CZ35393U1 - Přistávací plošina pro bezpilotní letouny s kolmým startem, zejména pro multikoptéry - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení spadá do oblasti bezpilotních letounů, a týká se přistávací plošiny pro bezpilotní letouny s kolmým startem, zejména pro multikoptéry.

Dosavadní stav techniky

Vzlétání a přistávání malých bezpilotních multikoptér, nejčastěji zvaných drony, se může setkávat s řadou problémů, zvláště v případě, že je nutné startovat v prostředí, které není příznivé nejen k jemné technice dronů, ale i k jimi neseným zařízením, jako bývá například záznamové technika různého typu. Tato technika bývá citlivá na prašné či mokré prostředí, před kterým je nutné dron a jím nesená zařízení chránit, neboť například optika pokrytá vrstvou prachu či vody nemůže spolehlivě plnit svou funkci. Jemný prach pak může být zdrojem závad na točivých částech dronu. Při startu i přistání dronu dochází k velkým turbulencím, a tedy prašný či mokrý povrch může být značným problémem. Dále pak může působit potíže start na svažitých či jinak nerovných površích nebo v členitém terénu, případně na prostranství se vzrostlou trávou či s vysokou vrstvou sněhu.

Jedním z řešení těchto problémů je pokrytí pro start nevyhovujícího povrchu přenosnou přistávací plochou. Toto řešení je popsáno v řadě spisů. V dokumentu CN 108674683 Aje uvedena čtvercová přistávací plocha složená ze čtyř rozměrově stejných částí opatřených nožkami, které jsou vzájemně stavitelné. Přistávací plocha je vybavena řídící jednotkou ajednotlivé části jsou výškově stavitelné. Její povrch je opatřen fotovoltaickým panelem. Nicméně nožky přistávací plochy jsou příliš krátké pro dostatečnou eliminaci vlivu prašného či mokrého povrchu. Jejich malá výška také není vhodná pro více nerovný či svažitý terén, vzrostlou trávou zarostlý povrch či na vyšší pokrývku sněhu. Manipulovatelnost rovněž není silnou stránkou tohoto řešení, jelikož jednotlivé díly je nutno do pracovní pozice ručně sestavit a ručně zajistit boční pojistkou. Plošinu není možno jednoduše složit do malého objemu, přepravitelnost také komplikují nesklopné nožky a absence rukojeti či madla pro uchopení. Ve spisu WO 2021055402 AI je popsána přenosná přistávací plocha s GPS systémem a naváděním dronu laserovými paprsky s bateriemi dobíjenými fotovoltaickými články. Plocha je složitelná na dvě poloviny aje opatřena držadlem pro úchop. Velkým nedostatkem tohoto provedení je absence noh, plošina leží přímo na zemi a není tak vhodná pro použití na prašných či mokrých površích a nezaručuje tak dostatečnou ochranu před zvířeným prachem či vodní tříští. Ze stejného důvodu plošinu nelze použít na nerovném či svažitém terénu nebo na ploše se vzrostlým travním porostem. V dokumentu CN 106892128 A je představena přistávací plošina na čtyřech stavitelných a sklopných nohách, která je složitelná na dvě poloviny podle středového pantu a je opatřena odpruženou přistávací deskou s povrchem z měkčeného materiálu. Toto provedení sice je dostatečně vysoké pro ochranu před zvířeným prachem a vodní tříští a lze j e použít i na plochách se vrostlým trávním porostem, nicméně j eho nohy j sou stavitelné pouze ručně aje tedy problematické plošinu vyrovnat do horizontální roviny na nerovném či svažitém povrchu, protože není vybavena jakýmkoliv zařízením pro kontrolu nivelace přistávací plochy do horizontální roviny. Z její přistávací plochy navíc vystupuje pant, kolem kterého se její dvě poloviny sklápí k sobě. V pracovní poloze je pak nutno ji ručně zajistit zástrčkou. Dále je problematická přepravitelnost této plošiny, jelikož je možno ji složit pouze na dvě poloviny a její nohy i ve sklopené poloze příliš vystupují přes její obrys. V dokumentu CN 107878776 A je popsána přistávací plošina, jejíž dosedová plocha je složena ze čtyř segmentů, které jsou spojeny panty, čímž je dosedová plocha složitelná na čtvrtinu své plochy. Plošina je opatřena sklopnými teleskopickými nohami. Tyto jsou na svých koncích opatřené hroty, což toto řešení diskvalifikuje pro použití v měkkém terénu, a jsou situovány kolmo k dosedové ploše, což snižuje stabilitu ve svažitém terénu. Toto provedení není vybaveno žádným navigačním prostředkem pro usnadnění přistávání, ať už světelným či fotogrammetrickým terčem.

-1 CZ 35393 UI

Podstata technického řešení

Cílem předkládaného technického řešení je představit přistávací plošinu pro bezpilotní letouny s kolmým startem, zejména pro multikoptéry, která by byla použitelná na co nej širším spektru různých povrchů, a to i silně znečištěných či mokrých nebo velmi nerovných či svažitých, a která by byla snadno přepravitelná a v přepravním stavu co nej skladnější. Přitom s dostatečnou navigací pro přistávání letounu.

Stanoveného cíle je dosaženo technickým řešením, kterým je přistávací plošina pro bezpilotní letouny s kolmým startem, zejména pro multikoptéry, tvořená dosedovým tělesem opatřeným sklopnými opěrnými nohami. Podstatou technického řešení je, že dosedové těleso sestává ze čtyř čtvercových dosedových segmentů, které jsou sestaveny do čtverce a jsou mezi sebou spojeny třemi dvojicemi skrytých pantů pro umožnění složení dosedového tělesa do sestavy o půdorysu jednoho dosedového segmentu. Opěrné nohy jsou teleskopické, jsou opatřeny stavitelným výsuvným mechanismem a na svých dolních koncích jsou opatřeny patkami uloženými na nohách prostřednictvím všesměrového kloubu, a dosedové těleso je opatřeno vodováhou a na jeho horním povrchu je situován alespoň jeden fotogrammetrický terč.

Ve výhodném provedení je přistávací plošina opatřena baterií a k ní připojenou řídící jednotkou, horní povrch dosedového tělesa je opatřen fotovoltaickým článkem, na který je baterie napojena, a vodováha je opatřena elektronickým snímačem připojeným k řídící jednotce, přičemž výsuvný mechanismus opěrných noh je opatřen elektrickým pohonem, který je připojen jednak k baterii a jednak k řídící jednotce.

Dále je výhodné, když je dosedové těleso opatřeno jednak alespoň jedním navigačním světlem připojeným k baterii přes řídící jednotku ajednak kamerou připojenou přes řídící jednotku k baterii. Konečně je výhodné, když na jednom z dosedových segmentů je upevněno madlo.

Předkládaným technickým řešením se dosahuje nového a vyššího účinku v tom, že přistávací plošina poskytuje bezpečný start i přistání malých bezpilotních multikoptér bez ohledu na členitost a povahu terénu, a to i značně svažitého. Další výhodou je ochrana dronu a jeho elektroniky, jakož i jeho přídavného zařízení, jako je záznamová technika s optickým zařízením, vůči zvířenému prachu či jinému znečištění.

Objasnění výkresů

Konkrétní příklady provedení tohoto technického řešení jsou schematicky znázorněny na přiložených výkresech, kde:

obr. 1 je axonometrický pohled na přistávací plošinu v pracovním stavu šikmo shora;

obr. 2 je axonometrický pohled na přistávací plošinu při skládání do transportního stavu šikmo shora;

obr. 3 je axonometrický pohled na přistávací plošinu v pracovním stavu šikmo zdola;

obr. 4 je axonometrický pohled na přistávací plošinu při skládání do transportního stavu šikmo zdola; a obr. 5 je axonometrický pohled na přistávací plošinu sbalenou v transportním stavu.

Výkresy znázorňující představované technické řešení a následně popsané příklady konkrétního provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu technického řešení.

- 2 CZ 35393 Ul

Příklady uskutečnění technického řešení

Přistávací plošina podle přiložených vyobrazení je tvořena plochým dosedovým tělesem 1 sestávajícím ze čtyř čtvercových dosedových segmentů 11, které jsou sestaveny do čtverce a jsou mezi sebou spojeny třemi dvojicemi skrytých pantů 14 běžné konstrukce. Dosedové segmenty 11 jsou ze spodní strany opatřeny nosnými žebry 12. na nichž jsou uloženy krycí pláty 13. jak je zřejmé z obr. 3 a obr. 4. Mezi žebry 12 jsou tak vytvořeny neoznačené zdola otevřené dutiny, ve kterých jsou uloženy jednak baterie 2 a jednak řídící jednotka 3. Spojení dosedových segmentů 11 sleduje linii tvaru písmene U, kdy dosedové segmenty 11 odpovídající koncům ramen zmíněného tvaru spolu spojeny nejsou a při sklápění přiléhají svou spodní stranou k sousedícím dosedovým segmentům 11, které při dalším sklápění k sobě dosednou svými horními stranami, jak je zřejmé z obr. 2 a obr. 4. Výsledný tvar v transportním stavu je pak znázorněn na obr. 5. Dosedové segmenty 11 jsou na svých spodních stranách v oblasti svých vnějších rohů opatřeny sklopnými opěrnými nohami 15. které jsou teleskopicky výsuvné a jsou opatřeny neznázoměným stavitelným výsuvným mechanismem, přičemž ve sklopené poloze nepřesahují při bočním pohledu obrys dosedových segmentů 11 přistávací plošiny. Opěrné nohy 15 jsou na svých dolních koncích opatřeny patkami 151 uloženými na opěrných nohách 15 prostřednictvím neznázoměného všesměrového kloubu. V místě svého spojení s dosedovými segmenty 11 jsou opěrné nohy 15 opatřeny aretačním mechanismem 152 běžné konstrukce. S výhodou je výsuvný mechanismus opěrných noh 15 opatřen neznázoměným elektrickým pohonem, který je propojen s řídící jednotkou 3 a baterií 2, alternativně jsou opěrné nohy 15 teleskopicky vysunutelné manuálně. Jeden z dosedových segmentů 11 je na svém vnějším obvodu opatřeny madlem 4. Dva z krycích plátů 13 ležících vzájemně úhlopříčně jsou na svém povrchu opatřeny fotovoltaickým článkem 131. který je elektronicky propojen s baterií 2 a s řídící jednotkou 3. Druhé dva vzájemně úhlopříčně ležící krycí pláty 13 jsou na svém povrchu opatřeny fotogrammetrickým terčem 132, přičemž jeden z těchto krycích plátů 13 je ve svém vnitřním rohu na své ploše opatřen vodováhou 133 opatřenou neznázoměným čidlem propojeným s řídící jednotkou 3 a druhý z těchto krycích plátů 13 je ve svém vnitřním rohu na své ploše opatřen kamerou 134. Na svém vnějším okraji je každý z dosedových segmentů 11 opatřen navigačním světlem 5 připojeným přes řídící jednotku 3 k baterii 2. Ve svých vnějších rozích jsou dosedové segmenty 11 vybaveny magnety 6 pro jejich fixaci v přepravním stavu. Na svých bočních styčných plochách 111, kterými dosedové segmenty 11 k sobě navzájem přiléhají, jsou dosedové segmenty 11 opatřeny aretačními členy 7 běžné konstrukce.

Po dopravení přistávací plošiny na místo určené ke startu bezpilotní multikoptéry v transportním stavu dojde jednoduchým odtlačením dosedových segmentů 11 od sebe kjejich uvolnění a následně jejich složením do jedné roviny dojde k zapadnutí aretačních členů 7. Poté se vyklopí opěrné nohy 15 do pracovní polohy. Následně je aktivována řídící jednotka 3, která provede automatickou nivelaci dosedového tělesa 1 do horizontální roviny. Alternativně je nivelace provedena měně úpravou délky teleskopických opěrných nohou 15 pomocí vodováhy 133.

Průmyslová využitelnost

Přistávací plošina podle tohoto technického řešení je využitelná v letecké technice při provozu malých bezpilotních multikoptér či jiných bezpilotních letounů s kolmým startem. Zejména v případech velmi členitých terénů či silně znečištěného podloží, kdy je potřeba uchovat letounem nesenou techniku v čistotě, nebo v případě terénu zarostlého porostem typu trávy či zapadaného sněhem a podobně. Využití nalezne jak u filmařů, tak u inspekčních či záchranářských prací, případně ve stále více se rozvíjející oblasti doručování balíkových zásilek koncovému zákazníkovi bezpilotními letouny.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Přistávací plošina pro bezpilotní letouny s kolmým startem, zejména pro multikoptéry, tvořená dosedovým tělesem (1) opatřeným sklopnými opěrnými nohami (15), vyznačující se tím, že dosedové těleso (1) sestává ze čtyř čtvercových dosedových segmentů (11), které jsou sestaveny do čtverce a jsou mezi sebou spojeny třemi dvojicemi skrytých pantů (14) pro umožnění složení dosedového tělesa (1) do sestavy o půdorysu jednoho dosedového segmentu (11); že opěrné nohy (15) jsou teleskopické, jsou opatřeny stavitelným výsuvným mechanismem a na svých dolních koncích jsou opatřeny patkami (151) uloženými na nohách (15) prostřednictvím všesměrového kloubu; a že dosedové těleso (1) je opatřeno vodováhou (133) a na jeho horním povrchu je situován alespoň jeden fotogrammetrický terč (132).
2. 2. Přistávací plošina podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřena baterií (2) akní připojenou řídící jednotkou (3); že horní povrch dosedového tělesa (1) je opatřen fotovoltaickým článkem (131), na který je baterie (2) napojena; a že vodováha (133) je opatřena elektronickým snímačem připojeným k řídící jednotce (3), přičemž výsuvný mechanismus opěrných noh (15) je opatřen elektrickým pohonem, který je připojen jednak k baterii (2) a jednak k řídící jednotce (3).
3. 3. Přistávací plošina podle nároku 2, vyznačující se tím, že dosedové těleso (1) je opatřeno jednak alespoň jedním navigačním světlem (5) připojeným k baterii (2) přes řídící jednotku (3) a jednak kamerou (134) připojenou přes řídící jednotku (3) k baterii (2).
4. 4. Přistávací plošina podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že na jednom z dosedových segmentů (11) je upevněno madlo (4).