DE102013108206A1 - Aircraft, in particular multicopters and use of such, in particular for a flight ride - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen werden, basierend auf der DE 20 2012 001 750 U1, Weiterentwicklungen und Verwendungsmöglichkeiten von Fluggeräten, insbesondere elektrisch angetriebener Multicopter, für einen Einsatz in Fahrgeschäften.Proposed, based on DE 20 2012 001 750 U1, developments and uses of aircraft, in particular electrically powered multicopter, for use in rides.
Description
Die Erfindung betrifft ein Flug-Fahrgeschäft nach Anspruch 1 sowie eine Verwendung eines Fluggeräts – insbesondere elektrisch angetriebener Multicopter – nach Anspruch 9.The invention relates to a flight ride according to
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten von Fluggeräten – insbesondere elektrisch angetriebener Multicopter, vorzugsweise gemäß
Die Lösung dieser Aufgabe findet sich in den unabhängigen Ansprüchen, vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.The solution to this problem can be found in the independent claims, advantageous developments are defined in the subclaims.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft Flug-Fahrgeschäfte mit wenigstens einem Fluggerät in Form eines elektrisch angetriebenen Multicopters, welcher vorzugsweise gemäß
Aufgrund der leicht berrschbaren und insbesondere programmtechnisch vorgebbaren bzw. einschränkbaren Flugeigenschaften lassen sich insbesondere elektrisch angetriebene Multicopter, wie in der
Eine erste Weiterbildung der Idee sieht vor, dass der Luftraum durch mechanisch wirksame Sicherheitseinrichtungen, wie Netze, Gitter oder dergleichen, abgegrenzt ist, so dass der Besucher ihn mit dem Fluggerät nicht verlassen kann. Aufgrund der relativ großen Abmessungen des Fluggeräts müssen derartige Sicherheitseinrichtungen nicht übermäßig engmaschig ausgebildet sein, was noch zu einem relativ freien Fluggefühl beiträgt.A first development of the idea provides that the air space is delimited by mechanically effective safety devices, such as grids, grids or the like, so that the visitor can not leave it with the aircraft. Due to the relatively large dimensions of the aircraft, such safety devices do not have to be excessively tight-meshed, which still contributes to a relatively free flight feeling.
Im Zuge einer anderen Weiterbildung des Fahrgeschäfts kann vorgesehen sein, dass der Luftraum alternativ oder zusätzlich durch berührungslose Sicherheitseinrichtungen elektrisch, magnetisch oder optisch abgegrenzt ist, welche Sicherheitseinrichtungen mit einer Steuerung des Fluggeräts in Wirkverbindung stehen. Beispielsweise ohne Beschränkung könnten derartige Sicherheitseinrichtungen Lichtschranken oder dergleichen umfassen, welche anzeigen, wenn ein Fluggerät sich anschickt, den Luftraum zu verlassen. Die Sicherheitseinrichtungen kommunizieren in diesem Zusammenhang mit einer Steuerung des Fluggeräts und/oder einer übergeordneten Steuereinheit des Fahrgeschäfts und können auf diese Weise veranlassen, dass das Fluggerät seine Flugrichtung ändert, um den Luftraum nicht zu verlassen bzw. um nicht mit einer mechanisch wirksamen Sicherheitseinrichtung, welche vorzugsweise hinter der berührungslosen Sicherheitseinrichtung angeordnet ist, zu kollidieren.In the course of another development of the driving business can be provided that the air space is alternatively or additionally delimited electrically, magnetically or visually by non-contact safety devices, which safety devices are in operative connection with a control of the aircraft. For example, without limitation, such safety devices could include light barriers or the like which indicate when an aircraft is about to leave the airspace. The safety devices communicate in this context with a control of the aircraft and / or a higher-level control unit of the ride and can thus cause the aircraft changes its direction of flight so as not to leave the airspace or not with a mechanically effective safety device which is preferably arranged behind the non-contact safety device to collide.
Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrgeschäfts sieht vor, dass unterhalb des Luftraums weitere Sicherheitseinrichtungen vorgesehen sind, insbesondere in Form von Netzen, weichen Matten oder dergleichen. Diese weiteren Sicherheitseinrichtungen dienen dazu, das Fluggerät im höchst unwahrscheinlichen Falle eines Absturzes sicher aufzufangen, so dass der Besucher und das Fluggerät nicht zu schaden kommen.Yet another development of the driving business according to the invention provides that further safety devices are provided below the airspace, in particular in the form of nets, soft mats or the like. These additional safety devices serve to safely catch the aircraft in the most unlikely event of a crash, so that the visitor and the aircraft will not be harmed.
Wenn die genannten weiteren Sicherheitseinrichtungen als Netze ähnlich wie bei Trapezvorführungen im Zirkus ausgebildet sind, ist dafür Sorge zu tragen, dass die Netze weit genug nach unten durchfedern können. Vorzugsweise sind derartige Sicherheitseinrichtung also aufgehängt an einer Ständeranordnung oder dergleichen angeordnet.If the said other safety devices are designed as nets similar to trapeze demonstrations in the circus, care must be taken that the nets can deflect far enough downwards. Preferably, such safety device are thus suspended from a stator assembly or the like.
Eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrgeschäfts kann vorsehen, dass die mit dem Fluggerät erreichbare Flughöhe auf einen maximalen Wert begrenzt ist, vorzugsweise auf maximal 30 m. Dieser Wert entspricht vorzugsweise einer Flughöhe, bis zu welcher Fluggeräte grundsätzlich zulassungsfrei ist, was sich positiv auf die mögliche Realisierung des vorgeschlagenen Fahrgeschäfts auswirkt. Die Begrenzung der Flughöhe kann durch eine entsprechende steuerungstechnische Programmierung des Fluggeräts selbst bewirkt sein. Zusätzlich oder alternativ lässt sich die Flughöhe selbstverständlich durch entsprechende Ausgestaltung der beschriebenen Sicherheitseinrichtungen erreichen.Yet another refinement of the driving business according to the invention can provide that the altitude that can be reached with the aircraft is limited to a maximum value, preferably to a maximum of 30 m. This value preferably corresponds to an altitude, up to which aircraft is generally free of registration, which has a positive effect on the possible realization of the proposed ride. The limitation of the altitude can be effected by a corresponding control programming of the aircraft itself. Additionally or alternatively, the altitude can of course be achieved by appropriate design of the safety devices described.
Besonders interessant wird das erfindungsgemäße Fahrgeschäft im Zuge einer wieder anderen Weiterbildung, wenn mehrere Fluggeräte in ein und demselben Luftraum vorhanden sind, wobei vorgesehen sein kann, dass die mehreren Fluggeräte steuerungstechnisch miteinander interagieren, beispielsweise um Kollisionen zu vermeiden. Vorzugsweise geschieht dies durch eine entsprechende steuerungstechnische Programmierung der Fluggeräte selbst, welche optional über eine entsprechende Abstandssensorik verfügen können, wie z. B. von PKW-Einparkhilfen oder dergleichen bekannt. Es ist jedoch alternativ oder zusätzlich auch möglich, den Luftraum durch geeignete Sensorik zu überwachen, beispielsweise durch Kameras, um beim Auftreten entsprechender Gefahrensituationen von extern steuerungstechnisch in den Flugbetrieb eingreifen zu können.Of particular interest is the ride according to the invention in the course of another development, if several aircraft are present in the same airspace, it being possible for the several aircraft to interact with one another in terms of control technology, for example in order to avoid collisions. Preferably, this is done by a corresponding control programming of the aircraft themselves, which may optionally have a corresponding distance sensors, such. B. from car parking aids or the like. However, it is alternatively or additionally also possible to monitor the air space by suitable sensors, for example by cameras, in order to detect the occurrence of corresponding dangerous situations be able to intervene externally control technology in the flight operations.
Außerdem kann bei einem erfindungsgemäßen Fahrgeschäft noch vorgesehen sein, dass die Fluggeräte steuerungstechnisch ausgebildet sind für ein virtuelles Rempeln ohne tatsächliche Berührung der Fluggeräte untereinander. Dies kann dergestalt realsiert sein, dass die Fluggeräte (über geeignete Sensorik) oder die weiter oben angesprochenen Überwachungseinrichtungen erkennen, wenn sich zwei Fluggeräte relativ nahe kommen, so dass dann durch steuerungstechnischen Eingriff in die Flugbewegung ein Gegeneinanderstoßen der Fluggeräte simuliert werden kann.In addition, in a ride according to the invention can still be provided that the aircraft are control technology designed for a virtual shuffling without actual contact of the aircraft with each other. This can be realized in such a way that the aircraft (via suitable sensors) or the monitoring devices mentioned above recognize when two aircraft are relatively close, so that a collision of the aircraft can then be simulated by control intervention in the flight movement.
Weiterhin vorgesehen sein kann auch ein simuliertes Abschießen anderer Fluggeräte, beispielsweise mittels an Bord der Fluggeräte befindlicher Lichtpistolen oder dergleichen, sowie eine simulierte Bergung unter Verwendung einer Bergungsvorrichtung. Im Zuge der zuletzt genannten Ausgestaltung eignet sich das Fahrgeschäft auch als Simulator für die Ausbildung von Rettungspersonal, welches die Bergungsvorrichtung verwenden soll.Furthermore, a simulated launching of other aircraft, for example by means of light pistols on board the aircraft or the like, as well as a simulated recovery using a recovery device can also be provided. In the course of the latter embodiment, the ride is also suitable as a simulator for the training of rescue personnel who should use the recovery device.
Vorzugsweise werden alle vorstehend beschriebenen Abläufe durch ein Besucher des Fahrgeschäfts selbst veranlasst. Alternativ oder zusätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass fest vorgegebene Flugprogramme ablaufen, bei denen der Besucher nur mitfliegt, ohne selbst steuernd einzugreifen.Preferably, all the processes described above are caused by a visitor to the ride itself. Alternatively or additionally, however, there is also the possibility that permanently predetermined flight programs take place in which the visitor only flies without intervening in a self-controlling manner.
Insbesondere in dem zuletzt genannten Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass dass das Fluggerät bzw. die Fluggeräte zur Durchführung von Kunstflugmanövern eingerichtet ist oder eingerichtet sind. Solche Kunstflug-Manöver können – ohne Beschränkung – Loopings, Sturzflüge, Steilkurven oder dergleichen umfassen. Derartige Kunstflug-Manöver können automatisch-programmgesteuert ablaufen; es ist jedoch auch möglich, dass der Besucher selbst steuernd eingreift und die Durchführung eines (vorprogrammierten) Kunstflug-Manövers zumindest veranlasst, auch wenn er selbst das Manöver nicht selbst fliegt.In particular, in the latter context, it can be provided that the aircraft or the aircraft are set up or set up to perform aerobatic maneuvers. Such aerobatic maneuvers may include, without limitation, loops, dives, banked turns, or the like. Such aerobatic maneuvers can run automatically programmatically; however, it is also possible for the visitor to intervene in a controlled manner and at least to cause the execution of a (preprogrammed) aerobatics maneuver, even if he himself does not fly the maneuver himself.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese demnach die Verwendung eines Fluggeräts, vorzugsweise eines elektrisch angetriebenen Multikopters, welcher höchst vorzugsweise gemäß
Das Fahrgeschäft kann als stationäre oder als mobile Anlage ausgeführt sein.The ride can be designed as a stationary or mobile system.
Das Fahrgeschäft besteht gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung aus einem gesicherten Flugareal (dem Flug-Luftraum), Start/Landeslots (Start-/Lande-Luftraum) und einer Anzahl elektrisch angetriebener Multicopter (nachfolgend auch als „Volocopter” bezeichnet).The ride consists according to a preferred embodiment of a secured flight area (the flight-airspace), start / Landeslots (take-off / landing airspace) and a number of electrically powered multicopter (hereinafter also referred to as "Volocopter").
Das Starten und Landen der Volocopter wird vorzugsweise in integrierten oder an das Flugareal angebauten Start/Landeslots oder Start/Landedocks durchgeführt. Mögliche Ausführungen umfassen einzelne Slots, eine gemeinsame Start-/Lande-Fläche oder andere Lande- und Abflugbereiche.The launching and landing of the Volocopter is preferably carried out in integrated or flight-site-mounted takeoff / landing slots or takeoff / landing docks. Possible implementations include single slots, a common take-off / landing area or other landing and departure areas.
Das Einsteigen kann optional außerhalb der Start/Landezone stattfinden. Hierzu werden die Volocopter vorzugsweise mittels Laufband, großer Drehscheibe o. ä. vom Einstiegsort zum Abflugort transportiert.The boarding can optionally take place outside the take-off / landing zone. For this purpose, the Volocopter are preferably transported by treadmill, large hub o. Ä. From the entry point to the departure.
Das Flugareal befindet sich vorzugsweise im Freien und ist nach allen Seiten und nach oben mit einem Netz oder dergleichen gesichert, wie oben beschrieben.The flight area is preferably outdoors and is secured to all sides and upwards with a net or the like, as described above.
Optional kann das Flugareal auch mittels einer „unsichtbaren” elektronischen Begrenzung ausgestattet sein, bei der Sensoren/Sender am Boden die Begrenzung an die Volocopter meldet. Auch hierauf wurde schon detailliert hingewiesen.Optionally, the flight area can also be equipped with an "invisible" electronic limit, in which sensors / transmitters on the ground report the limit to the Volocopter. This has already been pointed out in detail.
Optional kann das Flugareal auch ausschließlich mittels programmierter Flugraumbegrenzungen in der Flugsteuerung der Volocopter erzeugt werden.Optionally, the flight area can also be generated exclusively by means of programmed flight limits in the flight control of the Volocopter.
Das Flugareal kann in beliebiger Größe ausgeführt sein, vorzugsweise B = 500 m, T = 300 m und H = 30 m (Breite, Tiefe, Höhe).The flight area can be designed in any size, preferably B = 500 m, T = 300 m and H = 30 m (width, depth, height).
Der Boden aller überflogenen Flächen ist vorzugsweise mit einer Dämmvorrichtung vorgesehen. Die Dämmvorrichtung kann mittels Netz, Dämmmaterial oder eines großen Luftkissens ausgeführt werden. Die Dämmvorrichtung ist vorzugsweise dafür ausgelegt, dass bei Abstürzen der Volocopter aus maximaler Flughöhe (Arealhöhe) keine Verletzungsgefahr für die im Volocopter befindlichen Personen besteht. Auch hierauf wurde oben schon hingewiesen.The bottom of all overflown surfaces is preferably provided with an insulating device. The insulation device can be carried out by means of mesh, insulation or a large air cushion. The insulation device is preferably designed so that when the Volocopter crashes from maximum altitude (altitude) there is no risk of injury to the persons in the Volocopter. This has already been pointed out above.
Bei den verwendeten Volocoptern sind die Rotoren vorzugsweise mit einem mechanischen Schutz versehen, höchst vorzugsweise Gitterkästen. Die Volocopter sind vorzugsweise so ausgeführt, dass sie bei Kollision mit den Flugraumbegrenzungen oder anderen Volocoptern nicht am Objekt der Kollision hängen bleiben können.In the Volocopter used the rotors are preferably provided with a mechanical protection, most preferably grid boxes. The Volocopter are preferably designed so that they can not be caught on the object of the collision in collision with the flight limits or other Volocopter.
Die Volocopter sind vorzugsweise mit einem einfachen Steuerungseingabegerät ausgestattet, höchst vorzugsweise mit einem Joystick. The Volocopter are preferably equipped with a simple control input device, most preferably with a joystick.
Die Volocopter können mit einer computergesteuerten Flugsteuerung ausgestattet sein, die weder gefährliche Flugmanöver ermöglicht, noch Kollisionen mit anderen Volocoptern oder den Begrenzungen der Flugarena (dem Luftraum) zulässt.The Volocopter can be equipped with a computer-controlled flight control, which does not allow dangerous maneuvers or collisions with other Volocopter or the limits of the Flugarena (airspace).
Die genau Position der Volocopter in der Arena, der jeweilige Abstand zu den anderen Volocoptern und der jeweilige Abstand zu den Flugraumbegrenzungen kann mit einem System von verschiedenen Sensoren, Sendern, Empfängern und Messgeräten ermittelt werden. Vorzugsweise kommen hierzu optische Messgeräte, Radar, Ultraschall, GPS und andere dafür in Frage kommende Messgeräte zum Einsatz. Diese Sensoren, Sender, Empfänger und Messgeräte können teilweise in den Volocoptern verbaut sein, teilweise an dafür günstige Positionen an der Flugraumbegrenzung.The exact position of the Volocopter in the arena, the distance to the other Volocopter and the distance to the flight limits can be determined with a system of different sensors, transmitters, receivers and gauges. For this purpose, optical measuring devices, radar, ultrasound, GPS and other suitable measuring devices are preferably used. These sensors, transmitters, receivers and gauges may be partially installed in the Volocopter, in part at favorable positions on the flight deck.
Die Kollisionsvermeidung im Betreib kann mittels unterschiedlicher redundanter Abstandserkennungs-Systeme durchgeführt werden. Hierzu zählen exemplarisch und ohne Beschränkung, auch in beliebiger Kombination: System 1, internes System: Bestehend u. a. aus einem Sensorsystem, das in jeden der Volocopter verbaut ist und den Abstand zu anderen Volocoptern und den Flugraumbegrenzungen rundum ermittelt, vorzugsweise durch Radar und/oder Laserkreiseltechnik.The collision avoidance in operation can be carried out by means of different redundant distance detection systems. These include examples and without limitation, in any combination:
System 2, externes System: Bestehend u. a. aus der Erfassung der Positionen aller Volocopter durch Sensoren, Sender, Empfänger und Messgeräte, die an den Flugraumbegrenzungen verbaut sind und somit die Position aller Volocopter aus externer Sicht erfassen, gemessene Annäherungen an die Steuerung der Volocopter melden und eine Kollision durch Beeinflussung der Flug-Steuerbewegungen der Volocopter verhindern.
System 3, virtuelles System: Erfassung aller Positionsdaten, die von intern und extern ermittelt werden. Einflussnahme erfolgt insbesondere auch dann, wenn System 1 und 2 keine Kollisionsgefahr melden.
In einem ersten Ausbau des Fahrgeschäftes sind vorzugsweise nur einfache, von den Gastpiloten (Besucher) selbst gesteuerte Flüge die Attraktion des Fahrgeschäftes.In a first expansion of the ride are preferably only simple, by the guest pilots (visitors) controlled flights the attraction of the ride.
Die Arenen werden vorzugsweise so ausgeführt, dass in den ersten Jahren des Betriebes der Flugarena nur einfache Flüge durchgeführt werden können. Das Fahrgeschäft kann dann nach z. B. sechs Jahren in verschiedene Ausführungen umgerüstet werden, nämlich – ohne Beschränkung – Ausführung 1: Virtueller Luftkampf; Ausführung 2: Kunstflug. Weitere Ausführungen sind möglich.The arenas are preferably designed so that only simple flights can be carried out in the first years of operation of the airline. The ride can then after z. For example, six years will be converted into different versions, namely - without limitation - version 1: virtual aerial combat; Version 2: aerobatics. Further versions are possible.
Mögliche, exemplarische Abwicklung eines Gastpiloten-Fluges:Possible, exemplary handling of a guest pilot flight:
Der Einflug von der Startbox (Start-/Lande-Luftraum) in die Flugarena (Flug-Luftraum) und Ausflug aus der Flugarena wieder zurück in die Startbox wird automatisch von der Flugsteuerung übernommen. Der Pilot (Besucher) kann in dieser Phase den Joystick bewegen wie er will, diese Steuereingaben werden nicht umgesetzt, der Volocopter fliegt autonom.The entry from the take-off box (take-off / landing airspace) into the flight arena (flight-air space) and out of the flying arena back into the starting box is automatically taken over by the flight control. The pilot (visitor) can move the joystick in this phase as he wants, these control inputs are not converted, the Volocopter flies autonomously.
In der Flugarena angekommen, halten die Volocopter automatisch die Höhe und Position, und der Gastpilot bekommt vom Volocopter die Steuerfreigabe für den „Freiflug”. Der Gastpilot kann nun den Volocopter frei in der Arena mit Kollisionsschutz herumfliegen.Arrived in the flight arena, the Volocopter automatically keep the altitude and position, and the guest pilot gets from the Volocopter the tax clearance for the "free flight". The guest pilot can now fly the Volocopter freely in the arena with collision protection.
Vorzugsweise können vom Piloten gesteuerte Flugbewegungen, die eine Kollision erzeugen würden, mit Zeitabzug von der zur Verfügung stehenden (bezahlten) Flugzeit bestraft werden.Preferably, pilot-controlled aircraft movements that would create a collision can be penalized with time deduction from the available (paid) flight time.
Sollte der Boden in einem Material ausgeführt sein, welche eine Landung der Volocopter nicht erlaubt, wird das Landen in der Arena durch die Kollisionsvermeidung verhindert.If the ground is in a material that does not allow a landing of the Volocopter, landing in the arena is prevented by the collision avoidance.
Bei Erreichen der vorgegebenen Flugzeit werden die Volocopter automatisch vom Steuersystem zurück zu ihren Startpositionen geflogen und gelandet.Upon reaching the given flight time, the Volocopter are automatically flown from the control system back to their starting positions and landed.
Optional können die Startboxen und Einflugkanäle (Verbindungen zwischen Start-/Lande-Luftraum und Flug-Luftraum) in die Arena so groß ausgestattet sein, dass die Gastpiloten mit dem Eingabegerät (Joystick) die Volocopter selbst starten und am Ende des Fluges auch wieder landen können. Ein automatischer Rückflug wird auch bei dieser Ausführung vom System bei Zeitüberschreitung eingeleitet.Optionally, the launch boxes and entry channels (connections between take-off / landing airspace and flight airspace) in the arena can be equipped so large that the guest pilots with the input device (joystick) start the Volocopter itself and at the end of the flight can land again , An automatic return flight is also initiated by the system on timeout in this execution.
Die Volocopter sind vorzugsweise mit Wechsel-Batterien ausgestattet und fliegen rein elektrisch. Optional können die Volocopter mit alternativen Energiequellen ausgestattet sein.The Volocopter are preferably equipped with removable batteries and fly purely electrically. Optionally, the Volocopter can be equipped with alternative energy sources.
Ein anderer Aspekt betrifft eine Bergungsvorrichtung für ein Fluggerät, vorzugsweise für einen elektrisch angetriebenen Multicopter, aufweisend einen Bergungsarm und ein biegeschlaffes Bergungsmittel, vorzugsweise Seil, welches Bergungsmittel mit einer Haltevorrichtung für einen zu bergenden Gegenstand oder eine zu bergende Person verbunden ist, vorzugsweise an seinem bezogen auf das Fluggerät distalen Ende, wobei der Bergungsarm an seinem bezogen auf das Fluggerät proximalen Ende ein Gelenkmittel zur gelenkigen Befestigung an dem Fluggerät aufweist und weiterhin dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das Bergungsmittel mit einem seitlichen Abstand zu einer Rotorebene oder einer sonstigen baulichen Erstreckung des Fluggeräts an den Gegenstand oder die Person zu übergeben bzw. am Bergungsort bereitzustellen.Another aspect relates to a recovery device for an aircraft, preferably for an electrically driven multicopter, comprising a salvage arm and a limp recovery means, preferably rope, which recovery means is connected to a holder for a property to be rescued or a person to be rescued, preferably at his related on the Aircraft distal end, wherein the salvage arm has at its relative to the aircraft proximal end of a hinge means for articulated attachment to the aircraft and further adapted and arranged to the rescue means with a lateral distance to a rotor plane or other structural extension of the aircraft to the To hand over the object or the person or to provide it at the place of recovery.
Anstelle des Begriffs „Bergungsmittel” wird nachfolgend ohne Beschränkung alternativ auch der Begriff „Bergungsseil” verwendet, was eine bevorzugte Ausführungsform darstellt.Instead of the term "rescue means", the term "rescue rope" is alternatively used below without restriction, which represents a preferred embodiment.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Fluggerät, vorzugsweise elektrisch angetriebener Multicopter, mit einer solchen Bergungsvorrichtung. Da das Fluggerät nicht bemannt zu sein braucht, sondern ferngesteuert sein kann, wird nachfolgend alternativ und ohne Beschränkung auch die Bezeichnung „Drohne” verwendet. Die Begriffe „Fluggerät” und „Drohne” werden im Folgenden weitestgehend synonym verwendet.Another aspect relates to an aircraft, preferably electrically powered multicopter, with such a recovery device. Since the aircraft does not need to be manned, but can be remotely controlled, the term "drone" is used alternatively and without limitation. The terms "aircraft" and "drone" are used in the following largely synonymous.
Der Bergungsarm kann als einseitiger Ausleger ausgeführt sein, um einer zu bergenden Person, im Folgenden auch ”Opfer” genannt, ein Bergungsseil oder ein anderes biegeschlaffes Bergungsmittel zu reichen. Die Verwendung ist jedoch nicht auf zu rettenden Personen beschränkt – auch Objekte können mittels geeigneter Bergungsmittel (Haken, Magnete, Saugnäpfe oder dgl.) geborgen werden.The salvage arm may be designed as a cantilever to reach a person to be rescued, also referred to below as a "victim", a salvage rope or another limp salvage. However, the use is not limited to persons to be rescued - even objects can be recovered by means of suitable recovery means (hooks, magnets, suction cups or the like).
Der Bergungsarm steht beim Start der Drohne vorzugsweise waagerecht seitlich ab. Im Flug kann der Bergungsarm individuell zwischen der beim Start waagerechten Position bis maximal in eine etwa senkrechte Position nach unten geschwenkt werden.The salvage arm is preferably horizontal when starting the drone. In flight, the salvage arm can be pivoted individually between the horizontal position at start up to a maximum in an approximately vertical position down.
Der Bergungsarm ist vorzugsweise sehr leicht ausgeführt, beispielsweise in Leichtmetall oder (faserverstärktem) Kunststoff, damit ein großer Abstand zwischen Bergungsstelle (Ort des Opfers) und Drohne gewährleistet werden kann. Der Arm kann in einem Stück (z. B. 20 m) ausgeführt sein; optional ist er verschiebbar und/oder verlängerbar (teleskopierbar) ausgeführt. Die Verlängerung des Arms kann ausfahrbar, ausklappbar, scherenartig oder mittels anderer Verlängerungs-Technik ausgeführt sein.The salvage arm is preferably made very light, for example in light metal or (fiber reinforced) plastic, so that a large distance between salvage point (victim's place) and drone can be guaranteed. The arm can be made in one piece (eg 20 m); Optionally, it is displaceable and / or extendable (telescopic). The extension of the arm can be extendable, foldable, scissor-like or carried out by other extension technique.
Der Bergungsarm kann im Zuge einer bevorzugten Ausgestaltung das Gewicht der zu bergenden Person oder des zu bergenden Objekts/Materials nicht tragen, sondern hat nur den Zweck, das Bergungsmittel zu übergeben.The salvage arm can not carry in the course of a preferred embodiment, the weight of the person to be sheltered or the object / material to be sheltered, but has only the purpose to hand over the salvage.
Unmittelbar nach Übergabe des Bergungsmittels, d. h. einem Ergreifen durch das Opfer oder einem Befestigen an einem zu bergenden Objekt kann das Bergungsmittel vom Bergungsarm freigegeben, d. h. abgekoppelt werden, und das Bergungsmittel/Bergungsseil hängt dann auf Zug belastet direkt an der Drohne.Immediately after transfer of the salvage, d. H. a gripping by the victim or attachment to an object to be sheltered, the salvage from the salvage arm released, d. H. be disconnected, and the salvage / salvage rope then depends on train loaded directly to the drone.
Entsprechend kann vorgesehen sein, dass das Bergungsmittel in einem ersten Betriebszustand entlang des Bergungsarms bis zu dessen distalem Ende geführt ist, und dass das Bergungsmittel in einem zweiten Betriebszustand ungeachtet einer verbleibenden Fixierung im Bereich des proximalen Endes des Bergungsarms bzw. am Fluggerät selbst im Wesentlichen von dem Bergungsarm entkoppelt ist und frei hängt.Accordingly, it can be provided that the recovery means is guided in a first operating state along the recovery arm to its distal end, and that the recovery means in a second operating state regardless of a remaining fixation in the region of the proximal end of the salvage arm or on the aircraft itself substantially from the recovery arm is decoupled and hangs freely.
Bei waagrechter Bergung bzw. Flugbewegung schwingt das Opfer unter die Drohne. Hierbei wird vorzugsweise eine Flugbewegung weg vom der kritischen Umgebung am Bergungsort (brennendes Haus oder dgl.) geflogen. Zudem wird das Pendelgewicht des Opfers/Objekts durch eine Steuerung des Fluggeräts vorzugsweise automatisch-selbstregelnd ausgeglichen. Dies kann durch vordefinierte Steuer-Algorithmen des Fluggeräts optimiert werden. Das anfängliche Schwingen der Bergungslast (Opfer/Objekt) unter die Drohne kann physikalisch die Abstandsgewinnung vom Objekt unterstützen.With horizontal recovery or flight movement, the victim swings under the drone. In this case, a flight movement is preferably flown away from the critical environment at the rescue location (burning house or the like). In addition, the pendulum weight of the victim / object is preferably compensated automatically by a control of the aircraft automatically-self-regulating. This can be optimized by predefined control algorithms of the aircraft. The initial swinging of the salvage load (victim / object) under the drone can physically assist in obtaining the distance from the object.
Das Opfer wird vorzugsweise bei der Bergung sanft auf den Boden abgesetzt, während die Drohne noch über dem Opfer schwebt. Der nächste Rettungsflug kann ohne Zwischenlandung der Drohne direkt nach Absetzen des Opfers erfolgen.The victim is preferably gently lowered to the ground while the drone is hovering over the victim. The next rescue flight can be made without stopping the drone directly after the victim is dropped off.
Der Bergungsarm wird beim Flug zum nächsten Einsatz oder zur Landung vorzugsweise zunächst in die ursprüngliche waagrechte Position gebracht.The salvage arm is preferably first brought to the original horizontal position during flight to the next use or landing.
Der Bergungsarm kann am seinem vorderen, distalen Ende mit einer Kommunikationseinheit (Kamera, Lautsprecher, Mikrophon, Monitor) ausgestattet sein. Hierüber kann eingesetztes Rettungs-Personal jederzeit mit dem Opfer kommunizieren und optisch die Situation erfassen. Zudem wird vorzugsweise das Gesicht des Anweisungen gebenden Retters auf dem Monitor gezeigt, um das Opfer auch direkt von Angesicht zu Angesicht ansprechen zu können.The salvage arm can be equipped at its front, distal end with a communication unit (camera, speaker, microphone, monitor). Used rescue personnel can use this to communicate with the victim at any time and visually capture the situation. In addition, preferably the face of the instructive rescuer is shown on the monitor in order to be able to address the victim directly face to face.
Weitere technische Anwendungen, wie Wärmebildkameras, Abstands-Radar usw. können zur optimalen Bergung bei schlechten Sichtbedingungen (z. B. starker Rauch) am Bergungsarm angebracht sein, vorzugsweise am distalen Ende.Other technical applications, such as thermal imaging cameras, proximity radar, etc., may be mounted on the recovery arm for optimal recovery in poor visibility conditions (eg, heavy smoke), preferably at the distal end.
Zum System gehört bei entsprechender Weiterbildung vorzugsweise noch eine externe Steuereinheit für die Steuerung der Drohne und eine weitere Steuereinheit für die Bedienung des Bergungsarms, die optische Kontrolle und die Kommunikation mit dem Opfer. Die beiden Steuereinheiten können baulich in einer Vorrichtung zusammengefasst sein.The system preferably also includes an external control unit for the control of the drone and a further control unit for the operation of the rescue arm, the optical control and the communication with appropriate training with the victim. The two control units can be structurally combined in one device.
Die Funktion der Abwinkelung und des zur Landung wieder nötigen Waagrechtstellens des Bergungsarms kann mittels einer elektrischen Seilwinde und einem um wenigstens eine Umlenkrolle laufenden Bergungsarm-Rückholseil ausgeführt sein.The function of the angulation and the landing again necessary for the landing of the salvage arm can be carried out by means of an electric winch and running around at least one pulley recovery arm-return rope.
Optional kann das Rückholen auch manuell von einem Piloten an Bord des dann bemannten (Rettungs-)Fluggeräts durch Einholen des Rettungsarm-Rückholseils durchgeführt werden.Optionally, retrieval may also be performed manually by a pilot on board the then manned (rescue) aircraft by retrieving the rescue arm return rope.
Optional kann eine am Boden stehende Person bei der Landung der Drohne den Arm manuell zur Seite klappen. Ohne Bodenpersonal kann der Bergungsarm nach dem Aufsetzen des Armendes (freies Ende des Bergungsarms) auf den Boden durch einen vom Aufsetzpunkt und in Klapprichtung weg gerichtet durchgeführten Landevorgang der Drohne soweit eingeklappt werden, dass die Drohne sicher auf dem Boden aufsetzen kann.Optionally, a person standing on the ground can manually fold the arm aside when the drone arrives. Without ground personnel, the salvage arm can be folded so far after placing the arm end (free end of the salvage arm) on the ground by a directed from the touchdown and folding direction landing the drone, that the drone can safely sit on the ground.
Optional kann der Schwenkmechanismus des Bergungsarms durch ein elektrisches, pneumatisches oder hydraulisches Gelenk oder mittels anderer Aktuatortechnik ausgeführt sein.Optionally, the pivot mechanism of the salvage arm may be implemented by an electric, pneumatic or hydraulic joint or by means of other actuator technology.
Am Ende des Bergungsmittels zur Personenrettung kann sich bei entsprechender Weiterbildung ein (Haupt-)Rettungsgriff befinden, den die zu rettende Person mit einer Hand greifen kann. Beim Greifen des Hauptrettungsgriffs wird bei entsprechender Weiterbildung vorzugsweise automatisch eine Schlinge um das Handgelenk und/oder um den Unterarm des Opfers gezogen. Dies kann mechanisch durch Ziehen am Griff oder automatisch erfolgen, z. B. durch ferngesteuertes aktives Auslösen durch das Rettungspersonal. Unmittelbar nach sicherer Fixierung des Opfers wird das Opfer durch Wegfliegen der Drohne von der kritischen Umgebung geborgen.At the end of the salvage for personal rescue can be with appropriate training a (main) rescue grip that can be grabbed the person to be rescued with one hand. When gripping the main rescue grip, a loop is preferably automatically pulled with appropriate development around the wrist and / or around the forearm of the victim. This can be done mechanically by pulling the handle or automatically, for. B. by remote-controlled active triggering by the rescue personnel. Immediately after secure fixation of the victim, the victim is recovered from the critical environment by flying away the drone.
Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die Haltevorrichtung als Handgriff und/oder als Schlinge ausgebildet ist, vorzugsweise in Kombination, so dass der Handgriff von einer zu bergenden Person durch die Schlinge hindurch ergreifbar ist.Accordingly, it can be provided that the holding device is designed as a handle and / or as a loop, preferably in combination, so that the handle of a person to be rescued by the loop through is graspable.
Optional kann das Fixieren des Opfers am Arm oder an einem anderen Körperteil mittels einer anderen Technik und einer entsprechend ausgeführten Halterung durchgeführt werden.Optionally, the fixation of the victim on the arm or on another body part can be carried out by means of another technique and a correspondingly executed holder.
Das Auslösen des Abflugimpulses zum Wegfliegen der Drohne von der kritischen Umgebung wird vorzugweise durch das Rettungspersonal nach Kontrolle der Fixierung des Opfers erfolgen. Optional kann das Auslösen des Abflugimpulses automatisch durch eine Fixierungsbestätigung des Systems (z. B. durch Erreichen einer gewissen Zugkraft am Rettungsgriff) oder aktiv durch das Opfer, z. B. über die Kommunikationseinrichtung, ausgeführt werden.Triggering the take-off pulse to fly the drone away from the critical environment is preferably done by the rescue personnel after checking the victim's fixation. Optionally, the triggering of the take-off pulse may be automatic by a fixation acknowledgment of the system (eg, by reaching some pull on the rescue handle) or actively by the victim, e.g. B. over the communication device, running.
Etwas oberhalb am Rettungsseil kann ein weiterer Griff mit Sicherungsschlinge angebracht sein, den das Opfer während dem Bergungsflug zusätzlich greifen kann. Mit dieser kann das Opfer die Hängelast auf beide Arme verteilen.Somewhat above the rescue rope, another grip with safety sling can be attached, which the victim can additionally grasp during the salvage flight. With this, the victim can distribute the suspension load on both arms.
Eine Rettung an einem Arm ist immer möglich. Dabei kann es bei der Bergung zu leichten bis mittleren Verletzungen des Opfers im Bereich von Schulter, Arm oder Hand kommen. Mit solchen Verletzungen ist zu rechnen, deshalb muss bei einem Rettungseinsatz die Verhältnismäßigkeit der vorgeschlagenen Bergungsmethode vom Rettungspersonal abgewogen werden.A rescue on one arm is always possible. During recovery, minor or moderate injuries to the victim in the area of the shoulder, arm or hand can occur. Such injuries are to be expected, therefore, in a rescue operation, the proportionality of the proposed recovery method must be balanced by the rescue personnel.
Sollte eine nicht unmittelbar lebensbedrohliche Situation für das Opfer bestehen, kann alternativ folgendes Rettungsverfahren angewendet werden:
Am Rettungsgriff oder an einer zusätzlich am Bergungsmittel angebrachten Öse kann ein leicht anzuziehendes Rettungsgeschirr/Gurtzeug mittels Karabiner angehängt sein und somit dem Opfer beim Anflug überreicht werden. Das Opfer kann dann das Gurtzeug selbst vom Bergungsmittel abnehmen, es anlegen, und sich daraufhin selbst wieder an das Rettungsseil/Rettungsgriff anhängen. Danach wird die Fixierung von der zu bergenden Person oder von an der Bergungsstelle selbst befindlichem Rettungspersonal oder/und durch die Person, die die Drohne steuert, mittels Kamera kontrolliert, und die Entscheidung für den Abflug gefällt.In the event of a not immediately life-threatening situation for the victim, alternatively the following rescue procedure can be used:
On the rescue handle or on an additionally attached to the salvage eyelet an easy to be attracted rescue harness / harness be attached by means of carabiners and thus be handed over to the victim on approach. The victim can then remove the harness itself from the salvage, put it on, and then attach itself to the rescue rope / rescue handle again. Thereafter, the fixation is controlled by the person to be rescued or by rescue personnel at the salvage site itself and / or by the person controlling the drone by means of a camera, and the decision to depart is made.
Optional können durch eine fernsteuerbare Greif-Vorrichtung auch ohne am Bergungsort befindliches Rettungs-Personal reglose bzw. bewusstlose Personen am Bergungsseil fixiert und geborgen werden.Optionally, by means of a remotely controllable gripping device, even without rescue personnel located at the rescue location, it is possible to immobilize and rescue motionless or unconscious persons on the rescue rope.
Am Bergungsseil kann optional mittels Karabiner oder dgl. Material angehängt und geborgen werden.The rescue rope may optionally be attached and retrieved using a carabiner or the like.
Optional kann mittels eines fernsteuerbaren (Saug-)Greifers oder dergleichen am Bergungsarm Materialbergung ohne am Bergungsort befindliche Personen erfolgen, indem das Material ergriffen und geborgen wird.Optionally, by means of a remotely controllable (suction) gripper or the like on the salvage arm, material can be recovered without people located at the place of recovery by grasping and recovering the material.
Ein anderer Aspekt betrifft ein Fluggerät, vorzugsweise elektrisch angetriebener Multicopter, welches höchst vorzugsweise gemäß
Das Fluggerät ist somit leicht an unterschiedlichste Verwendungen anpassbar, z. B. Personentransport, Bergungseinsatz (siehe oben), Materialtransport, Luftüberwachung, Aufnahme von Luftbildern oder dgl.The aircraft is thus easily adaptable to a variety of uses, eg. B. transport of persons, rescue operation (see above), material transport, aerial surveillance, aerial photography or the like.
In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Zentralmodul zum lösbaren mechanischen Verbinden zumindest der Auslegerarme mit der Trageinheit und/oder zum trennbaren elektrischen Verbinden zumindest der Rotor-Motor-Einheiten und der Trageinheit mit einer in dem Zentralmodul angeordneten Steuereinheit für das Fluggerät ausgebildet ist, sowie vorzugsweise weiterhin zum trennbaren elektrischen Verbinden von an den Auslegerarmen angeordneten Sensoren mit der Steuereinheit.In a further development it can be provided that the central module is designed for the releasable mechanical connection of at least the extension arms to the support unit and / or for the separable electrical connection of at least the rotor motor units and the support unit to a control unit for the aircraft arranged in the central module, as well preferably further for the separable electrical connection of arranged on the cantilever arms sensors with the control unit.
Außerdem kann zu diesem Zweck noch vorgesehen sein, dass die Auslegerarme in das Zentralmodul einsteckbar und anschließend geeignet daran fixierbar sind.In addition, it can still be provided for this purpose that the extension arms can be inserted into the central module and then suitably fixed thereto.
Auf diese Weise erhält man ein besonders einfach und klein zerlegbares Fluggerät.In this way, you get a particularly simple and small collapsible aircraft.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further features and advantages of the invention will become apparent from the figure description with reference to the drawing.
Die genannten Rotoreinheiten
Die Auslegerarme
Der Zentralpod
In
In der Darstellung gemäß
Der Zentralpod
Gemäß der Darstellung in
An dem distalen Ende des Bergungsarms
Mögliche Verletzungen der Person
Speziell zeigt
In welcher Weise ist es insbesondere unter Verwendung der übergeordneten Steuereinheit
Der Luftraum ist in seiner Höhe H auf beispielsweise 30 m begrenzt, so dass die Fluggeräte
Unterhalb des Luftraums
Selbstverständlich ist unter Umständen die Höhe der Ständer
In
Das Rastermaß R der vorzugsweise kubisch ausgeführten Start-Lande-Lufträume
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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