DE102020200194A1 - Drone with detachable starting power supply - Google Patents

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DE102020200194A1
DE102020200194A1 DE102020200194.4A DE102020200194A DE102020200194A1 DE 102020200194 A1 DE102020200194 A1 DE 102020200194A1 DE 102020200194 A DE102020200194 A DE 102020200194A DE 102020200194 A1 DE102020200194 A1 DE 102020200194A1
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Johannes Sperber
Alexander Fladung
Micha Helbig
Felix Heinrich
Laura Johanna Karwehl
Vitalij Sadovitch
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drohne (12), die derart ausgestaltet ist, dass sie ihre Flughöhe oder einen Teil der Flughöhe erreicht, indem die zur Aufbringung der vertikalen Bewegung beim Start notwendige Energie mit einer elektrisch leitenden Verbindung (22) zu einer mit dem Untergrund (42) verbundenen Stromquelle (18) realisiert wird.Es ist vorgesehen, dass die Verbindung (22) zur externen Energiequelle (18) bei Erreichen einer bestimmten Höhe unterbrochen wird, so dass die Drohne (12) aus eigener Kraft ihren Reiseflug fortsetzen kann.The invention relates to a drone (12) which is designed in such a way that it reaches its flight altitude or part of the flight altitude by transferring the energy necessary to generate the vertical movement during take-off with an electrically conductive connection (22) to a connection with the ground It is provided that the connection (22) to the external energy source (18) is interrupted when a certain height is reached, so that the drone (12) can continue its cruise on its own.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drohne gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Drohnenstartsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5 sowie eine vertikale Struktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a drone according to the preamble of claim 1, a drone launch system according to the preamble of claim 5 and a vertical structure according to the preamble of claim 10.

Auf dem technischen Gebiet der Luftfahrt kommt dem Einsatz von Drohnen eine zunehmende Bedeutung zu. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Reichweite und der transportierbaren Nutzlast.The use of drones is becoming increasingly important in the technical field of aviation. Particular attention is paid to the range and the transportable payload.

Besonders viel Energie bedarf hier der Startvorgang, in dem die Drohne die Schwerkraft durch ihre Antriebsenergie überkompensieren muss.The start-up process, in which the drone has to overcompensate for gravity with its propulsion energy, requires a lot of energy.

Die DE 10 2016 123 254 A1 beschreibt beispielsweise einen Hubschrauber, der über eine Startrampe gestartet werden kann.The DE 10 2016 123 254 A1 describes, for example, a helicopter that can be launched from a launch pad.

Weiterhin geht aus der WO 2019/001662 A1 ein Luftfahrzeug hervor, welches zum Startvorgang über ein Kabel mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Das Startkabel kann gegebenenfalls über einen vertikalen Mast geführt sein oder auch von einer Hilfsdrohne zugentlastet sein.Furthermore goes from the WO 2019/001662 A1 an aircraft emerges, which can be supplied with electrical energy for the take-off process via a cable. The starter cable can optionally be guided over a vertical mast or also be relieved of tension by an auxiliary drone.

Aus der WO 2017/213308 A1 ist ein Luftfahrzeug bekannt, welches nach dem Start an einer Mooring-Leine andocken kann.From the WO 2017/213308 A1 an aircraft is known which can dock on a mooring line after take-off.

Schließlich beschreibt die US 2017/0043872 A1 eine weitere Drohne, die über ein Kabel mit Startenergie versorgt wird, welches über einen vertikalen Mast oder auch eine Hilfsdrohne geführt wird.Finally describes the US 2017/0043872 A1 Another drone, which is supplied with starting energy via a cable, which is guided over a vertical mast or an auxiliary drone.

Die bekannten Lösungen haben den Nachteil, dass die Reichweite der Drohne aufgrund der Kabelverbindung stark begrenzt ist. Um eine größere Distanz zurückzulegen, werden derartige Lösungen sehr aufwendig, da beispielsweise aufgrund der Masse des Kabels die beschriebenen Hilfsdrohnen erforderlich werden.The known solutions have the disadvantage that the range of the drone is very limited due to the cable connection. In order to cover a greater distance, such solutions are very expensive, since the auxiliary drones described are required, for example due to the mass of the cable.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Drohne vorzuschlagen, mit der die genannten Probleme gelöst werden. Die Lösung soll dabei technisch möglichst wenig komplex sein.The invention is now based on the object of proposing an improved drone with which the problems mentioned are solved. The solution should be technically as little complex as possible.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1, 5 und 10 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen und der Beschreibung genannten Merkmalen.The object is achieved by the subjects of the independent claims 1, 5 and 10. Further preferred embodiments of the invention emerge from the other features mentioned in the subclaims and the description.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Drohne, umfassend eine Energieversorgungsschnittstelle, die dazu ausgebildet ist, vor dem Start der Drohne eine elektrische Verbindung mit einer externen Energiequelle einzugehen und der Drohne Antriebsenergie aus der Energiequelle zuzuführen.A first aspect of the invention relates to a drone, comprising an energy supply interface which is designed to establish an electrical connection with an external energy source before the drone is started and to supply drive energy to the drone from the energy source.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Drohne dazu ausgebildet ist, die elektrische Verbindung aufrechtzuerhalten, bis eine vollständige Loslösung der Drohne vom Untergrund stattgefunden hat, und die elektrische Verbindung danach zu trennen.According to the invention, it is provided that the drone is designed to maintain the electrical connection until the drone has completely detached from the ground, and then to disconnect the electrical connection.

Dadurch, dass die Drohne während des energieintensiven Startvorgangs von der externen Energiequelle mit Energie zum Starten versorgt wird, wird die Reichweite der Drohne signifikant gesteigert.Since the drone is supplied with energy for starting from the external energy source during the energy-intensive start-up process, the range of the drone is significantly increased.

Als externe Energiequelle kommt dabei grundsätzlich jede Struktur in Betracht, von der elektrische Energie gemäß den Bedürfnissen der Drohne abgegriffen werden kann. Dies kann beispielsweise ein Kabel sein, wobei es für die Erfindung nicht wesentlich ist, wo die Energie ursprünglich in die benötigte elektrische Startenergie umgewandelt und in das beispielsweise eine Kabel eingespeist worden ist.In principle, any structure from which electrical energy can be tapped according to the needs of the drone can be used as an external energy source. This can be, for example, a cable, whereby it is not essential for the invention where the energy was originally converted into the required electrical starting energy and into which, for example, a cable was fed.

Die Drohne der Erfindung verfügt bevorzugt über eine interne Leistungselektronik, die automatisch, im Falle des Bestehens der elektrischen Verbindung zur externen Energiequelle, auf die Antriebsenergie aus der externen Energiequelle zurückgreift und, im Falle des Nichtbestehens der elektrischen Verbindung zur externen Energiequelle, automatisch auf Antriebsenergie aus einer drohneneigenen Energiequelle zurückgreift.The drone of the invention preferably has internal power electronics which, in the event of an electrical connection to the external energy source, automatically access the drive energy from the external energy source and, in the event that the electrical connection to the external energy source does not exist, automatically uses the drive energy uses a drone's own energy source.

In bevorzugter Ausgestaltung der Drohne der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieversorgungsschnittstelle ausgebildet ist, ein Kabel aufzunehmen und gesteuert wieder auszuklinken.In a preferred embodiment of the drone of the invention it is provided that the energy supply interface is designed to receive a cable and to release it again in a controlled manner.

Das Ausklinken des Kabels kann beispielsweise passiv gesteuert werden, indem eine Zugkraft, welche die Drohne auf das Kabel ausübt, die elektrische Verbindung löst. Dies kann vorzugsweise in einer vorab berechneten Flughöhe erfolgen, entweder aufgrund der Masse des in der Luft befindlichen Kabels und/oder aufgrund der Zugkraft, welche die weiter aufsteigende Drohne auf das Kabel ausübt. Das Kabel und die Drohne sind dafür entsprechend aufeinander ausgelegt.The disengagement of the cable can be controlled passively, for example, in that a tensile force that the drone exerts on the cable releases the electrical connection. This can preferably take place at a previously calculated flight altitude, either due to the mass of the cable in the air and / or due to the tensile force that the drone exerts on the cable. The cable and the drone are designed for this purpose.

Die Steuerung der Ausklinkung kann aber auch aktiv erfolgen. Hierzu kann die Drohne beispielsweise einen steuerbaren Mechanismus umfassen, welcher die elektrische Verbindung mit dem Kabel beispielsweise entriegelt oder auch aktiv auswirft. Auch ist es möglich, dass die Drohne beispielsweise ihre Flughöhe bestimmet, um so zu entscheiden, wann der richtige Moment für eine Ausklinkung des Kabels gekommen ist.The notching can also be controlled actively. For this purpose, the drone can include, for example, a controllable mechanism which, for example, unlocks or actively ejects the electrical connection with the cable. It is also possible for the drone to determine its flight altitude, for example, in order to decide when the right moment has come to release the cable.

Die Drohne kann dann mit ihrer eigenen internen Energieversorgung weiterfliegen und somit den überwiegenden Teil der darin gespeicherten Energie für den eigentlichen Reiseflug verwenden. Das Kabel kann nach dem Ausklinken beispielsweise von einer anderen erfindungsgemäßen Drohne zum Starten verwendet werden.The drone can then continue to fly with its own internal energy supply and thus use the majority of the energy stored in it for the actual cruise flight. After unclipping, the cable can be used, for example, by another drone according to the invention for launching.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Drohne der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieversorgungsschnittstelle einen von außen her zugänglichen Schleifkontakt umfasst.In a further preferred embodiment of the drone of the invention, it is provided that the power supply interface comprises a sliding contact that is accessible from the outside.

Der Schleifkontakt wird so ausgelegt, dass die Drohne starten kann und der Schleifkontakt dabei mit einem komplementären Schleifkontakt der externen Energiequelle elektrisch verbunden bleiben kann beziehungsweise an diesem entlangschleifen kann. Die externe Energiequelle umfasst dazu eine entsprechend ausgeprägte vertikale Struktur.The sliding contact is designed so that the drone can start and the sliding contact can remain electrically connected to a complementary sliding contact of the external energy source or can slide along it. For this purpose, the external energy source comprises a correspondingly pronounced vertical structure.

Auf diese Weise lässt sich die elektrische Verbindung so lange aufrechterhalten, bis die Drohne die vollständige Höhe der Struktur ausgereizt hat. Sofern der elektrische Kontakt bereits vorher abgebrochen werden soll, kann die Drohne beispielsweise einfach seitlich wegfliegen.In this way, the electrical connection can be maintained until the drone has reached the full height of the structure. If the electrical contact is to be broken off beforehand, the drone can simply fly away to the side, for example.

Diese Lösung bietet den Vorteil, dass beispielsweise bereits vorhandene vertikale Strukturen mit dem komplementären Schleifkontakt nachgerüstet werden können und zum Starten der Drohne benutzt werden können. Auch bietet diese Lösung den Vorteil, dass mehrere Drohnen sehr kurz hintereinander gestartet werden können. Sofern sich die unterschiedlichen Drohnen mit gleicher Geschwindigkeit vertikal bewegen, genügen gegebenenfalls nur einige Zentimeter Abstand zwischen den Drohnen unter Berücksichtigung der gegenseitigen aerodynamischen Beeinflussung.This solution offers the advantage that, for example, existing vertical structures can be retrofitted with the complementary sliding contact and can be used to start the drone. This solution also offers the advantage that several drones can be launched very quickly one after the other. If the different drones move vertically at the same speed, a distance of just a few centimeters between the drones may be sufficient, taking into account the mutual aerodynamic influence.

Der reinen Klarstellung halber wird angemerkt, dass die Struktur mit dem komplementären Schleifkontakt, an dem sich die Drohne vertikal entlangbewegt, nicht als Untergrund im Sinne der Erfindung anzusehen ist, da der Schleifkontakt nicht in der Lage ist, eine Stellfläche für die Drohne bereitzustellen. Als Untergrund im Sinne der Erfindung wird demnach lediglich eine Struktur angesehen, von der aus die Drohne starten kann.For the sake of clarity, it is noted that the structure with the complementary sliding contact, on which the drone moves vertically, is not to be regarded as a substrate in the sense of the invention, since the sliding contact is not able to provide a floor space for the drone. Accordingly, only a structure from which the drone can take off is regarded as a subsurface within the meaning of the invention.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Drohne der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei der Drohne um eine Kippflügel-Drohne oder eine Tiltrotor-Drohne handelt.In a further preferred embodiment of the drone of the invention, it is provided that the drone is a tilt-wing drone or a tiltrotor drone.

Da diese Drohnentypen besonders viel Energie beim Starten im Vergleich zum Reiseflug benötigen, schlagen sich die Vorteile der erfindungsgemäßen Drohne hier besonders signifikant nieder.Since these types of drones require a particularly large amount of energy when starting compared to cruising, the advantages of the drone according to the invention are reflected here particularly significantly.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Drohnenstartsystem, umfassend eine erfindungsgemäße Drohne gemäß der vorhergehenden Beschreibung sowie eine Starthilfeeinrichtung, die eine Energiequelle zur Versorgung der Drohnen mit Antriebsenergie umfasst.Another aspect of the invention relates to a drone launch system, comprising a drone according to the invention according to the preceding description, and a jump start device, which comprises an energy source for supplying the drones with drive energy.

In bevorzugter Ausgestaltung des Drohnenstartsystems der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei der Energiequelle um ein Kabel handelt.In a preferred embodiment of the drone launch system of the invention, it is provided that the energy source is a cable.

Damit ist die Energiequelle besonders flexibel.This makes the energy source particularly flexible.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Drohnenstartsystems der Erfindung ist vorgesehen, dass die Starthilfeeinrichtung eine statische Kabelanbindung oder eine dynamische Kabelanbindung umfasst.In a further preferred embodiment of the drone starting system of the invention, it is provided that the starting aid device comprises a static cable connection or a dynamic cable connection.

Bei der statischen Kabelanbindung kann es sich im einfachsten Fall beispielsweise einfach um einen Anschluss an das geostationäre Stromnetz handeln. Dieser kann beispielsweise in Form einer Buchse vorliegen, in die das Kabel eingesteckt werden kann. Die Buchse kann beispielsweise auch an einer statischen Tragstruktur, wie etwa einem Mast oder Gebäude und insbesondere einem Dach des Gebäudes, vorgesehen sein.In the simplest case, the static cable connection can simply be a connection to the geostationary power grid, for example. This can, for example, be in the form of a socket into which the cable can be plugged. The socket can for example also be provided on a static support structure, such as a mast or building and in particular a roof of the building.

Im Falle der dynamischen Kabelanbindung kann das Kabel beispielsweise an einem dynamischen Haltearm geführt werden, der in einem oder mehreren Freiheitsgraden beweglich ist. Als Beispiele wären hier ein Teleskoparm, ein Schwenkarm oder ein schwenkbarer Teleskoparm zu nennen. Über die dynamische Kabelanbindung ist das Kabel dann wiederum mit dem geostationären Stromnetz verbunden. Vorzugsweise kann der beschriebene dynamische Arm an einem Gebäude, insbesondere an dessen Dach, vorgesehen werden.In the case of a dynamic cable connection, the cable can be guided, for example, on a dynamic holding arm that can be moved in one or more degrees of freedom. Examples include a telescopic arm, a swivel arm or a swiveling telescopic arm. The cable is then in turn connected to the geostationary power grid via the dynamic cable connection. The dynamic arm described can preferably be provided on a building, in particular on its roof.

Während die statische Kabelanbindung besonders aufwandsarm zu realisieren ist, bietet die dynamische Kabelanbindung eine signifikant gesteigerte Flexibilität mit Hinblick auf den Drohnenstart. Beispielsweise kann mit der dynamischen Kabelanbindung tendenziell eine größere Flughöhe vor dem Lösen der elektrischen Verbindung erreicht werden, da der in der Luft befindliche Teil des Kabels von der dynamischen Kabelanbindung nachgeführt werden kann. Somit kann die Gesamtmasse des in der Luft befindlichen Teils des Kabels reduziert werden. Beispielsweise kann der dynamische Arm das Kabel aus Richtung des Untergrunds in Richtung der Reiseflughöhe nachführen.While the static cable connection is particularly easy to implement, the dynamic cable connection offers significantly increased flexibility with regard to the drone launch. For example, with the dynamic cable connection, a greater flight altitude can tend to be reached before the electrical connection is released, since the part of the cable that is in the air can be tracked by the dynamic cable connection. Thus, the total mass of the airborne portion of the cable can be reduced. For example, the dynamic arm can be the cable track from the direction of the ground in the direction of the cruising altitude.

Die dynamische Kabelanbindung kann weiterhin eine Hilfsdrohne umfassen, die eine Zugentlastung in Bezug auf das in der Luft befindliche Kabel bewirkt und die startende Drohne damit entlastet.The dynamic cable connection can furthermore comprise an auxiliary drone, which brings about strain relief in relation to the cable located in the air and thus relieves the starting drone.

Die Hilfsdrohne kann das Kabel nach dem Ausklinken auch besonders sicher wieder zurück zum Untergrund bringen.The auxiliary drone can also bring the cable back to the ground particularly safely after it has been released.

Die Hilfsdrohne kann beispielsweise mit der statischen Kabelanbindung, aber auch mit der dynamischen Kabelanbindung, kombiniert werden.The auxiliary drone can, for example, be combined with the static cable connection, but also with the dynamic cable connection.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Drohnenstartsystems der Erfindung ist vorgesehen, dass es sich bei der Energiequelle um einen komplementären Schleifkontakt handelt.In a further preferred embodiment of the drone launch system of the invention, it is provided that the energy source is a complementary sliding contact.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Drohnenstartsystems der Erfindung ist vorgesehen, dass die Starthilfeeinrichtung eine vertikale Struktur umfasst.In a further preferred embodiment of the drone starting system of the invention, it is provided that the starting aid device comprises a vertical structure.

Vorzugsweise umfasst die Starthilfeeinrichtung einen Mast oder ein Gebäude. Hier bieten sich beispielsweise Leuchttürme, Fernsehtürme oder Hochhäuser im Allgemeinen besonders gut an.The starting aid device preferably comprises a mast or a building. Lighthouses, television towers or high-rise buildings in general are particularly suitable here.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine vertikale Struktur, umfassend einen von außen her zugänglichen und sich vertikal erstreckenden, komplementären Schleifkontakt zur Versorgung einer erfindungsgemäßen Drohne gemäß der vorhergehenden Beschreibung mit Antriebsenergie.A further aspect of the invention relates to a vertical structure, comprising a vertically extending, complementary sliding contact, accessible from the outside, for supplying a drone according to the invention as described above with drive energy.

Bevorzugt handelt es sich bei der vertikalen Struktur um ein Gebäude oder einen Mast.The vertical structure is preferably a building or a mast.

Nochmals mit anderen Worten zusammengefasst betrifft die Erfindung eine Drohne, die derart ausgestaltet ist, dass sie ihre Flughöhe oder einen Teil der Flughöhe erreicht, indem die zur Aufbringung der vertikalen Bewegung beim Start notwendige Energie mit einer elektrisch leitenden Verbindung zu einer mit dem Untergrund verbundenen Stromquelle realisiert wird. Die Drohne muss diese somit nicht der „on board“ geführten Batterie entnehmen oder die Energie „on board“ umwandeln (Brennstoffzelle), sondern kann diese von extern beziehen.Summarized again in other words, the invention relates to a drone that is designed in such a way that it reaches its flight altitude or part of the flight altitude by using the energy necessary to generate the vertical movement during take-off with an electrically conductive connection to a power source connected to the ground is realized. The drone does not have to take this from the battery "on board" or convert the energy "on board" (fuel cell), but can obtain it externally.

Dies kann beispielsweise kabelgebunden oder über Schleifkontakte erfolgen, die beispielsweise an einem Gebäude vorgesehen sein können. Bei Erreichen einer bestimmten Höhe wird die Verbindung zur externen Energiequelle dann unterbrochen, so dass die Drohne aus eigener Kraft ihren Reiseflug fortsetzen kann.This can be done, for example, in a wired manner or via sliding contacts that can be provided on a building, for example. When a certain height is reached, the connection to the external energy source is interrupted so that the drone can continue its cruise on its own.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein erfindungsgemäßes Drohnenstartsystem in einer ersten Ausführungsform;
  • 2 ein erfindungsgemäßes Drohnenstartsystem in einer weiteren Ausführungsform;
  • 3 ein erfindungsgemäßes Drohnenstartsystem in einer weiteren Ausführungsform und
  • 4 ein erfindungsgemäßes Drohnenstartsystem in einer weiteren Ausführungsform.
The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 an inventive drone launch system in a first embodiment;
  • 2 an inventive drone launch system in a further embodiment;
  • 3 a drone launch system according to the invention in a further embodiment and
  • 4th a drone launch system according to the invention in a further embodiment.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Drohnenstartsystem 10 in einer ersten Ausführungsform. Dargestellt ist das Drohnenstartsystem 10 während einer Startvorbereitungsphase A, einer Startphase B und einer Phase nach Abschluss des Starts C. 1 shows a drone launch system according to the invention 10 in a first embodiment. The drone launch system is shown 10 during a launch preparation phase A. , a start phase B. and a phase after the start is complete C. .

Zunächst wird auf die Startvorbereitungsphase A Bezug genommen. Das Drohnenstartsystem 10 umfasst eine erfindungsgemäße Drohne 12. Diese wird in der Startvorbereitungsphase A in einer Starthilfeeinrichtung 14, bei welcher es sich vorliegend exemplarisch um eine Drohnenstation 16 handelt, von einer in dieser bereitgestellten externen Energiequelle 18 aufgeladen.First, the start preparation phase A. Referenced. The drone launch system 10 comprises a drone according to the invention 12th . This is in the start preparation phase A. in a jump start facility 14th , which in the present case is a drone station as an example 16 is from an external energy source provided in this 18th charged.

Die Drohne 12 umfasst zu diesem Zweck eine Energieversorgungsschnittstelle 20, über welche eine elektrische Verbindung 22 mit der externen Energiequelle 18 hergestellt ist. Bei der elektrischen Verbindung 22 kann es sich beispielsweise um ein Kabel 24 handeln.The drone 12th includes a power supply interface for this purpose 20th over which an electrical connection 22nd with the external energy source 18th is made. When it comes to the electrical connection 22nd for example, it can be a cable 24 act.

Im Folgenden wird nun auf die Startphase B eingegangen, in der die Drohne 12 noch immer mit der externen Energiequelle 18 verbunden ist. Die externe Energiequelle 18 in den unterschiedlichen Phasen A bis C muss nicht identisch sein, so kann zum Beispiel zum Starten und Aufladen vor dem Start auch jeweils eine andere Energiequelle verwendet werden. Zur besseren Illustration und weil dies bevorzugt ist, wird vorliegend aber stets die gleiche externe Energiequelle 18 gezeigt.The following now turns to the starting phase B. received in the drone 12th still with the external energy source 18th connected is. The external energy source 18th in the different phases A. to C. does not have to be identical, for example, a different energy source can be used for starting and charging before starting. For a better illustration and because this is preferred, the same external energy source is always used in the present case 18th shown.

In der Startphase B bezieht die Drohne 12 ihre Antriebsenergie aus der Energiequelle 18 über die elektrische Verbindung 22. Die elektrische Verbindung 22 ist auch nach Loslösung der Drohne 12 vom Untergrund, der vorliegend durch die Drohnenstation 16 repräsentiert ist, noch über die Energieversorgungsschnittstelle 20 hergestellt. Die Drohne 12 ist nun dazu ausgebildet, die elektrische Verbindung 22 zu trennen. Im vorliegenden Beispiel, in dem das Kabel 24 verwendet wird, ist die Energieversorgungsschnittstelle 20 exemplarisch dazu ausgebildet, das Kabel 24 auszuklinken. Dies ist exemplarisch in der Phase nach Abschluss des Startes C gezeigt.In the starting phase B. refers the drone 12th their drive energy from the energy source 18th via the electrical connection 22nd . The electrical connection 22nd is also after detachment of the drone 12th from the underground, which is present by the drone station 16 is represented, still via the power supply interface 20th produced. The drone 12th is now designed to make the electrical connection 22nd to separate. In this example where the cable 24 is used is the power supply interface 20th designed as an example, the cable 24 notch. This is exemplary in the phase after the start is completed C. shown.

2 zeigt das erfindungsgemäße Drohnenstartsystem 10 in einer weiteren Ausführungsform. Während in 1 eine statische Kabelanbindung 26 mit der Drohnenstation 16 realisiert ist, wird in 2 eine andere Starthilfeeinrichtung 14 vorgesehen, bei der es sich um eine dynamische Kabelanbindung 30 handelt. Die beiden Ansichten in 2 zeigen jeweils verschiedene Zeitpunkte in der Startphase B. Die linke Ansicht B zeigt einen frühen Zeitpunkt in der Startphase, während die rechte Ansicht B einen späten Zeitpunkt in der Startphase zeigt. 2 shows the drone launch system according to the invention 10 in a further embodiment. While in 1 a static cable connection 26th with the drone station 16 is realized is in 2 another jump start facility 14th provided, which is a dynamic cable connection 30th acts. The two views in 2 each show different points in time in the start phase B. . The left view B. shows an early point in the startup phase, while the right view B. shows a late point in time in the start-up phase.

In der linken Ansicht B ist die startende Drohne 12 dargestellt, die wiederum über das Kabel 24 mit der von der Starthilfeeinrichtung 14 bereitgestellten externen Energiequelle 18 verbunden ist. Bei der Starthilfeeinrichtung 14 handelt es sich vorliegend um eine vertikale Struktur 32, hier exemplarisch als Gebäude 28 ausgeprägt, an dem ein dynamischer Arm 34 vorgesehen ist. Der dynamische Arm 34 umfasst eine Teleskopkinematik 36 und eine Schwenkkinematik 38.In the left view B. is the drone taking off 12th shown, in turn, via the cable 24 with that of the jump start facility 14th provided external energy source 18th connected is. At the jump start facility 14th In the present case, it is a vertical structure 32 , here exemplarily as a building 28 pronounced on which a dynamic arm 34 is provided. The dynamic arm 34 includes telescopic kinematics 36 and a swivel kinematics 38 .

Die Drohne 12 kann dann Startenergie aus dem Gebäude 28 beziehen und diese für die Startphase B verwenden, bis sie ihre gewünschte Flughöhe erreicht hat, was exemplarisch in der rechten Ansicht B gezeigt ist. Die Drohne 12 kann dann das Kabel 24 über die Energieversorgungsschnittstelle 20 ausklinken. Das Kabel 24 bleibt danach am dynamischen Arm 34 hängen und kann zum Gebäude 28 zurückgeführt werden, während die Drohne 12 ihren Reiseflug antritt.The drone 12th can then start energy from the building 28 refer to and this for the start phase B. until it has reached its desired altitude, which is exemplified in the right view B. is shown. The drone 12th can then the cable 24 via the power supply interface 20th notch. The cable 24 then remains on the dynamic arm 34 hang and can to the building 28 be returned while the drone 12th starts her cruise.

3 zeigt das Drohnenstartsystem 10 in einer weiteren Ausführungsform, die an die Ausführungsform aus 2 angelehnt ist. Die linke Ansicht B zeigt eine frühe Startphase, die mittlere Ansicht B eine spätere Startphase und die Ansicht C eine Phase nach Abschluss des Starts. 3 shows the drone launch system 10 in a further embodiment that is related to the embodiment from 2 is ajar. The left view B. shows an early start phase, the middle view B. a later start phase and the view C. a phase after the launch is complete.

In der linken Ansicht B startet die Drohne 12 zunächst unter Bezug von elektrischer Energie über das Kabel 24 aus dem Gebäude 28, an welches das Kabel 24 in diesem Beispiel jedoch statisch angeschlossen ist. Es liegt somit eine statische Kabelanbindung 26 vor.In the left view B. starts the drone 12th initially with reference to electrical energy via the cable 24 out of the building 28 to which the cable 24 in this example, however, is statically connected. There is thus a static cable connection 26th in front.

Die mittlere Ansicht B zeigt die Drohne 12 nach dem Abheben, kurz bevor sie über die Energieversorgungsschnittstelle 20 das Kabel 24 ausklinkt.The middle view B. shows the drone 12th after take-off, just before going through the power supply interface 20th the cable 24 notches.

In der rechten Ansicht C ist die Drohne 12 bereits im Reiseflug und daher nicht mehr dargestellt. Das Kabel 24, welches von der Drohne 12 ausgeklinkt worden ist, wird in diesem Beispiel von einer Hilfsdrohne 40 sicher zurück zum Untergrund 42 vor dem Gebäude 28 transportiert.In the right view C. is the drone 12th already in cruise and therefore no longer shown. The cable 24 which from the drone 12th has been disengaged, is in this example by an auxiliary drone 40 safely back to the underground 42 in front of the building 28 transported.

Mit der Hilfsdrohne 40 liegt neben der statischen Kabelanbindung 26 eine zusätzliche dynamische Kabelanbindung 30 vor, da das Kabel 24 mit der Hilfsdrohne 40 dynamisch geführt werden kann.With the auxiliary drone 40 is next to the static cable connection 26th an additional dynamic cable connection 30th before as the cable 24 with the auxiliary drone 40 can be managed dynamically.

Die Hilfsdrohne 40 kann auch in der Startphase B) als Zugentlastung für das in der Luft befindliche Kabel 24 fungieren.The auxiliary drone 40 can also be in the start-up phase B. ) as strain relief for the cable in the air 24 act.

4 zeigt das Drohnenstartsystem 10 schließlich in einer weiteren Ausführungsform, in der eine Vielzahl von Drohnen 12 in kurzen zeitlichen Abständen hintereinander gestartet werden können. 4th shows the drone launch system 10 finally in a further embodiment in which a large number of drones 12th can be started one after the other at short intervals.

Die vertikale Struktur 32 der Starthilfeeinrichtung 14 ist hier exemplarisch als Mast 44 ausgeprägt, kann in anderen Beispielen jedoch auch eine andere Art von vertikaler Struktur 32 sein.The vertical structure 32 the jump start facility 14th is exemplary here as a mast 44 pronounced, but can also have a different type of vertical structure in other examples 32 be.

Die Energieversorgungsschnittstellen 20 der Drohnen 12 umfassen in diesem Beispiel von außen her zugängliche Schleifkontakte 46.The power supply interfaces 20th of the drones 12th in this example include sliding contacts that are accessible from the outside 46 .

Der Mast 44 umfasst als Energiequelle 18 einen komplementären Schleifkontakt 48.The mast 44 includes as an energy source 18th a complementary sliding contact 48 .

Die Drohnen 12 können die elektrische Verbindung 22 zur Energiequelle 18 herstellen, indem sie ihre von außen her zugänglichen Schleifkontakte 46 mit dem komplementären Schleifkontakt 48 in Verbindung bringen. Dies ist anhand der drei in der Startphase B befindlichen Drohnen 12 in 4 illustriert, die in ersichtlich kurzen Abständen hintereinander am komplementären Schleifkontakt 48 des Masts 44 vertikal emporgleiten.The drones 12th can make the electrical connection 22nd to the energy source 18th by making their externally accessible sliding contacts 46 with the complementary sliding contact 48 get in touch. This is in the starting phase based on the three B. located drones 12th in 4th illustrated, the one behind the other at the complementary sliding contact in clearly short distances 48 of the mast 44 slide up vertically.

Oben links ist eine weitere Drohne 12 gezeigt, die sich bereits in einer Phase nach Abschluss des Starts C befindet. Dort ist illustriert, dass sich der Schleifkontakt 46 bereits vom komplementären Schleifkontakt 48 gelöst hat.At the top left is another drone 12th shown, which is already in a phase after completion of the launch C. is located. It is illustrated there that the sliding contact 46 already from the complementary sliding contact 48 has solved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
DrohnenstartsystemDrone launch system
1212th
Drohnedrone
1414th
StarthilfeeinrichtungJump start facility
1616
DrohnenstationDrone station
1818th
EnergiequelleEnergy source
2020th
EnergieversorgungsschnittstellePower supply interface
2222nd
elektrische Verbindungelectrical connection
2424
Kabelelectric wire
2626th
statische Kabelanbindungstatic cable connection
2828
Gebäudebuilding
3030th
dynamische Kabelanbindungdynamic cable connection
3232
vertikale Strukturvertical structure
3434
dynamischer Armdynamic arm
3636
TeleskopkinematikTelescopic kinematics
3838
SchwenkkinematikSwivel kinematics
4040
HilfsdrohneAuxiliary drone
4242
UntergrundUnderground
4444
Mastmast
4646
SchleifkontaktSliding contact
4848
komplementärer Schleifkontakt complementary sliding contact
AA.
StartvorbereitungsphaseStart preparation phase
BB.
StartphaseStart phase
CC.
Phase nach Abschluss des StartsPhase after completion of the launch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • US 2017/0043872 A1 [0007]US 2017/0043872 A1 [0007]

Claims (10)

Drohne (12), umfassend eine Energieversorgungsschnittstelle (20), die dazu ausgebildet ist, vor dem Start der Drohne (12) eine elektrische Verbindung (22) mit einer externen Energiequelle (18) einzugehen und der Drohne (12) Antriebsenergie aus der Energiequelle (18) zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drohne (12) dazu ausgebildet ist, die elektrische Verbindung (22) aufrechtzuerhalten, bis eine vollständige Loslösung der Drohne (12) vom Untergrund (16; 42) stattgefunden hat, und die elektrische Verbindung (22) danach zu trennen.A drone (12), comprising an energy supply interface (20) which is designed to establish an electrical connection (22) with an external energy source (18) before the drone (12) is started and to provide the drone (12) with drive energy from the energy source ( 18), characterized in that the drone (12) is designed to maintain the electrical connection (22) until the drone (12) has completely detached from the ground (16; 42), and the electrical connection (22 ) then separate. Drohne (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsschnittstelle (20) ausgebildet ist, ein Kabel (24) aufzunehmen und gesteuert wieder auszuklinken.Drone (12) Claim 1 , characterized in that the energy supply interface (20) is designed to receive a cable (24) and to release it again in a controlled manner. Drohne (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsschnittstelle (20) einen von außen her zugänglichen Schleifkontakt (46) umfasst.Drone (12) Claim 1 , characterized in that the power supply interface (20) comprises a sliding contact (46) accessible from the outside. Drohne (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Drohne (12) um eine Kippflügel-Drohne oder eine Tiltrotor-Drohne handelt.Drone (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the drone (12) is a tilt-wing drone or a tiltrotor drone. Drohnenstartsystem (10), umfassend eine Drohne (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie eine Starthilfeeinrichtung (14), die eine Energiequelle (18) zur Versorgung der Drohne (12) mit Antriebsenergie umfasst.Drone launch system (10), comprising a drone (12) according to one of the preceding claims and a jump start device (14) which comprises an energy source (18) for supplying the drone (12) with drive energy. Drohnenstartsystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Energiequelle (18) um ein Kabel (24) handelt.Drone launch system (10) Claim 5 , characterized in that the energy source (18) is a cable (24). Drohnenstartsystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Starthilfeeinrichtung (14) eine statische Kabelanbindung (26) oder eine dynamische Kabelanbindung (30) umfasst.Drone launch system (10) Claim 6 , characterized in that the starting aid device (14) comprises a static cable connection (26) or a dynamic cable connection (30). Drohnenstartsystem (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Energiequelle (18) um einen komplementären Schleifkontakt (48) handelt.Drone launch system (10) Claim 5 , characterized in that the energy source (18) is a complementary sliding contact (48). Drohnenstartsystem (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Starthilfeeinrichtung (14) eine vertikale Struktur (32) umfasst.Drone launch system (10) Claim 8 , characterized in that the starting aid device (14) comprises a vertical structure (32). Vertikale Struktur (32), umfassend einen von außen her zugänglichen und sich vertikal erstreckenden komplementären Schleifkontakt (48) zur Versorgung einer Drohne (12) nach Anspruch 3 oder einer Kombination der Ansprüche 3 und 4 mit Antriebsenergie.Vertical structure (32), comprising an externally accessible and vertically extending complementary sliding contact (48) for supplying a drone (12) Claim 3 or a combination of the Claims 3 and 4th with drive energy.
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