vista superior de luzes indicadoras de estado de um
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29/32 sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. No topo do alojamento do LSS e em tomo da argola de içamento 520, indicadores de estado iluminados podem representar tipos variados de informação útil para um operador a partir do LSS.
[00120] Em algumas modalidades, um mostrador de luz indicadora de estado pode indicar a integridade da receção do sinal LSS. O processador LSS 1010 mede a força do sinal e com base em limiares predeterminados, altera as cores das luzes para indicar uma tal força.
[00121] Um outro indicador de estado pode indicar a direção e a quantidade de propulsão que o sistema exibe. Em algumas modalidades, as setas 2010 são LEDs de cor nas quais a certa mais interior a apontar para fora é verde, a seguinte é amarela, a terceira é cor-de-laranja e a seta exterior é vermelha. O LSS pode iluminar os indicadores da seta 2010 para indicar a direção que o sistema está a tentar seguir para mover a carga e utiliza a hierarquia de cores da seta para retratar o produto de saída do sistema. Por exemplo, um indicador 2010 pode indicar um nível de produto de saída de sistema de 5% a 25%, amarelo pode indicar 25% a 50%, cor-de-laranja de 50% a 75% e vermelho de 75% a 100%. Um nível de produto de saída elevado também fornece uma indicação a um operador de plataforma tal como um operador de grua ou piloto de aeronave para mover-se na direção indicada pelas setas 2010 para reduzir o produto de sistema e manter o posicionamento da carga desejado.
[00122] Os LEDs da argola central concêntricos 2020 podem também incluir cores, tais como uma argola interior verde, uma argola média cor-delaranja e uma argola exterior vermelha. As argolas LED circulares 2020 podem indicar a altura da carga acima do chão. Por exemplo, a argola verde pode indicar uma altura de mais de 25 pés (7,62 m) acima do chão, a argola cor-de-laranja pode indicar uma altura de entre 25 pés (7,62 m) e 10 pés (3,05 m) acima do chão, e a argola vermelha pode indicar uma altura de menos de
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30/32 pés (3,05 m) acima do chão.
[00123] Em várias modalidades, as luzes indicadoras de estado LSS externas podem ser configuradas para indicar uma ou mais de uma posição do LSS, uma orientação do LSS, uma distância de obstáculos, uma altura acima do chão, uma qualidade do sinal do recetor-transmissor sem fios, um modo ou estado de comando do processador LSS, um comportamento de inércia da carga, uma capacidade de energia ou energia disponível da fonte de alimentação, uma carga funcional ou consumo de energia dos propulsores, uma propulsão de cada propulsor, um movimento ou direção de propulsão do LSS e uma direção recomendada para um operador manobrar a plataforma que suspende a carga.
[00124] A Figura 21 ilustra uma captura 2100 de uma interface de controlo para um sistema de estabilidade de carga suspensa em conformidade com uma modalidade. O mostrador interativo 1550 é um dispositivo computacional em comunicação sem fios com o LSS com um ecrã que exibe indicadores para o atual estado do sistema e controlos para o sistema. Por exemplo, a captura do mostrador ilustrada inclui um gráfico 2110 de propulsão ao longo do tempo para cada propulsor 1210, e uma leitura de capacidade de energia 2120 e bitolas para propulsão do ventilador 2130. Em várias modalidades, o mostrador interativo 1550 indica também a posição do sistema LSS em relação à localização da plataforma de suspensão e/ou nódulo alvo. O mostrador interativo 1550 também fornece informação de retorno sobre o estado da carga na forma de indicadores visuais (e audíveis, quando apropriado) que descrevem o comportamento de inércia da carga, medidas sugeridas, e o nível de esforço do sistema em tempo real.
[00125] Em várias modalidades, o mostrador interativo 1550 contém diferentes botões que indicam e selecionam diferentes modos funcionais ou estados de comando do sistema, conforme descrito acima com referência à Figura 18. Em caso de o operador estar fora de alcance do LSS, o operador
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31/32 pode também inicializar o LSS por via do mostrador interativo 1550. A interface de controlo 2100 também inclui um mecanismo de encerramento de emergência 2140 na forma de um interruptor “OFF” vermelho brilhante.
[00126] A Figura 22 ilustra um gráfico 2200 que traça o movimento de uma carga a balançar 2230 e o movimento de uma carga estabilizada 2240 por um sistema de estabilidade de carga suspensa. No eixo geométrico Y, o gráfico traça a posição angular (em graus) de uma carga 2210, que nesse caso representa o balanço pendular de um nadador de resgate por baixo de um helicóptero. No eixo geométrico X, o gráfico traça o tempo decorrido (em segundos) 2220 a partir de um balanço inicial de 30 graus, uma perturbação excecionalmente grande devido a ventos turbulentos, enquanto um nadador de resgate completamente equipado a pesar 100 kg é descido para um barco. Um balanço tão grande do eixo geométrico vertical é uma situação excecionalmente perigosa para o nadador, para a tripulação do embarcado e para as pessoas em necessidade do barco.
[00127] Sem o LSS, o piloto ganha de novo, gradualmente, o controlo do nadador suspenso 2230, mas continua a oscilar durante um período longo e pode, em último caso, tocar ou bater nas balaustradas e cair no convés. Pelo contrário, com o LSS, o nadador é rapidamente devolvido a uma posição vertical calma por baixo da aeronave que opera embarcada. O LSS diminui o movimento de oscilação de graus para menos de um grau em menos de dez segundos. Incorporar o LSS numa tal operação reduz o tempo que o helicóptero fica a pairar e permite que o chefe de tripulação desça de modo seguro o nadador para o barco, diminuindo em último caso o risco e a duração da operação.
[00128] Os sistemas de estabilidade de carga descritos no presente documento controlam o movimento tipo pêndulo de uma carga externa fixada a um cabo através de um sistema de propulsão de ar dinâmico para eliminar as oscilações laterais e o balanço pendular rotativo. O LSS é agnóstico ao tipo de
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32/32 plataforma da qual o mesmo é suspenso. O mesmo caracteriza as dinâmicas necessárias de voo para desempenhar medidas corretivas sobre as cargas suspensas de todos os tipos. O mesmo é adaptável a operações de cargas externas, cargas penduradas, e guincho de salvamento, entre muitas outras aplicações que podem beneficiar de um sistema de estabilização autônomo, autoalimentado e de circuito fechado que contraria o balanço de pêndulo de qualquer carga suspensa.
[00129] Apesar de modalidades específicas terem sido ilustradas e descritas no presente documento, será evidente para aqueles de habilidade comum na técnica que implementações alternativas e/ou equivalentes podem ser substituídas para as modalidades específicas mostradas e descritas sem se afastar do âmbito da presente divulgação. Por exemplo, apesar de várias modalidades serem descritas acima em termos de um helicóptero que opera embarcado, em outras modalidades um LSS pode ser empregue sob uma grua de construção ou pórtico. Este pedido destina-se a cobrir quaisquer adaptações ou variações das modalidades discutidas no presente documento.

Claims (30)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Aparelho de sistema de estabilidade de carga [110, 210, 260, 310, 410] para estabilizar uma carga suspensa por via de um cabo [120] a partir de cima [130], sendo que o aparelho é caracterizado pelo fato de compreender:
    um módulo central [500, 810, 1110, 1160] que compreende:
    um ponto de fixação para o cabo [520], e um ponto de fixação para a carga [540, 600, 630, 650], em que o módulo central compreende um elemento estrutural tênsil [510] entre o ponto de fixação para o cabo e o ponto de fixação para a carga, e uma estrutura de montagem de propulsor [810, 840, 1260] ligada ao elemento estrutural tênsil;
    uma fonte de alimentação [910, 920, 1540];
    uma gama de sensores [1030, 1400, 1410, 1420, 1430, 1505] que compreende:
    um sistema de medição de inércia [1508], um sistema de medição de orientação [1507], e um sistema de medição de posição absoluta [1506];
    um recetor-transmissor sem fios [1531];
    um controlador de propulsor [930, 1516];
    dois ou mais propulsores [1210, 1230, 1280], em que os dois ou mais propulsores são ligados à estrutura de montagem de propulsor [200, 250, 300, 400, 800, 1300] e são controlados pelo controlador de propulsor; e um processador [1010, 1520] ligado de modo operativo [1000, 1500] à gama de sensores, ao recetor-transmissor sem fios e ao controlador de propulsor;
    em que o processador está configurado para:
    determinar um movimento [150, 1900, 2230] da carga, com base nos sistemas de medição da gama de sensores, e
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  2. 2/11 em que o processador é configurado para aplicar propulsão para orientar o aparelho para uma direção e aplicar propulsão ao longo da direção para contrariar o movimento da carga, ao controlar os propulsores [1900, 2240].
    2. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os dois ou mais propulsores compreenderem ventiladores carenados unidirecionais ou bidirecionais [100, 200, 250, 300, 400, 450, 475].
  3. 3. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os dois ou mais propulsores compreenderem um número par de propulsores e os pares de propulsores serem montados em lados opostos do módulo central [100, 200, 250, 300, 400, 450, 475, 1225, 1275].
  4. 4. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de os dois ou mais propulsores serem montados numa orientação fixa em relação ao módulo central [100, 200, 250, 300, 400, 450, 475] e o aparelho ter a capacidade de reorientar-se para a direção em resposta à propulsão fornecida pelos pares de propulsores montados em lados opostos do módulo central.
  5. 5. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um mecanismo de montar propulsor em que os dois ou mais propulsores são desacopláveis sem ferramentas do módulo central [1100, 1225, 1275, 1300].
  6. 6. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o ponto de fixação para o cabo compreender uma ou mais de uma argola ou um gancho de içar [520] configurado para permitir a rotação em torno do eixo geométrico do cabo [530] de modo a que o movimento torcido ou rotativo do cabo seja desacoplado da orientação do aparelho [500] e o aparelho possa orientar-se a
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    3/11 si próprio em qualquer direção necessária para estabilizar a carga.
  7. 7. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionalmente a fonte de alimentação compreender uma ou mais baterias [910, 920].
  8. 8. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma estação de carregamento [1700] configurada para se ligar eletricamente ao aparelho para carregar a uma ou mais baterias e para receber e prender fisicamente o aparelho.
  9. 9. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a fonte de alimentação compreender uma ligação de energia com fios [140, 1532, 1540].
  10. 10. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um alojamento [210, 420] em torno do módulo central [400, 450, 475, 800, 900, 1000, 1300, 1400].
  11. 11. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de medição de inércia da gama de sensores compreender pelo menos um acelerómetro ou giroscópio, o sistema de medição de orientação da gama de sensores compreender pelo menos um magnetómetro ou compasso, e o sistema de medição de posição absoluta da gama de sensores compreender um sensor de Sistema de Posicionamento Global (GPS) [1430].
  12. 12. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a gama de sensores compreender adicionalmente pelo menos um de entre um sensor de proximidade ou sistema de deteção e telemetria por luz (LIDAR) [1410], um sensor de infravermelhos (IR) ou ótico [1420], um sensor gravitacional [1400], um extensómetro [1400], um codificador rotativo ou sensor de
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    4/11 velocidade de propulsor [1400] ou um sensor de presença de pino de encerramento [1170, 1400].
  13. 13. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma unidade posicionai remota externa ao aparelho, localizada numa posição que é fixa em relação à localização da qual o cabo é suspenso ou uma localização alvo, em que a unidade posicionai remota inclui um recetor-transmissor posicionai configurado para comunicar com o recetortransmissor sem fios e fornecer uma referência posicionai ao aparelho [1600].
  14. 14. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente luzes indicadoras do estado externo configuradas para indicar uma ou mais de uma posição do aparelho, uma orientação do aparelho, uma distância de obstáculos, uma altura acima do chão, uma qualidade do sinal do recetor-transmissor sem fios, um modo ou estado de comando do processador, um comportamento de inércia da carga, uma capacidade de energia ou energia disponível da fonte de alimentação, uma carga funcional ou consumo de energia dos dois ou mais propulsores, a propulsão de cada propulsor, um movimento ou direção de propulsão do aparelho e uma direção recomendada para um operador manobrar uma plataforma que suspende a carga [2000, 2050].
  15. 15. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um botão ou interruptor operável pelo utilizador no aparelho para iniciar ou desligar o aparelho [1810] e um mecanismo de encerramento de emergência que compreende um pino removível [1170].
  16. 16. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um mostrador interativo remoto que compreende um
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    5/11 processador do mostrador, um ecrã, um dispositivo de entrada e um recetortransmissor de mostrador configurado para comunicar com o recetortransmissor sem fios [1550, 2100], em que o mostrador interativo remoto é configurado para:
    receber dados sem fios do aparelho de sistema de estabilidade de carga por via do recetor-transmissor do mostrador [1571];
    mostrar, por via do ecrã, indicadores de uma ou mais de uma posição do aparelho, uma orientação do aparelho, uma distância de obstáculos, uma altura acima do chão, uma qualidade do sinal do recetortransmissor sem fios, um modo ou estado de comando do processador, um comportamento de inércia da carga, uma capacidade de energia ou energia disponível da fonte de alimentação, uma carga funcional ou consumo de energia dos dois ou mais propulsores, a propulsão de cada propulsor, um movimento ou direção de propulsão do aparelho e uma direção recomendada para um operador manobrar uma plataforma que suspende a carga [1560, 2100]; e fornecer controlo do utilizador, por via do dispositivo de entrada, para definir um ou mais de entre o modo ou estado de comando do processador, uma posição alvo para o aparelho e ativação de um encerramento de emergência [1565, 1800, 2100].
  17. 17. Aparelho de sistema de estabilidade de carga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o aparelho compreender um sistema de estabilização autônomo, autoalimentado e de circuito fechado, que contraria continuamente o balanço do tipo pêndulo da carga suspensa [1900, 2200].
  18. 18. Método, desempenhado por um aparelho de sistema de estabilidade de carga autônomo [110, 210, 260, 310, 410] suspenso por um cabo [120], para contrariar o balanço pendular de uma carga suspensa abaixo do aparelho de sistema de estabilidade de carga [100, 1800, 1900, 2200], em
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    6/11 que o aparelho de sistema de estabilidade de carga inclui uma fonte de alimentação [910, 920, 1540], uma gama de sensores [1030, 1400, 1410, 1420, 1430, 1505], um recetor-transmissor sem fios [1531], um processador [1010, 1520], e dois ou mais propulsores [1210, 1230, 1280], sendo que o método é caracterizado pelo fato de compreender:
    receber um sinal de ativação [1815];
    obter, da gama de sensores, informação que descreve a posição e movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga e obter, da gama de sensores, informação que descreve a orientação do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1910];
    identificar uma localização alvo do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1820, 1920];
    determinar, pelo processador, um vetor de aplicação de propulsão para mover o aparelho de sistema de estabilidade de carga para a localização alvo identificada, com base na informação obtida que descreve a posição, orientação e movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1900];
    rotacionar pelo menos um dos dois ou mais propulsores para se alinharem com o vetor de aplicação de propulsão [1940]; e aplicar propulsão, pelo menos com um dos dois ou mais propulsores alinhados com o vetor de aplicação de propulsão, para contrariar o balanço pendular da carga [100, 1822, 1823, 1826, 1940, 2200].
  19. 19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a obtenção, identificação, determinação, rotação e aplicação de propulsão serem desempenhadas continuamente [1800, 1900].
  20. 20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de identificar uma localização alvo do aparelho de sistema de estabilidade de carga com base num modo ou estado de comando [1820] e receber o sinal de ativação compreende receber pelo recetor-transmissor sem
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    7/11 fios uma seleção do utilizador do modo ou estado de comando que compreende uma de entre:
    manter uma posição em relação a um ponto fixo ou móvel a partir do qual o cabo é suspenso [1822], segurar uma posição atual [1826], mover para uma localização de coordenadas designadas ou um ponto acima da localização de coordenadas designadas [1823], e seguir um alvo externo não ligado à carga suspensa [1824, 1825].
  21. 21. Método de acordo com a reivindicação 20, em que o método é caracterizado pelo fato de adicionalmente exibir, em uma ou mais luzes indicadoras do estado externo no aparelho de sistema de estabilidade de carga ou num mostrador interativo remoto em comunicação sem fios com o recetor-transmissor sem fios [1550], uma indicação do modo ou estado de comando atual do aparelho de sistema de estabilidade de carga [2000, 2050, 2100].
  22. 22. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de os dois ou mais propulsores serem montados numa orientação fixa em relação ao aparelho de sistema de estabilidade de carga [100, 200, 250, 300, 400, 450, 475] e em que a rotação de pelo menos um dos dois ou mais propulsores para se alinharem com o vetor de aplicação de propulsão compreende a rotação do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1940].
  23. 23. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a determinação, pelo processador, de um vetor de aplicação de propulsão para mover o aparelho de sistema de estabilidade de carga para a localização alvo identificada, com base na informação obtida que descreve a posição, orientação e movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga compreende a utilização de um estimador de estado não linear para projetar o movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga de
    Petição 870190104088, de 15/10/2019, pág. 91/97
    8/11 futuro próximo [1915] e calcular uma resposta de propulsão dinâmica para o movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga de futuro próximo projetado [1920, 1930, 1935].
  24. 24. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de adicionalmente:
    obter, da gama de sensores, informação que descreve um obstáculo numa trajetória de movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga projetado ou potencial [1410, 1420]; e em que a determinação, pelo processador, de um vetor de aplicação de propulsão para mover o aparelho de sistema de estabilidade de carga para a localização alvo identificada, com base na informação obtida que descreve a posição, orientação e movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga compreende determinar um vetor de ajuste para conduzir o aparelho de sistema de estabilidade de carga e a carga para longe do obstáculo [1920].
  25. 25. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a obtenção, identificação, determinação, rotação e aplicação de propulsão fazerem com que o aparelho de sistema de estabilidade de carga contrarie de modo autônomo o balanço da carga incluindo qualquer um de entre um balanço pendular, um balanço pendular cônico e um torcimento ou balanço rotativo [1920, 2200].
  26. 26. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de o aparelho de sistema de estabilidade de carga ser agnóstico de uma plataforma da qual o cabo é suspenso, de modo a que o aparelho de sistema de estabilidade de carga não controle a plataforma da qual o cabo é suspenso [100].
  27. 27. Meio de armazenamento legível por computador não transitório, caracterizado pelo fato de ter instruções armazenadas no mesmo que, quando executadas por um processador [1010, 1520] num aparelho de
    Petição 870190104088, de 15/10/2019, pág. 92/97
    9/11 sistema de estabilidade de carga autônomo [110, 210, 260, 310, 410] que inclui uma fonte de alimentação [910, 920, 1540], uma gama de sensores [1030, 1400, 1410, 1420, 1430, 1505], um recetor-transmissor sem fios [1531], e dois ou mais propulsores [1210, 1230, 1280] e é suspenso por um cabo [120], configuram o processador para controlar o aparelho de sistema de estabilidade de carga para contrariar um balanço pendular de uma carga suspensa abaixo do aparelho de sistema de estabilidade de carga ao:
    receber um sinal de ativação [1815], em que o sinal de ativação inclui uma seleção de utilizador de um modo ou estado de comando que compreende um de entre:
    manter uma posição em relação a um ponto fixo ou móvel a partir do qual o cabo é suspenso [1822], segurar uma posição atual [1826], mover para uma localização de coordenadas designadas ou um ponto acima da localização de coordenadas designadas [1823] e seguir um alvo externo não ligado à carga suspensa [1824, 1825];
    obter, da gama de sensores, informação que descreve a posição e movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga, em que a gama de sensores obtém informação que descreve a orientação do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1910];
    identificar uma localização alvo do aparelho de sistema de estabilidade de carga, com base no modo ou estado de comando [1820, 1920];
    determinar, pelo processador, um vetor de aplicação de propulsão para mover o aparelho de sistema de estabilidade de carga para a localização alvo identificada, com base na informação obtida que descreve a posição, orientação e movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1900];
    e em que o meio de armazenamento legível por computador
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    10/11 não transitório configura o processador para controlar o aparelho de sistema de estabilidade de carga para contrariar o balanço pendular da carga pela rotação de pelo menos um dos dois ou mais propulsores para se alinharem com o vetor de aplicação de propulsão [1940], e aplicar propulsão, com o pelo menos um dos dois ou mais propulsores alinhados com o vetor de aplicação de propulsão, para contrariar o balanço pendular da carga [100, 1822, 1823, 1826, 1940, 2200].
  28. 28. Meio de armazenamento legível por computador de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de a obtenção, identificação, determinação, rotação e aplicação de propulsão fazerem com que o aparelho de sistema de estabilidade de carga contrarie de modo autônomo o balanço pendular da carga, incluindo qualquer um de entre um balanço pendular, um balanço pendular cônico e um torcimento ou balanço rotativo [1920, 2200].
  29. 29. Método para contrariar um movimento de uma carga suspensa, sendo que o método compreende:
    fixar um aparelho de sistema de estabilidade de carga [110, 210, 260, 310, 410] a um cabo [120] para suspender a carga, em que o aparelho de sistema de estabilidade de carga inclui uma fonte de alimentação [910, 920, 1540], uma gama de sensores [1030, 1400, 1410, 1420, 1430, 1505], um recetor-transmissor sem fios [1531], um processador [1010, 1520] e dois ou mais propulsores [1210, 1230, 1280];
    em que o método é caracterizado pelo fato de ativar um modo ou estado de comando do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1800] que compreende um de entre:
    manter uma posição em relação a um ponto fixo ou móvel a partir do qual o cabo é suspenso [1822], segurar uma posição atual [1826], mover para uma localização de coordenadas designadas ou um ponto acima da localização de coordenadas designadas [1823] e
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    11 / 11 seguir um alvo externo não ligado à carga suspensa [1824, 1825]; e provocar uma propulsão pelo aparelho de sistema de estabilidade de carga [1940], de modo a que a propulsão pelo aparelho de sistema de estabilidade de carga de modo autônomo contrarie o movimento da carga suspensa [1920, 2200].
  30. 30. Método de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o aparelho de sistema de estabilidade de carga de modo autônomo:
    obter, da gama de sensores, informação que descreve a posição, orientação e movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1910];
    identificar uma localização alvo do aparelho de sistema de estabilidade de carga, com base no modo ou estado de comando [1820, 1920];
    determinar, pelo processador, um vetor de aplicação de propulsão para mover o aparelho de sistema de estabilidade de carga para a localização alvo identificada, com base na informação obtida que descreve a posição, orientação e movimento do aparelho de sistema de estabilidade de carga [1900];
    rotacionar pelo menos um dos dois ou mais propulsores para se alinharem com o vetor de aplicação de propulsão [1940]; e aplicar propulsão, com o pelo menos um dos dois ou mais propulsores alinhados com o vetor de aplicação de propulsão, para contrariar o balanço pendular da carga [100, 1822, 1823, 1826, 1940, 2200].
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