CZ2015402A3 - Systém s plošinou pro start a přistávání bezpilotního létajícího prostředku - Google Patents

Abstract

Systém s plošinou pro start a přistávání bezpilotního létajícího prostředku obsahuje přistávací rošt (3) z elektricky vodivého materiálu tvořený alespoň dvěma překrývajícími se rošty s otvory pro alespoň tři přistávací patky (11) a alespoň jednu kontaktní patku (12), umístěné na přistávacích podpěrách (10) létajícího prostředku. Spodní část kontaktní patky (12) je rozdělena na dvě vodivé, ale vzájemně elektricky izolované, části (13 a 14) s mezilehlou izolační částí (15). Obě části přistávacího roštu (3) jsou orientovány vzájemně paralelně v horizontální poloze a jednotlivé části jednoho nebo obou jeho roštů, jsou od sebe vzájemně elektricky izolované a alespoň jeden je připojen na zdroj elektrické energie.

Description

Systém s plošinou pro start a přistávání bezpilotního létajícího prostředku.

Oblast techniky

Vynález se týká systému pro zajištění semi-automatické správy provozu bezpilotní, dálkově ovládané helikoptéry. Systém je určen k integrovanému navádění, řízení přistávacího manévru, mechanickou fixaci a ochranu bezpilotního prostředku před vlivy prostředí a při transportu a k obnově (dobíjení) energetických zdrojů helikoptér s nezávislým elektrickým pohonem bez zásahu lidské obsluhy.

Dosavadní stav techniky V současnosti existující řešení úlohy navedení helikoptéry na místo přistání a realizace příslušného přistávacího manévru je vedeno převážně postupy opírající se o lidskou obsluhu. Následně, po dokončení přistávacího manévru je nezbytné stroj zajistit, jak mechanicky, tak jej v mnohých případech ochránit před dalšími vlivy okolního prostředí, např. povětrnosti, vibracemi a setrvačnými silami v případě jeho dalšího transportu společně se zařízením pro jeho přistávání - heliportem.

Pro další nebo trvalý provoz helikoptéry je nezbytné obnovovat energetické zdroje, tj. palubní baterie, pro její elektrický pohon. To lze učinit buď výměnou příslušné baterie, nebo jejím dobitím, přičemž v obou případech je nezbytná mechanická manipulace s helikoptérou, resp. jejími příslušnými součástmi.

Veškeré předchozí postupy, nezbytné pro využívání a udržení provozu helikoptéry jsou v současné době prováděny buď manuálně, tj. obsluhou, nebo poloautomaticky s využitím vhodné kombinace existujících řešení. Provedení existujících řešení jsou velmi různorodá. Patentní spis CN103754288 - Movable heliport, popisuje pohyblivou plošinu pro start a přistávání helikoptér s obecným pohonem. Provedení této plošiny je ve formě vozíku, jenž umožňuje pozemní transport celého heliportu. Při startu a přistání je plošina vyzvednuta z ochrany stěn vozíku, po přistání je plošina zasunuta mezi ochranné stěny vozíku. Systém neobsahuje jakékoliv zařízení pro účely nabíjení pohonných baterií helikoptéry. Spis DE102013004881 - Lande- und (Akku]Aufladestazion - mit Kontakt oder Kontaklos - fůr einzelne oder mehrere im Verbund ferngesteurte oder automatish fliegende Drohnen mit Drehflugeln - UAVs/Flugroboter/Multikopter, popisuje zařízení pro přistávání a start bezpilotních letových prostředků - helikoptér, dronů. Stroj je ve své spodní části vybaven kontaktním zařízením ve tvaru kužele a přistávací stanice - heliport obsahuje komplementární sestavu ve tvaru nálevky, do které stroj přistane. Obě dvě části přistávacího systému zajistí přesné finální polohování stroje v poslední fázi jeho přistání. V tomto provedení se prostřednictvím propojení přistávacího kužele a nálevky přistávací základny nabízí možnost dobíjení palubních baterií stroje buď kontaktním, nebo bezkontaktním způsobem. Alternativním postupem obnovy baterií stroje je jejich mechanická výměna manipulačními prostředky umístěnými v přistávacím kuželu/nálevce. Nevýhodami předchozího řešení je vysoká požadovaná přesnost polohy přistání a nepřipravenost systému k mechanické fixaci a uzamčení stroje v přistávací základně. Mimoto, v tomto systému nejsou učiněna žádná další opatření k eliminaci jiných negativních vlivů okolního prostředí na stroj po přistání. Spis DE102007003458 -Power supply device for battery-operated smáli aircraft, has charging device provided for recharging rechargeable battery after implementing flight mission of smáli aircraft, and landing and loading platform attached to battery magazíne, popisuje řešení přistávací plošiny pro start a přistání malých bezpilotních létajících prostředků. Pozice létajícího prostředku na a vůči přistávací plošině je určována vhodnými optickými senzorovými systémy a senzory tlaku ještě ve vzduchu, těsně před dokončením přistání. Cílem je létající prostředek správně polohovat k umožnění následné výměny palubních baterií. Předmětem tohoto patentního spisu je též popis možností řešení systému výměny baterií a popis bezkontaktního způsobu dobíjení baterií na palubě stroje. Některá ze zde navržených řešení vyžadují použití složitých mechanických systémů s velkým dosahem působnosti, jejichž aplikace může být problematická. Patentní spis W02014007705 -Landing arresting systém for vertical take-off and landing (VTOL) aerial vehicles, landing and take-off platform for VTOL aerial vehicles and VTOL locking member for aerial vehicles, přináší řešení mechanického uzamykání stroje k přistávací platformě využitím aktivního systému neseného strojem. Řešení se jakkoliv nezabývá řešením dobíjení palubních baterií stroje. Spis US2013099054 - System for recoveiy of aerial vehicles, popisuje řešení, které neřeší mechanickou fixaci stroje k přistávací základně. Spis US2004256519 - System for recovery of aerial vehicles, navrhuje systém, jenž je principiálně destruktivní a musí po každém přistání stroje být vyměněn. Řešení se nezabývá dobíjením palubních baterií stroje. Spisy US2010320313 - Combined helicopter landing pad and clamshell enclosure a US4255911 - Helicopter enclosure, neřeší mechanickou fixaci stroje po přistání ani se nezabývají postupy pro dobíjení palubních baterií. Spis US3761040 - Remote controlled helicopter transport device and method, popisuje řešení, které neslouží jako přistávací platforma - heliport ani nezahrnuje systém dobíjení baterií. $

Spis US48)p241 - Helicopter pad for trains, neumožňuje mechanickou fixaci stroje automatickým způsobem ani nezahrnuje systém dobíjení baterií stroje.

Spis FR2926286 - Fixed of movable drone securing and landing device for helicopter, has turbině driving depression under, on or in deek of floating building to secure and retain drone equipped with vent duet that is not provided with any aspiration unit, navrhuje pneumatické zařízení bez řešení nabíjecího systému palubních baterií stroje. Nevýhodou předchozího je praktické provedení, které je u zde navrženého řešení technologicky složité.

Rovněž je znám systém Skysense Charging Station - zařízení neposkytuje možnost uchycení stroje po přistání. Problematiku ochrany stroje před vlivy prostředí řeší pohyblivým zakrytováním neuchyceného stroje užitím principu segmentové krycí hemisféry.

Hack-A-Day řešení je omezené požadavkem na přistání stroje na jediné, přesně určené místo. Nezahrnuje systém mechanické fixace stroje po přistání.

Griffin B., Resonant Wireless Power Transfer to Ground Sensors from UAV: (doi:10.1109/ICRA.2012.6225205). Uvedené zařízení neumožňuje mechanickou fixaci stroje a zde navržený přenos energie je limitován užitým bezdrátovým principem do míry, nevhodné pro účely nabíjení palubních baterií stroje v přiměřeném čase.

Podstata vynálezu Úkolem technického řešení je tedy návrh uspořádání, které zajistí všechny potřebné funkcionality heliportu a které jej činí prakticky použitelným pro většinu aplikačních oblastí. Vyjmenované funkcionality zahrnují následující skutečnosti.

Uspořádání sestavy heliportu tak, aby bylo možné bezpečně provádět navigaci létajícího prostředku - helikoptéry, na místo přistání. Zde navrhovaná sestava heliportu je navržena cíleně s výhodou tak, že nevyžaduje přesné polohování stroje v okamžiku přistávacího manévru. Využití přistávací podložky ve formě roštu potlačuje negativní aerodynamické efekty při manévrování stroje v malé blízkosti heliportu. Propustnost přistávacího roštu pro vertikální vzdušný proud vytvářený helikoptérou je značná, čímž je minimalizován efekt zpětného proudění při přistání. Tím je přistávací proces a řízení helikoptéry prokazatelně stabilnější. Proces přistání je současně robustnější vůči externím vlivům. Je-li to pro aplikaci potřebné, výsledná poloha umístění stroje po přistání na heliportu může být určena využitím mechanického záchytného systému heliportu.

Navigace helikoptéry může být prováděna manuálně, tj. operátorem, převážně rádiovým dálkovým ovládáním stroje, nebo automatickými prostředky. Automatické prostředky zahrnují strojové postupy pro vzájemnou relativní navigaci helikoptéry a heliportu, čehož je možné dosáhnout např. zpracováním senzorické informace získané pozorováním heliportu z paluby helikoptéry, nebo obráceným postupem, tedy umístěním příslušných senzorů na heliport a pozorováním helikoptéry. Pro uvedený účel, nejčastěji využívanými postupy jsou metody strojového vidění, které identifikují umělé nebo přirozené znaky prostředí, např. identifikační optické značky umístěné na helikoptéře a s jejich užitím určují hodnoty veličin potřebných pro navigaci stroje - vzdálenost, směr, rychlost, popř. 3D souřadnice. Odlišné principy optické navigace stroje zahrnují využití přímého měření hloubky scény laserovým hloubkoměrem, Photo Mixer Device (PMD) kamerou nebo využitím radioelektronických principů navádění.

Uspořádání sestavy heliportu k umožnění automatického mechanického upevnění létajícího prostředku po jeho přistání, či v době jeho transportu společně sheliportem.

Podstata užitého řešení spočívá ve využití přinejmenším dvojice, nebo více mřížových roštů, které jsou umístěny vodorovně nad sebou a tvoří tak základnu přistávací plošiny. Svislá vzdálenost obou roštů je zvolena tak, aby jejich vzájemným posunutím ve vodorovné rovině mohlo být dosaženo mechanického sevření přistávacích opěr létajícího prostředku. Vzájemné posunutí je realizováno vhodným servopohonem elektrického nebo pneumatického typu, popřípadě ke vzniku vzájemného pohybu roštů je možné využít i principu deformace dvojkovu nebo jiných fyzikálních principů. Proniknutím přistávacích opěr rovinami paralelních roštů a jejich vzájemným sevřením těmito přistávacími rošty je dosahováno stabilního mechanického upevnění přistávacích opěr stroje k přistávacím roštům a tím následně k celkové fixaci létajícího stroje se základnou heliportu. Počet a tvar přistávacích opěr je odpovídající konstrukci užitého stroje a jejich počet pro zajištění statické stability létajícího prostředku bezprostředně po jeho přistání zpravidla převyšuje minimální počet tří podpěr. Z hlediska elektrického připojení stroje k napájecímu zdroji nebo nabíječi, z použitých přistávacích podpěr je třeba mít k dispozici nejméně jednu bipolární podpěru nebo takový počet monopolárních podpěr aby v závislost na dané konfiguraci přistávacího roštu mohlo být dosaženo elektrického propojení s oběma póly napájecího zdroje současně. Tvar a konstrukce přistávacích opěr, zejména jejich spodní zakončení, sleduje splnění požadavku, aby míra vniknutí opěry mezi přistávací rošty byla omezená. Toho může být dosaženo například konstrukcí horního límce opěry, kteiý vykazuje větší rozměr, než mají otvory v přistávacích roštech.

Uspořádáni sestavy heliportu vhodné k určení výsledné polohy létajícího prostředku na přistávací ploše. Navržené řešení nevyžaduje přídavných senzorových systémů k určení výsledné polohy stroje po přistání. Jeho výhodou je to, že k určení polohy je využívána možnost elektrické identifikace míst vzájemného styku jednotlivých přistávacích podpěr s přistávacím roštem a rošty navzájem. Alternativní technická řešení zahrnují např. využití možnosti elektrické izolace jednotlivých řádků a sloupců přistávacího roštu, které jsou sevřením přistávací podpěry místně propojeny a definují tak souřadnici umístění podpěry na roštu. Při známé vzájemné konfiguraci jednotlivých podpěr létajícího prostředku je určena poloha celého stroje na heliportu. Jiné, obecné přístupy mohou využívat elektrického styku mezi řádky, sloupci jednotlivých paralelních roštů, i rošty navzájem. Možnost zjištění polohy přistávacích podpěr, jejich počtu a tím i polohy létajícího prostředku po přistání umožní vyhodnotit kvalitu provedeného přistávacího manévru a provést rozhodnutí, zda-li tento byl úspěšný z hlediska využití dalších funkcionalit heliportu, např. umožnění uzavření krytu heliportu pro účely ochrany helikoptéry před vlivy okolního prostředí nebo iniciace procesu dobíjení palubních baterií stroje. V případě neúspěšného přistání je za účelem opravy situace možné přistávací manévr zopakovat. Manévr přistání a vzletu helikoptéry je zprotředkován bezdrátovou komunikací mezi strojem a heliportem s využitím přenosu dat mezi oběmi komponentami.

Uspořádání sestavy přistávacích roštů a konstrukce přistávacích podpěr zajišťující možnost bezobslužného dobíjení palubních baterií létajícího prostředku. K přenosu elektrické energie pro palubní systémy stroje a dobíjení pohonných baterií je možné využít základních bezkontaktních a kontaktních principů. Bezkontaktní postupy pro vysokoenergetický přenos na krátké vzdálenosti jsou provázena přítomností silných elektromagnetických a/nebo magnetických polí, která mohou interferovat s avionikou létajícího prostředku, řídicími počítači a senzory. Navíc, bezdrátový přenos energie vyžaduje zvláštní vybavení kjeh zprostředkování. Zde uváděný systém přenosu energie do palubních baterií stroje využívá existující mechanický styk přistávacích podpěr stroje s přistávací podložkou. Množství podpěr a způsob jejich zapojení do elektrického okruhu přenosu energie na palubu stroje umožňuje realizovat značnou redundanci propojení, čímž zvyšuje robustnost řešení vzhledem k jiným, jednodušším řešením i vzhledem k řešením technologicky náročným, např. bezdrátový přenos energie. Technické řešení přenosu elektrické energie na palubu stroje může využívat několika příbuzných přístupu založených na propojení obou pólu, tj. vodičů napájecího zdroje na každé z přistávacích podpěr stroje - bipolární připojení, nebo přivedení jediného pólu, tj. vodiče, napájecího zdroje jednotlivou přistávací podpěrou stroje - monopolární připojení, přičemž je vždy nezbytné zajistit minimální počet připojení každého jednotlivého pólu napájecího zdroje. Bipolární připojení je realizováno vzájemnou elektrickou izolací jednotlivých částí patky přistávací podpěry, za předpokladu, že elektricky oddělené části přijdou ve styk s různými, vzájemně elektricky izolovanými, přistávacími rošty heliportu. Tyto jsou pak propojeny vždy s jedním pólem napájecího zdroje. Zvýšení robustnosti, tedy redundance propojení jednotlivého pólu je pak dosaženo paralelním spojením všech elektricky si odpovídajících částí přistávacích podpěr. Druhá varianta připojení předpokládá monopolární připojení celé patky - jednotlivé podpěry. V tomto případě je nezbytné zvolit konstrukčně dostatečný počet podpěr stroje a jemu odpovídající umístění zón přistávacího roštu, které poskytnou připojení vždy na jeden, či druhý pól napájecího zdroje a to v každé možné konfiguraci po přistání létajícího prostředku na heliport. Sloučení kladných a záporných připojení/podpěr může pak být provedeno např. diodovými spínači v zapojení vícefázového celovlnného usměrňovacího můstku.

Pro mobilní aplikace heliportu může být jako zdroj elektrické energie využita palubní síť vozidla, na němž je heliport instalovaný. V případě stacionární instalace heliportu je možné k napájení využít standardní elekrorozvodnou síť.

Systém ochranného krytí létajícího prostředku a heliportu před vlivy okolního prostředí a při následném transportu. Létající prostředek je po přistání nebo umístění na heliport mechanicky upevněn dle shora popsaného principu. To jej činí nedílnou součástí heliportu pro další transport této sestavy, jako celku nebo jeho setrvání na heliportu k nabíjení palubních baterií. Aby bylo možné zajistit bezpečnost létajícího prostředku v režimech transportu a dobíjení, je nezbytné jej chránit před mechanickými a jinými vlivy okolí. Při transportu, např. na střeše pohybujícího se vozidla, je tento vystaven všesměrovým silám a vibracím, například náporu proudícího vzduchu a jiným povětrnostním vlivům. K eliminaci předchozích nevýhod a rozšíření využitelnosti heliportu je navrženo jeho pohyblivé mechanické krytí, které je využíváno ve shora uvedených provozních režimech.

Systém nevyžaduje přesné navedení stroje na cílový bod přistání a jeho prostupnost pro proudící vzduch eliminuje zpětné proudění v blízkosti létajícího stroje, čímž zlepšuje stabilitu přistávacího manévru. Umožňují automatické mechanické upevnění létajícího prostředku po jeho přistání, či v době jeho transportu společně s heliportem. Výhodou je umožnění určení výsledné polohy létajícího prostředku na přistávací ploše-roštu.

Vhodná konstrukce přistávacích podpěr a patek zajišťuje možnost bezobslužného napájení a dobíjení palubních baterií létajícího prostředku po jeho přistání a upevnění na heliportu.

Systém zajišťuje současně ochranu před vlivy okolního prostředí a při následném transportu heliportu a létajícího prostředku vněm upevněného. Přistávací platforma umožní přenos dat mezi přistávacím zařízením samotným a létajícím prostředkem a jinými externími zařízeními.

Objasnění obrázků

Obr. 1: Přistávací sestava s helikoptérou, základní situace.

Obr. 2: Přistávací sestava s helikoptérou, pohled shora, způsob pohonu jednoho přistávacího roštu vůči druhého umožňující přechod mezi uzamčeným a odemčeným stavem upevnění helikoptéry.

Obr. 3: Boční zobrazení situace na obr. 2.

Obr. 4a: Helikoptéra s třemi nebo více přistávací opěrami, příklad s jedním bipolárním připojením.

Obr. 4b: Helikoptéra s třemi nebo více přistávací a opěrami s monopolárním připojením opěr.

Obr. 4c: Helikoptéra s třemi nebo více přistávací opěrami, každá z nich má bipolární elektrické připojení.

Obr. 5a: Detail přistávací opěry s bipolárním elektrickým připojením.

Obr. 5b: Detail přistávací opěiy s monopolárním elektrickým připojením.

Obr. 6a: Detail přistávací opěry s bipolárním elektrickým připojením a přistávacími rošty v odemčeném stavu.

Obr. 6b: Detail přistávací opěry s bipolárním připojením a přistávacími rošty v uzamčeném stavu.

Obr. 7a: Diodový přepínač v zapojení vícefázového celovlnného usměrňovacího můstku ke sloučení výstupů z více monopolárních přistávacích opěr.

Obr. 7b: Diodový přepínač - slučovač pro více bipolárních přistávacích opěr.

Obr. 8a: Systém ochranného krytí s jednou částí a otočným uložením krytu.

Obr. 8b: Systém ochranného krytí se dvěma částmi a otočným uložením krytu.

Obr. 8c: Systém ochranného krytí s jednou částí a posuvným uložením krytu.

Obr. 8d: Systém ochranného krytí se dvěma částmi a posuvným uložením.

Obr. 8e: Systém ochranného krytí se více lamelovými částmi a s otočným uchycením lamel. Příklady uskutečnění vynálezu Příkladné provedení v různých alternativách sestává z (1) kombinace přistávací plošiny (2), dle obr. 2, provedené ve formě zdvojeného kovového přistávacího roštu, pomocných systémů pro realizaci vzájemného pohybu roštů (20) a systému přistávacích (11) a kontaktních (12) patek umístěných na přistávacích podpěrách (10) létajícího stroje (helikoptéry). Vzájemně fixovaná sestava létajícího stroje (helikoptéry) a přistávacího roštu po přistání může být dle požadavku uživatele zakryta ochranným krytem (21) jak ukazují obr. 8a až obr. 8e.

Obě části přistávacího roštu jsou orientovány vzájemně paralelně a v horizontální poloze. Svrchní část roštu (3) je pevná, jeho spodní část (4) je pohyblivá v horizontálním směru s jedním stupněm volnosti. Provedení roštů je z vodivého/kovového materiálu/plechu, provedené nejčastěji ze vhodné aluminiové slitiny. Vzhledem ke zvolené diagonální orientaci linií jednoho z roštů, je jejich vzájemný pohyb v jediném směru dostatečný pro dosažení úplného sevření prodloužení (14), (15), (16), (17), (13) patky přistávací podpěry létajícího prostředku mezi oba přistávací rošty. Detail situace ve stavu před a po provedení uchycení podpěry mezi vzájemně pohyblivé rošty (3) a (4) je znázorněn na obr. 6a, respektive obr. 6b.

Prostor pod přistávacím roštem (19) je cíleně ponechán otevřený, nebo může být vybaven deflektory proudění vzduchu. Cílem řešení je eliminovat zpětné proudění vzduchu od vrtulí létajícího prostředku (helikoptéry) v situaci, kdy probíhá přistávací manévr a stroj se pohybuje v těsné blízkosti heliportu. Výhodou potlačení zpětného proudu vzduchu je zvýšení statické i dynamické stability řízení stroje při přistávacím manévru. Jinou možností řešení přistávacích roštů (3), (4) je náhrada přistávacího roštu, provedeného z plechových, vertikálně orientovaných pásků, využitím systému napnutých kovových strun v nosném rámu tak, aby bylo dosaženo obdobné konfigurace (2], jak ukazuje obr. 1. Další možností je kombinace pevného roštu a rámu s napnutými kovovými strunami. Ve všech shora uvedených případech je možné jednotlivé části jednoho nebo obou roštů od sebe vzájemně elektricky izolovat, čehož je využíváno k napájení a dobíjení baterií a zjišťování polohy létajícího stroje při jeho fixaci na heliportu. Způsob zajištění elektrického kontaktu a přenosu energie je popsán níže. Uvedené řešení umožňuje realizovat odlišné konfigurace přistávacích podpěr létajícího prostředku, které vždy musí zajistit základní statickou stabilitu stroje na přistávacím roštu po jeho přistání. To vyžaduje využití nejméně tří přistávacích podpěr (11] definujících rovinu přistání, z čehož je nejméně jedna vybavena prodlouženou patkou (12) k zajištění elektrického připojení stroje ke zdroji elektrické energie. Pro případ bipolárního elektrického připojení, je situace patrná z obr. 4a. Bipolární připojení jedinou nebo více prodlouženými kontaktními patkami, je realizováno patkou v provedení podle obr. 5b. Její spodní část je rozdělena na 2 vodivé ale vzájemně elektricky izolované části (13) a (14) s mezilehlou izolační částí (15). Prodloužená patka je zakončena kónusem (18) sloužícím ke zlepšení mechanického navedení helikoptéry do přistávacího roštu při přistání. V tomto případě je elektrická energie distribuována prostřednictvím obou vzájemně izolovaných paralelních přistávacích roštů (3) a (4). Alternativním řešením je využití více prodloužených kontaktních patek přistávacích podpěr, viz. obr. 4b a obr. 4c, které umožňují zvýšení robustnosti elektrického připojení stroje ke zdroji zálohováním přípojných míst. Zálohování elektrického připojení je provedeno obvodem s polovodičovými diodami, viz. obr. 7b pro sloučení výstupů jednotlivých přípojných bodů.V případech využití více než jedné kontaktní patky na přistávacích podpěrách je možné jednotlivou podpěru a připojovací patku využít k monopolárnímu připojení jednoho z pólů elektrického zdroje. V tomto případě je distribuce elektrické energie prováděna jedním z paralelních roštů, nejčastěji spodním (4) ze dvojice tak, že jeho jednotlivé, vzájemně izolované oblasti jsou napájeny opačnými póly zdroje energie. Jednotlivá monopolární patka odebírá elektrickou energii z jedné nebo druhé oblasti dle její polohy. Principiální provedení monopolární patky je vyobrazeno na obr. 5a a sestává z vodivé spodní části (17), určené k realizaci elektrického propojení a horní části provedené z elektricky izolačního materiálu (16), nebo obráceně. Pro zajištění funkčnosti monopolárního připojení je nezbytná volba vhodné vzájemné geometrické konfigurace umístění přípojných patek na přistávacích podpěrách stroje a geometrické organizace oblastí přistávacího roštu, které poskytují možnost připojení na jeden nebo druhý pól elektrického napájecího zdroje. Zvolená konfigurace musí zajistit připojení nejméně jedné monopolární patky na každý z elektrických pólů napájecího zdroje. Sloučení výstupů z elektrického připojení monopolárních přípojných patek je možné provést obvodem s polovodičovými diodami, jak ukazuje obr. 7a.Způsob určení polohy stroje na přistávacím roštu je založený na využití možnosti vzájemné elektrické izolace jednotlivých linií použitých přistávacích roštů. Sevření patky přistávacích podpěr stroje rastrem přistávacího roštu způsobí místní elektrické propojení linií (sloupců a řádků) rastru a/nebo místní propojení napájecího zdroje slétajícím strojem. Ze znalosti předchozího lze jednoznačně určit polohu stroje na jednotlivých liniích (řádcích a sloupcích) přistávacího rastru. Upevněním létajícího stroje k přistávacímu roštu jeho vzájemným posunutím jeho částí (3) a (4) je dosaženo pevného mechanického propojení heliportu a helikoptéry. Současně je mechanickým kontaktem prodloužení patek přistávacích podpěr ustanoveno elektrické spojení mezi heliportem a létajícím strojem, které slouží kjeho napájení a dobíjení palubních baterií. V upevněném stavu je možné létající stroj chránit před vlivem povětrnosti a jiných nežádoucích podmínek okolního prostředí, jakými jsou např. vibrace a jiné setrvačné síly v případě přesunu celé sestavy heliportu a stroje, nápor větru, déšť, sníh, atp. Variantu provedení ochranného krytu ukazují obr. 8a až obr. 8e.

Průmyslová využitelnost

Systém s plošinou pro start a přistávání bezpilotního létajícího prostředku dle předloženého vynálezu je možné využít zejména jako nabíjecí stanici létajícího prostředku, místo pro jeho bezpečné přistávání, mechanickou ochranu létajícího stroje a prostředek pro bezpečný transport bateriově poháněné helikoptéry do místa jejího užití, např. na střeše motorového vozidla, na palubě mobilního robotu, atd. Zařízení umožňuje zejména eliminovat nedostatky současných řešení pro rutinní využití elektrických létajících prostředků, kdy je omezena operační doba stroje z důvodů omezené kapacity pohonných baterií, hrozí jeho zničení z důvodů křehkosti jeho konstrukce nebo je jeho operační dosah omezený. Zařízení nalezne uplatnění v aplikacích, kdy je požadováno zajištění trvalé připravenosti létajícího prostředku k použití, jeho bezpečný transport a ochrana před okolními vlivy nebo zničením. Konkrétní aplikace předloženého řešení lze očekávat ve využití v leteckém průzkumu prostředí, zahrnujícím pořizování a přenos snímků, odběr vzorků, provádění měření na místě a to v lokalitách, nedostupných běžnými prostředky (např. při průmyslových haváriích, přírodních katastrofách, zásazích proti požárům atd.). Zařízení vhodně rozšiřuje diverzitu schopností pozemních a vzdušných robotických prostředků. fi^r ····· ··· ··· ·· ♦· ··« ··· ^^eznam^ztahov^clh^značej^ (1) : Příklad sestavy heliportu (2) : Přistávací plošina - přistávací rošt. (3) : Přistávací rošt a a situace při přistání helikoptéry, boční pohled. (4) : Spodní rošt k uzamykání helikoptéry. (5) : Helikoptéra. (6) : Řídicí jednotka. (7) : Elektrický zdroj. (8) : Bezdrátová komunikační jednotka sestavy. (9) : Bezdrátová komunikační jednotka helikoptéry. (10) : Přistávací podpěra. (11) : Přistávací patka. (12) : Kontaktní patka. (13) : Elektroda bipolární kontaktní patky. (14) : Elektroda bipolární kontaktní patky s opačnou polaritou vůči (13). (15) : Izolační část kontaktní patky. (16) : Izolační část kontaktní patky. (17) : Elektricky vodivá spodní část monopolární kontaktní patky. (18) : Zakončovací kónus. (19) : Volný prostor pod přistávacím roštem. (20) : Mechanický systém pro realizaci vzájemného posunu roštů. (21) : Ochranný kryt.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Systém s plošinou pro start a přistávání bezpilotního létajícího prostředku, vyznačující se tím, že obsahuje přistávací rošt (3) z elektricky vodivého materiálu tvořený alespoň dvěma překrývajícími se rošty s otvory pro alespoň tři přistávací patky (11) a alespoň jednu kontaktní patku (12), umístěné na přistávacích podpěrách (10) létajícího prostředku, přičemž spodní část kontaktní patky (12) je rozdělena na dvě vodivé ale vzájemně elektricky izolované části (13) a (14) s mezilehlou izolační částí (15) a obě části přistávacího roštu (3) jsou orientovány vzájemně paralelně v horizontální poloze a jednotlivé části jednoho nebo obou roštů jsou od sebe vzájemně elektricky izolované a alespoň jeden je připojen na zdroj elektrické energie.
2. 2. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že kontaktní patka (12) je součástí přistávací patky (11).
3. 3. Systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že svrchní část roštu (3) je pevná a jeho spodní část (4) je pohyblivá v horizontálním směru s jedním stupněm volnosti.
4. 4. Systém podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že přistávací rošt (3) je tvořen kovovými strunami umístěnými v nosném rámu.
5. 5. Systém podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je opatřen ochranným krytem (21).
6. 6. Systém podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že plošina je opatřena prostředky pro umožnění přenosu dat mezi přistávacím zařízením samotným a létajícím prostředkem a jinými externími zařízeními.