DE102015205154A1

DE102015205154A1 - Device for transporting and holding loads on surfaces, and method for operating a device

Info

Publication number: DE102015205154A1
Application number: DE102015205154.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Winkler; Steffen PETEREIT; Slawomir Sander; Ulli Hoffmann; Andreas Michaels
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2016-09-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Transportieren und Halten von Lasten an Oberflächen, umfassend zumindest eine Aufnahmeeinheit (14) zum Aufnehmen einer Last, zumindest eine Haftkrafterzeugungseinheit zur Erzeugung einer Haftkraft zwischen der Vorrichtung (1) und einer Oberfläche (5), sowie eine Steuereinheit (3) zum Steuern der Haftkrafterzeugungseinheit, wobei die Vorrichtung (1) eine Haftkraftmesseinheit zum Bestimmen der Haftkraft zwischen der Vorrichtung (1) und der Oberfläche (5) aufweist, wobei die Steuereinheit (3) ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der mit der Haftkraftmesseinheit ermittelten Haftkraft die Haftkrafterzeugungseinheit zu steuern und wobei die Haftkrafterzeugungseinheit dazu ausgebildet ist, die Vorrichtung (1) zu bewegen.The invention relates to a device (1) for transporting and holding loads on surfaces, comprising at least one receiving unit (14) for receiving a load, at least one adhesive force generating unit for generating an adhesive force between the device (1) and a surface (5), and a control unit (3) for controlling the adhesion force generating unit, the device (1) having an adhesion force measuring unit for determining the adhesion force between the device (1) and the surface (5), the control unit (3) being formed as a function of the adhesion force measuring unit determined adhesion force to control the adhesive force generating unit and wherein the adhesive force generating unit is adapted to move the device (1).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to a device and a method according to the preamble of the independent claims.

Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung, die Lasten transportieren und an bestimmten Orten halten kann. The invention relates to a transport device that can transport loads and hold in certain locations.

Bekannt sind unbemannte Luftfahrzeuge, sogenannte Dronen, die im zivilen Bereich zur Überwachung, Erkundung und Aufklärung, beispielsweise bei Demonstrationen oder Großveranstaltungen eingesetzt werden. Beim Einsatz im urbanen Umfeld werden beispielsweise helikopterähnliche Dronen, insbesondere Multikopter, verwendet, die mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet sind. Diese Sensoren können beispielsweise als optische Überwachungskameras ausgestaltet sein.Are known unmanned aerial vehicles, so-called drones, which are used in the civilian area for monitoring, reconnaissance and reconnaissance, for example, during demonstrations or major events. When used in an urban environment, for example, helicopter-like drones, in particular multicopters, are used, which are equipped with different sensors. These sensors can be designed, for example, as optical surveillance cameras.

Aus der DE 10 2010 038 661 A1 ist ein solches unbemanntes Luftfahrzeug bekannt, das zusammen mit einer Erntemaschine und einem Transportfahrzeug in der Landwirtschaft verwendet wird. From the DE 10 2010 038 661 A1 Such an unmanned aerial vehicle is known, which is used together with a harvester and a transport vehicle in agriculture.

Ferner sind auch Vorrichtungen bekannt, deren Haftkraft zwischen der Vorrichtung und einer Oberfläche beispielsweise durch einen Unterdruck oder durch magnetische, elektromagnetische und/oder elektroadhäsive Verbindung hergestellt wird. Furthermore, devices are known whose adhesive force between the device and a surface, for example, by a negative pressure or by magnetic, electromagnetic and / or electro-adhesive compound is made.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Haftkrafterzeugungseinheit nicht nur zum Erzeugen einer Haftkraft zwischen der Vorrichtung und einer Oberfläche genutzt werden kann, sondern auch zum Bewegen der Vorrichtung. Dadurch kann in der Vorrichtung eine zusätzliche Einheit eingespart werden, die die Vorrichtung antreibt bzw. bewegt. Da die Vorrichtung eine Lastaufnahmeeinheit aufweist, ist die Vorrichtung auch zum Transportieren von Lasten geeignet. Dadurch wird auch das Gewicht der Vorrichtung reduziert. Insbesondere bei einer batteriebetriebenen Vorrichtung kann dadurch die Betriebszeit erheblich erhöht werden. The device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that the adhesive force generating unit can be used not only for generating an adhesive force between the device and a surface, but also for moving the device. As a result, an additional unit can be saved in the device, which drives or moves the device. Since the device has a load-bearing unit, the device is also suitable for transporting loads. This also reduces the weight of the device. In particular, in a battery-powered device, the operating time can be significantly increased.

Dies wird erreicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere zum Transportieren und Halten von Lasten an Oberflächen, umfassend zumindest eine Aufnahmeeinheit zum Aufnehmen einer Last, zumindest eine Haftkrafterzeugungseinheit zur Erzeugung einer Haftkraft zwischen der Vorrichtung und einer Oberfläche, sowie eine Steuereinheit zum Steuern der Haftkrafterzeugungseinheit, wobei die Vorrichtung eine Haftkraftmesseinheit zum Bestimmen der Haftkraft zwischen der Vorrichtung und der Oberfläche aufweist, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der mit der Haftkraftmesseinheit ermittelten Haftkraft, die Haftkrafterzeugungseinheit zu steuern und wobei die Haftkrafterzeugungseinheit dazu ausgebildet ist, die Vorrichtung zu bewegen. This is achieved by a device according to the invention, in particular for transporting and holding loads on surfaces, comprising at least one receiving unit for receiving a load, at least one adhesive force generating unit for generating an adhesive force between the device and a surface, and a control unit for controlling the adhesive force generating unit the device has an adhesion force measuring unit for determining the adhesive force between the device and the surface, wherein the control unit is designed to control the adhesive force generating unit in dependence on the adhesion force determined by the adhesion force measuring unit, and wherein the adhesive force generating unit is configured to move the device.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.

Zweckmäßigerweise ist die Haftkrafterzeugungseinheit als Rotor bzw. Propellerantrieb, vorzugsweise als Impellerantrieb ausgestaltet. Die Ausgestaltung als Impellerantrieb lässt einerseits eine effiziente Erzeugung eines Auftriebs und Vortriebs zu, andererseits kann dadurch einfacherweise nach dem Verbinden des Impellerantriebs mit einer Oberfläche in dem Zwischenraum ein Unterdruck erzeugt werden, wobei eine Haftkraft erzeugt wird, die die Vorrichtung an die Oberfläche drückt. Conveniently, the adhesive force generating unit is designed as a rotor or propeller drive, preferably as an impeller drive. The design as an impeller drive allows on the one hand an efficient generation of buoyancy and propulsion, on the other hand, this can easily be generated after connecting the impeller drive with a surface in the gap, a negative pressure, wherein an adhesive force is generated, which presses the device to the surface.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Umrandung des Impellerantriebs ein Dichtungselement aufweisen, wie beispielsweise eine Gummilippe. Dies hat den Vorteil, das nach Verbinden der Vorrichtung mit einer Oberfläche der Unterdruck von dem Impellerantrieb leichter aufrecht erhalten werden kann, da die Leckage an der Umrandung des Impellerantriebs reduziert wird, der sich in Kontakt mit der Oberfläche befindet. Dies ist insbesondere bei nicht ganz ebenen bzw. rauen Oberflächen vorteilhaft, da sich solch ein weiches Dichtungselement der Oberfläche gut anpasst und etwaige Unebenheiten ausfüllt. In a further embodiment of the invention, a border of the impeller drive may comprise a sealing element, such as a rubber lip. This has the advantage that after connecting the device to a surface, the vacuum from the impeller drive can be more easily maintained, as the leakage at the periphery of the impeller drive, which is in contact with the surface, is reduced. This is particularly advantageous for not quite flat or rough surfaces, since such a soft sealing element of the surface fits well and fills any bumps.

Vorteilhaft ist ferner, wenn die Vorrichtung mindestens ein Dämpfungselement zur Dämpfung eines Anpralls der Vorrichtung an der Oberfläche aufweist. Denn dadurch kann gewährleistet werden, dass die Vorrichtung beim Verbinden mit der Oberfläche nicht beschädigt wird. Sollte die Vorrichtung mit einer zu hohen Geschwindigkeit auf die Oberfläche auftreffen, so gewährleistet das Dämpfungselement, dass die überschüssige Energie von diesem Dämpfungselement absorbiert wird. Ein solches Dämpfungselement kann beispielsweise eine Feder mit Dämpfer, oder einzelne oder mehrere überfederte Stempel mit Friktionsdämpfung sein. Es ist auch denkbar, dass die Dämpfungsfunktion auch von dem Dichtungselement übernommen wird, welches an der Umrandung des Impellerantriebs angebracht ist. It is also advantageous if the device has at least one damping element for damping an impact of the device on the surface. Because this can ensure that the device is not damaged when connecting to the surface. Should the device impinge on the surface at too high a speed, the damping element ensures that the excess energy is absorbed by this damping element. Such a damping element can be, for example, a spring with a damper, or one or more spring-loaded punches with friction damping. It is also conceivable that the damping function is also taken over by the sealing element, which is attached to the edge of the impeller drive.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Energieversorgungseinheit, insbesondere ein Batterie- und/oder ein Akkumodul, aufweist. Dabei kann es sich sowohl um ein fest verbautes als auch um ein auswechselbares Batterie- bzw. Akkumodul handeln. Dadurch ist gewährleistet, dass die Vorrichtung zumindest eine gewisse Zeit lang energieautark betrieben werden kann. In a further embodiment of the invention it is provided that the device has a Power supply unit, in particular a battery and / or a battery module has. This can be both a permanently installed and an exchangeable battery or accumulator module. This ensures that the device can be operated energy self-sufficient at least for a certain time.

Zweckmäßigerweise weist die Vorrichtung eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem Kontroll- und/oder Steuermodul auf. Dabei kann es sich sowohl um eine kabelgebundene als auch um eine kabellose Schnittstelle, insbesondere eine WLAN-, eine Bluetooth-Verbindung, eine Funkverbindung, oder um eine Infrarotschnittstelle handeln. Dies hat den Vorteil, dass sich die Vorrichtung fernsteuern lässt und dass sich auch mehrere Vorrichtungen untereinander vernetzen können. The device expediently has a communication interface for communication with a control and / or control module. This can be both a wired and a wireless interface, in particular a WLAN, a Bluetooth connection, a radio link, or an infrared interface. This has the advantage that the device can be remotely controlled and that several devices can network with each other.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung Mittel zur Bestimmung einer Position und/oder einer Bewegung aufweist, insbesondere eine Inertialsensorik oder ein GPS-Modul. Es ist auch denkbar, dass zu diesem Zweck die Kommunikationsschnittstelle zur Funktriangulation verwendet wird. Unter einer Inertialsensorik können mechanische Sensoren oder mikromechanische Sensoren wie beispielsweise Beschleunigungssensoren oder Drehratensensoren verstanden werden. Dies hat den Vorteil, dass über diese Mittel erkannt wird, ob sich die Vorrichtung bewegt, wo sie sich befindet, in welche Richtung sie sich bewegt und wie schnell sie sich bewegt und/oder ob sie gerade beschleunigt wird. Ferner kann vorteilhafterweise erkannt werden, ob eine Vorrichtung, die zuvor fest mit einer Oberfläche in Verbindung war, sich bewegt und dadurch Gefahr läuft, sich ungewollt von der Oberfläche zu lösen. In solch einem Fall wird die Bewegung detektiert und die Haftkrafterzeugungseinheit bzw. der Impellerantrieb werden derart angesteuert, dass die Haftkraft zwischen der Vorrichtung und der Oberfläche wieder soweit erhöht wird, dass die Vorrichtung an der Oberfläche sicher anhaftet. Furthermore, it is advantageous if the device has means for determining a position and / or a movement, in particular an inertial sensor system or a GPS module. It is also conceivable that the communication interface for radio triangulation is used for this purpose. An inertial sensor system may be understood as meaning mechanical sensors or micromechanical sensors such as, for example, acceleration sensors or yaw rate sensors. This has the advantage that it is detected by these means, whether the device moves, where it is located, in which direction it moves and how fast it moves and / or if it is just accelerated. Furthermore, it can be advantageously recognized whether a device which was previously firmly connected to a surface moves and thereby runs the risk of unintentionally detaching itself from the surface. In such a case, the movement is detected and the adhesive force generating unit or the impeller drive are controlled such that the adhesive force between the device and the surface is increased again so far that the device adheres to the surface safely.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung Mittel zum Verbinden der Vorrichtung mit wenigstens einer weiteren Vorrichtung zum Transportieren und Halten von Lasten an Oberflächen. Durch diese Verbindungsmittel können zwei oder mehrere der zuvor genannten Vorrichtungen miteinander gekoppelt werden wodurch sich weitere Vorteile ergeben. Da die Erzeugung und das Halten eines Unterdrucks zwischen der Vorrichtung und der Oberfläche weniger Energie benötigt, als das Aufrecht erhalten eines Schwebezustands in der Luft, können bei Kopplung mehrerer Vorrichtungen miteinander, bzw. nebeneinander oder auch untereinander, einzelne Vorrichtungen bzw. deren Impellerantriebe die Haftkrafterzeugung für alle gekoppelten Vorrichtungen übernehmen. Dadurch lässt sich die Energiebilanz insgesamt weiter verbessern. Die Vorrichtungen bzw. deren Haftkrafterzeugungseinheiten oder Impellerantriebe müssen dabei nicht baugleich im Sinne ihrer Größe, ihrer Schubkraft oder ihrer Funktion ausgeführt sein. Optional können die Rotorblätter des Impellerantriebs in ihrem Anstellwinkel verändert werden, was gerade bei untereinander gekoppelten Modulen zu einer weiteren Effizienzsteigerung führt. In a further embodiment of the invention, the device comprises means for connecting the device to at least one further device for transporting and holding loads on surfaces. By means of these connecting means, two or more of the aforementioned devices can be coupled together, which results in further advantages. Since the generation and holding of a negative pressure between the device and the surface requires less energy than maintaining a suspended state in the air, individual devices or their impeller drives can generate adhesive force when a plurality of devices are coupled together or side by side for all coupled devices. As a result, the overall energy balance can be further improved. The devices or their adhesive force generating units or impeller drives need not be constructed identically in terms of their size, their thrust or their function. Optionally, the rotor blades of the impeller drive can be changed in their angle of attack, which leads to a further increase in efficiency, especially in mutually coupled modules.

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Transportieren und Halten von Lasten an Oberflächen ist vorgesehen, dass eine Haftkrafterzeugungseinheit zur Bewegung der Vorrichtung derart gesteuert wird, dass eine Haftkraft zwischen der Vorrichtung und einer Oberfläche mittels einer Haftkraftmesseinheit bestimmt wird, Ferner wird die Haftkrafterzeugungseinheit in Abhängigkeit von der mit der Haftkraftmesseinheit bestimmten Haftkraft derart gesteuert, dass die Vorrichtung an der Oberfläche anhaftet. Die Vorteile dieses Verfahrens sind analog zu obigen Ausführungen unter anderem darin zu sehen, dass die Haftkrafterzeugungseinheit nicht nur zur Erzeugung einer Haftkraft genutzt werden kann, sondern auch zum Erzeugen eines Auftriebs und eines Vortriebs der Vorrichtung, um damit Lasten an eine bestimmte Stelle einer Oberfläche zu transportieren und dort zu halten. Ferner muss die Haftkrafterzeugungseinheit nicht durchgängig mit voller Leistung betrieben werden, sondern kann, in Abhängigkeit von der Haftkraft, die zwischen der Vorrichtung und der Oberfläche besteht, mit einer geringeren Leistung betrieben werden, sobald die Vorrichtung an einer Oberfläche anhaftet.In a method of operating a device for transporting and holding loads on surfaces, it is provided that an adhesion force generating unit for moving the device is controlled so as to determine an adhesion force between the device and a surface by means of an adhesion force measuring unit. Further, the adhesive force generating unit becomes dependent controlled by the adhesive force determined by the adhesion force such that the device adheres to the surface. The advantages of this method are analogous to the above statements, inter alia, that the adhesive force generating unit can be used not only to generate an adhesive force, but also to generate a buoyancy and a propulsion of the device so as to loads to a specific point of a surface transport and keep there. Further, the adhesive force generating unit need not be consistently operated at full power, but may be operated at a lower power depending on the adhesive force existing between the device and the surface as the device adheres to a surface.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Haftkrafterzeugungseinheit zur Bewegung der Vorrichtung durch ein externes Gerät gesteuert wird. Das externe Gerät kann hierbei beispielsweise eine durch einen Benutzer bedienbare Steuereinheit sein, die durch eine drahtlose Verbindung mit der Vorrichtung verbunden ist. Dadurch kann ein Benutzer die Haftkrafterzeugungseinheit und damit auch die gesamte Vorrichtung aus der Ferne steuern bzw. bedienen. Diese Bedienung kann neben der Bewegung der Vorrichtung auch den Vorgang des Verbindens der Vorrichtung mit einer Oberfläche, das Erzeugen und Halten einer Haftkraft zwischen der Vorrichtung und einer Oberfläche sowie das Absenken der Haftkraft zwischen der Vorrichtung und einer Oberfläche und das damit verbundene Lösen der Vorrichtung von der Oberfläche beinhalten. Diese Aufzählung ist nicht abschließend. Generell ist unter der Bedienung durch ein externes Gerät das Fernsteuern der gesamten Vorrichtung durch einen Benutzer in all ihren Funktionen zu verstehen. Furthermore, it is advantageous if the adhesive force generating unit is controlled to move the device by an external device. The external device may in this case be, for example, a user-operable control unit, which is connected to the device by a wireless connection. This allows a user to remotely control or operate the adhesive force generating unit and thus also the entire device. This operation may include, besides the movement of the device, also the operation of bonding the device to a surface, creating and holding a force of adhesion between the device and a surface, and lowering the adhesive force between the device and a surface and releasing the device associated therewith include the surface. This list is not exhaustive. In general, the operation by an external device means the remote control of the entire device by a user in all its functions.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Figuren und aus den abhängigen Ansprüchen. Further advantages will become apparent from the following description of embodiments with reference to the figures and from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings with reference to several figures and explained in more detail in the following description.

Es zeigen: Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Ausgestaltungsform eines Impellerantriebs; 1 a schematic representation of a side view of a device according to the invention in the embodiment of an impeller drive;

2 eine schematische Darstellung in der Draufsicht von oben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Ausgestaltungsform eines Impellerantriebs; 2 a schematic representation in plan view from above of a device according to the invention in the embodiment of an impeller drive;

3 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht von erfindungsgemäß miteinander gekoppelten Vorrichtungen zum Transportieren und Halten von Lasten an Oberflächen; 3 a schematic representation of a side view of inventively coupled devices for transporting and holding loads on surfaces;

4 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 4 a flow diagram of a method according to the invention for operating a device according to the invention;

5 ein Flussdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 5 a flowchart for illustrating the method according to the invention;

6a bis 6d eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kopplung von mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Transportieren und Halten von Lasten an Oberflächen bei einem Schreitvorgang. 6a to 6d a schematic representation of a coupling according to the invention of several devices according to the invention for transporting and holding loads on surfaces in a walking process.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Transportieren und Halten von Lasten an Oberflächen gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist eine Haftkrafterzeugungseinheit auf, die in dieser Ausführungsform als Impellerantrieb 2 ausgestaltet ist. Die Vorrichtung 1 weist weiterhin ein vorzugsweise zylinderförmiges Gehäuse 6 auf, welches das mechanische Gerüst für die Vorrichtung 1 bildet. An runden Seitenwänden auf der Außenseite des Gehäuses 6 sind mindestens zwei, sich gegenüberliegende Kopplungseinheiten 13 angebracht. Die Kopplungseinheiten 13 sind dazu ausgebildet, zwei oder mehrere Vorrichtungen 1 miteinander mechanisch zu verbinden, beispielsweise über Schraub- oder Steckverbindungen, Bajonettverschlussverfahren oder auch über diverse Kombinationen dieser Verbindungen. Es ist auch denkbar, dass die Verbindung zwischen den Kopplungseinheiten 13 über magnetische, elektromagnetische oder elektroadhäsive Verbindungen hergestellt wird. Generell ist diesen Verbindungen zu eigen, dass sie einfach zu schließen, einfach zu öffnen und in geschlossenem Zustand mechanisch stabil sind. In 1 is a schematic representation of a device 1 for transporting and holding loads on surfaces. The device 1 has an adhesive force generating unit, which in this embodiment as an impeller drive 2 is designed. The device 1 furthermore has a preferably cylindrical housing 6 on which the mechanical framework for the device 1 forms. On round side walls on the outside of the case 6 are at least two opposing coupling units 13 appropriate. The coupling units 13 are designed to be two or more devices 1 mechanically connect to each other, for example via screw or plug connections, bayonet locking or over various combinations of these compounds. It is also conceivable that the connection between the coupling units 13 via magnetic, electromagnetic or electro-adhesive connections. As a general rule, these connections are easy to close, easy to open, and mechanically stable when closed.

Die Kopplungseinheiten 13 können in einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung in mehrfacher Ausführung am Gehäuse 6 vorzugsweise an den Seitenwänden des Gehäuses 6 angebracht sein.The coupling units 13 can in a further embodiment of the invention in multiple design on the housing 6 preferably on the side walls of the housing 6 to be appropriate.

Des Weiteren ist auf der Unterseite des Gehäuses 6 eine Aufnahmeeinheit 14 angebracht, die in der hier gezeigten Ausführungsform über Stege 34 mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Aufnahmeeinheit 14 kann beispielsweise eine Fläche 15 zum Aufnehmen einer Last aufweisen, wie beispielsweise einem zusätzlichen Akkumoduls 18. Ferner kann alternativ oder ergänzend in der hier gezeigten Ausführungsform auf der Unterseite der Fläche 15 oder des Gehäuses 6 eine Seilwinde 16 angebracht sein. Furthermore, on the bottom of the case 6 a recording unit 14 attached, which in the embodiment shown here via webs 34 connected to the housing. The recording unit 14 for example, a surface 15 for receiving a load, such as an additional battery module 18 , Furthermore, alternatively or additionally, in the embodiment shown here on the underside of the surface 15 or the housing 6 a winch 16 to be appropriate.

Ferner weist das Gehäuse 6 elastische Dämpfungselemente 9 auf, die sich an der Oberseite des Gehäuses 6 in konischer Form anschließen, jedoch vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Gehäuse 6 verbunden sind. Diese Dämpfungselemente 9 nehmen einen Teil der kinetischen Energie, bzw. des Impulses auf, welche, bzw. welcher bei einem Anprall der Vorrichtung 1 mit einer Oberfläche 5 auftritt. An das Gehäuse 6 bzw. das Dämpfungselement 9 ist ein Dichtungselement 8 angebracht, welches eventuell auftretende Zwischenräume zwischen der Vorrichtung 1 und der Oberfläche 5, abdichtet. Furthermore, the housing has 6 elastic damping elements 9 on, located at the top of the case 6 connect in a conical shape, but preferably cohesively with the housing 6 are connected. These damping elements 9 take part of the kinetic energy, or the pulse, which, or which in an impact of the device 1 with a surface 5 occurs. To the case 6 or the damping element 9 is a sealing element 8th attached, which possibly occurring gaps between the device 1 and the surface 5 , seals.

Der Impellerantrieb 2 befindet sich im Inneren des Gehäuses 6 und weist neben einem inneren Gehäuse 33, das mechanisch mit dem äußeren Gehäuse 6 verbunden ist und das vorzugsweise mittig in diesem angeordnet ist, Rotorblätter 32 auf, die über eine Antriebswelle 35 mit einem Motor 31 im Inneren des inneren Gehäuses 33 verbunden sind. Der Motor 31 treibt über die Antriebswelle 35 die Rotorblätter 32 an, welche sich fakultativ in ihrem Anstellwinkel verstellen lassen. Ferner weist der Impellerantrieb 2 im inneren Gehäuse 33 eine Steuereinheit 3 auf, die den Impellerantrieb 2 und die zugehörigen, Übrigen im Folgenden genannten Komponenten der Vorrichtung 1, steuert. Daneben weist der Impellerantrieb 2 im inneren Gehäuse 33 ein Akkumodul 10 auf, welches die Stromversorgung der Vorrichtung 1 gewährleistet. Der Impellerantrieb 2 weist im inneren Gehäuse 33 weiterhin eine Kommunikationsschnittstelle 11 auf, mit der die Vorrichtung 1 über ein drahtloses Netzwerk mit weiteren Vorrichtungen 1 und/oder mit einer zentralen Kontrolleinheit 36, welche ebenfalls eine Kommunikationsschnittstelle 37 aufweist, kommunizieren kann. Des Weiteren weist der Impellerantrieb 2 im inneren Gehäuse 33 eine Inertialsensorik 12 auf, mit der die Position, die translatorische und rotatorische Geschwindigkeit und/oder die translatorische und rotatorische Beschleunigung in allen drei Raumrichtungen der Vorrichtung 1 bestimmt werden kann.The impeller drive 2 is inside the case 6 and has next to an inner housing 33 that mechanically with the outer housing 6 is connected and which is preferably arranged centrally in this, rotor blades 32 on, which has a drive shaft 35 with a motor 31 inside the inner case 33 are connected. The motor 31 drives over the drive shaft 35 the rotor blades 32 which can be optionally adjusted in their angle of attack. Furthermore, the impeller drive 2 in the inner housing 33 a control unit 3 on that the impeller drive 2 and the associated, Remaining components of the device mentioned below 1 , controls. Next to it is the impeller drive 2 in the inner housing 33 a battery module 10 on which the power supply of the device 1 guaranteed. The impeller drive 2 has inside housing 33 furthermore a communication interface 11 on, with the device 1 over a wireless network with other devices 1 and / or with a central control unit 36 which also has a communication interface 37 has, can communicate. Furthermore, the impeller drive 2 in the inner housing 33 an inertial sensor 12 on, with which the position, the translational and rotational speed and / or the translational and rotational acceleration in all three Spatial directions of the device 1 can be determined.

Ferner weist die Vorrichtung auf der Innenseite des Gehäuses 6, vorzugsweise an den Seitenwänden, in einem Volumen 38, welches sich oberhalb der Rotorblätter 32 befindet, Drucksensoren 4 auf. In diesem Volumen bildet sich bei einem Verbinden der Vorrichtung 1 mit einer Oberfläche 5 ein Unterdruck aus, da die Rotorblätter 32 die verbleibende Luft in diesem Volumen nach unten beschleunigen. Die Drucksensoren 4 können als auf Normaldruck von 1 bar kalibrierte piezoresistive Drucksensoren ausgebildet sein. Sinkt der Luftdruck in einem Volumen 38 oberhalb der Rotorblätter 32 und unterhalb der Oberfläche 5, so wird der sich ausbildende Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Volumen 38 und einem außerhalb des Volumens 38 angenommenen Luftdruck von 1 bar von den kalibrierten, piezoresistiven Drucksensoren gemessen und an die Steuereinheit 3 weitergeleitet. Das Steuerverfahren wird in der Beschreibung zu 5 näher erläutert.Furthermore, the device has on the inside of the housing 6 , preferably on the side walls, in a volume 38 , which is above the rotor blades 32 located, pressure sensors 4 on. In this volume forms when connecting the device 1 with a surface 5 a negative pressure, as the rotor blades 32 accelerate the remaining air in this volume down. The pressure sensors 4 can be designed as calibrated at normal pressure of 1 bar piezoresistive pressure sensors. Decreases the air pressure in one volume 38 above the rotor blades 32 and below the surface 5 Thus, the pressure difference developing between the pressure in the volume becomes 38 and one outside the volume 38 assumed air pressure of 1 bar measured by the calibrated, piezoresistive pressure sensors and to the control unit 3 forwarded. The control method is added in the description 5 explained in more detail.

Es ist ferner denkbar, dass die Drucksensoren 4 als kalibrierte piezoelektrische Drucksensoren ausgestaltet sind, die fakultativ in oder an der Umrandung 7 des Gehäuses 6 angebracht sind bzw. im Dichtungselement 8 integriert sind und somit direkt die Kraft messen können, mit der die Vorrichtung 1 gegen die Oberfläche 5 gedrückt wird. Die gemessene Kraft wird über eine elektrische Leitung an die Steuereinheit 3 weitergeben. Dies wird ebenfalls in der Beschreibung zu 5 näher erläutert.It is also conceivable that the pressure sensors 4 are configured as calibrated piezoelectric pressure sensors, optionally in or on the border 7 of the housing 6 are mounted or in the sealing element 8th are integrated and thus can directly measure the force with which the device 1 against the surface 5 is pressed. The measured force is transmitted via an electrical line to the control unit 3 pass on. This is also stated in the description 5 explained in more detail.

Die Steuereinheit 3 ist mit dem Akkumodul 10, der Kommunikationsschnittstelle 11, der Inertialsensorik 12, dem Motor 31 und den Drucksensoren 4 elektrisch verbunden, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit, die Verbindungen zwischen der Steuereinheit 3 und den Drucksensoren 4 nicht gezeigt sind.The control unit 3 is with the battery module 10 , the communication interface 11 , the inertial sensor system 12 , the engine 31 and the pressure sensors 4 electrically connected, for reasons of clarity, the connections between the control unit 3 and the pressure sensors 4 not shown.

Ferner kann vorgesehen sein, dass oberhalb der Rotorblätter 32 ein Berührungsschutz am Gehäuse 6 angebracht ist, um zu verhindern, dass Personen in den Bereich des Rotors bzw. der Rotorblätter 32 hineingreifen können. Es ist weiterhin denkbar, dass solch ein Berührungsschutz auch auf der Unterseite des Gehäuses 6 angebracht wird. Ein Berührungsschutz kann beispielsweise als ein Gitter- und oder Maschengeflecht ausgestaltet sein. Furthermore, it can be provided that above the rotor blades 32 a contact protection on the housing 6 is attached to prevent persons in the area of the rotor or the rotor blades 32 can reach into it. It is also conceivable that such a contact protection on the bottom of the housing 6 is attached. A contact protection can be configured, for example, as a mesh and / or mesh.

Das Dämpfungselement 9 kann ferner einklappbar ausgestaltet sein. Dies könnte beispielsweise dadurch realisiert sein, dass es nach unten in Richtung des Gehäuses 6 eingezogen bzw. eingedrückt werden kann. Dies ist insbesondere während des Flugbetriebs der Vorrichtung 1 von Vorteil. Das Dichtungselement 8 welches sich vorzugsweise an bzw. auf der Umrandung 7 des Gehäuses 6 bzw. des Dämpfungselements 9 befindet, kann als elastisches Gummi, Moosgummi, Silikondichtung, oder andere gängige Dichtungen ausgestaltet sein. The damping element 9 can also be designed foldable. This could be realized, for example, by pointing it down towards the housing 6 can be pulled or pressed. This is especially during flight operation of the device 1 advantageous. The sealing element 8th which preferably at or on the border 7 of the housing 6 or the damping element 9 can be configured as elastic rubber, sponge rubber, silicone gasket, or other common seals.

In 2 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht von oben auf die erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 aus 1a gezeigt. Hierbei soll veranschaulicht werden, dass das Gehäuse 6 der Vorrichtung 1 den Impellerantrieb 2 seitlich vollständig umschließt, jedoch durch Aussparungen 106 an der unteren Stirnfläche des Gehäuses 6 für den effizienten Betrieb des Impellerantriebs 2 notwendige und hinreichend große Öffnungen aufweist. Die Fläche der Aussparungen 106 können mehr als 70%, bevorzugt mehr als 80%, besonders bevorzugt mehr als 90% der Fläche der unteren Stirnfläche des Gehäuses 6 betragen. Unter dem nicht ausgesparten Teil der Fläche an der unteren Stirnfläche des Gehäuses 6 kann die Aufnahmeeinheit 14 über die Stege 34 mit dem Gehäuse 6 verbunden sein. In 2 is a schematic representation of a top view from above of the device according to the invention 1 out 1a shown. This is to illustrate that the housing 6 the device 1 the impeller drive 2 completely encloses laterally, but through recesses 106 on the lower end face of the housing 6 for the efficient operation of the impeller drive 2 having necessary and sufficiently large openings. The area of the recesses 106 may more than 70%, preferably more than 80%, more preferably more than 90% of the area of the lower end face of the housing 6 be. Under the non-recessed part of the surface on the lower end face of the housing 6 can the recording unit 14 over the footbridges 34 with the housing 6 be connected.

In 3 ist eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kopplung zweier Vorrichtungen 1 gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird im Folgenden darauf verzichtet, alle in 1 und 2 beschriebenen Elemente und deren Bezugszeichen zu wiederholen. Die gekoppelten Vorrichtungen 1 weisen eine gemeinsame Aufnahmeeinheit 14 auf, welche über Stege 34 mit den Vorrichtungen 1 verbunden ist. Die Aufnahmeeinheit 14 der gekoppelten Vorrichtungen 1 kann deutlich größer sein und kann deutlich mehr Platz bieten als die Aufnahmeeinheit 14 einer einzelnen Vorrichtung 1. In 3 is a schematic representation of a side view of a coupling of two devices according to the invention 1 shown. For the sake of clarity, the following is omitted, all in 1 and 2 to repeat described elements and their reference numerals. The coupled devices 1 have a common receiving unit 14 on which over bridges 34 with the devices 1 connected is. The recording unit 14 coupled devices 1 can be significantly larger and can offer significantly more space than the receiving unit 14 a single device 1 ,

Auf der dargestellten Aufnahmeeinheit 14 ist ein zusätzliches Akkumodul 18 zu sehen. Das zusätzliche Akkumodul 18 ist dazu ausgelegt, die Betriebsdauern der Vorrichtungen 1 deutlich zu erhöhen. On the illustrated recording unit 14 is an additional battery module 18 to see. The additional battery module 18 is designed to increase the service life of the devices 1 to increase significantly.

Ferner kann das zusätzliche Akkumodul 18 weitere, im Folgenden genannte elektrische Verbraucher speisen, die mit der Aufnahmeeinheit 14 verbunden sind. Dies können beispielsweise Lautsprecher 20 zur Aussendung akustischer Signale, wie Warnhinweise, Anweisungen und/oder Musik sein. Weiterhin kann die Aufnahmeeinheit 14 ein Mikrofon 21 aufweisen, mit dem akustische Signale, wie beispielsweise Gespräche, empfangen werden können. Des Weiteren kann die Aufnahmeeinheit 14 eine Kamera 19, die als Monokamera, Stereokamera oder Infrarotkamera ausgestaltet sein kann, zur optischen Überwachung eines Umfelds der Vorrichtungen 1 aufweisen. Fakultativ kann die Aufnahmeeinheit 14 einen Seilzug 16 aufweisen, mit welchem Lasten angehoben werden können. Die Seilwinde 16, die auch als Flaschenzug ausgestaltet sein kann, kann nachdem die Vorrichtungen 1 fest mit der Oberfläche 5 verbunden sind dazu verwendet werden, die Lasten heraufzuziehen. Dies kann sowohl manuell durch einen Benutzer geschehen, als auch über einen hier nicht dargestellten Elektromotor, der die Seilwinde 16 antreibt. Die Aufnahmeeinheit 14 kann ferner ein Leuchtmittel 17 aufweisen, mit welchem die Umgebung der Vorrichtungen 1 ausgeleuchtet werden kann. Das Leuchtmittel 17 kann beispielsweise als diffuse Leuchte und/oder als gerichteter Scheinwerfer ausgestaltet sein und dabei beispielsweise wenigstens eine Lampe, einen Baustrahler, eine Glühbirne, eine Energiesparlampe, eine Halogenleuchte, oder eine monochrome oder farbige LED aufweisen.Furthermore, the additional battery module 18 feed further electrical consumers mentioned below, which are connected to the receiving unit 14 are connected. This can be for example speakers 20 to send out acoustic signals, such as warnings, instructions and / or music. Furthermore, the recording unit 14 a microphone 21 have, with the acoustic signals, such as calls, can be received. Furthermore, the receiving unit 14 a camera 19 , which may be configured as a monocamera, stereo camera or infrared camera, for optical monitoring of an environment of the devices 1 exhibit. Optionally, the recording unit 14 a cable 16 have, with which loads can be raised. The winch 16 , which can also be configured as a pulley, can after the devices 1 stuck to the surface 5 are used to pull up the loads. This can be done manually by a user as well as via one here not shown electric motor, the winch 16 drives. The recording unit 14 can also be a light source 17 with which the environment of the devices 1 can be illuminated. The light source 17 For example, it can be designed as a diffuse luminaire and / or as a directional floodlight and can have, for example, at least one lamp, a construction luminaire, a light bulb, an energy-saving lamp, a halogen lamp, or a monochrome or colored LED.

Durch die Kamera 19, und das Mikrofon 21 kann eine optische und akustische Umfeldsensorik dargestellt werden. Es ist ferner denkbar, dass zusätzlich nicht dargestellte Sensoren wie Ultraschallsensoren, Radarsensoren oder Lidarsensoren eingesetzt werden. Through the camera 19 , and the microphone 21 an optical and acoustic environment sensor can be displayed. It is also conceivable that additionally not shown sensors such as ultrasonic sensors, radar sensors or Lidarsensoren be used.

Sobald die aneinander gekoppelten Vorrichtungen 1 sich an der Oberfläche 5 angesaugt haben, und durch den bestehenden Unterdruck zwischen den Vorrichtungen 1 und der Oberfläche 5 eine sichere Verbindung besteht, kann die Leistung der Motoren reduziert werden, um die Betriebsdauern sowohl der Vorrichtungen 1 als auch die Betriebsdauer der Umfeldsensorik zu erhöhen.Once the coupled devices 1 on the surface 5 sucked in, and by the existing negative pressure between the devices 1 and the surface 5 there is a secure connection, the power of the motors can be reduced to the operating lives of both the devices 1 as well as to increase the operating life of the environmental sensor system.

Vorteilhafterweise kann durch diese Umfeldsensorik beispielsweise eine Baustelle überwacht werden. Mit entsprechenden weiteren Sensoren, z.B. einem Temperatur- oder Luftfeuchtesensor oder einem Rauch- und Brandmelder, sind weitere Einsatzmöglichkeiten der Vorrichtungen 1 denkbar. So können beispielsweise Arbeiter auf einer Baustelle auf baustellenkonformes Verhalten hin überwacht werden, es können etwaige Unfälle frühzeitig detektiert werden und somit schnelle Maßnahmen zur Vermeidung von Unfällen bzw. zur Rettung oder Evakuierung von Menschen auf der Baustelle eingeleitet werden. Über die Lautsprecher 20 kann in solchen Fällen eine akustische Warnung oder ein Alarmsignal ausgegeben werden.Advantageously, for example, a construction site can be monitored by this environmental sensor system. With corresponding other sensors, such as a temperature or humidity sensor or a smoke and fire detector, are further applications of the devices 1 conceivable. For example, workers at a construction site can be monitored for construction-site behavior, any accidents can be detected at an early stage and thus rapid measures to avoid accidents or to rescue or evacuate people on the site can be initiated. About the speakers 20 In such cases, an audible warning or an alarm signal may be issued.

Mit einem WLAN-Router, -Repeater oder -Verstärker ausgestattet, kann die Vorrichtung als WLAN-Hotspot dienen. Equipped with a wireless router, repeater or repeater, the device can serve as a Wi-Fi hotspot.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Vorrichtung zum Transportieren und Halten von Lasten an Oberflächen. Ein Nutzer steuert dabei die Vorrichtung 1 durch ein externes Gerät (hier nicht gezeigt), welches über die Kommunikationsschnittstelle 11 mit der Steuereinheit 3 der Vorrichtung 1 kommuniziert. Nach dem Start 40 hebt die Vorrichtung 1 ab, und bewegt sich bzw. fliegt gemäß den Vorgaben des Nutzers in der Luft. Der Auftrieb und der Vortrieb wird durch den Impellerantrieb 2 der Vorrichtung 1, abhängig von der Motorleistung des Motors 31 und dem Anstellwinkel der Rotorblätter 32 gesteuert. Sobald sich die Vorrichtung 1 im nächsten Verfahrensschritt 42 dem gewünschten Ort an einer Oberfläche 5 nähert, wird das Dämpfungselement 9 ausgeklappt bzw. ausgefahren, sofern es nicht vorher schon herausgeklappt oder ausgefahren war. Im nächsten Schritt 44 wird die Vorrichtung 1 mit der Oberfläche 5 in Kontakt gebracht. Sobald ein gewisser Abstand unterschritten wird, wird bedingt durch den Ansaugvorgang, die Vorrichtung 1 gegen die Oberfläche 5 beschleunigt. Diese Beschleunigung wird vom Dämpfungselement 9 abgemildert. Sobald das Dichtungselement 8 das Dämpfungselement 9 bzw. das Gehäuse 6 und die Oberfläche 5 abdichtet, wird im nächsten Verfahrensschritt 46 ein Unterdruck aufgebaut. Dies geschieht dadurch, dass der Motor die Rotorblätter 32 weiterhin antreibt und somit die verbleibende Luft in dem Volumen 38 oberhalb der Rotorblätter 32 und unterhalb der Oberfläche 5 nach unten beschleunigt. Dieser Druck wird über die Drucksensoren 4 gemessen und an die Steuereinheit 3 weitergegeben. Um eine sichere Verbindung zwischen der Vorrichtung 1 der Oberfläche 5 herzustellen, muss zwischen dem zuvor erwähnten Volumen 38 zwischen der Oberfläche 5 und dem Bereich über den Rotorblättern 32 und dem außerhalb des Volumens 38 herrschenden Luftdrucks von ca. 1 bar ein bestimmter Druckunterschied vorliegen. Dieser Mindestdruckunterschied ist abhängig von der Masse der Vorrichtung 1 bzw. der Gesamtmasse aus Vorrichtung 1 und ihrer aufgenommen Last. 4 shows a flow diagram of a method according to the invention for operating a device for transporting and holding loads on surfaces. A user controls the device 1 by an external device (not shown here), which via the communication interface 11 with the control unit 3 the device 1 communicated. After the start 40 lifts the device 1 and moves or flies in the air according to the user's specifications. The buoyancy and propulsion is achieved by the impeller drive 2 the device 1 , depending on the engine power of the engine 31 and the angle of attack of the rotor blades 32 controlled. Once the device 1 in the next process step 42 the desired location on a surface 5 approaches, the damping element 9 unfolded or extended, if it had not already been folded out or extended. In the next step 44 becomes the device 1 with the surface 5 brought into contact. Once a certain distance is exceeded, is due to the suction, the device 1 against the surface 5 accelerated. This acceleration is from the damping element 9 mitigated. Once the sealing element 8th the damping element 9 or the housing 6 and the surface 5 seals, in the next step 46 built up a negative pressure. This happens because the motor drives the rotor blades 32 continues to drive and thus the remaining air in the volume 38 above the rotor blades 32 and below the surface 5 accelerated downwards. This pressure is via the pressure sensors 4 measured and sent to the control unit 3 passed. To establish a secure connection between the device 1 the surface 5 It must be between the volume mentioned above 38 between the surface 5 and the area above the rotor blades 32 and outside the volume 38 prevailing air pressure of about 1 bar a certain pressure difference. This minimum pressure difference depends on the mass of the device 1 or the total mass of device 1 and their picked up load.

Bei einer angenommenen Gesamtmasse von 1 kg und einer Auflagefläche von 20 cm², über die die Vorrichtung 1 mit der Oberfläche 5 verbunden ist, müsste der Druckunterschied mindestens 0,05 bar betragen, um die Gewichtskraft der angenommenen Gesamtmasse von 9,81 N gerade zu kompensieren. Bei einer angenommenen Gesamtmasse von 10 kg müsste der Druckunterschied entsprechend 0,5 bar betragen. Vorzugsweise wird der Druckunterschied noch mit einer Sicherheitsmarge von beispielsweise 20 % beaufschlagt, sodass der Druckunterschied im ersten Fall mindestens 0,06 bar und im zweiten Fall mindestens 0,6 bar betragen sollte.With an assumed total mass of 1 kg and a contact surface of 20 cm ² , over which the device 1 with the surface 5 is connected, the pressure difference would have to be at least 0.05 bar to just compensate for the weight of the assumed total mass of 9.81 N. Assuming a total mass of 10 kg, the pressure difference would have to be 0.5 bar. Preferably, the pressure difference is applied to a safety margin of, for example, 20%, so that the pressure difference should be at least 0.06 bar in the first case and at least 0.6 bar in the second case.

Die Masse kann entweder vorher schon feststehen oder sie kann über die Motorleistung ermittelt werden, die benötigt wird, um die Vorrichtung 1 samt ihrer aufgenommen Last in der Schwebe zu halten. Dazu muss die Vorrichtung 1 zuvor kalibriert worden sein. Das heißt, die Steuereinheit 3 muss auf eine darin enthaltene Tabelle zurückgreifen können, in der die Leistungswerte des Motors enthalten sind, die benötigt werden, um die Vorrichtung 1 und verschiedene Massen bzw. Gewichte in die Schwebe zu bringen. Wenn die Vorrichtung 1 nun gerade in der Schwebe gehalten wird, kann die momentan benötigte Leistung des Motors 31 mit der dieser Leistung entsprechenden Masse bzw. Gewichtswerte in der Tabelle abgeglichen werden. Über den dadurch direkt oder indirekt erhaltenen Gewichtskraftwert der Vorrichtung 1 samt ihrer Last, kann dann unter Kenntnis der Fläche, die die Umrandung 7 der Vorrichtung 1 mit der Oberfläche 5 einnimmt, der Maximaldruck bestimmt werden, der zwischen der Oberfläche 5 und der Vorrichtung 1 höchstens herrschen darf. Abhängig von diesem Druck und der dazu benötigten Motorleistung, kann in einem weiteren Schritt 48 die Motorleistung reduziert werden. Sobald sich die Vorrichtung 1 wieder von der Oberfläche 5 lösen soll, kann in einem weiteren Verfahrensschritt 50 die Motorleistung reduziert werden, sodass der Druck zwischen der Oberfläche 5 und der Vorrichtung 1 so weit ansteigt, dass sich die Vorrichtung 1 von der Oberfläche 5 löst. Sobald sich die Vorrichtung 1 vollständig von der Oberfläche 5 gelöst hat, wird die Motorleistung wieder erhöht, so dass die Vorrichtung 1 wieder stabil und sicher fliegen kann. Optional kann in einem weiteren Schritt 52 die Vorrichtung 1 durch langsames Reduzieren der Motorleistung gelandet werden. The mass can either be previously fixed or it can be determined via the engine power needed to power the device 1 to keep in balance with their recorded load. This requires the device 1 previously calibrated. That is, the control unit 3 must be able to refer to a table contained therein, which contains the performance of the engine needed to power the device 1 and to bring different masses or weights into the balance. When the device 1 now held in limbo, the currently required power of the engine 31 with the mass or weight values corresponding to this power in the table. About that directly or indirectly obtained weight force value of the device 1 along with their load, can then know the area surrounding the border 7 the device 1 with the surface 5 occupies the maximum pressure to be determined between the surface 5 and the device 1 may prevail at most. Depending on this pressure and the required engine power, in a further step 48 the engine power can be reduced. Once the device 1 again from the surface 5 should be able to solve in a further process step 50 The engine power can be reduced, so the pressure between the surface 5 and the device 1 so far increases that the device 1 from the surface 5 solves. Once the device 1 completely off the surface 5 has solved, the engine power is increased again, so that the device 1 stable and safe to fly again. Optionally, in a further step 52 the device 1 be landed by slowly reducing engine power.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar, dass die Vorrichtung 1, während sie an einer Oberfläche 5 haftet, derart gesteuert wird, dass sie sicher landet, bevor der Ladezustand des Moduls 10 bzw. eines zusätzlichen Akkumoduls 18 einen kritischen Wert unterschreitet. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Steuereinheit 3 den Ladezustand des Akkumoduls 10 überwacht und bei Unterschreiten eines kritischen Wertes die Impellereinheit 2 der Vorrichtung 1 derart ansteuert, dass sie sich wieder von der Oberfläche löst und langsam zu Boden schwebt. Dies setzt wiederum voraus, dass die Masse bzw. das Gewicht der Vorrichtung 1 samt ihrer Last bekannt ist und wie viel Energie der Motor 31 dazu benötigt, diese Masse bzw. dieses Gewicht von einer bestimmten Höhe mit einer nicht zu überschreitenden Maximalgeschwindigkeit zu Boden zu lassen.In a further embodiment of the invention, it is conceivable that the device 1 while on a surface 5 is liable to be controlled so that it lands safely before the state of charge of the module 10 or an additional battery module 18 falls below a critical value. This can be achieved, for example, by the control unit 3 the state of charge of the battery module 10 monitored and falls below a critical value, the impeller unit 2 the device 1 such that it releases itself from the surface and slowly floats to the ground. This in turn assumes that the mass or weight of the device 1 along with their load is known and how much energy the engine 31 needed to let this mass or weight of a certain height with a maximum speed not to be exceeded to the ground.

Es ist auch denkbar, dass sobald der Ladezustand des Akkumoduls 10 unter einen bestimmten Wert fällt, die Vorrichtung über ihre Kommunikationsschnittstelle 11 eine Warnung an den Nutzer ausgeben kann. Diese Warnung kann auch optisch oder akustisch über ein an der Vorrichtung 1 angebrachtes Leuchtmittel 17 oder über ein an der Vorrichtung 1 angebrachte Lautsprecher 20 erfolgen. It is also conceivable that as soon as the state of charge of the battery module 10 falls below a certain value, the device via its communication interface 11 can issue a warning to the user. This warning can also visually or acoustically via a on the device 1 attached light source 17 or one on the device 1 attached speakers 20 respectively.

In 5 ist ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Vorrichtung an einer Oberfläche gezeigt. In einem Messschritt 60 wird kontinuierlich durch die kalibrierten, piezoresistiven Drucksensoren 4 der Druckunterschied zwischen dem Druck in dem Volumen 38 und dem außerhalb des Volumens 38 angenommenen Luftdrucks von 1 bar gemessen. Aus diesen Messwerten berechnet die Steuereinheit 3 in einem Prüfschritt 61 die zwischen der Vorrichtung 1 und der Oberfläche 5 vorliegende Haftkraft. Dies geschieht unter Kenntnis des gemessenen Druckunterschieds, der Fläche, die die Vorrichtung 1 auf der Oberfläche 5 einnimmt, sowie der Gesamtmasse aus Vorrichtung 1 und der von ihr aufgenommenen Last. Bei einer angenommenen Fläche von 20 cm², und einer Gesamtmasse von 1 kg, was einer Gewichtskraft von 9,81 N entspricht, muss der Druckunterschied zwischen dem Druck innerhalb des Volumens 38 und dem Außendruck von 1 bar mindestens 0,05 bar betragen, damit die Gewichtskraft gerade kompensiert wird. D. h., der Druck innerhalb des Volumens darf maximal 0,95 bar betragen. Liegt dieser Druckunterschied oberhalb eines bestimmten Wertes bzw. liegt die resultierende Haftkraft über einem bestimmten Wert, so wiederholen sich der Messschritt 60 und der Prüfschritt 61 kontinuierlich. Liegt jedoch der Druckunterschied unter einem bestimmten Wert bzw. liegt die Haftkraft zwischen der Vorrichtung 1 und der Oberfläche 5 unterhalb eines bestimmten Wertes, so erfolgt in einem Steuerschritt 62 die Ansteuerung des Impellerantriebs 2 durch die Steuereinheit 3. Der Betrieb des Impellerantriebs 2 wird solange aufrechterhalten, bis der Druckunterschied wieder oberhalb bzw. die Haftkraft zwischen der Vorrichtung 1 und der Oberfläche 5 wieder oberhalb eines bestimmten Wertes liegt. Vorzugsweise wird der Druckunterschied noch mit einer Sicherheitsmarge von beispielsweise 20 % oder 0,2 bar beaufschlagt, sodass der Druck innerhalb des Volumens 0,75 bar nicht überschreiten darf.In 5 FIG. 3 shows a flow chart of the method according to the invention for operating the device on a surface. In a measuring step 60 is continuously through the calibrated, piezoresistive pressure sensors 4 the pressure difference between the pressure in the volume 38 and outside the volume 38 assumed barometric pressure of 1 bar measured. The control unit calculates from these measured values 3 in a test step 61 the between the device 1 and the surface 5 existing adhesion. This is done knowing the measured pressure difference, the area that the device 1 on the surface 5 occupies, as well as the total mass of device 1 and the load she took up. Assuming an area of 20 cm ² , and a total mass of 1 kg, which corresponds to a weight of 9.81 N, the pressure difference between the pressure within the volume 38 and the external pressure of 1 bar at least 0.05 bar, so that the weight is just compensated. This means that the pressure within the volume must not exceed 0.95 bar. If this pressure difference lies above a certain value or if the resulting adhesive force is above a certain value, the measuring step is repeated 60 and the test step 61 continuously. However, is the pressure difference below a certain value or is the adhesive force between the device 1 and the surface 5 below a certain value, it takes place in a control step 62 the control of the impeller drive 2 through the control unit 3 , The operation of the impeller drive 2 is maintained until the pressure difference again above or the adhesive force between the device 1 and the surface 5 again above a certain value. Preferably, the pressure difference is still applied with a safety margin of, for example, 20% or 0.2 bar, so that the pressure within the volume must not exceed 0.75 bar.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können statt der piezoresistiven Drucksensoren 4 piezoelektrische Drucksensoren eingesetzt werden, welche fakultativ in oder an der Umrandung 7 des Gehäuses 6 angebracht sind bzw. im Dichtungselement 8 integriert sind. Diese piezoelektrischen Drucksensoren messen direkt die Kraft, mit der die Vorrichtung 1 gegen die Oberfläche 5 gedrückt wird. Es ist hierbei nicht notwendig, dass die gemessene Kraft in einen Druckwert umgerechnet wird. Es ist ausreichend, wenn die piezoelektrischen Sensoren in dem Messchritt 60 ausgelesen werden und in dem Prüfschritt 61 eine Kraft, bzw. bei einem unkalibrierten Sensor ein Wert festgestellt wird. Ist die Kraft bzw. der Wert größer Null, so wird die Vorrichtung 1 an die Oberfläche 5 gedrückt. Ist die Kraft bzw. der Wert Null, so liegt keine Kraft vor und die Vorrichtung 1 wird nicht an die Oberfläche 5 gedrückt. In diesem Fall erfolgt in dem Steuerschritt 62 die Ansteuerung des Impellerantriebs 2 durch die Steuereinheit 3. Der Betrieb des Impellerantriebs 2 wird solange aufrechterhalten, bis wieder eine Kraft, bzw. ein Wert größer Null durch den piezoelektrischen Drucksensor gemessen wird, sodass die Vorrichtung 1 wieder an die Oberfläche 5 gedrückt wird. In a further embodiment of the invention, instead of the piezoresistive pressure sensors 4 piezoelectric pressure sensors are used, which optionally in or on the border 7 of the housing 6 are mounted or in the sealing element 8th are integrated. These piezoelectric pressure sensors directly measure the force with which the device 1 against the surface 5 is pressed. It is not necessary here that the measured force is converted into a pressure value. It is sufficient if the piezoelectric sensors in the measuring step 60 be read out and in the test step 61 a force, or in the case of an uncalibrated sensor, a value is determined. If the force or the value is greater than zero, then the device 1 to the surface 5 pressed. If the force or the value is zero, there is no force and the device 1 will not surface 5 pressed. In this case, takes place in the control step 62 the control of the impeller drive 2 through the control unit 3 , The operation of the impeller drive 2 is maintained until again a force, or a value greater than zero is measured by the piezoelectric pressure sensor, so that the device 1 back to the surface 5 is pressed.

In den 6a bis 6d sind weitere potentielle Ausgestaltungsformen der Erfindung dargestellt. Zur Vereinfachung werden nur die wichtigsten Merkmale der Vorrichtungen 1 gezeigt. In 6a sind zwei Vorrichtungen 100, 200 gezeigt, die über ihre Kopplungseinheiten 13 mit einem beweglichen Gestänge 130 verbunden sind. Beide Vorrichtungen haften an einer Oberfläche 5. In 6b haftet nur noch die Vorrichtung 200 an der Oberfläche 5 und die Vorrichtung 100 ist von der Oberfläche 5 gelöst. Durch das bewegliche Gestänge 130, mit dem beide Vorrichtungen 100 und 200 miteinander verbunden sind, ist die Flugbahn der Vorrichtung 100 weitgehend vorgegeben. In 6c haftet die Vorrichtung 200 an der Oberfläche 5 und die Vorrichtung 100 befindet sich noch in einer Flugbewegung, die jedoch bestimmt durch das Gestänge 130 um die Vorrichtung 200 herumführt. In 6d ist zu sehen, dass die Vorrichtung 200 sowie auch die Vorrichtung 100 an der Oberfläche 5 haften. Ein solcher Schreitvorgang, wie er in der 5a bis 5d gezeigt wird, kann in bestimmten Situationen von Vorteil sein. So kann es beispielsweise energiesparender sein, wenn bei zwei aneinander gekoppelten Vorrichtungen 1 zumindest immer eine Vorrichtung 1 an einer Oberfläche 5 haftet, während sich die andere gemäß dem beschriebenen Schreitvorgang fortbewegt, als wenn sich beide Vorrichtungen 100, 200 von der Oberfläche 5 lösen würden und die schreitbare Strecke im Flugbetrieb zurücklegen würden. In the 6a to 6d further potential embodiments of the invention are shown. For simplicity, only the main features of the devices 1 shown. In 6a are two devices 100 . 200 shown through their coupling units 13 with a movable linkage 130 are connected. Both devices adhere to a surface 5 , In 6b only the device is liable 200 on the surface 5 and the device 100 is from the surface 5 solved. Through the movable linkage 130 with which both devices 100 and 200 connected to each other, is the trajectory of the device 100 largely predetermined. In 6c the device adheres 200 on the surface 5 and the device 100 is still in a flight movement, but determined by the linkage 130 around the device 200 round lead. In 6d is to see that the device 200 as well as the device 100 on the surface 5 be liable. Such a walking process, as in the 5a to 5d can be beneficial in certain situations. For example, it may be more energy efficient if two devices coupled together 1 at least one device 1 on a surface 5 adheres while the other moves according to the described walking process, as if both devices 100 . 200 from the surface 5 would solve and cover the pageable route in flight operations.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010038661 A1 [0004]

Claims

Contraption ( 1 ) for transporting and holding loads on surfaces, comprising - at least one receiving unit ( 14 ) for receiving a load, - at least one adhesive force generating unit for generating an adhesive force between the device ( 1 ) and a surface ( 5 ), and - a control unit ( 3 ) for controlling the adhesive force generating unit, characterized in that the device ( 1 ) an adhesion force measuring unit for determining the adhesion force between the device ( 1 ) and the surface ( 5 ) that the control unit ( 3 ) is adapted to control the adhesive force generating unit in dependence on the adhesion force determined by the adhesion force measuring unit, and in that the adhesive force generating unit is adapted to control the device ( 1 ) to move.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the adhesive force generating unit as an impeller drive ( 2 ) is configured.

Contraption ( 1 ) according to claim 2, characterized in that a border ( 7 ) of the impeller drive ( 2 ) a sealing element ( 8th ) for generating a negative pressure between the device ( 1 ) and the surface ( 5 ) having.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) at least one damping element ( 9 ) for damping an impact of the device ( 1 ) on the surface ( 5 ) having.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) a self-sufficient power supply unit, in particular a battery and / or a battery module ( 10 ) having.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) a communication interface ( 11 ) for communication with a control and / or control module.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) Means for determining a position and / or a movement, in particular an inertial sensor system ( 12 ), having.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 1 ) Medium ( 13 ) for connecting the device ( 1 ) with at least one further device ( 1 ) for transporting and holding loads on surfaces.

Method for operating a device ( 1 ) for transporting and holding loads on surfaces according to one of the preceding claims, characterized in that an adhesive force generating unit for moving the device ( 1 ) is controlled, that an adhesive force between the device ( 1 ) and a surface ( 5 ) is determined by means of an adhesion force measuring unit, and that the adhesive force generating unit is controlled in dependence on the adhesion force determined by the adhesion force measuring unit in such a way that the device ( 1 ) on the surface ( 5 ).

A method according to claim 9, characterized in that the adhesive force generating unit for moving the device ( 1 ) is controlled by an external device.