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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Wartungseinrichtung für Drohnen zur Gewährleistung der Einsatzfähigkeit der Drohnen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchführen von Wartungsarbeiten an einer Drohne mittels einer erfindungsgemäßen Wartungseinrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt.
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Stand der Technik
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Aus dem
KR 101 705 835 B1 ist eine Wartungseinrichtung für Drohnen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die bekannte Wartungseinrichtung zeichnet sich durch eine (Lande-) Plattform aus, in deren Bereich die Drohne zum Austausch von Batterien positioniert werden kann. Im Bereich der Plattform sind darüber hinaus Einrichtungen zur Entnahme von Batterien aus der Drohne und zum Zuführen von neuen bzw. geladenen Batterien in die Drohne vorgesehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Wartungseinrichtung für Drohnen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie eine umfassende Wartung an Drohnen ermöglicht, die neben einer Erkennung von mechanischen Beschädigungen oder der Überprüfung von elektrischen und/oder elektronischen Funktionen auch die Beseitigung von Beschädigungen bzw. sonstigen Mängeln an der Drohne ermöglicht. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, durch eine Analyse von Eigenschaften der Drohne deren Gesamtzustand mit Blick auf ihre mechanische und/oder elektrische Funktionalität zu ermöglichen, und beispielsweise bei der Feststellung von Beschädigungen o.ä. aktiv Wartungsarbeiten bzw. Reparaturen durchzuführen, um die Einsatzbereitschaft der Drohne zu gewährleisten. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass derartige Wartungseinrichtungen, ggf. je nach Schadensbild, grundsätzlich autonom, d.h. ohne ein aktives Handeln eines Bedieners bzw. ohne manuelle Eingriffe erfolgen können.
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Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen schlägt es daher die Lehre der Erfindung vor, eine Wartungseinrichtung für Drohnen derart auszubilden, dass die wenigstens eine Einrichtung zum Durchführen eines Wartungsschrittes an der Drohne wenigstens ein Prüfelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, eine mechanische und/oder elektrische Funktion an der Drohne autark zu prüfen. Eine derartige autarke Prüfung erfolgt typischerweise mittels eines Algorithmus, der vorsieht, bestimmte Prüfpositionen bzw. elektrische und/oder mechanische Werte zu erfassen und mit vorgegebenen Soll-Werten zu vergleichen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wartungseinrichtung für Drohnen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Grundsätzlich ist es wesentlich, dass die Wartungseinrichtung für Drohnen dazu ausgebildet ist, möglichst viele optische bzw. elektrische oder mechanische Mängel detektieren zu können. Vor diesem Hintergrund ist es deshalb besonders bevorzugt vorgesehen, dass das wenigstens eine Prüfelement eine optische Prüfeinrichtung, insbesondere in Form einer bildaufnehmenden Kamera umfasst, die dazu ausgebildet ist, anhand eines Bildauswerteprogramms optische und/oder mechanische Beschädigungen an der Drohne zu erfassen. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass das wenigstens eine Prüfelement einen mechanischen Prüfkopf mit einem Greifarm, einem Stoßaktor, einem Beschleunigungsaufnehmer o.ä. umfassen kann.
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Mittels der letztgenannten Einrichtungen lässt sich insbesondere durch aktive Beaufschlagung der Drohne mit einer Prüfkraft und Erfassung von Reaktionskräften auf eine mechanische Unversehrtheit bzw. auf eine mechanische Beschädigung der Drohne schließen. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass das wenigstens eine Prüfelement einen elektrischen Prüfkopf mit wenigstens einem Prüfelement zur zumindest mittelbaren elektrischen Kontaktierung einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe der Drohne umfasst. Mittels eines derartigen Prüfkopfes lässt sich beispielsweise eine elektrische Funktionalität der Drohne prüfen, ein Fehlerspeicher der Drohne vornehmen.
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Um eine Zugänglichkeit des wenigstens einen Prüfelements zu der Drohne zu ermöglichen, gibt es mehrere Möglichkeiten: In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung der Wartungseinrichtung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Prüfelement an der Plattform starr angeordnet ist und die Drohne relativ zum Prüfelement beweglich angeordnet ist. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Plattform einen Stellplatz zum Positionieren der Drohne aufweist, und wenn der Stellplatz um eine senkrecht zur Ebene des Stellplatzes bzw. der Plattform angeordnete Hochachse drehbar ist. Eine derartige Ausgestaltung der Plattform ermöglicht es somit bei einem starr angeordneten Prüfelement, die Drohne an eine für das Prüfelement zu erreichende Stelle an der Drohne zu positionieren bzw. zu drehen. Dies ist beispielsweise auch dann von Vorteil, wenn nicht nur eine Prüfeinrichtung, sondern mehrere Prüfeinrichtungen vorgesehen sind. In diesem Fall kann somit die Drohne zur Durchführung der einzelnen Prüfschritte sukzessive in den Bereich der jeweiligen Prüfeinrichtung gedreht bzw. geschwenkt werden, um die Drohne zu prüfen.
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Alternativ hierzu ist es jedoch auch denkbar, dass das wenigstens eine Prüfelement an der Plattform relativbeweglich zur Drohne angeordnet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Drohne an der Plattform ortsfest positioniert wird und die Prüfeinrichtung beispielsweise durch eine Bewegbarkeit der Prüfeinrichtung radial um eine Hochachse der Plattform an die zur Durchführung der Prüfschritte geeignete Position an die Drohne bewegt werden kann. Auch eine Kombination von beweglicher Plattform und zu der Drohne beweglichen Prüf- und/oder Wartungseinrichtungen ist denkbar.
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Zur Nachvollziehbarkeit bzw. zur Dokumentation von Wartungsarbeiten, um die Drohne in den Bereich der Wartungseinrichtung zu navigieren sowie für sonstige Zwecke ist es darüber hinaus von Vorteil, dass Datenspeicher- und/oder Prüfprogrammeinrichtungen und/oder Kommunikationsmittel zur Dokumentation, Ausführung und Anforderung von Wartungsarbeiten an der Drohne vorgesehen sind.
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Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Durchführen von Wartungsarbeiten an einer Drohne mittels einer erfindungsgemäßen Wartungseinrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch zumindest folgende Schritte aus: Zum Initiieren der Wartungsarbeiten erfolgt ein Ansteuern der Drohne zum Landen der Drohne an einer Ladeposition der Plattform der Wartungseinrichtung. Weiterhin erfolgt ein Durchführen wenigstens eines Wartungsschritts an der Drohne und ggf. ein Durchführen von Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten an der Drohne mittels eines Algorithmus. Zuletzt erfolgt eine Dokumentation des wenigstens einen durchgeführten Wartungsschritts und ggf. durchgeführter Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten an der Drohne.
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Zuletzt umfasst die Erfindung auch ein Computerprogrammprodukt, insbesondere in Form eines maschinenlesbaren Programms und/oder eines maschinenlesbaren Datenträgers, das dazu ausgebildet ist, wenigstens einen erfindungsgemäßen Verfahrensschritt durchzuführen oder das als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Wartungseinrichtung dient.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die einzige Figur zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Wartungseinrichtung für Drohnen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der Figur ist eine Wartungseinrichtung 10 für eine Drohne 1 dargestellt. Die Wartungseinrichtung 10 umfasst eine Plattform 12 mit einem als Landefläche 14 ausgebildeten Stellplatz für die Drohne 1. Die Landefläche 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in Draufsicht rund ausgebildet und um eine senkrecht zur Ebene der Landefläche 14 verlaufende Hochachse 16 mittels eines nicht dargestellten Antriebs drehbar. Ferner weist die Landefläche 14 vorzugsweise im Einzelnen nicht dargestellte Arretierungsmittel o.ä. für das Gestell 2 der Drohne 1 auf, um die Drohne 1 an einer Soll-Position auf der Landefläche 14 zu positionieren bzw. zu fixieren.
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Die Plattform 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel außerhalb der Landefläche 14 mit einem ringförmigen Bereich 18 ausgestattet, der die Landefläche 14 umgibt. Vom ringförmigen Bereich 18 erstrecken sich an dessen Oberseite mehrere Prüfeinrichtungen 20 bis 22 an säulenartigen Elementen zur Durchführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten an der Drohne 1. Beispielhaft umfasst die Prüfeinrichtung 20 ein Kamera-Array 23 mit mehreren im Einzelnen nicht dargestellten bildaufnehmenden Einrichtungen bzw. Kameras zur optischen Erfassung der Drohne 1. Die Prüfeinrichtung 21 ist zur mechanischen Prüfung der Drohne 1 ausgebildet und umfasst beispielhaft einen Greifarm 24, an dem zum Beispiel ein Stoßaktor 25, ein Beschleunigungsaufnehmer o.ä. angeordnet ist. Die Prüfeinrichtung 22 umfasst beispielhaft einen elektrischen Prüfkopf 26 mit elektrischen Kontaktierungselementen 27 zur elektrischen Kontaktierung der Drohne 1, beispielsweise zum Auslesen eines Fehlerspeichers oder zur Durchführung von Tests zur Überprüfung von elektrischen bzw. elektronischen Eigenschaften der Drohne 1.
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Die Prüfeinrichtungen 20 bis 22 sind beispielhaft in etwa um 180° zueinander versetzt zur Hochachse 16 an der Plattform 12 angeordnet. Zum sukzessiven Durchführen von Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten an der Drohne 1 ist es vorgesehen, dass die Drohne 1, nachdem sich diese auf der Landefläche 14 an ihrer vorgegebenen Soll-Position befindet, um die Hochachse 16 im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, damit die einzelnen Prüfeinrichtungen 20 bis 22 in Wirkverbindung mit der Drohne 1 gelangen können.
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Die Wartungseinrichtung 10 umfasst darüber hinaus eine Steuer- und Auswerteeinheit 30, die beispielhaft Kommunikationsmittel 32 zur (drahtlosen) Kommunikation mit der Drohne 1 hat. Über die Kommunikationsmittel 32 kann beispielsweise eine Wartungsanforderung an die Drohne 1 erfolgen, die bewirkt, dass die Drohne 1 die Wartungseinrichtung 10 bzw. die Plattform 12 ansteuert, um auf dieser zu landen. Weiterhin sind Datenspeichermittel 34 vorgesehen, um durchgeführte Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten an der Drohne 1 zu dokumentieren. Auch ist ein Algorithmus 36 in Form eines Datenprogramms vorgesehen, der die Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten an der Drohne 1 steuert bzw. überwacht. Der Algorithmus 36 umfasst beispielhaft Bildauswerteprogramme sowie Programme zur Erfassung der von den Prüfungseinrichtungen 20 bis 22 erfassten Messwerte, um diese mit vorgegebenen Soll-Werten zu vergleichen. Bei einer Abweichung der Ist-Werte von den Soll-Werten werden neben der Dokumentation der Daten auch ggf. erforderliche Reparaturschritte ausgeführt, wozu die Wartungseinrichtung 10 im Einzelnen nicht gezeigte Reparatureinrichtungen aufweist. Falls die erforderlichen Reparaturschritte an der Wartungseinrichtung 10 nicht durchgeführt werden, kann beispielsweise eine Benachrichtigung an den Betreiber der Drohne 1 erfolgen, damit dieser ggf. weitere Maßnahmen durchführt.
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Die soweit beschriebene Wartungseinrichtung 10 für Drohnen 1 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, die Wartungseinrichtung 10 nicht nur mit einer Plattform 12 für eine Drohne 1 auszustatten, sondern mit mehreren entsprechenden Plattformen 12, um ggf. eine gleichzeitige Wartung bzw. Reparatur von Drohnen 1 zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang kann es ggf. sinnvoll sein, die Prüfeinrichtungen 20 bis 22 sowie ggf. vorhandene Reparatureinrichtungen nicht starr an der Wartungseinrichtung 10 anzuordnen, sondern beweglich bzw. relativbeweglich zu der jeweiligen Drohne 1. Auch ist es denkbar, eine Kombination aus beweglich angeordneten Prüfeinrichtungen 20 bis 22 und einer um die Hochachse 16 schwenkbaren Landefläche 14 vorzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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