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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein unbemanntes schwebefähiges, vertikal start- und landefähiges Fluggerät, mit vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen, die über eine Tragstruktur miteinander verbunden sind, denen jeweils eine Rotationsachse zugeordnet ist, die in einer Ausgangsstellung parallel zueinander orientiert sind, sowie einer an der Tragstruktur angebrachten Sensoreinheit zur Fluglageerfassung sowie einer mit den motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen verbundenen Steuereinheit zur Flugüberwachung.
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Stand der Technik
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Gattungsgemäße unbemannte Fluggeräte, die auf dem Hubschrauberprinzip basieren und zum Ausführen vertikaler Start- und Landemanöver sowie des Schwebefluges befähigt sind, gewinnen zunehmend an Interesse sowohl für wissenschaftliche als auch kommerzielle Einsatzzwecke, zumal derartige unbemannte Fluggeräte nahezu beliebig skalierbar, insbesondere kompakt und klein bauend ausgestaltet werden können und darüber hinaus über exzellente, stabile Flugeigenschaften verfügen, die denen von Flächenflugzeugen überlegen sind.
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Eines der Hauptanwendungsgebiete dieser unbemannten Fluggeräte betrifft die Untersuchung bzw. Inspektion von Objekten und Arealen jeglicher Art, zu deren gesamtheitlichen visuellen bzw. messtechnischen Erfassen es unter Einsatz alternativer Techniken weitaus größeren Aufwendungen in Bezug auf Kosten, Zeit und instrumenteller Infrastruktur bedarf. Insbesondere für die Untersuchung schwer zugänglicher und für den Menschen gefährlicher Objekte und Areale bieten sich fernsteuerbare oder sich autonom fortbewegende, gattungsgemäße Fluggeräte an, die mit geeigneten Sensoren sowie auch wenigstens einer Kamera zur visuellen Erfassung eines zu untersuchenden Objektes bzw. Areals bestückt sind.
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Gilt es beispielsweise ein optisch hoch auflösenden Szenebild von einem zu inspizierenden Objekt, beispielsweise von einem Gebäude, zu erstellen, so wird in der Regel eine Vielzahl von Einzelbildern von dem Objekt aufgenommen. Hierzu wird die an dem Fluggerät angebrachte Kamera in einem vorgebbaren Abstand zum Objekt und längs einer in Abhängigkeit von Form, Größe und Beschaffenheit des zu inspizierenden Objektes abhängigen Bewegungstrajektorie bewegt, während die Kamera mit einer vorgegebenen Bildwiederholfrequenz Einzelbilder von dem zu inspizierenden Objekt aufnimmt.
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Die während des Vorbeifluges aufgenommene Vielzahl von Einzelbildern wird in einem nachgeordneten Bildbearbeitungsprozess mit Hilfe der so genannten Stitching-Technik, mit der ein nahtloses Zusammenfügen jeweils zweier Bilder zu einem Gesamtbild möglich ist, zu einen hoch auflösenden Gesamtbild des zu inspizierenden Objektes zusammengefügt. Hierbei kommt es jedoch häufig vor, dass einzelne Bildaufnahmen über eine unzureichende Qualität verfügen und als Ausschuß der weiteren Bildbearbeitung nicht zur Verfügung gestellt werden können. Die verminderte Bildqualität rührt unter anderem von unkontrollierten Schwenkbewegungen her, die das Fluggerät vollzieht, wodurch die Blickrichtung der Kamera nachhaltig beeinflusst wird. Bei der Bildauswertung gilt es somit fehlerhafte Einzelbildaufnahmen von den Übrigen zu selektieren, mit denen ein nahtloses Zusammenfügen zu einem hoch auflösenden Gesamtbild möglich ist.
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Mit heutigen unbemannten Fluggeräten der vorstehenden Gattung, an denen zu Zwecken zumindest einer Lagestabilisierung der an dem Fluggerät angebrachten Kamera eine kardanische Aufhängemechanik eingesetzt wird, kann der Anteil an unbrauchbarem Bildmaterial zur Erstellung eines hoch auflösenden Gesamtbildes reduziert werden, gleichwohl können erfahrungsgemäß lediglich 10% aller aufgenommenen Bilder zur Gesamtbilderstellung verwendet werden. Der Rest muss als Ausschuss betrachtet werden. So enthalten als fehlerhaft zu beurteilende Bildaufnahmen gegenüber einer exakten Horizontausrichtung schräg zur Horizontlinie geneigte Bildausschnitte, wodurch ein nahtloses Zusammenfügen zweier relativ zur Horizontlinie benachbart aufgenommener Einzelbilder nicht möglich ist. Ein Verkippen bzw. ein Neigen der zumeist fest an dem unbemannten Fluggerät montierten Kamera rührt systembedingt von der Navigation des auf dem Hubschrauberprinzip basierenden Fluggerätes her, zu dessen Fortbewegung, beispielsweise längs einer horizontalen Bewegungstrajektorie, die durch die Rotorblattanordnung vorgegebene Rotationsebene in Fortbewegungsrichtung zu neigen ist, wodurch auch das gesamte Fluggerät eine entsprechende Lageänderung erfährt, die sich jedoch in Bezug auf die vorstehend erwähnte Bildaufnahme nachteilhaft auswirkt.
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An sich bekannte, unbemannte gattungsgemäße Fluggeräte verfügen zumeist über eine geradzahlige Anzahl n von motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen, die über eine feste Tragstruktur miteinander verbunden sind. Die Rotationsachsen der motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen sind typischerweise parallel zueinander orientiert und die Drehrichtungen der einzelnen Rotoren sind derart aufeinander abgestimmt, so dass sich ein auf das Fluggerät auswirkendes Gesamtdrehmoment vollständig aufhebt, d. h. eine Hälfte der Rotorblattanordnungen rotiert im Uhrzeigersinn, die Andere entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn. Zu Zwecken der Navigation und dem Ausführen koordiniert kontrollierter Flugbewegungen sind an der Tragstruktur sowohl wenigstens eine Sensoreinheit zur Fluglageerfassung sowie eine mit den motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen verbundene Steuereinheit zur Flugüberwachung vorgesehen. Als typisches Beispiel sei ein an sich bekannter Oktokopter genannt, der über acht motorisch angetriebene Rotorblattanordnungen verfügt, die an einer Tragstruktur, zumeist gleich verteilt um einen, dem Fluggerät zuordenbaren Schwerpunkt angebracht sind. Der Durchmesser einer virtuellen Kreislinie, längs der die acht motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen angebracht sind, weist typischerweise Durchmesser in der Größenordnung von 1 m oder kleiner auf. Derartige Oktokopter vermögen Nutzlasten von bis zu 2 kg zu tragen und ermöglichen in Abhängigkeit der mitgeführten Batteriekapazität für die Stromversorgung der acht elektromotorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen Maximalflugzeiten von etwa 20 Minuten.
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Aus
DE 20 2012 011 054 U1 ist ein Fluggerät bekannt, das vier starr an einem Grundkörper befestigte Antriebseinheiten sowie vier vollkardanisch aufgehängte Antriebseinheiten aufweist. Die starren Antriebseinheiten sind lasttragend, wohingegen die vollkardanisch aufgehängten Antriebseinheiten der horizontalen Beschleunigung dienen.
US 2006/0226281 A1 offenbart ein Fluggerät mit vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen, die jeweils schwenkbar gelagert sind. In
US 2012/0043413 A1 wird ein Fluggerät mit vier schwenkbar gelagerten Antriebseinheiten gezeigt. Aus
WO 2010/128489 A2 ist ein fernsteuerbares Fluggerät mit vier Rotoren bekannt, deren Rotorachsen in einem Winkelbereich von 0 bis 20° einstellbar sind, um Roll- und Nickbewegungen zu absorbieren und die laterale Stabilität des Fluggeräts während des Flugs zu beeinflussen.
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US 2009/0283629 A1 zeigt ein Fluggerät mit vier Antriebseinheiten, bei dem die Rotorarmanordnungen sowie die die Rotoren umgebenden Schutzvorrichtungen demontierbar sind. Die Antriebseinheiten sind während des Fluges nicht schwenkbar.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein unbemanntes, schwebefähiges, vertikal start- und landefähiges Fluggerät anzugeben, das bei navigationsbedingten Positionsänderungen keine oder nur vernachlässigbar große Lageänderungen im Sinne von Nick- Roll- oder Gierbewegungen, in Bezug auf die Tragstruktur des Fluggerätes erfährt, um auf diese Weise die Voraussetzung dafür zu schaffen, dass bei visuellen Objektuntersuchungen mit Hilfe fluggerätgestützter Bildaufnahmesysteme der Anteil von durch störende Schwenkbewegungen verursachten Ausschuss an Bildmaterial signifikant reduziert bis hin zu vollständig vermieden werden soll.
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Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Merkmale, die den Lösungsgedanken in vorteilhafter Weise auszubilden in der Lage sind, sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele beschrieben.
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Ein lösungsgemäßes unbemanntes, vertikal start- und landefähiges sowie schwebefähiges Fluggerät weist vier motorisch angetriebene Rotorblattanordnungen auf, die über eine Tragstruktur miteinander verbunden sind und denen jeweils eine Rotationsachse zugeordnet ist, die in einer Ausgangsstellung parallel zueinander orientiert sind und die jeweils schwenkbar um wenigstens eine Schwenkachse, die jeweils orthogonal zur Rotationsachse der vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen orientiert ist, an der Tragstruktur gelagert sind. Die Tragstruktur ist in Art eines „H” ausgebildet, mit zwei gleichlangen, parallel zueinander verlaufenden Tragstrebenelementen, die jeweils mittig über eine orthogonal zu diesen orientierte Verbindungsstrebe miteinander verbunden sind. An beiden Enden der Tragstrebenelemente ist jeweils eine der motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen angebracht, deren Rotationsachsen in der Ausgangsstellung eine durch die Tragstrebenelemente und die Verbindungsstrebe aufgespannte Ebene orthogonal schneiden. Die an den Enden längs jeweils eines Tragstrebenelementes angebrachten, motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen sind mittels wenigstens eines ersten servomotorisch angetriebenen, an der Tragstruktur angebrachten Schwenkmechanismus einzeln oder gemeinsam um eine dem jeweiligen Tragstrebenelement zugeordneten ersten Längsachse schwenkbar. Die Tragstrebenelemente sind einzeln oder gemeinsam mittels wenigstens eines zweiten servomotorisch angetriebenen, an der Tragstruktur angebrachten Schwenkmechanismus um eine der Verbindungsstrebe zugeordneten zweiten Längsachse, die orthogonal zur ersten Längsachse orientiert ist, schwenkbar.
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Zur dreidimensionalen Positionsänderung eines unbemannten Fluggerätes mit vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen werden in üblicher Weise die Rotationsgeschwindigkeiten jeder einzelnen Rotorblattanordnung aufeinander abgestimmt, um das Fluggerät längs der drei Raumachsen, x-, y- und z-Achse, eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems zu bewegen. Zur Illustration dieses an sich bekannten Bewegungsprinzips sei auf 2 verwiesen, die in vier Einzelbilddarstellungen a, b, c, d jeweils über eine symmetrisch, kreuzförmig ausgebildete Tragstruktur T vier motorisch angetriebene Rotorblattanordnungen 1, 2, 3, 4 darstellen. Die innerhalb der Rotorblattanordnungen 1, 2, 3, 4 angedeuteten Pfeile geben den jeweiligen Drehsinn sowie in Abhängigkeit der Pfeilstärke die jeweilige Drehgeschwindigkeit der Rotorblattanordnungen 1, 2, 3, 4 an.
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Im Falle der 2a werden die entgegen des Uhrzeigersinns rotierenden Rotorblattanordnungen 1, 3 mit einer geringeren Rotationsgeschwindigkeit betrieben, als die im Uhrzeigersinn rotierenden Rotorblattanordnungen 2, 4. Dies führt zu einem auf die Tragstruktur T wirkenden Drehmoment τ entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, d. h. die Tragstruktur T und damit das gesamte Fluggerät vollzieht eine Drehung um die z-Achse nach links. Mit anderen Worten, das Fluggerät vollzieht eine Gierbewegung um die Hochachse nach links. Im Fall der Bilddarstellung gemäß 2b ist der umgekehrte Fall illustriert, bei dem das Fluggerät eine Gierbewegung um die Hochachse z nach rechts durchführt, wobei die Rotorblattanordnungen 1, 3 mit einer höheren Rotationsgeschwindigkeit betrieben werden als die Rotorblattanordnungen 2, 4. Im Falle der 2c führt das Fluggerät eine kontrollierte Vertikalbewegung längs der z-Achse aus. Im Falle der 2d ist die Fortbewegung des Fluggerätes längs einer horizontalen Richtung, im dargestellten Beispiel nach rechts längs der x-Achse orientiert, wobei die Rotationsgeschwindigkeit der Rotorblattanordnung 2 größer ist als die der Rotorblattanordnung 2 diametral gegenüberliegende Rotorblattanordnung 4. In diesem Fall neigt sich die Tragstruktur T des Fluggerätes um die y-Achse, um den Vortrieb längs der x-Achse zu ermöglichen. Das Fluggerät vollzieht somit eine Rollbewegung nach rechts um die y-Achse.
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Die vorstehend erläuterten Lageänderungen des Fluggerätes, insbesondere die erforderliche Rollbewegung in 2d zur Ausübung einer geradlinigen Fortbewegung längs der x-Achse, wirken sich störend auf die Bildaufnahme zur visuellen Inspektion von Objekten aus, die es lösungsgemäß zu vermeiden gilt. Insbesondere Roll- und Nickbewegungen um Horizontalachsen sowie auch so genannte Gierbewegungen um die Hochachse, die der z-Achse im kartesischen Koordinatensystem entspricht, gilt es aus Gründen einer möglichst störungsfreien translatorischen Bewegung einer an einem Fluggerät angebrachten Kamera zu vermeiden.
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In Abkehr von bisher bekannten Fluggeräten mit einer geradzahligen Vielzahl motorisch angetriebener Rotorblattanordnungen, deren Rotationsachsen jeweils starr über eine Tragstruktur miteinander verbunden sind, ermöglicht das lösungsgemäße Fluggerät zur Einleitung bzw. Änderung von Bewegungszuständen ein Verkippen bzw. Schwenken der Rotationsachsen der Rotorblattanordnungen um wenigstens eine, vorzugsweise zwei orthogonal zu den jeweiligen Rotationsachsen orientierten Schwenkachsen, so dass die Schwenkbewegungen der Rotorblattanordnungen relativ zur Tragstruktur des Fluggerätes ausgeführt werden können.
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Je nach Ausbildung und Anordnung der vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen an der Tragstruktur sind die jeweils motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen einzeln, in ausgewählten Gruppen, die jeweils m = 4/(2·i) Rotorblattanordnungen umfassen, mit i = 1 oder 2 oder gesamtheitlich um die jeweils wenigstens eine Schwenkachse, vorzugsweise wenigstens zwei Schwenkachsen auslenkbar gelagert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rotationsachsen der vier motorisch angetriebenen Roboterblattanordnungen gleich verteilt um einen, dem Fluggerät zugeordneten Schwerpunkt bzw. um eine den Schwerpunkt schneidende Raumachse angeordnet.
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Im lösungsgemäß ausgebildeten Fluggerät ist die Tragstruktur in Art eines „H” ausgebildet, d. h. die Tragstruktur verfügt über zwei gleich lang parallel zueinander verlaufende Tragstrebenelemente, die jeweils mittig über eine orthogonal zu den Tragstrebenelementen orientierte Verbindungsstrebe miteinander verbunden sind. An jeweils beiden Enden der Tragstrebenelemente ist eine der motorisch angetriebenen Roboterblattanordnungen angebracht, deren Rotationsachsen in der Ausgangsstellung, d. h. bei jeweils parallel zueinander orientierten Rotationsachsen, wie sie in der Start-, Schwebe- oder Landephase eingenommen wird, die durch die Tragstrebenelemente und die Verbindungsstrebe aufgespannte Ebene orthogonal schneiden. Zum Zwecke des Schwenkens bzw. Neigens der Rotationsachse der einzelnen motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen ist jeweils ein erster servomotorisch angetriebener Schwenkmechanismus an der Tragstruktur angebracht, so dass die an den Enden der Tragstrebenelemente angebrachten Rotorblattanordnungen entweder einzeln, paarweise oder gesamtheitlich um jeweils eine den jeweiligen Tragstrebenelemente zugeordnete Längsachse schwenkbar sind. Ferner werden die Tragstrebenelemente einzeln oder gemeinsam mittels wenigstens eines zweiten servomotorisch angetriebenen, an der Tragstruktur angebrachten Schwenkmechanismus um eine der Verbindungsstrebe zugeordneten zweiten Längsachse, die orthogonal zu den Längsachsen der Tragstrebenelemente orientiert ist, geschwenkt werden. Zur näheren Erläuterung der orthogonal zueinander orientierten Schwenkachsen, um die die vier jeweils an der „H”-förmigen Tragstruktur angebrachten motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen geschwenkt werden können, sei auf ein im Weiteren illustriertes Ausführungsbeispiel verwiesen.
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Mit Hilfe der schwenkbaren Anbringung motorisch angetriebener Rotorblattanordnungen an einer Tragstruktur eines Fluggerätes ist es möglich, eine Positionsänderung im dreidimensionalen Raum des Fluggerätes durchzuführen, ohne dabei die räumliche Lage des Fluggerätes selbst zu ändern. Hierbei wird das Fluggerät ausgehend von einem ersten Bewegungszustand, in dem sich das Fluggerät beispielsweise in einer horizontalen Fluglage befindet und entweder einen stationären Schwebezustand einnimmt oder sich längs einer horizontalen Bewegungstrajektorie gleichförmig fortbewegt, in einen zweiten Bewegungszustand überführt, ohne dabei die horizontale Fluglage zu verändern, und dies lediglich durch Verkippen der Rotationsachse wenigstens eines der vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen um wenigstens eine Schwenkachse, die orthogonal zur Rotationsachse der wenigstens einen Rotorblattanordnung orientiert ist.
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Vorzugsweise werden zur Änderung des Bewegungszustandes des Fluggerätes längs einer horizontalen Bewegungsebene, die der x-y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems entspricht, wenigstens zwei der vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen derart aufeinander abgestimmt um die den jeweiligen Rotorblattanordnungen zugeordneten Rotorachsen geschwenkt, so dass das Fluggerät eine ausschließlich längs der x-y-Ebene wirkende Beschleunigungskraft erfährt. Hierbei können optional die Motordrehzahlen der vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen mit Hilfe einer bordeigenen Steuereinheit derart aufeinander abgestimmt werden, um möglicherweise geringfügig auftretende Roll-, Nick- und/oder Gierbewegungen des Fluggerätes nahezu vollständig auszuschließen.
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Eine vorstehende zusätzliche Korrektur bzw. Anpassung der Motordrehzahlen der jeweiligen motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Fluggerätes nicht nötig, das über vier motorisch angetriebene Rotorblattanordnungen verfügt, die jeweils an den Ecken eines virtuellen Vierecks angeordnet sind, dessen Zentrum von einer den Schwerpunkt des Fluggerätes schneidenden Schwerpunktachse durchsetzt wird. Wird eine Änderung des Bewegungszustandes eines derartigen Fluggerätes längs einer geradlinigen Bewegungstrajektorie durchgeführt, die die Schwerpunktachse sowie eine geometrische Mitte einer Viereckseite des virtuellen Vierecks schneidet, so können während der Änderung des Bewegungszustandes des Fluggerätes die Drehzahlen sämtlicher motorisch angetriebener Rotorblattanordnungen konstant gehalten werden. Weitere diesbezügliche Einzelheiten können einem illustrierten Ausführungsbeispiel im Weiteren entnommen werden.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
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1 schematisierte Draufsicht eines lösungsgemäß ausgebildeten Fluggerätes in Art eines Quadokopters mit „H”-förmiger Tragstruktur,
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2 Illustrationen einer konventionellen Quadokopter-Anordnung zur Verdeutlichung der Lageänderung durch Drehzahlvariation der einzelnen motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen,
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3 Illustrationen von Kräften und Drehmomenten, die bei einem lösungsgemäß ausgebildeten Fluggerät mit vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen bei einer „H”-förmigen Tragstruktur auftreten,
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Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
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Die Tragstruktur T des in 1 illustrierten Fluggerätes ist in Art eines „H” ausgebildet, d. h. die Tragstruktur T verfügt über zwei gleichlang zueinander verlaufende Tragstrebenelemente 7, 8 auf, die beide mittig über eine orthogonal zu den Tragstrebenelementen 7, 8 orientierte Verbindungsstrebe 9 miteinander verbunden sind. An den Enden der beiden Tragstrebenelemente 7, 8 sind die motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen 1, 2, 3, 4 angebracht. Die Rotationsachsen R1 bis R4 sind in einer Ausgangsstellung parallel zueinander orientiert.
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Längs der Tragstrebenelemente 7, 8 sind servomotorisch angetriebene Schwenkmechanismen S1, S2, S3, S4 integriert, mit denen ein Verschwenken der einzelnen Rotorblattanordnungen 1, 2, 3, 4 um die Längserstreckungen der jeweiligen Tragstrebenelemente 7, 8 möglich ist. Dies ist durch die Doppelpfeileintragungen entsprechend kenntlich gemacht. So vermag bspw. der servomotorisch angetriebene Schwenkmechanismus S3 die Rotationsachse R3 der dritten Rotorblattanordnung 3 um die eingetragene y-Richtung entweder in oder entgegengesetzt zur x-Richtung zu verschwenken. Das gleiche gilt auch für die entsprechenden servomotorisch angetriebenen Schwenkmechanismen S1, S2 und S4.
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Längs der Verbindungsstrebe 9 sind weitere servomotorisch angetriebene Schwenkmechanismen S5, S6 vorgesehen, durch die entweder ein einheitliches oder getrenntes Verschwenken der Tragstrebenelemente 7, 8 um die Längsrichtung der Verbindungsstrebe 9 möglich ist. Somit vermag bspw. der servomotorisch angetriebene Schwenkmechanismus S5 das Tragstrebenelement 7 um die x-Achse in Richtung oder entgegengesetzt zur y-Richtung zu verschwenken, wodurch gleichzeitig die Rotorblattanordnungen 1, 4 um die der x-Achse entsprechenden Längsrichtung der Verbindungsstrebe 9 geschwenkt werden kann. Das gleiche gilt auch für den servomotorisch angetriebenen Schwenkmechanismus S6, der das Tragstrebenelement 8 um die x-Achse zu schwenken vermag.
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Das in 1 illustrierte Fluggerät vermag somit die Rotationsachsen R1 bis R4 der Rotorblattanordnungen 1 bis 4 sowohl um die x- als auch um die y-Achse kontrolliert zu schwenken. Zwar können die in 1 eingezeichneten servomotorisch angetriebenen Schwenkmechanismen S1 bis S6 einzeln und unabhängig voneinander angesteuert werden, es bietet sich jedoch in vorteilhafter Weise an, die separaten Schwenkmechanismen S1 und S4 zu kombinieren, so dass die Rotorblattanordnungen 1, 3 gemeinsam um die Längsachse der Verbindungsstrebe 7 kontrolliert verschwenkbar sind. Eine entsprechende Kombination bietet sich ebenfalls für die servomotorisch angetriebenen Schwenkmechanismen S2 und S4 an sowie auch für die servomotorischen Schwenkmechanismen S5 und S6.
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In 3 ist ein Fluggerät mit vier motorisch angetriebenen Rotorblattanordnungen gezeigt, die über eine H-förmig ausgebildete Tragstruktur T verbunden sind. In der Illustration gemäß 3 sind die physikalischen Parameter der wirkenden Kräfte und Drehmomente sowie auch Drehgeschwindigkeit angegeben.
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Das lösungsgemäße Fluggerät sowie das lösungsgemäße Verfahren zur lagestabilisierten Fortbewegung des Fluggerätes, vorzugsweise längs einer geradlinig horizontal orientierten Bewegungstrajektorie, ermöglichen eine Fortbewegung ohne nennenswerte Verkippungen der Tragstruktur, an der zu Inspektionszwecken eine Kamera befestigt ist. Durch die bewusste Vermeidung jeglicher Nick-, Gier- und Rollbewegungen aufgrund einer kontrolliert und aufeinander abgestimmten Verkippung einzelner oder sämtlicher Rotorblattanordnungen um deren jeweilige Rotationsachse können signifikant verbesserte, stabile Fluglagen erzielt werden, die eine erhebliche Qualitätsverbesserung bei der visuellen Aufnahme von zu inspizierenden Objekten nach sich führt. Durch die raumstabile, vorzugsweise horizontal ausgerichtete Fluglage eines sich relativ gegenüber einem zu inspizierenden Objekt fortbewegenden Fluggerätes, kann der Ausschuss von nicht brauchbarem Bildmaterial signifikant reduziert werden, so dass die Bevorratung leistungsstarker Speichermedien sowie auch entsprechender leistungsstarker Energiequellen an Bord derartiger Inspektionsfluggeräte nicht mehr in dem Maße erforderlich ist, wie bei konventionellen Flugsystemen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2, 3, 4
- Rotorblattanordnung
- 5
- Steuereinheit
- 6
- Sensoreinheit
- T
- Tragstruktur
- T1, T2, T3, T4
- Verbindungsstrebe
- S1, S2, S3, S4,
- Erste servomotorisch angetriebene Schwenkeinheit
- S5, S6
- Zweite servomotorisch angetriebene Schwenkeinheit
- R1, R2, R3, R4
- Rotationsachse
- 7, 8
- Tragstrebenelement
- 9
- Verbindungsstrebe
